CN119439009A - 基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压；根据参考交变电流以及交变线圈参数，从周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息；根据参考磁场信息、待测磁场信息、交流信号放大系数以及当前温度误差电压，对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。采用本方法能够降低隧道磁阻传感器的灵敏度损失。

Description

基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，特别是涉及一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术

隧道磁阻（TMR）传感器是一类新型磁阻传感器件，凭借其高灵敏度、低功耗和微型化的优势，适用于汽车、医疗保健、工业自动化、电力等各个行业。TMR传感器利用磁性隧道结中的隧穿磁阻效应，即使在微弱磁场中也能实现高精度检测。

环境温度的变化会导致TMR传感器的输出波动，称为温度漂移误差。显著的温度漂移误差严重限制了它们在高精度测量环境中的适用性。随着温度的升高，磁隧道结内两个铁磁层之间的矫顽力差减小，从而导致磁矩更容易趋向对齐。同时，铁磁层表面发生氧化也会引起自旋散射。随着温度的升高，与氧化层相关的自旋翻转散射变得更加明显，从而缩短了电荷载流子的自旋扩散长度。这些效应削弱了磁阻效应，导致隧穿磁阻率明显降低，表现出明显的负温度特性。此外，即使TMR传感器采用惠斯通电桥结构可以在一定程度上平衡温漂误差，但由于制备工艺和材料特性的无法保证完全一致，电桥的四个桥臂随温度改变的电阻值也无法保持一致。以上因素导致TMR传感器在温度波动的环境中表现出明显的温度漂移，造成灵敏度损失。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种降低隧道磁阻传感器的灵敏度损失的基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

第一方面，本申请提供了一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法，包括：

获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压；

根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息；

根据所述参考磁场信息、所述待测磁场信息、所述交流信号放大系数以及所述当前温度误差电压，对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

在其中一个实施例中，所述根据所述参考磁场信息、所述待测磁场信息、所述交流信号放大系数以及所述当前温度误差电压，对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息，包括：

将所述交流信号放大系数与所述参考磁场信息相除，得到交流传感器灵敏度；

根据所述待测磁场信息以及所述当前温度误差电压之间的直流感应电压关系，确定直流传感器灵敏度；

根据所述交流传感器灵敏度和所述直流传感器灵敏度之间的差异，对所述参考灵敏度进行调整，确定所述隧道磁阻传感器的温度补偿信息。

在其中一个实施例中，所述根据所述待测磁场信息以及所述当前温度误差电压之间的直流感应电压关系，确定直流传感器灵敏度，包括：

获取所述隧道磁阻传感器的传感器输出电压；

从所述传感器输出电压中分离出直流输出电压；

根据所述待测磁场信息，对所述直流输出电压以及所述当前温度误差电压进行调整，确定所述直流传感器灵敏度。

在其中一个实施例中，所述根据所述待测磁场信息，对所述直流输出电压以及所述当前温度误差电压进行调整，确定所述直流传感器灵敏度，包括：

使用所述当前温度误差电压，对所述传感器直流输出电压进行调整，得到调整直流输出误差；

使用所述待测磁场信息，对所述调整直流输出误差的变化梯度进行调整，确定所述直流传感器灵敏度。

在其中一个实施例中，所述根据所述交流传感器灵敏度和所述直流传感器灵敏度之间的差异，对所述参考灵敏度进行调整，确定所述隧道磁阻传感器的温度补偿信息，包括：

计算所述交流传感器灵敏度和所述直流传感器灵敏度之间的比值，得到灵敏度比值系数；

使用所述灵敏度比值系数对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到所述温度补偿信息。

在其中一个实施例中，所述根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息，包括：

根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，确定参考磁场振幅以及参考磁场频率；

根据所述参考磁场振幅以及所述参考磁场频率，生成磁场分离参数；

根据所述磁场分离参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息。

第二方面，本申请还提供了一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿装置，包括：

信息获取模块，用于获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压；

磁场分离模块，用于根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息；

补偿获取模块，用于根据所述参考磁场信息、所述待测磁场信息、所述交流信号放大系数以及所述当前温度误差电压，对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压；

根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息；

根据所述参考磁场信息、所述待测磁场信息、所述交流信号放大系数以及所述当前温度误差电压，对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压；

根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息；

根据所述参考磁场信息、所述待测磁场信息、所述交流信号放大系数以及所述当前温度误差电压，对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压；

根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息；

根据所述参考磁场信息、所述待测磁场信息、所述交流信号放大系数以及所述当前温度误差电压，对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

上述基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，首先，获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压，通过收集基础参数，可以全面了解隧道磁阻传感器的当前工作状态和环境影响因素，为后续的信号分离和补偿调整提供了必要的原始数据支持，使得补偿方法能够有针对性地处理温度影响；然后，根据参考交变电流以及交变线圈参数，从周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息，在传感器环境的周围磁场信息中提取到待测磁场和参考磁场信息，将环境因素与测量信号有效分离，能够确保温度补偿方法的准确性，使得传感器仅对实际磁场测量信息进行灵敏度调整，而不受其他干扰因素影响；最后，根据参考磁场信息、待测磁场信息、交流信号放大系数以及当前温度误差电压，对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息，通过调整隧道磁阻传感器的参考灵敏度，能够实时地进行温度补偿，使得隧道磁阻传感器的输出更加稳定，根据实际温度误差电压进行灵敏度修正，从而减小温度漂移对测量精度的影响，提升传感器的可靠性。上述方法中，利用交变参考磁场和实时灵敏度调节，有效降低了温度变化对隧道磁阻传感器灵敏度的影响，实现了温度漂移误差的补偿，提升了传感器在温度波动环境下的测量精度和稳定性，同时增强了其环境适应性，无需额外的硬件补偿设备即可保持高精度测量，从而提高了隧道磁阻传感器在高温及变化环境中的可靠性和应用广泛性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法的流程示意图；

图2为另一个实施例中基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法的流程示意图；

图3为一个实施例中隧道磁阻传感器惠斯通电桥结构示意图；

图4为一个实施例中基于交流参考磁场的温度补偿信息确定的流程示意图；

图5为一个实施例中基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿装置的结构框图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。其中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机和平板电脑等。服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。本实施例中，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压。

其中，周围磁场信息是指隧道磁阻传感器所在环境中待测磁场和参考磁场的数据信息，具体通过隧道磁阻传感器直接测量得到；交流信号放大系数是指为提高信号检测精度，对交流信号进行放大时所使用的比例系数，通过放大微弱信号来实现更加精确的测量；参考交变电流是指生成参考交变磁场的电流，通常为特定频率的交变电流，提供稳定的参考磁场；交变线圈参数是指产生交变磁场的线圈相关参数，如线圈匝数、材料等，影响磁场强度和频率；当前温度误差电压是指由于环境温度变化导致的传感器输出电压偏差，用于后续的温度补偿计算。

示例性地，终端可以通过传感器检测单元来获取这些参数。首先，终端从隧道磁阻传感器的输出端采集周围磁场的实时数据，并通过内部或外部的放大器模块获得放大后的交流信号，计算并记录其放大系数。同时，终端对参考交变电流和交变线圈的参数进行设置和检测，以确保参考磁场的稳定性。此外，终端可以通过温度传感器模块获取当前温度误差电压信息，结合上述参数，存储在数据处理模块中，为后续的温度补偿提供准确的基础数据。

步骤S102，根据参考交变电流以及交变线圈参数，从周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息。

其中，参考交变电流是用于生成稳定的参考交变磁场的电流，通过与交变线圈参数共同作用产生一个固定频率的参考磁场，以便与待测磁场进行区分。

示例性地，终端首先通过交变线圈施加特定频率的交变电流，产生一个已知频率的参考磁场。接着，终端通过隧道磁阻传感器检测到的总磁场信号，利用相敏检波或同步检测技术，将参考磁场频率的信号成分从周围磁场数据中分离出来，从而得到待测磁场信息与参考磁场信息。分离过程可以确保后续灵敏度调整仅针对待测磁场数据，使得温度补偿过程更加精确。

步骤S103，根据参考磁场信息、待测磁场信息、交流信号放大系数以及当前温度误差电压，对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

其中，待测磁场信息是环境中未知的磁场数据，反映了隧道磁阻传感器实际应用场景中的磁场强度和方向；当前温度误差电压则是因环境温度变化导致的传感器输出电压偏差，用于计算温度引起的灵敏度变化。

