CN211317368U - 一种传感器检测电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种传感器检测电路和电子设备，其传感器检测电路包括信号处理电路、故障检测电路以及传感信号输入端，传感信号输入端同时连接信号处理电路的输入端和故障检测电路的检测端，传感信号输入端还用于连接至少一个传感器输出端，故障检测电路包括上拉电路与下拉电路，上拉电路串联在检测端与第一参考电压输入端之间，下拉电路串联在检测端与第二参考电压输入端之间。根据本实用新型实施例，其信号处理电路可根据故障检测电路内上拉电路与下拉电路的通断状态下传感器输出端的电压变化来判断传感器内连接的好坏，进而实现在传感器组装成模组或者整机后的故障检测。

Description

一种传感器检测电路和电子设备

技术领域

本实用新型涉及测量领域，特别涉及一种传感器检测电路和电子设备。

背景技术

目前惠斯通结构的传感器的质量检测是在传感器组装成模组之前由传感器厂商进行检测。但是往往在传感器组装成模组或者整机后无法实时检测到传感器的好坏，严重影响用户的使用体验。所以，有必要提供一种传感器检测电路，以在传感器组装成模组或者整机后进行故障检测。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种传感器检测电路和电子设备，旨在解决如何在传感器组装成模组或者整机后进行故障检测的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种传感器检测电路，包括信号处理电路、故障检测电路以及传感信号输入端，所述传感信号输入端同时连接所述信号处理电路的输入端和所述故障检测电路的检测端，所述传感信号输入端还用于连接至少一个传感器输出端，所述故障检测电路包括上拉电路与下拉电路，所述上拉电路串联在所述检测端与第一参考电压输入端之间，所述下拉电路串联在所述检测端与第二参考电压输入端之间。

可选地，所述传感信号输入端的数量为至少两个，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，所述故障检测电路的检测端与所述信号处理电路的输入端的连接点通过一单刀多掷开关连接每一所述传感信号输入端的另一侧。

可选地，所述信号处理电路、所述故障检测电路以及所述传感信号输入端的数量分别为多个，多个所述信号处理电路、多个所述故障检测电路以及多个所述传感信号输入端一一对应设置，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，每一所述传感信号输入端的另一侧分别连接相应的所述故障检测电路的检测端与相应的所述信号处理电路的输入端。

可选地，所述故障检测电路和所述传感信号输入端的数量分别为多个，所述信号处理电路的数量为至少一个且少于所述传感信号输入端的数量，多个所述故障检测电路与多个所述传感信号输入端一一对应设置，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，每一所述传感信号输入端的另一侧连接相应的所述故障检测电路的检测端，至少一所述信号处理电路的输入端通过一单刀多掷开关连接至少两所述传感信号输入端的另一侧。

可选地，所述信号处理电路和所述传感信号输入端的数量分别为多个，所述故障检测电路的数量为至少一个且少于所述传感信号输入端的数量，多个所述信号处理电路与多个所述传感信号输入端一一对应设置，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，每一所述传感信号输入端的另一侧连接相应的所述信号处理电路的输入端，至少一所述故障检测电路的检测端通过一单刀多掷开关连接至少两所述传感信号输入端的另一侧。

可选地，所述传感信号输入端的数量分别为多个，所述信号处理电路和所述故障检测电路的数量分别为至少一个且少于所述传感信号输入端的数量，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，至少一所述信号处理电路的输入端通过一第一单刀多掷开关连接至少两所述传感信号输入端的另一侧，至少一所述故障检测电路的检测端通过一第二单刀多掷开关连接至少两所述传感信号输入端的另一侧。

