CN108120552A - 用于校准微机电系统的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于校准微机电系统的方法和装置。压力传感器校准装置(100)包括：第一压力传感器(104)设置在其中的压力室(110)；一个或多个第一传感器(112)，其用于测量来自所执行的物理测试的第一压力传感器的第一电容值；该一个或多个第一传感器用于测量来自对第一压力传感器执行的第一电气测试的第二电容值；以及相关器(118)，其用来基于在对第一压力传感器的物理测试期间确定的第一电容值以及在对第一压力传感器的第一电气测试期间确定的第二电容值来确定相关系数值；以及校准器(314)，其用来基于相关系数值以及在对第二压力传感器(304)进行第二电气测试期间确定的第三电容值来确定校准系数值以便校准第二压力传感器。

Description

用于校准微机电系统的方法和装置

技术领域

本公开总体涉及微机电系统，并且更具体地涉及用于校准微机电系统的方法和装置。

背景技术

诸如，例如压力传感器的微机电系统(MEMS)是相对非线性的设备。基于这种非线性和压力传感器之间的差异，通常单独校准每个压力传感器。这种方法可能增加用于校准压力传感器的设备的资金成本，和/或增加专用于校准每个压力传感器的时间。

附图说明

图1是根据本公开的教导的在示例性测试阶段期间用于校准微机电系统的示例性系统的示意图。

图2是图1的示例性相关器的示意图。

图3是根据本公开的教导的在示例性测试阶段期间用于校准微机电系统的示例性系统的示意图。

图4是图3的示例性校准器的示例性实现方式的示意图。

图5是示出使用本文公开的示例而获得的结果的电容对比压力的示例性曲线图。

图6是示出使用本文公开的示例而获得的结果的电容对比电压的示例性曲线图。

图7是基于使用本文公开的示例而获得的结果产生的相关曲线的示例性曲线图。

图8是表示机器可读指令的流程图，所述机器可读指令可以被执行以便实现图1-图4的示例性相关器和示例性校准器。

图9是表示机器可读指令的流程图，所述机器可读指令可以被执行以实现图1和图2的相关器，并且执行图8的过程以便为不同压力值确定相关系数值。

图10是表示机器可读指令的流程图，其可以被执行以实现图3和图4的校准器，并且执行图8的过程以便为第二传感器确定校准系数值。

图11和图12示出了可以执行图8-图10的指令以实现图1-图4的示例性相关器和示例性校准器的处理器平台。

附图不按比例。在一切可能之处，在整个图纸和附带的书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。

具体实施方式

本文公开的示例涉及校准微机电系统(MEMS)，诸如，例如压力传感器和/或基于电容的大气压力传感器。具体地，本文公开的示例涉及在训练阶段对第一压力传感器执行测试以及在测试阶段期间使用在训练阶段期间确定的相关系数值来校准第二压力传感器。通过采取这种方法，本文公开的示例能够基于通过测试较少数量的压力传感器而确定的相关系数值有效地校准大量压力传感器。这样，所公开的示例避免通过对位于压力室内的每个压力传感器执行压力扫描(sweep)来校准压力传感器的耗时过程。

在一些示例中，训练阶段包括对第一压力传感器执行物理测试和电气测试。(多个)物理测试可包括将第一压力传感器暴露于各种压力(例如，执行压力扫描)并且确定所得的(多个)电容值。在一些示例中，等式1用于说明在环境压力下的第一压力传感器的电容，或者更一般地说，用于关联在物理测试期间确定的压力值和电容值，其中C_px对应于特定压力下的电容，并且C_p＝1013hPa对应于1013百帕(hPa)下的电容。

等式1：

f(C_p)＝C_px-C_p＝1013hPa

在一些示例中，(多个)电气测试包括向第一压力传感器施加各种电压(例如，执行电压扫描)并且确定所得的(多个)电容值。在(多个)电气测试期间施加的电压可以是直流(DC)电压。在一些示例中，等式2用于说明在向第一压力传感器施加最小电压(例如，0V)时的第一压力传感器的电容，或者更一般地说，用于关联在(多个)电气测试期间确定的电压值和电容值。参考等式2，C_min对应于最小电容值(例如，处于0伏)，并且C_min+δV对应于在V＝V_min+δV下的电容。

