[發明專利]MEMS角速度傳感器的溫度穩定性能保障的分段方式有源恒溫控制裝置及方法

無效

• 申請號: 201110333239.7
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN103063858A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 郭松
• 申請（專利權）人: 郭松
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00;G05D23/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及用MEMS角速度芯片內的分段方式有源恒溫控制方法來控制MEMS角速度傳感器內的溫度，使其保持穩定的溫度狀態，并且工作在溫度變化速度被限制在一定的溫度變化速度值之內，從而改善MENS角速度傳感器的在不同的溫度環境使用時的溫度特性，保障MEMS角速度信號輸出精度的方法及裝置。?

背景技術

MEMS角速度傳感器是用微小機械技術實現的角速度傳感器。廣泛應用于監視汽車的橫向轉動的角速度變化等領域。由于是微小的機械構造，當溫度變化時，MEMS微小機械的機械特性，如振動部件的彈簧部分的彈性等將隨著溫度的變化而發生變化，從而使MEMS角速度傳感器的輸出信號與真實值發生偏離，給MEMS角速度傳感器的輸出信號的真實性帶來消極影響，使MEMS角速度傳感器的輸出信號精度下降。?

近年來，汽車行業的ESC和EPS(汽車橫向打滑防止系統)系統正在迅速的普及，在ESC和ESP系統中，角速度傳感器時必備的重要傳感器，其具有極大的市場前景，由于MEMS角速度傳感器價格適中，正在被廣泛的使用在ESC和ESP系統中。并且，近年來為了降低ESC和ESP系統的成本，將MEMS角速度傳感器和ESC及ESP系統的液壓控制模塊集成在一起放在引擎箱中已經成為ESC及ESP發展的主流趨勢。這就使得MEMS角速度傳感器不得不工作在汽車引擎箱的環境溫度激烈變化的工作環境中。ESC和ESP系統中所使用的MEMS角速度傳感器所要工作的環境溫度可能是汽車剛剛起動時的零下40℃到125℃的溫度范圍，不同的溫度及激烈的溫度變化給MEMS角速度傳感器的輸出信號精度帶來的下降，已經成為MEMS角速度傳感器所要克服的重要的技術難點。?

關于MEMS角速度傳感器的輸出信號的溫度特性，已知的方法有利用溫度傳感器來監視溫度及其變化，根據溫度的變化來對MEMS角速度傳感器的輸出信號進行補償的方法。但是，這種方法無法從根本上消除溫度變化對MEMS角速度傳感器的輸出信號的消極影響，尤其是無法消除溫度變化的速度變化時對MEMS角速度傳感器輸出信號的消極影響。?

發明內容

前述的MEMS角速度傳感器的輸出信號的溫度特性，已知的方法有利用溫度傳感器來監視溫度及其變化，根據溫度的變化來對MEMS角速度傳感器的輸出信號進行補償的方法。該方法是在溫度發生變化，并且這個溫度變化對MEMS角速度傳感器的輸出信號已經產生了消極影響的情況下，對輸出信號進行補償，來減少環境溫度變化對MEMS角速度傳感器的輸出信號的消極影響的方法，這種方法是無法從根本上消除環境溫度的變化對MEMS角速度傳感器的輸出信號的消極影響的，從而提高MEMS角速度傳感器輸出信號的精度。?

本發明的目的是從減小MEMS角速度傳感器工作環境的溫度變化給其輸出信號的真實性帶來的消極影響的方法。同時，對于MEMS角速度傳感器工作環境的溫度變化速度變化給MEMS角速度傳感器輸出信號的真實性帶來的消極影響上，也給與了更有效的解決方法，提高MEMS角速度傳感器輸出信號的精度。?

本專利申請的第一個發明內容是發明了MEMS角速度傳感器的放置感應角速度感應微小機械的密閉空間的分段方式溫度恒定的控制方法。是同時監視放置感應角加速度感應微小機械的密閉空間內及MEMS角速度傳感器外的環境溫度，同時參考MEMS應用的環境狀態不同時間段的溫度值，并且，根據放置角加速度感應微小機械的密閉空間內及MEMS角速度傳感器外的環境溫度的溫差，內外溫度的變化速度及內外傳熱的量的大小，對放置角加速度感應微小機械的密閉空間加熱進行分階段式有源控制從而控制其溫度，使感應角速度的微小機械保持其工作溫度分階段式的恒定的狀態，并且在所設定的不同的溫度狀態向另一個溫度狀態移動時，器溫度的變化速度保持在一定的設定值范圍之內的方法。?