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，此处所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。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

实施例1

参照附图3和图3A所示，图3为本申请实施例提供的一种传感器电路，图3A为图3中的传感器电路中的电源电路301的电路图。传感器电路用于加热液体或检测液体液位，该传感器电路包括：电源电路301、控制电路305和感测电路302，电源电路301包括比较器U1、加热支路L、二极管电路304、第一选择电路303和级联电路。其中，比较器U1、加热支路L分别与级联电路连接，二极管电路304与第一选择电路303电连接。控制电路305与第一选择电路303电连接，用于控制第一选择电路303的工作，以使二极管电路304直接电连接于级联电路或电连接于加热支路L。

具体地，级联电路包括一级电路306、二级电路307和三级电路308，一级电路306包括MOS管Q1、电阻R1和二极管D0，其中，电阻R1和二极管D0并联，再与MOS管Q1串联。二级电路307包括MOS管Q2、电阻R2和电阻R3，电阻R2和电阻R3并联后再与MOS管Q2串联，加热支路L并联于电阻R2。三级电路308包括MOS管Q3、电阻R4、电流输出接口和电压输出接口，MOS管Q3和电阻R4串联,电流输出接口和电压输出接口连接于MOS管Q3的源极，其中，电流输出接口用于输出电流Iref，电压输出接口用于输出电压Vref，输出的电流Iref用于驱动感测电路302，输出电压Vref用于测定液位参数。二极管电路304包括多个并联连接的二极管D1、D2……DN，例如，可以是10个二极管并联，二极管电路304与第一选择电路305电连接。

进一步地，一级电路306、二级电路307和三级电路308中的电阻的阻值相同，MOS管Q1、MOS管Q2和MOS管Q3的尺寸相同。

MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3的漏极接输入电源VCC，比较器U1包括输入端Va和输入端Vb，比较器U1的输出端与MOS管Q1、MOS管Q2和MOS管Q3的栅极分别电连接，通过控制流入比较器U1的输入端Va和输入端Vb的电压大小，控制各MOS管的工作状态。

加热支路L与二级电路中的电阻R2并联，第一选择电路303受控制电路305的控制，选择性地接通加热支路L或是二级电路的电阻R2。

控制电路305与第一选择电路303相连，控制第一选择电路303接通加热支路L或是接通二级电路307，具体的，控制电路305可以装载预设的程序，控制第一选择电路303按照一定时间间隔，如两分钟，接通加热支路L或是接通二级电路307。

当第一选择电路303与加热支路L电连接时，可以输入特定电流至二极管电路304，使得二极管电路304发热，实现加热功能；当第一选择电路303和二级电路307中的电阻R2电连接时，即二极管电路304与二级电路307电连接，使得电源电路输出稳定的电压Vref用于测定液位参数。

一般地，当二极管电压小于0.8V时，二极管的内阻发生变化，根据二极管的不同，加热功率也是动态变化的，而电压大于0.8V时，二极管在某个很大的电流下，电压基本不变，对应的发热功率P＝I*V(I为电流、V为电压)，此时二极管的发热功率由加热电流决定，因此，当二极管电路的电流越大时，对应的发热功率越大，加热时间可以相应的减少。

为了便于根据加热支路的电流大小控制二极管电路的加热时长，该传感器电路还包括反馈电路，反馈电路与加热支路和控制电路分别电连接，反馈电路用于反馈加热支路的电流大小，使控制电路能够根据反馈电路反馈的加热支路的电流大小控制二极管电路接通加热支路的时长，即，控制二极管电路的加热时长。

二极管电路的加热时间与加热电流I2c(加热支路的电流)的大小有关，当加热电流I2c越大时，二极管电路的加热时间可以相对减少。例如，当加热电流I2c为1A时，二极管电路的加热时间为5分钟，当加热电流I2c为500mA时，二极管电路的加热时间为10分钟。

而在另一实施例中，为了提高加热功率，二极管电路中还可以设置多个dummy(与电路匹配无关的电阻)，例如，可以设置几个或几十个dummy，dummy也用开关控制，以满足二极管电路的加热功率。

参照图3B所示，为本申请实施例提供的传感器电路中的感测电路的电路图。感测电路302包括第一感测二极管支路401、第二感测二极管支路402和放大电路403，第一感测二极管支路401包括第一二极管A，第二感测二极管电路402包括第二二极管B。第一感测二极管支路401、第二感测二极管支路402并联，并且电源电路301的电流输出接口分别接入到第一感测二极管支路401、第二感测二极管支路402。放大电路403连接于第一感测二极管支路401和第二感测二极管支路402，用于将第一感测二极管支路401和第二感测二极管支路402的电压差进行放大，放大电路403的输出端用于输出放大后的电压差，放大电路403输出的电压差和电源电路301的电压输出接口输出的电压可以用于后续计算对应的液位信息。

