CN108254091A - 具有测量范围选择器的微机电装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有测量范围选择器的微机电装置，包括传感器以及集成电路芯片。传感器包括感测元件。集成电路芯片包括电压范围选择器、模拟前端元件、控制元件以及模拟数字转换元件。感测元件用以检测物理量而产生感测电压。电压范围选择器用以选择具有上限值以及下限值的一子电压范围。模拟前端元件可接收感测电压而输出第一电压。模拟数字转换元件具有下界值与上界值的满刻度电压范围。满刻度电压范围对子电压范围的一比值定义为增益因子。第一电压减去下限值的一差值定义为偏移因子。控制元件依据增益因子以及偏移因子将第一电压调整为第二电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种具测量范围选择器微机电装置，且特别涉及一种多重测量范围的微机电装置。
背景技术
一般来说，已知技术的温度传感器接收辐射热后，使得其中的热电元件受热温度升高，而对应产生电压信号。温度传感器中的信息处理元件再依据此电压信号对应计算出目标物的温度数据。然而，已知技术中的温度传感器的解析度并无法满足现今产业应用的需求。当目标物温度具有多个温度范围时，若为了要进一步提高解析度，一般则是通过高位的模拟数字转换器，才能将电压信号计算出高解析度的目标物温度数据。然而，由于高位的模拟数字转换器具有较高的成本，因此具有高解析度的温度传感器成本也较高。
另一方面，在已知技术的温度传感器中，其热电元件在不同范围的温度区间具有不同的电压特性，而此现象会造成温度传感器在不同温度区间的灵敏度不同，并进一步影响温度传感器的准确度。
发明内容
本发明提供一种具测量范围选择器的微机电装置，其在不同范围的温度区间具有相同或相似的灵敏度，并具有较高的解析度。
本发明提供一种具测量范围选择器的微机电装置，包括传感器以及集成电路芯片。传感器包括感测元件。集成电路芯片包括电压范围选择器。感测元件用以检测物理量而产生感测电压。电压范围选择器用以选择一子电压范围。子电压范围具有下限值以及上限值。模拟前端元件用以接收感测电压而输出第一电压。控制元件用以将第一电压调整为第二电压。模拟数字转换元件用以接收第二电压。模拟数字转换元件具有满刻度电压范围。满刻度电压范围具有下界值与上界值。第一电压介于下限值与上限值之间。满刻度电压范围对子电压范围的一比值定义为增益因子。第一电压减去下限值的一差值定义为偏移因子。控制元件依据增益因子以及偏移因子将第一电压调整为第二电压。
在本发明的一实施例中，上述的第二电压以增益因子与偏移因子的乘积而得。
在本发明的一实施例中，上述的模拟前端元件具有第一电压范围。第一电压范围包括子电压范围。
在本发明的一实施例中，上述的传感器还包括一检测元件。检测元件检测物理量而产生电性信号。电压范围选择器依据电性信号选择子电压范围。
在本发明的一实施例中，上述的集成电路芯片还包含存储器。存储器存储感测元件的第一电压-温度关系图表及检测元件的电性-温度关系图表。第一电压-温度关系图表与电性-温度关系图表具有多个范围相同的温度区间。
在本发明的一实施例中，上述的电性信号为电阻信号且电性-温度关系图表为电阻-温度关系图表。
在本发明的一实施例中，上述的电压范围选择器依据电性-温度关系图表选取电性信号所对应的第一温度区间。电压范围选择器从第一电压-温度关系图表中，选取与第一温度区间有相同范围的第二温度区间。电压范围选择器再从第一电压-温度关系图表中，选取与第二温度区间所对应的电压范围作为第一电压所对应的子电压范围，其中该第一温度区间的上端点值与该第二温度区间的上端点值相同，且该第一温度区间的下端点值与该第二温度区间的下端点值相同。
在本发明的一实施例中，上述的物理量为温度。
在本发明的一实施例中，上述的感测元件电性连接模拟前端元件。检测元件电性连接电压范围选择器。
