利用静电力对电容式压力传感器的自校准制造技术

本申请涉及利用静电力对电容式压力传感器的自校准。提供一种压力传感器校准系统，包括：一个或多个压力传感器，用于基于来自静电力的薄膜位移或薄膜偏转来校准传感器参数。测量部件测量与在所述一个或多个压力传感器的电极处的所施加的电压相对应的电容值。传感器参数从电容测量和压力测量中得到，由校准部件用于对所述一个或多个压力传感器的校准和再校准。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容设及压力传感器的领域，并且更具体地设及利用一个或多个静电力对 压力传感器的校准和再校准。
技术介绍
电容式压力传感器使用可移动隔膜和压力空腔来创建可变电容器。可变电容器呈 现与由所测量的压力引入的力相对应地变化的电容。对于将传感器单元集成到电子器件中 而言，运些传感器单元通常被连接为形成阵列或桥，然而从系统角度而言，运些单元网络仍 然像单个传感器那样工作。起初在制造工艺或制造线结束时，通常在所定义的测量条件下 校准传感器。该校准W及进一步的再校准可W包括在不同溫度下的各种不同压力，运会利 用专口的测试设备和明显的测试时间。
技术实现思路
本申请旨在提供一种改进的对压力传感器的校准方案。 根据本申请实施例的一个方面，提供一种压力传感器校准系统，包括：第一压力传 感器，包括第一多个电极和第一薄膜，所述第一薄膜被配置为根据静电力产生从第一位置 到第二位置的位移；测量部件，被配置为通过所述第一薄膜根据所述静电力的所述位移并 且确定对与在所述第一多个电极处的成组的所施加电压相对应的成组的电容值的测量；W 及校准部件，被配置为利用第一压力和从所述成组的电容值的测量得到的一组传感器参数 来将所述第一压力传感器校准到一组目标值。 根据本申请实施例的另一方面，提供一种用于校准压力传感器的方法，包括：经由 偏置组件，根据一个或多个静电力来生成第一压力传感器的第一薄膜的位移；在第一压力 下测量与在第一多个电极处的一组所施加的电压相对应的一组电容值；W及利用所述第一 压力和从与所述一组所施加的电压相对应的所述一组电容值得到的一组传感器参数，来将 所述第一压力传感器校准到一组目标值。 根据本申请实施例的又一方面，提供一种系统，包括：第一压力传感器，包括第一 多个电极和具有第一面积的第一薄膜；其中所述第一薄膜被配置为根据由在所述第一多个 电极处的所施加的电压产生的静电电荷来产生位移；W及校准部件，被配置为利用第一压 力和从根据所施加的电压对电容值的测量得到的一组传感器参数来将所述第一压力传感 器校准到一组目标值。 根据本申请的方案，可W实现利用静电力对压力传感器的自校准。【附图说明】 图1是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的压力传 感器系统的框图。 图2是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的另一压 力传感器系统的框图。 图3A和图3B是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的 压力传感器模型的示图。 图4是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的压力传 感器系统的操作方法的流程图。 图5是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的压力传 感器系统的另一操作方法的流程图。 图6是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的另一压 力传感器系统的框图。 图7是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的另一压 力传感器系统的示图。 图8A和图8B是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的 压力传感器模型的示图。 图9是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的压力传 感器系统的操作方法的流程图。 图10是图示根据所描述的各种方面的用于压力传感器的校准和再校准的压力传 感器系统的另一操作方法的流程图。【具体实施方式】 现在将结合附图描述本专利技术，其中贯穿整个附图，相同的参考标记用于指代相同 的元素，并且其中所图示的结构和设备不一定按比例绘制。