温度补偿压力传感电路、传感器及电子设备的制作方法

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种温度补偿压力传感电路、传感器及电子设备。

背景技术：

现有技术中，温度对压力传感器的输出影响极大，影响了压力传感器的准确性。导致压力传感器的应用范围受到限制，常规的非线性补偿方式可以对温度影响进行消除，或可以通过对压力传感器的输出信号进行补偿实现的对温度的补偿，但通过程序手段进行补偿需要规格更高的芯片，提升了压力传感器的成本，造成资源浪费。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种温度补偿压力传感电路、传感器及电子设备，旨在解决现有技术中压力传感器受温度变化影响大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种温度补偿压力传感电路，所述温度补偿压力传感电路包括：第一传感单元、第二传感单元、第一放大单元、第二放大单元、加法器及模数转换模块；其中，所述第一传感单元的输出端与所述第一放大单元的输入端连接，所述第二传感单元的输出端与所述第二放大单元的输入端连接，所述第一放大单元的输出端及所述第二放大单元的输出端均连接到所述加法器的输入端，所述加法器的输出端与所述模数转换模块的输入端连接；其中，所述第一传感单元的第一温漂系数与所述第二传感单元的第二温漂系数的绝对值相等且正负相反；

所述第一传感单元，用于根据当前压力生成第一压力电信号，并将所述第一压力电信号输出至所述第一放大单元；

所述第一放大单元，用于对所述第一压力电信号进行信号放大，以生成第二压力电信号，并将所述第二压力电信号输出至所述加法器；

所述第二传感单元，用于根据当前温度生成第一温度电信号，并将所述第一温度电信号输出至所述第二放大单元；

所述第二放大单元，用于对所述第一温度电信号进行信号放大，以生成第二温度电信号，并将所述第二温度电信号输出至所述加法器；

所述加法器，用于接收所述第二压力电信号及所述第二温度电信号，根据所述第二温度电信号对所述第二压力电信号进行补偿，以生成第三压力电信号，并将所述第三压力电信号输出至所述模数转换模块进行模数转换。

可选地，所述第一传感单元包括第一惠斯通电桥，所述第二传感单元包括第二惠斯通电桥，所述第一惠斯通电桥的第一温漂系数与所述第二惠斯通电桥的第二温漂系数的绝对值相等且正负相反。

可选地，所述第一惠斯通电桥包括第一至第四电阻，第一电阻的第一端与电压端连接，第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第二电阻的第二端还和第四电阻的第二端连接，第三电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一放大单元的输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一放大单元的另一输入端连接。

可选地，所述第二惠斯通电桥包括第五至第八电阻，第五电阻的第一端与电压端连接，第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端连接，所述第六电阻的第二端接地，所述第六电阻的第二端还和第八电阻的第二端连接，第七电阻的第一端与所述第五电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第二放大单元的输入端连接，所述第七电阻的第二端与所述第二放大单元的另一输入端连接。

可选地，所述第一放大单元包括第一至第三放大器、第九至第十五电阻；其中，第一放大器的同相输入端与所述第三电阻的第二端连接，所述第一放大器的反相输入端与第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第一端还和第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述第一放大器的输出端连接，第十一电阻的第一端与所述第一放大器的输出端连接，所述第十一电阻的第二端与第十二电阻的第二端连接，所述第十二电阻的第一端与电压端连接，所述第十二电阻的第二端还和第三放大器的同相输入端连接；

第二放大器的同相输入端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二放大器的反相输入端与所述第九电阻的第二端连接，所述第九电阻的第二端和第十三电阻的第一端连接，所述第十三电阻的第二端与所述第二放大器的输出端连接，所述第二放大器的输出端还和第十四电阻的第一端连接，所述第十四电阻的第二端与所述第三放大器的反相输入端连接，所述第三放大器的反相输入端还和第十五电阻的第一端连接，第十五电阻的第二端与所述第三放大器的输出端连接。

可选地，所述第二放大单元包括第四至第六放大器、第十六至第二十二电阻；其中，第四放大器的同相输入端与所述第七电阻的第二端连接，所述第四放大器的反相输入端与第十六电阻的第一端连接，所述第十六电阻的第一端还和第十七电阻的第一端连接，所述第十七电阻的第二端与所述第四放大器的输出端连接，第十八电阻的第一端与所述第四放大器的输出端连接，所述第十八电阻的第二端与第十九电阻的第二端连接，所述第十九电阻的第一端与电压端连接，所述第十九电阻的第二端还和第六放大器的同相输入端连接；