可选地，所述上拉电路包括串联连接的上拉电阻与上拉开关，所述下拉电路包括串联连接的下拉电阻与下拉开关。

可选地，还包括使能控制电路，所述使能控制电路的输入端连接所述信号处理电路的输出端，所述使能控制电路的输出端分别连接所述上拉电路的控制端与所述下拉电路的控制端。

此外，为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种电子设备，包括上述的传感器检测电路。

可选地，所述电子设备为移动终端、穿戴式设备、家用电器、电子秤、电子烟、智能马桶或耳机。

本实用新型提供的传感器检测电路和电子设备，其传感器检测电路包括信号处理电路、故障检测电路以及传感信号输入端，传感信号输入端同时连接信号处理电路的输入端和故障检测电路的检测端，传感信号输入端还用于连接至少一个传感器输出端，故障检测电路包括上拉电路与下拉电路，上拉电路串联在检测端与第一参考电压输入端之间，下拉电路串联在检测端与第二参考电压输入端之间。这样一来，其信号处理电路可根据故障检测电路内上拉电路与下拉电路的通断状态下传感器输出端的电压变化来判断传感器内连接的好坏，进而实现在传感器组装成模组或者整机后的故障检测。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种传感器检测电路的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的另一种传感器检测电路的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的另一种传感器检测电路的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的另一种传感器检测电路的结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的另一种传感器检测电路的结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的另一种传感器检测电路的结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的另一种传感器检测电路的结构示意图。

图8为本实用新型实施例提供的另一种传感器检测电路的结构示意图。

图9为本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求收及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在一个实施例中，如图1所示，本实用新型实施例提供一种传感器检测电路100，该传感器检测电路100包括信号处理电路110、故障检测电路120以及传感信号输入端130，传感信号输入端130同时连接信号处理电路120的输入端和故障检测电路120的检测端123，传感信号输入端130还用于连接至少一个传感器输出端200，故障检测电路120包括上拉电路121与下拉电路122，上拉电路121串联在检测端123与第一参考电压输入端REF1之间，下拉电路121串联在检测端123与第二参考电压输入端REF2之间。

在本实施例中，第一参考电压输入端REF1和第二参考电压输入端REF2分别为预设的正参考电压输入端和负参考电压输入端。传感器由至少一对上拉传感电阻和下拉传感电阻组成，每对上拉传感电阻和下拉传感电阻连接成惠斯通半桥，上拉传感电阻和下拉传感电阻的连接节点为惠斯通半桥的输出端，同时为一传感器输出端200。其中，当传感器包括多个惠斯通半桥时，每两个惠斯通半桥可并联为一惠斯通全桥，此时传感器具有多个传感器输出端200。传感信号输入端130可同时或分时交替连接该多个传感器输出端。当一传感器输出端200连接本传感器检测电路100的传感信号输入端130时，本传感器检测电路100的信号处理电路110可根据故障检测电路120内上拉电路121与下拉电路122的通断状态下信号处理电路110的输入端检测到的电压变化来判断传感器内连接的好坏，进而实现在传感器组装成模组或者整机后的故障检测。具体地，将故障检测电路120中的上拉电路121和下拉电路122控制在以下3种状态间切换：状态a，上拉电路121连通，下拉电路122断开；状态b，上拉电路121断开，下拉电路122连通；状态c，上拉电路121断开，下拉电路122断开。以第一参考电压输入端REF1用于输入正参考电压、第二参考电压输入端REF2用于输入负参考电压且接地为例，若传感器中一惠斯通半桥内的上拉传感电阻和下拉传感电阻均断开时，当故障检测电路120处于状态a时，由于信号处理电路120的输入端通过上拉电路121接正参考电压，因此信号处理电路120检测到的电压值较高，称为“满量程电压值”；当故障检测电路120处于状态b时，由于信号处理电路120的输入端通过下拉电路122接地，因此信号处理电路120检测到的电压值为0；当故障故障检测电路120处于状态c时，由于信号处理电路120的输入端悬空，因此无法检测到信号。

