TW201707384A - 環境感測器系統和信號處理器 - Google Patents

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Abstract

一種感測器系統係包括一第一感測器、一第二感測器、一高通濾波器、以及一加總單元。該第一感測器係感測一環境的參數，並且輸出帶有一具有一第一時間常數的響應的一第一電子信號。該第二感測器係感測該環境的參數，並且輸出帶有一具有一大於該第一時間常數的第二時間常數的響應的一第二電子信號。該高通濾波器係具有一大致等於該第二時間常數的濾波器時間常數並且濾波該第一電子信號，其係輸出一經濾波的第一電子信號，其中在該第一電子信號的一位準或值上的具有小於該濾波器時間常數的轉變時間之變化係加以通過。該加總單元係接收該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號，並且輸出該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號的一總和。

Description

環境感測器系統和信號處理器
本發明的實施例係有關於環境感測器的信號處理。
相關的申請案
本專利申請案是一非臨時申請案，其係主張名稱為"藉由多信號的抽取及混合之速度強化的感測系統"並且於2015年8月7日申請的美國臨時申請案號62/202,483的優先權益處。該較早申請的臨時申請案係藉此以其整體被納入本申請案中作為參考。
能夠偵測環境的變化的感測器是一些應用所需的。例如，在溫度、壓力、或是各種接觸感測器的分析物(其包含在空氣中的濕氣或氣體、等等)上的變化之偵測是例如為室內及戶外的氣候偵測及控制、製程控制、生物測定學、醫療用途、以及更多的應用所期望的。然而，這些感測器的有用性係不僅受限於其精確且準確地量測刺激的能力，而且受限於其短期及長期偵測及量測那些刺激的能力。當嘗試對於其中立即的偵測是必要的例如是呼吸感測器的應用來量測濕度時，響應時間以及趨穩時間是非常重要的因素。一感測器的響應時間或時間常數通常是被量測為從沒有負載到一在負載上的步階改變，一感測器響應的一平衡值的63%出現所花費的時間。趨穩時間通常是被量測為一感測器一旦被導通後，其到達一穩定的輸 出所花費的時間。感測器亦必須能夠維持長期的穩定性及量測，並且應該展現低磁滯。許多先前的薄膜直流電阻為基礎的感測器已經由於非常高的磁滯、低穩定性、以及低精確性，而受到劣質的效能的困擾。
本發明的實施例係解決上述的問題，並且在環境感測的技術中提供一顯著的進步。更具體而言，本發明的實施例係提供一種環境感測器系統，其係包含一具有一快速的響應的第一感測器、以及一具有一較慢的響應的第二感測器。該第一感測器可以非常快速地響應於在待被感測的環境的參數(溫度、濕度、等等)上的變化，但可能是相對較不精確的，使得該第一感測器的輸出係趨穩在一不同於實際的參數值的值上。該第二感測器可以較緩慢地響應於在該環境的參數上的變化，但可以是相對更精確的，使得該第二感測器的輸出係趨穩在一非常接近該實際的參數值的值上。該感測器系統進一步包含至少一高通濾波器，其係接收該第一感測器的輸出，並且可以濾波該第一感測器的響應以補充該第二感測器的該響應。換言之，該高通濾波器係容許該第一感測器的非常快速的響應通過，但是接著隨著該第二感測器的輸出接近該實際的參數值，而逐漸減小或是抑制該第一感測器的其餘的響應。該感測器系統亦可包含一信號加法器，其係將該高通濾波器的輸出加到該第二感測器的輸出。因此，該總和(其係為該感測器系統的輸出)係包含該第一感測器的非常快速的響應，該第一感測器係接著就隨著該第二感測器的該響應接近該實際的值而逐漸減小，藉此提供既快速響應且精確的環境的感測。
在某些實施例中，本發明可以提供一種感測器系統，其係包 括一第一感測器、一第二感測器、一高通濾波器、以及一加總單元。該第一感測器可被配置以感測一環境的參數並且輸出一具有一對於該環境的參數的響應的第一電子信號，其中該響應係具有一第一時間常數。該第二感測器可被配置以感測該環境的參數並且輸出一具有一對於該環境的參數的響應的第二電子信號，其中該響應係具有一大於該第一時間常數的第二時間常數。該高通濾波器可以具有一大約等於該第二時間常數的第一濾波器時間常數。該高通濾波器可以接收該第一電子信號並且輸出一經濾波的第一電子信號，其中在該第一電子信號的一位準或值上的具有小於該第一濾波器時間常數的轉變時間之變化係加以通過，而第一電子信號的具有大於該第一濾波器時間常數的轉變時間之變化係被截止或是衰減。該加總單元可以接收該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號並且輸出一第三電子信號，該第三電子信號是該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號的總和。
在另一實施例中，本發明可以提供一種處理來自環境感測器的信號之方法。該方法可包括以下步驟：從一第一環境感測器接收一第一電子信號，該第一電子信號係帶有一具有一第一時間常數的響應，該第一環境感測器係感測一環境的參數；從一第二環境感測器接收一第二電子信號，該第二電子信號係帶有一具有一大於該第一時間常數的第二時間常數的響應，該第二環境感測器係感測該環境的參數；利用一大致等於該第二時間常數的第一濾波器時間常數來高通濾波該第一電子信號，該高通濾波係產生一經濾波的第一電子信號；以及加總該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號。
在又一實施例中，本發明可以提供一種處理來自溫度感測器的信號之方法。該方法可包括以下步驟：接收一序列的第一感測器溫度值以及一序列的第二感測器溫度值，其中複數個時間週期的每一個有一第一感測器溫度值以及一第二感測器溫度值；設定一補償值等於一最初的第一感測器溫度值減去一最初的第二感測器溫度值；設定一輸出溫度值等於一最初的第二感測器溫度值；對於每一個時間週期設定一誤差值等於一前一個時間週期的輸出溫度值減去一目前的時間週期的第二感測器溫度值；對於每一個時間週期設定一目前的時間週期的補償值等於一前一個時間週期的補償值減去該誤差值乘以一比例常數；以及對於每一個時間週期設定一目前的時間週期的輸出溫度值等於一目前的時間週期的第一感測器溫度值加上該目前的時間週期的補償值。