在本发明的一实施例中，上述的检测元件为热辐射吸收层。物理量为辐射热。电性信号为电阻信号。
在本发明的一实施例中，上述的感测元件包括至少一热电堆。
本发明提供一种具测量范围选择器的微机电装置，包括传感器以及集成电路芯片。传感器包括检测元件以及感测元件。集成电路芯片包括电压范围选择器。检测元件用以检测物理量产生电性信号。感测元件用以检测此物理量而产生感测电压。电压范围选择器用以选择一子电压范围。子电压范围具有下限值以及上限值。模拟前端元件可接收感测电压而输出第一电压。控制元件用以将第一电压调整为第二电压。模拟数字转换元件用以接收第二电压。模拟数字转换元件具有满刻度电压范围。满刻度电压范围具有下界值与上界值。检测元件电性连接电压范围选择器。感测元件电性连接模拟前端元件。第一电压介于下限值与上限值之间。满刻度电压范围对子电压范围的一比值定义为增益因子。第一电压减去下限值的一差值定义为偏移因子。控制元件依据增益因子以及偏移因子将第一电压调整为第二电压。
在本发明的一实施例中，上述的第二电压以增益因子与偏移因子的乘积而得。
在本发明的一实施例中，上述的检测元件为热辐射吸收层。物理量为辐射热。电性信号为电阻信号。
在本发明的一实施例中，上述的感测元件包括至少一热电堆。
本发明提供一种具测量范围选择器的微机电装置，适用于感测不同范围的温度。微机电装置包括传感器以及集成电路芯片。传感器包括检测元件以及感测元件。集成电路芯片包括电压范围选择器。检测元件用以检测物理量产生电性信号。感测元件用以检测此物理量而产生感测电压。电压范围选择器用以选择一子电压范围。子电压范围具有下限值以及上限值。模拟前端元件可接收感测电压而输出第一电压。控制元件用以将第一电压调整为第二电压。模拟数字转换元件可接收第二电压。模拟数字转换元件具有满刻度电压范围。满刻度电压范围具有下界值与上界值。检测元件电性连接电压范围选择器。感测元件电性连接模拟前端元件。第一电压介于下限值与上限值之间。满刻度电压范围对子电压范围的一比值定义为增益因子。第一电压减去下限值的一差值定义为偏移因子。控制元件依据增益因子以及偏移因子将第一电压调整为第二电压。第二电压以增益因子与偏移因子的乘积而得。
在本发明的一实施例中，上述的检测元件为热辐射吸收层。物理量为辐射热。电性信号为电阻信号，感测元件为至少一热电堆。
在本发明的一实施例中，上述的集成电路芯片还包含存储器。存储器存储感测元件的第一电压-温度关系图表及检测元件的电性-温度关系图表。第一电压-温度关系图表与电性-温度关系图表具有多个范围相同的温度区间。
在本发明的一实施例中，上述的电压范围选择器依据电性-温度关系图表选取电性信号所对应的第一温度区间。电压范围选择器从第一电压-温度关系图表中，选取与第一温度区间有相同范围的第二温度区间。电压范围选择器再从第一电压-温度关系图表中，选取与第二温度区间所对应的电压范围作为感测电压所对应的子电压范围。
本发明提供一种具测量范围选择器的微机电装置，适用于感测不同范围的温度。微机电装置包括传感器以及集成电路芯片。传感器包括检测元件、感测元件以及膜层。感测元件包括至少一热电堆。感测元件用以检测辐射热而产生感测电压。检测元件包括辐射热吸收層。辐射热吸收層用以检测辐射热而产生电性信号。辐射热吸收层设置于膜层的表面。至少一热电堆设置于膜层内。膜层的一部分设置于辐射热吸收层与至少一热电堆之间。检测元件热耦接至少一热电堆。辐射热吸收层电性连接集成电路芯片。
基于上述，在本发明实施例的具测量范围选择器的微机电装置中，检测元件与感测元件分别依据物理量产生电性信号以及感测电压。电压范围选择器依据来自检测元件的电性信号选择一子电压范围。集成电路芯片中的控制元件将此子电压范围调整成满刻度电压范围，而第一电压也随之调整成第二电压。于是，在本发明实施例的微机电装置中，由于感测元件在不同范围的温度区间所对应具有的不同大小的电压范围可以调整至同样的满刻度电压范围，因此在不同范围的温度区间具有相同或相似的灵敏度。接着，集成电路芯片中的第二模拟数字转换元件再将此满刻度电压范围依据其位数再区分为多个不同的电压范围。如此一来，本发明实施例的微机电装置可以在较小的子电压范围内依据第二电压进一步决定出较小的温度区间，因此其所测量温度时的解析度较高。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明的一实施例的具测量范围选择器的微机电装置的传感器的示意图。
