[实用新型]热交换式加速度计

说明书

本实用新型公开了一种热交换式加速度计，其包括对封闭空腔进行可控加热的加热控制电路，所述加热控制电路包括：加热电阻；加热控制开关；温控热电偶，产生温度电压信号；放大器，被配置的将所述温度电压信号进行放大得到放大的温度电压信号；调制器，被配置的将电压差信号转成数字序列；加热功率调整模块，被配置的根据数字序列得到加热功率调整因子；加热功率确定模块，被配置的基于所述加热功率调整因子和加热功率初始因子得到加热功率控制参数；转换模块，被配置的将所述加热功率控制参数转换成控制所述加热控制开关的导通或断开的开关控制信号。这样可以显著提高闭环控制回路的稳定速度，同时避免芯片面积和功耗的显著增加。

【技术领域】

本实用新型涉及热交换式加速度计领域，尤其是涉及一种具有快速稳定闭环加热控制电路的热交换式加速度计。

【背景技术】

热交换式加速度计是基于对封闭腔体内的气体加热并探测不同位置的热电偶的温度实现的。为了获得稳定的灵敏度，封闭腔体内气体的温度必须被精确地控制。现有的方案是通过在加热控制电路的回路中使用积分器，令加热控制电路的回路的带宽小于加速度计带来的任何一个极点实现的。其缺点是温度稳定速度慢，导致在按需模式下加速度计开始测量前需要大量时间和功耗来稳定封闭腔体的温度，从而导致数据速率过低。

因此，有必要提供一种新的改进方案来克服上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种热交换式加速度计，可以显著提高闭环加热控制电路的稳定速度，同时避免芯片面积和功耗的显著增加。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种热交换式加速度计，其包括具有一个封闭空腔的本体和对所述封闭空腔进行可控加热的加热控制电路，其中所述加热控制电路包括：给所述封闭空腔加热的加热电阻；控制所述加热电阻的通电和断电的加热控制开关；温控热电偶，被配置的感应所述封闭空腔内的温度并产生温度电压信号；与所述温控热电偶耦接的放大器，被配置的将所述温度电压信号进行放大得到放大的温度电压信号；调制器，被配置的将电压差信号转成数字序列，其中所述电压差信号为放大的温度电压信号和一个参考电压信号的差值；与所述调制器耦接的加热功率调整模块，被配置的根据数字序列得到加热功率调整因子，其中所述加热功率调整因子表征了所述电压差信号；与所述加热功率调整模块耦接的加热功率确定模块，被配置的基于所述加热功率调整因子和加热功率初始因子得到加热功率控制参数；与所述加热功率确定模块耦接的转换模块，被配置的将所述加热功率控制参数转换成控制所述加热控制开关的导通或断开的开关控制信号。

相对于现有技术，本实用新型在闭环加热控制电路中只是用线性放大而不引入积分器的极点，因此更大的带宽得以实现，从而可以显著提高闭环加热控制电路的稳定速度，同时避免芯片面积和功耗的显著增加。

关于本实用新型的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在具体实施方式中详细描述。

【附图说明】

结合参考附图及接下来的详细描述，本实用新型将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：

图1为本实用新型中的热交换式加速度计的加热控制电路在一个实施例中的结构框示意图；

图2为传统基于积分器的加热控制电路的环路增益；

图3为本实用新型中的只用线性放大的加热控制电路的环路增益。

【具体实施方式】

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。