自校正电子传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种温度感应电路，所述温度感应电路提供低功耗温度感应系统。所述温度感应电路通过分析电路装置电气响应特性的变化来提供一种确定温度的数字方法。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电子传感器领域。
技术介绍
电子传感器被广泛应用于对影响装置或系统性能的物理参数进行监控，或收集关于装置或系统性能的信息。电感器测量经常被用于确定特定装置或系统的组件或子系统的运行能否被调整以改善或校正其性能。测量温度的传感器在具有电子电器组件的装置和系统中尤其有用。温度可能经常影响电子电器组件的性能。例如，温度可能影响振荡器频率或电池总的电流消耗。温度测量对于确定电子电器组件是否受到温度影响是很有用处的。在很多例子中，温度测量能够用于调整电子电器组件的性能以维持所需运行特征。然而，传统可获得的电子温度传感器很复杂，并且需要相对较高的电能来使它们运行起来。例如，一种测量温度的通用电学方法需要精确模拟电压参考和包括多个精确放大器或比较器的基于模数转换(A/D)的电路。这种基于模数转换(A/D)的传感器需要能够分散相对大量电能的相对高数量的模拟电路。此外，精密设计的模拟电路通常对制造过程中的变量都很敏感。
技术实现思路
本公开提供了一种使用相对较少模拟组件的电子传感器。带有较少模拟组件的电路消耗电能较少并且散发热量较少。本公开因此对于避免现有技术传感器的各种缺陷是有利的。例如，电子传感器如何工作或其与周边环境如何交互可能对传感器所监控的物理参数产生不利影响。因此，总的来说，散发大量热量的温度传感器可能会对电路产生不利影响。先前可得的用于监控带有连续时间变化值的物理参数或特性的电子传感器通常会很复杂。例如，先前可得的基于模数转换的传感器具有较多的模拟组件数量，并且会耗散相对大量的能量，该能量会导致传感器和其周边工作温度的升高。所述先前可用的传感器的所需模拟组件必须进行精确配置，这使得它们对制造过程中的变量变得敏感。此外，先前可用的所有类型的电子传感器，包括电子温度传感器，需要利用反馈结构来补偿温度效应。在反馈回路达到一稳定状态并且温度测量收敛于一稳定值之前，由这种电子温度传感器所提供的温度测量通常都是不够精确的。本公开描述了实质上对所述电子传感器的组件进行温度效应感应和补偿的电子传感器的多个实例。所述电子传感器可以提供温度补偿输出。在一个实例中，所述电子传感器提供工作温度指示。在一个实例中，所述电子传感器校正了一用于感应温度指示的传感器输出。在一个实例中，所述电子传感器没有利用经过计算的温度测量结果来校正工作过程中电子传感器组件的温度效应。在一个实例中，当电子传感器在工作过程中对温度效应进行补偿时，其他物理参数的测量可以通过相同的基本测量配置来实现。其他可以被测量的物理参数包括，但不限于，温度、电压、电流、频率、湿度、压力、高度，和磁场。这里所述电子传感器的各个实例可以特别用于单独或共同提供多种物理参数。这里所述电子传感器的多个实例能够全部或部分集成到一单块半导体芯片上。有些实例将会相对简单，具有相对较少的组件数量，并且会发散相对较少的能量。有些实例， 将会占用相对较少的芯片面积，在生产过程中的测试将会相对容易，可更便捷的应用到新的数字电路制造流程中，并且将会对半导体制造过程中的批量变量不再敏感。附图说明图1是对带有显示器的功率计的图示； 图2是对电子传感器系统的图示；图3是电子传感器的方框图； 图4A是电压偏置电路的原理图； 图4B是另一电压偏置电路的原理图； 图4C是另一电压偏置电路的原理图5是作为电压控制振荡器(VCO)运行的环形振荡器的原理图6A是设置用于提供代表温度测量的数字值的电子传感器方框图6B是一种可能的测量温度的方法的流程图，紧接着或利用图6A所示的电子传感器；图6C是包含在图6A所示电子传感器中的VCO输出响应实例的说明图； 图6D是包含在图6A所示电子传感器中的数字温度计算电路的方框图； 图7A是设置用于提供代表电压测量的数字值的电子传感器方框图； 图7B是说明一种可能的测量电压的方法的流程图，紧接着或利用图7A所示的电子传感器；图7C是包含在图7A所示电子传感器中的VCO输出响应实例的说明图； 图7D是包含在图7A所示电子传感器中的数字电压计算电路的方框图； 图8是设置用于提供代表温度和电压测量的数字值的电子传感器系统原理图。