用于电容式压力传感器的输出规格校准设备制造技术

本发明专利技术提供了一种用于电容式压力传感器的输出规格校准设备。该输出规格校准设备使得能够在出厂时以软件方式调节电容式压力传感器的非线性度、偏移和增益。因此，容易地调节电容式压力传感器的输出规格并由此满足客户的各种需求是可行的。

【技术实现步骤摘要】
用于电容式压力传感器的输出规格校准设备
以下说明涉及压力测量技术，尤其涉及用于电容式压力传感器的输出规格校准设备。
技术介绍
压力传感器将由于所施加的压力导致的机械挠曲转换成电信号，并且通过测量输出的电信号来获得压力的测量。(2001年5月15日公开的)韩国专利公开10-2001-0039983公开了一种电容式压力传感器，其中该电容式压力传感器将机械挠曲转换成电容，并且通过测量电容的变化来测量压力。电容式压力传感器关于所施加的压力具有非线性特性，并且对温度敏感。因而，为了满足客户针对电容式压力传感器的输出规格的各种要求，需要在出厂时根据各用户的需求来调节输出规格。因而，已经对用于电容式压力传感器的输出规格校准设备进行了研究，以求满足电容式压力传感器的各种期望的输出规格。_4] 现有技术文献_5] 专利文献韩国专利公开10-2001-0039983
技术实现思路
以下说明涉及一种用于电容式压力传感器的输出规格校准设备，该输出规格校准设备使得能够在出厂时校准电容式压力传感器的输出规格，以求满足客户对于输出规格的各种需求。以下说明还涉及一种用于电容式压力传感器的输出规格校准设备，该输出规格校准设备使得能够以软件方式容易地校准电容式压力传感器的输出规格。在一个总体方面中，提供一种用于电容式压力传感器的输出规格校准设备，该设备包括:输出控制电路，其被配置为将由所述电容式压力传感器的主电极形成的电容Cp的电容变化和由所述电容式压力传感器的参考电极形成的电容(；的电容变化转换成输出电压并且输出所述输出电压；输出规格校准兀件，其被配置为包括至少一个输出规格偏移校准元件、输出规格非线性度调节元件、输出规格增益调节元件和输出规格温度补偿元件，每个元件用于调节所述输出控制电路的输出的规格；设置单元，其被配置为设置所述输出规格偏移校准元件、所述输出规格非线性度调节元件和所述输出规格增益调节元件的电气属性值；外部输入接口，其被配置为连接至用于设置所述输出规格偏移校准元件、所述输出规格非线性度调节元件和所述输出规格增益调节元件的电气属性值的外部端子；以及温度补偿电路，其被配置为设置所述输出规格温度补偿元件的电气属性值。输出控制电路可被配置为包括:开关单元，用于控制由所述主电极形成的电容Cp的充放电操作和由所述参考电极形成的电容(；的充放电操作；积分器，用于接收从所述电容Cp和所述电容(；释放的电流，输出所接收到的电流作为输出电压，并且连续对误差校正信号进行积分直到误差达到零为止；电力输入单元，用于向所述电容Cp和所述电容(；供给恒定的电力；以及反馈单元，用于放大来自所述积分器的输出电压，并且将放大后的输出电压反馈回所述电容Cp、所述电容(；和所述电力输入单元。输出规格偏移校准元件可被配置为包括两个可变电阻器Runl和Run2，所述两个可变电阻器Runl和Run2串联连接在电力输入V+和地之间，从串联连接触点分叉，并且连接至所述电力输入单元的输入端子以对输入电压偏移进行校准。设置单元可被配置为将两个可变电阻器Runl和Run2的电阻设置为电气属性值。输出规格增益调节元件可被配置为包括可变电阻器R0F，所述可变电阻器ROF连接至用于放大来自所述积分器的输出电压的放大器的反相输入端子和所述放大器的输出端子，以调节所述放大器的增益。设置单元可被配置为将可变电阻器ROF的电阻设置为电气属性值。输出规格温度补偿元件可被配置为包括可变电阻器R0I，所述可变电阻器ROI连接至放大器的反相输入端子和所述积分器的输出端子，以补偿由于温度变化所导致的所述放大器的输出电压的变化。温度补偿电路可被配置为将可变电阻器ROI的电阻设置为电气属性值。输出规格非线性度调节元件可被配置为包括可变电阻器RUnF，可变电阻器Runp连接至所述反馈单元的输出端子和所述电力输入单元的输入端子两者，并且将由所述电容式压力传感器的主电极形成的电容Cp和由所述参考电极形成的电容Cp的电容对连接在所述反馈单元的输出端子和所述可变电阻器RUnF之间，以改善所述电容式压力传感器的非线性度。设置单元可被配置为将可变电阻器Runp的电阻设置为电气属性值。通过以下的详细说明书、附图和权利要求，本专利技术的其它特征和方面将变得明显。【附图说明】图1和图2是示出电容式压力传感器的示例的图。图3A是示出根据本专利技术的示例性实施例的用于电容式压力传感器的输出规格校准设备的结构的框图。图3B是示出图3A所示的输出规格校准设备的偏移校准元件的结构的框图。图3C是示出图3A所示的输出规格校准设备的输出规格非线性度调节元件的结构的框图。图4是根据本专利技术的示例性实施例的用于电容式压力传感器的输出规格校准设备的输出控制电路的控制的切换时序图。图5A是示出根据本专利技术的示例性实施例在用于电容式压力传感器的输出规格校准设备的偏移校准之前和之后输出规格相对于压力变化的图。图5B是示出根据本专利技术的示例性实施例在用于电容式压力传感器的输出规格校准设备的偏移校准之前和之后输出规格相对于时间的图。图6A是示出根据本专利技术的示例性实施例的用于电容式压力传感器的输出规格校准设备的温度补偿电路的结构的框图。图6B是示出通过输出控制电路根据温度进行电压补偿前后的输出电压的图。图6C是示出通过使用用于电容式压力传感器的输出规格校准设备的针对温度的输出补偿前后输出规格相对于温度变化的图。在全部附图和详细说明中，除非另外说明，否则相同的附图标记将被理解为指代相同的元件、特征和结构。为了清楚、例示和方便，可以放大这些元件的相对大小和绘图。【具体实施方式】以下说明是为了辅助读者获得对这里所述的方法、设备和/或系统的全面理解而提供的。因此，将向本领域的普通技术人员示教这里所述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物。此外，为了更清楚和简洁，可以省略对已知功能和结构的说明。图1和2是示出电容式压力传感器的示例的图。电容式压力传感器100可以包括介电基板110和电极图案120,以将机械挠曲输出转换成静电电容。在介电基板110处因压力而发生机械挠曲。形成于介电基板110的一个表面上的电极图案120包括主电极121和参考电极122，并且电极图案120经由引线单元(未示出)与输出规格校准设备相连接。主电极121和参考电极122可以与耦接在介电基板110的另一表面上的导电板协作，以分别形成电容Cp和电容(；。响应于因施加在介电基板110上的压力而导致的机械挠曲发生，介电基板110上主电极121与参考电极122之间的间隙变化，并且电容Cp和(；各自也变化。输出规格校准设备将电容Cp和电容(；的电容变化转换成电信号，其中，利用这些电信号可以测量介电基板110上的压力。图3A是示出根据本专利技术的示例性实施例的用于电容式压力传感器的输出规格校准设备的结构的框图。如图3A所示，输出规格校准设备包括输出控制电路200、一个或多个输出规格偏移校准元件300、输出规格非线性度调节元件310、输出规格增益调节元件320、输出规格温度补偿元件330、设置单元400、外部输入接口 500和温度补偿电路600。输出控制电路200将由主电极形成的电容Cp和由参考电极形成的电容(；的电容变化转换成输出电压并且输出该输出电压。输出规格偏移校准元件300、输出规格非线性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电容式压力传感器的输出规格校准设备，所述输出规格校准设备包括：输出控制电路，其被配置为将由所述电容式压力传感器的主电极形成的电容Cp的电容变化以及由所述电容式压力传感器的参考电极形成的电容Cr的电容变化转换成输出电压并且输出所述输出电压；输出规格校准元件，其被配置为包括至少一个输出规格偏移校准元件、输出规格非线性度调节元件、输出规格增益调节元件和输出规格温度补偿元件，每个元件被配置为调节所述输出控制电路的输出的规格；设置单元，其被配置为设置所述输出规格偏移校准元件、所述输出规格非线性度调节元件和所述输出规格增益调节元件的电气属性值；外部输入接口，其被配置为连接至用于设置所述输出规格偏移校准元件、所述输出规格非线性度调节元件和所述输出规格增益调节元件的电气属性值的外部端子；以及温度补偿电路，其被配置为设置所述输出规格温度补偿元件的电气属性值。