图1B是图1A中的微机电装置的示意图。
图2是图1A以及图1B实施例中的检测元件相关的电阻-温度关系图表。
图3是图1B实施例中的感测元件的第一电压-温度关系图表。
图4是图1B实施例中的控制元件将图3的第一电压范围调整后的第二电压-温度关系图表。
图5是图1B实施例中的模拟数字转换元件将图4的满刻度电压范围中的不同被调整的子电压范围对应到不同数字码的转换关系图表。
【符号说明】
100：微机电装置
110：传感器
112：检测元件
114：感测元件
114a：热电堆
116：基板
118：导电路径
119：膜层
120：集成电路芯片
121：第一模拟数字转换元件
122：电压范围选择器
123：第一校正元件
124：模拟前端元件
125a：第一处理元件
125b：第二处理元件
126：控制元件
127：第二校正元件
128：模拟数字转换元件
129：存储器
DC：数字码
DC’：校正后的数字码
E：边缘
CR1、CR2：中央处
L1：长度
S：基板的一侧
LS1：下限值
LS2：上限值
T1：厚度
TF：温度信息
TS：温度信号
TD：第一温度区间
VS：感测电压
VS1：第一电压
VS2：第二电压
Vf1：下界值
Vf2：上界值
SD：电性信号
RSD：数字电阻信号
RSD’：校正后的数字电阻信号
RS：电阻信号
具体实施方式
在本申请说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“电性连接”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置电性连接至于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。
图1A是依照本发明的一实施例的具测量范围选择器的微机电装置的传感器的示意图。图1B是图1A中的微机电装置的示意图。图2是图1A以及图1B实施例中的检测元件的电阻-温度关系图表。图3是图1B实施例中的感测元件的第一电压-温度关系图表。图4是图1B实施例中的控制元件将图3的电压范围调整后的电压-温度关系图表。图5是图1B实施例中的模拟数字转换元件将图4的满刻度电压范围中的不同被调整的子电压范围对应到不同数字码的转换关系图表。
请参照图1A以及图1B，在本实施例中，具测量范围选择器的微机电装置100(在以下的段落中简称微机电装置)适用于感测不同范围的温度。微机电装置100包括传感器110以及集成电路芯片120。传感器110电性连接于集成电路芯片120。
请参照图1A，在本实施例中，传感器110包括检测元件112、感测元件114、基板116、导电路径118以及膜层119。检测元件112、感测元件114、导电路径118以及膜层119设置于基板116的一侧S。导电路径118的材料例如是金属材料，但不以此为限。检测元件112设置于膜层119的一表面上。感测元件114设置于膜层119内。也就是说，感测元件114与检测元件112被一部分的膜层119所隔开。
请参照图1A以及图1B，在本实施例中，检测元件112用以检测物理量而产生电性信号SD。电性信号SD例如是电阻信号Rs，但不以此为限。物理量例如是辐射热，但不以此为限。检测元件112例如是热辐射吸收层，但不以此为限。热辐射吸收层的材料例如是镍铬合金(NiCr)或氮化钛(TiN)，但不以此为限。感测元件114用以感测此物理量而产生感测电压VS。感测元件114包括至少一热电堆114a(未具体示出)。至少一热电堆114a的材料例如是N型掺杂多晶硅/P型掺杂多晶硅(n-poly/p-poly Si)或铜/铜镍合金(Cu/Cu-Ni)，但不以此为限。具体而言，在本实施例中，当检测元件112接收来自外界的辐射热时，并将所吸收的热传导至感测元件114。换言之，检测元件112热耦接于至少一热电元堆114a。这些热电堆114a彼此之间的接面因外界的辐射热而温度升高，因而产生感测电压VS。
