半導體傳感器校準裝置、系統和方法
【專利摘要】公開了一種半導體傳感器校準裝置、系統和方法，所述半導體傳感器校準裝置包括：測試座，用于連接待校準半導體傳感器，向處理器傳輸待校準半導體傳感器測量獲得的待校準測量值；參考傳感器，用于根據外部物理量獲取參考測量值；非易失性存儲器，用于存儲預先測量的與每一參考測量值對應的修正補償值；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，根據所述參考測量值查詢對應的修正補償值，并根據所述參考測量值和對應修正補償值計算外部物理量的精確值，根據所述外部物理量的精確值和所述待校準測量值進行校準。該方案可以不依賴精確外部物理量輸入并能精確標定校準半導體傳感器，降低生產成本。
【專利說明】半導體傳感器校準裝置、系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體傳感器技術，具體涉及半導體傳感器校準裝置、系統和方法。
【背景技術】
[0002]在制造完成后，半導體傳感器的輸出存在誤差，在出廠之前需要進行標定校準。
[0003]圖1是半導體傳感器的結構示意圖。如圖1所示，半導體傳感器包括物理量轉換部件11、非易失性存儲器12、校準寄存器13、數模轉換器14、運算放大器15和模數轉換器16。物理量轉換部件11對外部物理量進行測量，將其轉換為電信號輸出到運算放大器15，同時，校準寄存器中13讀取存儲在非易失性存儲器12的校準值，并通過數模轉換器13轉換為模擬電信號輸出到運算放大器15的另一輸入端，運算放大器利用校準信號對物理量轉換部件11輸出的測量信號進行修正并放大輸出。模數轉換器16將放大后的信號轉換為數字信號輸出。非易失性存儲器12中存儲的校準值用于對于半導體傳感器在整個量程內進行校準。標定校準的過程實際上就是對每個半導體傳感器測量其校準值并將校準值寫入非易失性存儲器的過程。
[0004]在現有技術中，進行標定校準時，通常對待校準半導體傳感器施加一個精確的外部物理量輸入，然后通過改變半導體傳感器內部的校準寄存器13調整其輸出，使得其輸出等于外部物理量輸入，然后再將此時的校準寄存器13的值固化到半導體傳感器內部的非易失性存儲器12，完成校準。由此可知，外部物理量輸入的精確程度極大影響被校準半導體傳感器的標定校準精度，對于半導體傳感器生產商而言，其所有用于標定校準半導體傳感器的生產設備必須都能產生精確的外部物理量輸入。這類設備體積大，成本高。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，提供一種半導體傳感器校準裝置、系統和方法，可以不依賴精確外部物理量輸入仍然能精確標定校準半導體傳感器，降低生產成本。
[0006]第一方面，提供一種半導體傳感器校準裝置，包括:
[0007]測試座，用于連接待校準半導體傳感器，向處理器傳輸待校準半導體傳感器測量獲得的待校準測量值；
[0008]參考傳感器，用于根據外部物理量獲取參考測量值；
[0009]非易失性存儲器，用于存儲預先測量的與每一參考測量值對應的修正補償值；
[0010]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，根據所述參考測量值查詢對應的修正補償值，并根據所述參考測量值和對應修正補償值計算外部物理量的精確值，根據所述外部物理量的精確值和所述待校準測量值進行校準。
[0011]優選地，還包括通信接口，用于與上位機通信；
[0012]所述處理器與所述通信接口連接，在預先測量參考傳感器的修正補償值時，通過所述通信接口向所述上位機傳輸所述參考傳感器的參考測量值，并接收上位機計算的修正補償值，將所述修正補償值存儲至所述非易失性存儲器。[0013]優選地，所述處理器在待校準測量值和精確值的差值超出待校準半導體傳感器的校準范圍時判定所述待校準半導體傳感器為不合格產品。
[0014]優選地，所述參考傳感器的量程大于所述待校準半導體傳感器的量程，且所述參考傳感器的精度高于所述待校準半導體傳感器的精度。
[0015]第二方面，提供一種半導體傳感器校準系統，包括第一外部物理量生成裝置、半導體傳感器校準裝置和待校準半導體傳感器；
[0016]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；
