一种传感器探头的制作方法

文档序号:22413191发布日期:2020-10-02 08:36阅读:130来源:国知局
一种传感器探头的制作方法

本实用新型涉及监测设备技术领域,特别涉及一种传感器探头。



背景技术:

在机械、船舶、轨道交通等领域广泛使用的传感器,内部的电路板包含敏感器件,用于敏感被测位置的物理量,其中,电路板一般通过连接电线或电缆与外界进行信号传输。而为了固定和保护电线或电缆,一般需要在传感器的尾部加装电缆锁紧结构,使其达到防水防尘的效果。

现有技术中,一般采用购买市场上已有的电缆固定头对传感器的电缆进行固定。因此,在对传感器进行结构设计时,需要考虑将电缆固定头的安装方式融入,导致传感器设计外形尺寸变大,不利于传感器结构的小型化。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本实用新型提供一种传感器探头,能够夹紧传感器电缆使其防水防尘,同时能够使传感器的结构易于小型化。

本实用新型提供的传感器探头,包括传感器壳体、电路板、压盖、压帽、压环和位于所述压环内的密封套,所述电路板安装于所述传感器壳体的内腔,所述压盖的第一端的外表面与所述传感器壳体的顶部的内壁配合连接,所述压盖的第二端的内壁与所述压帽的外壁配合以轴向压紧所述压环,所述压环进而轴向压紧所述密封套,所述压盖、压帽、压环、密封套的中心均设有用于电缆穿过的通孔。

优选地,所述传感器壳体的底部的外周设有用于信号传递的第一外锥面,所述传感器壳体的底部的内壁还设有第一内锥面,所述电路板的第一端的外周设有与所述第一内锥面配合的第二外锥面。

优选地,所述电路板的第一端设有用于焊接测温元件引脚的台阶板,所述台阶板的厚度小于所述电路板本身的厚度,所述压盖的第一端与所述电路板的第二端相抵。优选地,所述传感器壳体的中部的内壁设有导槽,所述电路板的第二端的外周设有与所述导槽配合的凸起。

优选地,所述压盖的第一端设有卡口,所述电路板的第二端设有与所述卡口配合的限位台阶。优选地,所述电路板包括安装于所述传感器壳体的底部的水平板和固定于所述水平板的垂直板。

优选地,所述传感器壳体的内腔设有套筒,所述套筒的第一端与所述水平板相抵,所述套筒的第二端与所述压盖相抵。

优选地,所述传感器壳体的底部的内壁设有第二内锥面,所述水平板包括与所述第二内锥面相适应的第一水平圆板和第二水平圆板,所述套筒的第一端与所述第一水平圆板相抵,所述第一水平圆板的直径大于所述第二水平圆板的直径。

优选地,所述电路板上安装有敏感元件和信号调理电路,所述敏感元件用于敏感被测位置的振动冲击物理量并将其转换为电荷信号,所述信号调理电路用于将所述敏感元件输出的电荷信号转换为电压信号。

优选地,所述信号调理电路包括第一电荷放大模块、第二电荷放大模块和差动放大模块;

所述第一电荷放大模块的输入端和所述第二电荷放大模块的输入端分别连接所述敏感元件的两端,用于将所述敏感元件输出的电荷信号转换为电压信号;

所述差动放大模块的第一输入端和第二输入端分别连接所述第一电荷放大模块的输出端和所述第二电荷放大模块的输出端,所述差动放大模块的输出端连接后级检测系统的输入端,用于将所述第一电荷放大模块和所述第二电荷放大模块输出的电压信号进行差动放大。

优选地,所述第一电荷放大模块包括第一运算放大器、第一电容、第一电阻和第二电阻,所述第二电荷放大模块包括第二运算放大器、第二电容、第三电阻和第四电阻;

所述第一运算放大器的反相输入端作为所述第一电荷放大模块的输入端,所述第一运算放大器的同相输入端接入基准电压,所述第一运算放大器的输出端作为所述第一电荷放大模块的输出端,所述第一电容的两端分别连接所述第一运算放大器的反相输入端和所述第一运算放大器的输出端,所述第一电阻的第一端连接所述第一运算放大器的反相输入端,所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端,所述第二电阻的第二端连接所述第一运算放大器的输出端;