此發明內容係被提供以用一種簡化的形式來介紹一批所選的概念，其係進一步在以下的詳細說明中加以敘述。此發明內容並不欲指出所主張的標的之關鍵特點或重要的特點、也並不欲被用來限制所主張的標的之範疇。本發明的其它特點及優點從以下的實施方式以及所附的圖式來看將會是明顯的。
10‧‧‧感測器系統
12‧‧‧第一感測器
14‧‧‧第二感測器
16‧‧‧高通濾波器
18‧‧‧第一縮放器
20‧‧‧低通濾波器
22‧‧‧第二縮放器
24‧‧‧加總單元
26‧‧‧感測器系統信號處理器
100‧‧‧感測器系統
110‧‧‧第一感測器
112‧‧‧第二感測器
114‧‧‧第一寬頻帶放大器
116‧‧‧高通濾波器
118‧‧‧窄頻帶放大器
120‧‧‧第一ADC
122‧‧‧第一縮放器
124‧‧‧第二寬頻帶放大器
126‧‧‧第二ADC
128‧‧‧第二縮放器
130‧‧‧加總單元
132‧‧‧感測器系統信號處理器
200‧‧‧感測器系統
210‧‧‧第一感測器
214‧‧‧第一寬頻帶放大器
216‧‧‧高通濾波器
218‧‧‧窄頻帶放大器
220‧‧‧第一ADC
222‧‧‧第一縮放器
224‧‧‧第二寬頻帶放大器
226‧‧‧第二ADC
228‧‧‧第二縮放器
230‧‧‧加總單元
232‧‧‧感測器系統信號處理器
300‧‧‧方法
301、302、303、304、305、306‧‧‧步驟
400‧‧‧方法
401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411‧‧‧步驟
500‧‧‧方法
600‧‧‧方法
601、602、603、604、605、606‧‧‧步驟
本發明的實施例係在以下參考所附的圖式而被詳細地描述，其中：圖1是根據本發明的一第一實施例所建構的一種感測器系統的概要的方塊圖；圖2是一系列的時間為基礎的圖，其係包含一描繪在該感測器系統的 一輸入上的一步階改變的第一圖、一描繪一第一感測器的一輸出響應的第二圖、以及一描繪一第二感測器的一輸出響應的第三圖；圖3是一範例的高通濾波器的電路圖；圖4是一範例的縮放器(scaler)的電路圖；圖5是描繪該第二感測器的一輸出、該高通濾波器的一輸出、以及該感測器系統的一輸出的時間響應圖；圖6是描繪該高通濾波器的一頻率響應、該第二感測器的一頻率響應、以及該感測器系統的一頻率響應的圖；圖7是該感測器系統的一第二實施例的概要的方塊圖；圖8是該第一感測器的一模型的概要的方塊圖；圖9是該第二感測器的一模型的概要的方塊圖；圖10是該感測器系統的一第三實施例的概要的方塊圖；圖11是一種處理來自環境感測器的信號之第一方法的至少一部分的步驟的一列表；圖12A及12B是一種處理來自環境感測器的信號之第二方法的至少一部分的步驟的一列表；圖13是一種處理來自溫度感測器的電子信號之第一方法的至少一部分的步驟的一列表；圖14是一用以判斷一分析物感測器的響應及恢復時間之實驗裝備的概要的方塊圖；圖15是一感測器對於1秒的脈衝的潮濕空氣的一響應的圖；圖16是CNT為基礎的濕度感測器的一長期的響應的圖，其係展示響應 RA2；圖17是該感測器對於一緩慢變化的濕度濃度的一響應的圖；圖18是一用於類比的實施方式的信號調節的電路的電路圖；圖19是一種兩個感測器的系統響應於一在濕度上的步階的圖；圖20是一用於數位的實施方式的信號調節的電路的電路圖；圖21是一種兩個感測器的系統以及HIH-4000的來自一在濕度上的步升的響應的圖；圖22是一種兩個感測器的系統以及HIH-4000的來自一在濕度上的步降的響應的圖；圖23是一種兩個感測器的系統以及HIH-4000對於人語音"Test Test Test"的響應的圖；圖24是一種兩個感測器的系統對於三次快速的呼吸的響應的圖；圖25是一種兩個感測器的系統對於一呼氣的響應的圖；圖26是一種兩個感測器的系統對於彎曲並且接著三次呼吸的響應的圖；圖27是一導數、相對濕度、以及混合(組合的信號)的圖；圖28是一商用的感測器讀出(左邊)以及組合的信號(右邊)的圖；圖29是一熱敏電阻讀數、溫度、以及混合(組合的信號)的圖；以及圖30是一商用的感測器讀出(左邊)以及組合的信號(右邊)的圖。
該圖式並未限制本發明至在此所揭露及敘述的特定實施例。該圖式並不一定按照比例，而是強調於清楚地描繪本發明的原理。
本發明以下的詳細說明係參照所附的圖式，該圖式係描繪本發明可被實施於其中的特定實施例。該些實施例係欲以充分的細節來描述本發明的特點，以使得熟習此項技術者能夠實施本發明。其它的實施例亦可被利用，並且可以做成改變而不脫離本發明的範疇。因此，以下的詳細說明將不是以限制性的意思視之。本發明的範疇是僅藉由所附的申請專利範圍、以及此種申請專利範圍被授予的等同物的完整範疇所界定的。
在此說明中，對於"一個實施例"、"一實施例"或是"多個實施例"的參照是表示所提及的一或多個特點係內含在該技術的至少一實施例中。在此說明中，對於"一個實施例"、"一實施例"或是"多個實施例"之個別的參照並不一定是指相同的實施例，並且也不一定是相互互斥的，除非是如此陳述且/或除了對於熟習此項技術者而言從該說明來看將會是相當明顯的以外。例如，在一實施例中敘述的一特點、結構、動作、等等亦可被納入在其它實施例中，但是並不一定要被納入。因此，目前的技術可包含在此所述的實施例的各種組合及/或整合。
參照圖1，根據本發明的一第一實施例所建構的一種感測器系統10係被展示。該感測器系統10可以廣泛地包括一第一感測器12、一第二感測器14、一高通濾波器16、一第一縮放器18、一選配的低通濾波器20、一第二縮放器22、以及一加總單元24。該高通濾波器16、第一縮放器18、低通濾波器20、第二縮放器22、以及加總單元24亦可形成一感測器系統信號處理器26。
該第一感測器12係大致被配置以感測例如是溫度、濕度、及/或分析物之環境的參數，並且作為響應的是，輸出一具有一例如是電壓 或電流的電性特徵之電子信號，其係快速地對應於該參數的特性、或是在該參數上的變化。該第一感測器12可包含薄膜印刷的換能器，例如是具有主動感測區域的一理論的2D特性之換能器。範例的第一感測器12可包含奈米碳管(CNT)結構。其它範例的第一感測器12可包含在美國專利申請案號14/806,238中所敘述的各種實施例，該美國專利申請案係藉此以其整體被納入作為參考。該第一感測器12可以是被視為一種非常快速的感測器者，其具有藉由一時間常數τA指出的一響應RA，該時間常數τA係具有一較佳的是小於1秒、更佳的是小於0.5秒、並且甚至更佳的是小於50毫秒的值。一般而言，該時間常數τ是(感測器的)輸出響應於一步階增加而上升至其平衡值的63%所花的時間期間、或是該輸出響應於一步階減少而下降到其平衡值的37%所花的時間期間。該第一感測器12可能具有低精確性以及高磁滯。響應於如同在圖2的頂端圖中所示的一輸入參數的特性，第一感測器12可以產生一如同在圖2的中間的圖中所示的步階響應的電性輸出信號。
該第二感測器14係大致被配置以感測例如是溫度、濕度、及/或分析物之環境的參數，並且作為響應的是，輸出一具有一例如是電壓或電流的電性特徵之電子信號，其係較緩慢地對應於該參數的特性、或是在該參數上的變化。該第二感測器14可包含具有一基體感測區域的換能器，其係具有主動感測區域的一理論的3D特性。範例的第二感測器14可包含來自瑞士Staefa的Sensirion AG的SHT21S、以及來自紐澤西州的Morris Plains的Honeywell的HIH-4000。和該第一感測器12相比較，該第二感測器14可被視為一種緩慢的感測器，其具有藉由一時間常數τB指出的一響應RB，該時間常數τB係具有一值較佳的是介於約0.5秒到約30小時之間、更 佳的是介於約1秒到約30分鐘之間、並且甚至更佳的是介於約5秒到約10秒之間。換言之，該第二感測器14的響應時間常數係大於該第一感測器12的響應時間常數。該第二感測器14可以具有高精確性以及低磁滯，尤其是針對於濕度及分析物的感測。該第二感測器14較佳的是可以具有一精確性是在實際的值的10%之內、更佳的是在實際的值的5%之內、並且甚至更佳的是在實際的值的2%之內。該第二感測器14較佳的是可以具有一小於10%、更佳的是小於5%、並且甚至更佳的是小於2%的磁滯。響應於如同在圖2的頂端圖中所示的一輸入參數的特性，該第二感測器14可以產生一如同在圖2的底部圖中所示的步階響應的電性輸出信號。
該高通濾波器16係大致通過具有大於一截止頻率的頻率成分之輸入電子信號至其輸出，而截止或衰減具有小於該截止頻率的頻率成分之輸入電子信號。換言之，該高通濾波器16係通過在輸入電子信號的位準或值上的具有小於一濾波器時間常數的轉變時間之變化，而截止或衰減輸入電子信號的具有大於該濾波器時間常數的轉變時間之變化，其中該轉變時間是該電子信號從一第一值或位準轉變至一第二值或位準所花的時間期間。該轉變時間可包含上升時間、下降時間、及/或時間常數。一般而言，該截止頻率fc係在以下的關係：fc=1/(2πτ)下相關於該時間常數τ。在某些實施例中，該高通濾波器16可包含電性或電子電路，其具有例如是電阻器、電容器、電感器及變壓器的被動構件、例如是二極體、電晶體、運算放大器(opamp)的主動構件、或是其之組合，以形成例如是一階或多階的高通信號濾波器的類比電子電路。如同在圖3中所示，用於該高通濾波器16的被動電子電路的一簡單例子可包含一電容器與一電阻器串聯電連接，其中待 被濾波的信號係電連接至該電容器的自由端，並且經濾波的信號係橫跨該電阻器而被輸出。更複雜的電路亦可被利用。在其它實施例中，該高通濾波器16可以包含大型數位電子電路，例如是微處理器(單核心及多核心的)、微控制器、數位信號處理器(DSP)、現場可程式化的閘陣列(FPGA)、數位特殊應用積體電路(ASIC)、或類似者、或是其之組合。在此種實施例中，該高通濾波器16亦可以包含一類比至數位轉換器(ADC)、或是和一ADC通訊，其係取樣一類比輸入信號並且傳遞一數位信號或資料至該數位電子電路。該數位電子電路可被配置或程式化以藉由利用快速傅立葉轉換(FFT)、有限脈衝響應(FIR)濾波器、無限脈衝響應(IIR)濾波器、或類似者或是其之組合來濾波該數位信號或資料。
該高通濾波器16的結構可被決定或是選擇，以將該第一感測器12的響應塑形為該第二感測器14的響應的互補。在類比域中，該類比電子電路的架構以及其中所用的構件的值，例如是在圖3的範例的高通濾波器16電路中的C及R的值，可被決定或是選擇以具有一濾波器時間常數(例如，τ=RC)，其可以匹配或大致等同於該第二感測器14的響應的時間常數。在數位或離散的時域中，數位濾波器係數以及其它用在數位電子電路的參數的值可以同樣地被選擇以使得該濾波器時間常數匹配該第二感測器14的時間常數。
在各種的實施例中，該高通濾波器16可以藉由將來自該高通濾波器16的一回授信號乘上一指數函數，以使得該第一感測器12的響應逐漸減小。該相乘可以藉由運算放大器為基礎的類比乘法器電路來加以執行。在數位或離散的時域中，來自該第一感測器12的信號可以藉由一指數 函數e-sn來加以濾波，其中n是樣本數目。s的值可以藉由該輸入信號被取樣所在的一速率fs以及該第二感測器14的時間常數τB來加以決定、或是根據該速率fs及時間常數τB來變化，其係藉由以下方程式給出：s=1/(τB×fs) 方程式1
例如，若該取樣速率fs是1千赫(kHz)，並且該第二感測器14的時間常數τB是8秒，則該s值應該被設定為1/1000×8=1/8000，因而來自該第一感測器12的信號的濾波衰減係匹配該第二感測器14的響應。來自該第一感測器12的信號的濾波可利用以下的遞迴的離散時間方程式來加以實施：Y(n)=Y(n-1) * e-s+[x(n+1)-x(n)] 方程式2
其中Y(n-1)是該高通濾波器16的前一個輸出，x(n+1)是來自該第一感測器12的下一個取樣的輸入，並且x(n)是目前的取樣的輸入。Y(n)是該高通濾波器16的輸出，其係為來自該第一感測器12的感測器信號的經濾波的版本。
該第一縮放器18可以放大、衰減、移位、及/或以其它方式修改一電子信號。在某些實施例中，該第一縮放器18可包含被動及/或主動的電子構件，其係形成例如是放大器、位準移位器、DC補償、或類似者的類比電路。在其它實施例中，該第一縮放器18可包含類似於那些以上提及的數位電子電路。如同在圖4中所示，該第一縮放器18的一簡單例子可以包含一乘法器以及一加法器。該乘法器及加法器可以利用類比電路或是在數位域中的DSP技術來加以實施。該乘法器的輸入係包含待被縮放的信號以及一比例常數。該加法器的輸入係包含該乘法器的輸出以及一補償。在 類比域中，該比例常數及補償可以是電壓或電流，而在數位域中，該比例常數及偏移可以是數值。該加法器的輸出可以是被該比例常數放大或衰減而且被移位該補償值的輸入信號。
該低通濾波器20可以選配地被利用以從該第二感測器14的輸出移除任何快速的響應或是高頻雜訊。該低通濾波器20係大致通過具有小於一截止頻率的頻率成分的輸入電子信號至其輸出，而截止或衰減具有大於該截止頻率的頻率成分的輸入電子信號。換言之，該低通濾波器20係通過在輸入電子信號的位準或值上的具有大於一濾波器時間常數的轉變時間之變化，而截止或衰減輸入電子信號的具有小於該濾波器時間常數的轉變時間之變化。在各種的實施例中，該低通濾波器20可以具有一濾波器時間常數τ是大約與該第二感測器14的時間常數τB相同的。像是該高通濾波器16，低通濾波器20在某些實施例中可包含類比電子電路，而在其它實施例中可包含數位電子電路。再者，該低通濾波器20的函數可以藉由以一指數函數來濾波該輸入信號來加以實施。用以實施該濾波之離散時間的方程式係被展示在以下：Y(n)=Y(n-1)+[x(n)-Y(n-1)] * (1-e-s) 方程式3
其中Y(n-1)是該低通濾波器20的前一個輸出，x(n+1)是來自該第二感測器14的下一個取樣的輸入，並且x(n)是目前取樣的輸入。Y(n)是該低通濾波器20的輸出，其係為來自該第二感測器14的感測器信號之經濾波的版本。
該第二縮放器22在結構及功能上可以是和該第一縮放器18實質相同的。
該加總單元24大致是加總其兩個輸入信號的值或位準。在某些實施例中，該加總單元24可包含離散及/或主動的構件，其係形成例如是加總放大器或混合器的類比電子電路，其係加總電壓或電流的位準。在其它實施例中，該加總單元24可包含數位電子電路，其係加總數位信號或數位資料的值。在所有的實施例中，該加總單元24係輸出該兩個輸入信號的總和的一值或位準。
該感測器系統10可以具有一種如下的結構。該第一感測器12的輸出可以耦接至該高通濾波器16的輸入，該高通濾波器16的輸出可以耦接至該第一縮放器18的輸入。該第一縮放器18的輸出可以耦接至該加總單元24的一第一輸入。若該低通濾波器20是包含在內的話，則該第二感測器14的輸出可以耦接至該低通濾波器20的輸入，該低通濾波器20的輸出可以耦接至該第二縮放器22的輸入。若不包含在內的話，則該第二感測器14的輸出可以耦接至該第二縮放器22的輸入。該第二縮放器22的輸出可以耦接至該加總單元24的一第二輸入。該加總單元24的輸出亦可以是該感測器系統10的輸出。
該感測器系統10可以是如下運作的。待被感測的參數(溫度、濕度、分析物、等等)可被引入或是曝露到該第一感測器12以及第二感測器14的輸入。該第一感測器12可以輸出或是傳遞一第一感測到的信號至該高通濾波器16，該高通濾波器16係藉由容許該第一感測器12的快速的時間響應或是高頻成分通過，而衰減或截止任何緩慢的時間響應或是低頻成分，以將該第一感測器12的響應塑形為該第二感測器14的響應的互補。該高通濾波器16可以輸出或是傳遞來自該第一感測器12的經濾波的信號至 該第一縮放器18，該第一縮放器18可以放大、衰減、及/或位準移位來自該第一感測器12的經濾波的信號以匹配正被感測的參數(溫度、濕度、分析物、等等)的值、匹配來自該第二感測器14的信號的位準、或是符合產業或國際標準。該第一縮放器18可以輸出或傳遞來自該第一感測器12的經縮放、經濾波的信號至該加總單元24。
若該低通濾波器20被包含在內的話，則該第二感測器14可以輸出或傳遞一第二感測到的信號至該低通濾波器20，該低通濾波器20係容許該第一感測器12的緩慢的時間響應或是低頻成分通過，而衰減或截止任何快速的時間響應或是高頻成分。而且，該低通濾波器20係輸出或傳遞來自該第二感測器14的經濾波的信號至該第二縮放器22。否則的話，該第二感測器14可以輸出或傳遞該第二感測到的信號至該第二縮放器22。該第二縮放器22可以放大、衰減、及/或位準移位來自該低通濾波器20或是該第二感測器14的信號，以匹配正被感測的參數的值、匹配來自該第一感測器12的信號的位準、或是符合產業或國際標準。該第二縮放器22可以輸出或傳遞來自該第二感測器14的經縮放的(選配地經濾波的)信號至該加總單元24。該加總單元24可以相加、加總、或是混合來自該第一感測器12的經縮放的經濾波的信號以及來自該第二感測器14的經縮放的(選配地經濾波的)信號。該加總單元24的輸出，同時也是該感測器系統10的輸出，可以是該兩個感測器的經調整的響應的總和，其係結合該第一感測器12的快速的響應以及該第二感測器14的較慢的精確的響應。該感測器系統10的時間常數可以是來自該第一感測器12的時間常數τA，並且精確性及磁滯可以是由該第二感測器14所提供的。該感測器系統10的輸出可以被顯示在一裝 置螢幕或是一設備監視器上、可以被發送到外部的裝置或系統、或是可被記錄以用於未來的參考。
該感測器系統10對於在待量測的參數的值上的一步階改變的時間響應、以及該第一感測器12的經高通濾波的輸出以及該第二感測器14的未經濾波的輸出係被展示在圖5中，其中該參數係被假設在等於0秒的時間處改變成為一個1的值。可看出的是，由於該感測器本徵的物理特徵，因此來自該第二感測器14的信號係緩慢地上升，而最終趨穩在一個大約1的值。在另一方面，該第一感測器12的經濾波的輸出係快速地上升至一個1的值，但是接著該高通濾波器16係以和該第二感測器14的輸出上升至1的值大致相同的速率來衰減或逐漸減小該輸出，以趨穩在大約0的值。該兩個信號之所產生的總和可以總是大約為1。
