CN116952453A - 气压传感器封装结构、检测系统及自测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请技术方案公开了一种气压传感器封装结构、检测系统及自测试方法，本申请技术方案无需施加外界物理激励的情况下执行子诊断功能，通过所述电热执行器实现工作模式的切换，能够在第二工作模式下对传感器进行维护测试，以确定所述扩散硅压力传感器是否失效，可以实现扩散硅压力传感器及其所属设备不停机自测试。

Description

气压传感器封装结构、检测系统及自测试方法

技术领域

本申请涉及气压传感器技术领域，更具体的说，涉及一种气压传感器封装结构、检测系统及自测试方法。

背景技术

气压传感器(如扩散硅气压传感器)被广泛应用于工业、医疗、交通等领域，其压阻结构通常以桥臂的形式设置，当扩散硅压力传感器出现膜片破损或芯体脱落等故障时，其读数已无法反映实际压力情况，此时若其压阻条与邦定金线尚未损坏，则仍可获得处于正常范内的电压读数，而无法通过压阻桥读数值对其进行故障诊断，对其使用场景产生潜在安全隐患。

传统的气压传感器维护测试往往需要外部施加激励(如管路加压、降压)，测试时所在设备或管线必须配合停机或加压减压，对设备的运行有一定影响。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种气压传感器封装结构、检测系统及自测试方法，方案如下：

一种气压传感器封装结构，包括：

电路板，所述电路板具有相反的第一表面以及第二表面；

扩散硅压力传感器，所述扩散硅压力传感器固定在所述第一表面，且与所述电路板中互连电路连接；所述扩散硅压力传感器背离所述电路板一侧表面具有用于检测压力的膜片；

热敏电阻，所述热敏电阻固定在所述第一表面，且与所述互连电路连接；

电热执行器，所述电热执行器具有第一部分和第二部分，所述第一部分固定在所述第一表面上，所述第二部分具有位于所述扩散硅压力传感器上方的检测端；

其中，所述封装结构具有第一工作模式以及第二工作模式；在所述第一工作模式下，所述检测端与所述膜片具有间隙，能够基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，获取压力信息；在所述第二工作模式下，所述检测端与所述膜片抵接，能够基于所述扩散硅压力传感器的输出信息确认所述扩散硅传感器是否失效。

优选的，在上述气压传感器封装结构中，所述检测端朝向所述膜片的一侧表面具有弹性缓冲结构。

优选的，在上述气压传感器封装结构中，所述电热执行器具有引线极片，所述引线极片用于在所述第二工作模式下输入经过调制的电流信号，以使得所述检测端朝向所述膜片弯曲，抵接所述膜片。

优选的，在上述气压传感器封装结构中，所述电热执行器包括热膨胀系数不同的第一导体层以及第二导体层；

所述第一部分与所述第二部分为一体结构，且所述第一部分的阻抗小于所述第二部分的阻抗。

优选的，在上述气压传感器封装结构中，还包括：

固定在所述第一表面边缘的框架，所述热敏电阻、所述电热执行器以及所述扩散硅压力传感器均位于所述框架内。

优选的，在上述气压传感器封装结构中，所述第一表面具有多个用于连接外部电路的焊盘，所述热敏电阻以及所述扩散硅压力传感器分别与对应的所述焊盘连接。

优选的，在上述气压传感器封装结构中，所述扩散硅压力传感器直接与所述焊盘连接；

或，所述第二表面固定有调理芯片，所述扩散硅压力传感器通过所述调理芯片与所述焊盘连接，所述调理芯片用于基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，确定压力信息。

本申请还提供了一种检测系统，包括：

如权利要求1-7任一项所述的气压传感器封装结构；

外部电路，所述外部电路与所述互连电路连接；

在第一工作模式下，所述检测端与所述膜片具有间隙，所述外部电路用于基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，获取压力信息，在第二工作模式下，所述外部电路用于控制所述检测端与所述膜片抵接，基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，确认所述扩散硅传感器是否失效。

本申请还提供了一种气压传感器封装结构的自测试方法，用于上述任一项所述的气压传感器封装结构，所述自测试方法包括：

确认进入第二工作模式，开始封装结构的自测试；

判断所述气压传感器封装结构是否具有输出反馈；

如果是，在所述电热执行器输入经过调制的电流信息后，基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，判断所述扩散硅压力传感器是否失效。

