CN103090900B - 集成传感器的测试方法及其测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成传感器的测试方法及其测试系统，其为依次将待测集成传感器的磁传感器和加速度传感器的X轴与地磁场和重力场方向平行，使用校准过的集成传感器测试装置依次读出待测集成传感器的X轴的磁场和重力场的测试输出，然后根据测试获得的输出数据计算得出待测集成传感器X轴的偏置输出和灵敏度。本发明涉及的集成传感器的测试方法及其测试系统，一次性的完成集成传感器的磁传感器和加速度传感器的测试，极大地提高了测试效率，并在一定程度上降低了集成传感器的生产成本，有利于集成传感器的大规模生产和普及。

Description

集成传感器的测试方法及其测试系统

技术领域

本发明涉及一种集成传感器的测试方法及其测试系统，尤其是，一种集成磁传感器和加速度传感器的集成传感器的测试方法及其测试系统。

背景技术

随着消费类电子功能的日益扩展，传感器的应用逐步普及，并且传感器中的磁传感器和加速度传感器已经逐渐成为一些手持类电子产品的标配。而随着传感器运用的不断开发以及集成化的要求，集成加速度传感器和磁传感器的新型传感器也已经面世。其中集成化技术最高的集成传感器，为集成了三轴磁传感器和加速度传感器的集成传感器，现已被应用到实际的需求当中。

这种新型的集成传感器，由于其整合了加速度和磁传感器的特性，在其测试过程，则需要针对加速度和磁这两个特性分别进行测试，这样在测试设备方面，就需要两种不同的测试设备和测试方法，对集成传感器的磁传感器和加速度传感器，分别进行测试。当集成传感器其中的一种传感器测试完毕后，在将其取出放置到另一个测试机中，进行另一类型的传感器测试。

很显然，目前业界所采用的这种测试方式，不但提高了测试的复杂度，降低了测试效率，而且也在一定程度上增加了测试的成本，不利于新产品的推广与运用。

因此，确有必要提供一种新型的集成传感器的测试方法来克服现有技术中的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有集成传感器的测试方式成本高、效率低。本发明提供一种集成传感器的测试方法，其利用测试电路在地球磁场和重力场中的不同表现来进行集成传感器的测试，有效的降低了测试成本，并且还极大的提高了测试效率。

