校正装置、传感器和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于传感器的、尤其是具有运动栅电极的加速度传感器的一种校正装置，具有至少一个电流测量装置，具有可调电压源，该电压源与该传感器的传感器元件电气耦合，具有控制装置，该控制装置被构造用于调节该电压源，使得在该传感器元件上的电压具有至少三个不同的电压值，其中该电流测量装置被构造用于在借助该可调电压源所调节的每个电压时测量流过该传感器元件的测量电流和/或相应传感器元件的基本电流；以及具有补偿装置，该补偿装置被构造用于基于所测量的电流和对应调节的电压来确定该传感器的敏感性和/或偏移，并对应于所确定的敏感性和/或所确定的偏移来匹配该传感器的输出信号。本发明专利技术还公开了一种传感器和一种方法。

Correction device, sensor and method

The invention discloses a sensor, in particular to a correction device of acceleration sensor with movement of the gate electrode, having at least one current measuring device with adjustable voltage source, electrical coupling sensor element of the voltage source and the sensor, a control device, the control device by adjusting the voltage source for the structure. The voltage in the sensor element has at least three different voltage values, wherein the current measuring device is configured to measure the current basic current flowing through the sensor element and / or the corresponding sensor element in each voltage with the adjustable voltage source by adjusting time; and a compensation device, the compensation device is designed to determine the sensitivity of the sensor and / or offset voltage of the measured current and the corresponding adjustment based on, and corresponding to the determined The sensitivity and / or the offset are determined to match the output signal of the sensor. The invention also discloses a sensor and a method.

