[發(fā)明專利]一種熱交換式加速度計及其加熱控制方法

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• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112748256A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 孫宏智;亞歷克斯·瑞賓斯基
• 申請（專利權）人: 美新半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: G01P15/00
• 分類號: G01P15/00;G01K7/026;H05B1/02
• 代理公司: 蘇州簡理知識產權代理有限公司 32371
• 代理人: 朱亦倩

1.一種熱交換式加速度計，其特征在于，其包括具有一個封閉空腔的本體和對所述封閉空腔進行可控加熱的加熱控制電路，其中所述加熱控制電路包括：

給所述封閉空腔加熱的加熱電阻；

控制所述加熱電阻的通電和斷電的加熱控制開關；

溫控熱電偶，被配置的感應所述封閉空腔內的溫度并產生溫度電壓信號；

與所述溫控熱電偶耦接的放大器，被配置的將所述溫度電壓信號進行放大得到放大的溫度電壓信號；

調制器，被配置的將電壓差信號轉成數字序列，其中所述電壓差信號為放大的溫度電壓信號和一個參考電壓信號的差值；

與所述調制器耦接的加熱功率調整模塊，被配置的根據數字序列得到加熱功率調整因子，其中所述加熱功率調整因子表征所述電壓差信號；

與所述加熱功率調整模塊耦接的加熱功率確定模塊，被配置的基于所述加熱功率調整因子和加熱功率初始因子得到加熱功率控制參數；

與所述加熱功率確定模塊耦接的轉換模塊，被配置的將所述加熱功率控制參數轉換成控制所述加熱控制開關的導通或斷開的開關控制信號。

2.根據權利要求1所述的熱交換式加速度計，其特征在于，所述數字序列中每一位數字的取值為第一整數數值和第二整數數值中的一個，其中第一整數數值和第二整數數值的和為0，所述加熱功率調整模塊被配置的將所述數字序列中的每N位組成一組進行求和，再乘以預定增益得到加熱功率調整因子，其中N為大于等于2的自然數，加熱功率控制參數為所述加熱功率調整因子和加熱功率初始因子的和。

3.根據權利要求2所述的熱交換式加速度計，其特征在于，所述加熱功率調整因子為：

其中M為預定增益，a_i為數字序列的第i位，b[j]為第j組數字序列對應的第j個加熱功率調整因子，j為大于等于1的整數，

所述加熱功率控制參數為：

h[j]＝b[j]+c[k]，h[j]為第j個加熱功率控制參數，c[k]為加熱功率初始因子。

4.根據權利要求3所述的熱交換式加速度計，其特征在于，

所述轉換模塊為數字式積分器，其輸出D[n]的表達式為：

D[n]＝D[n-1]+h[n]，n為迭代的次數，n為大于等于1的整數；

h[n]為本次迭代時的加熱功率控制參數的值，

每次數字式積分器溢出時，所述開關控制信號為第一邏輯電平時，其余時間為第二邏輯電平，

其中所述開關控制信號的占空比等于所述加熱功率控制參數的當前值與其全值信號的比。

5.根據權利要求3所述的熱交換式加速度計，其特征在于，將一次測量后的加熱功率控制參數的終值進行存儲，在后續(xù)測量時將存儲的加熱功率控制參數更新為所述加熱功率初始因子，

c[k]為第k次更新的加熱功率初始因子，所述加熱功率初始因子的初始值等于0，k為大于等于0的整數。

6.根據權利要求4所述的熱交換式加速度計，其特征在于，在所述開關控制信號為第一邏輯電平時，所述加熱控制開關導通，此時所述加熱電阻被控制的通電以發(fā)熱，在所述開關控制信號為第二邏輯電平時，所述加熱控制開關斷開，此時所述加熱電阻被控制的斷電以停止發(fā)熱，

所述調制器為Sigma-Delta調制器。

7.根據權利要求2所述的熱交換式加速度計，其特征在于，其還包括有：

設置于所述封閉空腔的不同位置的檢測熱電偶，基于各個檢測熱電偶產生的溫度電壓信號得到加速度測量值。