等式2：

基于在物理测试期间确定的压力值和电容值以及在电气测试期间确定的相关联的电压值和电容值，在一些示例中，使用二阶多项式函数(诸如，例如等式3的二阶多项式函数)来确定相关系数值。参考等式3，b₁对应于第一相关系数，b₂对应于第二相关系数，b₃对应于第三相关系数，f(C_p)对应于物理域中的电容，并且f(C_v)对应于电气域中的电容。

等式3：

f(C_p)＝b₁f(C_v)²+b₂f(C_v)+b₃

在训练阶段之后，可以执行测试阶段。测试阶段可以包括对第二压力传感器执行电气测试并且确定所得的(多个)电容值。在一些示例中，在测试阶段中，向第二压力传感器施加第一电压值和第二电压值以便确定所得的电容。第一电压值可以是0伏并且第二电压值可以是3伏。

基于在测试阶段期间对第二压力传感器执行的电气测试以及在训练阶段期间确定的相关系数值，在一些示例中，针对不同压力值下的第二压力传感器确定电容值，而不用对第二压力传感器执行物理测试。换言之，可以预测第二压力传感器的电容值，而不用将第二压力传感器暴露于不同压力并确定所得的电容。在一些示例中，等式4用于针对第二压力传感器中的一个确定针对选定压力值的电容值。

等式4：

C_px＝b₁f(C_v)²+b₂f(C_v)+b₃+C_p＝1013hPa

为了推算使用等式4确定的电容值和压力值，在一些示例中，使用传感器等式拟合(诸如，例如等式5的传感器等式拟合)。在一些示例中，传感器等式拟合是列文伯格-马夸尔特算法(LMA)。参考等式5，A_p是指在测试阶段中校准的压力传感器的板面积，ε₀对应于在测试阶段中校准的压力传感器内的自由空间电容率(permittivity)，并且x_p对应于如等式6限定的在测试阶段中校准的压力传感器的峰值板位移。进一步参考等式5，g₀对应于如等式7限定的在测试阶段中校准的压力传感器的有效间隙(例如，545.6纳米(nm))，δ_xp对应于在测试阶段中校准的压力传感器的位移调整(例如，零点偏移)，并且C_par对应于在测试阶段中校准的压力传感器的寄生偏移(例如，3.2皮可法拉(pF))。

等式5：

参考等式6，a对应于在测试阶段中校准的压力传感器的板半径，并且D对应于如等式8限定的在测试阶段中校准的压力传感器的抗弯刚度(flexural rigidity)。

等式6：

参考等式7，g_noox对应于在测试阶段中校准的压力传感器的气隙，t_ox对应于在测试阶段中校准的压力传感器的氧化物厚度，并且ε_r，ox对应于在测试阶段中校准的压力传感器的氧化物的相对电容率。

等式7：

参考等式8，E对应于杨氏模量，v对应于泊松比，并且t对应于在测试阶段中校准的压力传感器的板厚度(如，8微米(μm))。

等式8：

在一些示例中，为了减小解决方案的复杂性，例如使用等式9对传感器等式拟合的平方倒数结果执行n阶多项式拟合(例如，4阶多项式)。参考等式9，C对应于使用等式5确定的电容，a_i对应于多项式系数，并且对应于来自多项式拟合的压力结果向量。在一些示例中，所执行的多项式拟合是5阶(5^th order)多项式拟合，并且输出包括用于校准第二压力传感器的校准系数值。

等式9：

图1示出了示例性校准系统100，其可用于以成本有效且高效的方式校准包括压力传感器的微机电系统(MEMS)。在所示的示例中，校准系统100包括示例性训练阶段102，其对第一压力传感器104执行物理测试和电气测试并且使用物理测试和电气测试的结果来确定相关系数值。虽然所示的示例描绘了训练阶段102中的一个压力传感器(即，第一压力传感器104)，但在其它示例中，在训练阶段102期间可以使用任何数量的压力传感器。

为了能够在训练阶段102期间对第一压力传感器104执行物理测试，在所示的示例中，校准系统100包括：示例性压力控制器106、示例性压力传感器和/或压力计108、第一压力传感器104设置在其中的示例性压力室110、以及示例性电容传感器112。在一些示例中，为了对第一压力传感器104执行物理测试，压力控制器106通过压力值输入113来设置压力室110内的压力，并且压力计108测量压力室110内的实际压力以便能够确定压力室110内的压力是否已经稳定，和/或压力值输入113和测量压力114是否在彼此的阈值内。