[0017]所述半導體傳感器校準裝置包括測試座、參考傳感器、非易失性存儲器和處理器；
[0018]其中，所述測試座用于連接所述待校準半導體傳感器，向處理器傳輸待校準半導體傳感器測量獲得的待校準測量值；
[0019]參考傳感器用于根據外部物理量獲取參考測量值；
[0020]非易失性存儲器用于存儲預先測量的與每一參考測量值對應的修正補償值；
[0021]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，根據所述參考測量值查詢對應的修正補償值，并根據所述參考測量值和對應修正補償值計算外部物理量的精確值，根據所述外部物理量的精確值和所述待校準測量值進行校準。
[0022]優選地，所述半導體傳感器校準系統還包括上位機和第二外部物理量生成裝置；
[0023]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；
[0024]所述半導體傳感器校準裝置還包括通信接口，用于與上位機通信；
[0025]所述處理器與所述通信接口連接，在預先測量參考傳感器修正補償值時，通過所述通信接口向上位機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，并接收上位機計算獲得的對應的修正補償值，將所述修正補償值存儲至所述非易失性存儲器；
[0026]所述上位機用于從所述第二外部物理量生成裝置獲取每個所述具有第二誤差的外部物理量的理論值，根據所述半導體傳感器校準裝置上傳的參考測量值和所述理論值計算所述修正補償值。
[0027]優選地，所述處理器在待校準測量值和精確值的差值超出待校準半導體傳感器的校準范圍時判定所述待校準半導體傳感器為不合格產品。
[0028]優選地，所述參考傳感器的量程大于所述待校準半導體傳感器的量程，且所述參考傳感器的精度高于所述待校準半導體傳感器的精度。
[0029]第三方面，提供一種半導體傳感器校準方法，包括:
[0030]獲取待校準半導體傳感器的待校準測量值和參考傳感器測量獲得的參考測量值，所述待校準測量值和所述參考測量值為將具有第一誤差的外部物理量同時施加于待校準半導體傳感器和參考傳感器測量獲得；
[0031]根據所述參考測量值查找對應的修正補償值；
[0032]根據所述參考測量值和對應的修正補償值計算所述具有第一誤差的外部物理量的精確值；
[0033]根據所述待校準測量值和所述精確值對待校準半導體傳感器進行校準。[0034]優選地，所述方法還包括:
[0035]預先測量每一參考測量值對應的修正補償值。
[0036]優選地，所述預先測量每一參考測量值對應的修正補償值包括:
[0037]根據所述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施加于所述參考傳感器，所述第二誤差小于所述第一誤差；
[0038]獲取參考傳感器測量獲得的參考測量值和所述具有第二誤差的外部物理量的理論值；
[0039]根據所述半導體傳感器校準裝置上傳的參考測量值和所述理論值計算所述參考測量值對應的所述修正補償值。
[0040]優選地，所述方法還包括:
[0041]在待校準測量值和精確值的差值超出待校準半導體傳感器的校準范圍時判定所述待校準半導體傳感器為不合格產品。
[0042]優選地，所述參考傳感器的量程大于所述待校準半導體傳感器的量程，且所述參考傳感器的精度高于所述待校準半導體傳感器的精度。
[0043]本發明設置參考傳感器與待校準半導體傳感器同時測量外部物理量，并預先存儲參考傳感器的參考測量值對應的精確修正補償值，可以根據參考傳感器的測量值和修正補償值獲得精確的當前外部物理量取值，并進而對待校準半導體傳感器進行校準，由此可以在不依賴精確外部物理量輸入的前提下，仍然能精確標定校準半導體傳感器，降低了生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]通過以下參照附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中:
[0045]圖1為半導體傳感器的示意圖；
[0046]圖2為根據本發明第一實施例的半導體傳感器校準系統的示意圖；
[0047]圖3為根據本發明第一實施例的半導體傳感器校準裝置的示意圖；
[0048]圖4為根據本發明第二實施例的半導體傳感器校準系統的示意圖；
