一种磁性编码器的温度补偿系统及补偿方法专利检索-信号信号处理专利检索查询-专利查询网

一种 磁性 编码器的 温度补偿系统及补偿方法

阅读：437发布：2023-12-10

专利汇可以提供一种磁性编码器的温度补偿系统及补偿方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于磁场检测元件技术领域，公开了一种磁性编码器的温度补偿系统及方法，磁性编码器的温度补偿系统包括稳压电路、电压配置电路、供电补偿电路、AMR元件等效电路、差分放大电路、比较电路等；比较电路用于将差分放大电路周期变化的模拟信号与参考电平进行比较，得到高低变化的矩形波信号。本发明通过改变AMR磁开关的供电电压对磁场的温度特性进行补偿，从而实现其磁参数在宽的温度范围内保持很好的一致性；本发明能够有效解决磁性编码器中磁开关的翻转点随温度变化而产生的不利因素，拓宽磁性编码器的温度使用范围，有效降低伺服电机的传感器成本，提高产品的市场竞争力。，下面是一种磁性编码器的温度补偿系统及补偿方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种磁性编码器的温度补偿系统，其特征在于，所述磁性编码器的温度补偿系统包括：
稳压电路，用于为电压配置电路、供电补偿电路、AMR元件等效电路、差分放大电路、比较电路提供稳定的直流电压；
电压配置电路，与稳压电路连接，用于为供电补偿电路、AMR元件等效电路、差分放大电路、比较电路提供电压；
供电补偿电路，与电压配置电路连接，用于具有负温度系数效应的电阻阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增加；
AMR元件等效电路，与电压配置电路连接，用于随温度的升高而减小，随着温度的降低而增加；
差分放大电路，与AMR元件等效电路连接，用于将较弱的2路差分信号进行放大，得到一路幅值较大的信号，用于作为比较电路的输入；
比较电路，用于将差分放大电路周期变化的模拟信号与参考电平进行比较，得到高低变化的矩形波信号，用于作为后续数字芯片的输入。
2.如权利要求1所述的磁性编码器的温度补偿系统，其特征在于，所述稳压电路包括稳压芯片U1及所述稳压芯片U1通过导线连接的电容C1；
U1的输出电压为：
VCC1＝[R5/(R6+RD1+RD2)+1]×1.207V；
电源电压VCC通过2根导线分别连接稳压芯片U1，通过1根导线连接电容C1，电容C1和稳压芯片U1分别通过导线接地；1.207V为芯片FB管脚固定输出电压。
3.如权利要求1所述的磁性编码器的温度补偿系统，其特征在于，电压配置电路包括电阻R5、电阻R6、电容C2；
电压配置电路通过并联电阻R1和电容C2的导线接入AMR元件等效电路，导线并联连接电源电压VCC1、电阻R3和电阻R5，电阻R3与电阻R4串联后接地，电阻R5与电阻R6串联后接地；稳压电路中的稳压芯片U1通过2根导线连接电压配置电路，其中1根导线并联连接电阻R1和电容C2，电阻R1和电阻R2串联，电阻R1和电阻R2之间连接有稳压芯片U1的另1根导线。
4.如权利要求1所述的磁性编码器的温度补偿系统，其特征在于，所述供电补偿电路包括相互串联的二极管D1和二极管D2；
电压配置电路通过2根导线接入供电补偿电路，其中1根导线由电阻R2引出，串联二极管D1和二极管D2后接地，另1根导线由电容C2引出并接地。
5.如权利要求1所述的磁性编码器的温度补偿系统，其特征在于，所述AMR元件等效电路包括由4个电阻构成的桥式等效电路。
6.权利要求1所述的磁性编码器的温度补偿系统，其特征在于，所述差分放大电路包括用于将较弱2路差分信号放大，得到一路幅值放大信号的差分放大三极管；
AMR元件等效电路通过2根导线接入差分放大电路，1根电线由电阻R3和电阻R4之间引出并联连接电源电压VR和二极管，另1根导线由电阻R5和R6之间引出并联连接电源电压VP和二极管。
7.如权利要求1所述磁性编码器的温度补偿系统，其特征在于，所述比较电路包括用于将差分放大电路周期变化的模拟信号与参考电平比较，得到高低变化矩形波信号的比较三极管；
差分放大电路通过1根导线连接比较电路中的二极管，电源电压VRFF通过导线连接比较电路中的二极管，比较电路中的二极管通过导线连接稳压后电压输出端Vout。
8.一种磁性编码器的温度补偿方法，其特征在于，所述磁性编码器的温度补偿方法包括：
随着温度的升高，AMR元件等效电路的输出信号幅值减小；供电补偿电路具有负温度系数效应的二极管D1、D2对应的RD1、RD2、阻值减小，稳压电路的稳压芯片U1的输出电压VCC1增加，对AMR元件等效电路进行补偿；
温度降低时，AMR元件等效电路的输出信号幅值增加；供电补偿电路具有负温度系数效应的二极管D1、D2对应的RD1、RD2、阻值增加，稳压芯片U1的输出电压VCC1减小，对AMR元件等效电路进行补偿；
温度恒定不变时，AMR元件等效电路的输出信号幅值保持恒定；供电补偿电路具有负温度系数效应的二极管D1、D2对应的RD1、RD2、阻值固定，稳压芯片U1的输出电压VCC1保持不变，差分放大电路的VP、VN的输出也保持不变。
9.如权利要求8所述的磁性编码器的温度补偿方法，其特征在于，所述二极管D1、D2为肖特基势垒二极管，具有负温度特性。
10.如权利要求8所述的磁性编码器的温度补偿方法，其特征在于，所述稳压芯片U1为低功耗的线性调节器，电压输出Vout与搭配的电阻比率具有特定的函数关系。