以此类推，可根据各状态下信号处理电路110的输入端检测到的电压信号变化确定传感器内的上拉传感电阻和下拉传感电阻是否断路或短路，从而实现传感器的故障检测。

为便于理解，将信号处理电路110检测到的电压信号与故障检测电路的各种状态以及传感器内的各传感电阻状态之间的对应关系总结为如下表一。其中，“中间电压值”指的是介于满量程电压值与零电压值之间的中间值。“中间电压值变大(a1)”指的是检测到的电压值介于中间电压值与满量程电压值之间。“中间电压值变小(b1)”指的是检测到的电压值介于中间电压值与零电压值之间。“相对悬空状态下的码值变化与(a1)状态下的码值变化显著减小”指的是检测到的电压值的变化幅度明显小于悬空状态和(a1)状态下的电压变化幅度。上拉/下拉电路通路的内阻与上拉/下拉传感器电阻相当，但显著大于传感器短路时的电阻，所以当上拉电路打开时，上拉电路的内阻分别与短路的传感电阻并联，由于上拉电路通路的内阻显著大于传感器短路内阻，因此上拉传感器电阻和下拉传感器电阻同时短路时产生的分压电压变化幅度较小。“相对悬空状态下的码值变化与(b1)状态下的码值变化显著减小”指的是检测到的电压值的变化幅度明显小于悬空状态下的电压变化幅度。上拉/下拉电路通路的内阻与上拉/下拉传感器电阻相当，但显著大于传感器短路时的电阻。所以当下拉电路打开时，下拉电路的内阻分别与短路电阻并联，由于下拉电路通路的内阻显著大于传感器短路内阻，所以上拉传感器电阻和下拉传感器电阻同时短路时产生的分压电压变化幅度较小。“非0和满量程电压值”指的是上拉传感器和下拉传感器同时短路实际上是两个较小短路电阻的分压，所以此时检测到的电压值既不为0也不为满量程电压值。传感器内的上拉传感电阻和下拉传感电阻同时短路时，在状态c到状态a/状态b的切换产生的电压变化量明显小于正常状态下状态c到状态a/状态b切换产生的电压变化量。

表一

在一个实施例中，如图2所示，上拉电路121包括串联连接的上拉电阻R1与上拉开关SW1，下拉电路122包括串联连接的下拉电阻R2与下拉开关SW2。通过上拉开关SW1，可控制上拉电阻R1的通断状态，进而实现上拉电路121的连通与断开控制。通过下拉开关SW2，可控制下拉电阻R2的通断状态，进而实现下拉电路122的连通与断开控制。可选地，上拉电阻R1与上拉开关SW1串联在检测端123与第一参考电压输入端REF1之间的先后顺序可根据实际需要进行任意调整，即可以是图中依次为第一参考电压输入端REF1、上拉开关SW1、上拉电阻R1、检测端123的排列顺序，亦可以为第一参考电压输入端REF1、上拉电阻R1、上拉开关SW1、检测端123的排列顺序。

在一个实施例中，如图3所示，上述的传感信号输入端130的数量为至少两个(图中具体以两个为例)，每一传感信号输入端130的一侧连接一传感器输出端200，故障检测电路120的检测端123与信号处理电路110的输入端的连接点通过一单刀多掷开关(图中示例为单刀双掷开关SW3)连接每一传感信号输入端130的另一侧。此时，本传感器检测电路100可同时接入至少两个传感器输出端200，但同一时间仅能进行其中一个传感器输出端200的故障检测，通过单刀多掷开关的切换，分时交替对不同传感器输出端200所连接的传感电阻进行故障检测。将故障检测电路120的检测端123与信号处理电路110的输入端的连接点和当前需要进行故障检测的传感器输出端200连接在一起时，本传感器检测电路100的信号处理电路110可根据故障检测电路120内上拉电路121与下拉电路122的通断状态下信号处理电路110的输入端检测到的电压变化来判断传感器内连接的好坏，进而实现在传感器组装成模组或者整机后的故障检测。

在一个实施例中，如图4所示，上述的信号处理电路110、故障检测电路120以及传感信号输入端130的数量分别为多个(图中具体以N个为例，N为大于或等于2的正整数)，多个信号处理电路110、多个故障检测电路120以及多个传感信号输入端130一一对应设置，每一传感信号输入端130的一侧连接一传感器输出端200，每一传感信号输入端130的另一侧分别连接相应的故障检测电路120的检测端123与相应的信号处理电路110的输入端。此时，本传感器检测电路100可同时接入多个传感器输出端200，且同一时间能进行多个传感器输出端200的故障检测。即本传感器检测电路100的每一信号处理电路110可根据相应的故障检测电路120内上拉电路121与下拉电路122的通断状态下信号处理电路110的输入端检测到的电压变化来判断传感器内连接的好坏，进而实现在传感器组装成模组或者整机后的故障检测。

