磁传感器补正装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种磁传感器补正装置。其中，该装置包括：磁传感器，包括差分放大单元和磁素子阵列，磁素子阵列中包括n个磁素子，差分放大单元用于根据接收到的输入电压信号生成输出电压信号，其中，输出电压信号中包括n个磁素子中每个磁素子对应的输出电压；电压补正单元，与磁传感器相连接，用于根据与磁素子Ci对应的输出电压计算与磁素子Ci对应的补正电压；控制器，分别与磁传感器和电压补正单元相连接，用于将每个磁素子对应的补正电压的电压信号输入至差分放大单元。本实用新型解决了相关技术中的磁传感器在没有检测物的情况下由于多个磁素子的输出信号不均一造成降低磁传感器检测精度的技术问题。
【专利说明】
磁传感器补正装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及磁检测领域，具体而言，涉及一种磁传感器补正装置。
【背景技术】
[0002]在纸币鉴伪领域，点钞机、验钞机、清分机等可通过对磁信号进行检测来鉴别纸币真伪。目前，现有的精度较高的磁传感器通常为18通道，即在180毫米扫描长度上安装有18个磁素子，平均I个磁素子覆盖约10毫米的检测范围。当这10毫米范围内任何一处有磁信号时，该磁素子就会有输出，也即磁传感器的检测精度为10毫米。磁传感器的18通道中的每个通道对应一套信号处理电路，即这18通道同时并行检测。为提高磁信号的检测精度，现有技术研制了检测精度为0.5毫米的磁传感器，S卩180毫米扫描长度对应360个磁素子。这种磁传感器采用串行方式输出信号，由于磁素子之间的离散性，或是周围环境等因素造成的影响，在没有检测物的情况下，磁传感器的360个磁素子的输出信号也会变的不均一，严重降低了磁传感器的检测精度。
[0003]针对相关技术中的磁传感器在没有检测物的情况下由于多个磁素子的输出信号不均一造成降低磁传感器检测精度的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型实施例提供了一种磁传感器补正装置，以至少解决相关技术中的磁传感器在没有检测物的情况下由于多个磁素子的输出信号不均一造成降低磁传感器检测精度的技术问题。
[0005]根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种磁传感器补正装置，包括:磁传感器，包括差分放大单元和磁素子阵列，磁素子阵列中包括η个磁素子，差分放大单元用于根据接收到的输入电压信号生成输出电压信号，其中，输出电压信号中包括η个磁素子中每个磁素子对应的输出电压，η为2以上的自然数；电压补正单元，与磁传感器相连接，用于根据与磁素子C i对应的输出电压计算与磁素子Ci对应的补正电压，其中，在磁传感器处于空扫描状态下，并且在磁素子Ci与差分放大单元相连接状态下，磁传感器的输出电压为与磁素子Ci对应的输出电压，i依次取I至n，n个磁素子包括磁素子Cl至磁素子Cn;以及控制器，分别与磁传感器和电压补正单元相连接，用于将每个磁素子对应的补正电压的电压信号输入至差分放大单元。
[0006]进一步地，该装置还包括:模数转换单元，一端与磁传感器相连接，另一端与电压补正单元相连接，用于对输出电压信号进行采样，得到每个磁素子对应的输出电压;数模转换单元，一端与控制器相连接，另一端与磁传感器相连接，用于将每个磁素子对应的补正电压进行模拟转换，得到每个磁素子对应的补正电压的电压信号。
[0007]进一步地，该装置还包括:存储器，一端与电压补正单元相连接，另一端与控制器相连接，用于存储每个磁素子对应的补正电压，并将每个磁素子对应的补正电压发送至控制器。
[0008]进一步地，该装置还包括:存储器，一端与模数转换单元相连接，另一端与控制器相连接，用于存储每个磁素子对应的输出电压，并将每个磁素子对应的输出电压发送至控制器，其中，电压补正单元一端与磁传感器相连接，另一端与数模转换单元相连接。
[0009]进一步地，该装置还包括:温湿度检测单元，用于检测磁传感器所在环境的温度和湿度，其中，存储器，与温湿度检测单元相连接，用于存储在温湿度检测单元检测到的温度和湿度下每个磁素子对应的输出电压或者补正电压。
[0010]进一步地，磁传感器还包括:磁素子阵列共用电阻，一端接地，另一端通过移位开关单元与磁素子阵列相连接；以及移位开关单元，与磁素子阵列相连接，移位开关单元包括η个开关，其中，每个磁素子通过一个开关与磁素子阵列共用电阻串联。
[0011 ] 进一步地，磁传感器还包括:分压电阻单元，用于产生差分放大单元的比较基准电压信号，其中，差分放大单元的输入端分别与分压电阻单元和磁素子阵列公用电阻的另一端相连接，差分放大单元的输出端与电压补正单元的输入端相连接。