为了解决上述技术问题，本发明所提出的技术方案是：

一种集成传感器的测试方法，其中所述集成传感器包括磁传感器和加速度传感器，其包括以下步骤：

将待测集成传感器接入测试装置的接口上，调整其磁传感器的X轴与地磁场的磁力线平行，读出测试装置对于磁传感器X轴的测试输出MX1；

旋转待测磁传感器180度，读出其测试输出MX2；

根据待测磁传感器的X轴的测试输出MX1和MX2，计算待测磁传感器X轴的偏置输出和/或灵敏度；

调整待测集成传感器的位置，使得其加速度传感器的X轴与重力场方向平行，读出测试装置对于加速度传感器X轴的测试输出AX1；

旋转待测加速度传感器180度，读出其测试输出AX2；

根据待测加速度传感器X轴的测试输出AX1和AX2，计算待测加速度传感器X轴的偏置输出和/或灵敏度。

进一步的，在不同实施方式中，其中该集成传感器的测试方法，其还包括测试待测集成传感器中的磁传感器Y轴的步骤，其包括：

使用标准电路校准测试装置接口的Y轴磁场测试参数；

调整所述磁传感器Y轴与地磁场的磁力线平行，读出测试装置对于所述磁传感器Y轴的测试输出MY1；

旋转待测磁传感器180度，读出其测试输出MY2；

根据待测磁传感器的输出MY1和MY2，计算待测磁传感器Y轴的偏置输出和/或灵敏度。

进一步的，在不同实施方式中，其中该集成传感器的测试方法，其还包括测试待测集成传感器中的磁传感器Z轴的步骤，其包括：

使用标准电路校准测试装置接口的Z轴磁场测试参数；

调整所述磁传感器Z轴与地磁场的磁力线平行，读出测试装置对于所述磁传感器Z轴的测试输出MZ1；

旋转待测磁传感器180度，读出其测试输出MZ2；

根据待测磁传感器的输出MZ1和MZ2，计算待测磁传感器Z轴的偏置输出和/或灵敏度。

进一步的，在不同实施方式中，其中该集成传感器的测试方法，其还包括测试待测集成传感器中的加速度传感器Y轴的步骤，其包括：

调整所述待测加速度传感器的Y轴与重力场方向平行，读出测试装置对于所述加速度传感器Y轴的测试输出AY1；

旋转待测加速度传感器180度，读出其测试输出AY2；

根据待测加速度传感器Y轴的测试输出AY1和AY2，计算待测加速度传感器Y轴的偏置输出和/或灵敏度。

进一步的，在不同实施方式中，其中该集成传感器的测试方法，其还包括测试待测集成传感器中的加速度传感器Z轴的步骤，其包括：

调整所述待测加速度传感器的Z轴与重力场方向平行，读出此时测试装置对于所述加速度传感器Z轴的测试输出AZ1；

旋转待测加速度传感器180度，读出其测试输出AZ2；

根据待测加速度传感器Z轴的测试输出AZ1和AZ2，计算待测加速度传感器Z轴的偏置输出和/或灵敏度。

进一步的，在不同实施方式中，其中该集成传感器的测试方法中涉及使用的计算待测集成传感器中的磁传感器各轴偏置输出的公式包括以下公式中的至少一个：X偏置输出＝(MX1+MX2)/2；Y偏置输出＝(MY1+MY2)/2；以及Z偏置输出＝(MZ1+MZ2)/2；以及，其中涉及使用的计算待测集成传感器中的磁传感器各轴灵敏度的公式包括以下公式中的至少一个：X灵敏度＝(MX1-MX2)/2/该位置X补偿系数；Y灵敏度＝(MY1-MY2)/2/该位置Y补偿系数；以及Z灵敏度＝(MZ1-MZ2)/2/该位置Z补偿系数。

进一步的，在不同实施方式中，其中该集成传感器的测试方法中涉及使用的计算待测集成传感器中的加速度传感器各轴偏置输出的公式包括以下公式中的至少一个：X偏置输出＝(AX1+AX2)/2；Y偏置输出＝(AY1+AY2)/2；以及Z偏置输出＝(AZ1+AZ2)/2；以及，其中涉及使用的计算待测集成传感器中的磁传感器各轴灵敏度的公式包括以下公式中的至少一个：X灵敏度＝(AX1-AX2)/2/该位置X补偿系数；Y灵敏度＝(AY1-AY2)/2/该位置Y补偿系数；以及Z灵敏度＝(AZ1-AZ2)/2/该位置Z补偿系数。

进一步的，本发明的又一个实施方式，还提供了一种用于实施本发明涉及的集成传感器的测试方法的集成传感器测试系统，其包括测试装置。该测试装置包括数据处理装置、测试平台、设置于所述测试平台上的器件测试板(DUT板，Device Under Test板)、转轴以及驱动电机。其中转轴与测试平台连接，并可在所述驱动电机的驱动下带动测试平台进行X轴方向上的枢轴转动，进而带动器件测试板进行该方向上的转动。器件测试板用于连接待测集成传感器。而数据处理装置用于输出所述器件测试板在转动测试过程中，对于待测集成传感器关于地磁场和重力场的测试输出，进而根据这些测试输出数据计算得出待测集成传感器中的磁传感器和加速度传感器X轴的偏置输出和/或灵敏度。

进一步的，在不同实施方式中，本发明涉及的测试装置所使用的转轴，包括有相互竖直设置的第一转轴以及第二转轴，其中第一转轴是可转动的配接于第二转轴上。第一转轴和第二转轴间的配合可实现所述测试平台，在X、Y、Z轴三个方向上的转动。