在頻域中，該感測器系統信號處理器26可以如下地運作。來自該第一感測器12以及第二感測器14的信號分別可以藉由實施一FFT或是其它轉換，而被轉換至頻域。該第一感測器12的響應RA可以利用一高通濾波器轉換函數hHP(ω)來加以濾波。該第二感測器14的響應RB可以選配地利用一低通濾波器轉換函數hLP(ω)來加以濾波。該些濾波器轉換函數hHP(ω)及hLP(ω)可以藉由類比電子電路、數位電子電路、或是兩者的一組合來加以實施。該兩個信號可被縮放並且加總在一起，並且該總和可以利用一逆傅立葉轉換而被轉換回到時域，以提供該感測器系統信號處理器26的輸出，其也是該感測器系統10的輸出。該感測器系統10的頻率響應、以及該第一感測器12的經高通濾波的輸出以及該第二感測器14的未經濾波的輸出之圖係被展示在圖6中，其中該感測器系統10的輸出是該第一感測器12的較高 頻成分以及該第二感測器14的較低頻成分的總和。
在該感測器系統10的某些實施例中，以上論述的形成該感測器系統信號處理器26的構件的所有功能都可以在離散時間的數位域中加以實施。在此種實施例中，該感測器系統信號處理器26可包含信號處理構件，例如是微處理器、微控制器、DSP、FPGA、數位ASIC、或類似者、或是其之組合、以及ADC。該信號處理可以利用軟體、韌體、或是兩者的組合來加以執行。該第一及第二感測器12、14的輸出可以利用一或多個ADC來加以取樣。來自任一感測器的信號或是取樣的資料都可以在進一步處理之前被轉換至適當的單元，其中該轉換可以在取樣之前或是之後加以執行。而且，轉換通常是利用電阻溫度係數(TCR)或是來自該感測器的輸出響應的斜率來加以執行的。此外，待被感測的參數的環境值可以是等同於m×Vsig，其中m是一比例常數，並且Vsig是來自該感測器的輸出信號。該感測器系統10的離散時間的輸出可以是藉由以下的方程式給出的：SS(n)=Y1(n)+Y2(n) 方程式4
其中SS(n)是該感測器系統信號處理器26的輸出以及該感測器系統10的輸出，Y1(n)是該第一感測器12的經濾波的輸出，其可以利用方程式2而被決定或計算出，並且Y2(n)是該第二感測器14的輸出，其可以是未經濾波的、或是選配地利用方程式3而被濾波。
參照圖7，一種感測器系統100的一第二實施例係被展示。該感測器系統100可以廣泛地包括一第一感測器110、一第二感測器112、一第一寬頻帶放大器114、一高通濾波器116、一窄頻帶放大器118、一第一ADC 120、一第一縮放器122、一第二寬頻帶放大器124、一第二ADC 126、 一第二縮放器128、以及一加總單元130。該第一寬頻帶放大器114、高通濾波器116、窄頻帶放大器118、第一ADC 120、第一縮放器122、第二寬頻帶放大器124、第二ADC 126、第二縮放器128、以及加總單元130亦可以構成一感測器系統信號處理器132。
該第一感測器110係大致被配置以感測環境的參數，例如是溫度、濕度、及/或分析物。相較於該第一感測器12的單一模式(響應)，該第一感測器110可以是一種多模式感測器，其係輸出一具有複數個響應RA的電子信號，每一個響應RA是藉由一不同的時間常數τA所指出的。例如，該第一感測器110的一第一響應RA1可以具有一第一時間常數τA1，一第二響應RA2可以具有一第二時間常數τA2、依此類推，使得最後一個響應RAN係具有一最後一個時間常數τAN。再者，τA1<τA2<...<τAN。在範例的實施例中，該時間常數τA1係具有一小於1秒的值，更佳的是小於0.5秒，並且甚至更佳的是小於50毫秒。而且，其它時間常數τA2、...、τAN係具有一值較佳的是大於τA1至少1秒，更佳的是大至少5秒，並且更佳的是大至少10秒。
用以近似或模型化該第一感測器110的特性之電路係被展示在圖8中。該電路可包含一第一響應區塊，其係具有一第一電阻器-電容器(RC)低通濾波器接收一環境的信號並且傳遞經濾波的信號至一第一乘法器，該第一乘法器係將該經濾波的信號乘以一第一比例常數。該第一響應區塊可以輸出一第一電子信號，其係具有藉由一第一時間常數τA1所指出的一第一響應RA1。該電路可包含一類似於該第一響應區塊的第二響應區塊，但是具有用於該低通濾波器的R與C的不同的值以及一不同的比例常數。該第二響應區塊可以輸出一第二電子信號，其係具有藉由一第二時間常數τA2 所指出的一第二響應RA2。該兩個經濾波的信號可以加總在一起，並且接著被加到一補償。因此，該第一感測器110的輸出響應可包含具有該兩個時間常數τA1、τA2的兩個響應RA1、RA2。
在各種的實施例中，該第二感測器112在結構及功能上可以是和該第二感測器14實質相同的。用以近似或模型化該第二感測器112的特性之電路係被展示在圖9中。該電路可包含實質類似於以上針對於該第一感測器110所述的響應區塊的單一響應區塊。該第二感測器112的輸出響應可包含具有該時間常數τB的響應RB。
該第一寬頻帶放大器114係大致放大一輸入電子信號，並且可包含構成單級或是多級放大器電路的被動及主動電子構件。該第一寬頻帶放大器114可被配置以放大包含一廣範圍的頻率成分之信號。
該高通濾波器116在結構及功能上可以是和該高通濾波器16實質相同的。
相較於該第一寬頻帶放大器114，除了該窄頻帶放大器118可被配置以放大只包含一窄範圍的頻率成分的電子信號以外，該窄頻帶放大器118可以是實質類似於該第一寬頻帶放大器114。
該第一ADC 120係大致轉換一類比電子信號成為一數位電子信號。該第一ADC 120可包含具有例如是直接的轉換、連續的近似、或類似者的架構之電子電路，以將一類比電壓或電流轉換成為一多位元的數位電壓輸出，其可以被序列化，具有一對應於該輸入信號的位準的值。
該第一縮放器122在結構及功能上可以是和該第一縮放器18實質相同的。該第二ADC 126在結構及功能上可以是和該第一ADC 120 實質相同的。該第二縮放器128在結構及功能上可以是和該第一縮放器122實質相同的。此外，該加總單元130在結構及功能上可以是和該加總單元24實質相同的。