所述第二运算放大器的反相输入端作为所述第二电荷放大模块的输入端,所述第二运算放大器的同相输入端接入所述基准电压,所述第二运算放大器的输出端作为所述第二电荷放大模块的输出端,所述第二电容的两端分别连接所述第二运算放大器的反相输入端和所述第二运算放大器的输出端,所述第三电阻的第一端连接所述第二运算放大器的反相输入端,所述第三电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端,所述第四电阻的第二端连接所述第二运算放大器的输出端;

所述差动放大模块包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三运算放大器;

所述第五电阻的第一端作为所述差动放大模块的第一输入端,所述第五电阻的第二端分别连接所述第六电阻的第一端和所述第三运算放大器的反相输入端,所述第六电阻的第二端接入所述基准电压,所述第七电阻的第一端作为所述差动放大模块的第二输入端,所述第七电阻的第二端分别连接所述第八电阻的第一端和所述第三运算放大器的同相输入端,所述第八电阻的第二端连接所述第三运算放大器的输出端,其公共端作为所述差动放大模块的输出端。

优选地,所述信号调理电路还包括自举模块,用于提升所述第一电荷放大模块和所述第二电荷放大模块输出的电压信号的电压。

优选地,所述自举模块包括第九电阻、第十电阻和第三电容;

所述第九电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端的连接节点,所述第九电阻的第二端连接所述第三电容的第一端,所述第三电容的第二端连接所述第十电阻的第一端,所述第十电阻的第二端连接所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端的连接节点。

优选地,所述自举模块包括第十一电阻和第四电容;

所述第十一电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端的连接节点,所述第十一电阻的第二端连接所述第四电容的第一端,所述第四电容的第二端连接所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端的连接节点。

优选地,所述信号调理电路还包括抗干扰模块,用于增强所述敏感元件的抗干扰能力。

优选地,所述抗干扰模块包括第十二电阻、第十三电阻、第五电容和第六电容;

所述第十二电阻的第一端分别连接所述敏感元件的第一端与所述第五电容的第一端,所述第十二电阻的第二端连接所述第十三电阻的第一端,所述第十三电阻的第二端分别连接所述敏感元件的第二端与所述第六电容的第一端,所述第十二电阻与所述第十三电阻的公共端接入所述基准电压,所述第五电容的第二端连接所述第一电荷放大模块的输入端,所述第六电容的第二端连接所述第二电荷放大模块的输入端。

优选地,所述抗干扰模块包括第十四电阻、第七电容和第八电容;

所述第十四电阻的第一端分别连接所述敏感元件的第一端与所述第七电容的第一端,所述第十四电阻的第二端分别连接所述敏感元件的第二端与所述第八电容的第一端,所述第七容的第二端连接所述第一电荷放大模块的输入端,所述第八电容的第二端连接所述第二电荷放大模块的输入端。

优选地,所述信号调理电路还包括第一电源处理模块;

所述第一电源处理模块的输入端连接输入电源,所述第一电源处理模块的第一输出端用于提供电源电压,所述第一电源处理模块的第二输出端用于提供所述基准电压。

优选地,所述第一电源处理模块包括二极管、第十五电阻、第九电容、第十电容和第一稳压管;

所述二极管的阳极作为所述第一电源处理模块的输入端,所述二极管的阴极分别连接所述第十五电阻的第一端和所述第九电容的第一端,其公共端作为所述第一电源处理模块的第一输出端,所述第十五电阻的第二端分别连接所述第十电容的第一端和所述第一稳压管的阴极,其公共端作为所述第一电源处理模块的第二输出端,所述第九电容的第二端、所述第十电容的第二端和所述第一稳压管的阳极均与地连接。

优选地,所述信号调理电路还包括第二电源处理模块;

所述第二电源处理模块的输入端连接所述第一电源处理模块的第二输出端,所述第二电源处理模块的输出端用于为所述测温元件供电。

优选地,所述第二电源处理模块包括第十六电阻、第十一电容和第二稳压管;

所述第十六电阻的第一端作为所述第二电源处理模块的输入端,所述第十六电阻的第二端分别连接所述第十一电容的第一端和所述第二稳压管的阴极,其公共端作为所述第二电源处理模块的输出端,所述第十一电容的第二端和所述第二稳压管的阳极均与地连接。

优选地,所述第二电源处理模块包括第四运算放大器、第十七电阻和第十二电容;

