[发明专利]一种具有磁电阻传感器件灵敏度温漂补偿功能的电源电路有效
申请号: | 202010409827.3 | 申请日: | 2020-05-14 |
公开(公告)号: | CN111506148B | 公开(公告)日: | 2021-06-25 |
发明(设计)人: | 朱华辰;李婉婉;钱正洪;王志强;朱建国 | 申请(专利权)人: | 四川大学 |
主分类号: | G05F1/567 | 分类号: | G05F1/567 |
代理公司: | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) 11390 | 代理人: | 许云慧 |
地址: | 610065 四*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 具有 磁电 传感 器件 灵敏度 补偿 功能 电源 电路 | ||
1.一种具有磁电阻传感器件灵敏度温漂补偿功能的电源电路,其特征在于:
包含温度检测电路,与温度无关的电压基准,运算电路和线性稳压电源电路;
所述温度检测电路,用于产生与环境温度相关的电压信号,输入至运算电路一端;
所述与温度无关的电压基准,用于产生与温度无关的电压信号,输入至运算电路的另一端;
所述运算电路,其输入端分别连接至温度检测电路和与温度无关的电压基准,用于产生两个电压运算后的电压信号;
所述线性稳压电源电路,具有一个参考信号输入端,其输出端的电压正比于参考信号的电压;
所述线性稳压电源电路的输出,为磁电阻传感器件提供电源电压;
所述磁电阻传感器件,指的是基于巨磁电阻效应、各向异性磁电阻效应或隧穿磁电阻效应之一制备而成的,具有惠斯通电桥结构的传感器件;
所述磁电阻传感器件,针对磁场B和电源电压VDD,其输出电压Vout与灵敏度S及温度T,存在下述函数关系:
其中,S0是磁电阻传感器件在25°C时的灵敏度;
CT是磁电阻传感器件灵敏度的温度系数;
所述运算电路输出的运算后的电压信号Vc与温度检测电路输出的电压信号Va以及与温度无关的电压基准输出电压信号Vb,存在下述函数关系:
其中,x为运算系数,由所设计的运算电路确定;
将与环境温度相关的电压信号Va与环境温度T的关系函数代入:
其中,所述温度检测电路产生的与环境温度相关的电压信号Va与环境温度T,存在下述函数关系:
其中,Va0是该温度检测电路在25°C时的输出电压;
C'T为该温度检测电路输出电压的温度系数;
整理后,可以得到如下关系式:
;(1)
当所述运算电路的运算系数x被设计为满足等式(1)时,所述线性稳压电源的输出电压Vcal与温度T,存在如下函数关系:
其中,所述线性稳压电源电路的输出电压Vcal与运算电路的输出电压信号Vc,存在下述函数关系:
;
其中,y为线性稳压电源输出电压相对于参考信号输入端电压的比例系数,Vcal0表示所述线性稳压电源电路在25°C时的输出电压;
当该电源电路作用于磁电阻传感器件后,在针对磁场B,磁电阻传感器件的输出信号变为:
。
2.如权利要求1所述的一种具有磁电阻传感器件灵敏度温漂补偿功能的电源电路,其特征在于:
所述温度检测电路,其温度检测方式是基于半导体PN结、负温度系数电阻及热电偶中的一种或几种原理的组合。
3.如权利要求1所述的一种具有磁电阻传感器件灵敏度温漂补偿功能的电源电路,其特征在于:
所述运算电路,通过合理的设计运算系数x,可以使得磁电阻传感器件灵敏度的温度系数CT与温度检测电路输出电压的温度系数C'T,满足下述关系:
。
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