如运里所用的，术语"部件"、"系 统"、"接口 "等旨在于指代计算机相关的实体、硬件、软件（例如，用于执行）和/或固件。 例如，部件可W是处理器、在处理器上运行的进程、对象、可执行程序、存储设备和/或具有 处理设备的计算机。作为例示，在服务器上运行的应用和服务器也可W是部件。一个或多 个部件可W驻留在进程内，并且部件可W被局域化在一个计算机上和/或被分布在两个或 多个计算机之间。 此外，运些部件可W从其上存储有各种数据结构诸如具有例如模块的各种计算机 可读存储介质来执行。部件可W经由本地和/或远程的进程、诸如根据具有一个或多个数 据分组的信号（例如来自与本地系统中、分布式系统中的另一部件对接和/或跨网络经由 该信号与其它系统对接的一个部件的数据，该网络诸如因特网、局域网、广域网或类似网 络）来通信。 作为另一示例，部件可W是具有由电路或电子电路操作的机械部分提供的特定功 能性的装置，其中电路或电子电路可W通过由一个或多个处理器执行的软件应用或固件应 用来操作。一个或多个处理器可W是装置内部或外部的，并且可W至少执行软件或固件应 用中的一部分。作为另一示例，部件可W是通过不具有机械部分的电子部件提供特定功能 性的装置；电子部件在其中可W包括一个或多个处理器W执行至少部分地给予电子部件的 功能性的软件和/或固件。 考虑到上述缺陷，描述用于对一个或多个压力传感器进行校准和再校准的各种方 面，诸如用于微电子机械系统（MEM巧压力传感器。例如，描述用于对如下压力传感器进行 校准和再校准的压力传感器系统，该压力传感器可w通过对在隔膜或薄膜处由产生的压力 引起的偏转进行覆盖的静电力来激励。系统进一步实现对用于压力传感器的校准或再校准 的压力传感器参数或参数值的自提取。所公开的系统和方法操作为：通过利用基于具有物 理含义的传感器参数实现传感器的校准或再校准的等式来产生简化的物理模型，由此对一 个或多个压力传感器的物理性质进行建模。 例如，压力传感器校准系统可W包括具有电极和薄膜的压力传感器，薄膜根据静 电力产生从第一位置到第二位置的偏转或位移。可W经由偏置部件向用于产生所施加的电 压的电极施加成组或成对的所施加的电压，并由此针对所产生的偏转引发静电力。系统的 测量部件可W通过薄膜根据静电力的位移来确定与在一个或多个压力传感器的电极处的 成组的所施加电压相对应的成组电容值的测量。系统的校准部件可W进一步利用从压力 (例如周围或环境压力）和从一组电容值的测量得到的传感器参数来将压力传感器校准到 目标值。参数部件可W操作为基于由模型部件生成的模型（例如电容桥模型或移动平板模 型等）确定该组传感器参数，该模型部件被配置为在减小的操作范围内对第一薄膜从第一 位置到第二位置的位移进行建模。例如，位移可W通过在传感器的电极处的两维偏转曲线 和压力传感器的实际配置的非线性函数来表征。例如，通过在参数部件中使用的简化传感 器单元模型来使相同传感器单元、不同传感器单元或甚至没有压力灵敏度的其它电容器的 阵列或桥抽象化。下面参考附图进一步描述本公开内容的附加方面和细节。 现在参考图1，图示了用于利用静电力对压力传感器进行校准和再校准的压力传 感器系统100的示例。该系统100可W为其它系统的一部分或者禪合到其它系统，结合地 操作用于对一个或多个传感器进行校准和再校准，该一个或多个传感器诸如用于对压力或 者可量化数量的一个或多个压力进行感测的压力传感器。系统100包括压力传感器102、测 量部件104、校准部件106、一个或多个处理器108W及数据库110。 压力传感器102可W被配置为通过用作换能器并根据压力传感器生成信号而从 诸如流体/气体流动、空气、速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器校准系统，包括：第一压力传感器，包括第一多个电极和第一薄膜，所述第一薄膜被配置为根据静电力产生从第一位置到第二位置的位移；测量部件，被配置为通过所述第一薄膜根据所述静电力的所述位移并且确定对与在所述第一多个电极处的成组的所施加电压相对应的成组的电容值的测量；以及校准部件，被配置为利用第一压力和从所述成组的电容值的测量得到的一组传感器参数来将所述第一压力传感器校准到一组目标值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·哈默施密特，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE