xMR传感器温度补偿电路的制作方法

本实用新型涉及一种温度补偿电路，尤其是一种xmr传感器温度补偿电路。

背景技术：

xmr(磁阻)传感器是一种把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起的敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件。xmr传感器广泛用于现代工业和电子产品中以感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数。按照技术进步的发展，xmr传感器主要分为三大类：各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器。在xmr传感器的诸多性质中，温度依赖性一直为人所热切关注。

为了提高检测精度，如何减小xmr传感器的灵敏度温漂是业内一直研究的重点。

现有技术中，如cn104567940a传感器装置，是通过加热器精确地控制传感器元件的温度，使传感器芯片处于恒定的温度下，从而使传感器在不同的环境温度下具有相同的输出，但加热器需要消耗大量电能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种xmr传感器温度补偿电路，通过简单的电路即可有效减小xmr传感器灵敏度温漂。本实用新型采用的技术方案是：

一种xmr传感器温度补偿电路，包括稳压芯片u1、电阻r1、r2，还包括至少一个肖特基二极管；肖特基二极管具有负温度系数；

稳压芯片u1的输入端用于接直流输入电压vin，稳压芯片u1的输出端接r1一端并输出直流输出电压vs，vs作为xmr传感器芯片的供电电压；

电阻r1的另一端接稳压芯片u1的电压调节端；在稳压芯片u1的电压调节端与电阻r2一端之间至少接一个正向的肖特基二极管；电阻r2的另一端接地。

进一步地，肖特基二极管的数量为1～3个。

进一步地，肖特基二极管的数量为2个，稳压芯片u1的电压调节端接肖特基二极管d1的阳极，肖特基二极管d1的阴极接肖特基二极管d2的阳极，肖特基二极管d2的阴极接电阻r2的一端。

一种xmr传感器温度补偿方法，适用于所述的xmr传感器温度补偿电路，包括：

根据温度变化实时改变xmr传感器芯片的供电电压实现温度补偿；

整体xmr传感器的灵敏度如公式(1)：

s(t)＝vss(t0)(1+a(t-t0))(1)

其中，t为温度，t0为参考温度，s(t)为整体xmr传感器灵敏度，s(t0)为温度t0时的灵敏度，vs为xmr传感器芯片供电电压，a(a<0)为xmr传感器灵敏度的温度变化系数；

xmr传感器芯片供电电压如公式(2)：

其中，vref为参考电压，即稳压芯片u1电压调节端的电压；r1和r2分别是电阻r1、r2的阻值；rd是肖特基二极管的电阻之和。

本实用新型的优点在于：本实用新型利用肖特基二极管改变xmr传感器芯片的供电电压，由于肖特基二极管具有更为优越的电阻温度关系线性度，极大地提高了xmr传感器检测精度，为超高精度的检测需求铺平了道路。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接示意图。

图2为本实用新型的温度补偿效果图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型提出的一种xmr传感器温度补偿电路，根据温度变化实时改变xmr传感器芯片的供电电压实现温度补偿；

该温度补偿电路包括稳压芯片u1、电阻r1、r2，至少一个肖特基二极管；

稳压芯片u1的输入端用于接直流输入电压vin，稳压芯片u1的输出端接r1一端并输出直流输出电压vs，vs作为xmr传感器芯片的供电电压；

电阻r1的另一端接稳压芯片u1的电压调节端；在稳压芯片u1的电压调节端与电阻r2一端之间至少接一个正向的肖特基二极管；电阻r2的另一端接地；

通过研究发现，稳压芯片u1的电压调节端与电阻r2一端之间设置两个肖特基二极管d1、d2时，温度补偿的效果最好，设置1个或3正向的肖特基二极管也可；稳压芯片u1的电压调节端接肖特基二极管d1的阳极，肖特基二极管d1的阴极接肖特基二极管d2的阳极，肖特基二极管d2的阴极接电阻r2的一端；

稳压芯片u1可采用tc1070、lm317等常见的稳压芯片；

整体xmr传感器的灵敏度如公式(1)：

s(t)＝vss(t0)(1+a(t-t0))(1)

其中，t为温度，t0为参考温度，s(t)为整体xmr传感器灵敏度，s(t0)为温度t0时的灵敏度，vs为xmr传感器芯片供电电压，a(a<0)为xmr传感器灵敏度的温度变化系数；

xmr传感器芯片供电电压如公式(2)：

其中，vref为参考电压，即稳压芯片u1电压调节端的电压；r1和r2分别是电阻r1、r2的阻值；rd是肖特基二极管的电阻之和，本例中为肖特基二极管d1、d2的电阻之和；

当环境温度升高时，t增大，由于肖特基二极管具有负温度系数，肖特基二极管d1、d2的电阻均减小，rd减小，vs增大，补偿后的s(t)可基本保持不变，或者变化相较于补偿前大幅减小；

补偿效果如图2所示，图2中一系列四方形数据为补偿前xmr传感器灵敏度随温度变化数据点；图2中一系列圆形数据为补偿后xmr传感器灵敏度随温度变化数据点；可以看出，利用肖特基二极管改变xmr传感器芯片的供电电压进行温度补偿可以有效减小灵敏度温漂，灵敏度温度漂移比补偿前减小65.3％。

本实用新型首次提出利用肖特基二极管改变xmr传感器芯片的供电电压实现温度补偿，为超高精度的检测需求铺平了道路。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种xmr传感器温度补偿电路，包括稳压芯片u1、电阻r1、r2，其特征在于，还包括至少一个肖特基二极管；肖特基二极管具有负温度系数；

稳压芯片u1的输入端用于接直流输入电压vin，稳压芯片u1的输出端接r1一端并输出直流输出电压vs，vs作为xmr传感器芯片的供电电压；

电阻r1的另一端接稳压芯片u1的电压调节端；在稳压芯片u1的电压调节端与电阻r2一端之间至少接一个正向的肖特基二极管；电阻r2的另一端接地。

2.如权利要求1所述的xmr传感器温度补偿电路，其特征在于，

肖特基二极管的数量为1～3个。

3.如权利要求1所述的xmr传感器温度补偿电路，其特征在于，

肖特基二极管的数量为2个，稳压芯片u1的电压调节端接肖特基二极管d1的阳极，肖特基二极管d1的阴极接肖特基二极管d2的阳极，肖特基二极管d2的阴极接电阻r2的一端。

技术总结
本实用新型提供一种xMR传感器温度补偿电路，包括稳压芯片U1、电阻R1、R2，还包括至少一个肖特基二极管；肖特基二极管具有负温度系数；稳压芯片U1的输入端用于接直流输入电压VIN，稳压芯片U1的输出端接R1一端并输出直流输出电压Vs，Vs作为xMR传感器芯片的供电电压；电阻R1的另一端接稳压芯片U1的电压调节端；在稳压芯片U1的电压调节端与电阻R2一端之间至少接一个正向的肖特基二极管；电阻R2的另一端接地。本实用新型根据温度变化实时改变xMR传感器芯片的供电电压实现温度补偿；极大地提高了xMR传感器检测精度。

技术研发人员：王建国;朱海华;白建民;吕洋洋
受保护的技术使用者：无锡乐尔科技有限公司
技术研发日：2019.09.10
技术公布日：2020.04.24