微功耗电阻传感器类检测电路

摘要

本发明涉及一种微功耗电阻传感器类检测电路，本发明包括传感器供电控制电路和差分模数转换信号处理电路，具体包括干电池BAT、三极管VT1、敏感电阻RT、精密电阻R1、限流电阻R2、模数转换器IC1、微处理器IC2、滤波电容C1；干电池BAT的正极与三极管VT1的发射极连接，三极管VT1的集电极与敏感电阻RT的一端、模数转换器IC1的电源端VDD端及模数转换器IC1的正输入端IN+端连接，敏感电阻RT的另一端与精密电阻R1的一端、模数转换器IC1的负输入端IN-端及模数转换器IC1的基准电压端REF端连接。本发明电路结构简单、功耗极低、可靠性高。

权利要求

1.微功耗电阻传感器类检测电路，包括传感器供电控制电路和差分模数转换信号处理电路，其特征在于：

传感器供电控制电路包括干电池BAT、三极管VT1、敏感电阻RT、精密电阻R1、限流电阻R2；干电池BAT的负极接地，干电池BAT的正极与三极管VT1的发射极、电路电源端VCC端连接，三极管VT1的基极与限流电阻R2的一端连接，三极管VT1的集电极与敏感电阻RT的一端、模数转换器IC1的电源端VDD端及模数转换器IC1的正输入端IN+端连接，敏感电阻RT的另一端与精密电阻R1的一端、模数转换器IC1的负输入端IN-端及模数转换器IC1的基准电压端REF端连接，精密电阻R1的另一端接地，模数转换器IC1的地端GND端接地；

差分模数转换信号处理电路包括模数转换器IC1、微处理器IC2、滤波电容C1；模数转换器IC1的时钟输入端SCLK端与微处理器IC2的时钟输出端SCK端连接，模数转换器IC1的串行数据端DOUT端与微处理器IC2的串行数据端I/O2端连接，模数转换器IC1的转换启动端CNVST端与微处理器IC2的转换使能端MISO端连接，模数转换器IC1的地端接地，微处理器IC2的开关使能端I/O1端与限流电阻R2的另一端连接，微处理器IC2的电源端VDD端与电路电源端VCC端、滤波电容C1的一端连接，微处理器IC2的接地端GND端接地，滤波电容C1的另一端接地。

说明书

微功耗电阻传感器类检测电路

技术领域

[0001] 本发明属于工业测控领域，涉及一种电路，特别涉及一种微功耗电阻传感器类检测电路，适用于采用电池供电的以各类敏感电阻作传感器的检测场合。

背景技术

[0002] 以对分别对各种物理量或化学成份敏感的各种电阻传感器（例如：热敏电阻、湿敏电阻、应变电阻等等）已得到大量应用，但很多场合要求采用干电池就能长时间供电，要求
检测电路的功耗要尽量低，因此，电路结构也应尽量简单。目前基于敏感电阻的物理量或化
学成份的常用检测方法可分为如下几种：一是基于精密电压源供电的电桥或分压检测法；
二是基于恒流源供电的敏感电阻压降检测法；三是将敏感电阻作为反相式运算放大器中的
电路组成器件并与精密电压源相结合的检测法。这些检测方法存在的共性问题是都需要精
密电压源或精密电流源，且电路结构较复杂，因此，也难以实现微功耗的检测。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种微功耗电阻传感器类检测电路。该电路基于微功耗的差分模数转换器与微功耗微处理器，不需精密电压源或电流源，采
用定时相对检测法，在非检测时刻，该电路处于休眠状态，且经差分模数转换器后的数字量
与被测的敏感电阻值成正比。

[0004] 本发明包括传感器供电控制电路和差分模数转换信号处理电路。

[0005] 传感器供电控制电路包括干电池BAT、三极管VT1、敏感电阻RT、精密电阻R1、限流电阻R2；干电池BAT的负极接地，干电池BAT的正极与三极管VT1的发射极、电路电源端VCC
端连接，三极管VT1的基极与限流电阻R2的一端连接，三极管VT1的集电极与敏感电阻RT
的一端、模数转换器IC1的电源端VDD端及模数转换器IC1的正输入端IN+端连接，敏感电
阻RT的另一端与精密电阻R1的一端、模数转换器IC1的负输入端IN-端及模数转换器IC1
的基准电压端REF端连接，精密电阻R1的另一端接地；

