自主校准温度漂移的方法技术

本发明专利技术提供了一种自主校准温度漂移的方法

【技术实现步骤摘要】
自主校准温度漂移的方法、装置及传感芯片


[0001]本专利技术涉及传感芯片自主校准
，具体而言，涉及一种自主校准温度漂移的方法
、
装置及传感芯片
。

技术介绍

[0002]现有各类传感芯片
(
例如加速度计
、
陀螺仪
、
压力计
、
光敏器件等
)
在环境温度变化的影响下，其输出信号会产生所谓温度漂移
。
其他重要的性能指标，也会伴随环境温度的不同而发生变化，例如随机游走
、
零偏不稳定性，甚至灵敏度
、
量程等性能参数
。
这些现象导致传感芯片输出的数据精度下降，使得目前的传感芯片难以应对当前汽车
、
航空航天
、
工业等场景中对传感芯片的精度要求
。
[0003]当前应对传感芯片受温度影响的主要方式有两种
。
第一，在传感芯片出厂前，对传感芯片在其可能面临的各个工作温度中进行所谓全温标定，将传感芯片在各个温度下的性能数据记录
、
建模拟合，并存储在信号处理芯片中作为信号修正的参考
。
第二，在传感芯片的工作环境周围提供加热和制冷装置，从而稳定传感芯片的工作环境，降低温度波动对传感芯片的性能影响
。
[0004]在传感芯片出厂前进行全温标定这种方法，主要有两点不足：首先，是全温标定工序，需要成本高昂的标定设备
(
通常在几百万到数千万不等
)
，同时会消耗大量的标定时间
(
通常每颗传感芯片需要数十小时
)
，这提高了传感芯片的标定测试成本
。
据统计，一些传感芯片在标定测试上耗费的成本，占据整个芯片成本的
50
％，甚至更高
。
第二，传感芯片在出场前的全温标定数据，并不能有效反映传感芯片在整个工作生命周期内的性能变化
。
由于传感芯片的工作服役时间，有时候可以长达数年，出厂前全温标定数据的可信度，会随着传感芯片服役时间的增长逐步下降
。
[0005]而在传感芯片的工作环境周围提供加热制冷装置这种方法，通常需要体积较大
、
结构较为复杂的加热
、
制冷和保温设施，这提高了传感芯片的整体使用成本，也提高了传感芯片所需功耗
。
成本
、
体积和功耗问题，使得在传感芯片周围进行加热制冷装置的方式，只在一些特殊场景得到应用
。
另外这种方法也并未解决传感芯片在整个工作生命周期内的性能变化问题
。
[0006]上述方法难以应对当前市场对于低成本
、
高精度
、
性能长期稳定的传感芯片的需求
。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术提供一种自主校准温度漂移的方法，应用于传感芯片，所述方法包括：周期性地获取传感芯片的当前温度；若所述当前温度小于或等于最大工作温度，则检测是否处于零输入状态；若处于零输入状态，则根据预设时长内采集的所述传感芯片的输出数据确定所述当前温度下的性能参数；控制所述传感芯片的温度升高预设温度值至目标温度；若所述目标温度小于或等于所述最大工作温度，则根据预设时长内采集的所
述传感芯片的输出数据确定所述目标温度下的性能参数；循环执行所述控制所述传感芯片升温以及所述确定所述目标温度下的性能参数的步骤，至所述目标温度大于所述最大工作温度，存储各所述目标温度下所述传感芯片的性能参数
。
[0008]可选地，所述方法还包括：根据实时获取的当前温度对应的性能参数对传感芯片采集数据进行修正，以及输出修正后的采集数据
。
[0009]可选地，所述方法还包括：控制所述传感芯片的温度升高至临近的工作温度点，以及根据所述临近的工作温度点对应的性能参数对传感芯片采集数据进行修正，以及输出修正后的采集数据
。
[0010]可选地，所述传感芯片包括具有温度控制功能的芯片环境管理基板，所述控制所述传感芯片的温度升高预设温度值至目标温度包括：控制所述芯片环境管理基板将所述传感芯片的工作温度升高预设温度值至目标温度
。
[0011]可选地，所述根据预设时长内采集的所述传感芯片的输出数据确定所述当前温度下的性能参数，包括：根据所述预设时长内采集的所述感芯片的输出数据，通过统计方法计算当前温度下的零偏
、
随机游走
、
温度漂移
。
[0012]可选地，所述方法还包括：若在循环执行所述控制所述传感芯片升温以及所述确定所述目标温度下的性能参数的步骤的过程中，检测到所述传感芯片未处于零输入状态，则退出循环且放弃存储各所述目标温度下所述传感芯片的性能参数
。
[0013]可选地，所述性能参数包括：零偏
、
随机游走
、
温度漂移
。
[0014]本专利技术实施例提供一种自主校准温度漂移的装置，所述装置包括：温度获取模块，用于周期性地获取传感芯片的当前温度；输入检测模块，用于若所述当前温度小于或等于最大工作温度，则检测是否处于零输入状态；第一参数确定模块，用于若处于零输入状态，则根据预设时长内采集的所述传感芯片的输出数据确定所述当前温度下的性能参数；升温模块，用于控制所述传感芯片的温度升高预设温度值至目标温度；第二参数确定模块，用于若所述目标温度小于或等于所述最大工作温度，则根据预设时长内采集的所述传感芯片的输出数据确定所述目标温度下的性能参数；循环模块，用于循环执行所述控制所述传感芯片升温以及所述确定所述目标温度下的性能参数的步骤，至所述目标温度大于所述最大工作温度，存储各所述目标温度下所述传感芯片的性能参数
。
[0015]本专利技术实施例提供一种传感芯片，所述传感芯片包括具有温度控制功能的芯片环境管理基板
、
传感晶粒以及控制晶粒；所述芯片环境管理基板
、
所述传感晶粒
、
控制晶粒均封装在所述传感芯片内；所述控制晶粒用于执行上述任一项方法
。
[0016]可选地，所述传感芯片包括多个传感晶粒，各所述传感晶粒均内置具有温度控制功能的环境管理基板
。
[0017]本专利技术实施例提供的自主校准温度漂移的方法
、
装置及传感芯片，传感芯片在生命周期内的任何阶段都可进行自主校准，使其在出厂前无需进行全温标定，极大的降低了传感芯片的标定测试设备投入成本，以及出厂前的时间
、
人力成本；传感芯片通过内置的温度控制功能确定不同工作温度下的性能参数进行校准，极大降低了体积和功耗，简化了传感器的使用过程，降低了部署成本，更好地满足了当前市场对于低成本
、
高精度
、
性能长期稳定的传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自主校准温度漂移的方法，其特征在于，应用于传感芯片，所述方法包括：周期性地获取传感芯片的当前温度；若所述当前温度小于或等于最大工作温度，则检测是否处于零输入状态；若处于零输入状态，则根据预设时长内采集的所述传感芯片的输出数据确定所述当前温度下的性能参数；控制所述传感芯片的温度升高预设温度值至目标温度；若所述目标温度小于或等于所述最大工作温度，则根据预设时长内采集的所述传感芯片的输出数据确定所述目标温度下的性能参数；循环执行所述控制所述传感芯片升温以及所述确定所述目标温度下的性能参数的步骤，至所述目标温度大于所述最大工作温度，存储各所述目标温度下所述传感芯片的性能参数
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据实时获取的当前温度对应的性能参数对传感芯片采集数据进行修正，以及输出修正后的采集数据
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：控制所述传感芯片的温度升高至临近的工作温度点，以及根据预设时长内采集的所述传感芯片的输出数据确定所述临近的工作温度点下的性能参数；根据所述临近的工作温度点对应的性能参数对传感芯片采集数据进行修正，以及输出修正后的采集数据
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的方法，其特征在于，所述传感芯片包括具有温度控制功能的芯片环境管理基板，所述控制所述传感芯片的温度升高预设温度值至目标温度包括：控制所述芯片环境管理基板将所述传感芯片的工作温度升高预设温度值至目标温度
。5.
根据权利要求1‑3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据预设时长内采集的所述传感芯片的输出数据确定所述当前温度下的性能参数，包括：根据所述预设时长内采集的所述感芯片的输出数据，通过统计方法计算当前温度下的零偏
、
随机游走
、
温度漂移
。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：彭天放，乔昱阳，夏阳，李秧，
申请(专利权)人：北京细胞膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：