CN117664440A - 基于mems压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，涉及压力校准领域，针对MEMS压力传感器的校准这一过程，提出了动态多级施压的方案，采用先注气增压后分级曝气的方式，其本质是：在完成增压阶段时，其注气管内部的积压总值处于相对定值，单级释放这一过程中，存在瞬间释放和平稳释放两种状态下的显示数值，以此方式为基础，结合到动态多级施压的施压方式，集合多个显示数值并进行误差率计算得到误差率，最终对受检本体上中第一级数中的显示数值进行二次优化后得到补偿因子，其目的是：以动态施压的方式，可以同步对多个受检本体进行同步优化，每个受检本体之间的校准过程不干涉但相互关联，以此方式提高使用数据的准确率。

Description

基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具

技术领域

本发明涉及压力校准技术领域，具体涉及基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具。

背景技术

关乎MEMS压力传感器使用精度的关键因素为其中的压力敏感元件，组装压力敏感元件（芯片贴装）这一过程尤为重要，对此在每一个MEMS压力传感器装配过程中需要逐一进行校准，校准程序的本质是：对每一个校准点上依次施加不同的已知压力，并记录传感器自身的输出显示值，将已知压力与输出显示值进行对比分析计算得到校准误差。

对现行的校准程序来说，其中施压方式主要以静态压力为主，但是针对MEMS压力传感器的应用环境来说，还需要满足可适用于不同环境下的使用要求，具体是：以同等压力进行施压时，因为施压作用时间差异导致得到的输出显示值存在较大的差异，例如：以静态施加同等压力时，产生的输出显示值可能略低于以动态施加同等压力时的输出显示值，二者之间的误差较大，导致得到的检测数据难以准确代表实际数据。

对此本申请提出了一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，用于解决现行MEMS压力传感器的校准过程因其方式主要以静态方式为主，导致检测数据误差较大，直接影响到实际数据。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，包括受检本体、下托台和上盖板，所述下托台位于上盖板的下侧位置上，且上盖板中开设有多个对应受检本体的安装腔，所述下托台内部开设有对应安装腔的曝气腔；

所述受检本体中设置有硅膜片本体，所述下托台中安装有呈水平设置的注气管，所述注气管上安装有多个中转气套，所述中转气套位于曝气腔的正下方位置上，且中转气套沿注气管的长度方向呈线性等距设置；

所述下托台外部分别设置有控制器和气泵，所述气泵的输出端与注气管的一端之间相连通，所述中转气套内部上端位置上设置有堵气块，且中转气套下侧位置上安装有绝缘套管，所述绝缘套管内部下端安装有通电电磁块，所述堵气块下端安装有永磁块，所述永磁块在绝缘套管内部沿竖直方向为滑动连接，所述中转气套内部与曝气腔内部连通。

进一步设置为：所述上盖板上对应安装腔的位置中设置有电性连接头。

进一步设置为：所述受检本体在安装腔的设置方向为硅膜片本体指向曝气腔的方向。

进一步设置为：所述堵气块下侧表面的曲率小于中转气套内部下侧表面的曲率。

进一步设置为：所述压力监测校准治具在使用过程中，包括增压阶段和分级曝气阶段，具体包括如下内容：

增压阶段：通过对通电电磁块通正向电流，使通电电磁块与永磁块产生斥力，促使堵气块向上移动，使中转气套与曝气腔之间处于封闭状态；并以气泵向注气管内部注入惰性气体，惰性气体的体积量大于注气管和中转气套的体积和值；

分级曝气阶段：对其中一个或者多个中转气套中的通电电磁块通反向电流，使通电电磁块与永磁块产生吸力，使堵气块快速向下移动，使中转气套与曝气腔在短时间中处于连通状态。

进一步设置为：通过控制器对压力监测校准治具设置分析系统，分析系统中包括数据采集单元、数据分析单元和数据集成单元，数据采集单元用于记录静态数据和运动数据，静态数据包括注气管和中转气套的体积和值、惰性气体的体积总量以及曝气腔内部的体积量，运动数据包括多个受检本体上的显示数值以及通电电磁块的通电方式，并将静态数据和运动数据发送到数据分析单元中；

数据分析单元中首先以体积和值和惰性气体的体积量计算得到注气管内部的积压总值，并对每个中转气套沿注气管的长度方向赋予标号i，i为自然正整数，并以对分级曝气阶段执行如下曝气记录动作：

S1：使标号i中转气套与曝气腔处于连通状态，并记录该标号对应的受检本体通过硅膜片本体和电性连接头所产生的显示数值，之后依次使其余标号的中转气套与曝气腔处于连通状态，并同步记录标号i处受检本体上所产生的显示数值；

S2：记录S1中的多个显示数值，并以u_i ^t表示显示数值，其中的t用于表示分级曝气阶段中的级数，并以标号i中的u_i ^t进行误差率计算且得到误差率；

数据集成单元中具有数据分析单元和数据采集单元的控制权限，并以数据分析单元中的误差率u_i ^t中的u_i ¹进行二次优化后得到对应标号i的受检本体的补偿因子。

本发明具备下述有益效果：

1、基于MEMS压力传感器的使用原理，提出针对校准所使用的治具，其本质是：通过“固定”受检本体，使其中的硅膜片本体处于直接接收气体作用的相对位置上，即对应在曝气腔的上方位置，并以惰性气体作为校准过程中的介质，具体采用了动态多级施压的方案，其本质是：采用先注气增压后分级曝气的方式，在增压阶段中，注气管内部保有积压总值，之后在进行分级曝气时，对应曝气腔与中转气套连通的受检本体上产生对应的显示数值，更具体的说明：在分级曝气这一阶段中，具备有动态施压和静态施压两种方式，从而得到的全面但不复杂的相关数据，以此方式来检验受检本体的使用数据；

2、进一步说明的是：在整体过程中的分级曝气阶段中，存在多个显示数值，对此需要集合到多个显示数值进行计算且得到整体过程中的误差率后，并对每个受检本体中第一级数中的显示数值进行二次优化后得到补偿因子，其目的是：提高显示数值的全面性，具体集合了动态和静态两种中数据，以此方式提高使用数据的准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，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为本发明提出的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具的结构示意图；

图2为本发明提出的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具中图1的拆分图；

图3为本发明提出的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具中受检本体的拆分图；

图4为本发明提出的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具中图1的剖视图；

图5为本发明提出的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具中下托台的剖切图；

图6为本发明提出的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具中注气管的剖视图。

图中：1、控制器；2、气泵；3、上盖板；4、电性连接头；5、下托台；6、绝缘套管；7、硅膜片本体；8、安装腔；9、曝气腔；10、注气管；11、中转气套；12、堵气块；13、通电电磁块；14、永磁块。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

对现行MEMS压力传感器的校准过程因其方式主要以静态方式为主，导致检测数据误差较大，直接影响到实际数据，例如以静态施加同等压力时，产生的输出显示值可能略低于以动态施加同等压力时的输出显示值，二者之间的误差较大，导致得到的检测数据难以准确代表实际数据，为此提出了如下的技术方案：

参照图1~6，本实施例中的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，包括受检本体、下托台5和上盖板3，下托台5位于上盖板3的下侧位置上，且上盖板3中开设有多个对应受检本体的安装腔8，下托台5内部开设有对应安装腔8的曝气腔9；

受检本体中设置有硅膜片本体7，下托台5中安装有呈水平设置的注气管10，注气管10上安装有多个中转气套11，中转气套11位于曝气腔9的正下方位置上，且中转气套11沿注气管10的长度方向呈线性等距设置；

下托台5外部分别设置有控制器1和气泵2，气泵2的输出端与注气管10的一端之间相连通，中转气套11内部上端位置上设置有堵气块12，且中转气套11下侧位置上安装有绝缘套管6，绝缘套管6内部下端安装有通电电磁块13，堵气块12下端安装有永磁块14，永磁块14在绝缘套管6内部沿竖直方向为滑动连接，中转气套11内部与曝气腔9内部连通，上盖板3上对应安装腔8的位置中设置有电性连接头4，受检本体在安装腔8的设置方向为硅膜片本体7指向曝气腔9的方向，堵气块12下侧表面的曲率小于中转气套11内部下侧表面的曲率。

基本原理：首先对本发明中的受检本体来说，其本质为完成了芯片贴装作业但未完成封装的MEMS压力传感器，对比参照图2和图3中的相关结构，更具体的说明的是：基于MEMS压力传感器的运行原理，使在硅膜片本体7承受压力后，对应芯片的电路上产生对应大小的电压信号，此部分不多说明；

需要说明的是：在本实施例中所提出的冶具结构主要针对完成芯片贴装作业的MEMS压力传感器进行压力校准过程，为了更好的简化过程，从而参照图6进行说明：将MEMS压力传感器上的硅膜片本体7直接“接触”到曝气腔9，从而可以承受惰性气体的压力源，之后再利用对应位置上的电性连接头4将该位置上的MEMS压力传感器所产生的电压信号以显示数值的形式发生到控制器1上，整体结构中可以同步完成多个MEMS压力传感器的压力校准过程，且其本质相似。

实施例二

本实施例是根据实施例一的基本原理提出如下的实施方式：

压力监测校准治具在使用过程中，包括增压阶段和分级曝气阶段，具体包括如下内容：

增压阶段：通过对通电电磁块13通正向电流，使通电电磁块13与永磁块14产生斥力，促使堵气块12向上移动，使中转气套11与曝气腔9之间处于封闭状态；并以气泵2向注气管10内部注入惰性气体，惰性气体的体积量大于注气管10和中转气套11的体积和值；

分级曝气阶段：对其中一个或者多个中转气套11中的通电电磁块13通反向电流，使通电电磁块13与永磁块14产生吸力，使堵气块12快速向下移动，使中转气套11与曝气腔9在短时间中处于连通状态。

方案说明：参照图4进行说明，整体装置中具备动态施压和静态施压两种方式，具体可以参考增压阶段切换到分级曝气阶段这一过程，以及分级曝气阶段完成后的相关过程，具体如下：

结合气体理想方程式PV=nRT，其中的P、V、n、R、T分别表示气体压强、气体体积、气体物质的摩尔质量、气体的摩尔常数和气体温度，可以理解为：通过限制气泵2向注气管10内部注入的气体总量，可以换算为注气管10和每个中转气套11内部的压力处于相对恒定的状态，这一状态对应为增压阶段，并且为了保证分级曝气阶段，还需要仅以限制惰性气体的体积量大于注气管10和中转气套11的体积和值，其目的是：保证在其中一个中转气套11处于打开状态时，有足够强的压力“迫使”惰性气体快速注入曝气腔9中，继而对其中的硅膜片本体7进行施压；

还需要说明的是：在分级曝气阶段中，在其中的中转气套11刚刚打开时，可以理解：注气管10和多个中转气套11内部的一部分惰性气体注入曝气腔9内部中，从而理解为PV=nRT中的V处于增加状态，从而其内部的压力变小，其本质是：通过扩大体积的方式降低其内部的压力，这一部分主要针对惰性气体注入曝气腔9内部的动态方式，具体原因是惰性气体在压力作用快速注入惰性气体中，但是在经过一段时间后，惰性气体的流速趋于稳定，从而形成了静态这一方式。

实施例三

以实施例一和实施例二为基础，总结如下的系统方案：

通过控制器1对压力监测校准治具设置分析系统，分析系统中包括数据采集单元、数据分析单元和数据集成单元，数据采集单元用于记录静态数据和运动数据，静态数据包括注气管10和中转气套11的体积和值、惰性气体的体积总量以及曝气腔9内部的体积量，运动数据包括多个受检本体上的显示数值以及通电电磁块13的通电方式，并将静态数据和运动数据发送到数据分析单元中；

数据分析单元中首先以体积和值和惰性气体的体积量计算得到注气管10内部的积压总值，并对每个中转气套11沿注气管10的长度方向赋予标号i，i为自然正整数，并以对分级曝气阶段执行如下曝气记录动作：

S1：使标号i中转气套11与曝气腔9处于连通状态，并记录该标号对应的受检本体通过硅膜片本体7和电性连接头4所产生的显示数值，之后依次使其余标号的中转气套11与曝气腔9处于连通状态，并同步记录标号i处受检本体上所产生的显示数值；

S2：记录S1中的多个显示数值，并以u_i ^t表示显示数值，其中的t用于表示分级曝气阶段中的级数，并以标号i中的u_i ^t进行误差率计算且得到误差率；

数据集成单元中具有数据分析单元和数据采集单元的控制权限，并以数据分析单元中的误差率对u_i ^t中的u_i ¹进行二次优化后得到对应标号i的受检本体的补偿因子。

方案说明：以实施例二中的内容来说，预设注气管10和中转气套11的体积和值为v₀，以及惰性气体的体积总量为v₁，从而形成了积压总值的计算方式应为：P_i ^t=(n*R*T)/v₀，从而可以理解的是：因为注入的惰性气体的体积总量大于v₀，所以注气管10和中转气套11内部的积压总值较大，以确保在某一个中转气套11打开时，一部分的惰性气体被挤入到曝气腔9中，结合P_i ^t=(n*R*T)/v₀这一公式来说明，在某一个中转气套11打开时，其中的体积和值有所增加，若预设每个曝气腔9的体积为v₁时，所以生成的计算方式应为：(n*R*T)/[v₀+v₁]，继而可以理解为：整体的积压总值被“分摊”且降低；

在理论上，惰性气体进入到曝气腔9内部时，对硅膜片本体7产生的压力应为(n*R*T)/[v₀+v₁]，但是在惰性气体快速“充入”到曝气腔9内部时，对硅膜片本体7产生的压力在短时间内会大于(n*R*T)/[v₀+v₁]，并且结合MEMS压力传感器中的芯片结构，将压力信息转换为电压信号，因MEMS压力传感器中的芯片规格较多，对此，本发明仅仅以u_i ^t来表示电压信号，关于其中的计算方式，仅仅以u_i ^t= P_i ^t*k进行表示，其中的为k换算常数，具体由MEMS压力传感器中的芯片规格所决定，在本实施例不作说明；

上述内容为本发明中的技术基础，但是在实际使用过程中，包括如下内容：

A1：首先受检本体根据其芯片规格预先设置对应的规格上限，即需要限制其中的挤压总值，避免其超过了受检本体的规格上限；

A2：在增压阶段和分级曝气阶段中，以图4进行说，将多个中转气套11沿从左到右的方向进行标号，即每个中转气套11的标号沿从左到右的方向依次为：1、2、3…i-1、i，从而开始进入到分级曝气阶段时，以左侧第一个标号的中转气套11为起点，在仅仅打开标号1中转气套11时，得到的显示数值为u₁ ¹，具体计算方式为(n*R*T)/[v₀+v₁]*k，还需要理解的是：关于u_i ^t主要是MEMS压力传感器自然产生的显示数值，但是在理论上的计算方式为(n*R*T)/[v₀+v₁]*k，若(n*R*T)/[v₀+v₁]*k= u₁ ¹时，则可以表示整体误差率为0，但是实际情况下并非如此；

A3：对此提出了多级施压这一过程，以A2为基础，首先需要收集的A2过程中标号1MEMS压力传感器上的显示数值，之后再次打开标号2中转气套11，从而计算方式为(n*R*T)/[v₀+2v₁]*k，其显示数值为u₁ ²，最终标号1处的受检本体上得到的显示数值包括u₁ ¹、u₁ ²、u₁ ³…u₁ ^t，或标号2处的受检本体上得到的显示数值为0、u₂ ¹、u₂ ²…u₂ ^t-1，对此需要说明的是：在仅仅打开标号1处的中转气套11时，标号2处的受检本体并无惰性气体施压，从而其显示数值为0，仅仅是在标号2处的中转气套11打开时，从而产生了u₂ ¹这一显示数值，并且进一步说明的是：在理论上u₂ ¹应等于u₁ ²；

结合上述内容来说明：不同的MEMS压力传感器中的芯片规格存在误差，所以其显示数值u_i ^t与(n*R*T)/[v₀+t*v₁]*k之间存在差异，对此检测误差率计算方式需要集合多组显示数值，以及(n*R*T)/[v₀+t*v₁]*k这一公式计算后得到的数值，如上所示：以左侧第一个MEMS压力传感器为起点，随着逐级施压过程，最理想的方式为u₁ ²= u₂ ¹、u₁ ³= u₂ ²= u₃ ¹、u₁ ⁴=u₂ ³= u₃ ²= u₄ ¹……，总结来说为：u_i-1 ^t= u_i ^t-1，这一部分为MEMS压力传感器自身的显示数值，还包括以(n*R*T)/[v₀+t*v₁]*k计算得到的Y_i ^t这一数值，从而形成的误差率包括u_i ^t-1-u_i-1 ^t、Y_i ^t-u_i ^t两种比较方式，其目的是：以Y_i ^t-u_i ^t来判断MEMS压力传感器自身计算过程中的误差率，而u_i ^t-1-u_i-1 ^t来判断MEMS压力传感器在承受动态施压时产生的误差，对此需要进一步限制的是：具体是以Y_i ^t-u_i ^t为前位参照，若Y_i ^t-u_i ^t为正值时，则取用u_i ^t-1-u_i-1 ^t的绝对正值，具体以αⁱ=u_i ^t-1-u_i-1 ^t进行表示，从而补偿因子的计算公式为Z=[α¹+α²+α³+…+αⁱ]/t，用于表示标号i处的受检本体的补偿因子为Z，继而该标号处的受检本体上的显示数值并不作为最终数据，而是以u_i ^t(1+Z)表示最终的显示数值；

在Y_i ^t-u_i ^t为负值时，补偿因子的计算公式依旧为Z=[α¹+α²+α³+…+αⁱ]/t，取用u_i ^t-1-u_i-1 ^t的绝对正值，该标号处的受检本体上的显示数值依旧不作为最终数据，而是以u_i ^t(1-Z)表示最终的显示数值。

