零點偏移校正方法及其校正裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種零點偏移校正方法及其校正裝置，所述零點偏移校正方法包括步驟：S1、將加速度傳感器中的電容差值轉化為一電壓值；S2、比較所述電壓值和一零點參考電壓；S3、將一校正電壓和所述零點參考電壓相加得到一比較電壓；S4、比較所述比較電壓和所述電壓值，若所述電壓值不等于所述比較電壓，則在所述校正電壓中加入一單位電壓，并重復步驟S4，否則流程結束。本發明專利技術還公開了一種使用所述零點偏移校正方法的零點偏移校正裝置。本發明專利技術通過加入零點偏移比較的方式確定了零點偏移，減少了加速度傳感器的加速度測量誤差，提高了測量的精度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種零點偏移校正方法及其校正裝置，特別是涉及一種加速度傳感器的零點偏移校正方法及其校正裝置。
技術介紹
零點偏移(offset)在為兩個內處于加速度傳感器內的傳感電容C+和C-在穩定狀態之間的差值(AC=C+ - C-)。其中穩定狀態就是傳感器在被檢測量的方向下沒有任何移動。這個零點偏移電容差值(offset AC)的存在除了設計的誤差以外就是在由芯片工藝制造過程中的極限限制。這個零點偏移必須在測量實際傳感器在動態的時候的傳感電容 C+和C-之間的差異之前被刪除掉。換句話說，C+必須等于C-在非移動的穩定狀態下。其實，加速度傳感器在一個方向移動會造成的C+ > C-，在相反的方向移動會造成C- > C+.C+ 和C-之間產生了差值AC。加速度測量就是與這個Λ C成正比，就是說加速度越快，AC越大，加速度越慢，AC越小。這個Λ C會經過一個電容電壓轉換電路轉換成一個和AC成正比例的差分電壓。理想零點偏移應該是零的(AC=C+ - C-=O)ο但是如上所述存在零點偏移電容差值(offset AC)，如果零點偏移值比電容電壓轉換電路的最大允許輸入壓范圍大，加速度測量值就不能被檢測。而且所述零點偏移值的存在也為準確測量加速度的大小帶來了困難，從而造成加速度測量的不準確。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是為了克服現有技術中加速度傳感器中零點偏移電容差值導致的加速度測量不準確缺陷，提供一種零點偏移校正方法及其校正裝置，通過比較的方式確定了零點偏移，減少了加速度傳感器的加速度測量誤差，提高了測量的精度。本專利技術是通過下述技術方案來解決上述技術問題的 本專利技術提供了一種零點偏移校正方法，用于加速度傳感器，其特點是，所述零點偏移校正方法包括以下步驟51、將穩定狀態下的所述加速度傳感器中的電容差值轉化為一電壓值；52、比較所述電壓值和一零點參考電壓，若所述電壓值大于所述零點參考電壓，則進入步驟S3，若所述電壓值小于所述零點參考電壓，則進入步驟S5 ；53、將正值的一第一校正電壓和所述零點參考電壓相加得到一第一比較電壓；54、比較所述第一比較電壓和所述電壓值，若所述電壓值大于所述第一比較電壓，則在所述第一校正電壓中加入正值的一第一單位電壓，并返回步驟S3，否則流程結束；55、將負值的一第二校正電壓和所述零點參考電壓相加得到一第二比較電壓；56、比較所述第二比較電壓和所述電壓值，若所述電壓值小于所述第二比較電壓，則在所第二述校正電壓中加入負值的一第二單位電壓，并返回步驟S5，否則流程結束。本專利技術中所述零點參考電壓是指加速度傳感器的設計中預先設計的表征穩定狀態下的所述加速度傳感器中的電容差值的電壓，這屬于加速度傳感器的設計參數，所以此 處不再詳細贅述。由于加速度傳感器的工藝條件有限，而且實際電容電壓轉化中的誤差或噪音的存 在，實際穩定狀態下，即處于無加速度的狀態下，所述加速度傳感器中的電容存在偏移，所 以電容差值不為零，因而此時表征加速度傳感器中的電容差值的電壓必然是不等于預先設 計的零點參考電壓。本專利技術通過調整零點參考電壓，使其與實際采集的表征加速度傳感器 中的電容差值的電壓相同，從而可以得到加速度傳感器的實際的零點參考電壓和誤差值， 進而提高了加速度傳感器加速度測量的精度。所以本專利技術中此處的和第一校正電壓或第二校正電壓用于校正所述零點參考電 壓，其中所述第一單位電壓或第二單位電壓用于調整所述第一校正電壓或第二校正電壓的 大小，其中本專利技術通過在所述第一校正電壓或第二校正電壓反復疊加所述第一單位電壓或 第二單位電壓來調整所述第一校正電壓或第二校正電壓的電壓大小。也就是說在本專利技術中所述第一單位電壓或第二單位電壓為電壓調整的單位電壓， 其具體大小可以根據可以依據具體的加速度傳感器的工作電壓和精度等調整，本專利技術不限 定其具體的電壓。所述第一校正電壓或第二校正電壓同樣可以通過所述第一單位電壓或第 二單位電壓反復的疊加得到。而且本專利技術中正是通過所述第一單位電壓或第二單位電壓不斷的調整所述第一 校正電壓或第二校正電壓，進而通過與表征加速度傳感器中的電容差值的電壓，來確定最 終的對零點參考電壓的校正電壓。此外，本專利技術中所述正值是指所述電壓的數值為正值，同理所述負值是指所述電 壓的數值為負值。