说明书全文

一种磁性 编码器的 温度补偿系统及补偿方法

技术领域

[0001] 本发明属于磁场检测元件技术领域，尤其涉及一种磁性编码器的温度补偿系统及补偿方法。

背景技术

[0002] 目前，最接近的现有技术：磁性编码器是用于检测磁场的重要传感器元件。通过机械结构和信号处理电路将磁场变化信号转换成电信号,从而实现对角位移、位置和速度等多种物理量的直接或间接测量。被广泛应用在汽车、工业控制、家电设备中。现有的磁性编码器由于磁场的温度特性不稳定，从而导致磁性编码器的输出信号随温度而变化。严重限制了磁性编码器的使用范围。

[0003] 而且现有技术存在的缺陷有：目前磁性编码器的AMR元件由磁性元件组成，其输出信号VP、VN受两个因素的影响，一个是偏置电压VCC1，VP、VN会随着偏置电压VCC1呈现出正向特性，即随之增加而增加、随之减小而减小；另一个是温度，VP、VN会随着温度呈现反向特性，即随温度的升高而减小、随温度的降低而增加。

[0004] 由于参考电平VREF保持不变，从而导致Vout的输出在不同温度下发生翻转。这样会造成磁性编码器的信号产生混乱，不能正确的检出旋转磁场的变化，也就不能正确的判断电机转子的位置。从而造成磁性编码器的使用非常受限。

[0005] 综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术温度补偿系统中，磁开关的翻转点随温度变化难以补偿。磁性编码器因磁场的温度特性导致应用范围受限的问题。

发明内容

[0006] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种磁性编码器的温度补偿系统及补偿方法。

[0007] 本发明是这样实现的，一种磁性编码器的温度补偿系统，所述磁性编码器的温度补偿系统包括：

[0008] 稳压电路，用于为电压配置电路、供电补偿电路、AMR元件等效电路、差分放大电路、比较电路提供稳定的直流电压；

[0009] 电压配置电路，与稳压电路连接，用于为供电补偿电路、AMR元件等效电路、差分放大电路、比较电路提供电压；

[0010] 供电补偿电路，与电压配置电路连接，用于具有负温度系数效应的电阻阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增加；

[0011] AMR元件等效电路，与电压配置电路连接，用于随温度的升高而减小，随着温度的降低而增加；

[0012] 差分放大电路，与AMR元件等效电路连接，用于将较弱的2路差分信号进行放大，得到一路幅值较大的信号，用于作为比较电路电路的输入；

[0013] 比较电路，用于将差分放大电路周期变化的模拟信号与参考电平进行比较，得到高低变化的矩形波信号，用于作为后续数字芯片的输入。

[0014] 进一步，所述稳压电路包括稳压芯片U1及所述稳压芯片U1通过导线连接的电容C1；

[0015] U1的输出电压为：

[0016] VCC1＝[R5/(R6+RD1+RD2)+1]×1.207V；

[0017] 电源电压VCC通过2根导线分别连接稳压芯片U1，通过1根导线连接电容C1，电容C1和稳压芯片U1分别通过导线接地；1.207V为芯片FB管脚固定输出电压。

