CN116007824B - 硅压阻式气压传感模块的误差修正方法及模块 - Google Patents
硅压阻式气压传感模块的误差修正方法及模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116007824B CN116007824B CN202211718792.7A CN202211718792A CN116007824B CN 116007824 B CN116007824 B CN 116007824B CN 202211718792 A CN202211718792 A CN 202211718792A CN 116007824 B CN116007824 B CN 116007824B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon piezoresistive
- pressure sensing
- sensing module
- module
- long
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 152
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 152
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims abstract description 52
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012552 review Methods 0.000 claims 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000013101 initial test Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本发明提供了一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法及模块,包括:对模块进行快速稳定化处理;对模块进行性能初测,获取各个硅压阻式气压传感模块的初始性能数据;选取满足稳定性评估指标的部分模块开展长时监测试验,获得长时监测数据;根据长时监测数据以及设定批次中满足稳定性评估指标的剩余硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,推算剩余的各个硅压阻式气压传感模块的性能修正时间;基于性能修正时间,定期进行地面场压复验与修正,模块参数进行在线更新,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正。应用本发明的技术方案,以解决现有技术中在长期应用中气压传感模块性能会发生随时间漂移的现象,可能造成性能超差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及压力传感技术领域,尤其涉及一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法及模块。
背景技术
基于硅压阻原理的气压传感模块技术成熟,具有体积微小、易于集成、灵敏度高、过载能力强、工艺难度小、成本低等优点,被广泛应用于航空航天、气象监测、消费电子等领域。随着各项技术的高速发展,该类产品也向着集成化、智能化、易维护等方向发展,以实现更多领域的应用。
但是,硅压阻式气压传感模块在使用时会遇到长期稳定性较差的限制性问题,即在长期应用中,模块性能会发生随时间漂移的现象,可能造成性能超差问题,从而使得该型气压传感模块应用范围受限。该现象的产生主要由于硅压阻压力传感芯片本征特性、电路元器件的漂移特性、模块应用过程中的残余应力释放、应用环境的改变等多方面的因素,因元器件及加工工艺存在区别,因此不同模块随时间漂移的规律往往是随机的,因此,很难建立适用性的数学模型及处理方法以解决该问题。同时,越来越多的应用场合提出产品在系统中免拆装的在线维护需求,也是模块在长期应用时需要解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法及模块,能够解决现有技术中在长期应用中气压传感模块性能会发生随时间漂移的现象,可能造成性能超差的技术问题。
根据本发明的一方面,提供了一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,硅压阻式气压传感模块的误差修正方法包括:对设定批次的硅压阻式气压传感模块进行快速稳定化处理,筛选出满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块;对设定批次满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块进行性能初测,获取各个硅压阻式气压传感模块的初始性能数据;选取满足稳定性评估指标的部分硅压阻式气压传感模块开展长时监测试验,获得设定时间内的实测长时监测数据,对模块漂移与长期稳定性特性进行分析;根据长时监测数据以及设定批次中满足稳定性评估指标的剩余硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,推算剩余的各个硅压阻式气压传感模块的性能修正时间;针对任一硅压阻式气压传感模块,基于性能修正时间,定期进行地面场压复验与修正,模块参数进行在线更新,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正。
进一步地,对设定批次的硅压阻式气压传感模块进行快速稳定化处理具体包括:设置合理的温度范围、温变率、保温时间、循环次数以及通电状态;针对任一硅压阻式气压传感模块,当每个温度循环达到保温时间后,对硅压阻式气压传感模块施加不少于三次的气压循环,每次不少于高、中、低三个压力点的气压应力,气压稳定后记录测量值;当达到循环次数后,判断相邻两个温度循环之间对应气压点信号输出平均值的变化量最大值是否低于设定变化量门限值,当相邻两个温度循环之间对应气压点信号输出平均值的变化量最大值小于设定变化量门限值时,认为满足稳定性评估指标。
进一步地,循环次数大于或等于10。
进一步地,对设定批次满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块进行性能初测具体包括:针对任一硅压阻式气压传感模块,取常温、工作温度上限温度点以及工作温度下限温度点进行测试,各温度点下对压力量程进行合理分段,进行至少三个循环的压力测试,获取任一硅压阻式气压传感模块的初始测压精度。
进一步地,开展长时监测试验的硅压阻式气压传感模块数量为设定批次的硅压阻式气压传感模块数量的5%。
进一步地,选取满足稳定性评估指标的部分硅压阻式气压传感模块开展长时监测试验,获得设定时间内的实测长时监测数据具体包括:针对任一硅压阻式气压传感模块,取常温、工作温度上限温度点以及工作温度下限温度点进行测试,各温度点下对压力量程进行合理分段,进行至少三个循环的压力测试,获取任一硅压阻式气压传感模块的漂移误差;根据所选取的部分硅压阻式气压传感模块中的最大漂移误差计算测量误差。
进一步地,根据长时监测数据以及设定批次中满足稳定性评估指标的剩余硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,推算各个硅压阻式气压传感模块的性能修正时间具体包括:针对任一硅压阻式气压传感模块,以硅压阻式气压传感模块的初始性能数据为基准,根据测量误差计算获取硅压阻式气压传感模块的性能修正时间。
进一步地,基于性能修正时间,定期进行地面场压复验与修正具体包括:基于性能修正时间,利用地面基准压力源对硅压阻式气压传感模块进行场压复验,验证计算模型的准确性。
进一步地,温度范围为-45℃至85℃。
根据本发明的又一方面,提供了一种硅压阻式气压传感模块,硅压阻式气压传感模块使用如上所述的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法进行误差修正。
应用本发明的技术方案,提供了一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,该方法通过对模块性能进行快速稳定化处理,稳定性能评估与筛选,模块初始性能测试,选取部分模块开展长时监测试验,根据长时监测试验数据进行长时稳定性分析,并基于试验数据,推算模块性能修正时间,模块按照修正时间,一定周期内进行定期的地面场压复验与修正,确定模块参数修正方案与在线更新,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正,此种方式可有效解决长时漂移造成的性能超差问题,能够满足对硅压阻式气压传感模块长期应用中维持较高性能水平的需求;通过分析研究同时结合实际应用场景从而确定了方案,从硬件、软件等角度进行补偿、处理与评估,方法简单,易于理解,实施方便有效;可实现硅压阻式压力传感模块交付后免拆装的在线性能维护,能够有效降低维护成本;在样品量大、选型与工艺较为统一的批量生产中能够提供更为精确的数据支撑与更好的效果,尤其适用于硅压阻式气压传感模块的批量生产。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本发明的实施例,并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明的具体实施例提供的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示,根据本发明的具体实施例提供了一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,该硅压阻式气压传感模块的误差修正方法包括:对设定批次的硅压阻式气压传感模块进行快速稳定化处理,筛选出满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块;对设定批次满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块进行性能初测,获取各个硅压阻式气压传感模块的初始性能数据;选取满足稳定性评估指标的部分硅压阻式气压传感模块开展长时监测试验,获得设定时间内的实测长时监测数据,对模块漂移与长期稳定性特性进行分析;根据长时监测数据以及设定批次中满足稳定性评估指标的剩余硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,推算剩余的各个硅压阻式气压传感模块的性能修正时间;针对任一硅压阻式气压传感模块,基于性能修正时间,定期进行地面场压复验与修正,模块参数进行在线更新,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正。