此外，控制电路305还可以与感测电路302的输出端连接，根据采样感测电路302的输出结果控制第一选择电路303接通加热支路L或是接通二级电路307。

如图4所示，为电压随温度变化的示意图。电压包括电源电路的输出电压Vref、第二感测二极管支路中二极管电压、感测电路中放大器输出电压、第一感测二极管支路和第二感测二极管支路的电压差，随温度变化示意图。通过控制Va＝Vb时，MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3连接在同一结点，由于电流镜电路原理，使得流入一级电路的电流I1、二级电路的电流I2、三级电路的电流I3相等；流入一级电路中的二极管的电流I1a和流入二级电路的电阻R2的电流大小I2a相等；流入一级电路中的电阻的电流I1b和流入二级电路的电阻R3的电流大小I2b相等；电源电路的输出电压由一级电路、二级电路、三级电路中的电阻比决定；输出电流的大小Iref等于一级电路的流入电流大小I1；一级电路的流入电流I1、二级电路的流入电流I2、三级电路的流入电流大小I3相等；流入第一感测二极管支路的电流大小i1等于上述输出电流的大小Iref，流入第二感测二极管支路的电流等于流入第一感测二极管支路的电流的五倍，第二二极管B上的压降VB与第一感测二极管支路和第二感测二极管支路之间的压差△VB的比值和流入感测电路的电流的大小有关，即可以根据流入感测电路的电流设计感测电路。环境温度影响压差△VB，如图4所示,温度越高，压差△VB越大，感测电路中放大器输出电压也越大；根据第一感测二极管支路和第二感测二极管支路之间的压差△VB、放大器的放大倍数和电源电路的输出电压Vref的比值确定u，不同加热温度和介质环境下，比值u不一样，即在加热温度一定时，可以根据比值u确定介质环境，或者，在介质环境一定时，可以根据比值u确定加热温度。其中，输出电压Vref由电阻R2、电阻R3和电阻R4的电阻比决定，电阻R2、电阻R3和电阻R4的阻值对输出电压Vref的影响很小。

例如：在墨液环境中比值u的关系式为：

u＝(M1*α*△VB/Vref)+N1

具体的拟合关系示例：u＝(0.56*α*△VB/Vref)+24。

其中，α为放大电路的放大倍数，△VB为感测电路的电压差，Vref为电源电路的输出电压，M1为斜率、N1为截距，是多次试验拟合出来的u关系应为线性关系，具体的M1、N1可以通过多组试验数据进行拟合确定。

在气体介质环境中比值u的关系式为：

u＝(M2*α*△VB/Vref)+N2

具体的拟合关系示例：u＝(0.48*α*△VB/Vref)+28。

其中，α为放大电路的放大倍数，△VB为感测电路的电压差，Vref为电源电路的输出电压，M2为斜率、N2为截距，是多次试验拟合出来的u关系应为线性关系，具体的M2、N2可以通过多组试验数据进行拟合确定。

比值u在不同介质中，压差△VB和电源电路的输出电压Vref对应关系不一样；比值u与加热温度有对应关系，加热温度越高，在相同介质环境中，比值u越大；在不同介质环境中，相同的比值u对应不同的介质环境温度。

在不同介质中，压差△VB和电源电路的输出电压Vref的比值u对应关系不一样，如表1，根据比值u和空气介质中的关系，具体的对应关系可以建立比值u对应表,放大电路对电压差△VB放大倍数设定为16，设定输出电压Vref为1.28V，测量电压差△VB为2mV时，对应空气介质中比值u为40.12，对应墨液介质中比值u为38.3；测量电压差△VB为3mV时，对应空气介质中比值u为46.3，对应墨液介质中比值u为45.2；测量电压差△VB为4mV时，对应空气介质中比值u为51.8，对应墨液介质中比值u为49.5。

改变输出电压Vref的输出电压为1.22V，放大电路对电压差△VB放大倍数保持不变设定为16，测量电压差△VB为6mV时，对应空气介质中比值u为65.55，对应墨液介质中比值u为68.09；测量电压差△VB为8mV时，对应空气介质中比值u为78.3，对应墨液介质中比值u为87.78；测量电压差△VB为10mV时，对应空气介质中比值u为90.93，对应空气介质中比值u为97.34。

改变Vref的输出电压为1.20V，放大电路对电压差△VB放大倍数保持不变设定为16，测量电压差△VB为8mV时，对应空气介质中比值u为79.22，对应墨液介质中比值u为83.68；测量电压差△VB为9mV时，对应空气介质中比值u为85.61，对应墨液介质中比值u为91.15。

