一种物理量检测设备，包括用于产生ＡＣ电压的ＡＣ电压产生器和桥接电路，该电路具有其上被施加所述ＡＣ电压的第一和第二输入点及被连接到差分放大器的第一和第二输出点。该桥接电路包括第一传感器元件，其阻抗随所要测量的物理量而改变，以及第二传感器元件，其阻抗也随所要测量的物理量而改变。所述第一和第二传感器元件具有正的温度特性，其中灵敏度随温度升高而增加。所述ＡＣ电压产生器包括振荡器和用于提供所述ＡＣ电压的限幅器，响应所述振荡器的输出信号，所述ＡＣ电压的幅度被限制在预定范围内。所述限幅器具有负的温度特性，其随温度的升高而降低所述ＡＣ电压的幅度，由此补偿所述第一和第二输出点之间所产生的差分电压的温度依赖性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有桥接电路的物理量检测设备，更具体来说，涉及一种检测设备，所述检测设备包括一对传感器元件(element)，所述传感器元件的阻抗随所要测量的物理量而改变。如在这里所使用的那样，所述“物理量”是可以通过传感器元件测量的任何量，以及指的是这样的各种量中的任意一种，所述量诸如是力(包括转矩负载的各种力)、电流、电压、光通量和温度。
技术介绍
包括磁致伸缩传感器元件的磁致伸缩负载检测设备已经发展了许多年。磁致伸缩传感器元件是由磁致伸缩材料制成的元件，其初始磁导率随所给定的负载而改变，以及，例如，作为检测线圈的阻抗(例如电感和电阻)的变化来检测磁致伸缩材料的初始磁导率的变化。优选的磁致伸缩材料的例子包括磁性材料、软磁性材料和超磁性材料，例如铁合金、铁铬合金、铁镍合金、铁钴合金、纯铁、铁硅合金、铁铝合金和坡莫合金。图1A是示出传统磁致伸缩负载检测设备中的典型检测电路的等效电路图。在图1A中所示的桥接电路具有对其提供AC电压的第一和第二输入点N1和N2，以及被连接到差分放大器(未示出)的第一和第二输出点S1和S2。所述AC电压从AC电压产生器10被提供给所述第一和第二输入点N1和N2。在图1A所示的桥接电路中，磁致伸缩传感器元件SE1和SE2相互并联连接。这种类型的桥接电路在这里被称为“并联桥接电路”。例如，在公开号为5-60627、10-261128及2001-356059的日本专利申请中和在公开号为5-45537的日本技术申请中描述了具有这种并联桥接电路的负载检测设备。磁致伸缩的传感器元件的灵敏度根据温度变化而改变，以及因此需要某种温度补偿。在现有技术中，这种温度补偿通过温度传感器和包括热敏电阻的灵敏度变化校正器来实现(例如，参见早期公开号为2001-356059的日本专利申请)。日本专利申请2776693公开了一种方法，所述方法通过测量AC信号检测线圈的DC电阻来实现关于检测设备的检测特性的温度补偿。由于不再需要任何特定的温度传感器元件，以及由于可以直接测量具有温度系数的线圈的温度，因此，这种方法是有利的。然而，根据公开号为2001-356059的日本专利申请中所公开的方法，不仅需要作为温度传感器元件的热敏电阻，而且需要温度传感器和灵敏度校正器，从而需要过于复杂的电路配置。然后，包括所述电路和元件的电路板将具有增加的面积以及制造成本也将显著增加。同样地，日本专利申请2776693中所公开的方法需要用于单独测量所述DC电阻的装置，由此也需要更复杂的电路配置、更大的电路板以及更高的制造成本。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术的优选实施例提供了一种物理量检测设备，其可以通过不包括特定的温度检测元件或增益控制器的简单电路配置来实现关于放大因子的温度补偿。根据本专利技术优选实施例的物理量检测设备优选地包括用于产生AC电压的AC电压产生器和桥接电路，所述桥接电路具有其上被施加所述AC电压的第一和第二输入点，以及被连接到差分放大器的第一和第二输出点。所述桥接电路优选地包括第一传感器元件，其阻抗随所要测量的物理量而改变，以及包括第二传感器元件，其阻抗也随所要测量的物理量而改变。所述第一和第二传感器元件优选地具有正的温度特性，其灵敏度随温度升高而增加。所述AC电压产生器优选地包括振荡器和用于提供所述AC电压的限幅器，响应所述振荡器的输出信号，所述AC电压的幅度被限制在预定的范围内。所述限幅器优选地具有负的温度特性，所述特性随着温度的升高而降低所述AC电压的幅度，由此补偿所述第一和第二输出点之间所产生的差分电压的温度依赖性(dependence)。在本专利技术的一个优选实施例中，所述振荡器优选地是正弦波振荡器，其具有第一和第二运算放大器，其中所述第一运算放大器的输出被提供给所述第二运算放大器的反向输入终端。