应用此种配置方式,提供了一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,该方法通过对模块性能进行快速稳定化处理,稳定性能评估与筛选,模块初始性能测试,选取部分模块开展长时监测试验,根据长时监测试验数据进行长时稳定性分析,并基于试验数据,推算模块性能修正时间,模块按照修正时间,一定周期内进行定期的地面场压复验与修正,确定模块参数修正方案与在线更新,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正,此种方式可有效解决长时漂移造成的性能超差问题,能够满足对硅压阻式气压传感模块长期应用中维持较高性能水平的需求;通过分析研究同时结合实际应用场景从而确定了方案,从硬件、软件等角度进行补偿、处理与评估,方法简单,易于理解,实施方便有效;可实现硅压阻式压力传感模块交付后免拆装的在线性能维护,能够有效降低维护成本;在样品量大、选型与工艺较为统一的批量生产中能够提供更为精确的数据支撑与更好的效果,尤其适用于硅压阻式气压传感模块的批量生产。
具体地,在本发明中,为了实现硅压阻式气压传感模块的误差修正,首先需要对设定批次的硅压阻式气压传感模块进行快速稳定化处理,筛选出满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块。在本发明中,对设定批次的硅压阻式气压传感模块进行快速稳定化处理具体包括:设置合理的温度范围、温变率、保温时间、循环次数以及通电状态;针对任一硅压阻式气压传感模块,当每个温度循环达到保温时间后,对硅压阻式气压传感模块施加不少于三次的气压循环,每次不少于高、中、低三个压力点的气压应力,气压稳定后记录测量值;当达到循环次数后,判断相邻两个温度循环之间对应气压点信号输出平均值的变化量最大值是否低于设定变化量门限值,当相邻两个温度循环之间对应气压点信号输出平均值的变化量最大值小于设定变化量门限值时,认为满足稳定性评估指标。
作为本发明的一个具体实施例,对装调、标校等生产流程完毕的模块进行适当条件的热应力循环以释放模块的残余应力,实现性能的快速稳定化,同时制定稳定性评估指标,筛选出满足应用指标的模块。快速稳定化处理可参照电子产品老炼试验规范,设置合理的温度范围、温变率、保温时间、循环次数、通电状态等。快速稳定化处理过程中每个温度循环达到保温时间后,对模块施加不少于三次的气压循环,每次不少于高、中、低三个压力点的气压应力,气压稳定后记录测量值。稳定性评估指标应根据实际应用需求制定,明确满足使用要求的变化量门限值,相邻两个温度循环之间对应气压点信号输出平均值的变化量最大值低于设置的变化量门限值时,即为满足稳定性评估指标。快速稳定化处理的温度循环数以大部分模块满足稳定性指标为原则,一般不少于10个循环,无法满足稳定性指标的模块应剔除。
在完成了快速稳定化处理之后,即可对设定批次满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块进行性能初测,获取各个硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,作为后续长时漂移误差修正周期计算的基准。在本发明中,对设定批次满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块进行性能初测具体包括:依据相应的试验大纲对硅压阻式气压传感模块进行性能初测,针对任一硅压阻式气压传感模块,取常温、工作温度上限温度点以及工作温度下限温度点进行测试,各温度点下对压力量程进行合理分段,进行至少三个循环的压力测试,获取任一硅压阻式气压传感模块的初始测压精度。
进一步地,在获取了模块的初始性能数据之后,即可选取满足稳定性评估指标的部分硅压阻式气压传感模块开展长时监测试验,获得设定时间内的实测长时监测数据,对模块漂移与长期稳定性特性进行分析。在本发明中,选取满足稳定性评估指标的部分硅压阻式气压传感模块开展长时监测试验,获得设定时间内的实测长时监测数据具体包括:针对任一硅压阻式气压传感模块,取常温、工作温度上限温度点以及工作温度下限温度点进行测试,各温度点下对压力量程进行合理分段,进行至少三个循环的压力测试,获取任一硅压阻式气压传感模块的漂移误差;根据所选取的部分硅压阻式气压传感模块中的最大漂移误差计算测量误差。
在本发明中,同型压力传感器、电路元器件、结构形式与加工工艺可定义为同批次,每批次进行长时监测的模块数量推荐为该批总数的5%,数量不少于5套。长时监测试验以一定周期对选取的模块进行性能监测,一般可设为每月一到两次;根据长时监测试验,分析模块的漂移规律与长期稳定性,并推算出该批次模块一定时间周期内因长时漂移造成的测量误差,单位为Pa/月或Pa/年,取长时监测试验模块中的最大值。
进一步地,在本发明中,在完成了长时监测试验之后,即可根据长时监测数据以及设定批次中满足稳定性评估指标的剩余硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,推算剩余的各个硅压阻式气压传感模块的性能修正时间。
在本发明中,根据长时监测数据以及设定批次中满足稳定性评估指标的剩余硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,推算各个硅压阻式气压传感模块的性能修正时间具体包括:针对任一硅压阻式气压传感模块,以硅压阻式气压传感模块的初始性能数据为基准,根据测量误差计算获取硅压阻式气压传感模块的性能修正时间。
其中,可针对不同模块计算得出对应的修正时间进行专门的修正,也可对一批次取最短周期或均值进行批量修正,一次修正后根据情况确定是否需要进行后续多次修正。
进一步地,在计算获取了模块性能修正时间之后,即可针对任一硅压阻式气压传感模块,基于性能修正时间,定期进行地面场压复验与修正,模块参数进行在线更新,消除长时漂移引起的测量误差,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正。采用以上方法,可保证气压传感模块在较长时间内维持较高的性能水平。
在本发明中,基于性能修正时间,定期进行地面场压复验与修正具体包括:基于性能修正时间,利用地面基准压力源对硅压阻式气压传感模块进行场压复验,验证计算模型的准确性。模块修正前根据计算模型与复验情况制定修正方案,得出合理的气压测量模型参数,模块软件自动完成参数修调,从而消除模块长时漂移造成的误差。
根据本发明的另一方面,提供了一种硅压阻式气压传感模块,该硅压阻式气压传感模块使用如上所述的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法进行误差修正。
应用此种配置方式,提供了一种硅压阻式气压传感模块,该模块通过对模块性能进行快速稳定化处理,稳定性能评估与筛选,模块初始性能测试,选取部分模块开展长时监测试验,根据长时监测试验数据进行长时稳定性分析,并基于试验数据,推算模块性能修正时间,模块按照修正时间,一定周期内进行定期的地面场压复验与修正,确定模块参数修正方案与在线更新,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正,此种方式可有效解决长时漂移造成的性能超差问题,能够满足对硅压阻式气压传感模块长期应用中维持较高性能水平的需求;通过分析研究同时结合实际应用场景从而确定了方案,从硬件、软件等角度进行补偿、处理与评估,方法简单,易于理解,实施方便有效;可实现硅压阻式压力传感模块交付后免拆装的在线性能维护,能够有效降低维护成本;在样品量大、选型与工艺较为统一的批量生产中能够提供更为精确的数据支撑与更好的效果,尤其适用于硅压阻式气压传感模块的批量生产。
为了对本发明有进一步地了解,下面结合图1对本发明所提供的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法进行详细说明。
如图1所示,根据本发明的具体实施例提供了一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,该方法具体包括如下步骤。
步骤一,对设定批次的硅压阻式气压传感模块进行快速稳定化处理,筛选出满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块。在本实施例中,选取某批次100只硅压阻式气压传感模块生产,选取其中5块作为长时监测模块。该批次模块工作温度范围-45℃~85℃,压力量程5kPa~100kPa。
该批次模块生产完毕后,参照电子产品老炼试验规范进行该批次模块的快速稳定化处理,设置-45℃到85℃温度范围,约10℃/min的温变率,到温后保温1小时,循环次数设置为10次,全程保持通电状态。每个温度循环达到保温时间后,对模块施加3次的气压循环,每次选取5kPa、50kPa和100kPa三个压力点,气压稳定后记录测量值。记录每只试验样品在两个相邻循环各测试压力点下输出变化量的最大值,根据模块输出大小及精度要求,设定变化量门限值为100μV(对应单位pa)(满量程输出100mV(对应单位kpa),取0.1%FS精度即100μV(对应单位pa)),作为稳定性评估指标,若某个模块在达到循环次数后,两个相邻循环各测试压力点下输出变化量的最大值小于100μV,则认为满足稳定性评估指标。通过快速稳定化处理,实现了大部分模块输出性能的稳定化,并剔除了5只稳定性能超差的模块。
步骤二,对设定批次满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块进行性能初测,获取各个硅压阻式气压传感模块的初始性能数据。在本实施例中,对于满足稳定性评估指标的模块,依据相应的试验大纲进行性能初测,选取25℃、-45℃和85℃三个温度点,各温度点下设置了压力测试点5kPa、10kPa、20kPa、30kPa、40kPa、50kPa、60kPa、70kPa、80kPa、90kPa、100kPa,进行3个循环的压力测试,获取各模块的初始测压精度。
步骤三,选取满足稳定性评估指标的部分硅压阻式气压传感模块开展长时监测试验,获得设定时间内的实测长时监测数据,对模块漂移与长期稳定性特性进行分析。在本实施例中,选取5只满足稳定性评估指标要求的模块作为长时监测试验对象,其余90只模块满足稳定性评估指标及测压精度,交付应用。对长期监测试验的5只模块,每月进行一次性能测试,测试方法同性能初测。根据30个月时间的监测试验,得出5只模块整体漂移情况为负向单调变化的趋势,各温度与各压力点下的趋势基本一致,但局部时间变化具有随机性,通过计算得出5只模块中最大的漂移误差约-96Pa,可推算出该批次模块一定时间周期内因长时漂移造成的测量误差约-3.2Pa/月。
步骤四,根据长时监测数据以及设定批次中满足稳定性评估指标的剩余硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,推算剩余的各个硅压阻式气压传感模块的性能修正时间。在本实施例中,根据步骤三推算出的漂移误差,对该批次模块制定定期修正的方案:该批次中3只模块应用到某性能要求较高的场合,要求15年(180个月)内维持±300Pa以内的测压精度,这3只模块初始测压精度分别约24Pa、33Pa和-28Pa,则这3只模块需要的修正时间分别约101个月104个月/>和85个月之后,修正精度以达到±5Pa误差为基准,若满足15年内的性能指标,则第3个模块还需要在92个月/>后再进行一次修正;该批次中另外90只批量交付到某应用要求较低的场合,要求10年(120个月)内保持维持±300Pa以内的测压精度,该批模块初始测压精度负误差最大为-52Pa,可将该批次模块在77.5个月后进行批量修正,则可满足应用需求。
步骤五,针对任一硅压阻式气压传感模块,基于性能修正时间,定期进行地面场压复验与修正,模块参数进行在线更新,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正。在本实施例中,到达推算的修正时间后,利用地面基准压力设备对模块进行场压复验与修正,外部控制计算机通过通讯线缆收集模块常压测量值,对计算模型的准确性进行验证。根据计算模型与复验情况制定修正方案,本批次模块由于各温度与压力点下漂移规律大致相同,根据长时监测数据易得出模型参数之间的关系,根据场压测量结果进行整体气压测量模型参数的修调,发送场压修正指令到模块,模块接收到指令后,软件自动进行参数的在线更新,从而消除模块长时漂移造成的误差,完成模块在系统中免拆装的在线维护。
综上所述,本发明提供了一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,该方法通过对模块性能进行快速稳定化处理,稳定性能评估与筛选,模块初始性能测试,选取部分模块开展长时监测试验,根据长时监测试验数据进行长时稳定性分析,并基于试验数据,推算模块性能修正时间,模块按照修正时间,一定周期内进行定期的地面场压复验与修正,确定模块参数修正方案与在线更新,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正,此种方式可有效解决长时漂移造成的性能超差问题,能够满足对硅压阻式气压传感模块长期应用中维持较高性能水平的需求;通过分析研究同时结合实际应用场景从而确定了方案,从硬件、软件等角度进行补偿、处理与评估,方法简单,易于理解,实施方便有效,能够解决现有应用场景中硅压阻式气压传感模块长期应用中的性能维持问题;可实现硅压阻式压力传感模块交付后免拆装的在线性能维护,能够有效降低维护成本;在样品量大、选型与工艺较为统一的批量生产中能够提供更为精确的数据支撑与更好的效果,尤其适用于硅压阻式气压传感模块的批量生产。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,其特征在于,所述硅压阻式气压传感模块的误差修正方法包括:
对设定批次的硅压阻式气压传感模块进行快速稳定化处理,筛选出满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块;
对设定批次满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块进行性能初测,获取各个硅压阻式气压传感模块的初始性能数据;
选取满足稳定性评估指标的部分硅压阻式气压传感模块开展长时监测试验,获得设定时间内的实测长时监测数据,对模块漂移与长期稳定性特性进行分析;
根据所述长时监测数据以及设定批次中满足稳定性评估指标的剩余硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,推算剩余的各个所述硅压阻式气压传感模块的性能修正时间;
针对任一所述硅压阻式气压传感模块,基于所述性能修正时间,定期进行地面场压复验与修正,模块参数进行在线更新,完成硅压阻式气压传感模块的误差修正;
选取满足稳定性评估指标的部分硅压阻式气压传感模块开展长时监测试验,获得设定时间内的实测长时监测数据具体包括:针对任一所述硅压阻式气压传感模块,取常温、工作温度上限温度点以及工作温度下限温度点进行测试,各温度点下对压力量程进行合理分段,进行至少三个循环的压力测试,获取任一所述硅压阻式气压传感模块的漂移误差;根据所选取的部分硅压阻式气压传感模块中的最大漂移误差计算测量误差;
根据所述长时监测数据以及设定批次中满足稳定性评估指标的剩余硅压阻式气压传感模块的初始性能数据,推算各个所述硅压阻式气压传感模块的性能修正时间具体包括:针对任一所述硅压阻式气压传感模块,以所述硅压阻式气压传感模块的初始性能数据为基准,根据所述测量误差计算获取所述硅压阻式气压传感模块的性能修正时间。
2.根据权利要求1所述的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,其特征在于,对设定批次的硅压阻式气压传感模块进行快速稳定化处理具体包括:
设置合理的温度范围、温变率、保温时间、循环次数以及通电状态;
针对任一所述硅压阻式气压传感模块,当每个温度循环达到保温时间后,对所述硅压阻式气压传感模块施加不少于三次的气压循环,每次不少于高、中、低三个压力点的气压应力,气压稳定后记录测量值;
当达到循环次数后,判断相邻两个温度循环之间对应气压点信号输出平均值的变化量最大值是否低于设定变化量门限值,当相邻两个温度循环之间对应气压点信号输出平均值的变化量最大值小于设定变化量门限值时,认为满足稳定性评估指标。
3.根据权利要求2所述的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,其特征在于,所述循环次数大于或等于10。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,其特征在于,对设定批次满足稳定性评估指标的硅压阻式气压传感模块进行性能初测具体包括:针对任一所述硅压阻式气压传感模块,取常温、工作温度上限温度点以及工作温度下限温度点进行测试,各温度点下对压力量程进行合理分段,进行至少三个循环的压力测试,获取任一所述硅压阻式气压传感模块的初始测压精度。
5.根据权利要求4所述的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,其特征在于,开展长时监测试验的硅压阻式气压传感模块数量为所述设定批次的硅压阻式气压传感模块数量的5%。
6.根据权利要求1所述的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,其特征在于,基于所述性能修正时间,定期进行地面场压复验与修正具体包括:基于所述性能修正时间,利用地面基准压力源对所述硅压阻式气压传感模块进行场压复验,验证计算模型的准确性。
7.根据权利要求2所述的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法,其特征在于,所述温度范围为-45℃至85℃。
8.一种硅压阻式气压传感模块,其特征在于,所述硅压阻式气压传感模块使用如权利要求1至7中任一项所述的硅压阻式气压传感模块的误差修正方法进行误差修正。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211718792.7A CN116007824B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 硅压阻式气压传感模块的误差修正方法及模块 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211718792.7A CN116007824B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 硅压阻式气压传感模块的误差修正方法及模块 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116007824A CN116007824A (zh) | 2023-04-25 |
CN116007824B true CN116007824B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=86036844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211718792.7A Active CN116007824B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 硅压阻式气压传感模块的误差修正方法及模块 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116007824B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6850859B1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-02-01 | Watlow Electric Manufacturing Company | Sensor drift compensation by lot |
CN1699947A (zh) * | 2005-05-12 | 2005-11-23 | 江汉大学 | 硅压阻传感器在电路可编程自动温度补偿的校验方法和设备 |
CN105043665A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-11 | 北京龙马负图科技有限公司 | 一种具有自动校准功能的压强检测系统及其校准方法 |
CN110617916A (zh) * | 2019-09-29 | 2019-12-27 | 歌尔股份有限公司 | 一种气压传感器的校准方法及装置 |
