CN219225371U - 一种无磁芯传感器温度补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种无磁芯传感器温度补偿装置，其包括温度调整模块、乘法运算模块、比例调节模块、加法模块和输出调整模块；待补偿电压通过加法模块输送至乘法运算模块；乘法运算模块分别与温度调整模块和比例调节模块连接，加法模块与比例调节模块连接，输出调整模块与加法模块连接。本申请具有解决传感器在使用过程中的温漂问题的效果。
Description
技术领域
本申请涉及传感器的领域，尤其是涉及一种无磁芯传感器温度补偿装置。
背景技术
传感器能够敏感的感受环境中磁场、电流、压力、温度和光线强度等因素的变化，从而产生电压或者电流信号，以便继续后续检测和分析，已被广泛应用在各个测量场景中。传感器灵敏度受温度变化影响较大，会导致其整体性能和测量精度发生偏移，起不到应有的作用。
实用新型内容
为了解决传感器在使用过程中的温漂问题，本申请提供一种无磁芯传感器温度补偿装置。
本申请提供的一种无磁芯传感器温度补偿装置采用如下的技术方案：
一种无磁芯传感器温度补偿装置，包括包括温度调整模块、乘法运算模块、比例调节模块、加法模块和输出调整模块；
所述待补偿电压通过加法模块输送至乘法运算模块；
所述温度调整模块用于采集目标温度并对采集到的温度进行调整，输出第一调整电压；
所述乘法运算模块用于对待补偿电压和第一调整电压进行调整，输出第二调整电压；
所述比例调节模块与乘法运算模块连接，用于接收第二调整电压，并对第二调整电压进行调整，输出第三调整电压；
所述加法模块与比例调节模块连接，用于接收第三调整电压，并使第三调整电压和待补偿电压进行相加，输出第四调整电压；
所述输出调整模块与加法模块连接，用于第四调整电压，并对第四电压进行调整，输出补偿电压。
可选的，所述温度采集模块包括温度传感器、加法器A1A、电阻R3、电流调整单元和电压调整单元；
所述温度传感器一端与负向电压连接，另一端与加法器A1A的反相输入端连接；
所述电流调整单元一端与正向电压连接，另一端与加法器A1A的正相输入端连接；
所述电阻R3一端与加法器A1A的同相输入端连接，另一端接地；
所述电压调整单元并联于加法器A1A的反相输入端和加法器A1A的输出端之间；
所述加法器A1A的输出端与乘法运算模块连接。
可选的，所述乘法运算模块包括四象限乘法器和滤波单元，所述四象限乘法器设置有八个引脚；
所述滤波单元一端与加法器A1A的输出端连接，另一端与四象限乘法器的7号引脚连接；
所述四象限乘法器的1号引脚与加法模块连接，所述四象限乘法器的5号引脚与比例调节模块连接。
可选的，所述滤波单元包括电阻R4和电容C1，所述电阻R4一端与加法器A1A的输出端连接，另一端与四象限乘法器的7号引脚连接，所述电容C1的一端与四象限乘法器的7号引脚连接，另一端接地。
可选的，所述比例调节模块包括比例放大器A1B、电阻R5、电阻R6和电阻R8；
所述电阻R5的一端与四象限乘法器的5号引脚连接，另一端与比例放大器A1B的反相输入端连接；
所述电阻R8的一端与比例放大器A1B的同相输入端连接，另一端接地；
所述电阻R6并联于比例放大器A1B的反相输入端和比例放大器A1B的输出端之间；
所述比例放大器A1B的输出端与加法模块连接。
可选的，所述加法模块包括加法器A2A、电阻R9、电阻R10、电阻11和电阻R12；
所述R10一端与比例放大器A1B输出端连接，另一端与加法器A2A的反相输入端连接；
所述待补偿电压通过R9与加法器A2A的反相输入端连接；
所述电阻R12一端与加法器A2A的同相输入端连接，另一端接地；
所述电阻R11并联于加法器A2A的反相输入端和加法器A2A的输出端之间；
所述加法器A2A的输出端与输出调整模块连接。
可选的，所述输出调整模块包括比例放大器A2B、电阻R13、电阻R14和电阻R15；
所述电阻R13的一端与加法器A2A的输出端连接，另一端与加法器A2B的反相输入端连接；