具体地说，第一转轴实现XY平面的转动，而与第一转轴竖直设置的第二转轴则实现Z轴方向的转动。如此，第一转轴和第二转轴间的配合可实现测试平台，在X、Y、Z轴三个方向上的转动。这样，使得本发明涉及的测试系统，可进行单轴、二轴、三轴传感器的测试，适用范围更广。而且，也保证在测试过程中，能够实现自动化操作，以提升测试效率。

进一步的，在不同实施方式中，其中该集成传感器测试系统，还包括自动取放装置(pick and place handler)。该自动取放装置用于取、放器件测试板到测试装置的测试平台上的预定位置，以及取、放集成传感器到所述器件测试板的接口上。

在本发明中，自动取放装置的设置，使得本发明涉及的集成传感器测试系统，在整个的待测集成传感器的测试过程中，完全的实现了自动化的操作，不再需要人工操作。

具体的说，在本发明涉及的集成传感器测试系统的测试操作过程中，首先，使用自动取放装置取代人工操作将待测集成传感器从托盘(tray)放置到器件测试板的接口上；其次，使用自动取放装置取代人工操作将器件测试板放置到测试装置的测试平台的预定位置上；第三，测试完成后，用自动取放装置取代人工操作将器件测试板从测试平台上取回；第四，使用自动取放装置取代人工操作，将完成测试后的集成传感器从器件测试板上的接口上取下，并依照测试结果分离合格品和不合格品，分别放置到相应的托盘上。

进一步的，在不同实施方式中，其中该集成传感器测试系统还包括数据输出装置，其与数据处理装置连接。例如，其可以是显示器、打印机、传真机等等。其用于输出数据处理装置的数据处理结果，以供操作人员直接获得待测集成传感器的测试结果。

进一步的，本发明涉及的数据处理装置可以是基于现代计算机系统硬件及其软件的数据处理装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明涉及的集成传感器的测试方法及其测试系统，只需要使用一个测试装置，根据测试电路在地球磁场和重力场的不同输出，依次进行待测集成传感器中的磁传感器和加速度传感器的测试，极大地降低了集成传感器的测试成本，同时还提高了测试效率，在一定程度上降低了集成传感器的生产成本，有利于集成传感器的大规模生产和普及。

另外，自动取放装置的设置，也使得本发明涉及的集成传感器测试方法及其测试系统，在整个的待测集成传感器的测试过程中，完全的实现了自动化的操作，不再需要人工操作，更进一步的提高了测试效率；并且还可有效地避免人工操作可能出现的误操作。

附图说明

图1为本发明涉及的集成传感器测试系统的结构图，其中只显示了测试平台部分的结构。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