[0018] 进一步，电压配置电路包括电阻R5、电阻R6、电容C2；

[0019] 电压配置电路通过并联电阻R1和电容C2的导线接入AMR元件等效电路，导线并联连接电源电压VCC1、电阻R3和电阻R5，电阻R3与电阻R4串联后接地，电阻R5与电阻R6串联后接地；稳压电路中的稳压芯片U1通过2根导线连接电压配置电路，其中1根导线并联连接电阻R1和电容C2，电阻R1和电阻R2串联，电阻R1和电阻R2之间连接有稳压芯片U1的另1根导线。

[0020] 进一步，所述供电补偿电路包括相互串联的二极管D1和二极管D2；

[0021] 电压配置电路通过2根导线接入供电补偿电路，其中1根导线由电阻R2引出，串联二极管D1和二极管D2后接地，另1根导线由电容C2引出并接地。

[0022] 进一步，所述AMR元件等效电路包括由4个电阻构成的桥式等效电路。

[0023] 进一步，所述差分放大电路包括用于将较弱2路差分信号放大，得到一路幅值放大信号的差分放大三极管；

[0024] AMR元件等效电路通过2根导线接入差分放大电路，1根电线由电阻R3和电阻R4之间引出并联连接电源电压VR和二极管，另1根导线由电阻R5和R6之间引出并联连接电源电压VP和二极管。

[0025] 进一步，所述比较电路包括用于将差分放大电路周期变化的模拟信号与参考电平比较，得到高低变化矩形波信号的比较三极管；

[0026] 差分放大电路通过1根导线连接比较电路中的二极管，电源电压VRFF通过导线连接比较电路中的二极管，比较电路中的二极管通过导线连接稳压后电压输出端Vout。

[0027] 本发明另一目的在于提供一种磁性编码器的温度补偿方法，所述磁性编码器的温度补偿方法包括：

[0028] 随着温度的升高，AMR元件等效电路的输出信号幅值减小；供电补偿电路具有负温度系数效应的二极管D1、D2对应的RD1、RD2、阻值减小，稳压电路的稳压芯片U1的输出电压VCC1增加，对AMR元件等效电路进行补偿；

[0029] 温度降低时，AMR元件等效电路的输出信号幅值增加；供电补偿电路具有负温度系数效应的二极管D1、D2对应的RD1、RD2、阻值增加，稳压芯片U1的输出电压VCC1减小，对AMR元件等效电路进行补偿；

[0030] 温度恒定不变时，AMR元件等效电路的输出信号幅值保持恒定；供电补偿电路具有负温度系数效应的二极管D1、D2对应的RD1、RD2、阻值固定，稳压芯片U1的输出电压VCC1保持不变，差分放大电路的VP、VN的输出也保持不变。

[0031] 进一步，所述二极管D1、D2为肖特基势垒二极管，具有负温度特性。

[0032] 进一步，所述稳压芯片U1为低功耗的线性调节器，电压输出Vout与搭配的电阻比率具有特定的函数关系。

[0033] 综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明提供一种磁性编码器的温度补偿系统及补偿方法，通过改变AMR磁开关的供电电压对磁场的温度特性进行补偿，从而实现其磁参数在宽的温度范围内保持很好的一致性。本发明能够有效解决磁性编码器中磁开关的翻转点随温度变化而产生的不利因素，拓宽磁性编码器的温度使用范围，有效降低伺服电机的传感器成本，提高产品的市场竞争力。附图说明

[0034] 图1是本发明实施例提供的磁性编码器的温度补偿系统示意图；

[0035] 图中：1、稳压电路；2、电压配置电路；3、供电补偿电路；4、AMR元件等效电路；5、差分放大电路；6、比较电路。

[0036] 图2是本发明实施例提供的磁性编码器的温度补偿方法流程图。

具体实施方式

[0037] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0038] 现有技术温度补偿系统中，磁开关的翻转点随温度变化难以补偿。磁性编码器因磁场的温度特性导致应用范围受限的问题。

[0039] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种磁性编码器的温度补偿系统及补偿方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

[0040] 如图1所示，本发明实施例提供的本发明实施例提供的磁性编码器的温度补偿系统包括稳压电路1、电压配置电路2、供电补偿电路3、AMR元件等效电路4、差分放大电路5、比较电路6等。

