CN216559023U - 检测电路、传感器及检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测电路、传感器及检测设备，涉及检测技术领域。检测电路包括相互连接的电源补偿电路和感应电路构成检测电路；其中，电源补偿电路，用于为感应电路提供激励电源，并基于感应电路的反馈对激励电源进行补偿；感应电路，用于在激励电源的激励下，响应接收到的待检测参数，获得检测结果。本实施方式通过对感应电路的反馈对激励电源进行调节，以补偿感应电路的实际输出与理想输出之间的误差，从而提高检测电路的准确。

Description

检测电路、传感器及检测设备

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种检测电路、传感器及检测设备。

背景技术

为了对各类参数进行采集，越来越多的检测设备开始出现，如温度传感器或压力传感器等，然而检测设备大多由电子元件组成，容易受到温度等因素的影响，产生一定的偏移量，这无疑降低了检测精度。因此，如何提高检测精度是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种检测电路、传感器及检测设备，旨在解决现有技术中检测精度不高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种检测电路，检测电路包括相互连接的电源补偿电路和感应电路；其中，

电源补偿电路，用于为感应电路提供激励电源，并基于感应电路的反馈对激励电源进行补偿；

感应电路，用于在激励电源的激励下，响应接收到的待检测参数，获得检测结果。

可选的，电源补偿电路包括补偿电路和输出电路，补偿电路分别与输出电路和感应电路连接，输出电路与感应电路连接；其中，

补偿电路，用于接收感应电路的反馈信号及输入电源，并根据反馈信号对输入电源进行修正，获得补偿电源；

输出电路，用于接收补偿电源，并将补偿电源转换成激励电源，输出至感应电路。

可选的，输出电路包括第一运算放大器，第一运算放大器的正向输入端通过第一输入回路与补偿电路连接，第一运算放大器的反向输入端与输出端通过感应电路连接，第一运算放大器的反向输入端还与调节回路连接，第一运算放大器的输出端还与补偿电路连接。

可选的，调节回路包括第一电阻，第一电阻的第一端分别与第一运算放大器的反向输入端及感应电路的一端连接，第一电阻的第二端接地。

可选的，补偿电路包括第二运算放大器，第二运算放大器的正向输入端通过第二输入回路接收输入电源，第二运算放大器的反向输入端通过第三输入回路接收感应电路的反馈信号，第二运算放大器的反向输入端与输出端之间通过反馈回路连接，第二运算放大器的输出端与输出电路连接。

可选的，第三输入回路包括第二电阻、第三电阻和第四电阻，第二电阻的第一端与第二运算放大器的反向输入端连接，第二电阻的第二端分别与第三电阻的第一端及第四电阻的第一端连接，第三电阻的第二端与感应电路连接，第四电阻的第二端接地。

可选的，感应电路包括惠斯通电桥，惠斯通电桥与电源补偿电路连接，惠斯通电桥的桥臂上设置有感应元件。

可选的，感应元件为压敏元件，惠斯通电桥的各桥臂上均设置有压敏元件。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种传感器，传感器包括如上述的检测电路。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种检测设备，检测设备包括如上述的传感器。

本实用新型中，通过设置相互连接的电源补偿电路和感应电路构成检测电路；其中，电源补偿电路，用于为感应电路提供激励电源，并基于感应电路的反馈对激励电源进行补偿；感应电路，用于在激励电源的激励下，响应接收到的待检测参数，获得检测结果。本实施方式通过对感应电路的反馈对激励电源进行调节，以补偿感应电路的实际输出与理想输出之间的误差，从而提高检测电路的准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型检测电路第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型检测电路第二实施例的结构示意图；

图3为本实用新型检测电路一实施例的电路原理图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	电源补偿电路	R1～R8	第一至第八电阻
1001	补偿电路	A1～A2	第一至第二运算放大器
				1002	输出电路	V	输入电源
200	感应电路	W	惠斯通电桥

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

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1，图1为本实用新型检测电路一实施例的结构示意图。本实用新型提出检测电路的第一实施例。

如图1所示，在本第一实施例中，检测电路包括相互连接的电源补偿电路100和感应电路200；其中，电源补偿电路100，用于为感应电路200提供激励电源，并基于感应电路200的反馈对激励电源进行补偿；感应电路200，用于在激励电源的激励下，响应接收到的待检测参数，获得检测结果。

需要说明的是，感应电路200用于实现对各类参数的采集，待检测参数可以为压力参数或温度参数等。在具体实现时，感应电路200设置有对应的感应面，该感应面用于接收待检测参数；例如，在感应面上施加一定压力时，感应电路200可以接到到相应的压力参数，并获得相应的检测结果。其中，检测结果是指对待检测参数的测量值，如压力参数的具体压力值等。