[0049]圖5為根據本發明第二實施例的半導體傳感器校準裝置的示意圖；
[0050]圖6為根據本發明第三實施例的半導體傳感器校準方法的流程圖；
[0051]圖7為根據本發明第三實施例一個優選方案的流程圖；
[0052]圖8為根據本發明第三實施例一個優選方案的流程圖。
【具體實施方式】
[0053]以下將參照附圖更詳細地描述本發明的各種實施例。在各個附圖中，相同的元件采用相同或類似的附圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。
[0054]圖2為根據本發明第一實施例的半導體傳感器校準系統的示意圖。圖3為根據本發明第一實施例的半導體傳感器校準裝置的示意圖。半導體傳感器校準系統包括第一外部物理量生成裝置21、半導體傳感器校準裝置22和待校準半導體傳感器23。
[0055]第一外部物理量生成裝置21用于生成具有第一誤差的外部物理量。在本實施例中，校準精度不必依賴于第一外部物理量生成裝置21輸出精確的外部物理量，因此，第一外部物理量生成裝置21的物理量設定輸出值和輸出的物理量的精確值之間的第一誤差可以為較大的誤差。其中，外部物理量是與待校準半導體傳感器23和參考傳感器222類型匹配的物理量，其可以為速度、加速度、角速度、位移、形變、壓力、溫度、氣體、濕度等。
[0056]半導體傳感器校準裝置22如圖3所示，其包括測試座221、參考傳感器222、非易失性存儲器223和處理器224。
[0057]其中，測試座221用于連接待校準半導體傳感器23，向處理器223傳輸待校準半導體傳感器23測量獲得的待校準測量值。優選地，測試座221可以形成為具有固定底座的接口，由此可使得待校準半導體傳感器23與半導體傳感器校準裝置22固定連接，兩者可以方便地置于外部物理量的施加空間中。
[0058]參考傳感器222用于根據外部物理量獲取參考測量值。
[0059]非易失性存儲器223用于存儲預先測量的與每一參考測量值對應的修正補償值。所述修正補償值可以用于修正參考傳感器222輸出的參考測量值獲得高精度的外部物理量的精確值，外部物理量的精確值是指具有高測量精度的外部物理量測量值。
[0060]處理器224分別連接測試座221、參考傳感器222和非易失性存儲器223，根據從參考傳感器222獲得的參考測量值查詢對應的修正補償值，并根據參考測量值和對應修正補償值計算外部物理量的精確值，根據外部物理量的精確值和從測試座221獲得的待校準測量值進行校準。
[0061]待校準半導體傳感器23與半導體傳感器校準裝置22的測試座221連接，用于接收具有第一誤差的外部物理量，并生成待校準測量值。
[0062]在本實施例中，第一外部物理量生成裝置21生成具有第一誤差的外部物理量(也即，精度較低的外部物理量)，并將該外部物理量施加于連接有待校準半導體傳感器23的半導體傳感器校準裝置22，使得待校準半導體傳感器23和半導體傳感器校準裝置22的參考傳感器222處于相同的外部物理量作用下，兩者分別產生待校準測量值和參考測量值。
[0063]為了實現精確校準，在半導體傳感器校準裝置22的非易失性存儲器223中預先存儲與每個可能的參考測量值對應的修正補償值。假設參考傳感器222測量外部物理量的量程為L，其ADC分辨率為N位，則參考傳感器的精度為L/2n，則每個可能的參考測量值等于
n*L/2N, η = 1,2,......2Ν ;由于精度的限制，即使經過校準，參考傳感器222與其所測量的
外部物理量之間必然存在一定的誤差，而且，在較高精度要求下，每個參考傳感值與外部物理量的精確值之間的誤差均不相同，因此，為了高精度地獲得最接近外部物理量精確值的取值，需要為每個參考測量值配置對應的修正補償值。上述的修正補償值可以在前在其它的平臺上對參考傳感器測量獲得，然后寫入到非易失性存儲器223。由于參考測量值與修正補償值之間存在對應關系，根據參考測量值既可以查詢獲得對應的修正補償值，并進而根據參考測量值和對應的修正補償值計算當前施加于參考傳感器的外部物理量的精確值。在本發明中，修正補償值可以看作將精準的物理量產生設備的精確度被復制下來，并保存在半導體傳感器校準裝置22的非易失性存儲器223中，使得對于半導體傳感器的校準過程不必依賴與精確的外部物理量輸入。