所述第四运算放大器的同相输入端作为所述第二电源处理模块的输入端,所述第四运算放大器的反相输入端分别连接所述第四运算放大器的输出端和所述第十七电阻的第一端,所述第十七电阻的第二端连接所述第十二电容的第一端,其公共端作为所述第二电源处理模块的输出端,所述第十二电容的第二端与地连接。

优选地,所述信号调理电路还包括静电保护模块,用于提供静电保护;

所述静电保护模块包括第一静电放电管、第二静电放电管、第三静电放电管和第四静电放电管;

所述第一静电放电管的第一端连接所述第一电源处理模块的输入端,所述第二静电放电管的第一端连接所述第一电源处理模块的第二输出端,所述第三静电放电管的第一端连接所述差动放大模块的输出端,所述第四静电放电管的第一端连接所述测温元件的输出端,所述第一静电放电管的第二端、所述第二静电放电管的第二端、所述第三静电放电管的第二端和所述第四静电放电管的第二端均与地连接。

本实用新型提供的传感器探头,包括传感器壳体、电路板、压盖、压帽、压环和位于压环内的密封套,电路板安装于传感器壳体的内腔,压盖、压帽、压环、密封套的中心均设有用于电缆穿过的通孔,压盖的第一端的外表面与传感器壳体的顶部的内壁配合连接,当电缆穿过通孔与传感器壳体的内腔的电路板连接时,通过压盖的第二端的内壁与压帽的外壁配合,可以轴向压紧压环,通过压环进而可以轴向压紧密封套,从而夹紧电缆使其达到防水防尘的效果。因此,与现有技术相比,本实用新型提供的传感器探头,能够夹紧传感器电缆使其达到防水防尘的效果,同时能够使传感器的结构易于小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种传感器探头的结构示意图;

图2为本实用新型实施例提供的一种传感器壳体的立体示意图;

图3为本实用新型实施例提供的一种传感器壳体的剖面示意图;

图4为本实用新型实施例提供的一种电路板的立体示意图;

图5为本实用新型实施例提供的一种电路板的正视示意图;

图6为本实用新型实施例提供的一种电路板的左视示意图;

图7为本实用新型实施例提供的另一种传感器探头的结构示意图;

图8为本实用新型实施例提供的另一种电路板的立体示意图;

图9为本实用新型实施例提供的另一种电路板的正视示意图;

图10为本实用新型实施例提供的另一种电路板的左视示意图;

图11为本实用新型实施例提供的一种信号调理电路的结构示意图;

图12为本实用新型实施例提供的另一种信号调理电路的结构示意图;

图13为本实用新型实施例提供的又一种信号调理电路的结构示意图;

图14为本实用新型实施例提供的一种第一电源处理模块的结构示意图;

图15为本实用新型实施例提供的一种第二电源处理模块的结构示意图;

图16为本实用新型实施例提供的另一种第二电源处理模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上,它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上;当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

请参阅图1至图6,本实用新型实施例提供一种传感器探头,包括传感器壳体1、电路板2、压盖3、压帽4、压环5和位于压环5内的密封套6,电路板2安装于传感器壳体1的内腔,压盖3的第一端的外表面与传感器壳体1的顶部的内壁配合连接,压盖3的第二端的内壁与压帽4的外壁配合以轴向压紧压环5,压环5进而轴向压紧密封套6,压盖3、压帽4、压环5和密封套6的中心均设有用于电缆7穿过的通孔。

需要说明的是,传感器探头安装时,传感器壳体的一端深入被测部件的安装孔内,保证准确敏感被测位置的物理量,其另一端通过连接电缆与采集仪器连接,将敏感到的物理量传输给采集仪器。本实用新型中,传感器壳体1的底部指的是其深入被测部件安装孔内的一端,传感器壳体1的顶部指的是其通过连接电缆与采集仪器连接的一端。

本实用新型实施例中,传感器壳体1的内腔安装有电路板2,通过电路板2上的敏感元件可以敏感被测位置的物理量,压盖3、压帽4、压环5和密封套6的中心均设有用于电缆7穿过的通孔,电缆7可以穿过通孔连接电路板2进行信号传输。通过压盖3的第一端的外表面与传感器壳体1的顶部的内壁配合连接,可以对电路板2施加轴向的压力,从而固定电路板2。压环5内设有密封套6,通过压盖3的第二端的内壁与压帽4的外壁配合,可以轴向压紧压环5,通过压环5进而可以压紧密封套6,从而夹紧电缆7使其达到防水防尘的效果,由此,在传感器探头进行结构设计时无需考虑在外部连接软管电缆固定头,可以使传感器的结构易于小型化。因此,与现有技术相比,能够夹紧传感器电缆使其达到防水防尘的效果,同时能够使传感器的结构易于小型化。