所述电阻R15一端与比例放大器A2B的同相输入端连接，另一端接地；
所述电阻R14并联于比例放大器A2B的反相输入端和比例放大器A2B的输出端之间。
可选的，所述温度传感器采用AD532AN型温度传感器。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
本装置通过温度调整模块对采集到的温度电流进行调整，输出第一调整电压，乘法运算模块对输入的第一调整电压和待补偿电压进行调整，输出第二调整电压，比例调节模块对第二调整电压进行倍数放大或缩小，得到第三调整电压，加法模块对第三调整电压和待补偿电压进行求和，得到第四调整电压，输出调整模块对第四电压进行调整，得到补偿电压，并输出。由于温度传感器基本为线性温漂，且以常温25℃为中心做线性温度补偿，故在高/低温任一端调节补偿系数，高低温两端都会以25℃为中心同系数补偿，从而不会出现在允许误差范围内补偿一端而另一端欠/过补偿，进而能够解决传感器在使用过程中的温漂问题。
附图说明
图1是本申请实施例系统框图。
图2是本申请实施例电路图。
附图标记说明：1、温度调整模块；11、电流调整单元；12、电压调整单元；2、乘法运算模块；21、四象限乘法器；22、滤波单元；3、比例调节模块；4、加法模块；5、输出调整模块。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种无磁芯传感器温度补偿装置。
参照图1和图2，一种无磁芯传感器温度补偿装置包括包括温度调整模块1、乘法运算模块2、比例调节模块3、加法模块4和输出调整模块5；待补偿电压通过加法模块4输送至乘法运算模块2；温度调整模块1用于采集目标温度并对采集到的温度进行调整，输出第一调整电压；乘法运算模块2用于对待补偿电压和第一调整电压进行调整，输出第二调整电压；比例调节模块3与乘法运算模块2连接，用于接收第二调整电压，并对第二调整电压进行调整，输出第三调整电压；加法模块4与比例调节模块3连接，用于接收第三调整电压，并使第三调整电压和待补偿电压进行相加，输出第四调整电压；输出调整模块5与加法模块4连接，用于第四调整电压，并对第四电压进行调整，输出补偿电压。
温度调整模块1包括温度传感器、加法器A1A、电流调整单元11、电压调整单元12、电阻R3、变阻器VR1和变阻器VR2。其中，温度传感器输入端连接电源负极，温度传感器输出端连接加法器A1A的反相输入端，温度传感器采用AD592AN型号的温度传感器，此型号的温度传感器在25℃时输出的电流为298微安，也就是说温度传感器的基准电流为298微安，温度传感器上升一℃时，温度传感器输出的电流上升一微安，温度传感器下降一℃时，温度传感器输出的电流下降一微安。电流调整单元11包括电阻R2和变阻器VR2，电阻R2一端连接电源负极，另一端连接变阻器VR2，变阻器VR2的另一端连接加法器A1A的反相输入端，此时，通过电阻R2和变阻器VR2的电流为298微安，因为上述温度传感器用于实时监测目标装置的温度，因此，温度传感器输出的电流不是298微安；温度传感器输出的电流和通过电流调整单元11的电流会有一定的差值，加法器A1A将两个电流进行代数和，会得到一个电流差值。
电压调整单元12包括电阻R1和变阻器VR1。电阻R1的一端与加法器A1A的反相输入端连接，另一端与变阻器VR1连接，变阻器VR1的另一端与加法器A1A的输出端连接；电阻R1和变阻器VR1的代数和乘以上述电流差值，能够得到第一调整电压，并输出。电阻R3的一端与加法器A1A的同相输入端连接，另一端接地；加法器A1A的输出端与乘法运算电路连接。