具体实施例方式本公开描述了实质上对所述电子传感器的组件进行温度效应感应和补偿的电子传感器。例如，所述电子传感器提供温度补偿输出。例如，所述电子传感器提供工作温度指示。例如，所述电子传感器校正了一用于感应温度指示的传感器输出。例如，所述电子传感器没有利用经过计算的温度测量结果来校正工作过程中电子传感器组件的温度效应。当电子传感器在工作过程中对温度效应进行补偿时，其他物理参数的测量可以通过相同的基本测量配置来实现。其他可以被测量的物理参数包括，但不限于，温度、电压、电流、频率、湿度、压力、高度，和磁场。当在工作过程中对温度效应进行自我校正时，这里所述的多个电子传感器被设置用于单独或共同输出多种物理参数指示。这里所述的多个电子传感器能够全部或部分集成到一单块半导体芯片上。图1说明了一带有显示器51和控制器55的功率计50，所述控制器为例如，按钮、 旋钮、输入、输出，或类似物。在工作过程中，所述功率计50的工作温度会波动。温度的波动会影响功率计50的性能。一电子传感器100包含在功率计50中。在一个实例中，所述功率计50与电子传感器100进行通信。在工作过程中，电子传感器100提供温度补偿测量给功率计50。功率计50的操作能够被调整以响应由温度补偿测量所提供的信息。图2是对电子传感器系统10的图。所述系统10包括一电子传感器100，仅仅是作为说明实例，电池组20、控制系统30和电子设备40。所述系统10是简化的可能在不同应用中所使用的系统类型，例如，但不限于，蜂窝电话、混合动力车、电动车、便携和固定设备， 以及移动和固定计算机。所述电池组20包括三块电池21、23、25和外壳27。每一块电池21、23、25分别具有相应的电器连接21a、23a、25a。所述电池21、23、25被封装在外壳27中。所述电子传感器100粘附在或仅仅放置于接近外壳27的位置。所述电子传感器100选择性地连接到电器连接21a、23a、25a。所述电子传感器100也与控制器系统30相连接。所述控制器系统 30通过控制连接35与电子设备40相连。在工作过程中，所述电池21、23、25温度可能会升高，这反过来会使得外壳27的外部温度升高。如果控制系统30和电子设备40过于靠近外壳27，温度的升高会影响到控制系统30和电子设备40。所述传感器100感应温度，而没有必要直接测量它，并且提供与温度、电池电压或电流相关的温度校正感应值给控制系统30，该系统根据外壳27外壁的温度进行校正。下述具体实例对电子传感器100的工作实例进行了详细描述。图3是电子传感器100的一实例的方框图，所述电子传感器100构造用于测量物理参数，例如，温度或电压。该电子传感器包括电压偏置电路101、电压控制振荡器(VCO) 111、数字频率传感器121，和数字物理参数计算器131。图3所示的电子传感器100选择性地包括一可选电压转换器141。所述电压偏置电路100提供至少两个精确电压参考电平V1和V2,它们利用与物理参数的最终温度补偿测量相关的VCO 111来产生中间值。所述电压偏置电路101包括第一和第二电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种配置用于补偿温度和测量物理参数的电子传感器，包括：电压偏置电路，其具有至少一个电气输出连接以及第一和第二电路元件，所述第一电路元件具有第一数值的相应第一物理特性，所述第二电路元件具有第二数值的相应第二物理特性，其中所述第一和第二数值根据与第一数值和第二数值相关的第一比率进行设置；电压控制振荡器，其与所述电压偏置电路的至少一个电气输出连接相连；频率传感器，其与所述电压控制振荡器相连，其中在工作过程中，所述频率传感器提供至少第一数字值和第二数字值，它们代表在线性工作区内至少两个不同点上电压控制振荡器的工作频率；以及第一数字物理参数计算器电路，其与频率传感器相连接以接受至少第一和第二数字值，所述第一数字物理参数计算器包括数字逻辑，其配置用于利用所述第一和第二数字值得到至少一个代表测量物理参数的数字值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伯特·怀特，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：US