在一个实施例中，如图5所示，上述的故障检测电路120和传感信号输入端130的数量分别为多个(图中具体以N个为例，N为大于或等于2的正整数)，信号处理电路110的数量为至少一个且少于传感信号输入端130的数量(图中具体以M个为例，M为小于N的正整数)，多个故障检测电路120与多个传感信号输入端130一一对应设置，每一传感信号输入端130的一侧连接一传感器输出端200，每一传感信号输入端130的另一侧连接相应的故障检测电路120的检测端123，至少一信号处理电路110的输入端通过一单刀多掷开关(图中具体为单刀双掷开关SW3)连接至少两传感信号输入端130的另一侧。此时，本传感器检测电路100可同时接入多个传感器输出端200，但由于信号处理电路110的数量为至少一个且少于传感信号输入端130的数量，使得部分传感信号输入端130对应接入的多个传感器输出端200仅能同一时间进行其中一个传感器输出端200的故障检测，即通过单刀多掷开关切换，分时交替对不同传感器输出端200所连接的传感电阻进行故障检测。将故障检测电路120的检测端123与信号处理电路110的输入端的连接点和当前需要进行故障检测的传感器输出端200连接在一起时，本传感器检测电路100的信号处理电路110可根据故障检测电路120内上拉电路121与下拉电路122的通断状态下信号处理电路110的输入端检测到的电压变化来判断传感器内连接的好坏，进而实现在传感器组装成模组或者整机后的故障检测。

在一个实施例中，如图6所示，信号处理电路110和传感信号输入端130的数量分别为多个(图中具体以N个为例，N为大于或等于2的正整数)，故障检测电路120的数量为至少一个且少于传感信号输入端130的数量(图中具体以M个为例，M为小于N的正整数)，多个信号处理电路110与多个传感信号输入端130一一对应设置，每一传感信号输入端130的一侧连接一传感器输出端200，每一传感信号输入端130的另一侧连接相应的信号处理电路110的输入端，至少一故障检测电路120的检测端123通过一单刀多掷开关(图中具体为单刀双掷开关SW3)连接至少两传感信号输入端130的另一侧。此时，本传感器检测电路100可同时接入多个传感器输出端200，但由于故障检测电路120的数量为至少一个且少于传感信号输入端130的数量，使得部分传感信号输入端130对应接入的多个传感器输出端200仅能同一时间进行其中一个传感器输出端200的故障检测，即通过单刀多掷开关切换，将故障检测电路120的检测端与信号处理电路110的输入端的连接点和当前需要进行故障检测的传感器输出端200连接在一起时，本传感器检测电路100的信号处理电路110可根据故障检测电路120内上拉电路121与下拉电路122的通断状态下信号处理电路110的输入端检测到的电压变化来判断传感器内连接的好坏，进而实现在传感器组装成模组或者整机后的故障检测。

在一个实施例中，如图7所示，传感信号输入端130的数量分别为多个(图中具体以N个为例，N为大于或等于2的正整数)，信号处理电路110和故障检测电路120的数量分别为至少一个且少于传感信号输入端130的数量(图中具体以信号处理电路110的数量为M个，故障检测电路120的数量为L个为例，M、L均为小于N的正整数，且M可以与L相等或不相等)，每一传感信号输入端130的一侧连接一传感器输出端200，至少一信号处理电路110的输入端通过一第一单刀多掷开关(图中具体为单刀双掷开关SW4)连接至少两传感信号输入端130的另一侧，至少一故障检测电路120的检测端通过一第二单刀多掷开关(图中具体为单刀双掷开关SW5)连接至少两传感信号输入端130的另一侧。此时，本传感器检测电路100可同时接入多个传感器输出端200，但由于信号处理电路110和故障检测电路120的数量分别为至少一个且少于传感信号输入端130的数量，使得部分传感信号输入端130对应接入的多个传感器输出端200仅能同一时间进行其中一个传感器输出端200的故障检测，即通过第一单刀多掷开关与第二单刀多掷开关分别切换，将故障检测电路120的检测端123与信号处理电路110的输入端的连接点和当前需要进行故障检测的传感器输出端200连接在一起时，本传感器检测电路100的信号处理电路110可根据故障检测电路120内上拉电路121与下拉电路122的通断状态下信号处理电路110的输入端检测到的电压变化来判断传感器内连接的好坏，进而实现在传感器组装成模组或者整机后的故障检测。