較佳地，所述加速度傳感器為MEMS (微機電系統)加速度傳感器。本專利技術提供了一種零點偏移校正裝置，用于加速度傳感器，其特點是，所述零點偏 移校正裝置使用如上所述的零點偏移校正方法，并包括一電容電壓轉換電路、一比較器、用 于生成零點參考電壓的一零點參考電壓源和一可變電壓源；所述電容電壓轉換電路將穩定狀態下的所述加速度傳感器中的電容差值轉化為電壓值；所述可變電壓源通過所述第一單位電壓或第二單位電壓調整生成所述第一校正電壓 或第二校正電壓。本專利技術中所述可變電壓源能夠按照預設的第一單位電壓或第二單位電壓疊加調 整所述第一校正電壓或第二校正電壓，從而確定最終的對零點參考電壓的校正電壓。其中本專利技術通過一比較器的跳變來確認最終的對零點參考電壓的校正電壓，也就 是說，在零點偏移時，所述零點參考電壓與加速度傳感器實際輸出的電壓值不相等，從而比 較器的輸出結果不是高點平，就是低電平，若需要加入校正電壓的零點參考電壓與所述電 壓值的比較最終使得比較器輸出結果的電平發生跳變，也就標志著此時的校正電壓就是實 際的零點偏移電壓。因而本專利技術不再需要專門判斷電壓相同的器件結構，所以結構簡單，便于實現。較佳地，所述加速度傳感器為MEMS加速度傳感器。較佳地，所述電容電壓轉換電路為全差分開關電容電路。較佳地，所述可變電壓源包括一可調數字電壓源和一數模轉換器，所述數模轉換器將可調數字電壓源輸出的數字電壓信號轉化為模擬電壓信號并輸出至所述比較器。其中所述可調數字電壓源以數字電壓信號的方式通過所述第一單位電壓或第二單位電壓調整生成所述第一校正電壓或第二校正電壓，在通過所述數模轉換器轉化為模擬電壓信號形式的所述第一校正電壓或第二校正電壓。在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本專利技術各較佳實例。本專利技術的積極進步效果在于本專利技術的零點偏移校正方法及其校正裝置，通過調節校正電壓并反復與表征穩定狀態的包含零點偏移電容差的電壓值比較的方式確定了零點偏移量，從而減少了加速度傳感器的加速度測量誤差，提高了測量的精度。此外本專利技術還能夠將電容電壓轉換電路在電容轉為電壓過程中產生的誤差一并通過零點偏移量來進行調整消除，所以能夠進一步提高后續的測量的精度。附圖說明圖1為本專利技術的零點偏移校正裝置的較佳實施例的結構示意圖。圖2為本專利技術的較佳實施例的零點偏移校正的流程圖。具體實施方式下面通過實施例的方式進一步說明本專利技術，但并不因此將本專利技術限制在所述的實施例范圍之中。 如圖1所示，本實施例的零點偏移校正裝置包括一電容電壓轉換電路1、一比較器 2、一零點參考電壓源3、一可調數字電壓源4和一數模轉換器5。其中本實施例的所述電容電壓轉換電路I為全差分開關電容電路，用于把一 MEMS 加速度傳感器內的傳感電容C+和C-的電容值轉換成相應的電壓值。其中所述電容電壓轉換電路I在1/2 VDD的共模電壓(common mode voltage,簡稱VCM)下運作。如果電容電壓轉換電路I本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種零點偏移校正方法，用于加速度傳感器，其特征在于，所述零點偏移校正方法包括以下步驟：S1、將穩定狀態下的所述加速度傳感器中的電容差值轉化為一電壓值；S2、比較所述電壓值和一零點參考電壓，若所述電壓值大于所述零點參考電壓，則進入步驟S3，若所述電壓值小于所述零點參考電壓，則進入步驟S5；S3、將正值的一第一校正電壓和所述零點參考電壓相加得到一第一比較電壓；S4、比較所述第一比較電壓和所述電壓值，若所述電壓值大于所述第一比較電壓，則在所述第一校正電壓中加入正值的一第一單位電壓，并返回步驟S3，否則流程結束；S5、將負值的一第二校正電壓和所述零點參考電壓相加得到一第二比較電壓；S6、比較所述第二比較電壓和所述電壓值，若所述電壓值小于所述第二比較電壓，則在所第二述校正電壓中加入負值的一第二單位電壓，并返回步驟S5，否則流程結束。

【技術特征摘要】
1.一種零點偏移校正方法，用于加速度傳感器，其特征在于，所述零點偏移校正方法包括以下步驟 51、將穩定狀態下的所述加速度傳感器中的電容差值轉化為一電壓值； 52、比較所述電壓值和一零點參考電壓，若所述電壓值大于所述零點參考電壓，則進入步驟S3，若所述電壓值小于所述零點參考電壓，則進入步驟S5 ； 53、將正值的一第一校正電壓和所述零點參考電壓相加得到一第一比較電壓； 54、比較所述第一比較電壓和所述電壓值，若所述電壓值大于所述第一比較電壓，則在所述第一校正電壓中加入正值的一第一單位電壓，并返回步驟S3，否則流程結束； 55、將負值的一第二校正電壓和所述零點參考電壓相加得到一第二比較電壓； 56、比較所述第二比較電壓和所述電壓值，若所述電壓值小于所述第二比較電壓，則在所第二述校正電壓中加入負值的一第二單位電壓，并返回步驟S5，否則流程結束。2.如權利要求1所述的零點偏移校正方法，其特征在于，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴忠偉，陳家駒，
申請(專利權)人：微動科技杭州有限公司，
類型：發明
國別省市：