压电基底器件及其自校准方法和系统、以及监控系统技术方案

本公开披露一种压电基底器件及其自校准方法和系统、以及监控系统，该方法包括：关闭被测压电基底器件的应用电路，触发预设的横跨器件的校准电压，获取所述被测压电基底器件的随时间变化的压电波动衰减曲线；将所述压电波动衰减曲线与所述被测压电基底器件出厂时的压电波动衰减曲线进行比较，计算当前相对于新出厂时的压电波动衰减偏离度；根据所述偏离度的百分比、以及内置自校准软件预设的具有器件特异性的校准阈值，判断是否需要进行自校准修正，并在需要进行自校准时启动自我补偿程序，修正被测压电器件的灵敏度。通过实施本公开的技术方案，可延长压电基底器件的使用寿命，同时提高准确性，至少部分解决现有技术中存在的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
压电基底器件及其自校准方法和系统、以及监控系统


[0001]本公开涉及半导体器件
，尤其涉及一种压电基底器件及其自校准方法和系统、以及监控系统。

技术介绍

[0002]目前，具有压电特性的材料广泛用于现代监测场景中，例如压电加速度传感器是用于测量振动的主要传感器。但是，在使用过程中由于压电元件的老化、硬化等原因，导致压电器件的灵敏度发生漂移，致使其长期稳定性较差，因而需要经常进行校准。
[0003]然而迄今为止，对压电器件还没有比较实用的校准方法，业内通常的做法是，一旦压电元件的灵敏度发生漂移，性能不稳定，就直接更换元器件。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开提供一种压电基底器件及其自校准方法和系统、以及监控系统，可延长压电基底器件的使用寿命，同时提高准确性，至少部分解决现有技术中存在的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本公开披露一种压电基底器件的自校准方法，该方法包括：关闭被测压电基底器件的应用电路，触发预设的横跨器件的校准电压，获取所述被测压电基底器件的随时间变化的压电波动衰减曲线；将所述压电波动衰减曲线与所述被测压电基底器件出厂时的压电波动衰减曲线进行比较，计算当前相对于新出厂时的压电波动衰减偏离度；根据所述偏离度的百分比、以及内置自校准软件预设的具有器件特异性的校准阈值，判断是否需要进行自校准修正，并在需要进行自校准时启动自我补偿程序，修正被测压电器件的灵敏度。
[0006]作为一种可选的实现方式，所述判断是否需要进行自校准修正进一步包括：
[0007]当所述偏离度超过预设的校准阈值时，被测压电基底器件的检测特性下降，灵敏度降低，则启动自我补偿程序，根据所述偏离度的大小，对所述被测压电基底器件的信号发射性能或检测特性进行适应性提高；
[0008]当所述偏离度未超过预设的校准阈值时，不必对所述被测压电基底器件进行修正，完成本次自校准。
[0009]作为一种可选的实现方式，所述偏离度在2％-5％之间，则启动自我补偿程序进行校准修正；若所述偏离度小于2％则不需要补偿修正。
[0010]作为一种可选的实现方式，所述压电基底器件包括各种由GaN、GaAs、石英晶体、PZT材料作为基底制造的检测或探测器件；其中，所述压电基底器件至少包括雷达部件、红外成像部件、应力传感器、流量传感器、压强传感器、扭矩传感器、超声传感器、振动传感器、加速度传感器、倾角传感器、音叉陀螺仪、气体传感器、化学物质传感器、生物传感器、粘滞度传感器、密度传感器、刻蚀传感器、酸碱传感器、PM2.5石英粉尘传感器、石英微天平、温度传感器、陀螺仪及光学感应器中的一种或以上。
[0011]作为一种可选的实现方式，所述启动自我补偿程序，修正所述被测压电基底器件
的灵敏度，进一步包括：根据所述偏离度的大小，计算对应的修正值，并根据所述修正值对所述被测压电基底器件进行校准。
[0012]作为一种可选的实现方式，所述在需要进行自校准时启动自我补偿程序，修正被测压电器件的灵敏度进一步包括：
[0013]所述压电基底器件为GaN雷达时，所述偏离度达到或高于2％时，将所述GaN雷达的射频信号提高3％或以上，或者将所述GaN雷达的功率放大电路的输出功率提高3％或以上；
[0014]所述压电基底器件为GaN红外装置时，所述偏离度达到或高于5％时，将所述GaN红外装置的红外信号检测能力提高10％或以上；
[0015]所述压电基底器件为SiO2石英微天平时，所述偏离度达到或高于5％时，压电特性下降5％，将所述SiO2石英微天平的微量物质称重检测能力提高20％或以上。
[0016]作为一种可选的实现方式，所述校准电压为瞬间脉冲电压，且所述校准电压的取值范围为0.1-500伏特；所述压电基底器件出厂时的灵敏度曲线，为出厂时测得的其压电波动随时间的衰减曲线。
[0017]相应地，为实现上述方法，本公开还披露一种压电基底器件的自校准系统，该系统包括：
[0018]校准激发电路，与被测压电基底器件连接，用于产生自校准电压；
[0019]校准信号检测电路，与所述校准激发电路并联；
