[發(fā)明專利]MEMS角速度傳感器的溫度穩(wěn)定性能保障的有源溫度變化補償控制裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110338354.3
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN103064444A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭松
• 申請（專利權(quán)）人: 郭松
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用MEMS角速度芯片內(nèi)的有源溫度變化補償控制方法來控制MEMS角速度傳感器內(nèi)的溫度，使其保持溫度變化的速度在一定的范圍之內(nèi)，從而改善MENS角速度傳感器的在不同的溫度環(huán)境變化時的溫度特性，保障MEMS角速度信號輸出精度的方法及裝置。?

背景技術(shù)

MEMS角速度傳感器是用微小機械技術(shù)實現(xiàn)的角速度傳感器。廣泛應(yīng)用于監(jiān)視汽車的橫向轉(zhuǎn)動的角速度變化等領(lǐng)域。由于是微小的機械構(gòu)造，當(dāng)溫度變化時，特別是溫度的變化速度發(fā)生變化時，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速度的變化而發(fā)生變化，從而使MEMS角速度傳感器的輸出信號與真實值發(fā)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(yè)的ESC和EPS(汽車橫向打滑防止系統(tǒng))系統(tǒng)正在迅速的普及，在ESC和ESP系統(tǒng)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(tǒng)中。并且，近年來為了降低ESC和ESP系統(tǒng)的成本，將MEMS角速度傳感器和ESC及ESP系統(tǒng)的液壓控制模塊集成在一起放在引擎箱中已經(jīng)成為ESC及ESP發(fā)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(huán)境溫度激烈變化的工作環(huán)境中。ESC和ESP系統(tǒng)中所使用的MEMS角速度傳感器所要工作的環(huán)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(jīng)成為MEMS角速度傳感器所要克服的重要的技術(shù)難點。?

關(guān)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(jiān)視溫度及其變化，根據(jù)溫度的變化來對MEMS角速度傳感器的輸出信號進(jìn)行補償?shù)姆椒ā５牵@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。?

同時，相對于MEMS角速度傳感器在不同溫度工作時其輸出精度的下降，更加影響其精度的是在溫度變化的速度發(fā)生劇烈變化時，其精度下降更加明顯。?

發(fā)明內(nèi)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(jiān)視溫度及其變化，根據(jù)溫度的變化來對MEMS角速度傳感器的輸出信號進(jìn)行補償?shù)姆椒āＴ摲椒ㄊ窃跍囟劝l(fā)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(jīng)產(chǎn)生了消極影響的情況下，對輸出信號進(jìn)行補償，來減少環(huán)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(huán)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M(jìn)EMS角速度傳感器輸出信號的精度。?

本發(fā)明的目的是通過有源控制溫度變化的速度的方式來減小MEMS角速度傳感器工作環(huán)境的溫度變化速度的加大給其輸出信號的真實性帶來的消極影響的方法。提高M(jìn)EMS角速度傳感器輸出信號的精度。?

本專利申請的第一個發(fā)明內(nèi)容是發(fā)明了MEMS角速度傳感器的放置感應(yīng)角速度感應(yīng)微小機械的密閉空間的溫度恒定的控制方法。是同時監(jiān)視放置感應(yīng)角加速度感應(yīng)微小機械的密閉空間內(nèi)及MEMS角速度傳感器外的環(huán)境溫度，根據(jù)放置角加速度感應(yīng)微小機械的密閉空間內(nèi)及MEMS角速度傳感器外的環(huán)境溫度的溫差和加速度感應(yīng)微小機械的密閉空間內(nèi)溫度變化的速度，內(nèi)外溫度的變化速度及內(nèi)外傳熱的量的大小，對放置角加速度感應(yīng)微小機械的密閉空間加熱進(jìn)行有源控制從而控制其溫度變化的速度，使感應(yīng)角速度的微小機械保持其機械特性不發(fā)生激烈變化從而保證MEMS角速度傳感器輸出精度的方法。?

另外，本發(fā)明申請的第二個發(fā)明內(nèi)容是，該MEMS角速度傳感器的MEMS角速度傳感器的角速度感應(yīng)微小機械所放置的密閉空間的恒溫控制裝置由以下幾部分組成：a，密閉室內(nèi)溫度傳感器：此傳感器用于感應(yīng)MEMS角速度傳感器的感應(yīng)角速度信號的微小機械所放置的密閉室內(nèi)的溫度；b，環(huán)境溫度傳感器：此傳感器用于感應(yīng)MEMS角速度傳感器所放置環(huán)境的環(huán)境溫度；c，微小加熱器：用于加熱MEMS角速度傳感器的感應(yīng)角速度信號的微小機械所放置的密閉室的溫度；d，溫度變化速度控制器：該溫度變化速度控制器，根據(jù)密閉室內(nèi)溫度傳感器及環(huán)境溫度傳感器的得到的溫度值及溫度的變化情況，同時參考MEMS角速度傳感器的感應(yīng)角速度信號的微小機械所放置的密閉室壁的熱傳導(dǎo)速度，對微小加熱器進(jìn)行控制，使密閉室內(nèi)的溫度的變化速度保持在一定的范圍之內(nèi)。?

關(guān)于發(fā)明的效果的說明?