详细来说，在本实施例中，膜层119的材料例如是氧化硅(silicon oxide；SiOx)，但不以此为限。基板116沿着膜层119的边缘E设置，基板116的材料例如是硅(silicon；Si)，但不以此为限。由于上述的配置，大部分的辐射热可以由检测元件112通过至少部分膜层119传递至感测元件114，而较难以传递至基板116，换言之，检测元件112热耦接于至少一热电元件114a。因此，本实施例的微机电装置100可进一步地提升感测的准确度。
另一方面，在本实施例中，集成电路芯片120包括电压范围选择器122、模拟前端元件124(Analog Front End，AFE)、控制元件126、模拟数字转换元件128以及存储器129。更详细来说，集成电路芯片120还包括第一模拟数字转换元件121、第一校正元件123、第一处理元件125a、第二校正元件127以及第二处理元件125b。
大体来说，传感器110中的检测元件112通过导电路径118与集成电路芯片120中的电压范围选择器122电性连接。由图1A可看出导电路径118于传感器110的边缘处形成多个接点C(绘示一个为例)，检测元件112例如是通过这些接点C来与集成电路芯片120电性连接。传感器110中的感测元件114电性连接于模拟前端元件124。电压范围选择器122电性连接于控制元件126。控制元件126电性连接于模拟数字转换元件128。
详细来说，第一模拟数字转换元件121电性连接于传感器110中的检测元件112以及第一校正元件123。第一校正元件123电性连接至第一处理元件125a。第一处理元件125a电性连接至电压范围选择器122。电压范围选择器122电性连接至第二处理元件125b。控制元件126电性连接至模拟前端元件124。模拟数字转换元件128电性连接至第二校正元件127。第二校正元件127电性连接至第二处理元件125b。
在本实施例中，第一校正元件123、第一处理元件125a、第二处理元件125b、控制元件126以及第二校正元件127可例如是内嵌单内核或多内核组成的中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可编程逻辑装置(Programmable Logic Device，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合，但不以此为限。并且，存储器129例如是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或快闪存储器(Flash Memory)等，但不以此为限。
详细来说，在本实施例中，第一模拟数字转换元件121用以接收来自检测元件112的电性信号SD(例如是电阻信号RS)，并将电阻信号RS转换成数字电阻信号RSD。第一校正元件123用以接收来自第一模拟数字转换元件121的数字电阻信号RSD，并依据标准黑体(未示出)来校正数字电阻信号RSD。第一处理元件125a用以接收来自第一校正元件123的校正后的数字电阻信号RSD’并将校正后的数字电阻信号RSD’转换成温度信号TS。电压范围选择器122用以接收来自第一处理元件125a的温度信号Ts。
