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生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)及方法

文檔序號(hào):9706287閱讀:642來(lái)源:國(guó)知局
生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物傳感器領(lǐng)域,尤其涉及一種生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電路的溫度漂移一般是指環(huán)境溫度變化時(shí)會(huì)引起電路中晶體管參數(shù)的變化,這樣會(huì)造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定,使電路動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定,甚至使電路無(wú)法正常工作。一般來(lái)說(shuō),溫度升高,晶體管的電流放大倍數(shù)增大,Q點(diǎn)升高,反之減小。這部分額外增加的電流是溫度變化引起的,稱(chēng)為溫度漂移。在直接耦合的放大電路中,即使將輸入端短路,用靈敏的直流表測(cè)量輸出端,也會(huì)有變化緩慢的輸出電壓。這種輸入電壓為零而輸出電壓不為零且緩慢變化的現(xiàn)象,稱(chēng)為零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。在放大電路中,任何參數(shù)的變化,如電源電壓的波動(dòng)、元件的老化、半導(dǎo)體元件參數(shù)隨溫度變化而產(chǎn)生的變化,都將產(chǎn)生輸出電壓的漂移。由溫度變化所引起的半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化是產(chǎn)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象的主要原因,因此也稱(chēng)零點(diǎn)漂移為溫度漂移。
[0003]—般地,生物傳感器(例如體征監(jiān)測(cè)傳感器中的血糖、體溫、心率傳感器等)要求的靈敏度都非常高,如果此類(lèi)生物傳感器中的電路產(chǎn)生溫度漂移則會(huì)明顯影響電路中電阻值的變化而導(dǎo)致輸出電壓不穩(wěn)定,從而影響到生物傳感器的靈敏度。為了消除電路產(chǎn)生的溫度漂移,經(jīng)常采用包含有滑動(dòng)電阻的溫度補(bǔ)償電路對(duì)生物傳感器電路的輸出端電壓進(jìn)行調(diào)零。然而,調(diào)試者一般通過(guò)手動(dòng)方式對(duì)溫度補(bǔ)償電路中滑動(dòng)電阻進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)對(duì)生物傳感器電路的輸出端電壓進(jìn)行調(diào)零。這種手動(dòng)調(diào)節(jié)電路溫度漂移很難將生物傳感器電路的輸出端電壓調(diào)零的準(zhǔn)確度不高,且效率低下,從而無(wú)法完全消除電路溫度漂移現(xiàn)象對(duì)生物傳感器的靈敏度產(chǎn)生的不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)及方法,旨在解決目前手動(dòng)調(diào)節(jié)電路溫度漂移準(zhǔn)確度不高且效率低下的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng),應(yīng)用于單片機(jī)中,所述單片機(jī)連接有第一數(shù)字電位器、第二數(shù)字電位器以及數(shù)字開(kāi)關(guān),該數(shù)字開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端分別連接至生物傳感器電路的兩個(gè)輸入端,該生物傳感器電路的輸出端連接至所述單片機(jī)上,其中,所述電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)包括:
[0006]開(kāi)關(guān)控制模塊,用于產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)指令控制所述數(shù)字開(kāi)關(guān)斷開(kāi)使生物傳感器電路的輸入端電壓差為零;
[0007]電位器控制模塊,用于產(chǎn)生第一控制指令控制第一數(shù)字電位器中第一平衡電阻的觸頭滑動(dòng)以改變第一數(shù)字電位器的電阻值,以及產(chǎn)生第二控制指令控制第二數(shù)字電位器中第二平衡電阻的觸頭滑動(dòng)以改變第二數(shù)字電位器的電阻值;
[0008]電壓補(bǔ)償模塊,用于根據(jù)第一數(shù)字電位器的電阻值和第二數(shù)字電位器的電阻值動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)生物傳感器電路的輸出端電壓,以及實(shí)時(shí)檢測(cè)所述生物傳感器電路的輸出端電壓是否為零;
[0009]當(dāng)所述生物傳感器電路的輸出端電壓為零時(shí),所述電位器控制模塊還用于控制第一數(shù)字電位器的第一平衡電阻的觸頭和第二數(shù)字電位器的第二平衡電阻的觸頭同時(shí)停止滑動(dòng)并固定位置。