該感測器系統100可以具有一種如下的結構。該第一感測器110的輸出可以耦接至該第一寬頻帶放大器114的輸入，該第一寬頻帶放大器114的輸出可以耦接至該高通濾波器116的輸入。該高通濾波器116的輸出可以耦接至該窄頻帶放大器118的輸入，該窄頻帶放大器118的輸出可以耦接至該第一ADC 120的輸入。該第一ADC 120的輸出可以耦接至該第一縮放器122的輸入，該第一縮放器122的輸出可以耦接至該加總單元130的一第一輸入。該第二感測器112的輸出可以耦接至該第二寬頻帶放大器124的輸入，該第二寬頻帶放大器124的輸出可以耦接至該第二ADC 126的輸入。該第二ADC 126的輸出可以耦接至該第二縮放器128的輸入，該第二縮放器128的輸出可以耦接至該加總單元130的一第二輸入。該加總單元130的輸出亦可以是該感測器系統100的輸出。
該感測器系統100可以如下地運作。待被感測的參數(溫度、濕度、分析物、等等)可被引入或是曝露到該第一感測器110以及第二感測器112的輸入。該第一感測器110可以輸出或傳遞一第一感測到的信號至該第一寬頻帶放大器114，該第一寬頻帶放大器114係放大該第一感測到的信號。該第一寬頻帶放大器114可以輸出或傳遞該放大後的第一感測到的信號至該高通濾波器116，該高通濾波器116係塑形該第一響應RA1，其中該第一感測器110的時間常數τA1是與該第二感測器112的響應RB互補的，而利用該些時間常數τA2、...、τAN來衰減或截止該些較慢的響應。該高通濾波 器116可以輸出或傳遞來自該第一感測器110的放大後的經濾波的信號至該窄頻帶放大器118，該窄頻帶放大器118可以進一步放大該經濾波的信號。該窄頻帶放大器118可以輸出或傳遞來自該第一感測器110的放大後的經濾波的信號至該第一ADC 120，該第一ADC 120可以取樣或數位化該信號。該第一ADC 120可以輸出或傳遞該數位化的信號至該第一縮放器122，該第一縮放器122可以縮放來自該第一感測器110的數位化放大後的經濾波的信號的值，以匹配正被感測的參數(溫度、濕度、分析物、等等)的值、或是符合一標準。該第一縮放器122可以輸出或傳遞來自該第一感測器110的數位化放大後的經濾波的信號至該加總單元130。
該第二感測器112可以輸出或傳遞一第二感測到的信號至該第二寬頻帶放大器124，該第二寬頻帶放大器124係放大該第二感測到的信號。該第二寬頻帶放大器124可以輸出或傳遞來自該第二感測器112的放大後的信號至該第二ADC 126，該第二ADC 126可以取樣或數位化該信號。該第二ADC 126可以輸出或傳遞該數位化的信號至該第二縮放器128，該第二縮放器128可以縮放來自該第二感測器112的數位化的放大後的信號的值，以匹配正被感測的參數的值、或是符合一標準。該第二縮放器128可以輸出或傳遞來自該第二感測器112的數位化放大後的經濾波的信號至該加總單元130。該加總單元24可以相加或加總來自該第一及第二感測器110、112的經處理的信號。該加總單元130的輸出也是該感測器系統100的輸出，其可以被顯示在一裝置螢幕或是一設備監視器上、可以被發送到外部的裝置或系統、或是可被記錄以用於未來的參考。
在該感測器系統100的某些實施例中，以上論述的形成該感 測器系統信號處理器132的構件的所有功能都可以在數位域中加以實施。該第一及第二感測器110、112的輸出可以例如是分別利用該第一ADC 120以及第二ADC 126來加以取樣。該些輸出可以在它們已經被放大之後、或是尚未被放大來加以取樣的。該第一感測器110的輸出可以藉由一指數函數而被濾波，以適當地衰減其來匹配該第二感測器112的時間常數τB。該第一感測器110的經濾波的響應係藉由以下方程式給出的：Y1(n)=Y1(n-1) * e-s+K×[x(n+1)-x(n)] 方程式5
其中Y1(n-1)是前一個經高通濾波的值，K是一比例常數，x(n+1)是來自該第一感測器110的下一個取樣的輸入，並且x(n)是目前的取樣的輸入。s可以根據該取樣頻率fs以及該第二感測器112的時間常數τB而變化。s可以藉由利用方程式1來加以決定。(在該第二感測器112具有不同的響應以及恢復時間的情形中，s的值可加以改變以反映該第二感測器藉由正或負的RB的斜率所決定的一響應或是恢復狀態，其係校正由於不同的響應及恢復時間的信號混合誤差。)Y1(n)是來自該第一感測器110的目前的經高通濾波的值。類似於在方程式4中所給出的感測器系統10，該感測器系統信號處理器132的輸出可以是該第一感測器110的經濾波的響應，亦即來自方程式5的Y1(n)、以及來自該第二感測器112的響應的總和。
此外，如上針對於該感測器系統信號處理器26所述的，該感測器系統信號處理器132可以運作在頻域中。高通以及選配的低通濾波器的轉換函數可以對於來自該第一及第二感測器110、112的取樣的信號來加以實施，其中結果是實質與該感測器系統信號處理器26相同的。
參照圖10，一種感測器系統200的一第三實施例係被展示。 除了該感測器系統200係排除一第二感測器以外，該感測器系統200可以是實質類似於該感測器系統100。因此，該感測器系統200可以廣泛地包括一第一感測器210、一第一寬頻帶放大器214、一高通濾波器216、一窄頻帶放大器218、一第一ADC 220、一第一縮放器222、一第二寬頻帶放大器224、一第二ADC 226、一第二縮放器228、以及一加總單元230，其全部都與上述類似名稱的構件實質相同的。此外，一感測器系統信號處理器232可以是與該感測器系統信號處理器132實質相同的。相較於該感測器系統100，該感測器系統200可以產生較小的產品封裝。
該感測器系統200可以具有一種如下的結構。該第一感測器210的輸出可以耦接至該第一寬頻帶放大器214的輸入以及該第二寬頻帶放大器224的輸入。其餘的結構可以是與該感測器系統100實質相同的。
