[发明专利]提高传感器灵敏度的方法

说明书

一种提高传感器灵敏度的方法，属于传感器灵敏度技术领域。本发明针对现有传感器用于提高灵敏度的技术手段通常是从物理结构的角度对传感器进行改进，不具有通用性，并会增加设备结构复杂度的问题。包括：设置N级级联电路，每一级级联电路包括一个减法器和一个运算放大器；N为不小于3的整数；采用N级级联电路对传感器输出电压信号进行处理，在级联电路输出端获得放大电压信号；并且对传感器输出电压信号变化量，在级联电路输出端可获得预期倍数的电压放大变化量；从而提高传感器的灵敏度；所述预期倍数为每一级级联电路中运算放大器放大倍数的乘积。本发明适用于输出信号为电压信号的多种传感器。

技术领域

本发明涉及提高传感器灵敏度的方法，属于传感器灵敏度技术领域。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受规定的被测量量并按照一定的规律转换成可用信号。传感器可完成信息的传输、处理、存储、显示、记录、控制等多重要求，具有微型化、数字化、智能化等多种功能，是实现自动化的第一环。

传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路及辅助电源四部分组成。其中，敏感元件直接用于测量，并输出与被测量量有关的物理量信号；敏感元件主要包括热敏、光敏、湿敏、气敏、力敏、声敏、磁敏、色敏、味敏、放射性敏感等十大类；转换元件用于将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路用于将转换元件输出的电信号进行放大、调制等处理；辅助电源用于为系统(主要是敏感元件和转换元件)提供能量。

作为传感器的重要性能指标之一，灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化对输入量变化的比值。传感器的灵敏度越高，就能得到越高的测量精度。随着科技的发展，对传感器提出了更高的要求；而目前包括温度传感器、压力传感器、光电传感器在内的多种传感器都存在灵敏度有待提高的问题。

目前，用于提高上述种类传感器灵敏度的技术方案多从物理结构层面做改进来提高传感器的灵敏度。例如，在申请公布号为CN 108760144 A的发明专利中提出一种提高压力电子传感器灵敏度的柔性膜，通过这种柔性膜的作用可以将压力传感器的灵敏度提高；在申请公布号为CN 101943614 A的发明专利中提出一种提高光纤光栅温度传感器灵敏度的装置及方法，核心内容为在传感器底部放置一种增敏基底，以此来提高灵敏度；在申请公布号为CN 108548619 A的发明专利中提出一种基于碎片化结构提升压阻式传感器灵敏度的方法，具体是通过向压阻式传感器中引入碎片化结构来提高灵敏度；在申请公开号为 CN101464188A的发明专利中提出一种提高光电传感器灵敏度的方法，核心内容是在光电传感器前施加了一束高频调制参考光作为参考，使所述的高频调制参考光与被测光信号一起通过光电传感器转换成电信号后，再依次经过放大和模数转换得到数字信号，最后经过换算还原待测信号；此外还有很多针对具体种类传感器灵敏度提高的方法，但基本都是从物理结构的角度来对传感器进行改善，而且所述的方法大都只是用于特定种类的传感器，不具有普遍适用性。不仅如此，这些方法大都增加了设备的复杂性，还可能带来成本大幅增加的问题。

因此，提供一种结构简单、具有普遍适用性的提高传感器灵敏度的方法实为必要。

发明内容

针对现有传感器用于提高灵敏度的技术手段通常是从物理结构的角度对传感器进行改进，不具有通用性，并会增加设备结构复杂度的问题，本发明提供一种提高传感器灵敏度的方法。

本发明的一种提高传感器灵敏度的方法，包括：

设置N级级联电路，每一级级联电路包括一个减法器和一个运算放大器；N为不小于3的整数；

采用N级级联电路对传感器输出电压信号进行处理，在级联电路输出端获得放大电压信号；并且对传感器输出电压信号变化量，在级联电路输出端可获得预期倍数的电压放大变化量；从而提高传感器的灵敏度；

所述预期倍数为每一级级联电路中运算放大器放大倍数的乘积。

根据本发明的提高传感器灵敏度的方法，