在一个本发明涉及的集成传感器的测试方法的实施方式中，其中待测集成传感器包括一个三轴磁传感器和三轴加速度传感器，其包括以下步骤：

使用标准电路校准器件测试板(DUT板，Device Under Test板)接口的X、Y、Z轴的测试参数，包括地磁场参数和重力场参数；

使用自动取放装置(pick and place handler)将待测集成传感器装入器件测试板上设置的接口上；

使用自动取放装置将器件测试板放置于测试装置的测试平台之上；

调整器件测试板的位置，使得磁传感器的X轴与地磁场方向平行，此时磁传感器的X轴与地磁场方向平行，读出此时集成传感器中磁传感器的X轴测试输出MX1；

将磁传感器的XY平面顺时针旋转90度，此时Y轴与地磁场方向平行，读出此时磁传感器的Y轴测试输出MY1；

将磁传感器的XY平面顺时针旋转90度，此时X轴与地磁场方向平行，读出此时磁传感器的X轴测试输出MX2；

将磁传感器的XY平面顺时针旋转90度，此时Y轴与地磁场方向平行，读出此时磁传感器的Y轴测试输出MY2；

将磁传感器的Z轴顺时针旋转90度，此时Z轴与地磁场方向平行，读出此时磁传感器的Z轴测试输出MZ1；

将磁传感器的Z轴逆时针旋转180度，此时Z轴与地磁场方向平行，读出此时磁传感器的Z轴测试输出MZ2；

继续旋转使器件测试板与水平面垂直，此时加速度传感器的X轴与重力场方向平行，读出此时加速度传感器的X轴测试输出AX1；

将加速度传感器的XY平面顺时针旋转90度，此时Y轴与重力场方向平行，读出此时加速度传感器的Y轴测试输出AY1；

将加速度传感器的XY平面顺时针旋转90度，此时X轴与重力场方向平行，读出此时加速度传感器的X轴测试输出AX2；

将加速度传感器的XY平面顺时针旋转90度，此时Y轴与重力场方向平行，读出此时加速度传感器的Y轴测试输出AY2；

将加速度传感器的Z轴顺时针旋转90度，此时Z轴与重力场方向平行，读出此时加速度传感器的Z轴测试输出AZ1；

将加速度传感器的Z轴逆时针旋转180度，此时Z轴与重力场方向平行，读出此时加速度传感器的Z轴测试输出AZ2；

根据以上测试获得测试数据，计算待测集成传感器中的三轴磁传感器和加速度传感器X、Y及Z轴的偏置输出与灵敏度；

其中涉及使用的磁传感器的偏置输出与灵敏度的计算公式为：

X偏置输出＝(MX1+MX2)/2；

Y偏置输出＝(MY1+MY2)/2；

Z偏置输出＝(MZ1+MZ2)/2；

X灵敏度＝(MX1-MX2)/2/该位置X补偿系数；

Y灵敏度＝(MY1-MY2)/2/该位置Y补偿系数；

Z灵敏度＝(MZ1-MZ2)/2/该位置Z补偿系数；

其中涉及使用的加速度传感器的偏置输出与灵敏度的计算公式为：

X偏置输出＝(AX1+AX2)/2；

Y偏置输出＝(AY1+AY2)/2；

Z偏置输出＝(AZ1+AZ2)/2；

X灵敏度＝(AX1-AX2)/2；

Y灵敏度＝(AY1-AY2)/2；

Z灵敏度＝(AZ1-AZ2)/2；

使用自动取放装置将器件测试板从测试平台上取回；再将待测集成传感器从器件测试板上取出，并根据测试数据计算得出的测试结果，分出待测集成传感器中的合格品和不合格品，分别摆放到相应的托盘上。

进一步的，本发明的又一个方面还提供了一种集成传感器测试系统，其可操作实施本发明涉及的集成传感器的测试方法。

如图1所示，一种集成传感器测试系统，包括集成传感器测试装置和自动取放装置(未图示)。其中集成传感器测试装置包括数据处理装置(未图示)、测试平台、设置于测试平台上的器件测试板、转轴、以及驱动电机(未图示)。

其中转轴与测试平台10连接，并由驱动电机驱动。转轴包括相互间竖直设置的第一转轴12和第二转轴14。其中第一转轴12是可转动的配接于第二转轴14上。这样，第一转轴实现XY平面的转动(转动方向如图中位于上部的箭头所示)，而与第一转轴竖直设置的第二转轴则实现Z轴方向的转动(转动方向如图中位于下部的箭头所示)。如此，第一转轴和第二转轴间的配合可实现测试平台10，在X、Y、Z轴三个方向上的转动，进而也同时带动设置于其上的器件测试板进行X、Y、Z轴三个方向上的转动。这样，使得本发明涉及的测试系统，可进行单轴、双轴以及三轴传感器的测试，适用范围更广。而且，也保证在测试过程中，能够实现自动化操作，以提升测试效率。

器件测试板20是经由自动取放装置，放置到测试平台10上的预定位置以及从测试平台上取回。器件测试板上设置有用于电性连接待测集成传感器30的接口11，该接口与标准电路连接，并由标准电路校准该接口的磁场和重力场的测试参数。

