压力传感器电路及压力传感系统技术方案

本发明专利技术公开了一种压力传感器电路及压力传感系统，其包括压力信号产生单元

【技术实现步骤摘要】
压力传感器电路及压力传感系统


[0001]本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种压力传感器电路及压力传感系统
。

技术介绍

[0002]现有技术中，压力传感器通过不同的原理可大致分为三类：压阻式
、
电容式和压电式
。
组成压力传感器的电路一般是通过电路中的压力感知元件来检测在压力刺激下所产生的电信号，如压敏电阻阻值变化产生的电信号，电容容值变化产生的电信号，从而实现压力检测
。
通常电阻式或电容式压力传感器因其输出信号与受到的压力的大小的关系是高度非线性的，并且在微小压力下产生的微弱信号在很多时候是没法检测到的，所以传感器的分辨率会受限，精测精度较低
。
[0003]而压电式传感器则是基于压电效应，当传感器中的晶体受到某固定方向外力的作用时，内部就产生电极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比
。
但利用压电材料进行压力检测的压电式压力传感器尽管产生的电荷量与外力大小成正比，但由于只有在压力变化时才会有信号输出，所以其只能用于检测动态变化的力，而无法实现精确检测
。
[0004]因此，为了解决上述问题，本专利技术提供了一种检测精确较高的压力传感器电路及压力传感系统
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种压力传感器电路及压力传感系统，旨在解决现有压力传感器电路检测精度较低的问题
。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术一方面提供了一种压力传感器电路，其包括：压力信号产生单元，所述压力信号产生单元用于产生压力信号；
[0007]放大单元，所述放大单元与所述压力信号产生单元连接，用于放大所述压力信号；温度补偿单元，所述温度补偿单元与所述放大单元连接，用于获取温度信号；处理单元，所述处理单元与所述放大单元连接，用于根据放大后的所述压力信号及所述温度信号计算出压力值
。
[0008]进一步地，所述放大单元包括薄膜晶体管
、
开关模块以及运放模块，所述薄膜晶体管的栅极经所述开关模块与所述压力信号产生单元连接，所述薄膜晶体管的漏极与所述运放模块连接，所述薄膜晶体管的源极与所述运放模块连接
。
[0009]进一步地，所述开关模块包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的公共端与所述薄膜晶体管的栅极连接，所述单刀双掷开关的第一动端与所述压力信号产生单元连接，所述单刀双掷开关的第二动端用于与第二基准电压连接
。
[0010]进一步地，所述运放模块包括第一电压跟随器
、
第五电阻
、
第二电压跟随器
、
第六电阻
、
运算放大器以及第七电阻；当所述单刀双掷开关的第一动端与所述薄膜晶体管的栅
极连接时，所述第一电压跟随器的同相输入端与所述薄膜晶体管的漏极连接，所述第一电压跟随器的反相输入端经所述第五电阻与所述第一电压跟随器的输出端连接，所述第一电压跟随器的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述运算放大器的同相输入端用于与第一基准电压连接，所述运算放大器的输出端经所述第七电阻与所述运算放大器的反相输入端连接，且用于与所述处理单元连接，所述第二电压跟随器的同相输入端与所述压力信号产生单元的输出端连接，所述第二电压跟随器的输出端经所述第六电阻与所述第二电压跟随器的反相输入端连接，且所述第二电压跟随器的输出端与所述薄膜晶体管的源极连接
。
[0011]进一步地，所述转换单元包括差分放大器
、
第一电阻
、
第二电阻
、
第三电阻以及第四电阻，所述差分放大器的反相输入端经所述第一电阻连接至所述第一电阻应变片及所述第一定值电阻之间；所述差分放大器的同相输入端经所述第二电阻连接至所述第二电阻应变片及所述第二定值电阻之间；所述差分放大器的输出端与所述第四电阻的一端及所述放大单元连接，所述第四电阻的另一端连接至所述第一电阻及所述差分放大器的反相输入端之间；所述第三电阻的一端连接至所述第二电阻及所述差分放大器的同相输入端之间，所述第三电阻的另一端接地
。
[0012]进一步地，所述压力信号产生单元包括力敏电阻
、
第一电阻
、
第二电阻以及第三电阻，所述力敏电阻与所述第一电阻
、
所述第二电阻以及所述第三电阻组成惠斯通电桥，所述惠斯通电桥的第一输出端经所述单刀双掷开关与所述薄膜晶体管的栅极连接，所述惠斯通电桥的第二输出端与所述第二电压跟随器的同相输入端连接
。
[0013]进一步地，所述温度补偿单元包括所述第一电阻
、
所述第二电阻以及第四电阻，所述第四电阻的一端与所述薄膜晶体管的漏极连接，另一端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端及所述第二电压跟随器的同相输入端连接，所述第二电阻的另一端接地
。
[0014]进一步地，所述处理单元包括
ADC
采集模块及处理模块，所述
ADC
采集模块的输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述
ADC
采集模块的输出端与所述处理模块连接
。
[0015]进一步地，所述处理单元还包括时钟模块，所述时钟模块与所述放大单元及所述处理模块连接，用于提供时钟信号以控制所述单刀双掷开关进行切换
。
[0016]本专利技术另一方面还提供了一种压力传感系统，其包括显示终端及上述的压力传感器电路，所述显示终端与所述压力传感器电路通信连接，用于显示所述压力传感器电路计算出的压力值
。
[0017]本专利技术所公开的压力传感器电路及压力传感系统，通过压力信号产生单元产生压力信号，温度补偿单元获取温度信号，压力信号和温度信号经放大单元进行放大后，处理单元根据放大后的压力信号和温度信号计算出精确的压力值
。
在本实施例中，压力信号通过温度补偿单元进行温度补偿，可使测量的压力信号更为准确，提高了压力传感器的检测精度和分辨率
。
本专利技术所公开的压力传感器电路解决了现有压力传感器电路检测精度较低的问题
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的
附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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
。
[0019]图1是本专利技术一实施例提供的压力传感器电路的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术一实施例提供的压力传感器电路的电路原理图；
[0021]图3是图2中的压力检测电路的等效电路图；
[0022]图4是图2中的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种压力传感器电路，其特征在于，包括：压力信号产生单元，所述压力信号产生单元用于产生压力信号；放大单元，所述放大单元与所述压力信号产生单元连接，用于放大所述压力信号；温度补偿单元，所述温度补偿单元与所述放大单元连接，用于获取温度信号；处理单元，所述处理单元与所述放大单元连接，用于根据放大后的所述压力信号及所述温度信号计算出压力值
。2.
根据权利要求1所述的压力传感器电路，其特征在于，所述放大单元包括薄膜晶体管
、
开关模块以及运放模块，所述薄膜晶体管的栅极经所述开关模块与所述压力信号产生单元连接，所述薄膜晶体管的漏极与所述运放模块连接，所述薄膜晶体管的源极与所述运放模块连接
。3.
根据权利要求2所述的压力传感器电路，其特征在于，所述开关模块包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的公共端与所述薄膜晶体管的栅极连接，所述单刀双掷开关的第一动端与所述压力信号产生单元连接，所述单刀双掷开关的第二动端用于与第二基准电压连接
。4.
根据权利要求3所述的压力传感器电路，其特征在于，所述运放模块包括第一电压跟随器
、
第五电阻
、
第二电压跟随器
、
第六电阻
、
运算放大器以及第七电阻；当所述单刀双掷开关的第一动端与所述薄膜晶体管的栅极连接时，所述第一电压跟随器的同相输入端与所述薄膜晶体管的漏极连接，所述第一电压跟随器的反相输入端经所述第五电阻与所述第一电压跟随器的输出端连接，所述第一电压跟随器的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述运算放大器的同相输入端用于与第一基准电压连接，所述运算放大器的输出端经所述第七电阻与所述运算放大器的反相输入端连接，且用于与所述处理单元连接，所述第二电压跟随器的同相输入端与所述压力信号产生单元的输出端连接，所述第二电压跟随器的输出端经所述第六电阻与所述第二电压跟随器的反相输入端连接，且所述第二电压跟随器的输出端与所述薄膜晶体管的源极连接
。5.
根据权利要求4所述的压力传感器电路，其特征在于，当所述单刀双掷开关的第二动端与所述薄膜晶体管的栅极连接时，所述第一电压跟随...

【专利技术属性】
技术研发人员：张猛，苏庆灿，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：