具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路制造技術

本實用新型專利技術提供一種具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路，該熱釋電傳感電路包括用于紅外探測的第一熱釋電探測元、用于溫度補償的第二熱釋電探測元，以及用于放大探測信號的放大模塊；所述第二熱釋電探測元外側設置有用于遮擋紅外光的遮光元件；所述放大模塊包括前置放大模塊和后置放大模塊，所述前置放大模塊為場效應管，所述后置放大模塊為電流運算放大器；所述第一熱釋電探測元的正極與所述第二熱釋電探測元的負極相連，再連接至所述前置放大器的柵極；所述第一熱釋電探測元的負極與所述第二熱釋電探測元的正極相連后接地。該熱釋電傳感電路能夠有效零點溫度補償紅外熱釋電傳感器，使得紅外熱釋電傳感器的測量結果更為精確。

【技術實現步驟摘要】
具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路
本技術涉及傳感器領域，具體而言涉及一種具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路。
技術介紹
紅外熱釋電傳感器廣泛用于消防、化工氣體的檢測并智能量化顯示氣體參數、紅外檢測報警、紅外遙控、光譜分析等領域。實際工作中由于傳感器的工作環境溫度變化較大，又由于溫度變化引起傳感器的熱輸出較大，將會帶來較大的測量誤差。同時，溫度變化影響零點大小，繼而影響到傳感器的靜態特性，所以必須采取措施以減少或消除溫度變化帶來的影響，即必須進行零點溫度補償。美國著名的傳感器公司Kulite公司就基于相關的補償方法研制出了一套溫度補償系統，并已經應用于生產，但是這個系統跟一臺專用的計算機捆綁銷售，而且其價格十分昂貴，每臺售價大約要35萬美元。在國內，近年來在這方面的理論研究也取得了很大進步。如沈陽儀器儀表工藝研究所在國內首次解決了擴散硅力敏芯片的零點溫度自補償工藝，但是都是苦于沒有一個精確的、可方便的應用于生產實踐數學模型來計算補償電阻的大小，難以實現在生產線上快速自動的補償，效率不高。改善傳感器結構，可以減小時間常數，降低溫度梯度的影響，但是無法完全消除。目前紅外熱釋電傳感器的溫度補償方法過于昂貴，且補償效果并不夠理想，急需一種具有零點溫度補償的紅外熱釋電傳感電路。
技術實現思路
本技術目的在于提供一種具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路，該熱釋電傳感電路能夠有效零點溫度補償紅外熱釋電傳感器，使得紅外熱釋電傳感器的測量結果更為精確，且成本低廉，易于推廣。為達成上述目的，本技術提出一種具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路，所述熱釋電傳感電路包括用于紅外探測的第一熱釋電探測元、用于溫度補償的第二熱釋電探測元，以及用于放大探測信號的放大模塊；所述第一熱釋電探測元包括第一熱釋電晶體，以及鍍在第一熱釋電晶體兩側的兩個金屬電極；所述第一熱釋電晶體兩側的金屬電極被設置成通過加電極化以分別具有正、負極性；所述第二熱釋電探測元包括第二熱釋電晶體、鍍在第二熱釋電晶體兩側的兩個第二金屬電極，以及設置在第二熱釋電晶體之外的用于遮擋紅外光的遮光元件；所述第二熱釋電晶體兩側的金屬電極被設置成通過加電極化以分別具有正、負極性；所述第一熱釋電晶體與所述第二熱釋電晶體結構相同；所述前置放大模塊為場效應管，該場效應管的柵極連接有柵極電阻，該柵極電阻的另一端接地；該場效應管的源極連接有源極電阻，該源極電阻的另一端接電；所述后置放大模塊為電流運算放大器，其輸入端與所述前置放大模塊的源極連接，用于對前置放大模塊的輸出結果進行放大；所述第一熱釋電探測元的正極與所述第二熱釋電探測元的負極相連，再連接至所述前置放大器的柵極；所述第一熱釋電探測元的負極與所述第二熱釋電探測元的正極相連后接地。進一步的實施例中，所述熱釋電傳感電路被設置成通過減小柵極電阻的阻值以提高該熱釋電傳感電路的溫度穩定性；所述熱釋電傳感電路還被設置成通過增大柵極電阻的阻值以增大該熱釋電傳感電路的探測率。進一步的實施例中，所述柵極電阻的阻值大于等于8×106千歐，且小于等于1×107千歐。進一步的實施例中，所述源極電阻的阻值小于等于100千歐。進一步的實施例中，所述源極電阻的阻值為47千歐。進一步的實施例中，所述后置放大模塊采用電流運算放大器OP1177和OPA227中的任意一種。進一步的實施例中，所述第一熱釋電探測元、第二熱釋電探測元以及放大模塊被集成封裝在單個芯片上。由以上本技術的技術方案，與現有相比，其顯著的有益效果在于，本技術的具有零點溫度補償的熱釋電傳感器，能夠將溫度影響降低到最小，使熱釋電傳感器的測量結果更為精確。應當理解，前述構思以及在下面更加詳細地描述的額外構思的所有組合只要在這樣的構思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的技術主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的技術主題的一部分。結合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本技術教導的前述和其他方面、實施例和特征。本技術的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據本技術教導的具體實施方式的實踐中得知。附圖說明附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標記。現在，將通過例子并參考附圖來描述本技術的各個方面的實施例，其中：圖1為本技術的熱釋電傳感電路圖。圖2為本技術的具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路與傳統非電路受溫度梯度影響比較。圖3為本技術的具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路與傳統非溫度補償電路對瞬變溫度響應比較。具體實施方式為了更了解本技術的
技術實現思路
，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。在本公開中參照附圖來描述本技術的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本技術的所有方面。應當理解，上面介紹的多種構思和實施例，以及下面更加詳細地描述的那些構思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本技術所公開的構思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本技術公開的一些方面可以單獨使用，或者與本技術公開的其他方面的任何適當組合來使用。結合圖1，本專利技術所提及的熱釋電傳感電路包括用于紅外探測的第一熱釋電探測元60、用于溫度補償的第二熱釋電探測元60’，以及用于放大探測信號的放大模塊。所述第一熱釋電探測元60包括第一熱釋電晶體，以及鍍在第一熱釋電晶體兩側的兩個金屬電極。所述第一熱釋電晶體兩側的金屬電極被設置成通過加電極化以分別具有正、負極性。所述第二熱釋電探測元60’包括第二熱釋電晶體、鍍在第二熱釋電晶體兩側的兩個第二金屬電極，以及設置在第二熱釋電晶體之外的用于遮擋紅外光的遮光元件。所述第二熱釋電晶體兩側的金屬電極被設置成通過加電極化以分別具有正、負極性。所述第一熱釋電晶體與所述第二熱釋電晶體結構相同。所述放大模塊包括前置放大模塊和后置放大模塊，其中：所述前置放大模塊為場效應管T1，該場效應管T1的柵極連接有柵極電阻，其阻值為R1，該柵極電阻的另一端接地；該場效應管的源極連接有源極電阻，其阻值為RS，該源極電阻的另一端接電。所述后置放大模塊為電流運算放大器L，其輸入端與所述前置放大模塊的源極連接，用于對前置放大模塊的輸出結果進行放大。所述第一熱釋電探測元60的正極與所述第二熱釋電探測元60’的負極相連，再連接至所述前置放大器的柵極。所述第一熱釋電探測元60的負極與所述第二熱釋電探測元60’的正極相連后接地。所述第一熱釋電探測元60的第一熱釋電晶體因溫度變化而釋放電荷，在其正極產生的電流被定義為工作電流，該工作電流分為兩部分，其中，一部分是第一熱釋電晶體受到紅外輻射而生成，這一部分被定義為探測電流；另一部分是第一熱釋電晶體因傳感器殼體溫度變化而生成，這一部分被定義為第一溫度電流。由于第二熱釋電探測元60’外表面設置有用于遮擋紅外光的遮光元件，因此第二熱釋電探測元60’不響應紅外光，只是作為一個有效電容工作。當傳感器殼體溫度發生變化時，所述第二熱釋電探測元60’因傳感器殼體溫度變化而在其正極生成電流，該電流被定義為第二溫度電流。第二溫度電流理論上與第一溫度電流相同，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路，其特征在于，所述熱釋電傳感電路包括用于紅外探測的第一熱釋電探測元、用于溫度補償的第二熱釋電探測元，以及用于放大探測信號的放大模塊；所述第一熱釋電探測元包括第一熱釋電晶體，以及鍍在第一熱釋電晶體兩側的兩個金屬電極；所述第一熱釋電晶體兩側的金屬電極被設置成通過加電極化以分別具有正、負極性；所述第二熱釋電探測元包括第二熱釋電晶體、鍍在第二熱釋電晶體兩側的兩個第二金屬電極，以及設置在第二熱釋電晶體之外的用于遮擋紅外光的遮光元件；所述第二熱釋電晶體兩側的金屬電極被設置成通過加電極化以分別具有正、負極性；所述第一熱釋電晶體與所述第二熱釋電晶體結構相同；所述放大模塊包括前置放大模塊和后置放大模塊，其中：所述前置放大模塊為場效應管，該場效應管的柵極連接有柵極電阻，該柵極電阻的另一端接地；該場效應管的源極連接有源極電阻，該源極電阻的另一端接電；所述后置放大模塊為電流運算放大器，其輸入端與所述前置放大模塊的源極連接，用于對前置放大模塊的輸出結果進行放大；所述第一熱釋電探測元的正極與所述第二熱釋電探測元的負極相連，再連接至所述前置放大器的柵極；所述第一熱釋電探測元的負極與所述第二熱釋電探測元的正極相連后接地。...