[0012]进一步地，差分放大单元包括放大器，放大器具有两个输入电压端口和偏置电压端口，其中，放大器的两个输入电压端口分别接入输入电压信号和基准电压信号，放大器的偏置电压端口接入每个磁素子对应的补正电压的电压信号，或者放大器的其中一个输入电压端口接入输入电压信号，另一个输入电压端口接入每个磁素子对应的补正电压的电压信号，放大器的偏置电压端口接入预设电压信号。
[0013]进一步地，差分放大单元包括至少两个放大器，每个放大器具有两个输入电压端口和偏置电压端口，其中，第一放大器和第二放大器的其中一个输入电压端口接入比较基准电压信号，其中，至少两个放大器中包括第一放大器和第二放大器，第一放大器的另一个输入电压端口接入输入电压信号，第一放大器的偏置电压端口接入根据第一放大器的输出信号计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号，第二放大器的另一个接入电压端口输入第一放大器的输出信号，第二放大器的偏置电压端口接入根据第二放大器的输出信号计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号。
[0014]进一步地，差分放大单元包括至少两个放大器，每个放大器具有两个输入电压端口和偏置电压端口，其中，第一放大器和第二放大器的偏置电压端口接入预设电压信号，其中，至少两个放大器中包括第一放大器和第二放大器，第一放大器的一个输入电压端口接入输入电压信号，另一个输入电压端口接入根据第一放大器的输出信号计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号，第二放大器的一个输入电压端口接入第一放大器的输出信号，另一个输入电压端口接入根据第二放大器的输出信号计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号。
[0015]在本实用新型实施例中，磁传感器补正装置包括:磁传感器，包括差分放大单元和磁素子阵列，磁素子阵列中包括η个磁素子，差分放大单元用于根据接收到的输入电压信号生成输出电压信号，其中，输出电压信号中包括η个磁素子中每个磁素子对应的输出电压，η为2以上的自然数；电压补正单元，与磁传感器相连接，用于根据与磁素子Ci对应的输出电压计算与磁素子Ci对应的补正电压，其中，在磁传感器处于空扫描状态下，并且在磁素子Ci与差分放大单兀相连接状态下，磁传感器的输出电压为与磁素子Ci对应的输出电压，i依次取I至n，n个磁素子包括磁素子Cl至磁素子Cn;以及控制器，分别与磁传感器和电压补正单元相连接，用于将每个磁素子对应的补正电压的电压信号输入至差分放大单元，通过在磁传感器进行空扫时获取每个磁素子对应的补正电压，在磁传感器实际扫描物体时利用每个磁素子对应的补正电压对磁传感器进行补正，达到了保障磁传感器检测精度的目的，从而实现了提高磁传感器检测精度的技术效果，进而解决了相关技术中的磁传感器在没有检测物的情况下由于多个磁素子的输出信号不均一造成降低磁传感器检测精度的技术问题。
【附图说明】
[0016]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0017]图1是根据本实用新型实施例的磁传感器补正装置的示意图；
[0018]图2是根据本实用新型实施例的一种可选的磁传感器的结构示意图；
[0019]图3是根据本实用新型实施例的另一种可选的磁传感器的结构示意图；
[0020]图4是根据本实用新型实施例的再一种可选的磁传感器的结构示意图；
[0021]图5是根据本实用新型实施例的又一种可选的磁传感器的结构示意图；
[0022]图6是根据本实用新型实施例的一种可选的磁传感器补正装置的示意图；
[0023]图7是根据本实用新型实施例的另一种可选的磁传感器补正装置的示意图；
[0024]图8a是根据本实用新型实施例的偏置端补正差分放大器空扫描时输出电压波形图；
[0025]图8b是根据本实用新型实施例的偏置端补正差分放大器补正电压波形图；
[0026]图Sc是根据本实用新型实施例的补正后偏置端补正差分放大器空扫描时输出电压波形图；
[0027]图9a是根据本实用新型实施例的输入端补正差分放大器空扫描时输出电压波形图；
[0028]图9b是根据本实用新型实施例的输入端补正差分放大器补正电压波形图；以及
[0029]图9c是根据本实用新型实施例的补正后输入端补正差分放大器空扫描时输出电压波形图。
【具体实施方式】
[0030]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0031]需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它单元。