综上：针对MEMS压力传感器的校准这一过程，提出了动态多级施压的方案，具体采用先注气增压后分级曝气的方式，其本质是：在完成增压阶段时，其注气管内部的积压总值处于相对定值，单级释放这一过程中，存在瞬间释放和平稳释放两种状态下的显示数值，以此方式为基础，结合到动态多级施压的施压方式，集合多个显示数值并进行误差率计算得到误差率，最终对受检本体上中第一级数中的显示数值进行二次优化后得到补偿因子，其目的是：以动态施压的方式，可以同步对多个受检本体进行同步优化，每个受检本体之间的校准过程不干涉但相互关联，以此方式提高使用数据的准确率。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，包括受检本体、下托台（5）和上盖板（3），其特征在于，所述下托台（5）位于上盖板（3）的下侧位置上，且上盖板（3）中开设有多个对应受检本体的安装腔（8），所述下托台（5）内部开设有对应安装腔（8）的曝气腔（9）；

所述受检本体中设置有硅膜片本体（7），所述下托台（5）中安装有呈水平设置的注气管（10），所述注气管（10）上安装有多个中转气套（11），所述中转气套（11）位于曝气腔（9）的正下方位置上，且中转气套（11）沿注气管（10）的长度方向呈线性等距设置；

所述下托台（5）外部分别设置有控制器（1）和气泵（2），所述气泵（2）的输出端与注气管（10）的一端之间相连通，所述中转气套（11）内部上端位置上设置有堵气块（12），且中转气套（11）下侧位置上安装有绝缘套管（6），所述绝缘套管（6）内部下端安装有通电电磁块（13），所述堵气块（12）下端安装有永磁块（14），所述永磁块（14）在绝缘套管（6）内部沿竖直方向为滑动连接，所述中转气套（11）内部与曝气腔（9）内部连通。

2.根据权利要求1所述的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，其特征在于，所述上盖板（3）上对应安装腔（8）的位置中设置有电性连接头（4）。

3.根据权利要求1所述的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，其特征在于，所述受检本体在安装腔（8）的设置方向为硅膜片本体（7）指向曝气腔（9）的方向。

4.根据权利要求1所述的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，其特征在于，所述堵气块（12）下侧表面的曲率小于中转气套（11）内部下侧表面的曲率。

5.根据权利要求1所述的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，其特征在于，所述压力监测校准治具在使用过程中，包括增压阶段和分级曝气阶段，具体包括如下内容：

增压阶段：通过对通电电磁块（13）通正向电流，使通电电磁块（13）与永磁块（14）产生斥力，促使堵气块（12）向上移动，使中转气套（11）与曝气腔（9）之间处于封闭状态；并以气泵（2）向注气管（10）内部注入惰性气体，惰性气体的体积量大于注气管（10）和中转气套（11）的体积和值；

分级曝气阶段：对其中一个或者多个中转气套（11）中的通电电磁块（13）通反向电流，使通电电磁块（13）与永磁块（14）产生吸力，使堵气块（12）快速向下移动，使中转气套（11）与曝气腔（9）在短时间中处于连通状态。

6.根据权利要求1~5任一项所述的基于MEMS压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具，其特征在于，通过控制器（1）对压力监测校准治具设置分析系统，分析系统中包括数据采集单元、数据分析单元和数据集成单元，数据采集单元用于记录静态数据和运动数据，静态数据包括注气管（10）和中转气套（11）的体积和值、惰性气体的体积总量以及曝气腔（9）内部的体积量，运动数据包括多个受检本体上的显示数值以及通电电磁块（13）的通电方式，并将静态数据和运动数据发送到数据分析单元中；

数据分析单元中首先以体积和值和惰性气体的体积量计算得到注气管（10）内部的积压总值，并对每个中转气套（11）沿注气管（10）的长度方向赋予标号i，i为自然正整数，并以对分级曝气阶段执行如下曝气记录动作：

S1：使标号i中转气套（11）与曝气腔（9）处于连通状态，并记录该标号对应的受检本体通过硅膜片本体（7）和电性连接头（4）所产生的显示数值，之后依次使其余标号的中转气套（11）与曝气腔（9）处于连通状态，并同步记录标号i处受检本体上所产生的显示数值；

S2：记录S1中的多个显示数值，并以u_i ^t表示显示数值，其中的t用于表示分级曝气阶段中的级数，并以标号i中的u_i ^t进行误差率计算且得到误差率；

数据集成单元中具有数据分析单元和数据采集单元的控制权限，并以数据分析单元中的误差率对u_i ^t中的u_i ¹进行二次优化后得到对应标号i的受检本体的补偿因子。