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了用于传感器的、尤其是具有运动栅电极的加速度传感器的一种校正装置，具有至少一个电流测量装置，具有可调电压源，该电压源与该传感器的传感器元件电气耦合，具有控制装置，该控制装置被构造用于调节该电压源，使得在该传感器元件上的电压具有至少三个不同的电压值，其中该电流测量装置被构造用于在借助该可调电压源所调节的每个电压时测量流过该传感器元件的测量电流和/或相应传感器元件的基本电流；以及具有补偿装置，该补偿装置被构造用于基于所测量的电流和对应调节的电压来确定该传感器的敏感性和/或偏移，并对应于所确定的敏感性和/或所确定的偏移来匹配该传感器的输出信号。本专利技术还公开了一种传感器和一种方法。【专利说明】
本专利技术涉及用于传感器的一种校正装置、一种传感器和一种方法。
技术介绍
虽然可以应用于许多传感器，但在下文中参照加速度传感器来详细描述本专利技术。当今在许多应用中需要对运动进行探测或检测。例如在ESP应用(电子稳定程序)中，机动车的运动被检测，以利用展现该机动车的理论运动的模型参量来对该运动进行补\-ZX O作为用于检测运动的运动传感器，在此例如可以采用加速度传感器。在此加速度传感器通过测量作用于物体的惯性力来测量加速度。加速度传感器在此例如可以作为压电陶瓷系统或者作为微机械系统来构造。加速度传感器尤其还可以作为具有运动栅电极的晶体管(Moving-Gate Sensoren,运动栅极传感器)来构造。运动栅极传感器具有非常高的信噪比，从而还适于记录非常小的加速度。运动栅极传感器通常具有场效应晶体管，该场效应晶体管具有运动栅极。该栅极通过外力而在X方向或y方向上被偏移。又通过这种偏移，在该场效应晶体管沟道中电荷载体的数量发生变化，并且在场效应晶体管漏极和源极之间沟道的电阻下降或上升。该电阻变化可以通过简单的测量来探测，其方式是例如在该场效应晶体管上施加恒定的电压并测量所产生的电流，或者在该场效应晶体管上施加恒定的电流并测量在该场效应晶体管上所产生的电压降。这种运动栅极传感器的敏感性主要通过在场效应晶体管的沟道与栅极之间的表面电荷来确定。这些表面电荷导致制造所决定的敏感性波动，并还导致随时间的敏感性波动。这使得这种运动栅极传感器难以在工业应用中采用。
技术实现思路
本专利技术公开了具有权利要求1所述特征的一种校正装置、具有权利要求4所述特征的一种传感器以及具有权利要求8所述特征的一种方法。据此设置了: 用于传感器的、尤其用于具有运动栅电极的加速度传感器的一种校正装置，具有至少一个电流测量装置，具有可调电压源，该电压源与该传感器的传感器元件电气耦合，具有控制装置，该控制装置被构造用于调节该电压源，使得在该传感器元件上的电压具有至少三个不同的电压值，其中该电流测量装置被构造用于在借助该可调电压源所调节的每个电压时测量流过该传感器元件的测量电流和/或相应传感器元件的基本电流，并且具有补偿装置，该补偿装置被构造用于基于所测量的电流和对应调节的电压来确定该传感器的敏感性和/或偏移和/或漂移，并对应于所确定的敏感性和/或所确定的偏移来匹配该传感器的输出信号。一种传感器，尤其是加速度传感器，具有至少一个场效应晶体管，尤其是具有包括运动栅电极的第一场效应晶体管，具有用于每个场效应晶体管的第一电流源，该第一电流源提供相应场效应晶体管的基本电流，具有用于每个场效应晶体管的第二电流源，该第二电流源为相应场效应晶体管提供测量电流，并且具有根据本专利技术的校正装置。用于尤其是借助本专利技术的校正装置来校正传感器的一种方法，具有以下步骤:调节在该传感器的测量元件上的电压，使得在该传感器元件上的电压具有至少三个不同的电压值，在借助可调电压源所调节的每个电压时检测流过该传感器元件的测量电流和/或相应传感器元件的基本电流，基于所检测的电流和对应调节的电压来确定该传感器的敏感性和/或偏移，以及对应于所确定的敏感性和/或所确定的偏移来匹配该传感器的输出信号。本专利技术的优点本专利技术所基于的知识在于，可以通过对传感器的补偿来改善传感器的测量结果的质量。现在本专利技术所基于的想法是，考虑这种知识并提供一种可能性，以能够非常精确地对传感器进行补偿。如本专利技术所设置的，如果在不同的电压情况下来测量传感器的测量电流的电流值和/或传感器的基本电流的电流值，那么就可以基于所测量的电流和/或电压来确定传感器的敏感性和/或偏移。接着借助本专利技术的补偿装置可以基于所确定的敏感性和所确定的偏移来匹配该传感器的测量值。如果本专利技术的校正装置设置在传感器中，或者与传感器相耦合，那么由此就可以在运行中对传感器进行校正。这还实现了在制造传感器时能够省略最终测量和校正的步骤。由此能够更简单地制造本专利技术的传感器。有利的实施方案和改进由从属权利要求以及参照附图的描述来得到。在一个实施方案中，该控制装置被构造用于调节该电压源，使得在该传感器元件上的电压至少或者构造为零伏的电压，构造为负的电压，构造为对应于该传感器元件的工作点的电压，构造为位于该传感器元件的工作点上方的电压，或者构造为在零伏与对应于每个传感器元件的工作点的电压之间的电压。这实现了对与传感器特征曲线有关的特征数据的检测。由此例如能够在该补偿装置中执行该传感器特征曲线的重建，并基于重建的传感器特征曲线来匹配输出信号。在一个实施方案中，该补偿装置另外还被构造用于基于所测量的电流和对应调节的电压来确定该传感器的工作点偏移。如果确定了该传感器的工作点偏移，那么就可以把该传感器的电压供应和/或电流供应与该工作点偏移相匹配。由此保证了该传感器总是在最佳的工作点时被驱动，并从而例如具有最大的敏感性。在一个实施方案中，该传感器具有至少一个第一场效应晶体管和第二场效应晶体管，其中该第一场效应晶体管在第一垂直方向上加速时生成正的偏转，并且该第二传感器在该第一垂直方向上加速时生成负的偏转，和/或其中该第一场效应晶体管在第一水平方向上加速时生成正的偏转，并且该第二传感器在该第一水平方向上加速时生成负的偏转。如果把两个场效应晶体管采用在一个传感器中，那么就例如可以补偿加速度测量的失真，这种失真例如由系统决定地在场效应晶体管情况下在特定方向上加速时出现。在一个实施方案中，该第一电流源和/或该第二电流源作为电流反射镜来构造，其中该第一电流源具有被构造用于把该基本电流调节为恒定值的恒定电流反射镜，和/或其中该第二电流源的调节输入端与该场效应晶体管相耦合，使得在该场效应晶体管沟道中的电阻波动引起该第二电流源输出电流的电流变化。这实现了通过该第一电流源给该传感器简单地提供恒定电流以进行工作点调节。流过该场效应晶体管的电流从而在该传感器的测量范围中围绕该工作点而变化。如果该第二电流反射镜被设置为使得围绕该工作点的所述电流变化被输入给该第二电流反射镜的控制输入端，那么该电流反射镜就把所述电流波动反射到该电流反射镜的输出端上。接着在该输出端上可以测量表征所测量的加速度的电流。在一个实施方案中，该传感器作为微机电系统来构造。这实现了该传感器的非常简单的制造。微机电系统例如可以通过当前研发完善的并且一般可控制的硅半导体制造流程来制造。上述的扩展和改进只要有意义，就可以任意地相互组合。本专利技术的其他可能的扩展、改进和实施也包括前文或下文中参照实施例所描述的本专利技术特征的未明本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于传感器（10）、尤其是具有运动栅电极（20）的加速度传感器的校正装置（1），具有至少一个电流测量装置（2）；具有可调电压源（3），该电压源与该传感器（10）的传感器元件电气耦合；具有控制装置（4），该控制装置被构造用于调节该电压源（3），使得在该传感器元件上的电压（5）具有至少三个不同的电压值，其中该电流测量装置（2）被构造用于在借助该可调电压源（3）所调节的每个电压时测量流过该传感器元件的测量电流（6）和/或相应传感器元件的基本电流（6）；以及具有补偿装置（7），该补偿装置被构造用于基于所测量的电流（6）和对应调节的电压（5）来确定该传感器（10）的敏感性和/或偏移和/或漂移，并对应于所确定的敏感性和/或所确定的偏移来匹配该传感器（10）的输出信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A布曼，F亨里西，A法伊，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：