本申请还提供了一种气压传感器封装结构的自测试方法，用于上述任一项所述的气压传感器封装结构，所述控制方法包括：

为所述电热执行器施加第一脉冲，以使得所述电热执行器的检测端对所述扩散硅传感器施加第一压力，基于所述扩散硅传感器的输出信息以及预存的自测试数据比对结果，判断所述扩散硅传感器的膜片灵敏度是否正常；

为所述电热执行器施加第二脉冲，以使得所述电热执行器的检测端对所述扩散硅传感器施加第二压力，基于所述扩散硅传感器的输出信息以及预存的自测试数据比对结果，所述气压传感器封装结构的完整性以及所述扩散硅传感器中压阻条的完整性；

其中，所述第一脉冲的占空比大于所述第二脉冲的占空比，所述第一脉冲的时长大于所述第二脉冲的时长，所述第一脉冲的功率大于所述第二脉冲的功率，所述第一压力大于所述第二压力。

通过上述描述可知，本申请技术方案提供的气压传感器封装结构、检测系统及自测试方法中，所述气压传感器封装结构包括：电路板，所述电路板具有相反的第一表面以及第二表面；扩散硅压力传感器，所述扩散硅压力传感器固定在所述第一表面，且与所述电路板中互连电路连接；所述扩散硅压力传感器背离所述电路板一侧表面具有用于检测压力的膜片；热敏电阻，所述热敏电阻固定在所述第一表面，且与所述互连电路连接；电热执行器，所述电热执行器具有第一部分和第二部分，所述第一部分固定在所述第一表面上，所述第二部分具有位于所述扩散硅压力传感器上方的检测端；其中，所述封装结构具有第一工作模式以及第二工作模式；在所述第一工作模式下，所述检测端与所述膜片具有间隙，能够基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，获取压力信息；在所述第二工作模式下，所述检测端与所述膜片抵接，能够基于所述扩散硅压力传感器的输出信息确认所述扩散硅传感器是否失效。可见，本申请技术方案无需施加外界物理激励的情况下执行子诊断功能，通过所述电热执行器实现工作模式的切换，能够在第二工作模式下对传感器进行维护测试，以确定所述扩散硅压力传感器是否失效，可以实现扩散硅压力传感器及其所属设备不停机自测试。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本申请实施例提供的一种气压传感器封装结构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电热执行器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种检测系统的结构视图；

图4为本申请实施例提供的自测试方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的另一自测试方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种脉冲信号波形图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如背景技术中所述，传统的气压传感器维护测试往往需要外部施加激励(如管路加压、降压)，测试时所在设备或管线必须配合停机或加压减压，对设备的运行有一定影响。

有鉴于此，本申请技术方案提供了一种气压传感器封装结构及其控制方法中，所述气压传感器封装结构包括：

电路板，所述电路板具有相反的第一表面以及第二表面；

扩散硅压力传感器，所述扩散硅压力传感器固定在所述第一表面，且与所述电路板中互连电路连接；所述扩散硅压力传感器背离所述电路板一侧表面具有用于检测压力的膜片；

热敏电阻，所述热敏电阻固定在所述第一表面，且与所述互连电路连接；

电热执行器，所述电热执行器具有第一部分和第二部分，所述第一部分固定在所述第一表面上，所述第二部分具有位于所述扩散硅压力传感器上方的检测端；

其中，所述封装结构具有第一工作模式以及第二工作模式；在所述第一工作模式下，所述检测端与所述膜片具有间隙，能够基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，获取压力信息；在所述第二工作模式下，所述检测端与所述膜片抵接，能够基于所述扩散硅压力传感器的输出信息确认所述扩散硅传感器是否失效。

本申请实施例所述气压传感器封装结构能够通过电热执行器进行工作模式切换，可在不施加外界物理激励的情况下执行自测试诊断功能，测试所用时间极短，自测试过程可通过插值或滤波器算法消去其对传感器输出值的影响，确保传感器输出数据的连续性，从而实现压力传感器及其所属设备的不停机自测试。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参考图1和图2所示，图1为本申请实施例提供的一种气压传感器封装结构的结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种电热执行器的结构示意图，所示气压传感器封装结构包括：

电路板11，所述电路板11具有相反的第一表面S1以及第二表面S2；

扩散硅压力传感器12，所述扩散硅压力传感器12固定在所述第一表面S1，且与所述电路板11中互连电路连接；所述扩散硅压力传感器11背离所述电路板11一侧表面具有用于检测压力的膜片121；

热敏电阻13，所述热敏电阻13固定在所述第一表面S1，且与所述互连电路连接；

电热执行器14，所述电热执行器14具有第一部分21和第二部分22，所述第一部分21固定在所述第一表面S1上，所述第二部分22具有位于所述扩散硅压力传感器12上方的检测端140。

其中，所述封装结构具有第一工作模式以及第二工作模式；在所述第一工作模式下，所述检测端140与所述膜片121具有间隙，能够基于所述扩散硅压力传感器12的输出信息，获取压力信息；在所述第二工作模式下，所述检测端140与所述膜片121抵接，能够基于所述扩散硅压力传感器12的输出信息确认所述扩散硅传感器12是否失效。

所述电路板11可以为印刷电路板(PCB)，具有互连电路，所述互连电路用于连接所述电路板11上的电子元件，并用于和外部电路连接。

所述扩散硅传感器12可以通过硅橡胶固定在所述电路板11的第一表面S1。所述扩散硅传感器12在所述第一表面S1上的固定方式不局限于硅橡胶，也可以采用其他绝缘导热性能良好的胶体材料。所述扩散硅传感器12的引线焊盘通过金线键合工艺和所述电路板11中的互连电路连接。

所述热敏电阻13固定在所述电路板11的第一表面S1，所述热敏电阻13用于实时测量温度参数，所述温度参数用于提供所述扩散硅传感器12所需的温漂补偿信息，所述温漂补偿信息能够确保在所述第一工作模式下检测准确的压力信息，还能够确保在所述第二工作模式下判断所述扩散硅传感器是否失效的判断结果的准确性。

本申请实施例所述气压传感器封装结构能够通过电热执行器14进行工作模式切换，工作在第二工作模式时，可在不施加外界物理激励的情况下执行自测试诊断功能，测试所用时间极短，自测试过程可通过插值或滤波器算法消去其对传感器输出值的影响，确保传感器输出数据的连续性，从而实现压力传感器及其所属设备的不停机自测试。

其中，所述检测端140朝向所述膜片121的一侧表面具有弹性缓冲结构141。所述弹性缓冲结构141可以为硅橡胶，以避免在第二工作模式下所述检测端140对所述膜片121施加压力时导致所述膜片121划伤受损。可以通过在所述检测端140滴加硅橡胶形成所述弹性缓冲结构141。

所述电热执行器14具有引线极片143，所述引线极片143用于在所述第二工作模式下输入经过调制的电流信号，以使得所述检测端140朝向所述膜片121弯曲，抵接所述膜片121。所述电热执行器14具有分别位于两侧的两个所述引线极片143。

可选的，所述电热执行器14包括热膨胀系数不同的第一导体层以及第二导体层；所述第一部分21与所述第二部分22为一体结构，且所述第一部分21的阻抗小于所述第二部分22的阻抗。其中，所述第一导体层与所述第二导体层由于热膨胀系数不同，故在接入电流信号时，产热后能够产生特定方向的弯曲，从而实现在第二工作模式下所述检测端140和所述膜片121的抵接，为所述膜片121施加压力。在所述引线极片143施加电流信号时，由于作为热敏感臂142的所述第二部分22的阻值大于第一部分21的阻值，且悬空热耗散率较低，故能够产生较大的温升而发生弯曲，而且由于空气接触存在耗散率，所述第二部分22的温度不会无线升高，通过控制加热功率，可以实现第二部分22曲率和对膜片121施加压力的控制。

本申请实施例所述气压传感器封装结构还包括：固定在所述第一表面边缘的框架15，所述热敏电阻13、所述电热执行器14以及所述扩散硅压力传感器12均位于所述框架15内。通过所述框架15，能够实现对所述电路板11的第一表面S1上电子元件的保护，而且还能够实现对所述电热执行器14的安装固定。

可选的，可以设置所述框架15包括上框架151和下框架152，下框架152固定在第一表面S1上，上框架151固定在下框架152上。上框架151和下框架151之间形成容纳空间，以容纳固定在第一表面S1上的电子元件。所述电热执行器14还包括定位孔144，所述电热执行器14可以通过所述定位孔144与框架15固定，从而实现与电路板11的相对固定。可以通过穿过所述定位孔144的铆钉或是凸点结构将所述电热执行器14和所述框架15相对固定。

所述第一表面S1具有多个用于连接外部电路的焊盘16，所述热敏电阻13以及所述扩散硅压力传感器12分别与对应的所述焊盘连接16。

本申请实施例中，可以设置所述第二表面S2固定有调理芯片，所述扩散硅压力传感器12通过所述调理芯片与所述焊盘16连接，所述调理芯片用于基于所述扩散硅压力传感器12的输出信息，确定压力信息。其他方式中，还可以设置所述外部电路包括所述调理芯片，此时，所述扩散硅压力传感器12直接与所述焊盘16连接。所述调理芯片用于在第二工作模式下，执行自测试方法，以检测所述扩散硅传感器是否失效。

本申请实施例所述气压传感器封装结构中，在所述第一工作模式下，当所述扩散硅压力传感器12处于设定工作温度范围内时，所述电热执行器14的检测端140的曲率较小，所述检测端140位于所述膜片121的上方，且与所述膜片121无接触。此时，基于所述扩散硅压力传感器12的输出信息，能够获取压力信息。其中，所述工作温度范围基于工作需求设定，如车规级要求工作温度范围是-40℃至125℃，本申请实施例对此工作温度范围不作具体限定。

本申请实施例所述气压传感器封装结构中，在所述第二工作模式下，进入传感器自校准模式，通过外部电路为所述电热执行器14施加经过调制的电流信号，所述第二部分22作为热敏感臂142能够产热发生弯曲，使得所述检测端140朝向所述膜片121弯曲下压，与所述膜片121接触并对所述膜片121施加压力。此时外部电路通过所述扩散硅压力传感器12的输出信息确认所述扩散硅传感器12是否失效。外部电路通过实时获取所述扩散硅压力传感器12中压阻桥的输出信息，对所述电热执行器14进行闭环控制的同时，可以通过算法在封装结构的输出端(即焊盘连接16)消去封装结构所施加的压力信号(即检测端140施加在膜片121上的压力)，从而确保输出信号的连续性。

基于上述实施例所述气压传感器封装结构，本申请另一实施例还提供了一种检测系统，所述检测系统如图3所示。

参考图3所示，图3为本申请实施例提供的一种检测系统的结构视图，结合图1-图3所示，所示检测系统包括：

上述实施例所述的气压传感器封装结构31；

外部电路32，所述外部电路32与所述互连电路连接；

在第一工作模式下，所述检测端140与所述膜片121具有间隙，所述外部电路32用于基于所述扩散硅压力传感器12的输出信息，获取压力信息，在第二工作模式下，所述外部电路32用于控制所述检测端140与所述膜片121抵接，基于所述扩散硅压力传感器12的输出信息，确认所述扩散硅传感器12是否失效。

在图3所示方式中，所述外部电路32包括MOS驱动电路和调理芯片。所述MOS驱动电路用于在所述第一工作模式时连接所述引线极片143，以为所述电热执行器14输入经过调制的电流信号，以使得所述检测端140朝向所述膜片121弯曲，抵接所述膜片121。

所述调理芯片32用于基于所述扩散硅压力传感器12的输出信息，确定压力信息。所述调理芯片32可以为NSA2860调理芯片。所述调理芯片32具有用于连接电源的电源端口，以便于电源为调理芯片32供电，还具有I2C通讯端口，以便于和其他设备进行数据交互。其他设备能够通过I2C通讯端口控制调理芯片32输出PWM信号的占空比。

所述调理芯片32分别与所述封装结构31中扩散硅传感器12和热敏电阻13连接。这样，在所述第一工作模式下，所述调理芯片32能够基于所述热敏电阻13用于实时测量温度参数以及所述扩散硅压力传感器12的输出信息，确定所述压力信息，从而获得外界气压。

所述调理芯片32还与所述MOS驱动电路连接。这样，在所述第二工作模式下，所述调理芯片32还能够为所述MOS驱动电路提供PWM信号，以控制所述MOS驱动电路控制状态，为所述电热执行器31提供设定的电流信号，使得所述电热执行器14的热敏感臂142朝下弯曲，从而使得检测端140为膜片121施加压力，基于此时所述热敏电阻13用于实时测量温度参数以及所述扩散硅压力传感器12的输出信息确认所述扩散硅传感器是否失效。

在图3所示方式中，所述外部电路包括所述调理芯片32。其他方式中，还可以设置所述气压传感器封装结构包括所述调理芯片32，此时，可以将所述调理芯片32固定在所述第二表面S2。

本申请实施例所述检测系统能够在第一工作模式和第二工作模式之间进行切换。在所述第一工作模式下，所述检测端140与所述膜片121具有间隙，能够基于所述扩散硅压力传感器14的输出信息，获取压力信息；在所述第二工作模式下，所述检测端140与所述膜片121抵接，能够基于所述扩散硅压力传感器14的输出信息确认所述扩散硅传感器12是否失效。工作在第二工作模式时，可在不施加外界物理激励的情况下执行自测试诊断功能，测试所用时间极短，自测试过程可通过插值或滤波器算法消去其对传感器输出值的影响，确保传感器输出数据的连续性，从而实现压力传感器及其所属设备的不停机自测试。

基于上述实施例，本申请另一实施例还提供了一种气压传感器封装结构的自测方法，用于上述气压传感器封装结构，可以通过闭环的谐波测试方法实现气压传感器封装结构在第二工作模式下的自测试。采用谐波测试法时，所述自测方法如图4所示。可以通过调理芯片执行该自测试方法。

参考图4所示，图4为本申请实施例提供的一种气压传感器封装结构自测试方法的流程示意图，所述控制方法包括：

步骤S11：确认进入第二工作模式，开始封装结构的自测试。

步骤S12：判断所述气压传感器封装结构是否具有输出反馈。

步骤S13：如果是，在所述电热执行器输入经过调制的电流信息后，基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，判断所述扩散硅压力传感器是否失效。

参考图5所示，图5为本申请实施例提供的另一种自测试方法的流程示意图，基于图4所示方法，在上述步骤S12中，所述判断所述气压传感器封装结构是否具有输出反馈，包括：

步骤S121：为所述气压传感器封装结构的电热执行器输入单次脉冲。

步骤S122：基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，判断所述扩散硅压力传感器是否具有输出反馈。

步骤S123：如果所述扩散硅压力传感器具有输出反馈，进入步骤S13，为所述电热执行器输入经过调制的电流信息后，基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，判断所述扩散硅压力传感器是否失效。

步骤S124：如果所述扩散硅压力传感器无输出反馈，判断所述脉冲的幅度是否超过设定限值。

步骤S125：如果所述脉冲的幅度没超过所述设定限值，增大所述脉冲的幅度后，返回步骤S121，再次判断所述扩散硅压力传感器是否具有输出反馈。

如果所述脉冲的幅度超过所述设定限值，则所述气压传感器封装结构失效。

在所述电热执行器输入经过调制的电流信息后，基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，判断所述扩散硅压力传感器是否失效，包括：

步骤S131：如果所述扩散硅压力传感器具有输出反馈，获取直流偏置值。

步骤S132：基于所述直流偏置值，为所述扩散硅压力传感器施加带有直流偏置的调制压力。

步骤S133：在为所述扩散硅压力传感器施加带有直流偏置的调制压力后，计入步骤S134。

步骤S134：基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，判断所述扩散硅压力传感器的灵敏度系数是否满足设定条件。如果是，则所述扩散硅压力传感器通过自测试。如果否，则所述扩散硅压力传感器失效。具体的，当所述林敏度系数满足设定阈值时，则满足所述设定条件，反之，则不满足所述设定条件。

在图5所示谐波测试方法中，当外界下达自测试指令后，调理芯片开始执行单次脉冲试触，对电热执行器施加若干次占空比(对应加热功率)逐渐增大的电流，并对压阻桥测量值进行实时读取，直至获得对应的脉冲响应，若扩散硅压力传感器出现膜片破损、分层、脱落等故障而无法输出对应的脉冲响应，则当系统判断脉冲幅度超限时返回传感器故障诊断信号。若反馈正常，则系统记录电热执行器当前直流偏置，并对扩散硅压力传感器施加叠加在直流偏置之上的调制压力，同时读取压阻桥输出值并分离其对电热执行器的响应分量，计算传感器灵敏度系数，若灵敏度系数在规范值之内，则判断自测试成功，反之输出传感器故障诊断信号。在执行此模式的自测试期间，扩散硅压力传感器的激励谐波频率已知，可直接通过FIR滤波器算法消除其对扩散硅压力传感器输出数据的影响，实现扩散硅压力传感器不停机的目的。

基于上述实施例，本申请实施例还提供了另一种气压传感器封装结构的自测方法，用于上述气压传感器封装结构，可以通过开环的双脉冲测试方法实现气压传感器封装结构在第二工作模式下的自测试。可以通过调理芯片执行该自测试方法。采用双脉冲测试法时，所述自测方法包括：

压力测试，具体包括：为所述电热执行器施加第一脉冲，以使得所述电热执行器的检测端对所述扩散硅传感器施加第一压力，基于所述扩散硅传感器的输出信息以及预存的自测试数据比对结果，判断所述扩散硅传感器的膜片灵敏度是否正常；

温度激励测试，截图包括：为所述电热执行器施加第二脉冲，以使得所述电热执行器的检测端对所述扩散硅传感器施加第二压力，基于所述扩散硅传感器的输出信息以及预存的自测试数据比对结果，所述气压传感器封装结构的完整性以及所述扩散硅传感器中压阻条的完整性。

其中，所述第一脉冲的占空比大于所述第二脉冲的占空比，所述第一脉冲的时长大于所述第二脉冲的时长，所述第一脉冲的功率大于所述第二脉冲的功率，所述第一压力大于所述第二压力。

双脉冲测试法主要利用时长较短、功率较高与时长较长、功率较低的两次脉冲对传感器功能进行测试。该模式可对扩散硅压力传感器表面执行压力与热效应的双重测试，与谐波测试法相比，该模式对调理芯片的采样率、运算能力要求较低，适合成本敏感的领域使用，但使用该模式需将封装完成的扩散硅压力传感器在不同温度区间进行自测试校准，预存自测试数据才可使用，且自测试期间内部硬件直接以插值形式维持数据的输出，响应能力有所下降。

采用双脉冲测试方法时，两次脉冲的波形如图6所示，图6为本申请实施例提供的一种脉冲信号波形图。其中，图6中上图为第二脉冲波形图，下图为第一脉冲波形图。

压力测试：MOS驱动电路首先对电热执行器施加一占空比(平均功率)相对较高的短脉冲，此时电热执行器的热敏感臂产生较大的瞬时温升，检测端下压，对扩散硅压力传感器的膜片施加较大的压力，由于检测端下压的动作较快，热量尚未大量传导至检测端末端，而主要传到至尚未加热的扩散硅压力传感器尾端部位，此时对扩散硅压力传感器膜片施加激励以压力为主，调理芯片通过将扩散硅压力传感器膜片在此激励下的输出与预存的自测试数据进行对比判断其运行是否正常，该模式主要对扩散硅压力传感器膜片灵敏度进行测试。

温度激励测试：在温度激励测试模式下，MOS驱动电路对扩散硅压力传感器施加占空比(平均功率)相对较低的长脉冲，检测端以较小的压力接触膜片，由于外部电流的持续时间较长，电热执行器本体得以充分加热，温升经检测端传到至扩散硅压力传感器膜片表面，从而为扩散硅压力传感器表面提供温度激励，调理芯片通过将扩散硅压力传感器膜片在此激励下的输出与预存的自测试数据进行对比判断其运行是否正常，以测试封装结构与压阻条结构的完整性。

本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

需要说明的是，在本申请的描述中，需要理解的是，幅图和实施例的描述是说明性的而不是限制性的。贯穿说明书实施例的同样的幅图标记标识同样的结构。另外，处于理解和易于描述，幅图可能夸大了一些层、膜、面板、区域等厚度。同时可以理解的是，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在其他元件上或者可以存在中间元件。另外，“在…上”是指将元件定位在另一元件上或者另一元件下方，但是本质上不是指根据重力方向定位在另一元件的上侧上。

术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气压传感器封装结构，其特征在于，包括：

电路板，所述电路板具有相反的第一表面以及第二表面；

扩散硅压力传感器，所述扩散硅压力传感器固定在所述第一表面，且与所述电路板中互连电路连接；所述扩散硅压力传感器背离所述电路板一侧表面具有用于检测压力的膜片；

热敏电阻，所述热敏电阻固定在所述第一表面，且与所述互连电路连接；

电热执行器，所述电热执行器具有第一部分和第二部分，所述第一部分固定在所述第一表面上，所述第二部分具有位于所述扩散硅压力传感器上方的检测端；

其中，所述封装结构具有第一工作模式以及第二工作模式；在所述第一工作模式下，所述检测端与所述膜片具有间隙，能够基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，获取压力信息；在所述第二工作模式下，所述检测端与所述膜片抵接，能够基于所述扩散硅压力传感器的输出信息确认所述扩散硅传感器是否失效。

2.根据权利要求1所述的气压传感器封装结构，其特征在于，所述检测端朝向所述膜片的一侧表面具有弹性缓冲结构。

3.根据权利要求1所述的气压传感器封装结构，其特征在于，所述电热执行器具有引线极片，所述引线极片用于在所述第二工作模式下输入经过调制的电流信号，以使得所述检测端朝向所述膜片弯曲，抵接所述膜片。

4.根据权利要求1所述的气压传感器封装结构，其特征在于，所述电热执行器包括热膨胀系数不同的第一导体层以及第二导体层；

所述第一部分与所述第二部分为一体结构，且所述第一部分的阻抗小于所述第二部分的阻抗。

5.根据权利要求1所述的气压传感器封装结构，其特征在于，还包括：

固定在所述第一表面边缘的框架，所述热敏电阻、所述电热执行器以及所述扩散硅压力传感器均位于所述框架内。

6.根据权利要求1所述的气压传感器封装结构，其特征在于，所述第一表面具有多个用于连接外部电路的焊盘，所述热敏电阻以及所述扩散硅压力传感器分别与对应的所述焊盘连接。

7.根据权利要求6所述的气压传感器封装结构，其特征在于，所述扩散硅压力传感器直接与所述焊盘连接；

或，所述第二表面固定有调理芯片，所述扩散硅压力传感器通过所述调理芯片与所述焊盘连接，所述调理芯片用于基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，确定压力信息。

8.一种检测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任一项所述的气压传感器封装结构；

外部电路，所述外部电路与所述互连电路连接；

在第一工作模式下，所述检测端与所述膜片具有间隙，所述外部电路用于基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，获取压力信息，在第二工作模式下，所述外部电路用于控制所述检测端与所述膜片抵接，基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，确认所述扩散硅传感器是否失效。

9.一种气压传感器封装结构的自测试方法，用于如权利要求1-7任一项所述的气压传感器封装结构，其特征在于，所述自测试方法包括：

确认进入第二工作模式，开始封装结构的自测试；

判断所述气压传感器封装结构是否具有输出反馈；

如果是，在所述电热执行器输入经过调制的电流信息后，基于所述扩散硅压力传感器的输出信息，判断所述扩散硅压力传感器是否失效。

10.一种气压传感器封装结构的自测试方法，用于如权利要求1-7任一项所述的气压传感器封装结构，其特征在于，所述控制方法包括：

为所述电热执行器施加第一脉冲，以使得所述电热执行器的检测端对所述扩散硅传感器施加第一压力，基于所述扩散硅传感器的输出信息以及预存的自测试数据比对结果，判断所述扩散硅传感器的膜片灵敏度是否正常；

为所述电热执行器施加第二脉冲，以使得所述电热执行器的检测端对所述扩散硅传感器施加第二压力，基于所述扩散硅传感器的输出信息以及预存的自测试数据比对结果，所述气压传感器封装结构的完整性以及所述扩散硅传感器中压阻条的完整性；

其中，所述第一脉冲的占空比大于所述第二脉冲的占空比，所述第一脉冲的时长大于所述第二脉冲的时长，所述第一脉冲的功率大于所述第二脉冲的功率，所述第一压力大于所述第二压力。