示例性地，终端根据参考磁场信息和待测磁场信息的差异，结合交流信号放大系数，实时分析隧道磁阻传感器在不同温度下的灵敏度变化情况。终端将当前温度误差电压作为补偿因子，应用于灵敏度调整算法，对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行精确校正。通过这一调整，终端能够生成适应当前温度环境的温度补偿信息，使隧道磁阻传感器的输出信号更加稳定，减少因温度漂移带来的测量误差。

上述基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法中，首先，获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压，通过收集基础参数，可以全面了解隧道磁阻传感器的当前工作状态和环境影响因素，为后续的信号分离和补偿调整提供了必要的原始数据支持，使得补偿方法能够有针对性地处理温度影响；然后，根据参考交变电流以及交变线圈参数，从周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息，在传感器环境的周围磁场信息中提取到待测磁场和参考磁场信息，将环境因素与测量信号有效分离，能够确保温度补偿方法的准确性，使得传感器仅对实际磁场测量信息进行灵敏度调整，而不受其他干扰因素影响；最后，根据参考磁场信息、待测磁场信息、交流信号放大系数以及当前温度误差电压，对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息，通过调整隧道磁阻传感器的参考灵敏度，能够实时地进行温度补偿，使得隧道磁阻传感器的输出更加稳定，根据实际温度误差电压进行灵敏度修正，从而减小温度漂移对测量精度的影响，提升传感器的可靠性。上述方法中，利用交变参考磁场和实时灵敏度调节，有效降低了温度变化对隧道磁阻传感器灵敏度的影响，实现了温度漂移误差的补偿，提升了传感器在温度波动环境下的测量精度和稳定性，同时增强了其环境适应性，无需额外的硬件补偿设备即可保持高精度测量，从而提高了隧道磁阻传感器在高温及变化环境中的可靠性和应用广泛性。

在一个示例性的实施例中，上述步骤S103根据参考磁场信息、待测磁场信息、交流信号放大系数以及当前温度误差电压，对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息，还包括：将交流信号放大系数与参考磁场信息相除，得到交流传感器灵敏度；根据待测磁场信息以及当前温度误差电压之间的直流感应电压关系，确定直流传感器灵敏度；根据交流传感器灵敏度和直流传感器灵敏度之间的差异，对参考灵敏度进行调整，确定隧道磁阻传感器的温度补偿信息。

其中，待测磁场信息和当前温度误差电压之间的直流感应电压关系则用于确定直流传感器灵敏度，反映了传感器在静态条件下对温度变化的响应，作为温度补偿的基准参考；交流传感器灵敏度与直流传感器灵敏度之间的差异表明传感器在不同温度条件下动态和静态响应的不同，通过该差异调整参考灵敏度，从而生成适应当前环境的温度补偿信息。

示例性地，终端首先通过将交流信号放大系数与参考磁场信息相除，计算得到隧道磁阻传感器的交流灵敏度。接下来，终端利用待测磁场信息和当前温度误差电压，通过直流信号关系得到直流灵敏度。然后，终端将交流灵敏度与直流灵敏度进行对比，根据二者的差异，调整隧道磁阻传感器的参考灵敏度，以生成温度补偿信息。

具体地，，其中，是隧道磁阻传感器的交流灵敏度；T是温度参数；A是交流信号放大系数；是参考磁场的磁场振幅。

本实施例中，通过交流和直流灵敏度的比较与调整，有效补偿了温度变化对隧道磁阻传感器灵敏度的影响，提高了传感器在不同温度环境中的测量稳定性，使输出更加准确可靠。

在一个示例性的实施例中，上述根据待测磁场信息以及当前温度误差电压之间的直流感应电压关系，确定直流传感器灵敏度，还包括：获取隧道磁阻传感器的传感器输出电压；从传感器输出电压中分离出直流输出电压；根据待测磁场信息，对直流输出电压以及当前温度误差电压进行调整，确定直流传感器灵敏度。

其中，隧道磁阻传感器的传感器输出电压是指传感器在检测到磁场后输出的电压信号，包含了交变和直流成分的综合信息；直流输出电压是从传感器输出电压中分离出的静态成分，反映了待测磁场在特定温度下的稳定信号。

示例性地，终端首先获取隧道磁阻传感器的传感器输出电压，其中包含了交变信号和直流信号的成分。接下来，终端通过滤波或相敏检波等技术，将输出电压中的直流成分分离出来，得到直流输出电压。然后，终端根据待测磁场信息对直流输出电压进行校正，并结合当前温度误差电压，以此调整传感器的响应，确定直流传感器灵敏度。

本实施例中，通过对传感器输出电压中直流成分的提取和校正，结合温度补偿信息，成功实现了对隧道磁阻传感器在静态磁场下灵敏度的精确确定，提高了温度变化环境下的测量稳定性，确保了传感器的准确度和可靠性。

在一个示例性的实施例中，上述根据待测磁场信息，对直流输出电压以及当前温度误差电压进行调整，确定直流传感器灵敏度，还包括：使用当前温度误差电压，对传感器直流输出电压进行调整，得到调整直流输出误差；使用待测磁场信息，对调整直流输出误差的变化梯度进行调整，确定直流传感器灵敏度。

其中，待测磁场信息则用于进一步调整校正误差的变化梯度，使传感器灵敏度更加符合实际测量需求；变化梯度调整是对误差随磁场或温度变化的速率进行修正，以提高灵敏度计算的准确性。

示例性地，终端首先利用当前温度误差电压对传感器的直流输出电压进行校正，得到调整后的直流输出误差，从而能够消除温度带来的初步偏差，使得输出信号更贴合真实待测磁场信息。接下来，终端使用周围磁场信息，对该调整后的直流输出误差的变化梯度进行修正，从而更精确地分析该误差在不同磁场强度或温度条件下的变化趋势。通过这种梯度修正，终端能够准确确定直流传感器的灵敏度，使其对温度和磁场的变化具有更高的适应性。

具体地，，其中，是隧道磁阻传感器的直流灵敏度；是隧道磁阻传感器的直流输出电压；是隧道磁阻传感器的误差电压；是待测磁场的磁场强度。

本实施例中，通过对直流输出误差进行温度补偿和变化梯度调整，隧道磁阻传感器的直流灵敏度得到精确确定，使其能够在温度波动的环境下保持较高的测量精度，从而增强了传感器的稳定性和可靠性。

在一个示例性的实施例中，上述根据交流传感器灵敏度和直流传感器灵敏度之间的差异，对参考灵敏度进行调整，确定隧道磁阻传感器的温度补偿信息，还包括：计算交流传感器灵敏度和直流传感器灵敏度之间的比值，得到灵敏度比值系数；使用灵敏度比值系数对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

其中，灵敏度比值系数是由交流和直流灵敏度之间的比值计算得出的比例系数，用于衡量隧道磁阻传感器在不同频率下的灵敏度差异，并作为调整参考灵敏度的依据；参考灵敏度是隧道磁阻传感器在标准温度条件下的灵敏度基准，通过与灵敏度比值系数的结合进行校正，以确保传感器在温度波动情况下的精确响应；温度补偿信息则是最终得到的校正参数，用于实时补偿温度漂移对传感器灵敏度的影响。

示例性地，终端首先通过计算交流传感器灵敏度与直流传感器灵敏度的比值，得到一个灵敏度比值系数。接着，终端使用该比值系数对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行修正，生成温度补偿信息。通过这一调整过程，终端能够动态修正传感器灵敏度在不同温度条件下的变化，使隧道磁阻传感器在实际应用中具有更高的温度适应性。

具体地，。

其中，是温度补偿信息；是隧道磁阻传感器的0℃参考灵敏度。

本实施例中，通过计算灵敏度比值系数并据此调整参考灵敏度，有效降低了温度变化对隧道磁阻传感器测量精度的影响，使得传感器在温度波动环境中仍能保持稳定的测量精度和可靠性。

在一个示例性的实施例中，上述步骤S102根据参考交变电流以及交变线圈参数，从周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息，还包括：根据参考交变电流以及交变线圈参数，确定参考磁场振幅以及参考磁场频率；根据参考磁场振幅以及参考磁场频率，生成磁场分离参数；根据磁场分离参数，从周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息。

其中，参考磁场振幅是指由交变线圈和参考交变电流共同生成的磁场强度，反映了参考磁场的最大波动范围；参考磁场频率则是该参考磁场随时间变化的频率，用于区分其他频率的磁场信号；磁场分离参数是由参考磁场振幅和频率生成的一个分离参数集，通过该参数集可准确识别和分离周围环境中的不同磁场信号，确保待测磁场和参考磁场的独立性。