具体实施时,压盖3的第一端的外表面与传感器壳体1的顶部的内壁可以采用过盈配合,同时还可以在接缝处使用激光焊接工艺进行焊接,保证安装的可靠性。压盖3的第二端的内壁与压帽4的外壁可以采用螺纹连接,方便安装。

在上述实施例的基础上,本实用新型的一些具体的实施例中,传感器壳体1的底部的外周设有用于信号传递的第一外锥面11,传感器壳体1的底部的内壁还设有第一内锥面12,电路板2的第一端的外周设有与第一内锥面12配合的第一外锥面21。本实施例中,传感器壳体1的底部安装于被测位置时,通过设置第一外锥面11,可以增大传感器探头的受感面积,有利于提升信号监测效果。而通过第一内锥面12和第一外锥面21的配合,不仅可以方便传感器壳体1与电路板2的装配,同时有助于传感器壳体1将接收到的振动和冲击信号等物理量传递至电路板2组件上的敏感元件,从而进一步提高传感器探头的信号监测灵敏度。进一步地,在上述实施例的基础上,一种具体的实施方式中,电路板2的第一端设有用于焊接测温元件引脚的台阶板22,台阶板22的厚度小于电路板2本身的厚度,压盖3的第一端与电路板2的第二端相抵。本实施例中,传感器探头内部一般需要安装测温元件,通过在电路板2的第一端设置台阶板22,可以将测温元件25的引脚焊接在台阶板22上。而在安装电路板2时,其第一端插入传感器壳体1的底部,另一端与压盖3的第一端相抵,从而可以轴向固定电路板2。此时,由于台阶板22的厚度小于电路板2本身的厚度,在测温元件25安装后,可以增大其引脚与传感器壳体1的间距,保证有足够的绝缘距离,提高传感器的绝缘性能。

进一步地,在上述实施例的基础上,一些可选的实施例中,传感器壳体1的中部的内壁设有导槽13,电路板2的第二端的外周设有与导槽13配合的凸起23。本实施例中,通过导槽13与凸起23的配合,不仅可以方便定位电路板2,而且可以提高传感器探头灵敏度的一致性。

进一步地,在上述实施例的基础上,一些可选的实施例中,压盖3的第一端设有卡口,电路板2的第二端设有与卡口配合的限位台阶24。本实施例中,通过卡口与限位台阶24的配合,可以径向固定电路板2,提高电路板2的固定效果。

在以上实施例中,对传感器壳体1与电路板2的其中一些装配方式进行了说明,下面通过实施例对其他装配方式进行说明。

请参阅图7至图10,电路板2包括安装于传感器壳体1的底部的水平板201和固定于水平板201的垂直板202。本实施例中,电路板2包括水平板201和垂直板202,当需要敏感水平方向的振动冲击信号时,可以将敏感元件安装于垂直板202上,而当需要敏感垂直方向的振动冲击信号时,可以将敏感元件安装于水平板201上,通过水平板201和垂直板202的组合,可以实现不同轴向敏感元件的安装。

具体实施时,水平板201和垂直板202可以通过焊接固定,电路板2插入传感器壳体1的内腔后,水平板201安装于传感器壳体1的底部,压盖3压紧垂直板202,从而实现电路板2的轴向固定。

进一步地,在上述实施例的基础上,一种优选的实施例中,传感器壳体1的内腔设有套筒8,套筒8的第一端与水平板201相抵,套筒8的第二端与压盖3相抵。本实施例中,电路板2安装后,压盖3通过套筒8压紧水平板201,从而实现电路板2的轴向固定。当用于处理敏感元件输出电信号的处理电路安装于垂直板202上时,由于在压盖3轴向压紧电路板2时,垂直板202不会受力,因此可以延长电器元件的使用寿命。