乘法运算电路包括四象限乘法器21和滤波单元22。其中，四象限乘法器21包括八个引脚；滤波单元22包括电阻R4和电容C1，电阻R4一端与加法器A1A的输出端连接，另一端与四象限乘法器21的7号引脚连接，电容C1的一端与四象限乘法器21的7号引脚连接，另一端接地；四象限乘法器21的2号引脚、4号引脚和8号引脚均接地，四象限乘法器21的3号引脚和6号引脚均与电源15V连接；四象限乘法器21的5号引脚与比例调节模块3连接；四象限乘法器21设置有电阻R7，电阻R7的一端与四象限乘法器21的1号引脚连接，另一端与加法模块4的输出端连接。待补偿电压与加法模块4的输入端连接，待补偿电压依次通过加法模块4和电阻R7，并与四象限乘法器21的1号引脚连接。由于四象限乘法器21自身的程序，第一调整电压和待补偿电压均输出四象限乘法器21后进行乘法运算，得到第二调整电压，因为四象限乘法器21的2号引脚和8号引脚均接地，因此电压值为零，故，第二调整电压为（第一调整电压*待补偿电压）/10V。在本申请实施例中，四象限乘法器21优选为AD633型号的乘法器。
比例调节模块3包括比例放大器A1B、电阻R5、电阻R6和电阻R8。其中，电阻R5的一端与四象限乘法器21的5号引脚连接，另一端与比例放大器A1B的反相输入端连接；电阻R8一端与比例放大器A1B的同相输入端连接，另一端接地；电阻R6一端与比例放大器A1B的反相输入端连接，另一端与比例放大器A1B的输出端连接。比例调节模块3用于对第二调整电压进行倍数放大或缩小，得到第三调整电压，并输出，倍数调整为-R6/R5。
加法模块4包括加法器A2A、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12。其中，电阻R10的一端与比例放大器A1B的输出端连接，另一端与加法器A2A的反相输入端连接；电阻R9的一端与待补偿电压连接，另一端与加法器A2A的反相输入端连接；电阻R12的一端与加法器A2A的同相输入端连接，另一端接地；电阻R11的一端与加法器A2A的反相输入端连接，另一端与加法器A2A的输出端连接。加法模块4用于将第三调整电压和待补偿电压进行求和，得到第四调整电压，并输出。
输出调整模块5包括比例放大器A2B、电阻R13、电阻R14和电阻R15。其中，电阻R13的一端分别与电阻R7的输出端和加法器A2A的输出端连接，另一端与比例放大器A2B的反相输入端连接；电阻R15的一端与比例放大器A2B的同相输入端连接，另一端接地；电阻R14的一端与比例放大器A2B的反向输入端连接，另一端与比例放大器A2B的输出端连接。输出调整模块5用于对第四调整电压进行反向调整，输出补偿电压。
由于温度传感器基本为线性温漂，且以常温25℃为中心做线性温度补偿，故在高/低温任一端调节补偿系数，高低温两端都会以25℃为中心同系数补偿，从而不会出现在允许误差范围内补偿一端而另一端欠/过补偿。
在本申请实施例中，加法器A1A、比例放大器A1B、加法器A2A和比例放大器A2B均采用常见的OP2177型号的运算放大器，电阻R3、电阻R8、电阻R12和电阻R15用于消除偏置电流。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无磁芯传感器温度补偿装置，其特征在于：包括温度调整模块(1)、乘法运算模块(2)、比例调节模块(3)、加法模块(4)和输出调整模块(5)；
待补偿电压通过加法模块(4)输送至乘法运算模块(2)；
所述温度调整模块(1)用于采集目标温度并对采集到的温度进行调整，输出第一调整电压；
所述乘法运算模块(2)用于对待补偿电压和第一调整电压进行调整，输出第二调整电压；
所述比例调节模块(3)与乘法运算模块(2)连接，用于接收第二调整电压，并对第二调整电压进行调整，输出第三调整电压；
所述加法模块(4)与比例调节模块(3)连接，用于接收第三调整电压，并使第三调整电压和待补偿电压进行相加，输出第四调整电压；
所述输出调整模块(5)与加法模块(4)连接，用于第四调整电压，并对第四电压进行调整，输出补偿电压。
2.根据权利要求1所述的一种无磁芯传感器温度补偿装置，其特征在于：所述温度调整模块(1)包括温度传感器、加法器A1A、电阻R3、电流调整单元(11)和电压调整单元(12)；
所述温度传感器一端与负向电压连接，另一端与加法器A1A的反相输入端连接；
所述电流调整单元(11)一端与正向电压连接，另一端与加法器A1A的正相输入端连接；