承上述，在本实施例中，传感器110具有规格电压范围(Specification VoltageRange)。规格电压范围为传感器110的感测电压Vs的最大电压范围。模拟前端元件124接收感测电压VS后，将感测电压VS放大而输出第一电压VS1。规格电压范围也因而被放大为第一电压范围。电压范围选择器122用以选择一子电压范围SUBV，且是在模拟前端元件124所生成的第一电压范围内选择一子电压范围SUBV。子电压范围SUBV具有下限值Ls1以及上限值Ls2。电压范围选择器122依据来自检测元件112的电性信号SD选择子电压范围SUBV以使第一电压VS1介于子电压范围SUBV的下限值Ls1以及上限值Ls2之间。详言之，电压范围选择器122依据由电性信号SD转换而得的温度信号TS选择子电压范围SUBV。在以下的段落中，会详细地说明电压范围选择器122如何选择子电压范围SUBV。
请先参照图2以及图3，存储器190存储检测元件112的电性-温度关系图表(具体是电阻-温度关系图表，但不以此为限)以及感测元件114的第一电压-温度关系图表。检测元件112的电阻-温度关系图表以及感测元件114的第一电压-温度关系图表具有多个范围相同的温度区间。在本实施例中，检测元件112的电阻-温度关系图表具有温度区间T0～T1、T1～T2、T2～T3以及T3～T4。同样地，感测元件114的第一电压-温度关系图表也具有相同的温度区间T0～T1、T1～T2、T2～T3以及T3～T4。更具体来说，在侦测元件112的电阻-温度关系图表中的各端点值T0,T1,T2,T3以及T4分别与感测元件114的第一电压-温度关系图表中的各端点值T0,T1,T2,T3以及T4相同。
请参照图2，在与检测元件112相关的电阻-温度关系图表中，温度区间T0～T1对应于电阻范围R0～R1、温度区间T1～T2对应于电阻范围R1～R2、温度区间T2～T3对应于电阻范围R2～R3以及温度区间T3～T4对应于电阻范围R3～R4。请参照图3，与感测元件114相关的第一电压-温度关系图表中，温度区间T0～T1对应于电压范围V0～V1、温度区间T1～T2对应于电压范围V1～V2、温度区间T2～T3对应于电压范围V2～V3以及温度区间T3～T4对应于电压范围V3～V4。应注意的是，在图2以及图3中，检测元件112相关的电阻-温度关系图表以及感测元件114相关的第一电压-温度关系图表皆示例性地绘示四个温度区间，在其他的实施例中，也可以是具有多于四个温度区间或者是少于四个但多于二个的温度区间，本发明并不以此为限。此外，当物体的温度在不同的区间下被量测时，这些温度区间的大小可以是不同的。
请再参照图2，承上述，电压范围选择器122依据检测元件112相关的电阻-温度关系图表选取电性信号SD(例如是电阻信号RS)所对应的一第一温度区间TD1。在此处，检测元件112所测量的电阻信号RS示例性地绘示成落在检测元件112相关的电阻-温度关系图表中的电阻范围R2～R3，由电性信号SD转换而得的温度信号TS则对应落在检测元件112相关的电阻-温度关系图表中的温度区间T2～T3(即第一温度区间TD1)。电压范围选择器122选取对应于此电阻范围R2～R3的温度区间T2～T3。
请再参照图3，接着，由于温度信号TS落在温度区间T2～T3，因此电压范围选择器122再从感测元件114相关的第一电压-温度关系图表中选取温度区间T2～T3(即第二温度区间TD2)，所对应的一电压范围V2～V3做为第一电压V1所对应的子电压范围SUBV。需注意的是，上述第一温度区间TD1与第二温度区间TD2的范围相同。也就是说，第一温度区间TD1的上端点值T3与第二温度区间TD2的上端点值T3相同，且第一温度区间TD1的下端点值T2与第二温度区间TD2的下端点值T2相同。电压范围V2～V3中的电压值V3例如是子电压范围中的上限值Ls2，而电压值V2例如是为子电压范围中的下限值Ls1。电压范围选择器122依据来自检测元件112的电性信号SD(RS)选择子电压范围SUBV，使得第一电压VS1介于子电压范围SUBV的下限值LS1与上限值LS2之间。如此一来，电压范围选择器122即完成了在基于传感器110的规格电压范围所生成的第一电压范围中选择子电压范围SUBV的步骤。