具体实施时,由于垂直板202不会受力,水平板201和垂直板202可以通过卡接固定,方便拆装。进一步地,在上述实施例的基础上,一种优选的实施例中,传感器壳体1的底部的内壁设有第二内锥面14,水平板201包括与第二内锥面14相适应的第一水平圆板和第二水平圆板,套筒8的第一端与第一水平圆板相抵,第一水平圆板的直径大于第二水平圆板的直径。本实施例中,传感器壳体1的底部的内壁设有第二内锥面14,水平板201包括同轴的第一水平圆板和第二水平圆板,其中,第一水平圆板的直径大于第二水平圆板的直径,第一水平圆板和第二水平圆板均能与第二内锥面14相适应,套筒8的第一端与第一水平圆板相抵,敏感元件可以安装于第二水平圆板上。电路板2安装后,通过第一水平圆板和第二水平圆板的设计,可以进一步提高电路板2的固定效果,同时有助于传感器壳体1将接收到的振动和冲击信号等物理量传递至电路板2上的敏感元件。作为本实用新型优选的实施例,电缆7的外部设有用于保护的软管。本实施例中,由于软管具有良好的柔软性和抗疲劳性,可以吸收各种运动变形的循环载荷,尤其在测量机械振动中有补偿大位移量的能力,因此,在电缆7的外部设置软管,可以进一步提高电缆7的防水防尘效果。

进一步地,在上述各实施例的基础上,一种具体的实施方式中,电路板2上安装有敏感元件26和信号调理电路,敏感元件26用于敏感被测位置的振动冲击物理量并将其转换为电荷信号,信号调理电路用于将敏感元件26输出的电荷信号转换为电压信号并进行放大。

本实用新型实施例中,电路板2上安装的敏感元件26可以敏感被测位置的振动冲击物理量,并将其转换为电荷信号;但是考虑到传感器振动冲击敏感元件输出的电荷信号都比较微弱,且容易受到干扰,因此在电路板2上还安装有信号调理电路,用于将敏感元件26输出的电荷信号转换为电压信号并进行放大,提高信号传输的抗干扰能力,方便后级采集电路采集。可选的,信号调理电路的外部设置有屏蔽罩,用于屏蔽干扰,进一步提高信号传输的稳定性。

请参阅图11至图16,在上述实施例的基础上,一种具体的实施方式中,信号调理电路包括第一电荷放大模块271、第二电荷放大模块272和差动放大模块273;

第一电荷放大模块271的输入端和第二电荷放大模块272的输入端分别连接敏感元件26的两端,用于将敏感元件26输出的电荷信号转换为电压信号;

差动放大模块273的第一输入端和第二输入端分别连接第一电荷放大模块271的输出端和第二电荷放大模块272的输出端,差动放大模块273的输出端连接后级检测系统的输入端,用于将第一电荷放大模块271和第二电荷放大模块272输出的电压信号进行差动放大。

具体的,在上述实施例的基础上,本实用新型一些可选的实施例中,第一电荷放大模块271包括第一运算放大器、第一电容、第一电阻和第二电阻,第二电荷放大模块272包括第二运算放大器、第二电容、第三电阻和第四电阻;

第一运算放大器的反相输入端作为第一电荷放大模块271的输入端,第一运算放大器的同相输入端接入基准电压,第一运算放大器的输出端作为第一电荷放大模块272的输出端,第一电容的两端分别连接第一运算放大器的反相输入端和第一运算放大器的输出端,第一电阻的第一端连接第一运算放大器的反相输入端,第一电阻的第二端连接第二电阻的第一端,第二电阻的第二端连接第一运算放大器的输出端;

第二运算放大器的反相输入端作为第二电荷放大模块272的输入端,第二运算放大器的同相输入端接入基准电压,第二运算放大器的输出端作为第二电荷放大模块272的输出端,第二电容的两端分别连接第二运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的输出端,第三电阻的第一端连接第二运算放大器的反相输入端,第三电阻的第二端连接第四电阻的第一端,第四电阻的第二端连接第二运算放大器的输出端。

本实用新型实施例中,第一电荷放大模块271由第一运算放大器n1a、第一电容c1、第一电阻r1和第二电阻r2组成,第二电荷放大模块272由第二运算放大器n1b、第二电容c2、第三电阻r3和第四电阻r4组成。其中,第一运算放大器n1a和第二运算放大器n1b的同相输入端均接入基准电压vdd,第一运算放大器n1a和第二运算放大器n1b的反相输入端分别连接敏感元件26的两端,第一运算放大器n1a和第二运算放大器n1b的输出端分别连接差动放大模块273的第一输入端和第二输入端;第一电容c1和第二电容c2用于实现电荷与电压的转换,其中,第一电容c1连接在第一运算放大器n1a的反相输入端与第一运算放大器n1a的输出端之间,第二电容c1连接在第二运算放大器n1b的反相输入端与第一运算放大器n1a的输出端之间;第一电阻r1和第二电阻r2串联后并接在第一电容c1的两端,用于保障第一运算放大器n1a的静态工作正常;第三电阻r3和第四电阻r4串联后并接在第二电容c2的两端,用于保障第二运算放大器n1b的静态工作正常。

进一步地,在上述实施例的基础上,一些可选的实施例中,差动放大模块273包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三运算放大器;其中,第五电阻的第一端作为差动放大模块273的第一输入端,第五电阻的第二端分别连接第六电阻的第一端和所述第三运算放大器的反相输入端,第六电阻的第二端接入基准电压,第七电阻的第一端作为差动放大模块273的第二输入端,第七电阻的第二端分别所述第八电阻的第一端和第三运算放大器的同相输入端,第八电阻的第二端连接第三运算放大器的输出端,其公共端作为差动放大模块273的输出端。

本实用新型实施例中,差动放大模块273由两组对称的第五电阻r5和第六电阻r6、第七电阻r7和第八电阻r8以及第三运算放大器n1c组成。其中,第五电阻r5的第一端和第七电阻r7的第一端分别连接第一电荷放大模块271的输出端和第二电荷放大模块272的输出端,第五电阻r5的第二端和第七电阻r7的第二端分别连接第三运算放大器n1c的反相输入端和第三运算放大器n1c的同相输入端;第六电阻r6的第一端接入基准电压vdd,第六电阻r6的第二端连接第五电阻r5的第二端和第三运算放大器n1c的反相输入端的连接节点;第八电阻r8的第一端连接第七电阻r7的第二端和第三运算放大器n1c的同相输入端的连接节点,第八电阻r8的第二端连接第三运算放大器n1c的输出端,其公共端连接后级检测系统的输入端;第三运算放大器n1c的正电源端接入电源电压vcc,第三运算放大器n1c的接地端接地。

进一步地,在上述实施例的基础上,一些可选的实施例中,信号调理电路还包括自举模块274,用于提升第一电荷放大模块271和第二电荷放大模块272输出的电压信号的电压。本实施例中,考虑到敏感元件26在低频范围内增益过小,因此在第一电荷放大模块271和第二电荷放大模块272之间设计了自举模块274,可以提升第一电荷放大模块271和第二电荷放大模块272输出的电压信号的电压。

可选的,在上述实施例的基础上,一种具体的实施方式中,自举模块274包括第九电阻、第十电阻和第三电容;其中,第九电阻的第一端连接第一电阻的第二端与第二电阻的第一端的连接节点,第九电阻的第二端连接第三电容的第一端,第三电容的第二端连接第十电阻的第一端,第十电阻的第二端连接第三电阻的第二端与第四电阻的第一端的连接节点。

本实用新型实施例中,自举模块274由第九电阻r9、第十电阻r10和第三电容c3组成。其中,第九电阻r9和第十电阻r10均为限流电阻,第九电阻r9的第一端连接在第一电阻r1和第二电阻r2之间,第九电阻r9的第二端连接第三电容c3的一端;第十电阻r10的第一端连接在第三电阻r3和第四电阻r4之间,第十电阻r10的第二端连接第三电容c3的另一端;第三电容c3为自举电容,用于提升第一电荷放大模块271和第二电荷放大模块272输出的电压信号的电压,补偿敏感元件26在低频范围增益过小的不足。

可选的,在另一种具体的实施方式中,自举模块274包括第十一电阻和第四电容;其中,第十一电阻的第一端连接第一电阻的第二端与第二电阻的第一端的连接节点,第十一电阻的第二端连接第四电容的第一端,第四电容的第二端连接第三电阻的第二端与第四电阻的第一端的连接节点。本实施例中,自举模块274由第十一电阻r11和第四电容c4组成。作为本实用新型优选的实施例,信号调理电路还包括抗干扰模块275,用于改善敏感元件26的抗干扰能力。本实施例中,在敏感元件26的两端设计了抗干扰模块275,可以有效提高敏感元件26的抗干扰能力。

