專利名稱：一種校零裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及傳感器信號測量領域，具體是指一種應用于傳感器中的校零裝置。
背景技術：
在工業(yè)測控中，由于環(huán)境的變化，如溫度、濕度等的影響，傳感器及其二次儀表都不可 避免地產(chǎn)生系統(tǒng)工作零點的漂移，這樣，給后續(xù)信號處理帶來了誤差。
克服誤差的方法很多，常見的有替代法、零值法、補償法和微差法等。 替代法的基本原理是用給定的基準對其作校準用，將測得的誤差存儲起來，再從測量值 中扣除此系統(tǒng)誤差。這種方法在數(shù)字電壓表中得到了廣泛的應用，它可以將模擬電路的漂移、 增益變化，放大器的失調(diào)電壓、電流的影響予以克服，大大提高一起的測試精度，這種方法 雖然很可靠，但在重復性很高，如10次/秒的生產(chǎn)過程控制中，就有不方便之處。
在紅外測溫領域，目前多常用電容校零的方法，該方法是采用電容保持零點漂移的補償 值，該方法存在電容漏電，補償值衰減造成輸出零點漂移的問題。 發(fā) 明 內(nèi) 容
本發(fā)明的目的是提供一種可有效提高傳感器測量準確度和穩(wěn)定度的校零裝置。本發(fā)明一
種校零裝置主要由振蕩器、減法器、電壓比較器、D觸發(fā)器、16位可逆計數(shù)器、D/A轉換 器、校零/保持控制器組成。
振蕩器用于產(chǎn)生電壓信號的方波，并為D觸發(fā)器和16位可逆計數(shù)器提供時鐘源，控制 校零裝置的校零周期；
減法器用于對被校零電壓信號進行接收，并將被校零電壓信號與補償信號相減，得到經(jīng) 校零補償?shù)碾妷盒盘?，在校零狀態(tài)時該信號作為誤差信號，在保持狀態(tài)時，作為信號輸出；
電壓比較器用于接收減法器輸出的誤差信號，并將誤差信號與零電壓進行比較后得到誤
差信號的正負極性；然后經(jīng)D觸發(fā)器對電壓比較器的輸出進行識別；如果誤差信號的極性為
正，則D觸發(fā)器輸出給16位可逆計數(shù)器遞增信號，如果誤差信號的極性為負，則D觸發(fā)器
輸出給16位可逆計數(shù)器遞減信號；
16位可逆計數(shù)器完成遞增或遞減的計數(shù)后，經(jīng)D/A轉換器轉換成模擬信號，該模擬信號作為補償信號反饋給減法器，減法器再輸出被校零信號與校零補償信號的差值，該差值信 號在電壓比較器內(nèi)與零電壓信號進行比較得到新的誤差信號，如此經(jīng)多次反饋使誤差信號的 輸出為零。此時由校零/保持控制器發(fā)送給16位可逆計數(shù)器保持信號，該校零裝置回到保持 狀態(tài)，16位可逆計數(shù)器、D/A轉換器的輸出保持不變，減法器的輸出隨被校零信號變化。
本發(fā)明提供的校零裝置有兩種工作模式校零狀態(tài)和保持狀態(tài)，校零狀態(tài)時，校零/保持 控制器給16位可逆計數(shù)器提供一個校零信號，電壓比較器開始工作，直到減法器輸出的誤 差信號為零。當保持狀態(tài)時，校零/保持控制器給16位可逆計數(shù)器提供一個保持信號，16 位可逆計數(shù)器計數(shù)不變，保持D/A轉換器輸出不變，減法器輸出隨被校零信號變化。
本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、 減少熱敏信號漂移所造成的測量誤差，從而完成熱敏信號的各種應用；
2、 實時性強，校零速度快，校零精度高以及輸出穩(wěn)定。 附圖說 明


圖1是本發(fā)明校零裝置結構框圖。
具體實施例方式
下面通過附圖對本發(fā)明進一步說明。
如圖l所示，本發(fā)明提供一種校零裝置，主要由振蕩器6、減法器l、電壓比較器2、 D 觸發(fā)器3、 16位可逆計數(shù)器4、 D/A轉換器5、校零/保持控制器7組成。所述的振蕩器6 用于產(chǎn)生電壓信號的方波，并為D觸發(fā)器3和16位可逆計數(shù)器提供時鐘源，控制校零裝置 的校零周期；所述的減法器1用于對被校零電壓信號進行接收，并將被校零電壓信號與補償 信號相減，得到誤差信號；所述的電壓比較器2用于接收減法器1輸出的誤差信號，并將誤 差信號與零電壓進行比較后得到誤差信號的正負極性；然后經(jīng)D觸發(fā)器3對電壓比較器2的 輸出進行識別，如果誤差信號的極性為正，則D觸發(fā)器3輸出給16位可逆計數(shù)器4遞增信 號，如果誤差信號的極性為負，則D觸發(fā)器3輸出給16位可逆計數(shù)器4遞減信號；16位 可逆計數(shù)器4完成遞增或遞減的計數(shù)后，經(jīng)D/A轉換器5轉換成模擬信號，該模擬信號作 為補償信號反饋給減法器l。