请再参照图1B，在本实施例中，模拟前端元件124用以接收感测电压VS而输出第一电压VS1。详细来说，模拟前端元件124接收感测电压VS后，将感测电压VS放大而输出第一电压VS1。控制元件126用以将第一电压VS1调整为第二电压VS2。模拟数字转换元件128用以接收第二电压VS2。在以下的段落中，会详细地说明控制元件126如何将第一电压VS1调整为第二电压VS2。
请同时参照图3以及图4，在本实施例中，模拟数字转换元件128具有满刻度电压范围(Full Scale Voltage Range)。满刻度电压范围具有下界值Vf1以及上界值Vf2。满刻度电压范围对电压范围选择器122所选出的子电压范围SUBV的比值((Vf2-Vf1)/(LS2-LS1))定义为增益因子GF(Gain Factor)。第一电压VS1减去子电压范围SUBV的下限值LS1的一差值(VS1-LS1)定义为偏移因子SF(Shift Factor)。控制元件126依据增益因子GF以及偏移因子SF将图3中所示的子电压范围SUBV调整成如图4中所示的满刻度电压范围Vf1～Vf2。也就是说，控制元件126依据增益因子GF以及偏移因子SF将子电压范围SUBV中的第一电压VS1调整为第二电压VS2。在满刻度电压范围中的第二电压VS2以增益因子GF与偏移因子SF的乘积而得，如下方所述的方程式所示：
如此一来，控制元件126即完成了将第一电压VS1调整为第二电压VS2的步骤。在上述的方程式中，子电压范围SUBV例如是以V3～V2的电压范围为例，但不以此为限。
请参照图5，在本实施例中，模拟数字转换元件128将满刻度电压范围Vf2～Vf1并依据模拟数字转换元件128的位数区分为多个不同的电压范围，每一个电压范围对应到特定的数字码。在本实施例中，模拟数字转换元件128例如是具有低位数(以3位为示例说明)的模拟数字转换元件。
具体而言，模拟数字转换元件128将满刻度电压范围Vf2～Vf1区分为8个不同的电压范围。这些电压范围例如是电压范围Vf1～Vf11、电压范围Vf11～Vf12、电压范围Vf12～Vf13、电压范围Vf13～Vf14、电压范围Vf14～Vf15、电压范围Vf15～Vf16、电压范围Vf16～Vf17以及电压范围Vf17～Vf2。每一个电压范围所具有的范围大小相同(令为ΔV)，如下方所述的方程式所示：
更具体而言，电压范围Vf1～Vf11对应到数字码000、电压范围Vf11～Vf12对应到数字码001、电压范围Vf12～Vf13对应到数字码010、电压范围Vf13～Vf14对应到数字码011、电压范围Vf14～Vf15对应到数字码100、电压范围Vf15～Vf16对应到数字码101、电压范围Vf16～Vf17对应到数字码110以及电压范围Vf17～Vf2对应到数字码111。在本实施例中，由于第二电压VS2示例性地绘示为落在电压范围Vf15～Vf16内，因此模拟数字转换元件128将此电压范围Vf15～Vf16转换为数字码101。应注意的是，当电压范围ΔV降低时，在整个温度量测的过程中的解析度会增加。详细来说，由于子电压范围SUBV小于第一电压范围。由子电压范围SUBV中计算而得的电压范围ΔVS小于直接以第一电压范围中计算而得的电压范围ΔV1。因此，本实施例的具有量测范围选择器的微机电装置的解析度高于没有量测范围选择器的微机电装置。接着，第二校正元件127用以接收来自模拟数字转换元件128的数字码DC，并依据标准黑体来校正数字码DC。第二处理元件125b可接收来自第二校正元件127的校正后的数字码DC’，并依据校正后的数字码DC’转换成温度信息TF。此外，在本实施例中，更具有显示器(未示出)，第二处理元件125b可将温度信息传递至显示器以使显示器显示出温度信息TF。