[0020]第一开关电路，设置于所述被测压电基底器件与其应用电路的连接电路上；
[0021]第二开关电路，设置于所述被测压电基底器件与所述校准激发电路、校准信号检测电路的连接电路上；
[0022]自校准控制电路，内置自校准软件，用于通过校准信号控制所述第一开关电路、所述第二开关电路，触发自校准程序的启动与停止。
[0023]另外，本公开还披露一种自校准压电基底器件，包括：
[0024]压电基底监测模块；
[0025]应用电路，与所述压电基底监测模块可控连接，所述应用电路包括电源电路和振荡电路；
[0026]前述任一种自校准系统，与所述压电基底监测模块可控连接。
[0027]此外，本公开还披露一种监控系统，其该系统包括本地监测装置和远程监控装置，其中：
[0028]所述本地监测装置进一步包括：前述任一种压电基底器件的自校准系统；
[0029]所述远程监控装置进一步包括：用于接收监测信号的接收器、用于处理监测信号的处理器、用于显示处理结果的显示器、以及用于存储监测信号和处理结果数据的存储器。
[0030]与现有技术相比，本公开披露的压电基底器件及其自校准方法和系统、以及监控系统具有以下技术效果：
[0031]本公开实施例通过自校准系统，触发自校准电路，针对采用不同压电材料作为基底的器件进行校准，并通过设置特异化的补偿修正值，提升被测压电基底器件的灵敏度。因此，通过实施本公开的技术方案，不仅可延长元器件的使用寿命，提高系统准确性，还能够减少后勤维护成本，降低系统全寿命周期使用成本。
[0032]本公开披露的压电基底器件及其自校准方法和系统、以及监控系统的更进一步的
有益效果，在下文中展开阐述。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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它的附图。
[0034]图1本公开实施例披露的压电基底器件的自校准方法流程示意图；
[0035]图2本公开实施例披露的校准触发的压电波动衰减曲线示意图；
[0036]图3本公开实施例披露的压电基底器件的自校准系统组成示意图；
[0037]图4本公开实施例披露的压电基底器件的自校准电路及应用系统的示意图；
[0038]图5本公开实施例披露的压电基底器件的组成示意图；
[0039]图6本公开实施例披露的监控系统的组成示意图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0041]需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电基底器件的自校准方法，其特征在于，包括：关闭被测压电基底器件的应用电路，触发预设的横跨器件的校准电压，获取所述被测压电基底器件的随时间变化的压电波动衰减曲线；将所述压电波动衰减曲线与所述被测压电基底器件出厂时的压电波动衰减曲线进行比较，计算当前相对于新出厂时的压电波动衰减偏离度；根据所述偏离度的百分比、以及内置自校准软件预设的具有器件特异性的校准阈值，判断是否需要进行自校准修正，并在需要进行自校准修正时启动自我补偿程序，修正被测压电器件的灵敏度。2.根据权利要求1所述的压电基底器件的自校准方法，其特征在于，所述判断是否需要进行自校准修正，进一步包括：当所述偏离度超过预设的校准阈值时，被测压电基底器件的检测特性下降，灵敏度降低，则启动自我补偿程序，根据所述偏离度的大小，对所述被测压电基底器件的信号发射性能或检测特性进行适应性提高；当所述偏离度未超过预设的校准阈值时，不必对所述被测压电基底器件进行修正，完成本次自校准。3.根据权利要求2所述的压电基底器件的自校准方法，其特征在于，所述偏离度在2％-5％之间，则启动自我补偿程序进行校准修正；若所述偏离度小于2％则不需要补偿修正。4.根据权利要求1所述的压电器件的自校准方法，其特征在于，所述压电基底器件包括各种由GaN、GaAs、石英晶体、PZT材料作为基底制造的检测或探测器件；其中，所述压电基底器件至少包括雷达部件、红外成像部件、应力传感器、流量传感器、压强传感器、扭矩传感器、超声传感器、振动传感器、加速度传感器、倾角传感器、音叉陀螺仪、气体传感器、化学物质传感器、生物传感器、粘滞度传感器、密度传感器、刻蚀传感器、酸碱传感器、PM2.5石英粉尘传感器、石英微天平、温度传感器、陀螺仪及光学感应器中的一种或以上。5.根据权利要求1至4任一项所述的压电基底器件的自校准方法，其特征在于，所述启动自我补偿程序，修正所述被测压电基底器件的灵敏度，进一步包括：根据所述偏离度的大小，计算对应的修正值，并根据所述修正值对所述被测压电基底器件进行校准。6.根据权利要求5所述的压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯，
申请(专利权)人：北京致感致联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：