第五放大器的同相输入端与所述第五电阻的第二端连接，所述第五放大器的反相输入端与所述第十六电阻的第二端连接，所述第十六电阻的第二端和第二十电阻的第一端连接，所述第二十电阻的第二端与所述第五放大器的输出端连接，所述第五放大器的输出端还和第二十一电阻的第一端连接，所述第二十一电阻的第二端与所述第六放大器的反相输入端连接，所述第六放大器的反相输入端还和第二十二电阻的第一端连接，第二十二电阻的第二端与所述第六放大器的输出端连接。

可选地，所述电路还包括第二十三电阻及第二十四电阻，所述第二十三电阻的第一端与第三放大器的输出端连接，所述第二十四电阻的第一端与所述第六放大器的输出端连接，所述第二十三电阻的第二端与所述加法器的一输入端连接，所述第二十四电阻的第一端与所述加法器的一输入端连接。

可选地，所述电路还包括电容，所述电容的一端与所述加法器的输出端连接，所述电容的第二端接地，所述加法器的输出端还和所述模数转换模块的输入端连接。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种传感器，所述传感器为压力传感器，所述传感器包括如上所述的温度补偿压力传感电路。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的传感器。

本实用新型通过设置所述温度补偿压力传感电路包括：第一传感单元、第二传感单元、第一放大单元、第二放大单元、加法器及模数转换模块；其中，所述第一传感单元的输出端与所述第一放大单元的输入端连接，所述第二传感单元的输出端与所述第二放大单元的输入端连接，所述第一放大单元的输出端及所述第二放大单元的输出端均连接到所述加法器的输入端，所述加法器的输出端与所述模数转换模块的输入端连接；其中，所述第一传感单元的第一温漂系数与所述第二传感单元的第二温漂系数的绝对值相等且正负相反；所述第一传感单元，用于根据当前压力生成第一压力电信号，并将所述第一压力电信号输出至所述第一放大单元；所述第一放大单元，用于对所述第一压力电信号进行信号放大，以生成第二压力电信号，并将所述第二压力电信号输出至所述加法器；所述第二传感单元，用于根据当前温度生成第一温度电信号，并将所述第一温度电信号输出至所述第二放大单元；所述第二放大单元，用于对所述第一温度电信号进行信号放大，以生成第二温度电信号，并将所述第二温度电信号输出至所述加法器；所述加法器，用于接收所述第二压力电信号及所述第二温度电信号，根据所述第二温度电信号对所述第二压力电信号进行补偿，以生成第三压力电信号，并将所述第三压力电信号输出至所述模数转换模块进行模数转换。通过温漂系数相反的第二传感单元的输出信号对第一传感单元的输出信号进行温度补偿，使得压力传感信号更为准确，提升了压力传感的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型温度补偿压力传感电路第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型温度补偿压力传感电路第二实施例的电路示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

值得注意的是，在本实用新型的实际应用中，不可避免的会应用到软件程序，但申请人在此声明，该技术方案在具体实施时所应用的软件程序皆为现有技术，在本申请中，不涉及到软件程序的更改及保护，只是对为实现发明目的而设计的硬件架构的保护。

本实用新型提出一种温度补偿压力传感电路，参考图1，图1为本实用新型温度补偿压力传感电路第一实施例的结构示意图。

所述温度补偿压力传感电路包括：第一传感单元100、第二传感单元200、第一放大单元110、第二放大单元220、加法器300及模数转换模块400；其中，所述第一传感单元100的输出端与所述第一放大单元110的输入端连接，所述第二传感单元200的输出端与所述第二放大单元220的输入端连接，所述第一放大单元110的输出端及所述第二放大单元220的输出端均连接到所述加法器300的输入端，所述加法器300的输出端与所述模数转换模块400的输入端连接；其中，所述第一传感单元100的第一温漂系数与所述第二传感单元200的第二温漂系数的绝对值相等且正负相反。

需要说明的是，所述第一传感单元100与所述第二传感单元200在空间结构上呈对称布置，具体实施中，所述第一传感单元100和所述第二传感单元200设置在膜片上，在空间分布、应变区域上基本相同。第一传感单元100的温漂系数(温敏系数)为正，随着温度增加而阻值增加；第二传感单元200的温漂系数(温敏系数)为负，随温度减少而阻值减少。因此，第一传感单元100在温度增加时，输出的传感信号随温度增加而正偏移，第二传感单元200在温度增加时，输出的传感信号随温度增加而负偏移。

所述第一传感单元100，用于根据当前压力生成第一压力电信号，并将所述第一压力电信号输出至所述第一放大单元110。

需要说明的是，在本实用新型其他实施例中，第一传感单元100和第二传感单元200均为惠斯通电桥，所述第一传感单元100对温度及压力敏感，根据当前压力转换生成电信号，即，所述第一压力电信号。

所述第一放大单元110，用于对所述第一压力电信号进行信号放大，以生成第二压力电信号，并将所述第二压力电信号输出至所述加法器300。

所述第一放大单元110一方面可以防止第一传感单元100过载，一方面可以将第一传感单元100输出的电压转换为适合后端器件的电平。

所述第二传感单元200，用于根据当前温度生成第一温度电信号，并将所述第一温度电信号输出至所述第二放大单元220。

易于理解的是，所述第二传感单元200对温度敏感，根据当前温度转换生成温度电信号，由于第一传感单元100与第二传感单元200在空间布置上对称，二者采集到的温度信号接近，且温敏系数相反，第二传感单元200采集到的温度电信号可以对第一传感单元100采集到的信号进行补偿。

所述第二放大单元220，用于对所述第一温度电信号进行信号放大，以生成第二温度电信号，并将所述第二温度电信号输出至所述加法器300。

所述第二放大单元220一方面可以防止第二传感单元200过载，一方面可以将第二传感单元200输出的电压转换为适合后端器件的电平。

所述加法器300，用于接收所述第二压力电信号及所述第二温度电信号，根据所述第二温度电信号对所述第二压力电信号进行补偿，以生成第三压力电信号，并将所述第三压力电信号输出至模数转换模块400进行模数转换。

需要说明的是，由于第一传感单元100与第二传感单元200的温敏系数相反且绝对值相同，在压力传感器能运行的温度下，第一传感单元100的温漂系数(温敏系数)为正，随着温度增加而阻值增加；第二传感单元200的温漂系数(温敏系数)为负，随温度减少而阻值减少。对应的，由温度带来的误差值相等且相反，将二者的输出信号放大并输入加法器300，相互抵消，使得输出的第三压力电信号为补偿后的电信号。降低了温度对压力传感器电路带来的影响。

本实用新型通过设置温漂系数相反的第二传感单元的输出信号对第一传感单元的输出信号进行温度补偿，使得压力传感信号更为准确，提升了压力传感的精确度。电路简单，布线难度低，系统反应速度快；降低产品成本，显著提高产品在市场中的竞争力。

基于本实用新型的第一实施例，提出本实用新型温度补偿压力传感电路的第二实施例，参考图2。图2为本实用新型温度补偿压力传感电路第二实施例的电路示意图。

所述第一传感单元100包括第一惠斯通电桥wb1，所述第二传感单元200包括第二惠斯通电桥，所述第一惠斯通电桥wb1的第一温漂系数与所述第二惠斯通电桥的第二温漂系数的绝对值相等且正负相反。

所述第一惠斯通电桥wb1包括第一至第四电阻r1～r4，第一电阻r1的第一端与电压端v连接，第二电阻r2的第一端与所述第一电阻r1的第二端连接，所述第二电阻r2的第二端接地，所述第二电阻r2的第二端还和第四电阻r4的第二端连接，第三电阻r3的第一端与所述第一电阻r1的第一端连接，所述第三电阻r3的第二端与所述第四电阻r4的第一端连接，所述第一电阻r1的第二端与所述第一放大单元110的输入端连接，所述第三电阻r3的第二端与所述第一放大单元110的另一输入端连接。

所述第二惠斯通电桥wb2包括第五至第八电阻r5～r8，第五电阻r5的第一端与电压端v连接，第六电阻r6的第一端与所述第五电阻r5的第二端连接，所述第六电阻r6的第二端接地，所述第六电阻r6的第二端还和第八电阻r8的第二端连接，第七电阻r7的第一端与所述第五电阻r5的第一端连接，所述第七电阻r7的第二端与所述第八电阻r8的第一端连接，所述第五电阻r5的第二端与所述第二放大单元220的输入端连接，所述第七电阻r7的第二端与所述第二放大单元220的另一输入端连接。

需要说明的是，具体实施中，第一至第四电阻r1～r4和第五至第八电阻r5～r8在压力传感器的传感膜片上对称布置(未图示，本实施例中不对实际应用中的布置方案进行限制)，在空间分布上两电桥完全相同。这种分布方式，使得两电桥受温度影响的程度基本相同。

所述第一放大单元110包括第一至第三放大器a1～a3、第九至第十五电阻r9～r15；其中，第一放大器a1的同相输入端与所述第三电阻r3的第二端连接，所述第一放大器a1的反相输入端与第九电阻r9的第一端连接，所述第九电阻r9的第一端还和第十电阻r10的第一端连接，所述第十电阻r10的第二端与所述第一放大器a1的输出端连接，第十一电阻r11的第一端与所述第一放大器a1的输出端连接，所述第十一电阻r11的第二端与第十二电阻r12的第二端连接，所述第十二电阻r12的第一端与电压端v连接，所述第十二电阻r12的第二端还和第三放大器a3的同相输入端连接。

第二放大器a2的同相输入端与所述第一电阻r1的第二端连接，所述第二放大器a2的反相输入端与所述第九电阻r9的第二端连接，所述第九电阻r9的第二端和第十三电阻r13的第一端连接，所述第十三电阻r13的第二端与所述第二放大器a2的输出端连接，所述第二放大器a2的输出端还和第十四电阻r14的第一端连接，所述第十四电阻r14的第二端与所述第三放大器a3的反相输入端连接，所述第三放大器a3的反相输入端还和第十五电阻r15的第一端连接，第十五电阻r15的第二端与所述第三放大器a3的输出端连接。

需要说明的是，所述第十二电阻r12的第一端连接电压端v，所述电压端v为系统电压端，调整所述系统电压端接收到的电压补偿传感单元的偏移误差。所述第一放大器a1将第三电阻r3第二端接收到的电压进行放大，所述第二放大器a2将第一电阻r1的第二端接收到的电压进行放大，再输入所述第三放大器a3进行放大。

所述第二放大单元220包括第四至第六放大器a4～a6、第十六至第二十二电阻r16～r22；其中，第四放大器a4的同相输入端与所述第七电阻r7的第二端连接，所述第四放大器a4的反相输入端与第十六电阻r16的第一端连接，所述第十六电阻r16的第一端还和第十七电阻r17的第一端连接，所述第十七电阻r17的第二端与所述第四放大器a4的输出端连接，第十八电阻r18的第一端与所述第四放大器a4的输出端连接，所述第十八电阻r18的第二端与第十九电阻r19的第二端连接，所述第十九电阻r19的第一端与电压端连接，所述第十九电阻r19的第二端还和第六放大器a6的同相输入端连接。

第五放大器a5的同相输入端与所述第五电阻r5的第二端连接，所述第五放大器a5的反相输入端与所述第十六电阻r16的第二端连接，所述第十六电阻r16的第二端和第二十电阻r20的第一端连接，所述第二十电阻r20的第二端与所述第五放大器a5的输出端连接，所述第五放大器a5的输出端还和第二十一电阻r21的第一端连接，所述第二十一电阻r21的第二端与所述第六放大器a6的反相输入端连接，所述第六放大器a6的反相输入端还和第二十二电阻r22的第一端连接，第二十二电阻r22的第二端与所述第六放大器a6的输出端连接。

需要说明的是，所述第十九电阻r19的第一端连接电压端v，所述电压端v为系统电压端，调整所述系统电压端接收到的电压补偿传感单元的偏移误差。所述第四放大器a1将第七电阻r3第二端接收到的电压进行放大，所述第五放大器a2将第五电阻r1的第二端接收到的电压进行放大，再输入所述第六放大器a3进行放大。

所述电路还包括第二十三电阻r23及第二十四电阻r24，所述第二十三电阻r23的第一端与第三放大器a3的输出端连接，所述第二十四电阻r24的第一端与所述第六放大器a6的输出端连接，所述第二十三电阻r24的第二端与所述加法器300的一输入端连接，所述第二十四电阻r24的第一端与所述加法器300的一输入端连接。

易于理解的是，所述第二十三电阻r23及二十四电阻r24起到阻尼作用，对加法器300进行保护，防止前端电压过载冲击。

所述电路还包括电容c，所述电容c的一端与所述加法器300的输出端连接，所述电容c的第二端接地gnd，所述加法器300的输出端还和模数转换模块400的输入端连接。易于理解的是，所述电容c起到滤波及稳压作用。

本实用新型通过设置温漂系数相反的惠斯通电桥进行温度补偿，使得压力传感信号更为准确，提升了压力传感的精确度。电路简单，布线难度低，系统反应速度快；降低产品成本，显著提高产品在市场中的竞争力。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种传感器，所述传感器为压力传感器，所述传感器包括如上所述的温度补偿压力传感电路。

由于本传感器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的传感器。

由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本实用新型的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本实用新型对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本实用新型的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本实用新型任意实施例所提供的温度补偿压力传感电路，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。