比值u与加热温度有对应关系，加热温度越高，在同样介质环境下，比值u越大；在不同介质环境中，相同的比值u对应不同的介质环境温度，如表2和表3所示，当空气介质中比值u为40.12、46.3、51.8、65.55、78.30、90.93、79.22对应于二极管电路的加热温度32.4℃、36.2℃、37℃、45.4℃、51.6℃、68.2℃、75.6℃、79℃；当墨液介质中比值u为38.3、45.2、49.5、68.09、87.78、97.34、83.68、91.15对应于二极管电路的加热温度33.2℃、38.5℃、41℃、47℃、56.5℃、72℃、78.7℃、82.3℃。

综上可以根据二极管发热确定温度，根据温度确定对应的比值u1，压差△VB和输出电压Vref的比值计算得到的比值u2，根据比值u1和比值u2确定所处的介质环境，根据多个传感器电路可以测量液位信息，举个例子，待测装置高为h，等距设计2个传感器电路，当检测到2个传感器电路都处于液体介质，此时可以判断液位在待测装置的2/3h以上；当检测到置于下方的传感器电路处于液体介质，而上方传感器电路处于空气介质，此时可以判断液位在待测装置的1/3h和2/3h之间；当检测到2个传感器电路都处于空气介质，此时可以判断液位在待测装置的1/3h以下。

实施例2

基于实施例1的基础上，本申请还公开了另一种具体实施方式，参照图5所示，图5为本申请实施例2提供的传感器电路中的电源电路的电路图，本实施例与上述实施例的区别在于，在本实施例中，二级电路包括第四选择电路、电流镜电路和电阻，第四选择电路和电流镜电路连接，电流镜电路和电阻串联。具体地，电流镜电路包括并联连接的MOS管Q2支路和MOS管Q2’支路，各所述MOS管支路分别经第四选择电路连接于输入电源VCC，且第四选择电路电连接于控制电路，通过控制电路控制第四选择电路的工作，以切换各MOS管支路连接于输入电源VCC。

在本实施例中，由于MOS管Q2和MOS管Q2’的W/L(宽长比)不同，以使各MOS管支路在接通输入电源VCC后，流过各MOS管支路的电流不同，进而控制加热支路的输出电流的大小，使各MOS管支路在接通输入电源后输出不同的电流值。

其余结构与上述实施例1的电路相同，不再赘述。

实施例3

基于上述实施例1的基础上，本申请还公开了又一种具体实施方式，参照图6所示，图6为本申请实施例3提供的传感器电路中的电源电路的电路图。本实施例与上述实施例1的区别在于，在本实施例中，二级电路包括MOS管Q2、电阻R2和电阻R3，电阻R2和电阻R3并联后再与MOS管Q2串联；三级电路包括MOS管Q3和电阻R4、电流输出接口和电压输出接口。其中，MOS管Q3和电阻R4串联,电阻R4和加热支路L并联，MOS管Q3的源级输出连接电流输出接口和电压输出接口，电流输出接口用于输出电流Iref，电压输出接口用于输出电压Vref。二极管电路与第二选择电路电连接，控制电路与第二选择电路相连，控制第二选择电路接通加热支路L或是接通二级电路。

进一步地，控制电路可以装载预设的程序，控制第二选择电路按照一定时间间隔，如2分钟，接通加热支路或是接通二级电路；此外，控制电路还可以与感测电路相连接，根据感测电路的感测结果控制第二选择电路接通加热支路或是接通二级电路。

实施例4

基于实施例3的基础上，本申请还公开了另一种具体实施方式，本实施例与实施例3的区别在于，在本实施例中，三级电路还可以包括第五选择电路、电流镜电路和电阻，第五选择电路和电流镜电路连接，电流镜电路连接电流输出接口和电压输出接口，电流输出接口和电压输出接口连接电阻。具体地，电流镜电路包括并联的至少两个MOS管支路，各MOS管支路分别经第五选择电路连接于输入电源，且第五选择电路电连接于控制电路，通过控制电路控制第五选择电路的工作，以切换各MOS管支路接入输入电源，使各MOS管支路在接通输入电源后输出不同的电流值。

在本实施例中，各MOS管支路的MOS管的W/L(宽长比)不同，以使各MOS管支路在接通输入电源后，流过各MOS管支路的电流不同，进而控制加热支路的输出电流的大小，使各所述MOS管支路在接通输入电源后输出不同的电流值。

其他与上述实施例3的传感器电路相同，不再赘述。

实施例5

基于上述实施例1的基础上，本申请还公开了又一种具体实施方式，参照图7所示，图7为本申请实施例5提供的传感器电路中的电源电路的电路图。本实施例与上述实施例1的区别在于，在本实施例中，一级电路包括MOS管Q1、电阻R1和二极管D0。其中，电阻R1和二极管D0并联，再与MOS管Q1串联，加热支路L与二极管D0并联；二级电路包括MOS管Q2、电阻R2和电阻R3，电阻R2与电阻R3并联，再与MOS管Q2串联。二极管电路与第三选择电路连接，控制电路与第三选择电路相连，控制第三选择电路接通加热支路或是接通二级电路。