所述限幅器优选地包括接收所述第二运算放大器的输出信号的终端，被串联连接在一起以将所述终端连接到Vcc电位的电阻R1和R2，被串联连接在一起以将所述终端连接到接地电位的电阻R3和R4，被串联连接在一起以将电阻R1和R2之间的连接点连接到所述接地电位的正向二极管D1和电阻R5，将所述二极管D1和电阻R5之间的连接点连接到所述第二运算放大器的反向输入终端的二极管D2，被串联连接在一起以将所述电阻R3和R4之间的连接点连接到所述Vcc电位的正向二极管D3和电阻R6，以及将所述二极管D3和电阻R6之间的连接点连接到所述第二运算放大器的反向输入终端的二极管D4。随着所述终端上的电位升高或降低，所述二极管D2和D4优选地交替被导通，由此限制所述终端上的电位的幅度。在所述特定的优选实施例中，所述二极管D1和D2优选地是相同类型的二极管，其负极被连接在一起，以及所述二极管D3和D4优选地是相同类型的二极管，其正极被连接在一起。电流优选地在所述二极管D1和D3的工作期间总是流过所述二极管D1和D3。在特定的优选实施例中，优选地调节所述电阻R5和R6的电阻值，使得所述差分电压的幅度随温度的变化在大约0℃到大约80℃的范围中变成大约0.1％/℃或者更少，所述差分电压是在所述桥接电路的第一和第二输出点之间产生的。在另一个优选实施例中，所述桥接电路优选地包括用于将所述第一输入点电连接到所述第一输出点的第一电桥臂，用于将所述第一输出点电连接到所述第二输入点的第二电桥臂，用于将所述第一输入点电连接到所述第二输出点的第三电桥臂，以及用于将所述第二输出点电连接到所述第二输入点的第四电桥臂。所述第一电桥臂优选地包括所述第一传感器元件，以及所述第二电桥臂优选地包括所述第二传感器元件。所述第一和第二电桥臂的总阻抗优选地小于所述第三和第四电桥臂的总阻抗。在另一个优选实施例中，所述第一和第二传感器元件中的每个优选地是磁致伸缩传感器元件，其阻抗根据给定的负载而改变，以及所要测量的所述物理量优选地是被放置在所述第一和第二传感器元件之一上的负载。在所述特定的优选实施例中，所述第一传感器元件优选地是第一磁致伸缩传感器元件，所述第一磁致伸缩传感器元件包括由磁致伸缩材料所制成的第一磁致伸缩部件和围绕所述第一磁致伸缩部件的第一线圈。所述第一线圈优选地将所述第一输入点和所述第一输出点电连接在一起。所述第二传感器元件优选地是第二磁致伸缩传感器元件，所述第二磁致伸缩传感器元件包括由所述磁致伸缩材料所制成的第二磁致伸缩部件和围绕所述第二磁致伸缩部件的第二线圈。所述第二线圈优选地将所述第一输出点和所述第二输入点电连接在一起。在另一个优选实施例中，所述第一和第二电桥臂中的至少一个优选地包括平衡可变电阻器。在另一个优选实施例中，所述桥接电路优选地还包括平衡可变电阻器，所述平衡可变电阻器被串联连接在所述第一和第二传感器元件之间，以及所述第一输出点优选地被连接到所述平衡可变电阻器上。在特定的优选实施例中，所述桥接电路优选地还包括第二平衡可变电阻器，所述第二平衡可变电阻器被串联连接在所述第三和第四电桥臂之间，以及所述第二输出点优选地被连接到所述第二平衡可变电阻器上。更具体来说，当所述检测设备执行测量操作时，优选地在所述第一输出点和所述差分放大器之间以及在所述第二输出点和所述差分放大器之间基本上没有电流流过。在另一个优选实施例中，所述AC电压产生器、所述桥接电路和所述差分放大本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种物理量测量设备，包括：ＡＣ电压产生器，用于产生ＡＣ电压；以及桥接电路，所述桥接电路具有其上被施加所述ＡＣ电压的第一和第二输入点、以及被连接到差分放大器的第一和第二输出点；其中所述桥接电路包括第一传感器元件，所述第 一传感器元件的阻抗随所要测量的物理量而改变，以及包括第二传感器元件，所述第二传感器元件的阻抗也随所要测量的物理量而改变，所述第一和第二传感器元件具有正的温度特性，所述正的温度特性具有随温度升高而增加的灵敏度；所述ＡＣ电压产生器包括振 荡器和用于提供所述ＡＣ电压的限幅器，响应所述振荡器的输出信号，所述ＡＣ电压的幅度被限制在预定的范围内；以及所述限幅器具有负的温度特性，所述负的温度特性随温度升高而降低所述ＡＣ电压的幅度，由此补偿在所述第一和第二输出点之间所产生的差分 电压的温度依赖性。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：濑户贤治，
申请(专利权)人：雅马哈发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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