一种传感器的补偿电路、方法及设备

1.本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种传感器的补偿电路、方法及设备。


背景技术：

2.传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。但是传感器的测量精度往往会受到环境的影响，导致最终的测量结果不准确。目前的补偿的方法主要包括硬件补偿和软件补偿。
3.硬件补偿方式主要是通过对同一批次生产的传感器串并联相同的电阻来对传感器进行补偿，然后再分别进行测试，对每个传感器的补偿电阻阻值大小进行微调。但是硬件补偿方式调试困难、精度有限。软件补偿方式是采用数据分析的方法对传感器输出的信号进行补偿。目前采用比较多的算法模型是查找表法、多项式曲面拟合法以及神经网络算法等等，然后在微处理器上运行这些算法，以此来达到传感器补偿的目的。但是软件补偿方式计算复杂、成本较高。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种传感器的补偿电路、方法及设备，解决了现有技术中硬件补偿调试困难、精度有限以及软件补偿计算复杂、成本较高的技术问题，实现了提高了传感器的精度并且降低了设计成本的技术效果。
5.第一方面，本技术通过本技术的一实施例提供如下技术方案：
6.一种传感器的补偿电路，包括：
7.微控制单元、分压电路及传感器电路；
8.所述分压电路的输出端与所述微控制单元的输入接口连接，以输入多组参考电压及环境参数；所述传感器电路的输出端与所述微控制单元的输入输出接口连接，以实现信息交换；
9.其中，所述微控制单元接收所述分压电路输入的环境参数和所述传感器电路输入的电压信号，并基于所述环境参数，确定所述传感器的基准电压；从而能基于所述基准电压与所述传感器输入的电压信号的关系，确定所述传感器的测量结果。
10.可选的，所述分压电路，包括：
11.定压电路与变压电路；
12.所述定压电路与所述变压电路的输出端分别与所述微控制单元的输入接口连接，以输入多组参考电压及环境参数。
13.可选的，所述传感器为硅压阻式压力传感器。
14.可选的，所述补偿电路，还包括：
15.时钟电路，所述时钟电路的输出端与所述微控制单元的时钟信号接口连接，以给所述微控制单元提供时钟周期。
16.可选的，所述补偿电路，还包括：
17.复位电路，所述复位电路输出端与所述微控制单元的复位接口连接，以提供复位信号。
18.可选的，所述补偿电路，还包括：
19.执行电路，所述执行电路与所述微控制单元的输出接口连接，以输出补偿提示。
20.第二方面，本技术通过本技术的一实施例，提供如下技术方案：
21.一种传感器的补偿方法，包括：
22.获取所述传感器的环境参数；
23.基于所述环境参数与环境参数阈值的关系，确定所述传感器的基准电压；
24.基于所述基准电压与所述传感器输入电压的关系，确定所述传感器的测量结果。
25.可选的，所述环境参数为环境温度参数。
26.可选的，所述基于所述环境参数与环境参数阈值的关系，确定所述传感器的基准电压，包括：
27.若所述环境参数小于所述环境参数阈值，则所述传感器的基准电压为第一参考电压；若所述环境参数大于所述环境参数阈值，则所述传感器的基准电压为第二参考电压；
28.其中，所述环境参数阈值包括一个阈值或多个阈值。
29.第三方面，本技术提供一种电子设备，包括所述第一方面所述的补偿电路。
30.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
31.本发明实施例中公开了一种传感器的补偿电路、方法及设备，包括：微控制单元、分压电路及传感器电路；所述分压电路的输出端与所述微控制单元的输入接口连接，以输入多组参考电压及环境参数；所述传感器电路的输出端与所述微控制单元的输入输出接口连接，以实现信息交换；其中，所述微控制单元接收所述分压电路输入的环境参数和所述传感器电路输入的电压信号，并基于所述环境参数，确定所述传感器的基准电压；从而能基于所述基准电压与所述传感器输入的电压信号的关系，确定所述传感器的测量结果。所以，可以基于不同的环境参数，选择对应的参考电压作为传感器的基准电压以提高传感器的精度，并且不需要微处理器来进行计算补偿，进而降低了设计成本。解决了现有技术中硬件补偿调试困难、精度有限以及软件补偿计算复杂、成本较高的技术问题，实现了提高了传感器的精度并且降低了设计成本的技术效果。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
33.图1为本发明实施例中一种传感器的补偿电路的功能结构示意图；
34.图2为本发明实施例中一种传感器的补偿电路的电路图；
35.图3为本发明实施例中一种传感器的补偿方法的流程图；
36.图4为本发明实施例中图2所示的补偿电路的控制流程图；
37.图5为本发明实施例中一种电子设备的结构图。