[0010]優(yōu)選地,所述數(shù)字開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸入端分別連接至測(cè)量元件的兩個(gè)輸出端,所述開(kāi)關(guān)控制模塊還用于當(dāng)所述生物傳感器電路的輸出端電壓為零時(shí),產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合指令控制所述數(shù)字開(kāi)關(guān)閉合使測(cè)量元件產(chǎn)生的電位測(cè)量信號(hào)通過(guò)生物傳感器電路并檢測(cè)所述電位測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確度。
[0011]優(yōu)選地,所述第一數(shù)字電位器包括第一穩(wěn)壓電阻,所述第二數(shù)字電位器包括第二穩(wěn)壓電阻,所述第一穩(wěn)壓電阻和第二穩(wěn)壓電阻用于當(dāng)所述第一平衡電阻和第二平衡電阻的觸頭滑動(dòng)時(shí),保持第一數(shù)字電位器和第二數(shù)字電位器輸出穩(wěn)定電壓。
[0012]優(yōu)選地,所述第一平衡電阻和第一穩(wěn)壓電阻的一端連接至生物傳感器電路的正極輸入端,該第一平衡電阻和第一穩(wěn)壓電阻的另一端接地,所述第二平衡電阻和第二穩(wěn)壓電阻的一端連接至生物傳感器電路的負(fù)極輸入端,該第二平衡電阻和第二穩(wěn)壓電阻的另一端連接至生物傳感器電路的輸出端。
[0013]優(yōu)選地,所述第一平衡電阻、第二平衡電阻和數(shù)字開(kāi)關(guān)的控制端分別連接至所述單片機(jī)的控制端。
[0014]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的,本發(fā)明還提供了一種生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償方法,應(yīng)用于單片機(jī)中,所述單片機(jī)連接有第一數(shù)字電位器、第二數(shù)字電位器以及數(shù)字開(kāi)關(guān),該數(shù)字開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端分別連接至生物傳感器電路的兩個(gè)輸入端,該生物傳感器電路的輸出端連接至所述單片機(jī)上,所述電路溫度漂移補(bǔ)償方法包括步驟:
[0015]產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)指令控制所述數(shù)字開(kāi)關(guān)斷開(kāi)使生物傳感器電路的輸入端電壓差為零;
[0016]產(chǎn)生第一控制指令控制第一數(shù)字電位器中第一平衡電阻的觸頭滑動(dòng)以改變第一數(shù)字電位器的電阻值;
[0017]產(chǎn)生第二控制指令控制第二數(shù)字電位器中第二平衡電阻的觸頭滑動(dòng)以改變第二數(shù)字電位器的電阻值;
[0018]根據(jù)第一數(shù)字電位器的電阻值和第二數(shù)字電位器的電阻值動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)生物傳感器電路的輸出端電壓;
[0019]實(shí)時(shí)檢測(cè)所述生物傳感器電路的輸出端電壓是否為零;
[0020]當(dāng)所述生物傳感器電路的輸出端電壓為零時(shí),控制第一數(shù)字電位器的第一平衡電阻的觸頭和第二數(shù)字電位器的第二平衡電阻的觸頭同時(shí)停止滑動(dòng)并固定位置。
[0021]優(yōu)選地,所述數(shù)字開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸入端分別連接至測(cè)量元件的兩個(gè)輸出端,所述電路溫度漂移補(bǔ)償方法還包括步驟:
[0022]當(dāng)所述生物傳感器電路的輸出端電壓為零時(shí),產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合指令控制所述數(shù)字開(kāi)關(guān)閉合使測(cè)量元件產(chǎn)生的電位測(cè)量信號(hào)通過(guò)生物傳感器電路并檢測(cè)所述電位測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確度。
[0023]優(yōu)選地,所述第一數(shù)字電位器包括第一穩(wěn)壓電阻,所述第二數(shù)字電位器包括第二穩(wěn)壓電阻,所述第一穩(wěn)壓電阻和第二穩(wěn)壓電阻用于當(dāng)所述第一平衡電阻和第二平衡電阻的觸頭滑動(dòng)時(shí),保持第一數(shù)字電位器和第二數(shù)字電位器輸出穩(wěn)定電壓。
[0024]優(yōu)選地,所述第一平衡電阻和第一穩(wěn)壓電阻的一端連接至生物傳感器電路的正極輸入端,該第一平衡電阻和第一穩(wěn)壓電阻的另一端接地,所述第二平衡電阻和第二穩(wěn)壓電阻的一端連接至生物傳感器電路的負(fù)極輸入端,該第二平衡電阻和第二穩(wěn)壓電阻的另一端連接至生物傳感器電路的輸出端。
[0025]優(yōu)選地,所述第一平衡電阻、第二平衡電阻和數(shù)字開(kāi)關(guān)的控制端分別連接至所述單片機(jī)的控制端。