本發(fā)明提供的校零裝置有兩種工作模式校零狀態(tài)和保持狀態(tài)，校零狀態(tài)時，校零/保持 控制器7給16位可逆計數(shù)器4提供一個校零信號，電壓比較器2開始工作，直到減法器1 輸出的誤差信號為零。當保持狀態(tài)時，校零/保持控制器7給16位可逆計數(shù)器4提供一個保 持信號，16位可逆計數(shù)器4計數(shù)不變，保持輸出零電壓信號。當熱敏電阻感應到紅外波長的輻射時，就會產(chǎn)生電壓信號，該信號有較大的直流漂移， 這個電壓信號經(jīng)過放大，進入了本校零裝置。
當應用本發(fā)明提供的校零裝置進行電壓校零時，首先由校零/保持控制器7給16位可逆 計數(shù)器4提供一個校零信號，同時振蕩器6產(chǎn)生電壓信號的方波，為D觸發(fā)器3和16位可 逆計數(shù)器提供時鐘源，控制校零裝置的校零周期；電壓信號(被校零信號)通過減法器l與 校零補償信號相減得到經(jīng)過校準的傳感器信號；若電路工作在保持狀態(tài)，經(jīng)校準的電壓信號， 就做為信號輸出；若電路處在校零狀態(tài)，則此電壓信號進入電壓比較器2。
電壓比較器2將減法器1的輸出信號和零進行比較，得到誤差信號的正負極性，隨后進 入D觸發(fā)器3進行正負極性的判斷，通過16位可逆計數(shù)器4進行加減計數(shù)；若電壓比較器 2輸出的誤差信號為正，則D觸發(fā)器3將給16位可逆計數(shù)器4 一個遞增信號，16位可逆計 數(shù)器4將進行遞增運算；若誤差信號為負，則D觸發(fā)器3將給16位可逆計數(shù)器4 一個遞減 信號，16位可逆計數(shù)器4進行遞減運算。16位可逆計數(shù)器4完成遞增或遞減計數(shù)后，將計 數(shù)結構輸出給D/A轉換器5，得模擬信號，該模擬信號作為校零補償信號，反饋到減法器1， 減法器1再輸出被校零信號與校零補償信號的差值，該差值信號在電壓比較器2內(nèi)與零電壓 信號進行比較得到新的誤差信號，如此經(jīng)多次反饋使誤差信號的輸出為零。此時由校零/保持 控制器7發(fā)送給16位可逆計數(shù)器4保持信號，該校零裝置回到保持狀態(tài)，16為可逆計數(shù)器、 D/A轉換器5的輸出保持不變，減法器1的輸出隨被校零信號變化，被校零信號的漂移得到 補償校正。
權利要求
1、一種校零裝置，其特征在于包括振蕩器、減法器、電壓比較器、D觸發(fā)器、16位可逆計數(shù)器、D/A轉換器、校零/保持控制器；所述的振蕩器用于產(chǎn)生電壓信號的方波，并為D觸發(fā)器和16位可逆計數(shù)器提供時鐘源，控制校零裝置的校零周期；所述的減法器用于對被校零電壓信號進行接收，并將被校零電壓信號與補償信號相減，得到誤差信號；所述的電壓比較器用于接收減法器輸出的誤差信號，并將誤差信號與零電壓進行比較后得到誤差信號的正負極性；然后經(jīng)D觸發(fā)器對電壓比較器的輸出進行識別，如果誤差信號的極性為正，則D觸發(fā)器輸出給16位可逆計數(shù)器遞增信號，如果誤差信號的極性為負，則D觸發(fā)器輸出給16位可逆計數(shù)器遞減信號；所述的D/A轉換器用于將16位可逆計數(shù)器的輸出轉換成模擬信號，該模擬信號作為補償信號反饋給減法器。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種校零裝置，其特征在于校零/保持控制器控制校零裝置 的兩種工作模式校零狀態(tài)時，校零/保持控制器給16位可逆計數(shù)器提供一個校零信號，電 壓比較器開始工作，直到減法器輸出的誤差信號為零；當保持狀態(tài)時，校零/保持控制器給 16位可逆計數(shù)器提供一個保持信號，16位可逆計數(shù)器計數(shù)不變，D/A轉換器輸出的補償信號保持不變，減法器輸出隨被校零信號變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種校零裝置，主要由振蕩器、減法器、電壓比較器、D觸發(fā)器、16位可逆計數(shù)器、D/A轉換器、校零/保持控制器組成。有兩種工作模式校零狀態(tài)和保持狀態(tài)，校零狀態(tài)時，校零/保持控制器給16位可逆計數(shù)器提供一個校零信號，電壓比較器開始工作，直到減法器輸出的誤差信號為零。當保持狀態(tài)時，校零/保持控制器給16位可逆計數(shù)器提供一個保持信號，16位可逆計數(shù)器計數(shù)不變，保持輸出零電壓信號。本發(fā)明優(yōu)點在于減少熱敏信號漂移所造成的測量誤差，從而完成熱敏信號的各種應用；實時性強，校零速度快，校零精度高以及輸出穩(wěn)定。
文檔編號G01D3/028GK101476896SQ20081023969
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權日2008年12月15日
發(fā)明者農(nóng)時猛, 南振會, 李柳竺, 殷延超, 畢方勇, 勤 秦 申請人:北京康拓紅外技術有限公司