[发明专利]具有二极管和模/数转换器的温度检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有二极管和模/数转换器的温度检测装置，一种包括根据本发明的温度检测装置的测量装置，一种用于数字地求取温度的方法以及一种用于抑制温度对求取待测量的参量的影响的方法。

背景技术

现有技术中公开了一些温度检测装置，其中，充分利用：二极管的特征曲线具有强的温度相关性。

将这样的温度检测装置集成到测量装置中也是已知的，所述测量装置包括用于检测待测量的参量的传感器，并且在所述测量装置中传感器的输出信号与环境温度相关。这样的传感器的示例是微机械的压力传感器、加速度传感器或转速传感器。对于其在相应的应用中的使用，需要计算待测量的参量的与环境温度无关的值。

在许多微机械传感器中，测量量——例如压力、加速度或转速通过压电电阻或电容的变化来探测并且转换成电压。

环境温度是对传感器元件的输出电压具有影响的干扰量。为了可以在集成电路内补偿环境温度的影响，同样必须探测所述环境温度。为了检测温度，使用电阻或二极管。为了产生与温度相关的电压，通常以恒定电流向二极管馈电。

在使用数字集成电路的情况下实现以温度补偿、放大或线性化为目的的信号处理。为了将二极管和传感器元件的模拟电压转换成可由计算机构处理的数字数值，使用模/数转换器。

对于压力信号，为了使由于供电电压波动导致的转换误差最小化，用同一供电电压来运行压力传感器和模/数转换器。因此实现：在供电电压减小时压力传感器的灵敏度下降并且因此模/数转换器的灵敏度成反比地增加，由此模/数转换器的输出端上的数字数值保持不变(ratiometrische Messeung：比率计量测量)。

以恒定的、与供电电压在很大程度上无关的电流来运行二极管，从而二极管的输出电压也在很大程度上与所述供电电压无关。如果供电电压下降，则二极管提供不变的输出电压，然而模/数转换器的灵敏度升高并且因此模/数转换器的输出端上的数字数值变大。由此会出现二极管输出电压的错误解释以及在信号路径中的温度补偿之后测量值的错误求取。

发明内容

根据本发明，提供了一种温度检测装置，其具有二极管、尤其是半导体二极管以及模/数转换器。二极管的输出电压信号可施加在模/数转换器的输入端上。温度检测装置被设计用于如此耦合(koppeln)模/数转换器的参考电压与二极管的二极管电流，使得参考电压或二极管电流的波动对模/数转换器的数字式输出信号的影响被部分地或完全地抑制。

参考电压理解为模/数转换器将施加在模/数转换器的输入端上的输入电压与其进行比较并且模/数转换器以其为基础来产生数字式输出信号的每个电压。模/数转换器的参考电压在本发明的上下文中可以是模/数转换器的供电电压。

在一个特别的实施方式中提出，温度检测装置包括受电压控制的电流源。所述受电压控制的电流源可由模/数转换器的参考电压控制，并且所述受电压控制的电流源如此调节二极管电流，使得参考信号的波动对模/数转换器的数字式输出信号的影响被部分地或完全地抑制。

例如模/数转换器上的供电电压的变化会导致偏移和灵敏度的变化。偏移变化和灵敏度变化会导致模/数转换之后的数字数值的变化。

相同温度和相同二极管电流情况下的数字数值的变化会被解释为温度值的变化。但是，通过由受电压控制的电流源来调节二极管电流实现：使数字数值的变化或者减小或者消失，由此实现与供电电压的波动无关的温度求取。

在另一个特别的实施方式中提出，温度检测装置包括受电流控制的电压源。所述受电流控制的电压源由二极管电流控制，并且所述受电流控制的电压源如此调节模/数转换器的参考电压，使得二极管电流的波动对模/数转换器的数字式输出信号的影响被部分地或全部地抑制。

二极管电流的波动在相同温度下导致二极管上的输出电压变化。所述输出电压变化会被解释为温度的变化。通过由受电流控制的电压源调节参考电压来补偿二极管电流的波动的影响。

本发明的另一方面涉及一种具有用于检测待测量的物理量的传感器的测量装置，其中，所述传感器的输出信号与温度相关。所述测量装置包括根据本发明的温度检测装置。为了使温度对测量结果的影响最小化，基于由温度检测装置包括的二极管的输出电压的变化来求取温度并且将所述温度用于补偿。通过使用根据本发明的温度检测装置，可以通过温度的精确确定来实现温度影响的准确补偿。