所述电阻R3一端与加法器A1A的同相输入端连接，另一端接地；
所述电压调整单元(12)并联于加法器A1A的反相输入端和加法器A1A的输出端之间；
所述加法器A1A的输出端与乘法运算模块(2)连接。
3.根据权利要求2所述的一种无磁芯传感器温度补偿装置，其特征在于：所述乘法运算模块(2)包括四象限乘法器(21)和滤波单元(22)，所述四象限乘法器(21)设置有八个引脚；
所述滤波单元(22)一端与加法器A1A的输出端连接，另一端与四象限乘法器(21)的7号引脚连接；
所述四象限乘法器(21)的1号引脚与加法模块(4)连接，所述四象限乘法器(21)的5号引脚与比例调节模块(3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种无磁芯传感器温度补偿装置，其特征在于：所述滤波单元(22)包括电阻R4和电容C1，所述电阻R4一端与加法器A1A的输出端连接，另一端与四象限乘法器(21)的7号引脚连接，所述电容C1的一端与四象限乘法器(21)的7号引脚连接，另一端接地。
5.根据权利要求4所述的一种无磁芯传感器温度补偿装置，其特征在于：所述比例调节模块(3)包括比例放大器A1B、电阻R5、电阻R6和电阻R8；
所述电阻R5的一端与四象限乘法器(21)的5号引脚连接，另一端与比例放大器A1B的反相输入端连接；
所述电阻R8的一端与比例放大器A1B的同相输入端连接，另一端接地；
所述电阻R6并联于比例放大器A1B的反相输入端和比例放大器A1B的输出端之间；
所述比例放大器A1B的输出端与加法模块(4)连接。
6.根据权利要求5所述的一种无磁芯传感器温度补偿装置，其特征在于：所述加法模块(4)包括加法器A2A、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12；
所述R10一端与比例放大器A1B输出端连接，另一端与加法器A2A的反相输入端连接；
所述待补偿电压通过R9与加法器A2A的反相输入端连接；
所述电阻R12一端与加法器A2A的同相输入端连接，另一端接地；
所述电阻R11并联于加法器A2A的反相输入端和加法器A2A的输出端之间；
所述加法器A2A的输出端与输出调整模块(5)连接。
7.根据权利要求6所述的一种无磁芯传感器温度补偿装置，其特征在于：所述输出调整模块(5)包括比例放大器A2B、电阻R13、电阻R14和电阻R15；
所述电阻R13的一端与加法器A2A的输出端连接，另一端与加法器A2B的反相输入端连接；
所述电阻R15一端与比例放大器A2B的同相输入端连接，另一端接地；
所述电阻R14并联于比例放大器A2B的反相输入端和比例放大器A2B的输出端之间。
8.根据权利要求2所述的一种无磁芯传感器温度补偿装置，其特征在于：所述温度传感器采用AD532AN型温度传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202320300585.3U CN219225371U (zh) | 2023-02-15 | 2023-02-15 | 一种无磁芯传感器温度补偿装置 |
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| CN219225371U true CN219225371U (zh) | 2023-06-20 |
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| CN202320300585.3U Active CN219225371U (zh) | 2023-02-15 | 2023-02-15 | 一种无磁芯传感器温度补偿装置 |
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2023
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