JP2002538419A - センサのドリフトを修正する装置及び方法 - Google Patents

センサのドリフトを修正する装置及び方法

Info

Publication number
JP2002538419A
JP2002538419A JP2000601399A JP2000601399A JP2002538419A JP 2002538419 A JP2002538419 A JP 2002538419A JP 2000601399 A JP2000601399 A JP 2000601399A JP 2000601399 A JP2000601399 A JP 2000601399A JP 2002538419 A JP2002538419 A JP 2002538419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
pressure
zero pressure
nominal zero
correction factor
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.)
Granted
Application number
JP2000601399A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4898984B2 (ja
Inventor
ジェイムズ エム ハリス
バーバック タヘリ
エロール アーキリック
Original Assignee
レッドウッド マイクロシステムズ インコーポレイテッド
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by レッドウッド マイクロシステムズ インコーポレイテッド filed Critical レッドウッド マイクロシステムズ インコーポレイテッド
Publication of JP2002538419A publication Critical patent/JP2002538419A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4898984B2 publication Critical patent/JP4898984B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L27/00Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
    • G01L27/002Calibrating, i.e. establishing true relation between transducer output value and value to be measured, zeroing, linearising or span error determination
    • G01L27/005Apparatus for calibrating pressure sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G01D18/008Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00 with calibration coefficients stored in memory
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/02Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
    • G01D3/022Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation having an ideal characteristic, map or correction data stored in a digital memory
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/06Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
    • G01L9/065Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices with temperature compensating means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Technology Law (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 センサドリフト修正装置(20)は、センサパッケージ(22)を備え、これは、流体コンジット(24)と、比例型コントローラ(26)と、温度センサ(28)と、第1圧力センサ(30)と、積分コントローラ(32)と、第2圧力センサ(34)とを含む。バス(36)は、第1圧力センサ(30)等を、関連内部又は外部メモリ(40)を有するマイクロコントローラ(38)に接続する。メモリ(40)には、初期パラメータ指定モジュール(42)と、標準モード制御モジュール(44)と、校正条件識別モジュール(46)と、センサドリフト計算モジュール(48)と、センサドリフト調整モード動作モジュール(50)とが含まれ、これらは、校正コマンドを識別するように一緒に動作し、公称ゼロ圧力条件において確保される校正電圧値及び校正温度値に基づいて、それに応じてセンサ出力を調整することにより、センサ(30,34)に対する公称ゼロ圧力ドリフト修正ファクタを識別する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】
本発明は、一般に、感知装置に係る。より詳細には、本発明は、センサのドリ
フトを修正する技術に係る。
【0002】
【背景技術】
圧電抵抗性センサ又は容量性センサは、それに付与された物理的な力に比例し
て電気抵抗又はキャパシタンスの変化を生じる。このようなセンサは、一般に、
シリコンメンブレーンに配置され、シリコンメンブレーンの撓みを測定する。 このようなセンサのパッケージングに関連して多数の問題が発生する。例えば
、シリコンをベースとする圧電抵抗性圧力センサは、残留ストレス又は力がパッ
ケージからセンサに伝達されないように、非常に柔軟で従順な接着剤によりパッ
ケージ又は基板に取り付けられる。センサにストレスが伝達されると、センサの
メンブレーンが撓んで、感知素子に測定抵抗値を発生し、測定圧力の変化を誤っ
て指示する。圧力で誘起されるメンブレーンの撓みの方向及び大きさに基づいて
取付プロセスによるストレスがこの抵抗変化に追加されたりそこから差し引かれ
たりする。通常、最も一般的に受け入れられている校正技術は、製造のばらつき
や、堅牢なベースにセンサを取り付ける必要性により生じる圧力センサの非理想
的な振舞いを充分に補償する。
【0003】 既存の校正技術に伴う問題は、取付プロセスによるストレスが取付材料のスト
レス緩和のために経時変化したときに発生する。このストレス緩和は、センサの
露出状態、センサ周囲の変化、取付材料の変化、及び/又は圧力及び/又は温度
の変化に対するベースの変化によって生じ得る。ベース、センサ及び取付材料の
熱膨張が厳密に一致しない場合には、温度変動があると、熱膨張の差及び温度差
に比例して材料にストレス差が発生する。ダイ取付材料が粘弾性物質である場合
には、それが、ストレスを減少する形態で時間と共に流動する。これは、明らか
に、圧電抵抗メンブレーンに影響を及ぼし、時間と共に抵抗値も変化させる。 典型的な校正方法は、上記のように抵抗値が変化する性質を考慮することがで
きない。ほとんどのセンサの抵抗値は、温度及び圧量の両方の関数である。この
物理的なアクティビティをモデリングする1つの解決策は、次の多項式を使用す
ることである。 P=Mo+M1*T+M2*T2+M3*T3+(M4+M5*T+M6*T2+ M7*T3)*V+(M8+M9*T+M10*T2+M11*T3)*V2 +(M12+M13*T+M14*T2+M15*T3)*V3 (式I) ここで、Pは、メンブレーンにまたがって付与される差圧力である。各M項は、
導出された係数である。Tは、センサメンブレーンの温度である。Vは、センサ
構造体の抵抗の尺度である。例えば、Vは、圧電抵抗素子にまたがって流れる一
定電流により発生する電圧である。
【0004】 特定の圧力センサに適合するのに必要な多項式の次数は、個々の製造プロセス
、取付技術、及び必要な精度に依存する。温度及び圧力に関しては、二次適合で
一般に充分であるが、圧力に関して二次適合が、そして温度に関して三次適合が
必要とされることもある。 非堅牢なダイ取付材料が使用されるときには、式IのM0項は、通常、時間及
び温度と共に変化する。この項は、通常、「オフセット」と称し、これは、ほと
んどのセンサにおいて、圧力が「ゼロ」であるときに、メンブレーンに撓みはな
いが、依然、非ゼロ信号が存在することを指すものである。これは、ゼロ信号を
与えるように理想的に設計できるが、製造公差のために小さな信号を発生するホ
イートストンブリッジ抵抗構成を使用するセンサについても言えることである。
【0005】 このエージング減少は、約0.5psiの信号レベルシフトを発生し得る。こ
のシフト又はドリフトは、当該圧力範囲全体にわたって比較的一定である。40
psiの圧力レベルでは、これが1.25%のエラーに達し、一方、5psiで
は、これが10%のエラーとなる。このようなエラーは、ほとんどの用途で受け
入れられない。 顧客にとって、ドリフトした圧力センサを再校正することは、実用的でなく、
受け入れられない。従って、ドリフトを修正する能力をもつ改良された感知装置
を提供することが強く要望される。理想的には、このようなセンサは、現場にお
いて顧客により呼び出された比較的簡単な1組の条件に応答してドリフトを自動
的に自己修正する。完全な技術は、センサのエージングのようなドリフトファク
タを、電圧及び温度条件の関数として補償する。
【0006】
【発明の開示】
センサのドリフトを修正する方法は、校正コマンドを識別する段階を含む。公
称ゼロ圧力条件で確保される校正電圧値及び校正温度値に基づいてセンサに対す
る公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタが識別される。その後に、公称ゼロ
圧力センサドリフト修正ファクタに基づいてセンサ出力が調整される。 本発明の装置は、公称ゼロ圧力条件で確保される校正電圧値及び校正温度値に
応答してセンサに対する公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタを確立するよ
うに構成されたマイクロコントローラ及びそれに関連した電子装置を含む。その
後、公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタに基づいてマイクロコントローラ
によりセンサ出力が調整される。 本発明は、圧電抵抗及び容量性センサにおけるドリフトを修正するための改良
された技術を提供する。この技術は、比較的簡単な1組の外部条件に応答してド
リフトを自動的に自己修正する。好都合なことに、この技術は、センサのエージ
ングのようなドリフトファクタを、公称ゼロ圧力条件で測定された電圧及び温度
状態の関数として補償する。次いで、センサドリフトの修正を達成するために、
ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタが他の圧力条件に適用される。
【0007】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明を良く理解するために、対応部分が全体にわたって同じ参照番号で示さ
れた添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図1は、本発明の実施形態に基づくセンサドリフト修正装置20を示す図であ
る。この装置20は、センサパッケージ22を備えている。本発明は、センサド
リフトに対する修正を確立するので、センサパッケージ22は、非ハーメチック
パッケージでよい。 パッケージ22は、流体が通過するコンジット24を備えている。コンジット
24は、通過流体を監視又は制御するための1つ以上の機能的装置を有する。例
えば、パッケージ22は、比例式コントローラ26と、温度センサ28と、第1
圧力センサ30と、積分コントローラ32と、第2圧力センサ34とを含むよう
に実施される。本発明は、第1圧力センサ30及び第2圧力センサ34のような
圧力センサの動作に向けられる。各圧力センサは、図1に示す形式の機能的装置
に関連して動作されてもよいし、或いは質量流量コントローラ、圧力コントロー
ラ、質量メーター又は圧力メーターのような装置を形成するように機能的装置の
他の組み合わせで動作されてもよい。
【0008】 パッケージ22内に配置される個々の機能的ユニットからの信号は、個々のラ
イン又はバス36を経てマイクロコントローラ38(必要に応じて関連電子装置
を含む)へルート指定される。マイクロコントローラ38は、それに関連した内
部又は外部メモリ40を有する。マイクロコントローラ38は、メモリ40に記
憶された1組のプログラムを実行する。或いは又、マイクロコントローラ38及
びメモリ40は、アプリケーション特有の集積回路(ASIC)であってもよい
し、現場でプログラム可能なロジックデバイス(FPLD)であってもよいし、
又は当業者に知られた他の同等の装置であってもよい。実施の仕方に関わりなく
、1組の命令が本発明に基づいて実行される。 図1に示すように、1組の命令は、一般に、初期パラメータ指定モジュール4
2と、標準モード制御モジュール44と、校正条件識別モジュール46と、セン
サドリフト計算モジュール48と、センサドリフト調整モード動作モジュール5
0とを含むことを特徴とする。これら各モジュールの機能は、以下に述べる。
【0009】 図2は、本発明により使用される圧力センサ30(又は34)の拡大側面図で
ある。センサ30は、可撓性メンブレーン61を伴うマイクロ加工されたゲージ
センサ60を備えている。このゲージセンサ60は、非堅牢な接着剤63を経て
基板62に取り付けられる。矢印64で示されたように、コンジット24内の流
体により形成される圧力は、メンブレーン61を撓ませるように動作する。矢印
65で示されたように、周囲圧力は、流体からの圧力に反作用する。以下の説明
上、周囲圧力は、既知の定数であると仮定する。理想的には、周囲圧力は存在せ
ず、即ちゲージセンサ60の外部は真空である。圧電抵抗性又は容量性素子66
は、メンブレーン61の撓みに応答して抵抗値を変化させる。素子66から発生
された信号は、ゲージセンサ60からリード68を経て送出される。 図3は、センサ30の上面図である。この図は、ゲージセンサ60の上部と、
そこに配置された圧電抵抗性又は容量性素子66(1つ又は複数)とを示してい
る。圧電抵抗性センサ66は、既知のブリッジ回路69の一部分を形成する抵抗
器として動作する。ブリッジ回路69は、抵抗器R1、R2、R3及びR4を含
む。ブリッジ回路69は、センサ60に配置されたメンブレーンに形成すること
ができる。出力信号+Vout及び−Voutは、マイクロコントローラ38へ
ルート指定される。ブリッジ回路69及びそれに関連したゲージセンサ60を使
用して抵抗変化を表わす信号を得ることは、公知である。又、抵抗変化を、コン
ジット64内の流体の圧力に対応する圧力値へいかにマッピングするかも公知で
ある。本発明は、これらの公知技術に向けられるのではなく、ゲージセンサ60
のようなセンサに関連したドリフトを補償及び修正するように信号を処理するこ
とに向けられる。
【0010】 図4を参照して、本発明に関連した処理段階を説明する。図4に示された最初
の処理段階は、公称ゼロ圧力条件に基づいて初期パラメータを確立することであ
る(ステップ70)。この動作は、初期パラメータ指定モジュール42によって
整合される。この動作は、図5に示されたことを特徴とする。 図5を参照すれば、初期パラメータを確立する最初の段階は、監視されたコン
ジットにおいて公称ゼロ圧力条件を形成することである(ステップ72)。即ち
、パッケージ22のコンジット24に低又はゼロ圧力条件が適用される。次いで
、測定電圧及び温度値が公称ゼロ圧力条件において確保される(ステップ74)
。即ち、ブリッジ回路69を使用して測定電圧信号が得られ、そして温度センサ
28を使用して、温度値が得られる。これらの各信号は、バス36を経てマイク
ロコントローラ38に供給される。
【0011】 ゼロ圧力値、測定電圧値及び測定温度値は、次いで、式Iのような圧力定義多
項式に挿入される(ステップ76)。多項式に必要とされる係数の数は、必要と
される圧力及び温度の組合せの数を定義する。例えば、V3XT3は、16個のデ
ータポイントを必要とする。これは、通常、4つの各温度において4つの圧力を
測定することにより達成される。4つの温度は、動作温度範囲を網羅しそしてそ
れを若干越えるのが好ましい。同様に、4つの圧力は、動作圧力範囲を網羅しそ
してそれを若干越える。圧力ポイントの1つは、「ゼロ」でなければならず、こ
れは、ここでは、約10torr低い圧力(<0.2psia)として定義され
る。従って、ステップ76は、ゼロ圧力項、ゼロ圧力における測定電圧値及びゼ
ロ圧力における温度値と、多項式に対する充分な適合を得るのに必要とされる付
加的な非ゼロ圧力の電圧及び温度値とを挿入することを意図している。以下、測
定圧力又は電圧値を参照するときには、必要に応じて多数の測定圧力及び電圧値
を含む。
【0012】 その後、マイクロコントローラ38は、初期パラメータ指定モジュール42の
制御のもとで、ゼロ圧力値、1つ以上の測定電圧値及び1つ以上の測定温度値に
基づいて圧力定義多項式の係数を計算する(ステップ78)。その結果、完全に
表わされた圧力定義多項式が得られ、メモリ40に記憶される。或いは又、個別
のコンピュータを使用して、完全に表わされた圧力定義多項式の係数をメモリ4
0にダウンロードしながら、この計算が実行されてもよい。 係数M0−M15をもつ式Iの多項式を一例として取り上げる。他の多項式を
使用してもよいし、いかなる数の技術を使用して、測定値に対する多項式係数を
適合させてもよい。 再び図4を参照すると、次の処理段階は、センサを標準的なモードで動作する
ことである(ステップ80)。標準モード制御モジュール44により制御される
標準モードでは、測定電圧及び温度値が、圧力定義多項式、例えば、式Iに挿入
され、そして圧力(P)がマイクロコントローラ38により計算される。
【0013】 圧力センサ30は、このモードでは、延長時間周期にわたって動作することが
できる。しかしながら、最終的に、センサ30の精度がドリフトし始める。従っ
て、装置の修正が必要となる。本発明によれば、マイクロコントローラ38は、
校正コマンドを識別するように構成される(ステップ82)。例えば、マイクロ
コントローラ38の校正条件識別モジュールは、10Torr未満の圧力信号の
形態の校正コマンドと、30秒より長い周期にわたって比例式コントローラ26
及び積分コントローラ36に与えられた5ボルトフルスケールコマンドとを識別
するように構成される。当業者に明らかなように、センサに関連した機能的素子
に適用される他の外部条件を使用してもよい。このような条件に応答して、公称
ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタが確立される。この動作に関連した処理は
、図6を参照して説明する。 図6に示された最初の段階は、監視されたコンジットにおいて公称ゼロ圧力条
件を形成することである(ステップ72)。これは、図5を参照して述べた同じ
段階である。次いで、測定電圧及び温度値が公称ゼロ圧力条件において確保され
る(ステップ74)。この段階は、図5を参照して述べた段階と同様であるが、
この場合には、測定電圧値が、おそらく、センサ60のドリフトを反映して最初
の読みとは異なるものとなる。次いで、センサドリフト計算モジュール48に関
連して動作するマイクロコントローラ38は、ゼロ圧力条件(P=0)、時間j
(t=j)及び温度k(T=k)における電圧値Vを指示する電圧項V(P=0
、t=j、T=k)のような公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタを出力す
る。或いは又、圧力項は、ゼロ圧力条件(P=0)、時間j(t=j)及び温度
k(T=k)における圧力値Pを指示する圧力項P(P=0、t=j、T=k)
のような出力として使用されてもよい。
【0014】 図4に戻ると、図示された最終的な処理段階は、公称ゼロ圧力センサドリフト
修正ファクタに基づいてセンサ出力を調整することである(ステップ88)。こ
の段階は、センサドリフト調整モード動作モジュール50で実施される。上述し
たように、公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタは、電圧項V(P=0、t
=j、T=k)であるか又は圧力項P(P=0、t=j、T=k)である。電圧
項の場合には、特定の圧力定義多項式に新たな変数V*が挿入される。新たな変
数V*は、次のように表わされる。 V*(P=x、t=j、T=k)=V(P=x、t=j、T=k)− V(P=0、t=j、T=k) (式II) 従って、公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタV(P=0、t=j、T=k
)は、現在測定された測定信号V(P=x、t=j、T=k)から減算され、そ
の差が、特定の圧力定義多項式の電圧項として挿入される。更に、圧力定義多項
式の第1係数M0は、式Iにおいてゼロにセットされる。初期校正ポイント(t
=0)において、V*(P=0、t=0、T=k)=0であることを観察しなけ
ればならない。
【0015】 ゼロ圧力における抵抗器の温度依存性を考慮するために、次の多項式が解かれ
る。 V(P=0、t=0、T=k)=N(P=0、t=0)+N1*Tk+N2k 2 (式III) ある時間の後に(t=j)、V(P=0、t=j、T=k)が測定される。次い
で、式IIIのV(P=0、t=0、T=k)に置き換わるようにV(P=0、
t=j、T=k)を用いてN(P=0、t=j)が解かれる。従って、次のよう
になる。 V*(P=x、t=j、T=k)=V(P=x、t=j、T=k)− (N(P=0、t=j)+N1*Tk+N2k 2) (式IV) 次いで、式IVから得られたV*を式Iからの最初の係数と共に使用して、時間
j(t=j)及び温度k(T=j)における圧力(P)を解く。 特定の圧力定義多項式は、元のゼロ圧力条件により定義された係数を有するこ
とを想起されたい。このとき処理される電圧項(V*)は、項V(P=0、t=
j、T=K)で反映されるように、特定の温度におけるセンサドリフトを考慮し
たものとなる。
【0016】 公称ゼロ圧力条件(P=0)の場合には、10Torr未満の圧力を使用すべ
きであることが実験で示された。高い「ゼロ」圧力を使用する場合には、校正の
精度が低下する。その後の校正については、「ゼロ」圧力を最初の圧力以下にし
なければならず、さもなくば、精度が低下する。 センサドリフト修正ファクタとしての電圧項の使用について以下に説明する。
圧力定義多項式に対する初期の1組の係数は、V*項を使用して計算できること
が当業者に明らかである。より詳細には、初期の校正ポイントにおけるV*の値
(V*=0)が式Iに挿入される。M0項はゼロにセットされ、そしてゼロ圧力
項と、ゼロ圧力における測定温度と、適合を確立するのに必要とされる付加的な
温度及び圧力値とに基づいて係数値が計算される。
【0017】 センサドリフト修正ファクタとしての電圧項の使用について述べた。上述した
ように、圧力項もセンサドリフト修正ファクタとして使用することができる。特
に、校正後の時間に、最初の係数を使用して、そのときの「ゼロ」圧力信号に基
づく圧力の読みが計算される。この圧力P(P=0、t=j、T=k)が、その
後に計算される全ての圧力から減算される。数学的には、X>0の場合の全ての
値に対し、調整される圧力は、次のように計算される。 P*(P=x、t=j、T=k)=P(P=x、t=j、T=k)− P(P=0、t=j、T=k) (式V) P(P=x、t=j、T=k)及びP(P=0、t=j、T=k)は、特定の圧
力定義多項式(例えば、式Iのような多項式)を用いて計算される。P*は、式
Vを使用してマイクロコントローラ38によって計算される。次いで、P*は、
感知された実際の圧力として使用される。この手順は、周期的に繰り返される。
即ち、P(P=0、t=j、T=k)が得られ、そしてそれに応じてアルゴリズ
ムが更新される。この手順は、式IVによる処理が使用される場合にも同様に繰
り返される。
【0018】 以上、本発明を完全に理解するために特定の用語を使用して説明した。しかし
ながら、当業者であれば、本発明を実施するために特定の細部は必要とされない
ことが明らかであろう。他の点では、基本的な発明から不必要に注意をそらさな
いために、良く知られた回路及び装置は、ブロック図の形態で示した。従って、
本発明の特定の実施形態についての上記説明は、例示に過ぎない。本発明は、こ
こに開示された詳細な形態に限定されるものではなく、上記技術に鑑み、多数の
変更や修正がなされ得ることが明らかである。本発明の原理及びその実際の応用
を最良に説明するために実施形態を選択して説明した。これにより、当業者であ
れば、本発明を最良に利用し、そして意図された特定の用途に適するように種々
の変更を伴う種々の実施形態を最良に利用することができよう。本発明の範囲は
、特許請求の範囲及びその等効物のみによって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態により形成されたセンサドリフト校正及び修正装置を示す図
である。
【図2】 本発明により使用できるゲージセンサを示す図である。
【図3】 本発明の実施形態に基づいて使用されるセンサ及びそれに付随するブリッジ回
路を示す図である。
【図4】 本発明の実施形態に基づいて実行されるセンサドリフト校正及び修正処理段階
を示す図である。
【図5】 図4のプロセスの第1段階に関連した処理段階を示す図である。
【図6】 図4のプロセスの最後から2番目の段階に関連した処理段階を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 タヘリ バーバック アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94132 サンフランシスコ ゴンザレス ドライヴ #12−750 (72)発明者 アーキリック エロール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95006 ボールダー クリーク ヒルサイ ド ドライヴ 349 Fターム(参考) 2F055 AA40 BB05 CC02 DD20 EE11 EE25 FF02 FF13 GG32 GG33 2F075 AA06 EE18 2F076 AA06 AA18

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサのドリフトを修正する方法において、 校正コマンドを識別し、 公称ゼロ圧力条件で確保される校正電圧値及び校正温度値に基づいて上記セン
    サに対する公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタを確立し、そして 上記公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタに基づいてセンサ出力を調整す
    るという段階を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 上記識別段階の前に実行される段階であって、 上記センサに関連したコンジットに公称ゼロ圧力条件を形成し、 上記公称ゼロ圧力条件において測定電圧値及び測定温度値を確保し、 ゼロ圧力項、上記測定電圧値及び上記測定温度値を圧力定義多項式に挿入し、
    そして 特定の圧力定義多項式を確立するように上記圧力定義多項式の係数を計算する
    という段階を更に含む請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 上記調整段階は、新たな測定電圧信号を上記公称ゼロ圧力セ
    ンサドリフト修正ファクタで調整して、補償された電圧信号を確立する段階を含
    む請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 上記補償された電圧信号を上記特定の圧力定義多項式に挿入
    する段階を更に含む請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 上記調整段階は、測定圧力信号を上記公称ゼロ圧力センサド
    リフト修正ファクタで調整する段階を含む請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 上記識別段階は、上記圧電抵抗センサに関連した機能的素子
    に適用される所定の1組の条件に応答する請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 公称ゼロ圧力条件で確保される校正電圧値及び校正温度値に
    応答してセンサに対する公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタを確立し、そ
    して 上記公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタに基づいてセンサ出力を調整す
    るように構成されたマイクロコントローラを備えたことを特徴とするセンサのド
    リフトを修正する装置。
  8. 【請求項8】 上記マイクロコントローラは、 ゼロ圧力項、測定電圧値及び測定温度値を圧力定義多項式に挿入し、そして 特定の圧力定義多項式を確立するように上記圧力定義多項式の係数を計算する
    ように構成された請求項7に記載の装置。
  9. 【請求項9】 上記マイクロコントローラは、センサの出力を上記公称ゼロ
    圧力センサドリフト修正ファクタで調整して、補償された電圧信号を確立する請
    求項8に記載の装置。
  10. 【請求項10】 上記マイクロコントローラは、上記補償された電圧信号を
    上記特定の圧力定義多項式に挿入する請求項9に記載の装置。
  11. 【請求項11】 上記マイクロコントローラは、測定圧力信号を上記公称ゼ
    ロ圧力センサドリフト修正ファクタで調整することによりセンサ出力を調整する
    請求項9に記載の装置。
  12. 【請求項12】 上記マイクロコントローラは、所定の1組の測定条件に応
    答して上記公称ゼロ圧力センサドリフト修正ファクタを確立するように構成され
    た請求項7に記載の装置。
  13. 【請求項13】 上記マイクロコントローラは、質量流量コントローラ、圧
    力コントローラ、質量メーター及び圧力メーターより成る群から選択された機能
    的素子に接続される請求項7に記載の装置。
  14. 【請求項14】 上記センサは、ゲージセンサを含む請求項7に記載の装置
  15. 【請求項15】 上記ゲージセンサを包囲する非ハーメチックパッケージを
    更に含む請求項14に記載の装置。
JP2000601399A 1999-02-25 2000-02-15 センサのドリフトを修正する装置及び方法 Expired - Fee Related JP4898984B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/257,874 1999-02-25
US09/257,874 US6237394B1 (en) 1999-02-25 1999-02-25 Apparatus and method for correcting drift in a sensor
PCT/US2000/003857 WO2000050848A1 (en) 1999-02-25 2000-02-15 Apparatus and method for correcting sensor drift

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002538419A true JP2002538419A (ja) 2002-11-12
JP4898984B2 JP4898984B2 (ja) 2012-03-21

Family

ID=22978149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000601399A Expired - Fee Related JP4898984B2 (ja) 1999-02-25 2000-02-15 センサのドリフトを修正する装置及び方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6237394B1 (ja)
EP (1) EP1163492B1 (ja)
JP (1) JP4898984B2 (ja)
KR (1) KR20020000768A (ja)
CN (1) CN1243954C (ja)
AT (1) ATE409847T1 (ja)
DE (1) DE60040385D1 (ja)
HK (1) HK1046165A1 (ja)
WO (1) WO2000050848A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004113860A1 (ja) * 2003-06-20 2004-12-29 Fujikin Incorporated 圧力センサ及び圧力制御装置並びに圧力式流量制御装置の自動零点補正装置
JP2007507713A (ja) * 2003-09-30 2007-03-29 ローズマウント インコーポレイテッド プロセス圧力センサのキャリブレーション

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001018508A1 (en) * 1999-09-03 2001-03-15 Siemens Automotive Corporation Calibration for a vehicle seat sensor
US6450005B1 (en) * 2000-12-21 2002-09-17 Honeywell International Inc. Method and apparatus for the calibration and compensation of sensors
US6884296B2 (en) * 2002-08-23 2005-04-26 Micron Technology, Inc. Reactors having gas distributors and methods for depositing materials onto micro-device workpieces
US20040040503A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-04 Micron Technology, Inc. Micromachines for delivering precursors and gases for film deposition
US20040040502A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-04 Micron Technology, Inc. Micromachines for delivering precursors and gases for film deposition
JP4244652B2 (ja) * 2003-02-13 2009-03-25 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
JP4454964B2 (ja) * 2003-06-09 2010-04-21 東京エレクトロン株式会社 分圧制御システム及び流量制御システム
US7282239B2 (en) * 2003-09-18 2007-10-16 Micron Technology, Inc. Systems and methods for depositing material onto microfeature workpieces in reaction chambers
US7202696B1 (en) 2003-09-26 2007-04-10 Cypress Semiconductor Corporation Circuit for temperature and beta compensation
US7647886B2 (en) * 2003-10-15 2010-01-19 Micron Technology, Inc. Systems for depositing material onto workpieces in reaction chambers and methods for removing byproducts from reaction chambers
DE10351313A1 (de) * 2003-10-31 2005-05-25 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Nullpunktkorrektur eines Messgerätes
US7258892B2 (en) 2003-12-10 2007-08-21 Micron Technology, Inc. Methods and systems for controlling temperature during microfeature workpiece processing, e.g., CVD deposition
DE10357856B4 (de) * 2003-12-11 2008-01-03 Sartorius Ag Messvorrichtung
US7906393B2 (en) 2004-01-28 2011-03-15 Micron Technology, Inc. Methods for forming small-scale capacitor structures
GB2427697B (en) * 2004-04-06 2007-11-07 Tyco Flow Control Inc Field replaceable sensor module and methods of use thereof
US8133554B2 (en) 2004-05-06 2012-03-13 Micron Technology, Inc. Methods for depositing material onto microfeature workpieces in reaction chambers and systems for depositing materials onto microfeature workpieces
US7699932B2 (en) 2004-06-02 2010-04-20 Micron Technology, Inc. Reactors, systems and methods for depositing thin films onto microfeature workpieces
CN100374075C (zh) * 2004-09-22 2008-03-12 合世生医科技股份有限公司 电子血压机自动校正方法及其装置
WO2006108056A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-12 The Product Group, Llc Intelligent controller for refrigerating and air conditioning systems
US20060237138A1 (en) * 2005-04-26 2006-10-26 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for supporting microelectronic devices during plasma-based fabrication processes
CA2620586A1 (en) 2005-08-31 2007-03-08 Boris P. Kovatchev Improving the accuracy of continuous glucose sensors
US7653425B2 (en) 2006-08-09 2010-01-26 Abbott Diabetes Care Inc. Method and system for providing calibration of an analyte sensor in an analyte monitoring system
US9119582B2 (en) 2006-06-30 2015-09-01 Abbott Diabetes Care, Inc. Integrated analyte sensor and infusion device and methods therefor
FR2927700B1 (fr) * 2008-02-18 2010-05-14 Continental Automotive France Procede d'etalonnage d'un capteur de mesure
GB2457660A (en) * 2008-02-19 2009-08-26 Sphere Medical Ltd Methods of calibrating a sensor in a patient monitoring system
CN101859109B (zh) * 2009-04-09 2012-05-30 上海富辉精密电子有限公司 含有压力传感器的设备的控制方法
CN102087123B (zh) * 2009-12-04 2013-05-29 财团法人工业技术研究院 电容式感测组件的校正装置与方法
CN102062209B (zh) * 2010-11-15 2014-01-22 奇瑞汽车股份有限公司 一种用于消除传感器漂移的自适应控制方法及装置
CN103257017B (zh) * 2011-12-29 2015-04-29 中国燃气涡轮研究院 一种传感器温度漂移补偿方法
EP2901153A4 (en) 2012-09-26 2016-04-27 Abbott Diabetes Care Inc METHOD AND DEVICE FOR IMPROVING DELAY CORRECTION FUNCTION DURING IN VIVO MEASUREMENT OF ANALYZ CONCENTRATION WITH ANALYZ CONCENTRATION VARIABILITY AND RANGE DATA
US9804050B2 (en) * 2013-03-14 2017-10-31 Kulite Semiconductor Products, Inc. Systems and methods for sensor drift compensation
WO2015073302A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-21 Fluke Corporation Profiles for streamlining calibration test
US9817780B2 (en) 2013-11-13 2017-11-14 Fluke Corporation Communicator with profiles
US9689770B2 (en) * 2014-07-17 2017-06-27 Infineon Technologies Ag Selfcalibration of capacitive pressure sensors with electrostatic forces
CN104296923B (zh) * 2014-09-22 2017-01-25 广东合微集成电路技术有限公司 一种晶圆级传感器的测试方法
US10598624B2 (en) 2014-10-23 2020-03-24 Abbott Diabetes Care Inc. Electrodes having at least one sensing structure and methods for making and using the same
DE102015001500A1 (de) * 2015-02-05 2016-08-11 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren zur Kalibration mindestens eines Sensors, insbesondere eines Drucksensors, mit mindestens einer signalleitenden Verbindung zu mindestens einem Signalwandler
CN107543654B (zh) * 2016-06-27 2020-02-11 北京北方华创微电子装备有限公司 获取压力规的误差值的方法和装置、压力控制方法和系统
JP6748000B2 (ja) * 2017-02-08 2020-08-26 アズビル株式会社 圧力センサ
FI128841B (en) * 2018-03-22 2021-01-15 Univ Helsinki Sensor calibration
EP3640600B1 (en) 2018-10-16 2023-03-29 Infineon Technologies AG Device and method for self-correcting a sensed physical parameter in a drone or unmanned aerial vehicle
CN109738116B (zh) * 2018-12-20 2023-09-22 苏州能斯达电子科技有限公司 一种柔性压力传感器的校准方法和装置
WO2021081553A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-29 Nevada Nanotech Systems Inc. Methods of operating and calibrating a gas sensor, and related gas sensors
CN114136537B (zh) * 2021-11-04 2024-06-11 歌尔微电子股份有限公司 压力传感器
US20240344913A1 (en) * 2023-04-14 2024-10-17 Honeywell International Inc. Pressure transmitter long-term drift detection and correction
CN116481713B (zh) * 2023-06-21 2023-09-08 新光维医疗科技(苏州)股份有限公司 气体输送系统中压力检测电路的校准方法、系统及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6072529A (ja) * 1983-09-28 1985-04-24 住友ベークライト株式会社 生体内圧力・温度測定器
JPS61221613A (ja) * 1985-03-27 1986-10-02 Shimadzu Corp 計測装置の零点補正装置
US5361218A (en) * 1992-08-11 1994-11-01 Itt Corporation Self-calibrating sensor

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7507567A (nl) * 1975-06-25 1976-12-28 Goudsche Machinefabriek Bv Sondeerinrichting voor bodemonderzoek.
US4051712A (en) * 1976-08-20 1977-10-04 National Semiconductor Corporation Pressure transducer auto reference
IL55622A0 (en) * 1978-09-22 1978-12-17 Drori Mordeki Backflushing fluid filter
GB2034992B (en) * 1978-11-17 1983-09-01 Burr Brown Res Corp Analogue-to-digital converter
DE3143061C2 (de) * 1981-10-30 1986-07-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München Verfahren zur individuellen Bemessung der Länge der Zugstange und des Segmenthebels eines Überdruckmeßgerätes
JP2579143B2 (ja) * 1984-02-02 1997-02-05 ハネウエル・インコーポレーテッド プロセス変数センサのディジタル補正の方法およびそのためのプロセス変数発信器
JPH0676044B2 (ja) * 1986-02-18 1994-09-28 住友電気工業株式会社 自動車ブレ−キ用センサの零点ドリフト補正法
JPH0780415B2 (ja) * 1988-03-08 1995-08-30 三菱電機株式会社 サスペンション制御装置
DE4023760C1 (ja) * 1990-07-26 1991-08-29 Alexander Wiegand Gmbh & Co., 8763 Klingenberg, De
US5394866A (en) * 1991-03-05 1995-03-07 Aradigm Corporation Automatic aerosol medication delivery system and methods
US5287294A (en) * 1991-05-20 1994-02-15 Micro Component Technology, Inc. Apparatus and method for automatically calibrating for temperature an input tray of an integrated circuit handler
US5422478A (en) * 1992-04-17 1995-06-06 Fiberoptic Sensor Technologies, Inc. Fiberoptic pressure sensor having drift correction means for insitu calibration
US5247171A (en) * 1992-04-17 1993-09-21 Fiberoptic Sensor Technologies, Inc. Drift correction for fiberoptic pressure sensors
US5287254A (en) * 1993-01-25 1994-02-15 Solman Richard D Illuminated writing table
AU707544B2 (en) * 1995-02-28 1999-07-15 Rosemount Inc. Pressure transmitter with remote seal diaphragm and correction circuit therefor
US5668320A (en) * 1995-06-19 1997-09-16 Cardiometrics, Inc. Piezoresistive pressure transducer circuitry accommodating transducer variability
US5551301A (en) * 1995-06-19 1996-09-03 Cardiometrics, Inc. Piezoresistive pressure transducer circuitry accommodating transducer variability

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6072529A (ja) * 1983-09-28 1985-04-24 住友ベークライト株式会社 生体内圧力・温度測定器
JPS61221613A (ja) * 1985-03-27 1986-10-02 Shimadzu Corp 計測装置の零点補正装置
US5361218A (en) * 1992-08-11 1994-11-01 Itt Corporation Self-calibrating sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004113860A1 (ja) * 2003-06-20 2004-12-29 Fujikin Incorporated 圧力センサ及び圧力制御装置並びに圧力式流量制御装置の自動零点補正装置
US7669455B2 (en) 2003-06-20 2010-03-02 Fujikin Incorporated Automatic zero point correction device for a pressure sensor, a pressure control device and a pressure type flow rate control device
JP2007507713A (ja) * 2003-09-30 2007-03-29 ローズマウント インコーポレイテッド プロセス圧力センサのキャリブレーション

Also Published As

Publication number Publication date
EP1163492A1 (en) 2001-12-19
KR20020000768A (ko) 2002-01-05
WO2000050848A1 (en) 2000-08-31
HK1046165A1 (en) 2002-12-27
CN1348541A (zh) 2002-05-08
ATE409847T1 (de) 2008-10-15
EP1163492B1 (en) 2008-10-01
DE60040385D1 (de) 2008-11-13
CN1243954C (zh) 2006-03-01
US6237394B1 (en) 2001-05-29
JP4898984B2 (ja) 2012-03-21
EP1163492A4 (en) 2004-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4898984B2 (ja) センサのドリフトを修正する装置及び方法
US6901794B2 (en) Multiple technology flow sensor
US5471884A (en) Gain-adjusting circuitry for combining two sensors to form a media isolated differential pressure sensor
US5460049A (en) Digitally-temperature-compensated strain-gauge pressure measuring apparatus
JP3399953B2 (ja) 圧力センサ
US8215177B2 (en) Apparatus and methods for applying stress-induced offset compensation in sensor devices
CN110307930B (zh) 用于检测并补偿压力测量设备中的快速温度变化的方法
JP2935679B2 (ja) 差圧センサ評価ユニット
JPH11501120A (ja) 遠隔シールダイアフラムを有する圧力トランスミッタおよびその補正回路
US5877423A (en) Method for providing temperature compensation for a wheatstone bridge-type pressure sensor
US10670482B2 (en) Sensor element for a pressure sensor
US8874387B2 (en) Air flow measurement device and air flow correction method
CN111480060B (zh) 用于提供经校准的压力换能器的方法
CN111721466A (zh) 一种修正压力传感器零点漂移的方法和系统
JPH09159691A (ja) 加速度センサ
JP2001174304A (ja) 演算装置内蔵センサ
US20240102873A1 (en) Notification Sensor Arrangement for a Differential Pressure Sensor and a Method for Outputting a Sensed Warning Signal
JPH04307331A (ja) 複合センサ
JPH04155233A (ja) 圧力センサの温度特性の補正方法
EP4194832A2 (en) Pressure sensor with trim resistors
JP2002039888A (ja) 半導体圧力センサのゲージ抵抗の位置設定方法
JP2006112950A (ja) 物理量センサのセンサ回路およびその温度特性補正方法
JPH0476047B2 (ja)
JPH0676941B2 (ja) 圧力検出装置
JPH03130636A (ja) 圧力検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20051207

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20060704

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100618

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110304

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110406

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110517

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110707

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees