[发明专利]温偏函数发生器和零位与倍率温偏调整器及通用温度补偿器

说明书

技术领域

本发明涉及温偏函数发生器和零位与倍率温偏调整器及通用温度补偿器，特别是采用模拟电路实现的温偏函数发生器与通用温度补偿器，属于信号变换、自动控制与测量技术领域。

背景技术

传感器、测量电路、信号处理等环节常采用半导体器件，对温度的变化较为敏感，导致在不同温度下测量或运算的误差，而在测量仪器或设备中由于温度变化造成的误差需要尽量避免或降低。

温度变化导致的误差，即输出信号由于温度变化而导致偏离原来的数值，通常是温度的函数，偏离情况通常表现为零位偏移与倍率偏移，如图1a所示；有时其原倍率还表现出正负不同的情况，如图1b所示，需要通过调整、补偿来加以校正。

温度补偿是降低或避免温度变化造成误差的重要方法，温度变化造成的误差还需要用对温度变化敏感的器件或电路来进行修正。常用温度偏移函数发生器其温变特性与灵敏度特性同时调节，使用不够方便；而常规的温度补偿器通用性较差，由于零位温度补偿与倍率温度补偿耦合在一起，导致温度补偿器的参数整定较为困难。

发明内容

本发明的目的是提供用模拟电路实现的温偏函数发生器、带调整功能的零位与倍率温偏调整器及零位温偏与倍率温偏分开补偿调整的通用温度补偿器，解决由于零位温偏与倍率温偏补偿相互耦合而导致参数调整困难的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

温偏函数发生器的放大倍数或输出电压与温度变化呈函数关系，温偏函数发生器是可调倍率温偏发生器的重要组成部分，而温偏函数发生器或可调倍率温偏发生器是可调零位温偏发生器的主要组成部分，可调倍率温偏发生器也是倍率温偏调整器的重要组成部分，可调零位温偏发生器是零位温偏调整器的重要组成部分，通用温度补偿器则由零位温偏调整器和倍率温偏调整器构成。

一种温偏函数发生器，有一个输入端、一个输出端；温偏函数发生器由运放、热敏元件、电位器与多个电阻组成，运放的同相输入端接电位器的滑动端，电位器的二个固定端一端通过电阻接温偏函数发生器的输入端、另一端通过电阻接地，运放的反相输入端通过两个热敏元件或一个电阻一个热敏元件分别接温偏函数发生器的输入端与接运放的输出端，运放的输出端接为温偏函数发生器的输出端。

温偏函数发生器根据所采的热敏元件的不同通常有比例型与电压型二种形式，比例型温偏函数发生器的热敏元件通常采用热敏电阻，电压型温偏函数发生器的热敏元件通常采用二极管或稳压管。热敏元件也可以根据需要采用其它形式的二端热敏器件。

温偏函数发生器的放大比例或输出电压为温度的函数，在标准温度时温偏函数发生器的放大比例或输出电压可调为零，应用于通用温度补偿器在标准温度时不至于影响到整个系统的放大倍数与温度变化时整个系统的的零位输出电压。

一种含有温偏函数发生器的可调倍率温偏发生器，有一个输入端、一个输出端；可调倍率温偏发生器由温偏函数发生器与增益可调放大器组成，增益可调放大器有一个输入端与一个输出端，其电压放大倍数的大小可以根据需要调节；温偏函数发生器的输入端接为可调倍率温偏发生器的输入端，温偏函数发生器的输出端接增益可调放大器的输入端，增益可调放大器的输出端接为可调倍率温偏发生器的输出端。

所述的增益可调放大器可以采用双极性增益可调放大器，根据结构或功能的差异双极性增益可调放大器有电压型双极性增益可调放大器、简约型双极性增益可调放大器、电流型双极性增益可调放大器、乘法型双极性增益可调放大器、统调型双极性增益可调放大器、分调型双极性增益可调放大器六种形式：

电压型双极性增益可调放大器由运放、电位器与多个电阻组成，运放的同相输入端通过电阻接电位器的滑动端，电位器的二个固定端一端接为双极性增益可调放大器的输入端、另一端接地，运放的反相输入端通过电阻接运放的输出端、通过电阻或电阻的并联电路接双极性增益可调放大器的输入端、并通过电阻接地，运放的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端。

简约型双极性增益可调放大器由运放、电位器与多个电阻组成，运放的同相输入端接电位器的滑动端，电位器的二个固定端一端接为双极性增益可调放大器的输入端、另一端接地，运放的反相输入端通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端、通过电阻接地、并通过电阻接运放的输出端，运放的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端。