综上所述，在本发明实施例的具测量范围选择器的微机电装置中，检测元件与感测元件分别依据所测量的物理量产生电性信号以及感测电压。电压范围选择器依据来自检测元件的电性信号在基于传感器的所生成第一电压范围中选择一子电压范围，以使与感测元件相关的第一电压介于此子电压范围的上限值与下限值之间。集成电路芯片中的控制元件将此子电压范围调整成满刻度电压范围，而第一电压也随之调整成第二电压。于是，本发明实施例的微机电装置在不同的温度范围进行温度测量时，感测元件所对应的大小不同的第一电压范围皆可以调整至同样的满刻度电压范围，因此本发明实施例的微机电装置可在不同的温度范围进行温度测量时，可具有相同或相似的灵敏度。
接着，集成电路芯片中的第二模拟数字转换元件再将此满刻度电压范围依据其位数再区分为多个不同的电压范围。如此一来，本发明实施例的微机电装置可以在较小的子电压范围内依据第二电压进一步决定出较小的温度区间，因此其所测量温度时的解析度较高。
由另一观点来看，由于本发明实施例的微机电装置可以在较小的子电压范围决定出较小的温度区间，因此不需要使用高位的模拟数字转换元件即可达到与已知技术的温度传感器相同的解析度，本发明实施例的微机电装置可以进一步地降低成本。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。
Claims (20)
1.一种微机电装置，其特征在于，包括：
传感器，包括：
感测元件，用以检测物理量而产生感测电压；
集成电路芯片，包括：
电压范围选择器，用以选择子电压范围，其中该子电压范围具有下限值与上限值；
模拟前端元件，用以接收该感测电压而输出第一电压；
控制元件，用以将该第一电压调整为第二电压；以及
模拟数字转换元件，用以接收该第二电压，其中该模拟数字转换元件具有满刻度电压范围，该满刻度电压范围具有下界值与上界值；
其中，该第一电压介于该下限值与该上限值之间，该满刻度电压范围对该子电压范围的比值定义为增益因子，该第一电压减去该下限值的差值定义为偏移因子，该控制元件依据该增益因子与该偏移因子将该第一电压调整为该第二电压。
2.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，其中该第二电压以该增益因子与该偏移因子的乘积而得。
3.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，其中该模拟前端元件具有第一电压范围，该第一电压范围包括该子电压范围。
4.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，其中该传感器还包括检测元件，该检测元件检测该物理量而产生电性信号，该电压范围选择器依据该电性信号而选择该子电压范围。
5.如权利要求4所述的微机电装置，其特征在于，其中该集成电路芯片还包括存储器，该存储器存储该感测元件的第一电压-温度关系图表及该检测元件之一电性-温度关系图表，该第一电压-温度关系图表与该电性-温度关系图表具有多个范围相同的温度区间。
6.如权利要求5所述的微机电装置，其特征在于，其中该电性信号为电阻信号且该电性-温度关系图表为电阻-温度关系图表。
7.如权利要求5所述的微机电装置，其特征在于，其中该电压范围选择器依据该电性-温度关系图表选取该电性信号所对应的第一温度区间，该电压范围选择器从该第一电压-温度关系图表中，选取与该第一温度区间有相同范围的第二温度区间，该电压范围选择器再从该第一电压-温度关系图表中，选取与该第二温度区间所对应的电压范围作为该第一电压所对应的该子电压范围，其中该第一温度区间的上端点值与该第二温度区间的上端点值相同，且该第一温度区间的下端点值与该第二温度区间的下端点值相同。
8.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，其中该物理量为温度。
9.如权利要求4所述的微机电装置，其特征在于，其中该感测元件电性连接该模拟前端元件，该检测元件电性连接该电压范围选择器。
10.如权利要求9所述的微机电装置，其中该检测元件为热辐射吸收层，该物理量为辐射热，该电性信号为电阻信号。