示例性地，终端首先基于参考交变电流和交变线圈参数，计算出参考磁场的振幅和频率。接下来，终端使用这些磁场分离参数，对隧道磁阻传感器采集的周围磁场信息进行分析和处理，将待测磁场信号与参考磁场信号区分开来，从而保证后续数据处理的准确性。

具体地，。

其中，B是周围磁场信息，即隧道磁阻传感器输出的磁场强度；是参考磁场信号，即参考磁场的磁场强度；是参考磁场的磁场振幅；是参考磁场的磁场频率；t是时间参数。

本实施例中，通过确定参考磁场的振幅和频率，并生成磁场分离参数，隧道磁阻传感器能够精确地从复杂的周围磁场中提取待测磁场信息。这种分离技术显著提高了测量的精确性，使传感器在多干扰环境中仍能保持对目标磁场的高分辨率检测。

在另一个示例性的实施例中，如图2所示，本申请提供了一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法，包括：

步骤一，通过向微型线圈输入交变电流，产生交变参考磁场。

步骤二，通过隧道磁阻传感器测量交变参考磁场和待测磁场，得到隧道磁阻传感器输出的传感器输出电压。

步骤三，通过图谱分析得到传感器输出电压的函数表达。

步骤四，基于传感器输出电压的函数表达，分离得到隧道磁阻传感器的直流灵敏度和隧道磁阻传感器的交流灵敏度。

步骤五，计算温度补偿信息。

需要说明的是，隧道磁阻传感器采用惠斯通电桥结构并设置磁通聚集器，如图3所示。每个磁组件（图示的小矩形R）由多个磁隧道结串联而成，四个磁组件串联磁隧道结数量相同。虚线矩形为磁通聚集器，磁通聚集器中间空隙处为磁聚集区。Rref1和Rref2为参考电阻，位于磁通聚集器下方，被磁通聚集器屏蔽，其电阻值不随外磁场改变。另外两个磁电阻R1和R1位于磁通聚集器中间空隙处，其磁阻值随外磁场改变。在此结构下，隧道磁阻传感器输出电压可表示为：

其中，V_out为输出电压，V_cc为输入供电电压，R_ref1和R_ref2为参考电阻阻值为R₀，可变R₁和R₁磁阻初始电阻同样为R₀，其随外磁场变化电阻值为ΔR。

可变参考外磁场由固定频率的交流电流通过微小线圈产生，参考磁场频率与施加交流频率相同。参考磁场与待测外磁场共同作用于隧道磁阻传感器。传感器输出信号通过放大器放大。通过相敏检验，固定频率参考磁场造成的输出信号可被分离出来。基于此信号可得到隧道磁阻传感器实时灵敏度变化结果。根据灵敏度变化结果调整隧道磁阻传感器输出值，以补偿温度漂移造成的误差。

在TMR传感器量程范围内，输出电压可表示为：。

其中，S为传感器灵敏度，B为传感器周围磁场，V₀为传感器误差电压。温度对隧道磁阻传感器的灵敏度S和误差电压V₀均有影响。当环境温度改变时，输出电压可表示为：。

如图4所示，为基于交流参考磁场的温度补偿信息确定流程图，具体如下：

当施加振幅为，频率的交变参考磁场，隧道磁阻周围磁场可表示为：

其中，是待测磁场，在此情况下，输出电压可表示为：

频率为的交流输出电压可表示为：

其中，A为交流信号放大系数，通过同步检测技术，交流信号对应的隧道磁阻传感器灵敏度可表示为：。

待测磁场的直流电压输出为：。

则直流对应的灵敏度可表示为：。

偏置电压同样随温度变化，因此零点电压需要在灵敏度计算前进行校准。最终，灵敏度补偿公式可表示为：

其中，是隧道磁阻传感器的0℃参考灵敏度。

本实施例中，可以有效的解决隧道磁阻传感器的温度漂移，提高传感器的重复性和线性度。同时，无需建立高精度隧道磁阻温度模型，提高了实际应用能效。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法的基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法的限定，在此不再赘述。

在一个示例性的实施例中，如图5所示，提供了一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿装置，包括：信息获取模块501、磁场分离模块502和补偿获取模块503，其中：

信息获取模块501，用于获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压；

磁场分离模块502，用于根据参考交变电流以及交变线圈参数，从周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息；

