[發(fā)明專利]用于傳感器的單引腳校準(zhǔn)組件和方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200980157920.1 | 申請日： | 2009-10-12 |
| 公開（公告）號： | CN102348995A | 公開（公告）日： | 2012-02-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 歐內(nèi)斯特·科登;羅伯特·亨特;邁克爾·康沃爾 | 申請（專利權(quán)）人： | 卡夫利科公司 |
| 主分類號： | G01R35/00 | 分類號： | G01R35/00 |
| 代理公司： | 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262 | 代理人： | 周靖;鄭霞 |
| 地址： | 美國加利*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 傳感器 引腳 校準(zhǔn) 組件 方法 | ||
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及校準(zhǔn)壓力和溫度傳感器，且更具體地涉及校準(zhǔn)傳感器組件和校準(zhǔn)傳感器的方法。
發(fā)明背景
校準(zhǔn)傳感器在本領(lǐng)域中是被熟知的。在單獨(dú)的傳感器上執(zhí)行校準(zhǔn)，以便可獲得一致的輸出測量。很多現(xiàn)有技術(shù)的傳感器是在最終的制造步驟被完成之前被校準(zhǔn)的。但是，由于所使用的材料所導(dǎo)致的在制造過程中產(chǎn)生的應(yīng)力、傳感器元件和環(huán)境的變化，傳感器的輸出可能從一個傳感器到另一傳感器不同。因此，在本領(lǐng)域中，優(yōu)選的是在制造完成之后校準(zhǔn)每個傳感器，以便每個傳感器在暴露于相同的應(yīng)力例如壓力、溫度、位置等時實(shí)質(zhì)上具有相同一致的輸出。
優(yōu)選實(shí)施方式和方法的概述
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，提供了用于校準(zhǔn)壓力傳感器元件的方法和組件，其中校準(zhǔn)組件包括至少一個保護(hù)電路、探針、微處理器和多引腳連接器。
在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，在傳感器組件被制造之后，探針被附到傳感器組件。一旦被連接，探針就發(fā)送信號以使保護(hù)電路失效。通過使保護(hù)電路失效，微處理器可通過傳感器的連接器上的壓力和溫度輸出引腳被編程，允許一般僅輸出傳感器信號的雙向通信。
然后發(fā)自探針的信號通知微處理器打開其軟件校準(zhǔn)系數(shù)接受例程。校準(zhǔn)系數(shù)通過反向輸出信號被發(fā)送到微處理器，該反向輸出信號通過保護(hù)電路和旁路線來發(fā)送，該旁路線繞過傳感器組件的信號濾波器或存在于處理器和輸出保護(hù)設(shè)備之間的其他的調(diào)節(jié)電路，以將所述系數(shù)裝入非易失性存儲器中，用于由微處理器的補(bǔ)償例程使用來補(bǔ)償增益、線性度和溫度變化。
具體地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，連接器中的溫度輸出引腳提供系數(shù)數(shù)據(jù)，且連接器中的壓力輸出引腳被用作時鐘定時輸出以同步標(biāo)準(zhǔn)雙線數(shù)字通信協(xié)議中的信號。在使用單輸出例如單壓力輸出的情況中，可使用標(biāo)準(zhǔn)單線數(shù)字通信協(xié)議，例如但不限于SAE-J2716，因?yàn)榭墒褂萌魏螛?biāo)準(zhǔn)單線數(shù)字通信協(xié)議。
本發(fā)明的一個優(yōu)勢是傳感器組件可在最終的組裝之后通過其現(xiàn)有的連接器來校準(zhǔn)。本發(fā)明的另一優(yōu)勢是有保護(hù)輸出信號免受過電壓和反向電壓以及靜電放電的保護(hù)電路。本發(fā)明的另一個優(yōu)勢是保護(hù)電路使輸出信號能夠用于校準(zhǔn)。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，保護(hù)電路保護(hù)微處理器避免暴露于極端過電壓和欠電壓和靜電放電以及其他的電應(yīng)力。
附圖的簡要說明
通過參考附圖，可更容易理解本發(fā)明，在附圖中相似的標(biāo)號指相似的部分，其中：
圖1是依照本發(fā)明的實(shí)施方式的傳感器組件的框圖。
圖2是本發(fā)明的保護(hù)集成電路的優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述
一般地，本發(fā)明可簡要描述如下。參考圖1，本發(fā)明的傳感器組件100的優(yōu)選實(shí)施方式被示出。
傳感器組件100包括感測元件102、微處理器104和保護(hù)電路106。感測元件是可感測環(huán)境變化——例如在優(yōu)選的實(shí)施方式中是壓力和溫度——的任何類型的傳感器。感測元件102的輸出108和110被輸入到微處理器104中。微處理器104除了別的以外還包含補(bǔ)償例程和校準(zhǔn)系數(shù)接受例程。微處理器處理感測元件102的輸出108和110以補(bǔ)償應(yīng)力，例如增益、線性度、溫度和本領(lǐng)域中的其他公知應(yīng)力。
微處理器104對于每個微處理器輸出通過至少一個低通濾波器(未示出)連接到保護(hù)電路106。在有兩個環(huán)境變化被感測到的優(yōu)選的實(shí)施方式中，微處理器具有通過低通濾波器連接到保護(hù)電路106的至少兩個輸出112和114。在有兩個微處理器輸出的這個實(shí)施方式中，保護(hù)電路包括兩個保護(hù)集成電路116和118。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，兩個保護(hù)集成電路120和122中的每個保護(hù)集成電路的輸出連接到傳感器組件連接器(未示出)上的某些引腳。
在只有一個環(huán)境應(yīng)力被測量的其他實(shí)施方式中，只有來自感測元件的一個輸出需要被測量和校準(zhǔn)，且因此只有一個保護(hù)集成電路是必要的。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，保護(hù)電路保護(hù)微處理器避免暴露于極端過電壓和欠電壓以及靜電放電和其他的電應(yīng)力。
接下來參考圖2，圖1中所示出的保護(hù)集成電路116的優(yōu)選實(shí)施方式被示出。保護(hù)電路如下操作。當(dāng)Cext線從探針(未示出)接收數(shù)字信號時，來自保護(hù)電路的輸出信號Cext-chip通知微處理器開始校準(zhǔn)系數(shù)接受例程。在同時，來自Cext的信號還閉合連接134，使得來自Vout的信號避開驅(qū)動器136，代替地作為Vout-chip輸入微處理器的輸入，作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
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