在一个实施例中，如图8所示，本传感器检测电路100还包括使能控制电路140，使能控制电路140的输入端连接信号处理电路110的输出端，使能控制电路140的输出端分别连接上拉电路121的控制端(例如上拉开关SW1)与下拉电路122的控制端(例如下拉开关SW2)。此时，使能控制电路140的输入端能根据信号处理电路110的处理结果，分别控制上拉电路121与下拉电路122的通断，即上拉开关SW1和下拉开关SW2的打开与关闭。

在一个实施例中，本实用新型提供一种电子设备，如图9所示，该电子设备包括如上述任一实施例所述的传感器检测电路100。

在一个实施例中，上述电子设备为移动终端、穿戴式设备、家用电器、电子秤、电子烟、智能马桶或耳机。其中，移动终端包括但不限于：手机、笔记本电脑、平板电脑、电纸书阅读器、掌上电脑、POS机等。穿戴式设备包括但不限于电子手环、电子手表、智能服装等。汽车电子设备包括但不限于车载导航设备、车载音响娱乐设备、车载仪表显示设备等。家用电器包括但不限于电冰箱、电饭煲、洗衣机、空调、智能马桶等。电子秤包括但不限于厨房秤、体重秤、体脂称等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种传感器检测电路，其特征在于，包括信号处理电路、故障检测电路以及传感信号输入端，所述传感信号输入端同时连接所述信号处理电路的输入端和所述故障检测电路的检测端，所述传感信号输入端还用于连接至少一个传感器输出端，所述故障检测电路包括上拉电路与下拉电路，所述上拉电路串联在所述检测端与第一参考电压输入端之间，所述下拉电路串联在所述检测端与第二参考电压输入端之间。

2.根据权利要求1所述的传感器检测电路，其特征在于，所述传感信号输入端的数量为至少两个，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，所述故障检测电路的检测端与所述信号处理电路的输入端的连接点通过一单刀多掷开关连接每一所述传感信号输入端的另一侧。

3.根据权利要求1所述的传感器检测电路，其特征在于，所述信号处理电路、所述故障检测电路以及所述传感信号输入端的数量分别为多个，多个所述信号处理电路、多个所述故障检测电路以及多个所述传感信号输入端一一对应设置，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，每一所述传感信号输入端的另一侧分别连接相应的所述故障检测电路的检测端与相应的所述信号处理电路的输入端。

4.根据权利要求1所述的传感器检测电路，其特征在于，所述故障检测电路和所述传感信号输入端的数量分别为多个，所述信号处理电路的数量为至少一个且少于所述传感信号输入端的数量，多个所述故障检测电路与多个所述传感信号输入端一一对应设置，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，每一所述传感信号输入端的另一侧连接相应的所述故障检测电路的检测端，至少一所述信号处理电路的输入端通过一单刀多掷开关连接至少两所述传感信号输入端的另一侧。

5.根据权利要求1所述的传感器检测电路，其特征在于，所述信号处理电路和所述传感信号输入端的数量分别为多个，所述故障检测电路的数量为至少一个且少于所述传感信号输入端的数量，多个所述信号处理电路与多个所述传感信号输入端一一对应设置，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，每一所述传感信号输入端的另一侧连接相应的所述信号处理电路的输入端，至少一所述故障检测电路的检测端通过一单刀多掷开关连接至少两所述传感信号输入端的另一侧。

6.根据权利要求1所述的传感器检测电路，其特征在于，所述传感信号输入端的数量分别为多个，所述信号处理电路和所述故障检测电路的数量分别为至少一个且少于所述传感信号输入端的数量，每一所述传感信号输入端的一侧连接一所述传感器输出端，至少一所述信号处理电路的输入端通过一第一单刀多掷开关连接至少两所述传感信号输入端的另一侧，至少一所述故障检测电路的检测端通过一第二单刀多掷开关连接至少两所述传感信号输入端的另一侧。

7.根据权利要求1-6任一项所述的传感器检测电路，其特征在于，所述上拉电路包括串联连接的上拉电阻与上拉开关，所述下拉电路包括串联连接的下拉电阻与下拉开关。

8.根据权利要求1所述的传感器检测电路，其特征在于，还包括使能控制电路，所述使能控制电路的输入端连接所述信号处理电路的输出端，所述使能控制电路的输出端分别连接所述上拉电路的控制端与所述下拉电路的控制端。

9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的传感器检测电路。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为移动终端、穿戴式设备、家用电器、电子秤、电子烟、智能马桶或耳机。

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