[0032]根据本实用新型实施例，提供了一种磁传感器补正装置的实施例，需要说明的是，该装置可以适用于任何种类或者型号的磁传感器，利用该装置可以实现提高磁传感器检测精度的目的。
[0033]图1是根据本实用新型实施例的磁传感器补正装置的示意图，如图1所示，该装置可以包括:
[0034]磁传感器10，电压补正单元20和控制器30，其中，磁传感器10用于根据输入电压信号生成输出电压信号，且输出电压信号中包括磁传感器10中每个磁素子对应的输出电压，电压补正单元20与磁传感器10相连接，用于根据每个磁素子对应的输出电压计算每个磁素子对应的补正电压，控制器30与电压补正单元20相连接，用于利用每个磁素子对应的补正电压的电压信号对磁传感器进行补正。通过本实用新型实施例中的磁传感器补正装置可以提高磁传感器的检查精度，下面分别对该磁传感器补正装置中的各个部分分别进行详细介绍，具体地:
[0035]本实用新型实施例并不对磁传感器10的种类和型号作限定，该实施例中磁传感器10的结构可以为以下几种结构中的任意一种:
[0036]图2是根据本实用新型实施例的一种可选的磁传感器的结构示意图，如图2所示，磁传感器10可以包括:磁素子阵列11，移位开关单元12，差分放大单元13，分压电阻单元14和磁素子阵列共用电阻Rl，其中，磁素子阵列11中可以包括η个磁素子，η为2以上的自然数，η个磁素子并联。移位开关单元12与磁素子阵列11相连接，移位开关单元12中可以包括η给开关，开关的个数与磁素子个数相同，每个磁素子通过一个开关与磁素子阵列共用电阻Rl串联，移位开关单元12通过开关的控制，依次将磁素子接通，接通的磁素子与磁素子阵列共用电阻Rl进行分压产生电压信号，该电压信号可以与分压电阻单元14产生的比较基准电压信号一起输入差分放大单元13进行差分放大处理，差分放大单元13输出磁信号。磁素子阵列共用电阻Rl—端接地，另一端通过移位开关单元与磁素子阵列相连接。差分放大单元13中可以包括放大器，该放大器可带有偏置电压功能，具有两个输入电压端口、一个偏置电压端口 B和一个输出端口，两个输入端口分别与磁素子阵列共用电阻Rl的另一端和分压电阻单元14相连接，用于分别接入输入电压信号和基准电压信号，其中，输入电压信号是指经过磁素子阵列共用电阻Rl分压后得到的电压信号，放大器的输出端口与电压补正单元20的输入端相连接，放大器的偏置电压端口与电压补正单元20的输出端相连接，用于接入电压补正单元20计算得到的每个磁素子对应的补正电压的电压信号，差分放大单元13可以用于根据接收到的输入电压信号生成输出电压信号Vx，其中，输出电压信号Vx中包括η个磁素子中每个磁素子对应的输出电压。分压电阻单元14可以包括分压电阻R2和R3，分压电阻R2和R3串联，分压电阻单元14可以用于产生差分放大单元13的比较基准电压信号，差分放大单元13的一个输入电压端口与分压电阻R2和R3的连接点相连接，需要说明的是，分压电阻R2和R3中的其中一个电阻可以由一个磁素子代替。
[0037]图3是根据本实用新型实施例的另一种可选的磁传感器的结构示意图，如图3所示，图3所示的磁传感器10与图2所示的磁传感器10的区别在于:图3所示的磁传感器不包括分压电阻单元14，且差分放大单元13中放大器的偏置电压端口用于接入预设电压信号，比如固定电压值为U/2的电压信号，放大器的其中一个输入电压端口与电压补正单元20的输出端相连接，用于接入电压补正单元20计算得到的每个磁素子对应的补正电压的电压信号。
[0038]可选地，该实施例中的差分放大单元13中可以包括一个或者多个放大器，本实用新型实施例以差分放大单元13中包括两个放大器为例进行说明。图4是根据本实用新型实施例的再一种可选的磁传感器的结构示意图，如图4所示，图4所示的磁传感器10与图1所示的磁传感器10的区别在于:差分放大单元13中包括两个放大器，分别为第一放大器和第二放大器，第一放大器和第二放大器均具有两个输入电压端口和一个偏置电压端口，其中，第一放大器和第二放大器的其中一个输入电压端口与分压电阻单元14相连接，用于接入比较基准电压信号，第一放大器的另一个输入电压端口与磁素子阵列共用电阻Rl的另一端相连接，用于接入输入电压信号，第一放大器的偏置电压端口 BI与电压补正单元20的输出端相连接，用于接入根据第一放大器的输出信号Vlx计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号。第二放大器的另一个接入电压端口与第一放大器的输出端口相连接，用于输入第一放大器的输出信号Vlx，第二放大器的偏置电压端口 B2与电压补正单元20的输出端相连接，用于接入根据第二放大器的输出信号V2x计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号。
