一种全桥型压力传感器的信号调理芯片和信号调理方法技术

本发明专利技术提出了一种全桥型压力传感器的信号调理芯片和信号调理方法。所述信号调理芯片包括理论值检测模块、信号调理电路、核心处理器、开关、开关控制器和信号调整模块；所述全桥型压力传感器的电压信号输出端分别与所述理论值检测模块和信号调理电路的电压信号输入端相连；所述理论值检测模块的电压信号输出端与所述核心处理器的理论电压输入端相连；所述开关控制器的控制信号输入端与所述核心处理器的开关控制信号输出端相连；所述信号调整模块的压差信号输入端与所述核心处理的的压差信号输出端相连；所述信号调整模块的电压信号输出端与所述信号调理芯片的调整信号输出端相连。相连。相连。

【技术实现步骤摘要】
一种全桥型压力传感器的信号调理芯片和信号调理方法


[0001]本专利技术提出了一种全桥型压力传感器的信号调理芯片和信号调理方法，属于传感器电路


技术介绍

[0002]压力传感器的采集过程需要将压力信号转换为易传输与处理的电信号，通常压力传感器输出的微小信号需通过后续的电路进行信号调理后，才能得到满足要求的压力检测电信号。信号调理包括温度误差补偿，失调补偿，信号放大与平移等技术。比如大多数传感器的敏感原件均采用金属或半导体材料，由于压力传感器的工作环境温度变化又较大，这就给测量结果带来误差，所以需要给压力传感器加上温度误差补偿，也即会产生信号调理电路和对应芯片，然而，现有的信号调理电路和芯片由于电路结构复杂和信号转换次数较多，常会出现因电路结构复杂，信号处理阶段较多而造成精度损耗，导致测量偏差较大的问题发生。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种全桥型压力传感器的信号调理芯片和信号调理方法，用以解决现有全桥型压力传感器的信号调理电路精度损耗较大，测量偏差较大的问题，所采取的技术方案如下：
[0004]一种全桥型压力传感器的信号调理芯片，所述信号调理芯片包括理论值检测模块、信号调理电路、核心处理器、开关、开关控制器和信号调整模块；所述理论值检测模块和信号调理电路的信号输出端均与所述核心处理器进行电连接；所述信号调理电路与开关进行电连接；所述开关分别与开关控制器和所述信号调整模块进行电连接；所述核心处理器的信号输出端分别与所述开关控制器和信号调整模块进行电连接。
[0005]其中，所述全桥型压力传感器的电压信号输出端分别与所述理论值检测模块和信号调理电路的电压信号输入端相连；所述理论值检测模块的电压信号输出端与所述核心处理器的理论电压输入端相连；所述信号调理电路的电压信号输出端包括两个输出线路，一条所述输出线路的信号端与所述核心处理器的信号调理电压信号输入端相连；另一条输出线路的信号端与所述开关的信号输入端相连；所述开关的信号输出端分别与所述信号调理芯片的常规信号输出端口和所述信号调整模块的信号输入端相连；所述开关的控制信号输入端与所述开关控制器的控制信号输出端相连；所述开关控制器的控制信号输入端与所述核心处理器的开关控制信号输出端相连；所述信号调整模块的压差信号输入端与所述核心处理的的压差信号输出端相连；所述信号调整模块的电压信号输出端与所述信号调理芯片的调整信号输出端相连。
[0006]进一步地，所述理论值检测模块，用于通过压力检测获取所述全桥型压力传感器对应输出的电压值信号，并结合信号放大、温度误差补偿及失调补偿的归一化处理方法将所述电压值信号进行信号处理，获得所述全桥型压力传感器的理论输出电压值信号；
[0007]所述信号调理电路，用于对所述全桥型压力传感器进行放大处理，获得所述全桥型压力传感器对应的实际放大电压值信号；
[0008]所述核心处理器，用于根据所述理论输出电压值信号设置电压值浮动阈值，并对所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号进行实施对比；
[0009]所述信号调整模块，用于当所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的差异值超出所述电压值浮动阈值时，对所述信号调理电路的输出值进行调整。
[0010]进一步地，所述理论值检测模块、信号调整模块和核心处理器均采用单片机为核心的电路模块结构。
[0011]进一步地，所述信号调整模块的运行过程包括：
[0012]步骤1、通过信号调理电路的电压信号输入获取所述信号调理电路输入的所述实际放大电压值；
[0013]步骤2、通过所述核心处理器的信号输入，获取所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的差异值；
[0014]步骤3、将所述放大电压值与所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的差异值形结合，计算获取调整后的实际放大电压值。
[0015]进一步地，所述信号调理电路包括可编程放大器、温度检测电路、多路复用器、模数转换模块、校准处理器、数模转换模块和缓冲放大器；所述可编程放大器的信号输入端与所述全桥型压力传感器的电压信号输出端相连；所述可编程放大器和温度检测电路的信号输出端分别与所述多路复用器的信号输入端对应相连；所述多路复用器的信号输出端与所述模数转换模块的信号输入端相连；所述模数转换器的信号输出端与所述校准处理器的信号输入端相连；所述校准处理器的信号输出端与所述数模转换器的信号输入端相连；所述数模转换器的信号输出端与所述缓冲放大器的信号输出端相连；所述缓冲放大器的信号输出端与所述信号调理芯片的常规信号输出端口相连。
[0016]一种全桥型压力传感器的信号调理方法，所述信号调理方法包括：
[0017]通过压力检测获取所述全桥型压力传感器对应输出的电压值信号，并结合信号放大、温度误差补偿及失调补偿的归一化处理方法将所述电压值信号进行信号处理，获得所述全桥型压力传感器的理论输出电压值信号；
[0018]将所述理论输出电压值信号存储至核心处理器中，并设置电压值浮动阈值；