在一些示例中，当压力室110内的压力稳定时和/或当压力值输入113和测量压力114在彼此的阈值内时，电容传感器112基于施加的压力测量来自第一压力传感器104的(多个)第一电容值116。在一些示例中，在图5中描绘的曲线图502上绘制在训练阶段102期间进行的物理测试的结果500，其中x轴504表示压力并且y轴506表示电容。

返回参考图1的示例，压力计108和/或电容传感器112提供或以其它方式使得示例性相关器118能够访问(多个)测量压力值114和(多个)第一电容值116以用于进一步处理。以此方式，在一些示例中，在训练阶段102期间，通过对第一压力传感器104执行压力扫描，将第一压力传感器104暴露于一定范围的压力，以便能够使用电容传感器112来测量来自第一压力传感器104的第一电容值116。如本文所使用的，短语“压力扫描”指将压力传感器暴露于多个压力值，所述压力值可以在第一压力值(例如，600hPa)与第二压力值(例如，1013hPa)之间递增地或以其它方式彼此间隔。

为了使得在训练阶段102期间能够执行电气测试，在所示示例中，校准系统100包括示例性第一电压激励器120和电容传感器112。虽然图1所示的示例描绘了在进行电气测试时的压力室110内的第一压力传感器104，但在第一压力传感器104设置在压力室110外部时也可以执行电气测试。换言之，可以利用设置在压力室110内的第一压力传感器104来执行训练阶段102的物理测试，并且可以利用设置在压力室110内部或外部的第一压力传感器104来执行训练阶段102的电气测试。尽管图1所示的示例描绘了在物理测试和电气测试中都使用电容传感器112，但在其它示例中，使用单独的电容传感器。

在一些示例中，电气测试包括：第一电压激励器120向和/或跨第一压力传感器104施加第一电压值122，并且电容传感器112基于施加的(多个)电压来测量所得的(多个)第二电容值124。在一些示例中，在图6中描绘的曲线图602上绘制电气测试的结果600，其中x轴604表示电压并且y轴606表示电容。

返回参考图1的示例，第一电压激励器120和/或电容传感器112提供或以其它方式使得相关器118能够访问(多个)第一电压值122和(多个)第二电容值124，以用于进一步处理和/或确定在校准其它压力传感器时使用的相关系数值126。在一些示例中，通过使用例如二阶多项式函数(诸如，例如上面的等式3)来产生相关曲线，相关器118基于测量压力值114、第一电容值116、第一电压值122和/或第二电容值124针对不同压力确定(多个)相关系数值126。在一些示例中，在如图7中描绘的曲线图702上绘制由相关器118产生的相关曲线700，其中x轴704表示电气域f(C_v)中的电容，并且y轴706表示物理域f(C_p)中的电容。

以此方式，在一些示例中，通过对第一压力传感器104执行电压扫描，向第一压力传感器104施加一定范围的电压，以便使得电容传感器112能够测量由第一压力传感器104输出的所得的第二电容值124。如本文所使用的，短语“电压扫描”是指向压力传感器施加多个电压值，其中电压值可以在第一电压值(例如，0V)与第二电压值(例如，3V)之间递增地或以其它方式间隔。如图1的示例所示，将(多个)相关系数值和(多个)对应压力值126提供给数据库128以供存储。

图2示出了图1的相关器118的示例性实现方式。在所示的示例中，相关器118包括示例性压力/电容相关器202、示例性第一电压/电容相关器204和示例性压力/电压/电容相关器206。

在所示的示例中，为了处理与训练阶段102的物理测试相关联的测量压力值114和第一电容值116，压力/电容相关器202接收和/或访问测量压力值114和第一电容值116，并且例如使用等式1来确定物理域f(C_p)中的电容值214。在一些示例中，物理域f(C_p)中的电容值214说明在环境压力下的第一压力传感器104的电容(例如，C_p＝1013hPa)。

在所示的示例中，为了处理与训练阶段102的电气测试相关联的第一电压值122和第二电容值124，电压/电容相关器204接收和/或访问第一电压值122和第二电容值124，并且例如使用等式2来确定电气域f(C_v)中的电容值216。在一些示例中，电气域f(C_v)中的电容值216说明在没有向第一压力传感器104施加电压时的第一压力传感器104的电容C_min、和/或在向第一压力传感器104施加最小电压时的第一压力传感器104的电容C_min。

