阻抗式传感器及应用其的电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种阻抗式传感器及应用其的电子装置。阻抗式传感器包括桥式阻抗电路、补偿电路以及信号处理电路。桥式阻抗电路具有输入侧以及输出侧，用以反应于物理压力产生第一阻抗变化。补偿电路并接于桥式阻抗电路的输入侧，用以反应于环境温度产生第二阻抗变化。信号处理电路用以分别检测第一与第二阻抗变化，并据以产生指示第一阻抗变化的第一感测信号与指示第二阻抗变化的第二感测信号。信号处理电路依据第一与第二感测信号进行信号处理，借以利用第二感测信号补偿第一感测信号的温度偏移部分，并且据以产生压力感测信号。因此，本申请可通过检测补偿电路的阻抗变化来补偿桥式阻抗电路的温度偏移，进而不受环境温度变化影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种传感器及其应用，且特别是有关于一种阻抗式传感器及应用其的电子装置。
技术介绍
阻抗式传感器是一种通过检测阻抗变化来反应物理压力的装置，例如为压阻式传感器(piezoresistivesensor)。透过阻抗式传感器的应用，电子装置可以检测到施加于其上的物理压力并据此执行对应的控制操作。在现代的汽车工业、石化业或电子产业中，其控制系统经常需使用压力传感器来感测一些装置所承受的物理压力情形，从而执行对应的控制机制。因此一般阻抗式传感器对压力感测能力必须有良好的精确度。然而，在现有的技术下，阻抗式传感器的电路架构通常是利用被动元件来组成，被动元件的元件特性易于受到环境温度变化所影响，使得一般阻抗式传感器的感测输出会因为温度变化而产生偏移，从而令感测灵敏度与解析度难以有效地提升。
技术实现思路
本专利技术提供一种阻抗式传感器及应用其的电子装置，其可解决先前技术所述及的问题。本专利技术的阻抗式传感器包括桥式阻抗电路、补偿电路以及信号处理电路。桥式阻抗电路具有输入侧以及输出侧，用以反应于物理压力产生第一阻抗变化。补偿电路并接于桥式阻抗电路的输入侧，用以反应于环境温度产生第二阻抗变化。信号处理电路耦接桥式阻抗电路与补偿电路，用以分别检测第一与第二阻抗变化，并据以产生指示第一阻抗变化的第一感测信号与指示第二阻抗变化的第二感测信号。信号处理电路依据第一与第二感测信号进行信号处理，借以利用第二阻抗变化补偿第一阻抗变化的温度偏移部分，并且据以产生压力感测信号。在本专利技术一实施例中，桥式阻抗电路包括第一至第四阻抗元件。第二阻抗元件的第一端耦接第一阻抗元件的第二端。第三阻抗元件的第一端耦接第一阻抗元件的第一端。第四阻抗元件的第一端耦接第三阻抗元件的第二端，并且第四阻抗元件的第二端耦接第二阻抗元件的第二端。第一阻抗元件的第二端与第三阻抗元件的第二端为输入侧，并且第一阻抗元件的第一端与第二阻抗元件的第二端为输出侧。在本专利技术一实施例中，补偿电路包括补偿阻抗。补偿阻抗的第一端耦接第一阻抗元件的第二端与第二阻抗元件的第一端，并且补偿阻抗的第二端耦接第三阻抗元件的第二端与第四阻抗元件的第一端。在本专利技术一实施例中，信号处理电路包括第一检测单元、第二检测单元以及补偿计算单元。第一检测单元耦接输出侧，用以检测第一阻抗变化，并据以产生第一感测信号。第二检测单元耦接补偿电路，用以检测第二阻抗变化，并据以产生第二感测信号。补偿计算单元耦接第一检测单元与第二检测单元，用以依据第一与第二感测信号产生压力感测信号。在本专利技术一实施例中，阻抗式传感器还包括感测载体。感测载体具有感测区与非感测区。感测区受物理压力影响，并且非感测区不受物理压力影响，其中桥式阻抗电路设置于感测区内。在本专利技术一实施例中，补偿电路设置于非感测区内。在本专利技术一实施例中，补偿电路设置于感测区内，信号处理电路还依据第二感测信号进行滤波运算，借以校正第二阻抗变化所包含的压力感测部分，再依据第一感测信号与经校正运算后的第二感测信号产生压力感测信号。在本专利技术一实施例中，感测载体为印刷电路板与微电机系统(MEMS)其中之一。