[0006] 差分模数转换信号处理电路包括模数转换器IC1、微处理器IC2、滤波电容C1；模数转换器IC1的时钟输入端SCLK端与微处理器IC2的时钟输出端SCK端连接，模数转换器
IC1的串行数据端DOUT端与微处理器IC2的串行数据端I/O2端连接，模数转换器IC1的转
换启动端CNVST端与微处理器IC2的转换使能端MISO端连接，，模数转换器IC1的地端GND
端接地；微处理器IC2的开关使能端I/O1端与限流电阻R2的另一端连接，微处理器IC2的
电源端VDD端与电路电源端VCC端、滤波电容C1的一端连接，微处理器IC2的电源端GND
端接地，滤波电容C1的另一端接地。

[0007] 本发明的有益效果如下：

[0008] 本发明利用微功耗的差分模数转换器与微功耗微处理器，不需精密电压源或电流源，在非检测时刻，该电路处于休眠状态，且经差分模数转换器后的数字量与被测的敏感电
阻值成正比，本发明电路结构简单、功耗极低、可靠性高。

附图说明

[0009] 图1为本发明的电路图。

具体实施方式

[0010] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0011] 如图1所示，微功耗电阻传感器类检测电路，包括传感器供电控制电路和差分模数转换信号处理电路。

[0012] 传感器供电控制电路包括干电池BAT、三极管VT1、敏感电阻RT、精密电阻R1、限流电阻R2；干电池BAT的负极接地，干电池BAT的正极与三极管VT1的发射极、电路电源端VCC
端连接，三极管VT1的基极与限流电阻R2的一端连接，三极管VT1的集电极与敏感电阻RT
的一端、模数转换器IC1的电源端VDD端及模数转换器IC1的正输入端IN+端连接，敏感电
阻RT的另一端与精密电阻R1的一端、模数转换器IC1的负输入端IN-端及模数转换器IC1
的基准电压端REF端连接，精密电阻R1的另一端接地；

[0013] 差分模数转换信号处理电路包括模数转换器IC1、微处理器IC2、滤波电容C1；模数转换器IC1的时钟输入端SCLK端与微处理器IC2的时钟输出端SCK端连接，模数转换器
IC1的串行数据端DOUT端与微处理器IC2的串行数据端I/O2端连接，模数转换器IC1的转
换启动端CNVST端与微处理器IC2的转换使能端MISO端连接，模数转换器IC1的地端GND
端接地，微处理器IC2的开关使能端I/O1端与限流电阻R2的另一端连接，微处理器IC2的
电源端VDD端与电路电源端VCC端、滤波电容C1的一端连接，微处理器IC2的电源端GND
端接地，滤波电容C1的另一端接地。

[0014] 本发明所使用的包括模数转换器IC1、微处理器IC2、三极管VT1、干电池BAT等在内的所有器件均采用现有的成熟产品，可以通过市场取得。例如：模数转换器采用AS1524，
微处理器采用AVR系列或MSP430系列，三极管采用9013，干电池采用ER系列锂氩电池等。

[0015] 本发明中的主要电路参数配合关系如下：

[0016] 图1中模数转换器串行数据端输出的数字量D与敏感电阻RT、精密电阻R1、模数转换器输出的最大数字量Dmax间的函数关系如式（1）所示，其中的敏感电阻RT值随其对应
的物理量或化学成份而变，微处理器中的程序可据此计算出被测的物理量或化学成份，且 。

[0017] （1）

[0018] 本发明工作过程如下：

[0019] 图1示的本发明电路一般工作于定时采样状态，只有当微处理器IC2中的定时程序按预设的定时采样时间到后自动唤醒微处理器IC2，进而由微处理器IC2的开关使能端
发出低电平信号使三极管VT1导通以给敏感电阻RT支路与模数转换器IC1供电，同时，微
处理器IC2的转换使能端MISO给模数转换器IC1发出进行模数转换工作的指令，进而，微
处理器IC2即可通过串行数据口获取如式（1）所示的与敏感电阻RT成正比的数字量，微处
理器中的程序即可据此计算出被测的物理量或化学成份。