[0041] 所述稳压电路1由稳压芯片U1及电容C1组成，主要作用为后续电路提供可靠、稳定的直流电压。

[0042] 电源电压VCC通过2根导线分别连接稳压芯片U1，通过1根导线连接电容C1，电容C1和稳压芯片U1分别通过导线接地。

[0043] 所述电压配置电路2由R5、R6、C2及供电补偿电路组成，主要作用为后续电路提供合适的电压。

[0044] 稳压电路1中的稳压芯片U1通过2根导线连接电压配置电路2，其中1根导线并联连接电阻R1和电容C2，电阻R1和电阻R2串联，电阻R1和电阻R2之间连接有稳压芯片U1的另1根导线。

[0045] 其中U1的输出电压

[0046] VCC1＝[R5/(R6+RD1+RD2)+1]×1.207V，其中，1.207V为芯片FB管脚固定输出电压。

[0047] 所述供电补偿电路3由D1和D2组成，D1、D2具有负温度系数效应故RD1、RD2、的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增加。

[0048] 电压配置电路2通过2根导线接入供电补偿电路3，其中1根导线由电阻R2引出，串联二极管D1和二极管D2后接地，另1根导线由电容C2引出并接地。

[0049] 所述AMR元件等效电路4可等效为4个电阻，基特性随温度的升高而减小，随着温度的降低而增加。

[0050] 电压配置电路2通过并联电阻R1和电容C2的导线接入AMR元件等效电路4，导线并联连接电源电压VCC1、电阻R3和电阻R5，电阻R3与电阻R4串联后接地，电阻R5与电阻R6串联后接地。

[0051] 所述差分放大电路5主要作用为将较弱的2路差分信号进行放大，以得到一路幅值较大的信号，用于作为后续电路的输入。

[0052] AMR元件等效电路4通过2根导线接入差分放大电路5，1根电线由电阻R3和电阻R4之间引出并联连接电源电压VR和二极管，另1根导线由电阻R5和R6之间引出并联连接电源电压VP和二极管。

[0053] 所述比较电路6主要作用为将前述周期变化的模拟信号与参考电平进行比较，以得到高低变化的矩形波信号，用于作为后续数字芯片的输入。

[0054] 差分放大电路5通过1根导线连接比较电路6中的二极管，电源电压VRFF通过导线连接比较电路6中的二极管，比较电路6中的二极管通过导线连接稳压后电压输出端Vout。

[0055] 如图2所示，是本发明实施例提供的磁性编码器的温度补偿方法，包括：

[0056] S101，随着温度的升高，AMR元件的输出信号幅值减小。因D1、D2具有负温度系数效应，故RD1、RD2、的阻值减小，所以U1的输出电压VCC1增加，从而对AMR元件进行补偿。

[0057] S102，当温度降低时，AMR元件的输出信号幅值增加。因D1、D2具有负温度系数效应，故RD1、RD2、的阻值增加，所以U1的输出电压VCC1减小，从而对AMR元件进行补偿。

[0058] S103，当温度恒定不变时，AMR元件的输出信号幅值保持恒定。此时RD1、RD2、的阻值也是一固定值，所以U1的输出电压VCC1保持不变，故VP、VN的输出也保持不变。

[0059] 在本发明实施例中，步骤S101、S102中，所述D1、D2为肖特基势垒二极管，具有负温度特性。

[0060] 在本发明实施例中，步骤S101、S102、S103中，所述U1为低功耗的线性调节器，其电压输出Vout与搭配的电阻比率具有特定的函数关系。

[0061] 下面结合具体应用效果对本发明作进一步描述。

[0062] 本发明以上电路设计及方法从温度的升高、降低、恒温等三方面说明了本发明在磁性编码器上应用的合理性。

[0063] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
超声波输出装置	2020-05-08	649
针对位置测量的载波选择	2020-05-08	68
用于DC偏移降级的方法和装置	2020-05-08	207
电路基板	2020-05-08	963
包括路由器、控制器和非发光可变透射设备的系统及其使用方法	2020-05-08	948
新无线电下行链路定位的参考信号设计：补充参考信号设计	2020-05-08	653
一种被用于无线通信的用户设备、基站中的方法和装置	2020-05-08	244
在支持免许可频带的无线通信系统中由基站发送下行链路信号的方法以及支持该方法的装置	2020-05-08	311
同步信号(SS)块的冲突处理	2020-05-08	727
解调参考信号的附加数据以及控制区域中的数据复用的有效信令的改进	2020-05-08	1064

一种磁性编码器的温度补偿系统及补偿方法

一种磁性编码器的温度补偿系统及补偿方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：