[0064]而且，非易失性存儲器223存儲的修正補償值可以定期修改，在半導體傳感器校準裝置22使用時間較長后，由于參考傳感器222的溫度漂移現象，可能導致其的測量精度較上一次修正時出現偏差，此時，可以通過重新修改修改補償值，針對當前的參考傳感器222的測量精度進行修正，保持半導體傳感器校準裝置的校準精確性。
[0065]在希望校準精度盡量高的情況下，可以對每個可能的參考測量值均單獨存儲修正補償值。在存儲空間受限的情況，可以對連續的多個可能的參考測量值設置一個對應的修正補償值。
[0066]在根據參考傳感器測量獲得的參考測量值和預先存儲的修正補償值獲得外部物理量的精確值后，處理器即可根據外部物理量的精確值和待校準半導體傳感器測量獲得的待校準測量值進行校準。
[0067]優選地，通過調整校準寄存器值來進行校準。也即，按照最小步長調整待校準半導體傳感器的校準寄存器的校準值(例如，每次對校準寄存器值加一)，然后比較經校準輸出的待校準測量值和精確值是否相同，如果不相同，則繼續調整校準寄存器的校準值，如果相同，則將該校準值寫入待校準半導體傳感器的非易失性存儲器保存，完成校準。
[0068]優選地，如果校準寄存器所有可能的校準值均進行測試，沒有一次待校準測量值與精確值相同，則認定該待校準半導體傳感器為不合格產品。
[0069]當然，也可以直接計算外部物理量的精確值和待校準半導體傳感器測量獲得的待校準測量值的差值進行校準。
[0070]優選地，如果該差值超出了待校準半導體傳感器的校準范圍，也即誤差過大，則認定該待校準半導體傳感器為不合格產品。
[0071]本實施例通過設置參考傳感器與待校準半導體傳感器同時測量外部物理量，并預先存儲參考傳感器的參考測量值對應的精確修正補償值，可以根據參考傳感器的測量值和修正補償值獲得精確的當前外部物理量取值，并進而對待校準半導體傳感器進行校準，可以在不依賴精確外部物理量輸入的前提下，仍然能精確標定校準半導體傳感器，降低了生產成本。
[0072]圖4為根據本發明第二實施例的半導體傳感器校準系統的示意圖。圖5為根據本發明第二實施例的半導體傳感器校準裝置的示意圖。圖4和圖5中，相同的部件使用相同的附圖標記標識。本實施例與第一實施例的不同在于，本實施例的半導體傳感器校準系統和裝置相互配合可以實現對于修正補償值的測量和獲取。
[0073]在本實施例中，除與第一實施例相同的裝置外，半導體傳感器校準系統還包括上位機41和第二外部物理量生成裝置42。上位機41與第二外部物理量生成裝置42連接，用于與半導體傳感器校準裝置配合，測量和存儲參考傳感器的修正補償值，修正補償值用于。
[0074]同時，半導體傳感器校準裝置22 ’如圖5所示，其包括測試座221、參考傳感器222、非易失性存儲器223、處理器224和通信接口 225。
[0075]其中，第二外部物理量生成裝置42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(也即，高精度的外部物理量)。為了精確地測量修正補償值，第二外部物理量生成裝置42為高精度生成裝置，其生成的外部物理的第二誤差遠小于進行校準是所使用的第一外部物理量生成裝置21的第一誤差。
[0076]為了進行修正補償值測量和存儲，半導體傳感器校準裝置22’還包括通信接口225，其用于與上位機41通信。
[0077]同時，處理器224與通信接口 224連接，在預先測量參考傳感器修正補償值時，通過通信接口 225向上位機41傳輸參考傳感器222測量的每個具有第二誤差的外部物理量獲得的參考測量值，并接收上位機計算獲得的對應的修正補償值，將修正補償值存儲至非易失性存儲器223。
[0078]上位機41用于從第二外部物理量生成裝置42獲取每個具有第二誤差的外部物理量的理論值，根據半導體傳感器校準裝置22’上傳的參考測量值和理論值計算該參考測量值對應的修正補償值，并將修正補償值通過通信接口 224傳輸給處理器224。
[0079]在進行修正補償值測量時，半導體傳感器校準裝置22’不必連接待校準半導體傳感器，第二外部物理量生成裝置42生成高精度的外部物理量施加到半導體傳感器校準裝置22’，為了獲得每個可能的參考測量值對應的修正補償值，需要進行多次測量。每次根據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，可以遞增生成，也可以遞減生成或以其它方式生成，然后，上位機41讀取外部物理量生成裝置42當前施加給導體傳感器校準裝置22’的外部物理量的取值(稱該取值為理論值)。根據該理論值和導體傳感器校準裝置22’上傳的參考傳感器222測量獲得的參考測量值，上位機41可以計算獲得對應的修正補償值。