[0039]图5是根据本实用新型实施例的又一种可选的磁传感器的结构示意图，如图5所示，图5所示的磁传感器10与图3所示的磁传感器10的区别在于:差分放大单元13中包括两个放大器，分别为第一放大器和第二放大器，第一放大器和第二放大器均具有两个输入电压端口和偏置电压端口，其中，第一放大器和第二放大器的偏置电压端口均接入预设电压信号，比如电压值为U/2的电压信号，第一放大器的一个输入电压端口与磁素子阵列共用电阻Rl的另一端相连接，用于接入输入电压信号，另一个输入电压端口 Al与电压补正单元20的输出端相连接，用于接入根据第一放大器的输出信号Vlx计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号，第二放大器的一个输入电压端口与第一放大器的输出端口相连接，用于接入第一放大器的输出信号，另一个输入电压端口 A2与电压补正单元20的输出端相连接，用于接入根据第二放大器的输出信号V2x计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号。
[0040]电压补正单元20，与磁传感器10相连接，用于根据与磁素子Ci对应的输出电压计算与磁素子Ci对应的补正电压，其中，在磁传感器10处于空扫描状态下，并且在磁素子Ci与差分放大单兀13相连接状态下，磁传感器10的输出电压为与磁素子Ci对应的输出电压，i依次取I至η，η个磁素子包括磁素子Cl至磁素子Cn。
[0041 ] 控制器30，分别与磁传感器10和电压补正单元20相连接，用于将每个磁素子对应的补正电压的电压信号输入至差分放大单元13。
[0042]磁传感器10的输出端与电压补正单元20的输入端相连接，磁传感器10在空扫描时，电压补正单元20利用磁传感器10输出的输出电压信号可以计算每个磁素子对应的补正电压，控制器30可以控制磁传感器10在实际扫描物体时利用每个磁素子对应的补正电压的电压信号对磁传感器10进行补正，以实现提高磁传感器10检测精度的目的。本实用新型实施例对电压补正单元20和控制器30的详细介绍将结合下面两种可选的实施例。
[0043]作为一种可选的实施例，图6是根据本实用新型实施例的一种可选的磁传感器补正装置的示意图，如图6所示，该装置可以包括:磁传感器10，数据处理单元20(也就是本实用新型实施例中的电压补正单元20)，控制器30，模数转换单元40，数模转换单元50以及存储器60，其中，模数转换单元40—端与磁传感器10相连接，另一端与数据处理单元20(也就是本实用新型实施例中的电压补正单元20)相连接，用于对磁传感器10输出的输出电压信号进行采样，得到每个磁素子对应的输出电压。数据处理单元20根据每个磁素子对应的输出电压计算每个磁素子对应的补正电压。存储器60—端与数据处理单元20(也就是本实用新型实施例中的电压补正单元20)相连接，另一端与控制器30相连接，用于存储数据处理单元20计算得到的每个磁素子对应的补正电压，并在磁传感器10实际扫描物体时将每个磁素子对应的补正电压发送至控制器30。数模转换单元50—端与控制器30相连接，另一端与磁传感器10相连接，用于将控制器30接收到的每个磁素子对应的补正电压进行模拟转换，得到每个磁素子对应的补正电压的电压信号，并将该电压信号反馈至磁传感器10进行电压补正。需要说明的是，该实施例中控制器30可以分别与每个单元相连接，用于控制每个单元以使各个单元协调工作。该控制器30可以是FPGA、ARM、DSP等微处理器。
[0044]作为另一种可选的实施例，图7是根据本实用新型实施例的另一种可选的磁传感器补正装置的示意图，如图7所示，该装置可以包括:磁传感器10，运算电路单元20(也就是本实用新型实施例中的电压补正单元20)，控制器30，模数转换单元40，数模转换单元50以及存储器60，其中，模数转换单元40—端与磁传感器10相连接，另一端与运算电路单元20(也就是本实用新型实施例中的电压补正单元20)相连接，用于对磁传感器10输出的输出电压信号进行采样，得到每个磁素子对应的输出电压。存储器60—端与模数转换单元40相连接，另一端与控制器30相连接，用于存储模数转换单元40得到的每个磁素子对应的输出电压，并在磁传感器10实际扫描物体时将每个磁素子对应的输出电压发送至控制器30。数模转换单元50—端与控制器30相连接，另一端与运算电路单元20(也就是本实用新型实施例中的电压补正单元20)相连接，用于将控制器30接收到的每个磁素子对应的输出电压进行模拟转换，得到每个磁素子对应的输出电压的电压信号，并将该电压信号反馈至运算电路单元20。运算电路单元20—端与磁传感器10相连接，另一端与数模转换单元50相连接，用于根据每个磁素子对应的输出电压的电压信号计算每个磁素子对应的补正电压的电压信号，并将该电压信号反馈至磁传感器10进行电压补正。需要说明的是，该实施例中控制器30也可以分别与每个单元相连接，用于控制每个单元以使各个单元协调工作。