补偿获取模块503，用于根据参考磁场信息、待测磁场信息、交流信号放大系数以及当前温度误差电压，对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

在其中一个实施例中，上述补偿获取模块503，还用于将交流信号放大系数与参考磁场信息相除，得到交流传感器灵敏度；根据待测磁场信息以及当前温度误差电压之间的直流感应电压关系，确定直流传感器灵敏度；根据交流传感器灵敏度和直流传感器灵敏度之间的差异，对参考灵敏度进行调整，确定隧道磁阻传感器的温度补偿信息。

在其中一个实施例中，上述补偿获取模块503，还用于获取隧道磁阻传感器的传感器输出电压；从传感器输出电压中分离出直流输出电压；根据待测磁场信息，对直流输出电压以及当前温度误差电压进行调整，确定直流传感器灵敏度。

在其中一个实施例中，上述补偿获取模块503，还用于使用当前温度误差电压，对传感器直流输出电压进行调整，得到调整直流输出误差；使用待测磁场信息，对调整直流输出误差的变化梯度进行调整，确定直流传感器灵敏度。

在其中一个实施例中，上述补偿获取模块503，还用于计算交流传感器灵敏度和直流传感器灵敏度之间的比值，得到灵敏度比值系数；使用灵敏度比值系数对隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

在其中一个实施例中，上述磁场分离模块502，还用于根据参考交变电流以及交变线圈参数，确定参考磁场振幅以及参考磁场频率；根据参考磁场振幅以及参考磁场频率，生成磁场分离参数；根据磁场分离参数，从周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息。

上述基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各方法实施例中的步骤。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要符合相关规定。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压；

根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息；

根据所述参考磁场信息、所述待测磁场信息、所述交流信号放大系数以及所述当前温度误差电压，对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考磁场信息、所述待测磁场信息、所述交流信号放大系数以及所述当前温度误差电压，对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息，包括：

将所述交流信号放大系数与所述参考磁场信息相除，得到交流传感器灵敏度；

根据所述待测磁场信息以及所述当前温度误差电压之间的直流感应电压关系，确定直流传感器灵敏度；

根据所述交流传感器灵敏度和所述直流传感器灵敏度之间的差异，对所述参考灵敏度进行调整，确定所述隧道磁阻传感器的温度补偿信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测磁场信息以及所述当前温度误差电压之间的直流感应电压关系，确定直流传感器灵敏度，包括：

获取所述隧道磁阻传感器的传感器输出电压；

从所述传感器输出电压中分离出直流输出电压；

根据所述待测磁场信息，对所述直流输出电压以及所述当前温度误差电压进行调整，确定所述直流传感器灵敏度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测磁场信息，对所述直流输出电压以及所述当前温度误差电压进行调整，确定所述直流传感器灵敏度，包括：

使用所述当前温度误差电压，对所述传感器直流输出电压进行调整，得到调整直流输出误差；

使用所述待测磁场信息，对所述调整直流输出误差的变化梯度进行调整，确定所述直流传感器灵敏度。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述交流传感器灵敏度和所述直流传感器灵敏度之间的差异，对所述参考灵敏度进行调整，确定所述隧道磁阻传感器的温度补偿信息，包括：

计算所述交流传感器灵敏度和所述直流传感器灵敏度之间的比值，得到灵敏度比值系数；

使用所述灵敏度比值系数对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到所述温度补偿信息。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息，包括：

根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，确定参考磁场振幅以及参考磁场频率；

根据所述参考磁场振幅以及所述参考磁场频率，生成磁场分离参数；

根据所述磁场分离参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息。

7.一种基于交变参考磁场的隧道磁阻传感器温度补偿装置，其特征在于，所述装置包括：

信息获取模块，用于获取隧道磁阻传感器的周围磁场信息、交流信号放大系数、参考交变电流、交变线圈参数以及当前温度误差电压；

磁场分离模块，用于根据所述参考交变电流以及所述交变线圈参数，从所述周围磁场信息中分离出待测磁场信息以及参考磁场信息；

补偿获取模块，用于根据所述参考磁场信息、所述待测磁场信息、所述交流信号放大系数以及所述当前温度误差电压，对所述隧道磁阻传感器的参考灵敏度进行调整，得到温度补偿信息。

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。