[0019]利用信号调理电路对所述全桥型压力传感器进行放大处理，获得所述全桥型压力传感器对应的实际放大电压值信号；
[0020]将所述全桥型压力传感器对应的实际放大电压值信号输入至核心处理器中，所述核心处理器将所述信号调理电路进行信号调理处理输出的实际放大电压值与所述理论输出电压值信号进行实施对比；
[0021]当所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的差异值超出所述电压值浮动阈值时，对所述信号调理电路的输出值进行调整。
[0022]进一步地，所述电压值浮动阈值的设置标准如下：
[0023]将所述理论输出电压值信号与所述全桥型压力传感器对应输出的电压值信号进行比较；
[0024]当所述理论输出电压值信号对所述全桥型压力传感器对应输出的电压值信号的
放大倍数小于4倍数值范围时，所述电压值浮动阈值设置要范围为0.062V
‑
0.086V，其中，V表示理论输出电压值信号；
[0025]当所述理论输出电压值信号对所述全桥型压力传感器对应输出的电压值信号的放大倍数大于等于4倍数值，但小于5.5倍数值范围时，所述电压值浮动阈值设置要范围为0.075V
‑
0.100V，其中，V表示理论输出电压值信号；
[0026]当所述理论输出电压值信号对所述全桥型压力传感器对应输出的电压值信号的放大倍数大于等于5.5倍数值时，所述电压值浮动阈值设置要范围为0.095V
‑
0.112V，其中，V表示理论输出电压值信号。
[0027]进一步地，当所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的差异值超出所述电压值浮动阈值时，对所述信号调理电路的输出值进行调整，包括：
[0028]将核心处理器实时判断所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的差异值是否超出所述电压值浮动阈值；
[0029]当所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全桥型压力传感器的信号调理芯片，其特征在于，所述信号调理芯片包括理论值检测模块、信号调理电路、核心处理器、开关、开关控制器和信号调整模块；所述理论值检测模块和信号调理电路的信号输出端均与所述核心处理器进行电连接；所述信号调理电路与开关进行电连接；所述开关分别与开关控制器和所述信号调整模块进行电连接；所述核心处理器的信号输出端分别与所述开关控制器和信号调整模块进行电连接。2.根据权利要求1所述信号调理芯片，其特征在于，所述全桥型压力传感器的电压信号输出端分别与所述理论值检测模块和信号调理电路的电压信号输入端相连；所述理论值检测模块的电压信号输出端与所述核心处理器的理论电压输入端相连；所述信号调理电路的电压信号输出端包括两个输出线路，一条所述输出线路的信号端与所述核心处理器的信号调理电压信号输入端相连；另一条输出线路的信号端与所述开关的信号输入端相连；所述开关的信号输出端分别与所述信号调理芯片的常规信号输出端口和所述信号调整模块的信号输入端相连；所述开关的控制信号输入端与所述开关控制器的控制信号输出端相连；所述开关控制器的控制信号输入端与所述核心处理器的开关控制信号输出端相连；所述信号调整模块的压差信号输入端与所述核心处理的的压差信号输出端相连；所述信号调整模块的电压信号输出端与所述信号调理芯片的调整信号输出端相连。3.根据权利要求1所述信号调理芯片，其特征在于，所述理论值检测模块，用于通过压力检测获取所述全桥型压力传感器对应输出的电压值信号，并结合信号放大、温度误差补偿及失调补偿的归一化处理方法将所述电压值信号进行信号处理，获得所述全桥型压力传感器的理论输出电压值信号；所述信号调理电路，用于对所述全桥型压力传感器进行放大处理，获得所述全桥型压力传感器对应的实际放大电压值信号；所述核心处理器，用于根据所述理论输出电压值信号设置电压值浮动阈值，并对所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号进行实施对比；所述信号调整模块，用于当所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的差异值超出所述电压值浮动阈值时，对所述信号调理电路的输出值进行调整。4.根据权利要求1所述信号调理芯片，其特征在于，所述理论值检测模块、信号调整模块和核心处理器均采用单片机为核心的电路模块结构。5.根据权利要求1所述信号调理芯片，其特征在于，所述信号调整模块的运行过程包括：步骤1、通过信号调理电路的电压信号输入获取所述信号调理电路输入的所述实际放大电压值；步骤2、通过所述核心处理器的信号输入，获取所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的差异值；步骤3、将所述放大电压值与所述实际放大电压值与所述理论输出电压值信号之间的差异值形结合，计算获取调整后的实际放大电压值。6.根据权利要求1所述信号调理芯片，其特征在于，所述信号调理电路包括可编程放大器、温度检测电路、多路复用器、模数转换模块、校准处理器、数模转换模块和缓冲放大器；所述可编程放大器的信号输入端与所述全桥型压力传感器的电压信号输出端相连；所述可编程放大器和温度检测电路的信号输出端分别与所述多路复用器的信号输入端对应相连；
所述多路复用器的信号输出端与所述模数转换模块的信号输入端相连；所述模数转换器的信号输出端与所述校准处理器的信号输入端相连；所述校准处理器的信号输出端与所述数模转换器的信号输入端相连；所述数模转换器的信号输出端与所述缓冲放大器的信号输出端相连；所述缓冲放大器的信号输出端与所述信号调理芯片的常规信号输出端口相连。7.一种全桥型压力传感器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪民，许玉方，周华丰，
申请(专利权)人：广州德芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：