进一步地,在上述实施例的基础上,一种具体的实施方式中,抗干扰模块275包括第十二电阻、第十三电阻、第五电容和第六电容,其中,第十二电阻的第一端分别连接敏感元件26的第一端与第五电容的第一端,第十二电阻的第二端连接第十三电阻的第一端,第十三电阻的第二端分别连接敏感元件26的第二端与第六电容的第一端,第十二电阻与第十三电阻的公共端接入基准电压,第五电容的第二端连接所述第一电荷放大模块271的输入端,第六电容的第二端连接第二电荷放大模块272的输入端。

本实用新型实施例中,抗干扰模块275由第十二电阻r12、第十三电阻r13、第五电容c5和第六电容c6组成。其中,第十二电阻r12和第十三电阻r13串联地连接在敏感元件26的两端,第十二电阻r12和第十三电阻r13的公共端接入基准电压vdd,第五电容c5串联在敏感元件26的第一端与第一电荷放大模块271的输入端之间,第六电容c6串联在敏感元件26的第二端与第二电荷放大模块272的输入端之间,可以有效提高敏感元件26的抗干扰能力。

可选的,在另一种具体的实施方式中,抗干扰模块275包括第十四电阻、第七电容和第八电容,其中,第十四电阻的第一端分别连接敏感元件26的第一端与第七电容的第一端,第十四电阻的第二端分别连接敏感元件26的第二端与第八电容的第一端,第七电容的第二端连接第一电荷放大模块271的输入端,第八电容的第二端连接第二电荷放大模块272的输入端。本实施例中,抗干扰模块275由第十四电阻r14、第七电容c7和第八电容c8组成。

作为本实用新型优选的实施例,信号调理电路还包括第一电源处理模块276;第一电源处理模块276的输入端连接输入电源,第一电源处理模块276的第一输出端用于提供电源电压,第一电源处理模块276的第二输出端用于提供基准电压。

本实用新型实施例中,为了保证信号调理电路的稳定性,因此在信号调理电路中增加了第一电源处理模块276,其输入端接入外部输入电源,第一输出端为信号调理电路提供稳定的电源电压,第二输出端为信号调理电路提供稳定的基准电压,从而提高基准电压的精度。

具体的,上述实施例中,第一电源处理模块276包括二极管、第十五电阻、第九电容、第十电容和第一稳压管;其中,二极管的阳极作为第一电源处理模块276的输入端,二极管的阴极分别连接第十五电阻的第一端和第九电容的第一端,其公共端作为第一电源处理模块276的第一输出端,第十五电阻的第二端分别连接第十电容的第一端和第一稳压管的阴极,其公共端作为第一电源处理模块276的第二输出端,第九电容的第二端、第十电容的第二端和第一稳压管的阳极均与地连接。

本实用新型实施例中,第一电源处理模块276由二极管v1、第十五电阻r15、第九电容c9、第十电容c10和第一稳压管z1组成;其中,二极管v1为防反接二极管,其阳极接入外部输入电源;第九电容c9为滤波电容,其第一端连接二极管v1的阴极,第二端与地连接;二极管v1的阴极与第九电容c9的第一端的连接节点输出电源电压vcc,为信号调理电路中的运算放大器的正电源端供电;第十五电阻r15为限流电阻,用于限定流过第一稳压管z1的最大电流,其第一端连接二极管v1的阴极与第九电容c9的第一端的连接节点;第十电容c10为滤波电容,第一稳压管z1为稳压二极管,第十电容c10的第一端和第一稳压管z1的阴极均连接第十五电阻r15的第二端,第十电容c10的第一端和第一稳压管z1的阳极均与地连接;第十五电阻r15的第二端、第十电容c10的第一端和第一稳压管z1的阴极的连接节点输出基准电压vdd,为第一电荷放大模块271、第二电荷放大模块272和差动放大模块273等提供基准电压。可选的,敏感元件26也可以采用基准电压vdd供电;而当传感器内部安装的测温元件为模拟信号输出如铂电阻温敏器件时,模拟信号输出的测温元件同样可以直接通过基准电压vdd供电。

进一步地,在上述实施例的基础上,一些可选的实施例中,信号调理电路还包括第二电源处理模块277;第二电源处理模块277的输入端连接第一电源处理模块276的第二输出端,第二电源处理模块277的输出端用于为测温元件供电。

本实用新型实施例中,考虑到传感器内部安装的测温元件有可能是数字信号输出,而敏感元件26是模拟信号输出,为了避免相互干扰,因此在信号调理电路中还增加了第二电源处理模块277,其输入端连接第一电源处理模块276的第二输出端,其输出端为数字信号输出的测温元件供电。

