[发明专利]传感器补偿电路

说明书

本发明涉及一种传感器补偿电路。所述传感器补偿电路使用开关电路补偿偏移量，其中包括两个操作模式分别产生两个输出电压，这两个输出电压相减可以消除偏移量，相加可以算出偏移量的大小。另外设定一噪声门坎值用来判断电路是否受到干扰，当这两个输出电压的相加结果大于所述噪声门坎值，就认为电路受到干扰，此时保留输出数据不会更新。又设计一提示信号，当这两个输出电压的相加结果大于所述噪声门坎值的时候，用来表示电路受到干扰。还包括一显示器，用来显示输出数据，当这两个输出电压的相加结果大于所述噪声门坎值的时候，让输出数据闪烁，表示电路受到干扰。

技术领域

本发明涉及一种传感器补偿电路，且特别涉及一种具有补偿电路的桥式传感器，可以补偿传感器或电路的偏移量。

背景技术

桥式传感器广泛应用在各种电子组件之中，例如压力传感器、拉力传感器以及重力传感器等应用，并且通常利用低噪声放大器和模拟数字转换器，把电压或电流转换成数字输出。但是传感器电路中存在一些非理想效应，例如组件和走线的漏电流，以及低噪声放大器和模拟数字转换器的偏移量，都会影响传感器的精确度。

中国台湾专利第I515413号发明专利中，公开了一种桥式传感器侦测电路，其中包括放大电路，充放电单元以及处理单元。处理单元控制充放电单元的充电时间和放电时间，并依据电荷平衡的式子计算输出电压，提升桥式传感器的精度。但是桥式传感器的偏移量并未进行特别侦测与补偿，并且所述侦测电路还需要准确的参考电压和定时器才能提升精确度。

美国专利第US9,726,705号发明专利中，揭露了一种在桥式传感器的两个输入电压端分别加入开关电路的架构。操作方法是导通其中一个开关时关闭另一个开关，并且做两次测量，比较两次测量的输出电压即可侦测漏电流的效应。但是这只是侦测漏电流的操作模式，不能同时测量信号。

发明内容

本发明提供一种传感器补偿电路，包括一传感器、四个开关以及一放大器。其中传感器包括第一输入端，第二输入端，第一输出端以及第二输出端。第一开关连接于第一电源供应端和第一输入端之间，第二开关连接于第一电源供应端和第二输入端之间，第三开关连接于第二电源供应端和第一输入端之间，第四开关连接于第二电源供应端和第二输入端之间。第一输出端与第二输出端分别连接至放大器输入正端与放大器输入负端，并且放大器输出端的电压是根据放大器输入正端以及放大器输入负端额电压差再乘上一增益。

上述传感器补偿电路分为两个操作模式：第一操作模式以及第二操作模式。第一操作模式导通第一开关和第四开关，关闭第二开关和第三开关，让第一电源供应端连接至第一输入端，第二电源供应端连接至第二输入端；第二操作模式导通第二开关和第三开关，关闭第一开关和第四开关，让第一电源供应端连接至第二输入端，第二电源供应端连接至第一输入端。把第一操作模式和第二操作模式产生的放大器输出端的电压相减，即可消除放大器的偏移量，而且传感器与放大器之间的走线造成的漏电流也可以补偿。另外，可以依据第一操作模式和第二操作模式产生的放大器输出端的电压的相加结果，计算偏移量的大小。

上述传感器补偿电路，还包括一模拟数字转换器，把所述放大器输出端的电压转换成数字数据，以及一运算电路，针对第一操作模式和第二操作模式产生的数字数据做运算，并且依据第一操作模式和第二操作模式产生的放大器输出端的电压相减再除以2，或者依据第一操作模式产生的放大器输出端的电压产生一输出数据。

上述传感器补偿电路，当传感器或补偿电路受到异常干扰时，例如晃动或者噪声干扰，相加结果会大于正常数值，而且输出数据也会被异常干扰影响。因此另外设定一噪声门坎值，如果相加结果大于所述噪声门坎值，就认为电路受到异常干扰，就会固定输出数据不会更新。

上述传感器补偿电路，其中所述噪声门坎值为一固定默认值，或者基于第一操作模式和第二操作模式产生的放大器输出端的电压的相加结果所推算出来的数值。

上述传感器补偿电路，还包括一提示信号，当第一操作模式和第二操作模式产生的放大器输出端的电压的相加结果大于所述噪声门坎值，利用所述提示信号表示电路是受到干扰的状态。