本专利技术的电子装置包括阻抗式传感器、处理单元以及至少一个功能模块。阻抗式传感器包括桥式阻抗电路、补偿电路以及信号处理电路。桥式阻抗电路具有输入侧以及输出侧，用以反应于物理压力产生第一阻抗变化。补偿电路并接于桥式阻抗电路的输入侧，用以反应于环境温度产生第二阻抗变化。信号处理电路耦接桥式阻抗电路与补偿电路，用以分别检测第一与第二阻抗变化，并据以产生指示第一阻抗变化的第一感测信号与指示第二阻抗变化的第二感测信号。信号处理电路依据第一与第二感测信号进行信号处理，借以利用第二阻抗变化补偿第一阻抗变化的温度偏移部分，并且据以产生压力感测信号。处理单元耦接阻抗式传感器以接收压力感测信号，用以作为电子装置的运作核心，其中处理单元依据压力感测信号产生控制信号。功能模块耦接处理单元，用以依据控制信号执行对应的功能。基于上述，本专利技术提出一种阻抗式传感器及应用其的电子装置，其可通过检测补偿电路的阻抗变化来补偿桥式阻抗电路的温度偏移，进而令阻抗式传感器可产生不受环境温度变化影响的压力感测信号。此外，由于本案的阻抗式传感器是利用并接于桥式阻抗电路的电路配置来实现温度偏移补偿，因此可令阻抗式传感器的整体电路运作不会产生额外的压降，从而提高阻抗式传感器的感测灵敏度与解析度。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术一实施例的电子装置的功能方块示意图；图2为一种阻抗式传感器的功能方块示意图；图3为本专利技术一实施例的阻抗式传感器的功能方块示意图；图4为本专利技术一实施例的阻抗式传感器的电路架构示意图；图5A至图5C为本专利技术不同实施例的阻抗式传感器的配置示意图。附图标记说明：10：电子装置；100、200、300、400：阻抗式传感器；210、310、410、510、610、710：桥式阻抗电路；320、420、520、620、720：补偿电路；330、430：信号处理电路；432：第一检测单元；434：第二检测单元；436：补偿计算单元；800：处理单元；900_1～900_n：功能模块；DCH：感测载体；DCHP1、DCHP2：感测载体部分；IS：输入侧；NI1、NI2、NO1、NO2：节点；NSR：非感测区；OS：输出侧；R1～R4：电阻；Rc：补偿电阻；RV1、RV2：电阻值变化；Sc1～Scn：控制信号；Sr1、Sr2：感测信号；SR：感测区；Spd：压力感测信号；Vin：输入电压；Z1～Z4：阻抗；Zc：补偿阻抗；ZV1、ZV2：阻抗变化。具体实施方式在本案说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“耦接”一词可以指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接至第二装置，则应该被解释成第一装置可以直接连接于第二装置，或者第一装置可以通过其他装置、导线或某种连接手段而间接地连接至第二装置。图1为本专利技术一实施例的电子装置的功能方块示意图。本实施例的电子装置10可例如为水压检测装置、血压检测装置、油压检测装置、胎压检测装置、充气系统、加速度计、阻抗式触控面板、应用阻抗式触控技术的笔记本电脑、平板电脑、智能手机、个人数字助理(PDA)或游戏机等通过感测物理压力以执行对应操作功能(例如显示压力读数、决定充气控制机制、执行触控感测等)的电子装置，本专利技术不以此为限。请参照图1，电子装置10包括阻抗式传感器100、处理单元800以及至少一个功能模块(在此系以功能模块900_1～900_n为例，其中n为大于或等于1的正整数)。阻抗式传感器100可用以感测物质(可为气体、液体或固体)施加于电子装置10上的物理压力(例如水压、油压、气压或物体接触压力等)，并且据以产生压力感测信号Spd。处理单元800为电子装置10的控制核心，其可用以控制功能模块60的运作。功能模块900_1～900_n为可提供电子装置10特定运作功能的硬件部分。