在具体实现时，感应电路200包括惠斯通电桥，惠斯通电桥与电源补偿电路连接，惠斯通电桥的桥臂上设置有感应元件。

可以理解的是，惠斯通电桥包括首尾依次相连的四个桥臂，其中一组相对的连接头连接电源补偿电路，接收激励电源，另一组相对的连接头用于输出电压或电流。各桥臂中设置有电阻元件，在各桥臂的阻值相同的情况下，惠斯通电桥处于平衡状态，输出的电压或电流为零。在桥臂阻值发生变化时，惠斯通电桥处于非平衡状态，输出的一定值电压或电流。在本实施方式中，检测结果为惠斯通电桥的输出电压或输出电流，通过对检测结果进行分析，可以判断惠斯通电桥的电阻变化情况，从而确定待检测参数(如压力参数)的具体值(如具体压力值)。

在本实施方式中，为提高感应电路200的灵敏度，感应元件为压敏元件，惠斯通电桥的各桥臂上均设置有压敏元件。在具体实现时，压敏元件可以为压敏电阻或应变片等。通过在桥臂上均设置压敏元件，从而放大惠斯通电桥在接收到待检测参数时的输出。进一步的，相邻桥臂上的压敏元件在接收到压力时的电阻变化相反；即一桥臂上压敏元件的电阻随压力增大而增大，则该桥臂的相邻桥臂上压敏元件的电阻随压力增大而减少。

为更清楚地对本实施方式的补偿过程进行说明，假设感应电路200在感受到压力前后的电阻变化值为ΔR，而实际上，由于检测电路受到温度等影响，ΔR的变化值相较于理想值存在偏差，从而导致感应电路200的实际输出产生变化。因此，本实施方式为对偏差值进行补偿对施加在感应电路200的激励电源进行调节；例如，在ΔR的实际变化值大于理想值时，通过降低激励电源的电流值，从而消除ΔR的变大带来的误差；反之，若ΔR的实际变化值小于于理想值时，通过提高激励电源的电流值，从而消除ΔR的变小带来的误差。

在第一实施例中，通过设置相互连接的电源补偿电路100和感应电路200构成检测电路；其中，电源补偿电路100，用于为感应电路200提供激励电源，并基于感应电路200的反馈对激励电源进行补偿；感应电路200，用于在激励电源的激励下，响应接收到的待检测参数，获得检测结果。本实施方式通过对感应电路200的反馈对激励电源进行调节，以补偿感应电路200的实际输出与理想输出之间的误差，从而提高检测电路的准确性。

参照图2，图2为本实用新型检测电路一实施例的结构示意图。基于上是的第一实施例，本实用新型提出检测电路的第二实施例。

在第二实施例中，电源补偿电路100包括补偿电路1001和输出电路1002，补偿电路1001分别与输出电路1002和感应电路200连接，输出电路1002与感应电路200连接；其中，补偿电路1001，用于接收感应电路200的反馈信号及输入电源V，并根据反馈信号对输入电源V进行修正，获得补偿电源；输出电路1002，用于接收补偿电源，并将补偿电源转换成激励电源，输出至感应电路200。

需要说明的是，输入电源V可以由电池或者其他类型电源提供，补偿电路1001的一输入端与电池等电源连接，以接收输入电源V感应电路200的反馈信号可以感应电路200的输入电源V信号或者为输出信号。

在具体实现时，为保证感应电路200的检测精度，还需要保证激励电源的稳定，本实施方式中，输出电路1002还可以对补偿电源进行稳压处理等，使施加在感应电路200上的激励电源为恒压电源或者恒流电源。

参照图3，图3为本实用新型检测电路一实施例的电路原理图。

为提高检测电路的检测精度，本实施方式还提供了检测电路的一种电路原理图。具体的，输出电路1002包括第一运算放大器A1，第一运算放大器A1的正向输入端通过第一输入回路与补偿电路1001连接，第一运算放大器A1的反向输入端与输出端通过感应电路200连接，第一运算放大器A1的反向输入端还与调节回路连接，第一运算放大器A1的输出端还与补偿电路1001连接。

在本实施方式中，感应电路200可以为惠斯通电桥W，惠斯通电桥W中各桥臂上设置有一压敏电阻；其中，一相对的连接点分布连接第一运算放大器A1的输出端及反向输出端。另一相对的连接点用于输出检测结果至后端电路，以使后端电路进行运算，获得具体的检测值。

第一运算放大器A1输出端的电压与惠斯通电桥W及感应电路200的电阻相关；同时，流经惠斯通电桥W的电流仅与第一运算放大器A1为正向输入端的电压与感应电路200的阻值的比值。因此，即使惠斯通电桥W中的电阻因受到外部施加的压力而变化时，总电流也不会发生变化。

在具体实现时，调节回路包括第一电阻R1，第一电阻R1的第一端分别与第一运算放大器A1的反向输入端及感应电路200的一端连接，第一电阻R1的第二端接地。通过调节第一电阻R1的电阻，可以调节输出电路1002对补偿电源的放大倍数。

在本实施方式中，补偿电路1001包括第二运算放大器A2，第二运算放大器A1的正向输入端通过第二输入回路接收输入电源V，第二运算放大器A2的反向输入端通过第三输入回路接收感应电路200的反馈信号，第二运算放大器A2的反向输入端与输出端之间通过反馈回路连接，第二运算放大器A2的输出端与输出电路1002连接。

