[发明专利]用于调整校准元件的方法及对应的装置

说明书

技术领域

本公开涉及校准和调整技术。

已经鉴于其对于执行电气或电子装置或电路的调整的可能使用开发了本发明。

背景技术

本领域中已知的是用于调整和/或校准电气或电子装置或电路的电气行为的各种解决方案，例如，通过改变电阻元件的电阻的值。在该上下文中，本领域的技术人员将认识到定义"调整"或"校准"虽然在描述中独立地或单独地指示，但还旨在指示同等或互补的元件和/或过程。

例如，上文提到的调整经常是校准力换能器所需的，诸如例如，压力传感器。

例如，图1a和1b示出了典型压力传感器1的不同视图。

在考虑的实例中，压力传感器1具有传感器本体，其包括可替换的部件或部分，即，可变形和/或可移动的一个，诸如例如，膜片部分10。膜片部分10可集成地限定在传感器本体中，例如，当其具有整体类型(例如，由陶瓷材料诸如矾土制成)时，否则可构造为应用于其的部件。在表现的示意性实例中，在下文中简单地称为"膜片"的膜片部分10暴露于上侧上的第一压力P1和下侧上的第二压力P2。因此，膜片10由于由压力P1和P2发展的力之间的差异而变形或移位。

例如，对于独立的压力传感器，压力P1或P2中的一个为固定且预先设定的。在该情况下，膜片10典型地与处于预先设定压力的室12相关联。例如，前述固定压力可在生产期间通过开口14设定，开口14接着闭合。

如前文提到的，膜片的变形或移位与压力P1和P2之间的差异成比例。例如，在压阻式压力传感器的情况下，膜片10的变形经由至少一个压阻式元件检测。前述压阻式元件为电阻元件，其遵循其所固定的膜片10的表面的变形，并且相应的变形引起电阻器的材料的电阻率的变化，并且因此引起其电阻的变化。代替压阻式元件，还可使用其它类型的应变仪，诸如例如线或金属层应变仪。

例如，图1b示出了典型的构造，其中使用了四个压阻式电阻器R1,R2,R3和R4，它们连接在一起以形成惠斯通电桥。典型地，电阻器R2和R3设定在膜片10的中心处，而电阻器R1和R4设定在膜片10的周边处。因此，至少电阻器R2和R3的电阻变化。

在一个实施例中，电阻器R1和R4设定成接近膜片10的边缘，但总是在柔性部分上。

以该方式，电阻器R1和R4执行与电阻器R2和R3相反的作用，并且增大压阻效果，至于通过施加压力，电阻器R2和R3延长，而电阻器R1和R4缩短。

在一个实施例中，在温度补偿为必要的情况下，例如可添加两个PTC电阻器，一个PTC电阻器用于一个分支。

例如，图1c示出了电阻器R1,R2,R3和R4的典型连接的电路图。

具体而言，在考虑的实例中，惠斯通电桥由电压Vdd供应，电压Vdd在两个端子HI与I之间施加。

例如，对于图1c中所示的传感器布置，电阻器R3和R1形成连接在端子HI与I之间的第一分压器，而电阻器R4和R2形成连接在端子HI与I之间的第二分压器。

因此，根据惠斯通电桥的公知原理，横跨电阻器R3的电压(即，端子HI与第一分压器R3,R1的中点S-之间的电压)为

(1)

并且横跨电阻器R4的电压，即，端子HI与第二分压器R4,R2的中点S+之间的电压为

(2)

因此，端子S＋和S-之间的电压Vs为

(3)

由此获得平衡状态：

对于R1·R4=R3·R2 ，Vs=0 (4)

典型地，所有元件R1,R2,R3和R4都具有相同电阻，即，

R1=R2=R3=R4=R (5)

在考虑的实例中，电桥因此经由传感器R2和R3的电阻围绕相应的初始值R的变化而失衡，即，

(6)

如前文所提，电阻器R1和R4的电阻也可改变以增大电压Vs的变化。

因此，对于小变化ΔR＜＜R，其遵循

Vs ∝ΔR (7)

然而，由于生产展开，故前述阻力具有略微不同的值，并且电桥失衡，即，等式(4)的条件并非总是被满足。

因此，为了校准压力传感器1，经常地使用与电桥的电阻串联或并联连接的电阻。

例如，图1d示出了其中校准电阻器RC串联连接于压阻式元件R4的实例。

发明内容

发明人注意到此类电阻(或大体上校准元件)的调整特别复杂。

此外，发明人注意到此类校准元件的调整还可呈现关于随着时间的可靠性和/或稳定性的问题。