【技術特征摘要】
1.一種具有零點溫度補償的熱釋電傳感電路，其特征在于，所述熱釋電傳感電路包括用于紅外探測的第一熱釋電探測元、用于溫度補償的第二熱釋電探測元，以及用于放大探測信號的放大模塊；所述第一熱釋電探測元包括第一熱釋電晶體，以及鍍在第一熱釋電晶體兩側的兩個金屬電極；所述第一熱釋電晶體兩側的金屬電極被設置成通過加電極化以分別具有正、負極性；所述第二熱釋電探測元包括第二熱釋電晶體、鍍在第二熱釋電晶體兩側的兩個第二金屬電極，以及設置在第二熱釋電晶體之外的用于遮擋紅外光的遮光元件；所述第二熱釋電晶體兩側的金屬電極被設置成通過加電極化以分別具有正、負極性；所述第一熱釋電晶體與所述第二熱釋電晶體結構相同；所述放大模塊包括前置放大模塊和后置放大模塊，其中：所述前置放大模塊為場效應管，該場效應管的柵極連接有柵極電阻，該柵極電阻的另一端接地；該場效應管的源極連接有源極電阻，該源極電阻的另一端接電；所述后置放大模塊為電流運算放大器，其輸入端與所述前置放大模塊的源極連接，用于對前置放大模塊的輸出結果進行放大；所述第一熱釋電探測元的正極與所述第二熱釋電探測元的負極相連，再連接至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳物平，肖奇，李峰丞，沈力，
申請(專利權)人：南京朗坤自動化有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32