具体实施方式
38.本技术实施例通过提供一种传感器的补偿电路、方法及设备，解决了现有技术中硬件补偿调试困难、精度有限以及软件补偿计算复杂、成本较高的技术问题，实现了提高了传感器的精度并且降低了设计成本的技术效果。
39.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
40.一种传感器的补偿电路，包括：
41.微控制单元、分压电路及传感器电路；
42.所述分压电路的输出端与所述微控制单元的输入接口连接，以输入多组参考电压及环境参数；所述传感器电路的输出端与所述微控制单元的输入输出接口连接，以实现信息交换；
43.其中，所述微控制单元接收所述分压电路输入的环境参数和所述传感器电路输入的电压信号，并基于所述环境参数，确定所述传感器的基准电压；从而能基于所述基准电压与所述传感器输入的电压信号的关系，确定所述传感器的测量结果。
44.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
45.首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
46.实施例一
47.如图1所示，提供了一种传感器的补偿电路100，包括：
48.微控制单元110、分压电路120及传感器电路130；
49.分压电路120的输出端与微控制单元110的输入接口连接，以输入多组参考电压及环境参数；传感器电路130的输出端与微控制单元110的输入输出接口连接，以实现信息交换；
50.其中，微控制单元110接收分压电路120输入的环境参数和传感器电路130输入的电压信号，并基于所述环境参数，确定传感器的基准电压；从而能基于基准电压与传感器输入的电压信号的关系，确定传感器的测量结果。
51.在具体实施过程中，如图2所示，微控制单元为控制芯片u1，其型号可以为at98c52单片机。当然控制芯片u1也可以为其他型号的单片机，本实施例不作限定。其中，控制芯片u1的第二管脚2、第三管脚3、第五管脚5及第七管脚7与分压电路连接，控制芯片u1的第十八管脚18和第十九管脚19与时钟电路连接，控制芯片u1的复位管脚9与复位电路连接，控制芯片u1的第三十六管脚36与传感器电路连接，控制芯片u1的第二十三管脚23与执行电路连接，控制芯片u1的第四十管脚40与电源vcc连接，控制芯片u1的第二十管脚20接地，控制芯片u1的剩余管脚悬空。
52.在可选的实施方式中，分压电路，包括：定压电路与变压电路。定压电路与变压电路的输出端分别与微控制单元的输入接口连接，以输入多组参考电压及环境参数。
53.在具体实施过程中，如图2所示，定压电路包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5及第六电阻r6。第一电阻r1、第三电阻r3及第五电阻r5的一端与电源vcc连接，第一电阻r1的另一端与控制芯片u1的第二管脚2和第二电阻r2的一端连
接，第二电阻r2的另一端接地，第三电阻r3的另一端与控制芯片u1的第三管脚3和第四电阻r4的一端连接，第四电阻r4的另一端接地，第五电阻r5的另一端与控制芯片u1的第五管脚5和第六电阻r6的一端连接，第六电阻r6的另一端接地。
54.变压电路包括：第一传感器ntc1与第七电阻r7。第七电阻r7的另一端与控制芯片u1的第七管脚7和第一传感器ntc1的一端连接，第一传感器ntc1的另一端接地。
55.在可选的实施方式中，传感器电路中的传感器为硅压阻式压力传感器，当然也可以为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等，本实施例不作限定。
56.在具体实施过程中，如图2所示，传感器电路，包括：第十一电阻r11与传感器芯片ls1。传感器芯片ls1与第十一电阻r11的一端连接，第十一电阻r11的另一端与控制芯片u1的第三十六管脚36连接。
57.在可选的实施方式中，如图1所示，补偿电路100还包括：时钟电路140，时钟电路140的输出端与微控制单元110的时钟信号接口连接，以给微控制单元110提供时钟周期。
58.在具体实施过程中，如图2所示，时钟电路包括：晶体振荡器y1、第一电容c1及第二电容c2。晶体振荡器y1的一端与控制芯片u1的第十九管脚19和第一电容c1的一端连接，晶体振荡器y1的另一端与第十八管脚18和第二电容c2的一端连接，第一电容c1和第二电容c2的另一端接地。其中，晶体振荡器y1输出时钟信号，以给控制芯片u1提供时钟周期；第一电容c1和第二电容c2用于稳定晶体振荡器y1输出时钟信号的频率。当然，晶体振荡器y1的两端也可以不接第一电容c1和第二电容c2，本实施例不作限制。
59.在可选的实施方式中，如图1所示，补偿电路100还包括：复位电路150，复位电路150输出端与微控制单元110的复位接口连接，以提供复位信号。
60.在具体实施过程中，如图2所示，复位电路包括：有极性电容c3、按钮开关s1、第八电阻r8及第九电阻r9。有极性电容c3的正极端与按钮开关s1的一端和电源vcc连接，按钮开关s1的另一端与第八电阻r8的一端连接，第八电阻8的另一端与有极性电容c3的负极端、第九电阻r9的一端及控制芯片u1的复位管脚9连接，第九电阻r9的另一端接地。当然，也可以是其它类型的电路，给控制芯片u1提供复位信号，本实施例不作限制。
61.在可选的实施方式中，如图1所示，补偿电路100还包括：执行电路160。执行电路160与微控制单元110的输出接口连接，以输出补偿提示。
62.在具体实施过程中，如图2所示，执行电路包括：第十电阻r10、功率管npn及扬声器speaker。其中，扬声器speaker的一端与电源vcc连接，扬声器speaker的另一端与功率管npn的源极连接，功率管npn的漏记接地，功率管npn的栅极与第十电阻r10的一端连接，第十电阻r10的另一端与控制芯片u1的第二十三管脚23连接。当然，扬声器speaker也可以是灯泡或其他可以起提示作用的元器件，本实施例不作限制。
63.实施例二
64.如图3所示，本实施例提供了一种传感器的补偿方法，包括：
65.步骤s301，获取传感器的环境参数；
66.步骤s302，基于环境参数与环境参数阈值的关系，确定传感器的基准电压；
67.步骤s303，基于基准电压与传感器输入电压的关系，确定传感器的测量结果。
68.在可选的实施方式中，环境参数为环境温度参数。当然，环境参数也可以是辐射参
数、气压参数、湿度参数等，本实施例不作限制。
69.在可选的实施方式中，基于环境参数与环境参数阈值的关系，确定传感器的基准电压，包括：若环境参数小于环境参数阈值，则传感器的基准电压为第一参考电压；若环境参数大于环境参数阈值，则传感器的基准电压为第二参考电压；其中，环境参数阈值包括一个阈值或多个阈值。
70.举例来讲，在环境参数阈值为环境参数上下限阈值及其补偿电路如图2所示时，控制流程如图4所示，包括：
71.首先，在控制芯片u1中预设一个环境参数上限阈值和一个环境参数下限阈值。
72.然后，设置合适的分压电阻阻值(分压电路可以输出不同的参考电压，即第一参考电压、第二参考电压和第三参考电压)。
73.再下来，第一传感器ntc1输入环境参数。
74.最后，控制芯片u1内部逻辑判断。基于环境参数与环境参数阈值的关系，确定传感器的基准电压，基于基准电压与传感器输入电压的关系，确定传感器的测量结果，包括：
75.当第一传感器ntc1输入的环境参数大于预设的环境参数上限阈值时，将r1/r2分支电压(第一参考电压)作为传感器芯片的基准电压，并基于基准电压与传感器芯片输入电压的关系，确定传感器的测量结果；
76.当第一传感器ntc1输入的环境参数介于预设的环境参数上下限阈值之间时，将r3/r4分支电压(第二参考电压)作为传感器芯片的基准电压，并基于基准电压与传感器芯片输入电压的关系，确定传感器的测量结果；
77.当第一传感器ntc1输入的环境参数小于预设的环境参数下限阈值时，将r5/r6分支电压(第三参考电压)作为传感器芯片的基准电压，并基于基准电压与传感器芯片输入电压的关系，确定传感器的测量结果。
78.实施例三
79.基于同一发明构思，如图5所示，本实施例提供了一种电子设备，包括实施例一任一所述的补偿电路。
80.由于本实施例所介绍的电子设备为实施本技术实施例中传感器的补偿电路所采用的电子设备，故而基于本技术实施例中所介绍的传感器的补偿电路，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中传感器的补偿电路所采用的电子设备，都属于本技术所欲保护的范围。
81.上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
82.本发明实施例中公开了一种传感器的补偿电路、方法及设备，包括：微控制单元、分压电路及传感器电路；所述分压电路的输出端与所述微控制单元的输入接口连接，以输入多组参考电压及环境参数；所述传感器电路的输出端与所述微控制单元的输入输出接口连接，以实现信息交换；其中，所述微控制单元接收分压电路输入的环境参数和传感器电路输入的电压信号，并基于所述环境参数，确定所述传感器的基准电压；从而能基于所述基准电压与所述传感器输入的电压信号的关系，确定所述传感器的测量结果。所以，可以基于不同的环境参数，选择对应的参考电压作为传感器的基准电压以提高传感器的精度，并且不需要微处理器来进行计算补偿，进而降低了设计成本。解决了现有技术中硬件补偿调试困
难、精度有限以及软件补偿计算复杂、成本较高的技术问题，实现了提高了传感器的精度并且降低了设计成本的技术效果。
83.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
84.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。