該感測器系統200可以如下地運作。該第一感測器210係提供具有時間常數τA1的快速的響應以及具有時間常數τA2的緩慢的響應。該快速的響應可以透過該第一寬頻帶放大器214、高通濾波器216、窄頻帶放大器218、第一ADC 220、以及第一縮放器222而被濾波及縮放。該緩慢的響應可以透過該第二寬頻帶放大器224、第二ADC 226、以及第二縮放器228而被縮放。該經濾波的快速的響應以及該緩慢的響應可以如上針對於該感測器系統100所述地相加，其係產生實質相同的輸出。此外，該感測器系統200可以用和該感測器系統100實質相同的方式來運作在數位離散的時域中以及在頻域中。
根據本發明的各種實施例的一種處理來自環境感測器的信號之方法300的至少一部分的步驟係被展示在圖11中。該些步驟可以用圖 11中所示的順序來加以執行、或是它們可以用一不同的順序來加以執行。再者，相對於依序地執行，某些步驟可以同時加以執行。此外，某些步驟可以是選配的。
參照步驟301，來自一第一環境感測器12的一第一電子信號係被接收到。該第一感測器12可被配置以感測例如是溫度、濕度、及/或分析物的環境的參數，並且作為響應地輸出一電子信號，其具有一快速地對應於該參數的特性或是在該參數上的變化之電壓或電流。該第一感測器12可以是被視為一種非常快速的感測器者，其具有藉由一第一時間常數τA所指出的一響應RA，該第一時間常數τA係具有一較佳的是小於1秒、更佳的是小於0.5秒、並且甚至更佳的是小於50毫秒的值。
參照步驟302，來自一第二環境感測器14的一第二電子信號係被接收到。該第二感測器14可被配置以感測環境的參數，並且作為響應地輸出一電子信號，其具有一較緩慢地對應於該參數的特性或是在該參數上的變化之電壓或電流。相較於該第一感測器12，該第二感測器14可被視為一種緩慢的感測器，其具有藉由一第二時間常數τB所指出的一響應RB，該第二時間常數τB係具有一值較佳的是介於約0.5秒到約30小時之間、更佳的是介於約1秒到約30分鐘之間、並且甚至更佳的是介於約5秒到約10秒之間。換言之，該第二感測器14的時間常數是大於該第一感測器12的時間常數。
參照步驟303，該第一電子信號係利用一高通濾波器16來加以高通濾波。該高通濾波器16係大致通過具有小於一濾波器時間常數的時間常數之輸入電子信號，而截止或衰減具有大於該濾波器時間常數的時 間常數之輸入電子信號。換言之，該高通濾波器16係通過具有大於一截止頻率的頻率成分之輸入電子信號至其輸出，而截止或衰減具有小於該截止頻率的頻率成分之輸入電子信號。該高通濾波器16可以由類比或數位電子電路來加以建構，其可被形成以具有一大致等於該第二時間常數的濾波器時間常數。
在各種的實施例中，該高通濾波器16可以藉由將一濾波器回授信號乘以一指數函數來逐漸減小該第一感測器12的響應。該相乘可以藉由運算放大器為基礎的類比乘法器電路來加以執行。在數位或離散的時域中，來自該第一感測器12的信號可以藉由e-s而被濾波。藉由方程式1給定之下，s的值可以藉由該輸入信號被取樣所在的一速率fs以及該第二感測器14的時間常數τB來加以決定、或是根據該速率fs及時間常數τB來變化。例如，若該取樣速率fs是1千赫(kHz)，並且該第二感測器14的時間常數τB是8秒，則該s值應該被設定為1/1000×8=1/8000，因而來自該第一感測器12的信號的濾波衰減係匹配該第二感測器14的響應。來自該第一感測器12的信號的濾波可利用方程式2來加以實施。
方程式2的運算可以利用以下的子步驟來加以實施。該第一電子信號可以在複數個時間週期被取樣以產生第一電子信號樣本的一串流，每一時間週期有一個第一電子信號樣本。一目前的時間週期的第一電子信號樣本可以從下一個時間週期的第一電子信號樣本減去，以對於每一個時間週期產生一第一電子信號樣本差值。對於每一個時間週期，一目前的時間週期的經濾波的第一電子信號樣本可以藉由將前一個時間週期的經濾波的第一電子信號樣本乘上一指數函數，並且將該乘積加到該第一電子 信號樣本差值來加以產生。
在替代的實施例中，該時域的第一電子信號可以在其被濾波之前，先被轉換成為頻域。該轉換可以利用一例如是快速傅立葉轉換(FFT)的傅立葉轉換來加以實施。該第一電子信號接著可以利用一高通濾波器轉換函數hHP(ω)而被濾波。結果可以是一頻域的經濾波的第一電子信號。
參照步驟304，該第二電子信號係選配地利用一低通濾波器20而被低通濾波。該低通濾波器20係大致通過具有小於一截止頻率的頻率成分之輸入電子信號至其輸出，而截止或衰減具有大於該截止頻率的頻率成分之輸入電子信號。該低通濾波器20可以由類比或數位電子電路來加以建構，其可被形成以具有一大致等於該第二時間常數的濾波器時間常數。
在替代的實施例中，該時域的第二電子信號可以在其選配地被濾波之前，先利用一FFT或類似者而被轉換成為頻域。該第二電子信號接著可以利用一低通濾波器轉換函數hLP(ω)而被濾波。若該信號並未被濾波，則結果可以是一頻域的第二電子信號、或是若該信號係被濾波，則結果可以是一頻域的經濾波的第二電子信號。
參照步驟305，該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號係被縮放。該縮放可以藉由第一及第二縮放器18、22來加以執行，該第一及第二縮放器18、22分別可以放大、衰減、移位、及/或其它方式的修改一電子信號。該些縮放器18、22分別可以由類比或數位電子電路來加以建構，其係將該信號乘以一比例常數，並且將結果加到一補償。該信號可被縮放以匹配正被感測的環境的參數(溫度、濕度、分析物、等等)的值、或是符合產業或國際標準。
在替代的實施例中，該頻域信號也可被縮放，此係產生一頻域的經縮放濾波的第一電子信號、以及一頻域的經縮放的第二電子信號。
參照步驟306，該經縮放濾波的第一電子信號以及經縮放的第二電子信號係被加總在一起。該加總可以藉由一加總單元24來加以執行，其係大致加總其兩個輸入信號的值或位準。該加總單元24可以由類比或數位電子電路來加以建構。藉由該加總單元24所產生的總和可以是待被感測的環境的參數的特性之一快速且精確的表示。
在替代的實施例中，該頻域的經縮放濾波的第一電子信號以及經縮放的第二電子信號可以被加總在一起。該兩個信號的總和接著可以在該總和被傳遞至其它系統或裝置之前，先利用一逆傅立葉轉換而被轉換回到時域。