进一步地，控制电路可以装载预设的程序，控制第三选择电路按照一定时间间隔，如2分钟，接通加热支路或是接通二级电路；此外，控制电路还可以与感测电路相连接，根据感测电路感测结果控制第三选择电路接通加热支路或是接通二级电路。

实施例6

基于实施例5的基础上，本申请还公开了另一种具体实施方式，本实施例与实施例5的区别在于，在本实施例中，一级电路还可以包括第六选择电路、电流镜电路、电阻和二极管；电阻和二极管并联后与电流镜电路串联，电流镜电路与第六选择电路连接，比较器与电流镜电路连接。具体地，电流镜电路包括并联连接的至少两个MOS管支路，各MOS管支路分别经第六选择电路连接于输入电源，且第六选择电路电连接于控制电路，通过控制电路控制第六选择电路的工作，以切换各MOS管支路连接于输入电源。

在本实施例中，各MOS管支路的MOS管的W/L(宽长比)不同，以使各MOS管支路在接通输入电源后，流过各MOS管支路的电流不同，进而控制加热支路的输出电流的大小，使各所述MOS管支路在接通输入电源后输出不同的电流值。

其他与上述实施例5种传感器电路相同，不再赘述。

本申请的传感器电路包括电源电路、控制电路和感测电路，当需要加热液体时，通过控制电路控制选择电路使得二极管电路接通加热支路，以通过二极管发热加热液体，实现加热功能；

当需要检测液体的液位时，通过控制电路控制选择电路使得二极管电路接通二级电路，以通过电源电路、控制电路和感测电路的输出信号检测液体的液位，实现液位检测功能。

实施例7

基于上述实施例的基础上，本申请还提供了一种MCU液位传感器，参照图8所示，图8为本申请实施例7提供的MCU液位传感器示意框图。该MCU液位传感器包括电源、MCU芯片900及与MCU芯片900电连接的多个检测电路，电源用于为MCU芯片及检测电路提供电源。每个检测电路包括上述任一实施例所描述电源电路和感测电路，MCU芯片900可拆卸地安装到墨盒上。其中，由电源电路和感测电路组成的检测电路沿墨盒的高度延伸方向依次间隔设置于墨盒的储墨腔内壁，且多个检测电路设置在储墨腔内壁的不同高度处。MCU芯片900可以控制电源电路中的选择电路的切换，以实现加热或液位检测不同功能的切换，也可以根据检测电路中的电源电路输出的电压和感测电路输出的电压和二极管电路的发热信息，确定检测电路所处介质环境，进而确定检测电路所处液位信息。

可选的，该MCU液位传感器还可以包括计算电路901，计算电路901与MCU芯片900、检测电路分别电连接，通过计算电路901对多个电源电路和感测电路检测的数据进行计算，通过接入计算电路901的多路复用器，MCU芯片设定选择的通道从而输出对应的信号到模数转换电路(ADC)中去，从而输出对应的数字信号至MCU芯片900。

具体的，MCU芯片，能基于打印机的控制信号，控制上述检测电路的加热和检测。

实施例8

基于上述实施例的基础上，本申请还提供了一种墨盒，参照图9所示，图9为本申请实施例8提供的墨盒的示意框图。该墨盒包括盒体和实施例1-6中任一实施例所述的传感器电路，盒体设有储墨腔，通过储墨腔存储墨液。多个由电源电路和感测电路组成的检测电路设置于储墨腔内壁的不同高度处，通过二极管电路发热对墨液加热，通过电源电路和感测电路输出的信号用以检测墨液液位。

具体地，控制电路1000、电源、计算电路1001中的多路复用器和模数转换器(ADC)分别设置于盒体，控制电路用于控制电源为不同的电源电路和感测电路组提供电源，同时可以控制电源电路中的选择电路的切换，以实现加热或液位检测不同功能的切换；多个电源电路和感测电路测试的数据经多路复用器传送至模数转换器，模数转换器将接收到的信号转换为数字信号，并将该数字信号输出至控制电路，使控制电路能够根据数字信号控制检测电路的工作。

进一步地，根据二极管发热确定温度，根据温度确定对应的比值u1和通过压差△VB和输出电压Vref的比值计算得到的比值u2，确定所处的介质环境，根据多个传感器电路可以测量液位信息，举个例子，待测墨盒高为h，等距设计2个传感器电路，当检测到2个传感器电路都处于墨液介质，此时可以判断液位在待测墨盒的2/3h以上；当检测到置于下方的传感器电路处于墨液介质而上方传感器电路处于空气介质，此时可以判断液位在待测墨盒的1/3h和2/3h之间；当检测到2个传感器电路都处于空气介质，此时可以判断液位在待测墨盒的1/3h以下。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。