[發明專利]微機電系統裝置測試系統和方法

有效

• 申請號: 201711011146.6
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108007475B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 菲利普·卡爾;西爾維婭·卡爾
• 申請（專利權）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01P21/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 紀雯

一種系統，其包括：適用于繞固定點經受振蕩運動的旋轉平臺；耦合到所述旋轉平臺的測試夾具，所述測試夾具適用于收容受測裝置；和安裝到所述旋轉平臺以用于提供指示所述振蕩運動的運動輸出信號的慣性傳感器。控制器與所述旋轉平臺和慣性傳感器通信。所述控制器接收所述運動輸出信號且響應于所述運動輸出信號將驅動信號提供到所述旋轉平臺。所述控制器產生所述驅動信號作為測試配置文件的響應，且所述運動輸出信號提供所述旋轉平臺的實際移動的反饋。所述運動輸出信號被輸入到所述控制器以確保所述驅動信號與所述測試配置文件之間的對應性。可經由來自所述裝置的感測信號評價多種不同的經驗證的環境振動刺激影響。

技術領域

本發明大體上涉及微機電系統(microelectromechanical?system，MEMS)裝置測試。更具體地說，本發明係關于以精確且可重復的方式測試MEMS角速率傳感器。

背景技術

近年來，微機電系統(MEMS)技術已經實現廣泛普及，因為它提供了一種制造極小的機械結構并使用常規分批半導體處理技術將這些結構與電氣裝置在單個基板上集成的方式。MEMS的一個常見應用是傳感器裝置的設計和制造。MEMS傳感器裝置廣泛用于汽車、慣性引導系統、家用電器、比賽裝置、用于各種裝置的保護系統以及許多其它工業、科學和工程系統等應用。具體地說，MEMS角速率傳感器日益適用于汽車行業的迅速發展的高級駕駛員輔助系統(advance?driver?assistance?system，ADAS)市場內的主動車輛控制。此類使用情況包括(例如)促進防側翻控制系統中的防滑控制和電子穩定性控制。

MEMS角速率傳感器(可替換地被稱作“陀螺儀”、“陀螺傳感器”、“陀螺計”或“陀螺儀傳感器”)是感測繞一個或多個軸的角速度或速率的傳感器。MEMS角速率傳感器通常并入有振動質量塊，當供電時，所述振動質量塊是持續偏置的，或處于移動中。歸因于MEMS角速率傳感器的設計和微小尺寸，所述MEMS角速率傳感器對于其環境高度敏感。舉例來說，角速率傳感器在暴露于會引起大量振動激發的不同環境刺激時可以是敏感的。這些的集合或組合可能取決于裝置的設計具有不穩定性、故障或減弱輸出信號的影響。因此，這種角速率傳感器要求復雜測試和性能表征。然而，現有技術測試系統不能夠在暴露于可變角速率時精確地且重復地檢查裝置特性和行為。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種測試系統，包括：

旋轉平臺，其適用于繞固定點經受振蕩運動；

慣性傳感器，其安裝到所述旋轉平臺以用于提供指示所述振蕩運動的運動輸出信號；以及

控制器，其與所述旋轉平臺和所述慣性傳感器通信，所述控制器被配置成接收所述運動輸出信號且響應于所述運動輸出信號將驅動信號提供到所述旋轉平臺。

在一個或多個實施例中，所述測試系統進一步包括耦合到所述旋轉平臺的測試夾具，所述測試夾具適用于收容至少一個裝置以利用所述測試系統經受測試。

在一個或多個實施例中，所述裝置是角速率傳感器。

在一個或多個實施例中，所述慣性傳感器包括線性加速度計。

在一個或多個實施例中，所述線性加速度計是在第一位置處安裝到所述旋轉平臺的第一線性加速度計，且所述測試系統進一步包括在第二位置處安裝到所述旋轉平臺的第二線性加速度計，所述第二位置繞所述固定點從所述第一位置偏移一百八十度。

在一個或多個實施例中，所述測試系統進一步包括與所述控制器通信的存儲器組件，所述存儲器組件具有存儲于其中的至少一個控制程序，所述至少一個控制程序可由所述控制器執行以產生所述驅動信號。

在一個或多個實施例中，所述驅動信號包括連續頻率正弦波信號。

在一個或多個實施例中，所述驅動信號包括疊加在所述連續頻率正弦波信號上的激波信號。