[發(fā)明專利]半導(dǎo)體傳感器校準(zhǔn)裝置、系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410175473.5
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103968876B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張波;蔣登峰;魏建中
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;馮麗欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體傳感器技術(shù)，具體涉及半導(dǎo)體傳感器校準(zhǔn)裝置、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

在制造完成后，半導(dǎo)體傳感器的輸出存在誤差，在出廠之前需要進(jìn)行標(biāo)定校準(zhǔn)。

圖1是半導(dǎo)體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，半導(dǎo)體傳感器包括物理量轉(zhuǎn)換部件11、非易失性存儲器12、校準(zhǔn)寄存器13、數(shù)模轉(zhuǎn)換器14、運(yùn)算放大器15和模數(shù)轉(zhuǎn)換器16。物理量轉(zhuǎn)換部件11對外部物理量進(jìn)行測量，將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出到運(yùn)算放大器15，同時，校準(zhǔn)寄存器中13讀取存儲在非易失性存儲器12的校準(zhǔn)值，并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器13轉(zhuǎn)換為模擬電信號輸出到運(yùn)算放大器15的另一輸入端，運(yùn)算放大器利用校準(zhǔn)信號對物理量轉(zhuǎn)換部件11輸出的測量信號進(jìn)行修正并放大輸出。模數(shù)轉(zhuǎn)換器16將放大后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。非易失性存儲器12中存儲的校準(zhǔn)值用于對于半導(dǎo)體傳感器在整個量程內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)。標(biāo)定校準(zhǔn)的過程實際上就是對每個半導(dǎo)體傳感器測量其校準(zhǔn)值并將校準(zhǔn)值寫入非易失性存儲器的過程。

在現(xiàn)有技術(shù)中，進(jìn)行標(biāo)定校準(zhǔn)時，通常對待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器施加一個精確的外部物理量輸入，然后通過改變半導(dǎo)體傳感器內(nèi)部的校準(zhǔn)寄存器13調(diào)整其輸出，使得其輸出等于外部物理量輸入，然后再將此時的校準(zhǔn)寄存器13的值固化到半導(dǎo)體傳感器內(nèi)部的非易失性存儲器12，完成校準(zhǔn)。由此可知，外部物理量輸入的精確程度極大影響被校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器的標(biāo)定校準(zhǔn)精度，對于半導(dǎo)體傳感器生產(chǎn)商而言，其所有用于標(biāo)定校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器的生產(chǎn)設(shè)備必須都能產(chǎn)生精確的外部物理量輸入。這類設(shè)備體積大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，提供一種半導(dǎo)體傳感器校準(zhǔn)裝置、系統(tǒng)和方法，可以不依賴精確外部物理量輸入仍然能精確標(biāo)定校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器，降低生產(chǎn)成本。

第一方面，提供一種半導(dǎo)體傳感器校準(zhǔn)裝置，包括：

測試座，用于連接待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器，向處理器傳輸待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器測量獲得的待校準(zhǔn)測量值；

參考傳感器，用于根據(jù)外部物理量獲取參考測量值；

非易失性存儲器，用于存儲預(yù)先測量的與每一參考測量值對應(yīng)的修正補(bǔ)償值；

處理器，分別與所述測試座、參考傳感器和非易失性存儲器連接，根據(jù)所述參考測量值查詢對應(yīng)的修正補(bǔ)償值，并根據(jù)所述參考測量值和對應(yīng)修正補(bǔ)償值計算外部物理量的精確值，根據(jù)所述外部物理量的精確值和所述待校準(zhǔn)測量值進(jìn)行校準(zhǔn)。

優(yōu)選地，還包括通信接口，用于與上位機(jī)通信；

所述處理器與所述通信接口連接，在預(yù)先測量參考傳感器的修正補(bǔ)償值時，通過所述通信接口向所述上位機(jī)傳輸所述參考傳感器的參考測量值，并接收上位機(jī)計算的修正補(bǔ)償值，將所述修正補(bǔ)償值存儲至所述非易失性存儲器。

優(yōu)選地，所述處理器在待校準(zhǔn)測量值和精確值的差值超出待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器的校準(zhǔn)范圍時判定所述待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器為不合格產(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述參考傳感器的量程大于所述待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器的量程，且所述參考傳感器的精度高于所述待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器的精度。

第二方面，提供一種半導(dǎo)體傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括第一外部物理量生成裝置、半導(dǎo)體傳感器校準(zhǔn)裝置和待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器；

所述第一外部物理量生成裝置用于生成具有第一誤差的外部物理量；

所述半導(dǎo)體傳感器校準(zhǔn)裝置包括測試座、參考傳感器、非易失性存儲器和處理器；

其中，所述測試座用于連接所述待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器，向處理器傳輸待校準(zhǔn)半導(dǎo)體傳感器測量獲得的待校準(zhǔn)測量值；

參考傳感器用于根據(jù)外部物理量獲取參考測量值；

非易失性存儲器用于存儲預(yù)先測量的與每一參考測量值對應(yīng)的修正補(bǔ)償值；

處理器分別與所述測試座、參考傳感器和非易失性存儲器連接，根據(jù)所述參考測量值查詢對應(yīng)的修正補(bǔ)償值，并根據(jù)所述參考測量值和對應(yīng)修正補(bǔ)償值計算外部物理量的精確值，根據(jù)所述外部物理量的精確值和所述待校準(zhǔn)測量值進(jìn)行校準(zhǔn)。

優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括上位機(jī)和第二外部物理量生成裝置；

所述第二外部物理量生成裝置用于按照參考傳感器的精度和量程逐一生成具有第二誤差的外部物理量，所述第二誤差小于所述第一誤差；

所述半導(dǎo)體傳感器校準(zhǔn)裝置還包括通信接口，用于與上位機(jī)通信；

所述處理器與所述通信接口連接，在預(yù)先測量參考傳感器修正補(bǔ)償值時，通過所述通信接口向上位機(jī)傳輸所述參考傳感器測量每個所述具有第二誤差的外部物理量獲得的參考測量值，并接收上位機(jī)計算獲得的對應(yīng)的修正補(bǔ)償值，將所述修正補(bǔ)償值存儲至所述非易失性存儲器；