[发明专利]传感器装置和操作传感器装置的方法

说明书

一种传感器装置(10)，包括：压力传感器(12)、电容至数字转换器(13)、测试电路(14)以及开关电路(15)，该压力传感器被实现为电容式压力传感器，该开关电路将电容至数字转换器(13)和测试电路(14)耦接至压力传感器(12)。

本公开内容涉及传感器装置和操作传感器装置的方法。

传感器装置包括传感器，例如压力传感器。压力传感器通常具有膜。该膜可以被制造为微机电系统膜，缩写为MEMS膜。在膜的两侧之间存在压力差的情况下，膜被偏转。压力传感器通常被实现为电容式压力传感器。因此，膜的偏转导致压力传感器的电容值的变化。因此，压力传感器通常连接至电容至数字转换器以产生取决于膜的两侧之间的压力差的数字值。压力测量的稳定性和灵敏度高度依赖于膜的物理特性。这些物理特性在压力传感器的不同示例中可以不同，并且在压力传感器的寿命期间可以变化。

目的是提供提高了传感器测量的精度的传感器装置和操作该传感器装置的方法。

通过独立权利要求的主题来实现这些目的。在从属权利要求中描述了进一步的发展和实施例。

除非另有说明，否则上述定义也适用于以下描述。

在实施例中，传感器装置包括压力传感器、电容至数字转换器、测试电路以及将电容至数字转换器和测试电路耦接至压力传感器的开关电路。压力传感器被实现为电容式压力传感器。

有利地，能够由电容至数字转换器执行对电容式压力传感器的测量。测试电路被设计成获得关于压力传感器的另一信息，例如校正数据。因此，使用所述另一信息能够校正由电容至数字转换器提供的数字信号。

在实施例中，传感器装置包括半导体本体。半导体本体至少包括压力传感器、电容至数字转换器、测试电路和开关电路。压力传感器、电容至数字转换器、测试电路和开关电路集成在半导体本体的第一表面上。传感器装置仅包括单个半导体本体。

在可替代实施例中，传感器装置包括半导体本体和另一半导体本体，它们一起包括压力传感器、电容至数字转换器、测试电路和开关电路。

在实施例中，传感器装置包括耦接至电容至数字转换器、测试电路和开关电路的数字电路。半导体本体可以包括数字电路。

在实施例中，传感器装置包括连接至数字电路的存储器。半导体本体可以包括存储器。

在实施例中，在操作的测试阶段中，数字电路控制开关电路，使得测试电路耦接至压力传感器，或者使得测试电路和电容至数字转换器耦接至压力传感器。

在实施例中，在操作的测试阶段中，数字电路控制开关电路，使得测试电路唯一地或者仅耦接至压力传感器，其中，电容至数字转换器不耦接至压力传感器。可替代地，在操作的测试阶段，数字电路控制开关电路，使得测试电路和电容至数字转换器二者均耦接至压力传感器。

在操作的测试阶段，数字电路可以将校正数据存储在存储器中。

在实施例中，在操作的测量阶段，数字电路控制开关电路，使得电容至数字转换器耦接至压力传感器。

在操作的测量阶段，数字电路可以根据由电容至数字转换器提供的数字信号和存储在存储器中的校正数据来提供数字化压力信号。

在实施例中，在操作的测试阶段中，传感器装置执行频率扫描并且确定压力传感器的膜的谐振频率。可替代地，传感器装置确定品质因数。品质因数可以等于谐振峰的宽度。

在实施例中，测试电路执行频率扫描并生成测试结果信号。数字电路根据测试结果信号确定谐振频率，并且可选地还确定品质因数。数字电路根据谐振频率并且可选地还根据品质因数来确定校正数据。

在实施例中，压力传感器包括第一电极和第二电极。测试电路包括第一端子和第二端子。开关电路将测试电路的第一端子耦接至第一电极，并且将测试电路的第二端子耦接至第二电极。