CN113340970A (zh) * | 2019-06-24 | 2021-09-03 | 深圳硅基传感科技有限公司 | 基于电化学参数的葡萄糖传感器的出厂校准方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2016381010B2 (en) * | 2015-12-30 | 2019-05-23 | Dexcom, Inc. | System and method for factory calibration or reduced calibration of an indwelling sensor based on sensitivity profile |
-
2022
- 2022-12-29 CN CN202211718792.7A patent/CN116007824B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6850859B1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-02-01 | Watlow Electric Manufacturing Company | Sensor drift compensation by lot |
CN1699947A (zh) * | 2005-05-12 | 2005-11-23 | 江汉大学 | 硅压阻传感器在电路可编程自动温度补偿的校验方法和设备 |
CN105043665A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-11 | 北京龙马负图科技有限公司 | 一种具有自动校准功能的压强检测系统及其校准方法 |
CN113340970A (zh) * | 2019-06-24 | 2021-09-03 | 深圳硅基传感科技有限公司 | 基于电化学参数的葡萄糖传感器的出厂校准方法 |
CN110617916A (zh) * | 2019-09-29 | 2019-12-27 | 歌尔股份有限公司 | 一种气压传感器的校准方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
压力传感器的性能参数问题;蒋本雨;传感器世界(第12期);31-35 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116007824A (zh) | 2023-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101783050B1 (ko) | 3축 자계 센서의 교정 방법 및 장치 | |
CN103932683A (zh) | 一种测温装置和测温方法 | |
CN107356387B (zh) | 一种模态试验中多传感器附加质量消除方法 | |
CN107271081A (zh) | 基于两阶段最小二乘拟合的硅压阻式压力变送器温度补偿方法及装置 | |
CN105333996B (zh) | 气压传感器校准方法和系统 | |
CN116678489B (zh) | 力传感器的质量控制方法、系统、设备及介质 | |
CN110491336B (zh) | 一种显示模组Gamma调校方法及系统 | |
CN112461261B (zh) | 一种校正mems陀螺仪温度漂移的装置和方法 | |
CN104678340A (zh) | 一种磁强计测量误差纠正方法及系统 | |
CN112345813A (zh) | 动态测量精度的动态补偿方法 | |
CN109405884B (zh) | 基于温湿度传感器的实现湿度校准功能的系统及方法 | |
CN115728445A (zh) | 传感器校准方法、装置、设备及计算机可读存储介质 | |
CN116007824B (zh) | 硅压阻式气压传感模块的误差修正方法及模块 | |
CN112985692B (zh) | 一种融合多项式与学习模型的气压传感器误差标校方法 | |
CN112731815B (zh) | 一种提高模拟量采集精度的方法 | |
DE102020105058A1 (de) | Detektieren einer verunreinigung eines drucksensors basierend auf einer querempfindlichkeit gegenüber beschleunigung | |
CN107786264B (zh) | 一种基于数据分析的ont功率校准的方法 | |
CN116718301A (zh) | 一种温压一体传感器温度补偿方法及系统 | |
CN106813703B (zh) | 一种测试产品功能的方法和装置 | |
US10316690B2 (en) | Method for validation of an investigated sensor and corresponding machine | |
CN113960256A (zh) | 一种含水仪的温度补偿方法 | |
CN118111662B (zh) | 一种风洞温度场测试一致性校准数据处理方法 | |
CN111678641A (zh) | 压力传感器的性能测试方法、装置以及存储介质 | |
CN114325436B (zh) | 一种dcir测试值的校准方法 | |
CN115046570B (zh) | 天线姿态仪倾角自动温度补偿方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |