校准测量传感器的方法技术

一种对包括换能器的角度传感器进行校准的方法，所述换能器用于按照具有易于根据外部条件发生漂移的系数（ＯＢ１）的第一预定函数ｆ１（ＶＳ１＝ｃｏｓ（２Φ）＋ＯＢ１）将物理量（Φ）的位于整个变化范围内的实际值转换成电信号（ＶＳ１），所述方法包括：测量所述物理量的在整个变化范围内的和在至少两个外部条件值的情况下的已知值的第一测量步骤；确定校正参数集的步骤，所述校正参数集允许根据外部条件考虑传感器的漂移；以及测量所述物理量的已知附加值的第二测量步骤，所述物理量的已知附加值在有限变化范围内和在至少两个外部条件值的情况下被选择；该方法包括：为了根据由所述换能器产生的信号和根据预定函数来根据被减少校正系数（ＯＢＰ１）的信号确定所述物理量的测量值而根据所述第二测量步骤的测量结果来调节校正参数的调节步骤，所述校正系数根据第二预定函数ｆ２（ＯＢＰ１＝ＴＣＯ１．Ｔ＋ＳＯ１）随所述外部条件变化，所述第二预定函数ｆ２包括至少一个校正参数，其中，为了实现所述调节步骤，要调节的校正参数是（在第二函数中）与所述外部条件（Ｔ）相关联的第二预定函数的校正参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对测量在整个变化范围内的物理量的传感器进行校准的方法，所 述方法包括-第一测量步骤，用于确定与所述物理量的分布在整个变化范围内的和在外部条 件的至少两个值的情况下的第一组已知值相关联的第一组测量值；-根据第一组测量值来确定校正参数集的步骤，所述校正参数集允许根据外部条 件考虑传感器的漂移。
技术介绍
这种校准方法众所周知可用于市面上所有类型的传感器。这种校准方法允许校正 对外部测量条件(例如温度、气压、含水量等)敏感的传感器的任何漂移。因此，例如，为了校准静磁型角度传感器，选择要测量的量(在此是角度)的第一 组已知值，优选为分布在要测量的量的整个可能的变化范围(例如0-180°的范围)上的 值。为了在0-180°的范围上校准传感器，选择已知的角度值，例如30°、90°和150°的角 度。接着，选择至少两个不同的测量条件，例如首先是环境温度并且其次是传感器的最高工 作温度，如传感器制造商所推荐的那样。接着，确定与已知角度值和与所选择的温度值相关 联的第一组测量值。最后，根据制造商推荐的关系式确定校正参数集。在该实例中，针对三 个不同角度和两个不同温度进行的测量使得能够确定多达六个校正参数。在校准之后，传感器适于以制造商指定的总精度，在物理量的整个可能的变化范 围上和在外部条件的整个可能的变化范围上测量所述物理量。通过在有限范围上的校准，传感器的精度通常在物理量的有限的变化范围上得到 提高。但是这种在有限范围上的校准导致传感器在该有限范围以外的精度降低。换言之， 根据公知的校准方法，传感器在有限的测量范围上的性能的提高使传感器在要测量的物理 量的全部的可能的变化范围上的性能降低。
技术实现思路
本专利技术旨在一种并没有公知的校准方法的缺陷的传感器校准方法。为此，根据本专利技术的方法(还符合如上所述的现有方法)的特征在于该方法还包 括-第二测量步骤，用于确定与物理量的已知附加值相关联的附加测量值，所述物理 量的已知附加值在包含在整个变化范围内的有限变化范围内和在至少两个外部条件值的 情况下被选择；以及-根据第二测量步骤的测量结果来调节之前确定的校正参数的步骤。因此，在校准了传感器之后，如在现有方法中那样，在要测量的量的整个可能的变 化范围上，根据本专利技术的方法考虑到基于在要测量的量的有限的可能的变化范围上的附加 测量来调节传感器的校正参数之一。因此，根据本专利技术，在有限的变化范围上局部提高传感器的精度。此外，通过调节有限数目的校正参数(例如一个或两个参数)，在有限范围以外 的传感器精度不会或者几乎不会降低。用于校准的一个或更多附加值的选择以及要调节的一个或更多参数的选择取决 于传感器的工艺、所述一个或更多参数对传感器精度的影响以及在其上期望提高传感器精 度的有限范围。在包括换能器的传感器的实例中，所述换能器用于根据具有易于根据外部条件发 生漂移的系数OBl的第一预定函数Π将物理量Φ的实际值转换成电信号VS1，例如可选择 所述物理量的已知附加值，使得所述物理量在所述已知附加值周围的小变化都引起由换能 器所递送的相关联的电信号的大变化VSl = cos (2 Φ)+OBl(Π)在包括如上所述的换能器和计算装置的传感器的实例中，所述计算装置用于根据 被减小校正系数OBPl的电信号(所述校正系数OBPl根据第二预定函数f2随着外部条件而 变化，所述第二预定函数f2包括至少一个校正参数)来(根据由换能器产生的电信号VSl 和根据预定函数)确定物理量的测量值，要调节的校正参数例如是(在第二函数中)与外 部条件T相关联的第二预定函数的校正参数OBPl = TC01XT+S01(f2)具体实施例方式通过阅读随后对以下实例的描述，将更好地理解本专利技术且其它特征和优点也将变 得显而易见，所述实例示出根据本专利技术的方法如何被实施用于对静磁型角度传感器、诸如 NXP公司所售的KMA 200 传感器进行校准。