JP2010091574A - 補償済センサ出力のための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】補償型センサは、センサ(108)と、比較的高速のフィードスルー経路(102)と、比較的低速の補償経路(104)とを含む。比較的高速のフィードスルー経路は、加算増幅器などの加算器(106)及び出力回路(112)を含む。比較的低速の補償経路は、例えば温度依存性や非線形効果など、センサの短所に対する1又は複数の補正ファクタ(C1ーCn)を生じる回路(109)を含む。これらの1又は複数の補正ファクタは、加算器(106)に与えられ、未補償のセンサ出力Sと加算される。更に、出力回路の出力Aは、補償器(110)にフィードバックされ、補償経路(104)において生じる補償済のセンサ出力と差分回路(111)で比較され、差分Dもまた加算器(106)に与えられ、1又は複数の補正ファクタ(C1ーCn)及び前記未補償のセンサ出力Sと加算される。
【選択図】図1
Description
えば、圧力センサにおける温度依存性など、センサの応答における既知であり既に特徴付けられている短所を補償することができる。
くつかの形式の中のいずれかをとりうる。補正ブロック318は、この例示的な実施例ではマイクロプロセッサ実行コードによって実現されるが、1又は複数の補償値C1−Cnを生じる。
ーク・インターフェースに適した形式で利用可能となる。この例示的な実施例では2つのADC314及び324が用いられ未補償のセンサ出力Sと増幅器出力Aとを別個に変換するのであるが、多重化された入力を有する単一のADCを用いて両方のアナログ信号をデジタル形式に変換することも可能である。
ケーリングを行っている。センサ310の電圧出力は、関心対象である圧力のいずれかの極値では、対応するセンサ出力電圧が、クリッピングを防止するのに十分な「ヘッド・ルーム」が維持されている状態で、ADC314の入力範囲の一方又は他方の極値と実質的に一致するように、オフセット及びスケーリングがなされる。同様に、増幅器312の電圧出力は、関心対象である圧力のいずれかの極値では、対応するセンサ出力電圧が、ADC314の対応するデジタル出力と等しいデジタル出力を生じるADC324の入力範囲の一方又は他方の極値と実質的に一致するように、オフセット及びスケーリングがなされる。そのようなオフセット及びスケーリングは、ADC314及び324の精度を最大限に利用しており、アナログ出力電圧Aが補償済のセンサ信号S+C1によって表される電圧と等しい場合には、差分信号Dはゼロとなることが保障される。
補正ファクタの決定及び記憶と、温度補償のための係数とを含む。補正ステップ208は、アナログ方式からデジタル方式への信号の変換と、適切なオフセット及びスケーリングとを含む。更に、多数の補正ファクタが、ステップ208において、例えばマイクロプロセッサ及びコードを用いてデジタル形式で加えられ、その後で、ステップ204における加算のためにアナログ形式に変換される。同様に、差分計算のステップ210は、マイクロプロセッサ実行コードの中でデジタル形式で生じる。
Claims (29)
- 補償型センサであって、
物理現象に応答して未補償の出力信号を生じるセンサと、
加算器を含んでおり、比較的高速の補償済出力信号を生じる比較的高速のフィードスルー経路と、
1又は複数の補正ファクタを生じ前記1又は複数の補正ファクタを前記加算器に供給し比較的低速の補償済信号を生じる補償回路を含んでおり、前記加算器は前記補償回路からの1又は複数の補正ファクタと前記未補償の出力信号とを加算する、比較的低速の補償経路と、
前記比較的高速の補償済出力信号を前記補償回路に供給するフィードバック経路であって、前記補償回路は、前記高速の補償済出力信号を前記低速の補償済信号と比較し、前記2つの信号の差を前記未補償のセンサ信号及び前記1又は複数の補正ファクタと加算する前記加算器に提供する、フィードバック経路と、
を備えていることを特徴とする補償型センサ。 - 請求項1記載の補償型センサにおいて、前記比較的高速のフィードスルー経路はアナログ回路を実質的に備えていることを特徴とする補償型センサ。
- 請求項1記載の補償型センサにおいて、前記比較的低速の補償経路はデジタル回路を実質的に備えていることを特徴とする補償型センサ。
- 請求項1記載の補償型センサにおいて、前記加算器は、比較的高速の補償済出力信号を生じる加算増幅器を備えていることを特徴とする補償型センサ。
- 請求項4記載の補償型センサにおいて、前記センサからの前記未補償センサ出力と前記加算増幅器からの前記比較的高速の補償済出力信号とをデジタルからアナログ形式に変換する1又は複数のアナログ・デジタル・コンバータ(ADC)を更に備えていることを特徴とする補償型センサ。
- 請求項5記載の補償型センサにおいて、前記補償回路は、ルックアップ・テーブルを用いてセンサの非線形性に対する補正ファクタを生じるマイクロプロセッサを含むことを特徴とする補償型センサ。
- 請求項6記載の補償型センサにおいて、前記マイクロプロセッサは、前記未補償のセンサ出力に対する温度の効果を補正する補正ファクタを温度係数を用いて生じることを特徴とする補償型センサ。
- 請求項7記載の補償型センサにおいて、前記マイクロプロセッサは、前記1又は複数の補正ファクタを前記未補償のセンサ出力に加算して比較的低速の補償済センサ信号を生じることを特徴とする補償型センサ。
- 請求項8記載の補償型センサにおいて、前記マイクロプロセッサは、前記比較的低速の補償済センサ信号と前記比較的高速の補償済センサ信号との差を計算することを特徴とする補償型センサ。
- 請求項9記載の補償型センサにおいて、前記マイクロプロセッサは、前記1又は複数の補正ファクタを前記比較的低速の補償済センサ信号と前記比較的高速の補償済センサ信号との差に加算し、変換後のアナログ信号を前記加算増幅器の加算入力にその結果を供給することを特徴とする補償型センサ。
- プロセス・コントローラであって、
1又は複数の制御出力からのプロセス制御パラメータを制御することによって補償済センサ出力に応答するコントローラと、
前記補償済センサ出力を前記コントローラに供給する補償型センサであって、
物理現象に応答して未補償の出力信号を生じるセンサと、
加算器を含んでおり、比較的高速の補償済出力信号を生じる比較的高速のフィードスルー経路と、
1又は複数の補正ファクタを生じ前記1又は複数の補正ファクタを前記加算器に供給し比較的低速の補償済信号を生じる補償回路を含んでおり、前記加算器は前記補償回路からの1又は複数の補正ファクタと前記未補償の出力信号とを加算する、比較的低速の補償経路と、
前記比較的高速の補償済出力信号を前記補償回路に供給するフィードバック経路であって、前記補償回路は、前記高速の補償済出力信号を前記低速の補償済信号と比較し、前記2つの信号の差を前記未補償のセンサ信号及び前記1又は複数の補正ファクタと加算する前記加算器に提供する、フィードバック経路と、
を備えている補償型センサと、
を備えていることを特徴とするプロセス・コントローラ。 - 請求項11記載のプロセス・コントローラにおいて、前記プロセス制御パラメータは、1又は複数の弁の設定であり、前記1又は複数の弁はそれぞれがプロセス・チャンバの中の流体の制御に寄与することを特徴とするプロセス・コントローラ。
- 請求項12記載のプロセス・コントローラにおいて、前記比較的高速のフィードスルー経路はアナログ回路を実質的に備えていることを特徴とするプロセス・コントローラ。
- 請求項12記載のプロセス・コントローラにおいて、前記比較的低速の補償経路はデジタル回路を実質的に備えていることを特徴とするプロセス・コントローラ。
- 請求項12記載のプロセス・コントローラにおいて、前記加算器は、比較的高速の補償済出力信号を生じる加算増幅器を備えていることを特徴とするプロセス・コントローラ。
- 請求項15記載のプロセス・コントローラにおいて、前記センサからの前記未補償センサ出力と前記加算増幅器からの前記比較的高速の補償済出力信号とをデジタルからアナログ形式に変換する1又は複数のアナログ・デジタル・コンバータ(ADC)を更に備えていることを特徴とするプロセス・コントローラ。
- 請求項16記載のプロセス・コントローラにおいて、前記補償回路は、ルックアップ・テーブルを用いてセンサの非線形性に対する補正ファクタを生じるマイクロプロセッサを含むことを特徴とするプロセス・コントローラ。
- 請求項17記載のプロセス・コントローラにおいて、前記マイクロプロセッサは、前記未補償のセンサ出力に対する温度の効果を補正する補正ファクタを温度係数を用いて生じることを特徴とするプロセス・コントローラ。
- 請求項18記載のプロセス・コントローラにおいて、前記マイクロプロセッサは、前記1又は複数の補正ファクタを前記未補償のセンサ出力に加算して比較的低速の補償済センサ信号を生じることを特徴とするプロセス・コントローラ。
- 請求項19記載のプロセス・コントローラにおいて、前記マイクロプロセッサは、前記
比較的低速の補償済センサ信号と前記比較的高速の補償済センサ信号との差を計算することを特徴とするプロセス・コントローラ。 - 請求項20記載のプロセス・コントローラにおいて、前記マイクロプロセッサは、前記1又は複数の補正ファクタを前記比較的低速の補償済センサ信号と前記比較的高速の補償済センサ信号との差に加算し、変換後のアナログ信号を前記加算増幅器の加算入力にその結果を供給することを特徴とするプロセス・コントローラ。
- センサを補償する方法であって、
(A)センサにおいて、物理現象に応答して未補償出力信号を生じるステップと、
(B)加算器を含むフィードスルー経路において、比較的高速の補償済出力信号を生じるステップと、
(C)比較的低速の補償回路において1又は複数の補正ファクタを生じ、前記1又は複数の補正ファクタを前記加算器に供給するステップと、
(D)前記補償回路において、比較的低速の補償済信号を生じるステップと、
(E)前記補償回路からの前記1又は複数の補正ファクタを前記未補償センサ出力信号に加算するステップと、
(F)前記比較的低速の補償済信号と前記比較的高速の補償済信号との差を計算し、前記差を前記未補償信号及び前記1又は複数の補正ファクタに加算して、前記比較的高速の補償済出力信号を生じるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項22記載の方法において、ステップ(E)の加算は、加算増幅器において、前記1又は複数の補正ファクタを前記未補償のセンサ出力に加算するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項22記載の方法において、補正ファクタを生じるステップ(C)は、マイクロプロセッサがルックアップ・テーブルの中で前記補正ファクタを探すステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項24記載の方法において、補正ファクタを生じるステップ(C)は、マイクロプロセッサが、前記未補償センサ出力に対する温度の効果を補正す補正ファクタを温度係数を用いて生じるステップを含むことを特徴とする方法。
- (A)補償済センサ出力に応答してコントローラがプロセス制御パラメータを制御するステップであって、前記補償済センサ出力は、
(B)センサにおいて、物理現象に応答して未補償出力信号を生じるステップと、
(C)加算器を含むフィードスルー経路において、比較的高速の補償済出力信号を生じるステップと、
(D)比較的低速の補償回路において1又は複数の補正ファクタを生じ、前記1又は複数の補正ファクタを前記加算器に供給するステップと、
(E)前記補償回路において、比較的低速の補償済信号を生じるステップと、
(F)前記補償回路からの前記1又は複数の補正ファクタを前記未補償センサ出力信号に加算するステップと、
(G)前記比較的低速の補償済信号と前記比較的高速の補償済信号との差を計算し、前記差を前記未補償信号及び前記1又は複数の補正ファクタに加算して、前記比較的高速の補償済出力信号を生じるステップと、
によって生じることを特徴とする方法。 - 請求項26記載の方法において、ステップ(F)の加算は、加算増幅器において、前記
1又は複数の補正ファクタを前記未補償のセンサ出力に加算するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項26記載の方法において、補正ファクタを生じるステップ(D)は、マイクロプロセッサがルックアップ・テーブルの中で前記補正ファクタを探すステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項26記載の方法において、補正ファクタを生じるステップ(D)は、マイクロプロセッサが、前記未補償センサ出力に対する温度の効果を補正する補正ファクタを温度係数を用いて生じるステップを含むことを特徴とする方法。
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