[0080]例如，假設參考傳感器222測量外部物理量的量程為L，其ADC分辨率為N位，則參
考傳感器的精度為L/2n,則每個可能的參考測量值等于n*L/2N，η = 1,2,......2Ν ;由于精
度的限制，即使經過校準，參考傳感器222與其所測量的外部物理量之間必然存在一定的誤差，而且，在較高精度要求下，每個參考傳感值與外部物理量的精確值之間的誤差均不相同，因此，為了高精度地獲得最接近外部物理量精確值的取值，需要為每個參考測量值配置對應的修正補償值。
[0081]在對精度要求較高時，可以進行2Ν次測量，為每一個可能的參考測量值計算對應的修正補償值。
[0082]在對精度要求相對低時，可以將參考傳感器的量程范圍劃分為多個區域，對每個區域進行一次測量，計算對應的修正補償值，該區域內的多個可能的參考測量值對應于一個修正補償值，由此可以減少非易失性存儲器223的空間要求，同時加快修正補償值的獲取。
[0083]在本發明中，修正補償值可以看作將精準的物理量產生設備的精確度被復制下來，并保存在半導體傳感器校準裝置22的非易失性存儲器223中，使得對于半導體傳感器的校準過程不必依賴與精確的外部物理量輸入。
[0084]而且，本實施例的半導體傳感器校準裝置可以方便對非易失性存儲器223存儲的修正補償值進行修改，在半導體傳感器校準裝置22使用時間較長后，由于參考傳感器222的溫度漂移現象，可能導致其的測量精度較上一次修正時出現偏差，此時，可以通過重新修改修改補償值，針對當前的參考傳感器222的測量精度進行修正，保持半導體傳感器校準裝置的校準精確性。
[0085]本實施例通過設置上位機和高精度的第二外部物理量生成裝置，可以使得半導體傳感器校準裝置直接測量獲取修正補償值，可以通過少量的高精度的第二外部物理量生成裝置來制造大量具備高精度校準能力的半導體傳感器校準裝置。而且，由于半導體傳感器校準裝置制造完成后獲取修正補償值，電路穩定性強，相對于單獨對參考傳感器測量修正補償值后再將其安裝到半導體傳感器校準裝置的方式，操作簡單，自動化程度高。[0086]圖6為根據本發明第三實施例的半導體傳感器校準方法的流程圖。所述半導體傳感器校準方法包括:
[0087]步驟610、獲取待校準半導體傳感器的待校準測量值和參考傳感器測量獲得的參考測量值。待校準測量值和參考測量值為將具有第一誤差的外部物理量同時施加于待校準半導體傳感器和參考傳感器測量獲得。
[0088]也即，通過將具有第一誤差的外部物理量同時施加于待校準半導體傳感器和參考傳感器分別從上述兩個傳感器獲取待校準測量值和參考測量值。
[0089]在本實施例中，校準精度不必依賴于該具有第一誤差的外部物理量，因此，第一誤差可以為較大的誤差。其中，外部物理量是與待校準半導體傳感器和參考傳感器類型匹配的物理量，其可以為速度、加速度、角速度、位移、形變、壓力、溫度、氣體、濕度等。
[0090]步驟620、根據參考測量值查找對應的修正補償值。
[0091]具體地，修正補償值為預先測量和存儲的值，且與參考測量值對應設置。其可以通過預先對參考傳感器的量程內的所有或部分可能值進行測量獲得。每個修正補償值與至少一個可能的參考測量值對應。
[0092]在希望校準精度盡量高的情況下，可以對每個可能的參考測量值均單獨存儲修正補償值。在存儲空間受限的情況，可以對連續的多個可能的參考測量值設置一個對應的修正補償值。
[0093]步驟630、根據參考測量值和對應的修正補償值計算具有第一誤差的外部物理量的精確值。
[0094]步驟640、根據待校準測量值和精確值對待校準半導體傳感器進行校準，也即，計算校準值并將其寫入待校準半導體傳感器內部的非易失性存儲器中。
[0095]優選地，可以按照最小步長調整待校準半導體傳感器的校準寄存器的校準值，然后比較校準寄存器輸出的待校準測量值和精確值是否相同，如果不相同，則繼續調整校準寄存器的校準值，如果相同，則將該校準值寫入待校準半導體傳感器的非易失性存儲器保存，完成校準。
[0096]當然，也可以直接計算差值作為校準值進行校準。
[0097]圖7為根據本發明第三實施例一個優選方案的流程圖。在該優選方案中，所述方法還包括步驟650，也即:
[0098]步驟650、如果待校準測量值和精確值的差值超出待校準半導體傳感器的校準范圍，則判定待校準半導體傳感器為不合格產品。
[0099]具體地，在通過遍歷方式搜索校準值的方案中，如果遍歷完所有可能的校準值后，待校準測量值均與精確值不相等，則可以判定待校準半導體傳感器為不合格產品。
[0100]也即，如果差值超出待校準半導體傳感器的校準范圍，則可判定待校準半導體傳感器為不合格產品。
[0101]圖8為根據本發明第三實施例一個優選方案的流程圖。在該優選方案中，在進行校準前，所述方法還包括步驟600，也即:
[0102]步驟600、預先測量每一參考測量值對應的修正補償值。
[0103]所述修正補償值可以用于修正參考傳感器輸出的參考測量值以獲得高精度的外部物理量的精確值，外部物理量的精確值是指具有高測量精度的外部物理量測量值。[0104]具體地，步驟600可以包括如下子步驟:
[0105]步驟601、根據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施加于所述參考傳感器，所述第二誤差小于所述第一誤差。
[0106]在進行修正補償值測量時，需要生成高精度的外部物理量施加到半導體傳感器校準裝置，為了獲得每個可能的參考測量值對應的修正補償值，需要進行多次測量。每次根據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，可以遞增生成，也可以遞減生成或以其它方式生成。
[0107]步驟602、獲取參考傳感器測量獲得的參考測量值和所述具有第二誤差的外部物
理量的理論值。
[0108]步驟603、根據所述半導體傳感器校準裝置上傳的參考測量值和所述理論值計算所述參考測量值對應的所述修正補償值。
[0109]本優選方案可以通過少量的高精度的第二外部物理量生成裝置來制造大量具備高精度校準能力的半導體傳感器校準裝置。
[0110]在本發明中，修正補償值可以看作將精準的物理量產生設備的精確度被復制下來，并保存在半導體傳感器校準裝置中，使得對于半導體傳感器的校準過程不必依賴與精確的外部物理量輸入。
[0111]而且，非易失性存儲器存儲的修正補償值可以定期修改，在半導體傳感器校準裝置使用時間較長后，由于參考傳感器溫度漂移現象，可能導致其的測量精度較上一次修正時出現偏差，此時，可以通過重新修改修改補償值，針對當前的參考傳感器的測量精度進行修正，保持半導體傳感器校準裝置的校準精確性。
[0112]本實施例通過設置參考傳感器與待校準半導體傳感器同時測量外部物理量，并預先存儲參考傳感器的參考測量值對應的精確修正補償值，可以根據參考傳感器的測量值和修正補償值獲得精確的當前外部物理量取值，并進而對待校準半導體傳感器進行校準，可以不依賴精確外部物理量輸入并能精確標定校準半導體傳感器，降低了生產成本。
[0113]依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬【技術領域】技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明的保護范圍應當以本發明權利要求所界定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種半導體傳感器校準裝置，其特征在于，包括: 測試座，用于連接待校準半導體傳感器，向處理器傳輸待校準半導體傳感器測量獲得的待校準測量值； 參考傳感器，用于根據外部物理量獲取參考測量值； 非易失性存儲器，用于存儲預先測量的與每一參考測量值對應的修正補償值； 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，根據所述參考測量值查詢對應的修正補償值，并根據所述參考測量值和對應修正補償值計算外部物理量的精確值，根據所述外部物理量的精確值和所述待校準測量值進行校準。
2.根據權利要求1所述的半導體傳感器校準裝置，其特征在于，還包括通信接口，用于與上位機通信； 所述處理器與所述通信接口連接，在預先測量參考傳感器的修正補償值時，通過所述通信接口向所述上位機傳輸所述參考傳感器的參考測量值，并接收上位機計算的修正補償值，將所述修正補償值存儲至所述非易失性存儲器。
3.根據權利要求1所述的半導體傳感器校準裝置，其特征在于，所述處理器在待校準測量值和精確值的差值超出待校準半導體傳感器的校準范圍時判定所述待校準半導體傳感器為不合格產品。