[0045]需要说明的是，图6和图7中所示的模数转换单元40将磁传感器10输出的模拟磁信号转换为数字信号，模数转换单元40可以是串行模数转换器，也可以是并行模数转换器，模数转换单元40中转换器的个数可以是一个，也可以是多个。图6和图7中所示的数模转换单元50将控制器30输入的数字信号转化能为模拟信号，数模转换单元50可以是串行数模转换器，也可以是并行数模转换器，数模转换单元50中转换器的个数可以是一个，也可以是多个。图6和图7中所示的数据处理单元20和运算电路单元20均为本实用新型实施例中的电压补正单元20，运算电路单元20将数模转换单元50输入的模拟信号进行电压运算产生最终的补正电压提供给磁传感器10、可选地，运算电路单元20可以由数据处理单元代替，完成补正电压计算功能。其中，数据处理单元可以是FPGA、ARM、DSP等微处理器。图6和图7中所示的存储器60存储磁传感器10处于空扫描状态时的每个磁素子对应的补正电压或者每个磁素子对应的输出电压，在磁传感器10扫描物体时，由控制器30提取，送入数模转换单元50。
[0046]下面结合实施例1至实施例8详细介绍上述本实用新型实施例的磁传感器补正装置的工作原理:
[0047]实施例1:在如图6所示的磁传感器补正装置中，磁传感器的电路结构如图2所示，其中，磁素子阵列11中的多个磁素子紧密排列，磁素子感应外界磁场的变化，自身的阻值随之而变化。移位开关单元12由移位寄存器和开关阵列组成，每个开关对应连接一个磁素子。Rl为磁素子阵列共用电阻，由移位开关单元控制，依次与磁素子阵列中的一个磁素子组成分压电路，产生电压。13为带有偏置端B的差分放大单元，14为电阻分压单元，产生比较参考电压。磁传感器工作时，控制单元控制移位开关单元，令磁素子阵列中每个磁素子依次与Rl接通，磁素子与Rl之间的电压与电阻分压单元14产生的电压一同输入到差分放大单元进行比较放大，从而得出一行所有磁素子感受磁的变化的放大信号。此处为便于叙述，仅以磁传感器的前5个磁素子进行说明，暂定电阻分压单元R2，R3阻值相等，即电阻分压单元输出电压U/2。暂定磁素子阵列中每个磁素子的初始阻值大致在Rl附近。磁传感器空扫描时(SP没有检测物体)，控制器给差分放大单元偏置端B提供恒定电压U/2，由于各磁素子初始阻值相对Rl的阻值略有不同，磁传感器的初始输出电压Vx (x=l，2，3，4，5)在U/2上下波动，其电压波形如图8a所示。模数转换单元采样得到每个磁素子输出电压值Vx，数据处理单元计算每个磁素子对应的补正电压，即差分放大单元偏置端基准电压补正数据Mx = U/2+(U/2-Vx)，存入存储器。磁传感器再次空扫描时，控制器控制接通每个磁素子的同时设置差分放大单元偏置端B的电压为该磁素子对应的偏置端基准电压Mx，即控制器依次从存储器中取出补正数据通过数模转换单元提供给差分放大单元偏置端B，偏置端B此时的电压波形如图Sb所示。这样补正后空扫时的磁传感器的最终输出波形如图Sc所示，即消除了各磁素子间的偏差。
[0048]实施例2，在如图7所示的磁传感器补正装置中，磁传感器的电路结构如图2所示，区别于实施例1，磁传感器空扫描时，控制器给差分放大单元偏置端B提供恒定电压U/2，此时磁传感器输出的VxU=I，2，3，4，5)，其电压波形如图8a所示，模数转换后存入存储器。再次扫描时，控制器控制接通某个磁素子的同时将该磁素子对应的补正电压施加到偏置端B，即控制器从存储器中取出该磁素子对应的Vx的值，发送给数模转换单元，由数模转换单元模拟转换后输出到运算电路单元。运算电路单元完成补正电压Mx = U/2+(U/2-Vx)的计算，输送给差分放大单元的偏置端B，此时偏置端B的波形如图Sb所示。这样补正后空扫描时的磁传感器最终输出电压波形如图Sc所示，同样可以达到消除各磁素子间的偏差，得到较为精确的输出的效果。
[0049]实施例3，在如图6所示的磁传感器补正装置中，磁传感器的电路结构如图3所示，其中，13为差分放大单元，放大倍数为G，其偏置端电压固定为U/2，输入参考端A的电压由数模转换单元提供。空扫描时，输入参考端A的电压固定为U/2，此时磁传感器的输出数据Vx(x=1，2，3，4，5)，其电压波形如图9a所示，模数转换后由数据处理单元计算每个素子对应的输入端补正基准电压Mx = U/2+(Vx-U/2)/G，并存入存储器。再次扫描时，控制器控制接通某个磁素子的同时将该磁素子对应的输入端补正基准电压施加到输入参考端A，即控制器依次从存储器中取出Mx的值，发送给数模转换单元，在输入参考端A处便得如图9b所示电压波形，这样补正后空扫时的磁传感器最终输出电压波形如图9c所示，即消除了各磁素子之间的偏差，得到较为精确的输出。