该传感器尤其是包括-第一换能器，用于根据下式将要测量的角度Φ转换成第一电信号VSlVSl = cos (2 Φ)+OBl ；-第二换能器，用于根据下式将要测量的角度Φ转换成第二电信号VS2VS2 = sin(2<ji)+0B2。系数OBl、0B2对应于换能器产生的偏移，并且需要从VSl和VS2中减去系数OBl 和0B2的估计值。为此，传感器还包括计算装置，用于根据以下关系式来确定要测量的角度Φ的测量值Γ , ι , fra-ospnφ = -arctara-2 \VS2-OBP2j其中，OBPl= TCO1. T+S01 而 0BP2 = TC02. T+S02,也就是丄 1 ( VS\-(TCO\xT + SO\)\φ = -arctan -)--\2 \VS2-{TC02xT + SOl))其中，TCOl、SOU TC02和S02是第一换能器的温度漂移的校正参数和第二换能器 的温度漂移的校正参数。本专利申请的包括如在现有技术中所述的第一测量步骤和确定步骤的公知的校准使得能够对传感器进行校准，即在要测量的角度Φ的整个可能的变化范围上和针对易 于在预定范围内变化的温度来确定校正参数TC01、SOI、TC02和S02的最佳值，以便获得制 造商给定的总的精度。在本专利技术的范围内，公知方法通过以下步骤得到完善-第二测量步骤，用于确定与所述物理量的已知附加值相关联的附加测量值，所述 物理量的已知附加值在(小于整个变化范围的)有限的变化范围内和在至少两个外部条件 值的情况下被选择；以及-根据第二测量步骤的测量结果来调节之前确定的校正参数的步骤。在角度传感器的实例中，第二测量步骤和调节步骤允许调节校正参数TC01、SOU TC02或S02之一的值，以便提高传感器在有限的变化范围上的精度。为了实现第二测量步骤，例如选择接近Φ.45°的附加角度值，其中Φ是常数， 也就是选择接近0、45°、90°、135°等的值。因此，要测量的物理量(在此是角度Φ)在 所述已知附加值周围的小变化都引起由第一换能器或第二换能器所递送的相关联的电信 号的大变化。该45°的区间是由于正弦和余弦函数每隔45°互相抵消(因为这些函数用 sin(2 Φ)或cos (2 Φ)表示)。由于偏移OBl和0Β2在针对这种类型的传感器的整个角度 测量范围上相对地恒定，所以电信号遭受相对大的变化。接着，根据所选择的附加值和为了实现调节步骤，如果Φ是奇数则选择TCOl为要 调节的校正参数，或者如果Φ是偶数则选择TC02为要调节的校正参数。换言之，根据所选 择的附加角度值，被选择来要调节的参数是对最终结果做出最大贡献的参数。在实践中，通过利用KMA 200 传感器来实施根据本专利技术的方法，可能获得以下结 果-在0-180°的角度范围上针对25°C和130°C的两种温度的公知的校准允许获得 在整个0-180°的范围上的总的精度为0.87°的传感器；-根据本专利技术的通过针对10°的角度和25°C以及130°C的两种温度的附加测量的 方法允许调节(与正弦函数相关联的)参数TC02，以便在0-45°的范围上获得约为0.48° 的精度，同时在45-180°的范围上维持为1°的精度。实验还表明-选择等于Φ.45°的附加角度值或非常接近Φ. 45°的附加角度值并不合理这 种选择允许传感器在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对包括换能器的角度传感器进行校准的方法，所述换能器用于根据第一预定函数ｆ１（ＶＳ１＝ｃｏｓ（２φ）＋ＯＢ１）将物理量（φ）的位于整个变化范围内的实际值转换成电信号（ＶＳ１），所述第一预定函数ｆ１（ＶＳ１＝ｃｏｓ（２φ）＋ＯＢ１）具有易于根据外部条件发生漂移的系数（ＯＢ１），所述方法包括：－测量所述物理量的分布在所述整个变化范围内和在至少两个外部条件值的情况下的已知值的第一测量步骤，－根据第一组测量值来确定校正参数集的步骤，所述校正参数集允许根据外部条件考虑所述传感器的漂移，以及－测量所述物理量的已知附加值的第二测量步骤，所述物理量的已知附加值在包含在所述整个变化范围内的有限变化范围内和在至少两个外部条件值的情况下被选择，所述方法的特征在于所述方法还包括：－根据所述第二测量步骤的测量结果来调节之前确定的校正参数的调节步骤，其包括用于根据由所述换能器产生的电信号（ＶＳ１）和根据预定函数来根据被减小校正系数（ＯＢＰ１）的电信号确定所述物理量的测量值的计算装置，所述校正系数（ＯＢＰ１）根据第二预定函数ｆ２（ＯＢＰ１＝ＴＣＯ１．Ｔ＋ＳＯ１）随所述外部条件而变化，所述第二预定函数ｆ２（ＯＢＰ１＝ＴＣＯ１．Ｔ＋ＳＯ１）包括至少一个校正参数，其中，为了实现所述调节步骤，要调节的校正参数是在第二函数中与所述外部条件（Ｔ）相关联的第二预定函数的校正参数。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M博纳托，L布龙，
申请(专利权)人：法国欧陆汽车公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]