11.如权利要求10所述的微机电装置，其特征在于，其中该感测元件为至少一热电堆。
12.一种微机电装置，其特征在于，包括:
传感器，包括：
检测元件，用以检测物理量而产生电性信号；
感测元件，用以检测该物理量而产生感测电压；
集成电路芯片，包括：
电压范围选择器，用以依据该电性信号而选择子电压范围，其中该子电压范围具有下限值与上限值；
模拟前端元件，用以接收该感测电压而输出第一电压；
控制元件，用以将该第一电压调整为第二电压；以及
模拟数字转换元件，用以接收该第二电压，其中该模拟数字转换元件具有满刻度电压范围，该满刻度电压范围具有下界值与上界值；
其中，该检测元件电性连接该电压范围选择器，该感测元件电性连接该模拟前端元件，该第一电压介于该下限值与该上限值之间，该满刻度电压范围对该子电压范围的比值定义为增益因子，该第一电压减去该下限值的差值定义为偏移因子，该控制元件依据该增益因子与该偏移因子将该第一电压调整为该第二电压。
13.如权利要求12所述的微机电装置，其特征在于，其中该第二电压以该增益因子与该偏移因子的乘积而得。
14.如权利要求12所述的微机电装置，其特征在于，其中该检测元件为热辐射吸收层，该物理量为辐射热，该电性信号为电阻信号。
15.如权利要求12所述的微机电装置，其特征在于，其中该感测元件为至少一热电堆。
16.一种微机电装置，适用于感测不同范围的温度，其特征在于，包括:
传感器，包括：
检测元件，用以检测物理量而产生电性信号；
感测元件，用以检测该物理量而产生感测电压；
集成电路芯片，包括：
电压范围选择器，用以依据该电性信号而选择子电压范围，其中该子电压范围具有下限值与上限值；
模拟前端元件，用以接收该感测电压而输出第一电压；
控制元件，用以将该第一电压调整为第二电压；以及
模拟数字转换元件，用以接收该第二电压，其中该模拟数字转换元件具有满刻度电压范围，该满刻度电压范围具有下界值与上界值；
其中，该感测元件电性连接该模拟前端元件，该检测元件电性连接该电压范围选择器，该电压范围选择器依据该电性信号选择该子电压范围，使得该第一电压介于该下限值与该上限值之间，该满刻度电压范围对该子电压范围的比值定义为增益因子，该第一电压减去该下限值的差值定义为偏移因子，该控制元件依据该增益因子与该偏移因子将该第一电压调整为该第二电压，该第二电压以该增益因子与该偏移因子的乘积而得。
17.如权利要求16所述的微机电装置，其特征在于，其中该物理量为辐射热，该检测元件为热辐射吸收层，该电性信号为电阻信号，该感测元件为至少一热电堆。
18.如权利要求16所述的微机电装置，其特征在于，其中该集成电路芯片还包括存储器，该存储器存储该感测元件的第一电压-温度关系图表及该检测元件之一电性-温度关系图表，该第一电压-温度关系图表与该电性-温度关系图表具有多个范围相同的温度区间。
19.如权利要求17所述的微机电装置，其特征在于，其中该电压范围选择器依据该电阻-温度关系图表选取该电阻信号所对应的第一温度区间，该电压范围选择器从该第一电压-温度关系图表中，选取与该第一温度区间有相同范围的第二温度区间，该电压范围选择器再从该第一电压-温度关系图表中，选取与该第二温度区间所对应的电压范围作为该第一电压所对应的该子电压范围。
20.一种微机电装置，适用于感测不同范围的温度，其特征在于，包括：
传感器，包括：
感测元件，包括至少一热电堆，其中该感测元件用以检测辐射热而产生感测电压；
检测元件，包括一辐射热吸收層，其中該辐射热吸收層用以检测辐射热而产生电性信号；以及
膜层；以及
集成电路芯片；
其中，该辐射热吸收层设置于该膜层的一表面，该至少一热电堆设置于该膜层内，该膜层的一部分设置于该辐射热吸收层与该至少一热电堆之间，该检测元件热耦接该至少一热电元件，该辐射热吸收层电性连接该集成电路芯片。
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