举例来说，功能模块900_1～900_n可例如为用以提供显示功能的显示面板模块、存储器模块、硬盘等，本案不对功能模块900_1～900_n的类型加以限制。具体而言，本实施例的处理单元800可从阻抗式传感器100接收指示物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻抗式传感器，包括：一桥式阻抗电路，具有一输入侧以及一输出侧，用以反应于一物理压力产生一第一阻抗变化；一补偿电路，并接于所述桥式阻抗电路的输入侧，用以反应于一环境温度产生一第二阻抗变化；以及一信号处理电路，耦接所述桥式阻抗电路与所述补偿电路，用以分别检测所述第一与所述第二阻抗变化，并据以产生指示所述第一阻抗变化的一第一感测信号与指示所述第二阻抗变化的一第二感测信号，其中，所述信号处理电路依据所述第一与所述第二感测信号进行信号处理，借以利用所述第二感测信号补偿所述第一感测信号的温度偏移部分，并且据以产生一压力感测信号。

【技术特征摘要】
2015.07.22 TW 1041236611.一种阻抗式传感器，包括：一桥式阻抗电路，具有一输入侧以及一输出侧，用以反应于一物理压力产生一第一阻抗变化；一补偿电路，并接于所述桥式阻抗电路的输入侧，用以反应于一环境温度产生一第二阻抗变化；以及一信号处理电路，耦接所述桥式阻抗电路与所述补偿电路，用以分别检测所述第一与所述第二阻抗变化，并据以产生指示所述第一阻抗变化的一第一感测信号与指示所述第二阻抗变化的一第二感测信号，其中，所述信号处理电路依据所述第一与所述第二感测信号进行信号处理，借以利用所述第二感测信号补偿所述第一感测信号的温度偏移部分，并且据以产生一压力感测信号。2.根据权利要求1所述的阻抗式传感器，其中所述桥式阻抗电路包括：一第一阻抗元件；一第二阻抗元件，其第一端耦接所述第一阻抗元件的第二端；一第三阻抗元件，其第一端耦接所述第一阻抗元件的第一端；以及一第四阻抗元件，其第一端耦接所述第三阻抗元件的第二端，且其第二端耦接所述第二阻抗元件的第二端，其中，所述第一阻抗元件的第二端与所述第三阻抗元件的第二端为所述输入侧，并且所述第一阻抗元件的第一端与所述第二阻抗元件的第二端为所述输出侧。3.根据权利要求2所述的阻抗式传感器，其中所述补偿电路包括：一补偿阻抗，其第一端耦接所述第一阻抗元件的第二端与所述第二阻抗元件的第一端，且其第二端耦接所述第三阻抗元件的第二端与所述第四阻抗元件的第一端。4.根据权利要求1所述的阻抗式传感器，其中所述信号处理电路包括：一第一检测单元，耦接所述输出侧，用以检测所述第一阻抗变化，并据以产生所述第一感测信号；一第二检测单元，耦接所述补偿电路，用以检测所述第二阻抗变化，并据以产生所述第二感测信号；以及一补偿计算单元，耦接所述第一检测单元与所述第二检测单元，用以依据所述第一与所述第二感测信号产生所述压力感测信号。5.根据权利要求1所述的阻抗式传感器，还包括：一感测载体，具有一感测区与一非感测区，所述感测区受所述物理压力影响，并且所述非感测区不受所述物理压力影响，其中所述桥式阻抗电路设置于所述感测区内。6.根据权利要求5所述的阻抗式传感器，其中所述补偿电路设置于所述非感测区内。7.根据权利要求5所述的阻抗式传感器，其中所述补偿电路设置于所述感测区内，所述信号处理电路还依据所述第二感测信号进行一校正运算，借以校正所述第二阻抗变化所包含的一压力感测部分，再依据所述第一感测信号与经校正运算后的第二感测信号产生所述压力感测信号。8.根据权利要求5所述的阻抗式传感器，其中所述感测载体为印刷电路板与微电机系统其中之一。9.一种电子装置，包括：一阻抗式传感器，包括：一桥式阻抗电路，具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琼安，李允国，洪志源，黄佳淳，陈友钦，吴书帆，
申请(专利权)人：旺玖科技股份有限公司，联兴微系统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71