感应电路200的反馈信号可以为第一运算放大器A1的输出端输出的电压信号，第二运算放大器A2用于实现对输入电源V及第一运算放大器A1的输出电压之间进行差分放大。在保持输入电源V不变的前提下，在第一运算放大器A1的输出电压发生变化时，第二运算放大器A2的输出同样发生变化。例如，若惠斯通电桥W中受到外部施加的压力而整体阻值上升时，第一运算放大器A1输出端的输出电压上升，经第三输入回路反馈至第二运算放大器A2的反向输入端。此时第二运算放大器A2的反向输入端电压上升，由于输入电源V保持不变，第二运算放大器A2的输出端电压下降，从而限制了第一运算放大器A1的输出电压的上升幅度。由于补偿惠斯通电桥W因温度等因素影响可能导致整体阻值上升幅度偏大，通过限制第一运算放大器A1的输出电压的上升幅度达到补偿效果。

在具体实现时，第三输入回路包括第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，第二电阻R2的第一端与第二运算放大器A2的反向输入端连接，第二电阻R2的第二端分别与第三电阻R3的第一端及第四电阻R4的第一端连接，第三电阻R3的第二端与感应电路200连接，第四电阻R4的第二端接地。通过第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4将第一运算放大器A1的输出电压分压后，输入至第二运算放大器A2的反向输入端，调节第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4阻值可以调节分压比例。

另外，第二输入回路可以包括第五电阻R5和第六电阻R6，第五电阻R5的一端连接输入电源V，第五电阻R5的另一端与第二运算放大器A2的正向输入端及第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接地。输入电源V经第五电阻R5和第六电阻R6分压后，输入第二运算放大器A2的正向输入端，通过调节第五电阻R5和第六电阻R6的阻值，可对第二运算放大器A2的正向输入端的输入电源进行调节。

反馈回路可以包括第七电阻R7，第七电阻R7的阻值可以调节第二运算放大器A2的放大倍数。此外，第一运算放大器A1与第二运算放大器A2之间还可以设置第八电阻R8。

在第二实施例中，电源补偿电路100包括补偿电路1001和输出电路1002；其中，补偿电路1001接收感应电路200的反馈信号及输入电源V，并根据反馈信号对输入电源V进行修正，获得补偿电源；输出电路1002接收补偿电源，并将补偿电源转换成激励电源，输出至感应电路200。本实施方式在输出电路1002输出至感应电路200的电压发生改变时，通过调节补偿电路1001的输出电压，从而抑制输出电路1002输出电压的变化幅度，达到补偿效果。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种传感器，传感器包括如上述的检测电路。该检测电路的具体结构参照上述实施例，由于本传感器可以采用上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种检测设备，所述检测设备包括如上述的传感器。该传感器的具体结构参照上述实施例，由于本检测设备可以采用上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种检测电路，其特征在于，所述检测电路包括相互连接的电源补偿电路和感应电路；其中，

所述电源补偿电路，用于为所述感应电路提供激励电源，并基于所述感应电路的反馈对所述激励电源进行补偿；

所述感应电路，用于在所述激励电源的激励下，响应接收到的待检测参数，获得检测结果；

所述电源补偿电路包括补偿电路和输出电路，所述补偿电路分别与所述输出电路和所述感应电路连接，所述输出电路与所述感应电路连接；其中，

所述补偿电路，用于接收所述感应电路的反馈信号及输入电源，并根据所述反馈信号对所述输入电源进行修正，获得补偿电源；

所述输出电路，用于接收所述补偿电源，并将所述补偿电源转换成激励电源，输出至所述感应电路；

所述输出电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正向输入端通过第一输入回路与所述补偿电路连接，所述第一运算放大器的反向输入端与输出端通过所述感应电路连接，所述第一运算放大器的反向输入端还与调节回路连接，所述第一运算放大器的输出端还与所述补偿电路连接。

2.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述调节回路包括第一电阻，所述第一电阻的第一端分别与所述所述第一运算放大器的反向输入端及所述感应电路的一端连接，所述第一电阻的第二端接地。

3.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述补偿电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正向输入端通过第二输入回路接收输入电源，所述第二运算放大器的反向输入端通过第三输入回路接收所述感应电路的反馈信号，所述第二运算放大器的反向输入端与输出端之间通过反馈回路连接，所述第二运算放大器的输出端与所述输出电路连接。

4.如权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述第三输入回路包括第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第二电阻的第一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端及所述第四电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述感应电路连接，所述第四电阻的第二端接地。

5.如权利要求1-4中任一项所述的检测电路，其特征在于，所述感应电路包括惠斯通电桥，所述惠斯通电桥与所述电源补偿电路连接，所述惠斯通电桥的桥臂上设置有感应元件。

6.如权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述感应元件为压敏元件，所述惠斯通电桥的各桥臂上均设置有压敏元件。

7.一种传感器，其特征在于，所述传感器包括如权利要求1-6任意一项所述的检测电路。

8.一种检测设备，其特征在于，所述检测设备包括如权利要求7所述的传感器。

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