在所示的示例中，为了确定用于校准其它压力传感器的相关系数值126，压力/电压/电容相关器206接收和/或访问物理域f(C_p)中的电容值214和电气域f(C_v)中的电容值216，并且例如使用等式3针对在物理域f(C_p)中具有对应电容值214的每个压力值来确定相关系数值126。在一些示例中，为了将相关系数值126与对应压力值相关联，压力/电压/电容相关器206产生查找表，在该查找表中相关系数值126(例如，b₁、b₂、b₃)与相应压力值(例如，P₁、P₂、P₃等)相关联。

图3示出了示例性校准系统300，其可用于以成本有效且高效的方式校准包括压力传感器的微机电系统(MEMS)。在所示的示例中，校准系统300包括示例性测试阶段302，其使用所确定的相关系数值126和对第二压力传感器304进行的电气测试的结果来校准第二压力传感器304。虽然所示的示例描绘了测试阶段302中的一个压力传感器(即，第二压力传感器304)，但在其它示例中，在测试阶段302期间可以使用任何数量的压力传感器。

在一些示例中，电气测试包括：第二电压激励器306向和/或跨第二压力传感器304施加第二电压值308，以及电容传感器310基于施加的(多个)电压来测量所得的第三电容值312。代替在测试阶段302期间对第二压力传感器304执行全电压扫描，在一些示例中，测试阶段302包括向第二压力传感器304施加第一电压值和第二电压值(例如，0V、3V)并且确定(多个)第三电容值312。

在所示的示例中，第二电压激励器306和电容传感器310提供或以其它方式使得校准器314能够访问第二电压值308和第三电容值312以用于进一步处理。在一些示例中，进一步的处理包括校准器314确定可以用于校准第二压力传感器304和/或可以存储在第二压力传感器304的数据存储318上的校准系数值316。可以基于对第二压力传感器304执行的电气测试、来自相关器118的(多个)相关系数值126、来自数据库322的压力传感器数据和/或相关联参数320、和/或由第五传感器和/或压力计326测量的(多个)环境压力值324来确定校准系数值316。

在一些示例中，例如，压力传感器数据和/或相关联参数320包括：第二压力传感器304的板面积A_p、第二压力传感器304的板半径a、第二压力传感器304内的自由空间电容率ε₀、第二压力传感器304的氧化物相对电容率ε_r，ox、和/或第二压力传感器304的峰值板位移x_p。附加地和/或可替代地，在一些示例中，例如压力传感器数据和/或相关联参数320包括：第二压力传感器304的位移调整δx_p、第二压力传感器304的有效间隙g₀、第二压力传感器304的气隙g_noox、第二压力传感器304的氧化物厚度t_ox、第二压力传感器304的寄生偏移C_par、第二压力传感器304的抗弯刚度D、杨氏模量E、和/或泊松比v。

图4示出了图3的校准器314的示例性实现方式。在所示的示例中，校准器314包括示例性重构器402、示例性数据拟合器404和示例性确定器(determiner)406。在所示的示例中，为了确定在第二压力传感器304暴露于不同压力时的所得的电容值，而不用实际对第二压力传感器304执行物理测试，重构器402访问和/或接收相关系数值126和对应压力值、(多个)第三电容值312、环境压力值324和(多个)第二电压值308，并且如果第二压力传感器304实际上暴露于不同压力，则重构器402使用等式3和/或等式4来预测第二压力传感器304将产生的所得电容408。在一些示例中，当没有向第二压力传感器304施加电压时，重构器402使用等式3来说明第二压力传感器304在电气域中的电容，并且如果第二压力传感器304实际上暴露于不同压力，则重构器402使用等式4来预测第二压力传感器304将产生的电容。因此，通过选择与相应压力相关联的相关系数值126，示例性重构器402可以预测第二压力传感器304的物理域中的电容值，而不用实际上对第二压力传感器304执行物理测试。

为了确定其它值和/或推算由重构器402确定的电容值和压力值410，在所示的示例中，数据拟合器404访问压力传感器数据和/或相关联参数320以及压力值和电容值408，并且使用等式5的传感器等式拟合来确定、推算和/或拟合其它压力值和电容值410，并且使用等式9的5阶多项式等式以更简单的形式放置数据。

为了确定要用于校准第二压力传感器304的校准系数值316，确定器406访问来自数据拟合器404的其它压力值和电容值410，并且处理其它压力值和电容值410以便确定校准系数值316。因此，使用本文公开的示例，示例性相关器118通过对第一压力传感器104执行物理测试和电气测试来确定相关系数值126，并且示例性校准器314基于相关系数值126和对第二压力传感器304执行的电气测试来确定校准系数值316。在一些示例中，校准系数值316存储在储存器中以便稍后用于单独校准每个传感器。

虽然在图2中示出了实现图1的示例性相关器118的示例性方式，并且图4中示出了实现图3的示例性校准器314的示例，但图2和/或图4所示的元件、过程和/或设备中的一个或多个可以被组合、分割、重排、省略、消除和/或以任何其它方式实现。此外，图2和/或图4的示例性压力/电容相关器202、示例性第一电压/电容相关器204、示例性压力/电压/电容相关器206、示例性相关器118、示例性重构器402、示例性数据拟合器404、示例性确定器406和/或示例性校准器314可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，图2和/或图4的示例性压力/电容相关器202、示例性第一电压/电容相关器204、示例性压力/电压/电容相关器206、示例性相关器118、示例性重构器402、示例性数据拟合器404、示例性确定器406和/或示例性校准器314中的任意一个可以通过以下中的一个或多个来实现：(多个)模拟或数字电路、逻辑电路、(多个)可编程处理器、(多个)专用集成电路((多个)ASIC)、(多个)可编程逻辑设备((多个)PLD)和/或(多个)现场可编程逻辑设备((多个)FPLD)。当阅读本专利的任何装置或系统权利要求以完全涵盖软件和/或固件实现方式时，示例性压力/电容相关器202、示例性第一电压/电容相关器204、示例性压力/电压/电容相关器206、示例性相关器118、示例性重构器402、示例性数据拟合器404、示例性确定器406和/或示例性校准器314中的至少一个由此被明确限定为包括存储软件和/或固件的有形计算机可读存储设备或存储盘，诸如储存器、数字通用光盘(DVD)、光盘(CD)、蓝光盘等。更进一步地，图1和图3的示例性相关器118和校准器314可以包括一个或多个元件、过程和/或设备(除了或代替图2和图4所示的那些)，和/或可以包括多于一个的任何或全部的所示元件、过程和设备。

图5示出了示例性曲线图502，其包括在训练阶段102期间暴露于不同压力的第一压力传感器104的所得的电容、和/或在测试阶段302中的第二压力传感器304的预测电容/压力组合。图5的曲线图502包括表示压力的x轴504和表示电容的y轴506。

图6示出了示例性曲线图602，其包括在训练阶段102期间暴露于不同电压的第一压力传感器104的所得的电容、和/或在测试阶段302中的第二压力传感器304的预测电容/电压组合。图6的曲线图602包括表示电压的x轴604和表示电容的y轴606。

图7示出了示例性曲线图702，其包括使用等式4产生的相关曲线(correlationcurve)700，其中x轴704表示电气域f(C_v)中的电容，并且y轴706表示物理域f(C_p)中的电容。

在图8-图10中示出了表示用于实现图1-图4的示例性相关器118和示例性校准器314的示例性机器可读指令的流程图。在该示例中，机器可读指令包括用于由处理器执行的程序，所述处理器诸如以下结合图11、图12讨论的示例性处理器平台1100、1200中所示的处理器1112、1212。程序可以体现在有形计算机可读存储介质(诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字通用光盘(DVD)、蓝光盘、或与处理器1112、1212相关联的储存器)上存储的软件中，但整个程序和/或其部分可以替代地由除处理器1112、1212之外的设备执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，虽然参考图8-图10所示的流程图描述了示例性程序，可以替代地使用实现示例性相关器118和示例性校准器314的许多其它方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的一些框。

如上所述，可以使用存储在有形的计算机可读存储介质上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现图8-图10的示例性过程，所述有形的计算机可读存储介质诸如硬盘驱动器、闪速储存器、只读储存器(ROM)、光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)、和/或信息在其中存储持续任何持续时间(例如，持续延长时间段、永久地、对于短暂情况、用于暂时缓冲、和/或用于缓存信息)的任何其它存储设备或存储盘。如本文所使用的，术语有形的计算机可读存储介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号以及排除传输介质。如本文所使用的，“有形的计算机可读存储介质”和“有形的机器可读存储介质”可互换使用。附加地或可替代地，可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现图8-图10的示例性过程，所述非暂时性计算机和/或机器可读介质诸如硬盘驱动器、闪速储存器、只读储存器、光盘、数字通用盘、高速缓存、随机存取储存器、和/或信息在其中存储持续任何持续时间(例如，持续延长时间段、永久地、对于短暂情况、用于暂时缓冲、和/或用于缓存信息)的任何其它存储设备或存储盘。如本文所使用的，术语非暂时性计算机可读介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号以及排除传输介质。如本文所使用的，当短语“至少”在权利要求的引用部分中用作为过渡术语时，其开放的方式与术语“包括”开放的方式相同。