[0050]实施例4，在如图7所示的磁传感器补正装置中，磁传感器的电路结构如图3所示，区别于实施例3，数据处理单元由运算电路单元代替。空扫描时，输入参考端A的电压固定为U/2，此时磁传感器的输出数据Vx(x=l，2，3，4，5)，其电压波形如图9a所示，由模数转换单元转换后存入存储器中。再次扫描时，控制器控制接通某个磁素子的同时在输入参考端A输入该磁素子对应的输入参考端补正电压，即控制器依次从存储器中取出Vx的值，发送给数模转换单元，由数模转换单元模拟转换后输出到运算电路单元。运算电路单元依次完成补正电压Mx = U/2+(Vx-U/2)/G的计算，输送给差分放大单元的输入参考端A，此时输入参考端A的波形如图9b所示。这样补正后空扫时的磁传感器最终输出电压波形如图9c所示，同样可以消除各磁素子间的偏差，得到较为精确的输出。
[0051]实施例5，在如图6所示的磁传感器补正装置中，磁传感器的电路结构如图4所示，其中，数模转换单元内有两个数模转换器，13为两级差分放大单元。第一次空扫描时，控制器设置两个差分放大器偏置端B1、B2的电压为U/2。模数转换单元依次采样第一级差分放大器的输出VlxU=I，2，3，4，5)，数据处理单元计算每个磁素子对应的第一级偏置端基准电压补正数据Mlx = U/2+(U/2-Vlx)，存入存储单元。第二次空扫描时，第二级差分放大器偏置端B2固定为U/2，控制器控制某磁素子接通的同时，将该磁素子对应的第一级偏置端基准电压补正值Mlx经数模转换单元输出到第一级差分放大器偏置端BI，数据处理单元采样第二级放大器的输出V2x，并计算每个磁素子对应第二级偏置端基准电压补正数据M2x=(U/2+(U/2-V2X)，并存入存储单元。再次扫描时，控制器控制某磁素子接通的同时，将该磁素子对应的第一级偏置端基准电压补正值Mlx经过数模转换单元输出到第一级差分放大器偏置端BI，将该磁素子对应的第二级偏置端基准电压补正值M2x经过数模转换单元输出到第二级差分放大器偏置端B2，这样就完成了两级偏置端补正，使输出更为精确。
[0052]实施例6，在如图7所示的磁传感器补正装置中，磁传感器的电路结构如图4所示，区别于实施例5，数据处理单元由运算电路单元代替，运算电路单元有两套电压计算电路。第一次空扫描时，控制器设置两个差分放大器偏置端B1、B2的电压为U/2，控制器米样第一级差分放大器输出VlxU = 1,2,3,4,5),模数转换后存入存储器中。第二次空扫描时，设置第二级差分放大器偏置端B2电压为U/2，控制器控制某一磁素子接通的同时将该磁素子对应的第一级偏置端补正电压输入到偏置端BI，即控制器从存储器中取出该磁素子对应的Vlx值发送给数模转换单元，由数模转换单元模拟转换后输出到运算电路单元。运算电路单元完成该磁素子对应的第一级偏置端补正电压Mlx = U/2+(U/2-Vlx)的计算，并输送给第一级差分放大器的偏置端BI。此时采样第二次空扫描时第二级差分放大器的输出V2x(x = I，2，3，4，5)，模数转换后存入放大器。再次扫描时，控制器控制某一磁素子接通的同时将该磁素子对应的第一级补正电压Mlx施加到偏置端BI，将该磁素子对应的第二级补正电压M2x施加到偏置端B2，即控制器从存储器中取出该磁素子对应的Vlx和V2x值发送给模数转换单元，由模数转换单元模拟后输出到运算电路单元，运算电路单元同时完成第一级补正电压Mlx = U/2+(U/2-Vlx)和第二级补正电压M2x = U/2+(U/2-V2x)的计算，分别施加给偏置端BI和B2，这样就完成了两级偏置端补正，使输出更为准确。
[0053]实施例7，在如图6所示的磁传感器补正装置中，磁传感器的电路结构如图5所示，其中，数模转换单元有两个数模转换器，13为两级差分放大单元，第一级差分放大器增益为G1，第二级差分放大器增益为G2，两个差分放大器偏置端均固定为U/2。第一次空扫描时，设置输入参考端A1、A2电压均为U/2，模数转换单元采样第一级差分放大器输出VlxU=I，2，3,4,5)，模数转换后由数据处理单元计算第一级输入端补正基准电压Mix = U/2+(Vlx-U/2)/Gl，并存入存储器。第二次空扫描时，设置第二级输入参考端电压为U/2，控制器控制接通某个磁素子的同时将该磁素子对应的第一级输入端补正基准电压施加到第一级输入参考端Al，即控制器依次从存储器中取出Mlx的值，发送给数模转换单元，数模转换后施加到参考端Al，此时采样第二级差分放大器的输出V2x，模数转换后由数据处理单元计算第二级输入端补正基准电压M2x = U/2+(V2x-U/2)/G2，并存入存储器。再次扫描时，控制器控制某磁素子接通的同时，将该磁素子对应的第一级输入端基准电压补正值Mlx经过数模转换单元输出到第一级差分放大器输入端Al，将该磁素子对应的第二级输入端基准电压补正值M2x经过数模转换单元输出到第二级差分放大器输入端A2，此时便得到经过两级输入端补正的输出，使输出更为准确。