而数据处理装置用于输出器件测试板在转动过程中，对于待测集成传感器关于地磁场和重力场的测试输出，进而根据这些测试输出数据计算得出待测集成传感器中的磁传感器和加速度传感器X、Y及Z轴的偏置输出和灵敏度。

本发明涉及的测试系统所包括的自动取放装置，其不仅用于取、放器件测试板到测试平台上的预定位置；还用于取、放集成传感器到器件测试板的接口上。自动取放装置的设置，使得本发明涉及的集成传感器测试系统，在整个的待测集成传感器的测试过程中，完全的实现了自动化操作，不再需要人工转换操作。

具体的说，本发明涉及的测试系统，在测试工作过程中实现的自动化操作为；

首先，使用自动取放装置取代人工操作将待测集成传感器从托盘(tray)放置到器件测试板的接口上；

其次，使用自动取放装置取代人工操作将器件测试板放置到测试装置的测试平台的预定位置上；

第三，测试完成后，使用自动取放装置取代人工操作将器件测试板从测试平台上取回；

第四，使用自动取放装置取代人工操作，将完成测试后的集成传感器从器件测试板上的接口上取下，并依照测试结果分离合格品和不合格品，分别放置到相应的托盘上。

从以上本发明涉及的测试系统的操作过程可以看出，自动取放装置的设置，使得测试过程中器件测试板到测试平台上的取、放以及待测集成传感器到器件测试板上的取、放，均直接实现了操作上的自动化，这对于传统手工取、放待测集成传感器以及器件测试板的方式而言，是一个很大的进步，更加进一步的提高了集成传感器的测试效率。而且，还可避免因人工操作可能出现的误操作。

进一步的，本发明涉及的测试系统，还可以包括数据输出装置，其用于输出数据处理装置的数据处理结果，以供操作人员获得待测集成传感器的测试数据。

进一步的，本发明涉及的数据处理装置可以是基于现代计算机系统硬件及其软件的数据处理装置。数据输出装置可以是显示器、打印机、传真机等等。

本发明涉及的集成传感器的测试方法及其系统，只需要使用一个测试装置，根据测试电路在地球磁场和重力场的不同输出，依次进行待测集成传感器中的磁传感器和加速度传感器的测试，极大地降低了集成传感器的测试成本，同时还提高了测试效率，在一定程度上降低了集成传感器的生产成本，有利于集成传感器的大规模生产和普及。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成传感器的测试方法，其中所述集成传感器包括磁传感器和加速度传感器，其特征在于：其包括以下步骤：

将测试装置的X轴与当地磁场的磁力线平行；

使用标准电路校准测试装置接口的X轴测试参数；

将集成传感器接入测试装置的接口上，调整其磁传感器的X轴与地磁场的磁力线平行，读出测试装置对于所述磁传感器X轴的测试输出MX1；

旋转磁传感器180度，读出其测试输出MX2；

根据磁传感器的X轴的测试输出MX1和MX2，计算磁传感器X轴的偏置输出和/或灵敏度；

调整集成传感器的位置，使得其加速度传感器的X轴与重力场方向平行，读出此时测试装置对于所述加速度传感器X轴的测试输出AX1；

旋转加速度传感器180度，读出其测试输出AX2；

根据加速度传感器X轴的测试输出AX1和AX2，计算加速度传感器X轴的偏置输出和/或灵敏度。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：其还包括测试集成传感器中的磁传感器Y轴的步骤，其包括：

使用标准电路校准测试装置接口的Y轴磁场测试参数；

调整所述磁传感器Y轴与地磁场的磁力线平行，读出测试装置对于所述磁传感器Y轴的测试输出MY1；

旋转磁传感器180度，读出其测试输出MY2；

根据磁传感器的输出MY1和MY2，计算磁传感器Y轴的偏置输出和/或灵敏度。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于：其还包括测试集成传感器中的磁传感器Z轴的步骤，其包括：