4.根據權利要求1所述的半導體傳感器校準裝置，其特征在于，所述參考傳感器的量程大于所述待校準半導體傳感器的量程，且所述參考傳感器的精度高于所述待校準半導體傳感器的精度。
5.一種半導體傳感器校準系統，其特征在于，包括第一外部物理量生成裝置、半導體傳感器校準裝置和待校準半導體傳感器； 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； 所述半導體傳感器校準裝置包括測試座、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半導體傳感器，向處理器傳輸待校準半導體傳感器測量獲得的待校準測量值； 參考傳感器用于根據外部物理量獲取參考測量值； 非易失性存儲器用于存儲預先測量的與每一參考測量值對應的修正補償值； 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，根據所述參考測量值查詢對應的修正補償值，并根據所述參考測量值和對應修正補償值計算外部物理量的精確值，根據所述外部物理量的精確值和所述待校準測量值進行校準。
6.根據權利要求5所述的半導體傳感器校準系統，其特征在于，所述半導體傳感器校準系統還包括上位機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； 所述半導體傳感器校準裝置還包括通信接口，用于與上位機通信； 所述處理器與所述通信接口連接，在預先測量參考傳感器修正補償值時，通過所述通信接口向上位機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，并接收上位機計算獲得的對應的修正補償值，將所述修正補償值存儲至所述非易失性存儲器；所述上位機用于從所述第二外部物理量生成裝置獲取每個所述具有第二誤差的外部物理量的理論值，根據所述半導體傳感器校準裝置上傳的參考測量值和所述理論值計算所述修正補償值。
7.根據權利要求5所述的半導體傳感器校準系統，其特征在于，所述處理器在待校準測量值和精確值的差值超出待校準半導體傳感器的校準范圍時判定所述待校準半導體傳感器為不合格產品。
8.根據權利要求5所述的半導體傳感器校準系統，其特征在于，所述參考傳感器的量程大于所述待校 準半導體傳感器的量程，且所述參考傳感器的精度高于所述待校準半導體傳感器的精度。
9.一種半導體傳感器校準方法，其特征在于，包括: 獲取待校準半導體傳感器的待校準測量值和參考傳感器測量獲得的參考測量值，所述待校準測量值和所述參考測量值為將具有第一誤差的外部物理量同時施加于待校準半導體傳感器和參考傳感器測量獲得； 根據所述參考測量值查找對應的修正補償值； 根據所述參考測量值和對應的修正補償值計算所述具有第一誤差的外部物理量的精確值； 根據所述待校準測量值和所述精確值對待校準半導體傳感器進行校準。
10.根據權利要求9所述的半導體傳感器校準方法，其特征在于，還包括: 預先測量每一參考測量值對應的修正補償值。
11.根據權利要求10所述的半導體傳感器校準方法，其特征在于，所述預先測量每一參考測量值對應的修正補償值包括: 根據所述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施加于所述參考傳感器，所述第二誤差小于所述第一誤差； 獲取參考傳感器測量獲得的參考測量值和所述具有第二誤差的外部物理量的理論值； 根據所述半導體傳感器校準裝置上傳的參考測量值和所述理論值計算所述參考測量值對應的所述修正補償值。
12.根據權利要求10所述的半導體傳感器校準方法，其特征在于，所述方法還包括: 在待校準測量值和精確值的差值超出待校準半導體傳感器的校準范圍時判定所述待校準半導體傳感器為不合格產品。
13.根據權利要求10所述的半導體傳感器校準方法，其特征在于，所述參考傳感器的量程大于所述待校準半導體傳感器的量程，且所述參考傳感器的精度高于所述待校準半導體傳感器的精度。
【文檔編號】G01D18/00GK103968876SQ201410175473
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】張波, 蔣登峰, 魏建中 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司