【技术特征摘要】
2013.01.11 KR 10-2013-0003543;2013.01.09 US 13/7371.一种用于电容式压力传感器的输出规格校准设备，所述输出规格校准设备包括: 输出控制电路，其被配置为将由所述电容式压力传感器的主电极形成的电容Cp的电容变化以及由所述电容式压力传感器的参考电极形成的电容(；的电容变化转换成输出电压并且输出所述输出电压； 输出规格校准兀件，其被配置为包括至少一个输出规格偏移校准兀件、输出规格非线性度调节元件、输出规格增益调节元件和输出规格温度补偿元件，每个元件被配置为调节所述输出控制电路的输出的规格； 设置单元，其被配置为设置所述输出规格偏移校准元件、所述输出规格非线性度调节元件和所述输出规格增益调节元件的电气属性值； 外部输入接口，其被配置为连接至用于设置所述输出规格偏移校准元件、所述输出规格非线性度调节元件和所述输出规格增益调节元件的电气属性值的外部端子；以及温度补偿电路，其被配置为设置所述输出规格温度补偿元件的电气属性值。2.根据权利要求1所述的输出规格校准设备，其中，所述输出控制电路被配置为包括: 开关单元，其被配置为控制由所述主电极形成的所述电容Cp的充放电操作和由所述参考电极形成的所述电容(；的充放电操作； 积分器，其被配置为接收从所述电容Cp和所述电容(；释放的电流，输出所接收到的电流作为输出电压，并且连续对误差校正信号进行积分直到误差达到零为止； 电力输入单元，其被配置为向所述电容Cp和所述电容Cr供应恒定的电力；以及反馈单元，其被配置为放大来自所述积分器的输出电压，并且将放大后的输出电压反馈回至所述电容cp、所述电容(；和所述电力输入单元。3.根据权利要求2所述的输出规格校...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴景满，李康尹，
申请(专利权)人：吾土产业株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR