[发明专利]一种传感器环境温度测量电路及传感器

说明书

本发明公开了一种传感器环境温度测量电路及传感器，属于传感器技术领域。针对现有技术中存在的精度差、系统复杂的问题，本发明提供了一种传感器环境温度测量电路及传感器，包括探头和激励源形成的回路，还包括直流偏置电路和分压电阻，直流偏置电路和分压电阻叠加或外加在探头和激励源形成的回路上；补偿回路，包括依次设置的低通滤波电路、放大电路、补偿电路和解调电路，形成补偿回路，设置在探头和分压电阻之间，进行电压补偿。该电路和传感器，集成化程度高，结构紧凑，可精确反映测量点处温度，具有更好的补偿效果。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，更具体地说，涉及一种传感器环境温度测量电路及传感器。

背景技术

电感式传感器是一种广泛应用的传感器，可用于测量振动、位移、厚度、角度等，根据传感器探头结构不同可分为自感式传感器、差动变压式传感器和电涡流传感器。自感式传感器使用一个线圈作为探头，探头被设计为电感量随其他物理量的变化而变化，使用高频交流电激励线圈，通过检测线圈的电感量变化来检测其他物理量的变化。差动变压器式传感器使用一个激励线圈及两个反向串联的次级线圈作为探头，当激励线圈相对两个次级线圈的距离发生变化时，两个次级线圈感应到的电压发生变化，从而反映出位移变化。电涡流传感器使用一个线圈作为探头，使用高频交流电激励线圈，产生高频磁场，高频磁场在目标金属板中激励出电涡流，电涡流有两个效应，一方面产生与激励磁场相反的磁场，对原线圈的等效电感产生影响；另一方面，金属中的电阻导致能量消耗，对原线圈的等效电阻产生影响。当探头与目标板距离变化，电涡流效应的强弱发生变化，探头的等效电感和电阻发生变化，通过电路处理后即可得到探头与目标板的距离。上述三种电感式传感器敏感元件均为线圈，均通过高频激励探头产生高频磁场，并检测线圈阻抗或电压变化来检测位移等其他物理量。

当环境温度变化，电感式传感器线圈电阻率发生变化，探头结构也可能发生微小形变，导致传感器输出变化。一般来说，传感器的输出都会受到温度影响，对不同传感器影响的方式和程度也不同，例如，对电涡流传感器来说，当温度变化，探头线圈和目标板的电阻率发生变化，一方面直接影响探头的等效电阻，另一方面，电阻变化导致电涡流大小变化，从而也会导致反向磁场大小发生变化，这些变化对传感器输出都有一定的影响。

对于高精度传感器或者是环境温度变化较大的情况，温度的影响不可忽视。可通过测量温度对传感器输出进行补偿，从而得到真实物理量。一般情况下，可通过在环境中额外放置温度传感器来进行温度补偿，如图1所示，但是该方法有以下弊端：一、额外放置的温度传感器测量的是温度传感器处的温度，并非线圈本身的温度，当环境温度梯度较大时，测温并不准确，补偿效果不好，例如图1中所示的情况，测温探头所在位置温度大于探头温度，无法准确补偿；二、温度传感器探头、引线、信号调理电路等需要额外的空间，增加系统复杂度。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的精度差、系统复杂的问题，本发明提供了一种传感器环境温度测量电路及传感器，集成化程度高，结构紧凑，可精确反映测量点处温度，具有更好的补偿效果。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本发明在现有电感式传感器电路中加入探头电阻测量电路，通过探头电阻反映线圈温度并予以补偿，该方案可精确反映测量点处温度，获得更好的补偿效果。该方案集成化程度高，结构紧凑，便于安装。

一种传感器环境温度测量电路，包括探头和激励源形成的回路，还包括直流偏置电路和分压电阻，直流偏置电路和分压电阻叠加或外加在探头和激励源形成的回路上；

补偿回路，设置在探头和分压电阻之间，进行电压补偿。

更进一步的，所述的直流偏置电路为直接串联在交流激励源上的直流电压源或运算放大器构成的加法电路，将直流电压叠加到交流电压上。