可选的,在一种具体的实施方式中,第二电源处理模块277包括第十六电阻、第十一电容和第二稳压管;其中,第十六电阻的第一端作为第二电源处理模块277的输入端,第十六电阻的第二端分别连接第十一电容的第一端和第二稳压管的阴极,其公共端作为第二电源处理模块277的输出端,第十一电容的第二端和第二稳压管的阳极均与地连接。

本实用新型实施例中,第二电源处理模块277由第十六电阻r16、第十一电容c11和第二稳压管z2组成;其中,第十六电阻r16为限流电阻,用于限定流过第二稳压管z2的最大电流,其第一端接入基准电压vdd;第十一电容c11为滤波电容,第二稳压管z2为稳压二极管,第十一电容c11的第一端和第二稳压管z2的阴极均连接第十六电阻r16的第二端,第十一电容c11的第一端和第二稳压管z2的阳极均与地连接;第十六电阻r16的第二端、第十一电容c11的第一端和第二稳压管z2的阴极的连接节点作为第二电源处理模块277的输出端,为数字信号输出的测温元件供电。也就是说,本实施例中,基准电压vdd经过单独的稳压电路后为数字信号输出的测温元件供电,电路较为简单,成本较低。

可选的,在另一种具体的实施方式中,第二电源处理模块277包括第四运算放大器、第十七电阻和第十二电容;其中,第四运算放大器的同相输入端作为第二电源处理模块277的输入端,第四运算放大器的反相输入端分别连接第四运算放大器的输出端和第十七电阻的第一端,第十七电阻的第二端连接第十二电容的第一端,其公共端作为第二电源处理模块277的输出端,第十二电容的第二端与地连接。

本实用新型实施例中,第二电源处理模块277由第四运算放大器n1d、第十七电阻r17和第十二电容c12组成;其中,第四运算放大器n1d作为电压跟随器使用,其同相输入端接入基准电压vdd,其反相输入端与输出端短接;第十七电阻r17为限流电阻,其第一端连接第四运算放大器n1d的反相输入端与输出端的连接节点;第十二电容c12为滤波电容,其第一端连接第十七电阻r17的第二端,第二端与地连接;第十七电阻r17的第二端和第十二电容c12的第一端的连接节点作为第二电源处理模块277的输出端,为数字信号输出的测温元件供电。也就是说,本实施例中,基准电压vdd经过电压跟随电路后为数字信号输出的测温元件供电,实现电压跟随,提高驱动能力。

作为本实用新型优选的实施例,信号调理电路还包括静电保护模块,用于提供静电保护;静电保护模块包括第一静电放电管、第二静电放电管、第三静电放电管和第四静电放电管;其中,第一静电放电管的第一端连接第一电源处理模块276的输入端,第二静电放电管的第一端连接第一电源处理模块276的第二输出端,第三静电放电管的第一端连接差动放大模块273的输出端,第四静电放电管的第一端连接测温元件的输出端,第一静电放电管的第二端、第二静电放电管的第二端、第三静电放电管的第二端和第四静电放电管的第二端均与地连接。

本实用新型实施例中,为了提高信号调理电路的防静电能力,在信号调理电路中还设计了静电保护模块,可以提供静电保护。具体来说,静电保护模块包括第一静电放电管esd1、第二静电放电管esd2、第三静电放电管esd3和第四静电放电管esd4;其中,第一静电放电管esd1的第一端连接第一电源处理模块276的输入端,第二静电放电管esd2的第一端连接第一电源处理模块276的第二输出端,第三静电放电管esd3的第一端连接差动放大模块273的输出端,第四静电放电管esd4的第一端连接测温元件的输出端,第一静电放电管esd1、第二静电放电管esd2、第三静电放电管esd3和第四静电放电管esd4的第二端均与地连接,分别对电源输入接口、基准电压输出接口、敏感元件输出接口和测温元件输出接口进行静电保护。可选的,当传感器内部安装了编码芯片时,可以选择将第二静电放电管esd2的第一端连接在编码芯片的输出端,对编码芯片输出接口进行静电保护。

可选的,在第一电荷放大模块271的输入端与敏感元件26的第一端之间连接有电阻r18,第二电荷放大模块272的输入端与敏感元件26的第二端之间连接有电阻r19,可以提高第一电荷放大模块271和第二电荷放大模块272的输入信号的抗干扰能力。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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