使用标准电路校准测试装置接口的Z轴磁场测试参数；

调整所述磁传感器Z轴与地磁场的磁力线平行，读出测试装置对于所述磁传感器Z轴的测试输出MZ1；

旋转磁传感器180度，读出其测试输出MZ2；

根据磁传感器的输出MZ1和MZ2，计算磁传感器Z轴的偏置输出和/或灵敏度。

4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：其还包括测试集成传感器中的加速度传感器Y轴的步骤，其包括：

调整所述加速度传感器的Y轴与重力场方向平行，读出此时测试装置对于所述加速度传感器Y轴的测试输出AY1；

旋转加速度传感器180度，读出其测试输出AY2；

根据加速度传感器Y轴的测试输出AY1和AY2，计算加速度传感器Y轴的偏置输出和/或灵敏度。

5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于：其还包括测试集成传感器中的加速度传感器Z轴的步骤，其包括：

调整所述加速度传感器的Z轴与重力场方向平行，读出此时测试装置对于所述加速度传感器Z轴的测试输出AZ1；

旋转加速度传感器180度，读出其测试输出AZ2；

根据加速度传感器Z轴的测试输出AZ1和AZ2，计算加速度传感器Z轴的偏置输出和/或灵敏度。

6.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于：其中涉及使用的计算集成传感器中的磁传感器各轴偏置输出的公式包括以下公式中的至少一个：X偏置输出＝(MX1+MX2)/2；Y偏置输出＝(MY1+MY2)/2；以及Z偏置输出＝(MZ1+MZ2)/2；以及，其中涉及使用的计算集成传感器中的磁传感器各轴灵敏度的公式包括以下公式中的至少一个：X灵敏度＝(MX1-MX2)/2/该位置X补偿系数；Y灵敏度＝(MY1-MY2)/2/该位置Y补偿系数；以及Z灵敏度＝(MZ1-MZ2)/2/该位置Z补偿系数。

7.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于：其中涉及使用的计算集成传感器中的加速度传感器各轴偏置输出的公式包括以下公式中的至少一个：X偏置输出＝(AX1+AX2)/2；Y偏置输出＝(AY1+AY2)/2；以及Z偏置输出＝(AZ1+AZ2)/2；以及，其中涉及使用的计算集成传感器中的磁传感器各轴灵敏度的公式包括以下公式中的至少一个：X灵敏度＝(AX1-AX2)/2/该位置X补偿系数；Y灵敏度＝(AY1-AY2)/2/该位置Y补偿系数；以及Z灵敏度＝(AZ1-AZ2)/2/该位置Z补偿系数。

8.一种用于实施权利要求1所述集成传感器的测试方法的集成传感器测试系统，其特征在于：其包括测试装置，所述测试装置包括数据处理装置、测试平台、设置于所述测试平台上的器件测试板、转轴以及驱动电机；其中所述转轴与所述测试平台连接，并可在所述驱动电机的驱动下带动所述测试平台进行X轴方向上的枢轴转动，进而带动所述器件测试板进行所述方向上的转动；所述器件测试板用于连接集成传感器，而所述数据处理装置用于输出所述器件测试板在转动测试过程中，对于集成传感器关于地磁场和重力场的测试输出，进而根据这些测试输出数据计算得出集成传感器中的磁传感器和加速度传感器X轴的偏置输出和/或灵敏度。

9.根据权利要求8所述的测试系统，其特征在于：其中所述转轴，包括有相互竖直设置的第一转轴以及第二转轴，其中所述第一转轴是可转动的配接于所述第二转轴上，所述第一转轴和第二转轴间的配合可实现所述测试平台，在X、Y、Z轴三个方向上的转动。

10.根据权利要求8所述的测试系统，其特征在于：其还包括自动取放装置，所述自动取放装置用于取、放所述器件测试板到测试装置的测试平台上的预定位置，以及取、放所述集成传感器到所述器件测试板的接口上。