[發明專利]傳感器線性化的系統和方法

在審

• 申請號: 201710693048.9
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107727135A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 恩里克·羅梅羅·平塔多
• 申請（專利權）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00;G01K7/25
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 周亞榮,安翔

技術領域

本公開總體涉及用于感測物理量值的線性化技術。

背景技術

換能器可用于將一種形式的能量轉換為另一種形式的能量。例如，換能器可以用于將電信號轉換到其他物理量(例如能量、力、扭矩、光、運動、位置、溫度等)以及從其他物理量轉換到電信號。具體地，可以基于與換能器相關聯的輸出信號來確定與換能器相關聯的輸入物理量的值。作為示例，稱為熱敏電阻器的依賴于溫度的換能器可以基于熱敏電阻器的溫度變化而呈現電阻變化。以這種方式，可以至少部分地基于熱敏電阻器在特定時間的電阻來確定與熱敏電阻器相關聯的溫度。

熱敏電阻器的電阻對比溫度特性通常是指數和非線性的。此外，與具有熱敏電阻器以及直接或間接耦合到熱敏電阻器的一個或多個部件的感測網絡相關聯的電壓對比溫度特性也通常是指數和非線性的。類似地，與其他換能器相關聯的輸出特性也可以是指數和/或非線性的。這種非線性輸出特性可能在感測與換能器相關的物理量值方面產生困難。換能器線性化技術可以用于通過以各種方式配置感測網絡以提供經線性化的輸出特性，來更容易地感測相關聯的物理量值。這樣的感測網絡可以包括相對于熱敏電阻器或其他換能器以各種合適的方式布置的對數放大器、脈沖發生器、模擬乘法器、時序電路、Δ-Σ模擬-數字轉換器(ADC)、雙斜率ADC等。

此外，換能器線性化技術還可以包括定義在一定值范圍內的輸出特性的線性近似，使得物理量值可以至少部分地基于線性近似來估計。例如，在一些實施方式中，這種線性近似技術可以包括在沿著輸出特性的所選擇點處找到輸出特性的切線，使得切線在物理量值的一定范圍內近似于輸出特性。

發明內容

本公開的實施例的方面和優點將部分地在以下描述中闡述，或者可以從描述中獲悉，或者可以通過實施例的實踐來了解。

本公開的一個示例方面涉及用于感測與物理量相關聯的值的系統。該系統包括感測網絡，該感測網絡包括換能器。該系統還包括被配置為向感測網絡提供電信號的源。該系統還包括耦合到換能器的模擬-數字轉換器。模擬-數字轉換器被配置為對與感測網絡相關聯的輸出電壓進行采樣。該系統還包括一個或多個處理器，其被配置為至少部分地基于采樣的與感測網絡相關聯的輸出電壓來確定與系統相關聯的物理量的值。至少部分地基于與感測網絡相關聯的網絡特性的線性近似來確定物理量的值。通過將網絡特性上的所選擇點的切線的斜率近似為2的冪來確定線性近似。應當理解，本公開的范圍和內容還包括由該系統執行的方法，以及有形的非暫時的計算機可讀介質和計算機程序，其使得該方法由一個或多個處理器執行。

本公開的另一示例方面涉及一種使與感測網絡相關聯的對網絡特性進行線性化的方法。該方法包括通過源將信號施加于感測網絡，感測網絡包括熱敏電阻器。該方法還包括由操作地耦合到感測網絡的模擬-數字轉換器將與感測網絡相關聯的輸出電壓轉換為輸出電壓的數字表示。該方法還包括至少部分地基于與感測網絡相關聯的網絡特性的線性近似，由一個或多個處理器確定與熱敏電阻器相關聯的溫度值。通過將網絡特性上的所選擇點的切線的斜率近似為2的冪來確定網絡特性的線性近似。應當理解，本公開的范圍和內容還包括被配置為執行該方法的系統，以及有形的非暫時的計算機可讀介質，其使得該方法由一個或多個處理器執行。

本公開的其他示例方面涉及用于線性化換能器特性的系統、裝置、有形的非暫時性的計算機可讀介質、用戶接口、存儲器設備和電子設備。

參考以下描述和所附權利要求，各種實施例的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解。并入并構成本說明書的一部分的附圖示出了本公開的實施例，并且與描述一起用于解釋相關原理。

附圖說明

在說明書中闡述了針對本領域普通技術人員的實施例的詳細討論，說明書參考了附圖，在附圖中：

圖1描繪了根據本公開的示例實施例的用于感測物理量的值的示例系統。

圖2描繪了根據本公開的示例實施例的感測網絡的示例。

圖3描繪了根據本公開的示例實施例的示例網絡特性的曲線圖。

圖4描繪了根據本公開的示例實施例的網絡特性的示例線性近似的曲線圖。

圖5描繪了與根據本公開的示例實施例的示例線性近似相關聯的示例溫度誤差的曲線圖。

圖6描繪了根據本公開的示例實施例的感測物理量的值的示例方法的流程圖。

具體實施方式