[0054]实施例8，在如图7所示的磁传感器补正装置中，磁传感器的电路结构如图5所示，区别于实施例7，数据处理单元由运算电路单元所代替，运算电路单元有两套电压计算电路。第一次空扫描时，控制器设置两个差分放大器输入端Al、A2的电压为U/2，控制器采样第一级差分放大器输出VlxU = 1,2,3,4,5),模数转换后存入存储器中。第二次空扫描时，设置第二级差分放大器输入端A2电压为U/2，控制器控制某一磁素子接通的同时将该磁素子对应的第一级输入端补正电压输入到第一极差分放大器输入端Al，即控制器从存储器中取出该磁素子对应的Vlx值发送给数模转换单元，由数模转换单元模拟转换后输出到运算电路单元。运算电路单元完成该磁素子对应的第一级输入端补正电压Mlx = U/2+(Vlx-U/2)/Gl的计算，并输送给第一级差分放大器的输入端Al。此时采样第二次空扫描时第二级差分放大器的输出V2x，模数转换后存入存储器中。再次扫描时，控制器控制某一磁素子接通的同时将该磁素子对应的第一级输入端补正电压施加到第一级差分放大器输入端Al，将该磁素子对应的第二级输入端补正电压施加到偏置端A2，即控制器从存储器中取出该磁素子对应的Vlx和V2x值发送给模数转换单元，由模数转换单元模拟后输出到运算电路单元，运算电路单元同时完成第一级输入端补正电压Mlx = U/2+(U/2-Vlx)和第二级输入端补正电压M2x = U/2+(U/2-V2x)的计算，分别施加给输入端Al和A2，这样就完成了两级输入端补正，使输出更为准确。
[0055]通过上述实施例的描述，本实用新型实施例的磁传感器补正装置可以解决相关技术中的磁传感器在没有检测物的情况下由于多个磁素子的输出信号不均一造成降低磁传感器检测精度的技术问题，能够实现消除各磁素子间的偏差，进而提高磁传感器检测精确的效果。
[0056]作为一种可选的实施例，本实用新型实施例中的磁传感器补正装置还可以包括:温湿度检测单元，用于检测磁传感器所在环境的温度和湿度，其中，存储器可以与温湿度检测单元相连接，用于存储在温湿度检测单元检测到的温度和湿度下每个磁素子对应的输出电压或者补正电压。本实用新型实施例存储器中存储不同温湿度对应的多套补正数据，通过在磁传感器工作时温湿度检测单元实时监测周围环境的温湿度，采用与当前温湿度对应的补正数据对磁传感器进行补正，能够达到消除周围环境影响，进而提高磁传感器检测精度的效果。
[0057]通过本实用新型实施例的磁传感器补正装置，能够完全补正磁传感器输出偏差信号，进而解决相关技术中的磁传感器在没有检测物的情况下由于多个磁素子的输出信号不均一造成降低磁传感器检测精度的技术问题，实现消除各磁素子间的偏差，提高磁传感器对磁性物质的检测精度的效果。
[0058]上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0059]在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。
[0060]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种磁传感器补正装置，其特征在于，包括: 磁传感器，包括差分放大单元和磁素子阵列，所述磁素子阵列中包括η个磁素子，所述差分放大单元用于根据接收到的输入电压信号生成输出电压信号，其中，所述输出电压信号中包括所述η个磁素子中每个磁素子对应的输出电压，η为2以上的自然数； 电压补正单元，与所述磁传感器相连接，用于根据与磁素子Ci对应的输出电压计算与所述磁素子Ci对应的补正电压，其中，在所述磁传感器处于空扫描状态下，并且在所述磁素子Ci与所述差分放大单元相连接状态下，所述磁传感器的输出电压为与所述磁素子Ci对应的输出电压，i依次取I至η，所述η个磁素子包括磁素子Cl至磁素子Cn;以及 控制器，分别与所述磁传感器和所述电压补正单元相连接，用于将所述每个磁素子对应的补正电压的电压信号输入至所述差分放大单元。