图8的程序开始于相关器118针对不同压力值确定相关系数值126(框802)。在一些示例中，基于对第一传感器104的第一测试期间确定的第一值114、116、122和/或124来确定相关系数值126。校准器314确定要用于校准第二传感器304的校准系数值316(框804)。在一些示例中，基于第二值308、312、324和/或320以及相关系数值126来确定校准系数值316。将校准系数值316存储在第二压力传感器304上(框806)。

图9示出了执行框802的过程以确定相关系数值126的示例。图9的程序开始于压力/电容相关器202访问来自训练阶段102期间对第一压力传感器104执行的物理测试的测量压力值114(框902)和第一电容值116(框904)。压力/电容相关器202例如使用等式1来处理测量压力值114和第一电容值116，以便确定物理域f(C_p)中的电容值214(框906)。

第一电压/电容相关器204访问来自对第一压力传感器104执行的电气测试的第一电压值122(框908)和第二电容值124(框910)。电压/电容相关器204例如使用等式2来处理第一电压值122和第二电容值124，以便确定电气域f(C_v)中的电容值216(框912)。

压力/电压/电容相关器206处理物理域f(C_p)中的电容值214和电气域f(C_v)中的电容值216，以便针对在物理域f(C_p)中具有对应电容值214的每个压力值，使用例如等式3来确定相关系数值126(框914)。数据库128将相关系数值126和相关联压力值存储在数据库128中(框916)。过程然后返回图8。

图10示出了执行方框804的过程以确定第二传感器304的校准系数值316的示例。图10的程序开始于校准器314的重构器402访问来自对第二压力传感器304执行的电气测试的第三电容值312(框1002)。重构器402选择压力值，以便如果第二压力传感器304实际上物理暴露于所选压力，则预测第二压力传感器304将产生的所得的电容值(框1004)。重构器402从例如压力/电压/电容相关器206所生成的查找表中识别和/或选择与所选压力相关联的关联相关系数值126(框1006)。

为了预测第二压力传感器304的物理域中的所得电容值，重构器402处理针对所选压力的相关系数值126、(多个)第三电容值312、环境压力值324和/或(多个)第二电压值308，并且确定针对所选压力的电容值410(框1008)。数据库322将相关联的压力值和电容值410存储在数据库322中(框1010)。如果在框1012处选择另一个压力，则控制前进到框1014。

然而，如果在框1012处未选择另一个压力，则数据拟合器404访问压力值和电容值214和/或压力传感器数据和/或相关联参数320并且确定其它值、使用示例性传感器等式拟合来推算和/或拟合压力值和电容值410，和/或使用示例性5阶多项式拟合等式来以更简单的形式放置数据(框1016)。

确定器406通过处理其它压力值和电容值410来确定要用于校准第二压力传感器304的校准系数值316，以便确定校准系数值316(框1018)。过程然后返回图8。

所示示例的处理器平台1100包括处理器1112。所示示例的处理器1112是硬件。例如，处理器1112可以通过来自任何期望系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、或控制器来实现。在该示例中，处理器1112实现示例性压力/电容相关器202、示例性第一电压/电容相关器204、示例性压力/电压/电容相关器206和示例性相关器118。

所示的示例的处理器1112包括本地储存器1113(例如，高速缓存(cache))。所示示例的处理器1112通过总线1118与包括易失性储存器1114和非易失性储存器1116的主存储器通信。易失性储存器1114可以通过同步动态随机存取储存器(SDRAM)、动态随机存取储存器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取储存器(RDRAM)、和/或任何其它类型的随机存取储存器设备来实现。非易失性储存器1116可以通过闪存和/或任何其它期望类型的储存器设备实现。对主储存器1114、1116的访问由储存器控制器控制。

所示示例的处理器平台1100还包括接口电路1120。接口电路1120可以通过任何类型的接口标准来实现，诸如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI快速(express)接口。

在所示示例中，一个或多个输入设备1122连接到接口电路1120。(多个)输入设备1122允许用户将数据和命令输入到处理器1112中。例如，(多个)输入设备可以通过音频传感器、麦克风、照相机(静态或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、轨迹板、轨迹球、等位点、和/或语音识别系统来实现。

一个或多个输出设备1124也连接到所示示例的接口电路1120。例如，输出设备1124可以通过显示设备(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出设备、发光二极管(LED))来实现。因此，所示示例的接口电路1120通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片、或图形驱动器处理器。

所示示例的接口电路1120还包括通信设备，诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器、和/或网络接口卡，以便有助于通过网络1126(例如，以太网连接、数字用户线(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等)与外部机器(例如，任何类型的计算设备)交换数据。

所示示例的处理器平台1100还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储设备1128。这种大容量存储设备1128的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器盘、光盘驱动器、蓝光盘驱动器、RAID系统和数字通用盘(DVD)驱动器。

图8-图10的编码指令1132可以存储在大容量存储设备1128中、易失性储存器1114中、非易失性储存器1116中、和/或可移除的有形的计算机可读存储介质(诸如CD或DVD)上。

所示示例的处理器平台1200包括处理器1212。所示示例的处理器1212是硬件。例如，处理器1212可以通过来自任何期望系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、或控制器来实现。在该示例中，处理器1212实现示例性重构器402、示例性数据拟合器404、示例性确定器406和示例性校准器314。

所示示例的处理器1212包括本地储存器1213(例如，高速缓存)。所示示例的处理器1212通过总线1218与包括易失性储存器1214和非易失性储存器1216的主储存器通信。易失性储存器1214可以通过同步动态随机存取储存器(SDRAM)、动态随机存取储存器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取储存器(RDRAM)、和/或任何其它类型的随机存取储存器设备来实现。非易失性储存器1216可以通过闪存和/或任何其它期望类型的储存器设备实现。对主储存器1214、1216的访问由储存器控制器控制。

所示示例的处理器平台1200还包括接口电路1220。接口电路1220可以通过任何类型的接口标准来实现，诸如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI快速接口。

在所示示例中，一个或多个输入设备1222连接到接口电路1220。(多个)输入设备1222允许用户将数据和命令输入到处理器1212中。例如，(多个)输入设备可以通过音频传感器、麦克风、照相机(静态或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、轨迹板、轨迹球、等位点、和/或语音识别系统来实现。

一个或多个输出设备1224也连接到所示示例的接口电路1220。例如，输出设备1224可以通过显示设备(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出设备、发光二极管(LED))来实现。因此，所示示例的接口电路1220通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片或图形驱动器处理器。

所示示例的接口电路1220还包括通信设备，诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器、和/或网络接口卡，以便有助于通过网络1226(例如，以太网连接、数字用户线(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等)与外部机器(例如，任何类型的计算设备)交换数据。

所示示例的处理器平台1200还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储设备1228。这种大容量存储设备1228的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器盘、光盘驱动器、蓝光盘驱动器、RAID系统和数字通用盘(DVD)驱动器。

图8-图10的编码指令1232可以存储在大容量存储设备1228中、易失性储存器1214中、非易失性储存器1216中、和/或可移除的有形的计算机可读存储介质(诸如CD或DVD)上。

根据上述应当理解，以上公开的方法、装置和制品涉及校准微机电系统(MEMS)，诸如，例如压力传感器和/或基于电容的大气压力传感器。具体地，本文公开的示例涉及在训练阶段对第一压力传感器执行测试、以及在测试阶段期间使用在训练阶段期间确定的相关系数值来校准第二压力传感器。通过采取这种方法，本文公开的示例能够基于通过测试较少数量的压力传感器而确定的校准系数值，有效地校准大量压力传感器。

尽管本文已经公开某些示例性方法、装置和制品，但是本专利的涵盖范围不限于此。相反，本专利涵盖完全属于本专利的权利要求范围的所有方法、装置和制品。

Claims (20)

1.一种压力传感器校准装置，其包括：

相关器，其用来基于在对第一压力传感器的物理测试期间确定的第一电容值以及在对所述第一压力传感器的第一电气测试期间确定的第二电容值来确定相关系数值，所述物理测试包括将所述第一压力传感器暴露于第一压力以及基于施加的所述第一压力来确定所述第一电容值，所述第一电气测试包括将所述第一压力传感器暴露于第一电压以及基于施加的所述第一电压来确定所述第二电容值；以及

校准器，其用来基于所述相关系数值以及在对第二压力传感器的第二电气测试期间确定的第三电容值来确定校准系数值以便校准所述第二压力传感器，所述第二电气测试包括将所述第二压力传感器暴露于第二电压以及基于施加的所述第二电压来确定所述第三电容值。

2.根据权利要求1所述的压力传感器校准装置，其中所述相关器包括压力/电容相关器，所述压力/电容相关器用于处理所述第一电容值以便确定说明在环境压力下的最小电容的第四电容值，所述相关器用于使用所述第四电容值来确定所述相关系数值。

3.根据权利要求1所述的压力传感器校准装置，其中所述相关器包括电压/电容相关器，所述电压/电容相关器用于处理所述第二电容值以便确定说明向所述第一压力传感器施加的最小电压的第四电容值，所述相关器用于使用所述第四电容值来确定所述相关系数值。

4.根据权利要求1所述的压力传感器校准装置，其中所述校准器用于确定所述校准系数值，以便校准所述第二压力传感器而不用对所述第二压力传感器执行物理测试。

5.根据权利要求1所述的压力传感器校准装置，其中所述校准器包括重构器，所述重构器用于预测所述第二压力传感器的第四电容值而不用对所述第二压力传感器执行物理测试。

6.根据权利要求1所述的压力传感器校准装置，其中所述校准器用于确定包括所述第二压力传感器的多个压力传感器的校准系数值。

7.根据权利要求1所述的压力传感器校准装置，其中所述相关器用于产生表格以便将所述相关系数值与所述第一压力相关联。

8.一种校准压力传感器的方法，其包括：

通过用至少一个处理器执行指令，基于在对第一压力传感器的物理测试期间确定的第一电容值以及在对所述第一压力传感器的第一电气测试期间确定的第二电容值来确定相关系数值；以及

通过用至少一个处理器执行指令，基于所述相关系数值以及在对第二压力传感器的第二电气测试期间确定的第三电容值来确定校准系数值以便校准所述第二压力传感器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述物理测试包括将所述第一压力传感器暴露于第一压力以及基于施加的所述第一压力来确定所述第一电容值，并且所述第一电气测试包括将所述第一压力传感器暴露于第一电压以及基于施加的所述第一电压来确定所述第二电容值。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二电气测试包括将所述第二压力传感器暴露于第二电压以及基于施加的所述第二电压来确定所述第三电容值。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述相关系数值的确定包括处理所述第一电容值以便确定说明在环境压力下的最小电容的第四电容值、以及使用所述第四电容值来确定所述相关系数值。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述校准系数值的确定包括预测所述第二压力传感器的第四电容值而不用对所述第二压力传感器执行物理测试。

13.根据权利要求8所述的方法，其还包括产生表格以便将所述相关系数值与所述第一压力相关联。

14.根据权利要求8所述的方法，其还包括将所述校准系数值存储在所述第二压力传感器上。

15.一种有形的机器可读存储盘或存储装置，其包括指令，所述指令在被执行时致使机器至少进行：

基于在对第一压力传感器的物理测试期间确定的第一电容值、以及在对所述第一压力传感器的第一电气测试期间确定的第二电容值来确定相关系数值；以及

基于所述相关系数值以及在对第二压力传感器的第二电气测试期间确定的第三电容值来确定校准系数值以便校准所述第二压力传感器。

16.根据权利要求15所述的机器可读存储盘或存储装置，其中所述指令在被执行时进一步致使所述机器将所述校准系数值存储在所述第二压力传感器上。

17.根据权利要求15所述的机器可读存储盘或存储装置，其中所述物理测试包括将所述第一压力传感器暴露于第一压力、以及基于施加的所述第一压力来确定所述第一电容值，并且所述第一电气测试包括将所述第一压力传感器暴露于第一电压以及基于施加的所述第一电压来确定所述第二电容值。

18.根据权利要求15所述的机器可读存储盘或存储装置，其中所述第二电气测试包括将所述第二压力传感器暴露于第二电压以及基于施加的所述第二电压来确定所述第三电容值。

19.根据权利要求15所述的机器可读存储盘或存储装置，其中所述校准系数值的确定包括处理所述第一电容值以便确定说明在环境压力下的最小电容的第四电容值以及使用所述第四电容值来确定所述相关系数值。

20.根据权利要求15所述的机器可读存储盘或存储装置，其中所述校准系数值的确定包括预测所述第二压力传感器的第四电容值而不用对所述第二压力传感器执行物理测试。