[0026]相較于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明所述生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)及方法,通過(guò)控制第一數(shù)字電位器和第二數(shù)字電位器的電阻值將所述生物傳感器由于電路溫度漂移現(xiàn)象產(chǎn)生的電壓自動(dòng)調(diào)零,并將所述生物傳感器輸出電壓調(diào)零時(shí)的第一數(shù)字電位器和第二數(shù)字電位器的電阻值固定,從而穩(wěn)定了生物傳感器輸出電氣特性,提高了電壓調(diào)零的準(zhǔn)確度高及工作效率,消除了電路溫度漂移現(xiàn)象對(duì)生物傳感器的靈敏度產(chǎn)生的不利影響。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例的應(yīng)用環(huán)境示意圖;
[0028]圖2是本發(fā)明生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例的功能模塊示意圖;
[0029]圖3是本發(fā)明生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償方法優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。
[0030]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例,參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成上述目的所采取的技術(shù)手段及功效,以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0032]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的,本發(fā)明提供了一種生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng),能夠?qū)⑸飩鞲衅饔捎陔娐窚囟绕片F(xiàn)象產(chǎn)生的電壓自動(dòng)調(diào)零,從而減少了因電路溫度漂移而造成生物傳感器的靈敏度影響,提高了電路溫度漂移補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確度以及工作效率。
[0033]如圖1所示,圖1是本發(fā)明生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例的應(yīng)用環(huán)境示意圖。在本實(shí)施例中,所述的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)10應(yīng)用于單片機(jī)1中,該單片機(jī)1連接有第一數(shù)字電位器2、第二數(shù)字電位器3以及數(shù)字開(kāi)關(guān)4。所述數(shù)字開(kāi)關(guān)4的兩個(gè)輸出端分別連接至生物傳感器電路5的兩個(gè)輸入端,該生物傳感器電路5的輸出端連接至所述單片機(jī)1上。所述數(shù)字開(kāi)關(guān)4的兩個(gè)輸入端分別連接至測(cè)量元件6的兩個(gè)輸出端。
[0034]在本實(shí)施例中,所述第一數(shù)字電位器2包括第一平衡電阻DR1和第一穩(wěn)壓電阻R1,所述第二數(shù)字電位器3包括第二平衡電阻DR2和第二穩(wěn)壓電阻R2。所述第一平衡電阻DR1和第一穩(wěn)壓電阻R1的一端連接至生物傳感器電路5的正極輸入端,所述第一平衡電阻DR1和第一穩(wěn)壓電阻R1的另一端接地。所述第二平衡電阻DR2和第二穩(wěn)壓電阻R2的一端連接至生物傳感器電路5的負(fù)極輸入端,所述第二平衡電阻DR2和第二穩(wěn)壓電阻R2的另一端連接至生物傳感器電路5的輸出端。第一平衡電阻DR1和第二平衡電阻DR2分別連接至所述單片機(jī)1的控制端。
[0035]當(dāng)?shù)谝黄胶怆娮鐳R1和第二平衡電阻DR2的觸頭滑動(dòng)到零端電阻值時(shí),產(chǎn)生較高的電壓可能會(huì)損壞生物傳感器電路5,因此,本實(shí)施例中采用第一穩(wěn)壓電阻R1和第二穩(wěn)壓電阻R2來(lái)保證第一數(shù)字電位器2和第二數(shù)字電位器3輸出電壓的穩(wěn)定性。所述第一穩(wěn)壓電阻R1和第二穩(wěn)壓電阻R2用于當(dāng)?shù)谝黄胶怆娮鐳R1和第二平衡電阻DR2的觸頭滑動(dòng)時(shí),保持第一數(shù)字電位器2和第二數(shù)字電位器3輸出穩(wěn)定電壓,從而保護(hù)生物傳感器電路5不會(huì)因電壓過(guò)高而損壞。
[0036]所述數(shù)字開(kāi)關(guān)4包括第一開(kāi)關(guān)K1和第二開(kāi)關(guān)K2,第一開(kāi)關(guān)K1的輸出端和第二開(kāi)關(guān)K2的輸出端分別連接至生物傳感器電路5的兩個(gè)輸入端,第一開(kāi)關(guān)K1的輸入端和第二開(kāi)關(guān)K2的輸入端分別連接至所述測(cè)量元件6的兩個(gè)輸出端。所述微控制器1通過(guò)控制數(shù)字開(kāi)關(guān)4的控制端來(lái)控制第一開(kāi)關(guān)K1和第二開(kāi)關(guān)K2同時(shí)開(kāi)啟與閉合。所述數(shù)字開(kāi)關(guān)4的控制端b連接至所述單片機(jī)1的控制端。
[0037]如圖2所示,圖2是本發(fā)明生物傳感器的電路溫度漂移補(bǔ)償系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例的功能模塊示意圖。在本實(shí)施例中,所述的電路溫度漂
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