[發明專利]用于調整校準元件的方法及對應的裝置

有效

• 申請號: 201380029201.8
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN104620089B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: M.克羅西
• 申請（專利權）人: 微型金屬薄膜電阻器有限公司
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00;G01L9/06;G01L9/12;G01L9/04;G01L9/10;H01C17/23;H01C17/242
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴志軍,傅永霄

技術領域

本公開涉及校準和調整技術。

已經鑒于其對于執行電氣或電子裝置或電路的調整的可能使用開發了本發明。

背景技術

本領域中已知的是用于調整和/或校準電氣或電子裝置或電路的電氣行為的各種解決方案，例如，通過改變電阻元件的電阻的值。在該上下文中，本領域的技術人員將認識到定義"調整"或"校準"雖然在描述中獨立地或單獨地指示，但還旨在指示同等或互補的元件和/或過程。

例如，上文提到的調整經常是校準力換能器所需的，諸如例如，壓力傳感器。

例如，圖1a和1b示出了典型壓力傳感器1的不同視圖。

在考慮的實例中，壓力傳感器1具有傳感器本體，其包括可替換的部件或部分，即，可變形和/或可移動的一個，諸如例如，膜片部分10。膜片部分10可集成地限定在傳感器本體中，例如，當其具有整體類型(例如，由陶瓷材料諸如礬土制成)時，否則可構造為應用于其的部件。在表現的示意性實例中，在下文中簡單地稱為"膜片"的膜片部分10暴露于上側上的第一壓力P1和下側上的第二壓力P2。因此，膜片10由于由壓力P1和P2發展的力之間的差異而變形或移位。

例如，對于獨立的壓力傳感器，壓力P1或P2中的一個為固定且預先設定的。在該情況下，膜片10典型地與處于預先設定壓力的室12相關聯。例如，前述固定壓力可在生產期間通過開口14設定，開口14接著閉合。

如前文提到的，膜片的變形或移位與壓力P1和P2之間的差異成比例。例如，在壓阻式壓力傳感器的情況下，膜片10的變形經由至少一個壓阻式元件檢測。前述壓阻式元件為電阻元件，其遵循其所固定的膜片10的表面的變形，并且相應的變形引起電阻器的材料的電阻率的變化，并且因此引起其電阻的變化。代替壓阻式元件，還可使用其它類型的應變儀，諸如例如線或金屬層應變儀。

例如，圖1b示出了典型的構造，其中使用了四個壓阻式電阻器R1,R2,R3和R4，它們連接在一起以形成惠斯通電橋。典型地，電阻器R2和R3設定在膜片10的中心處，而電阻器R1和R4設定在膜片10的周邊處。因此，至少電阻器R2和R3的電阻變化。

在一個實施例中，電阻器R1和R4設定成接近膜片10的邊緣，但總是在柔性部分上。

以該方式，電阻器R1和R4執行與電阻器R2和R3相反的作用，并且增大壓阻效果，至于通過施加壓力，電阻器R2和R3延長，而電阻器R1和R4縮短。

在一個實施例中，在溫度補償為必要的情況下，例如可添加兩個PTC電阻器，一個PTC電阻器用于一個分支。

例如，圖1c示出了電阻器R1,R2,R3和R4的典型連接的電路圖。

具體而言，在考慮的實例中，惠斯通電橋由電壓Vdd供應，電壓Vdd在兩個端子HI與I之間施加。

例如，對于圖1c中所示的傳感器布置，電阻器R3和R1形成連接在端子HI與I之間的第一分壓器，而電阻器R4和R2形成連接在端子HI與I之間的第二分壓器。

因此，根據惠斯通電橋的公知原理，橫跨電阻器R3的電壓(即，端子HI與第一分壓器R3,R1的中點S-之間的電壓)為

(1)

并且橫跨電阻器R4的電壓，即，端子HI與第二分壓器R4,R2的中點S+之間的電壓為

(2)

因此，端子S＋和S-之間的電壓Vs為

(3)

由此獲得平衡狀態：

對于R1·R4=R3·R2 ，Vs=0 (4)

典型地，所有元件R1,R2,R3和R4都具有相同電阻，即，

R1=R2=R3=R4=R (5)

在考慮的實例中，電橋因此經由傳感器R2和R3的電阻圍繞相應的初始值R的變化而失衡，即，

(6)

如前文所提，電阻器R1和R4的電阻也可改變以增大電壓Vs的變化。

因此，對于小變化ΔR＜＜R，其遵循

Vs ∝ΔR (7)

然而，由于生產展開，故前述阻力具有略微不同的值，并且電橋失衡，即，等式(4)的條件并非總是被滿足。

因此，為了校準壓力傳感器1，經常地使用與電橋的電阻串聯或并聯連接的電阻。

例如，圖1d示出了其中校準電阻器RC串聯連接于壓阻式元件R4的實例。

發明內容

發明人注意到此類電阻(或大體上校準元件)的調整特別復雜。

此外，發明人注意到此類校準元件的調整還可呈現關于隨著時間的可靠性和/或穩定性的問題。