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 模数转换单元，一端与所述磁传感器相连接，另一端与所述电压补正单元相连接，用于对所述输出电压信号进行采样，得到所述每个磁素子对应的输出电压； 数模转换单元，一端与所述控制器相连接，另一端与所述磁传感器相连接，用于将所述每个磁素子对应的补正电压进行模拟转换，得到所述每个磁素子对应的补正电压的电压信号。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 存储器，一端与所述电压补正单元相连接，另一端与所述控制器相连接，用于存储所述每个磁素子对应的补正电压，并将所述每个磁素子对应的补正电压发送至所述控制器。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 存储器，一端与所述模数转换单元相连接，另一端与所述控制器相连接，用于存储所述每个磁素子对应的输出电压，并将所述每个磁素子对应的输出电压发送至控制器，其中，所述电压补正单元一端与所述磁传感器相连接，另一端与所述数模转换单元相连接。5.根据权利要求3或4所述的磁传感器补正装置，其特征在于，所述装置还包括: 温湿度检测单元，用于检测所述磁传感器所在环境的温度和湿度， 其中，所述存储器，与所述温湿度检测单元相连接，用于存储在所述温湿度检测单元检测到的温度和湿度下所述每个磁素子对应的输出电压或者补正电压。6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述磁传感器还包括: 磁素子阵列共用电阻，一端接地，另一端通过移位开关单元与所述磁素子阵列相连接；以及 所述移位开关单元，与所述磁素子阵列相连接，所述移位开关单元包括η个开关，其中，每个磁素子通过一个开关与所述磁素子阵列共用电阻串联。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述磁传感器还包括: 分压电阻单元，用于产生所述差分放大单元的比较基准电压信号， 其中，所述差分放大单元的输入端分别与所述分压电阻单元和所述磁素子阵列公用电阻的另一端相连接，所述差分放大单元的输出端与所述电压补正单元的输入端相连接。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述差分放大单元包括放大器，所述放大器具有两个输入电压端口和偏置电压端口，其中， 所述放大器的两个输入电压端口分别接入所述输入电压信号和所述基准电压信号，所述放大器的偏置电压端口接入所述每个磁素子对应的补正电压的电压信号，或者 所述放大器的其中一个输入电压端口接入所述输入电压信号，另一个输入电压端口接入所述每个磁素子对应的补正电压的电压信号，所述放大器的偏置电压端口接入预设电压信号。9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述差分放大单元包括至少两个放大器，每个放大器具有两个输入电压端口和偏置电压端口，其中， 第一放大器和第二放大器的其中一个输入电压端口接入所述比较基准电压信号，其中，所述至少两个放大器中包括所述第一放大器和所述第二放大器， 所述第一放大器的另一个输入电压端口接入所述输入电压信号，所述第一放大器的偏置电压端口接入根据所述第一放大器的输出信号计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号， 所述第二放大器的另一个接入电压端口输入所述第一放大器的输出信号，所述第二放大器的偏置电压端口接入根据所述第二放大器的输出信号计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号。10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述差分放大单元包括至少两个放大器，每个放大器具有两个输入电压端口和偏置电压端口，其中， 第一放大器和第二放大器的偏置电压端口接入预设电压信号，其中，所述至少两个放大器中包括所述第一放大器和所述第二放大器， 所述第一放大器的一个输入电压端口接入所述输入电压信号，另一个输入电压端口接入根据所述第一放大器的输出信号计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号， 所述第二放大器的一个输入电压端口接入所述第一放大器的输出信号，另一个输入电压端口接入根据所述第二放大器的输出信号计算得到的每个磁素子对应的补正电压对应的电压信号。
【文档编号】G01R35/00GK205450239SQ201521133744
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】戚务昌, 林永辉
【申请人】威海华菱光电股份有限公司