在某些實施例中，該方法300的步驟可以藉由以上論述的感測器系統10的構件來加以執行。在其它實施例中，該方法300的步驟可以藉由該感測器系統信號處理器26來加以執行。
根據本發明的額外的實施例的一種處理來自環境感測器的信號之方法400的至少一部分的步驟係被展示在圖12A及12B中。該些步驟可以用在圖12A及12B中所示的順序來加以執行、或是它們可以用一不同的順序來加以執行。再者，相對於依序地執行，某些步驟可以同時加以執行。此外，某些步驟可以是選配的。
參照步驟401，來自一第一環境感測器110的一第一電子信號係被接收到。該第一感測器110可被配置以感測例如是溫度、濕度、及/或分析物的環境的參數，並且作為響應的是，輸出一具有一電壓或電流的 電子信號，其係快速地對應於該參數的特性、或是在該參數上的變化。該第一感測器110可以是一種多模式感測器，其係輸出一具有複數個響應RA的電子信號，每一個響應RA是藉由一不同的時間常數τA所指出的。例如，該第一感測器110的一第一響應RA1可以具有一第一時間常數τA1，一第二響應RA2可以具有一第二時間常數τA2、依此類推，使得最後一個響應RAN係具有一最後一個時間常數τAN。再者，τA1<τA2<...<τAN。在範例的實施例中，該時間常數τA1係具有一小於1秒的值，更佳的是小於0.5秒，並且甚至更佳的是小於50毫秒。而且，其它時間常數τA2、...、τAN係具有一值較佳的是大於τA1至少1秒，更佳的是大至少5秒，並且更佳的是大至少10秒。
參照步驟402，來自一第二環境感測器112的一第二電子信號係被接收到。該第二感測器112可被配置以感測環境的參數，並且作為響應地輸出一電子信號，其具有一較緩慢地對應於該參數的特性或是在該參數上的變化之電壓或電流。相較於該第一感測器110，該第二感測器112可被視為一種緩慢的感測器，其具有藉由一第二時間常數τB所指出的一響應RB，該第二時間常數τB係具有一值較佳的是介於約0.5秒到約30小時之間、更佳的是介於約1秒到約30分鐘之間、並且甚至更佳的是介於約5秒到約10秒之間。換言之，該第二感測器112的時間常數是大於該第一感測器110的時間常數。
參照步驟403，該第一電子信號係利用一第一寬頻帶放大器114而被放大。該第一寬頻帶放大器114係大致放大一輸入電子信號，並且可包含形成單級或多級放大器電路的被動及主動電子構件。該第一寬頻帶放大器114可被配置以放大包含一廣範圍的頻率成分之信號。
參照步驟404，該第一電子信號係利用一高通濾波器116來加以高通濾波的。該高通濾波器116係大致通過具有小於一濾波器時間常數的時間常數之輸入電子信號，而截止或衰減具有大於該濾波器時間常數的時間常數之輸入電子信號。換言之，該高通濾波器116係通過具有大於一截止頻率的頻率成分之輸入電子信號至其輸出，而截止或衰減具有小於該截止頻率的頻率成分之輸入電子信號。該高通濾波器116可以由類比或數位電子電路來加以建構，其可被形成以具有一大致等於該第二時間常數的濾波器時間常數。
在各種的實施例中，該高通濾波器116可以藉由將該第一感測器110的輸出乘以一指數函數來逐漸減小該第一感測器110的響應。該相乘可以藉由運算放大器為基礎的類比乘法器電路來加以執行。在數位或離散的時域中，來自該第一感測器12的信號可以乘上e-s。藉由方程式1給定之下，s的值可以藉由該輸入信號被取樣所在的一速率fs以及該第二感測器112的時間常數τB來加以決定、或是根據該速率fs及時間常數τB來變化。例如，若該取樣速率fs是1千赫(kHz)，並且該第二感測器14的時間常數τB是8秒，則該s值應該被設定為1/1000×8=1/8000，因而來自該第一感測器110的信號的濾波衰減係匹配該第二感測器112的響應。來自該第一感測器110的信號的相乘可利用方程式2來加以實施。
參照步驟405，該經濾波的第一電子信號係利用一窄頻帶放大器118而被放大。相較於該第一寬頻帶放大器114，除了該窄頻帶放大器118可被配置以放大只包含一窄範圍的頻率成分之電子信號以外，該窄頻帶放大器118可以是實質類似於該第一寬頻帶放大器114。
參照步驟406，該經濾波放大的第一電子信號係藉由一第一ADC 120而從類比被轉換成數位。該第一ADC 120係大致將一類比電子信號轉換成一數位電子信號。
參照步驟407，該經濾波放大的數位第一電子信號係被縮放。該縮放可以藉由一第一縮放器122來加以執行，該第一縮放器122可以放大、衰減、移位、及/或以其它方式修改一電子信號。該第一縮放器122分別可以由類比或數位電子電路來加以建構，其係將該信號乘以一比例常數，並且將結果加到一補償。該些信號可被縮放以匹配正被感測的環境的參數(溫度、濕度、分析物、等等)的值、或是符合產業或國際標準。
參照步驟408，該第二電子信號係利用一第二寬頻帶放大器124而被放大。該第二寬頻帶放大器124係大致放大一輸入電子信號，並且可包含形成單級或是多級的放大器電路的被動及主動電子構件。該第二寬頻帶放大器124可被配置以放大包含一廣範圍的頻率成分之信號。
參照步驟409，該放大後的第二電子信號係藉由一第二ADC 126而從類比被轉換成數位。該第二ADC 126係大致將一類比電子信號轉換成一數位電子信號。
參照步驟410，該放大後的數位第二電子信號係被縮放。該縮放可以藉由一第二縮放器128來加以執行，該第二縮放器128可以放大、衰減、移位、及/或以其它方式修改一電子信號。該第二縮放器128分別可以由類比或數位電子電路來加以建構，其係將該信號乘以一比例常數，並且將結果加到一補償。該些信號可被縮放以匹配正被感測的環境的參數的值、或是符合產業或國際標準。
參照步驟411，該放大後的經濾波的數位經縮放的第一電子信號以及該放大後的數位經縮放的第二電子信號係被加總在一起。該加總可以藉由一加總單元130來加以執行，其係大致加總其兩個輸入信號的值或位準。該加總單元130可以是由類比或數位電子電路來加以建構的。藉由該加總單元130所產生的總和可以是待被感測的環境的參數的特性之一快速且精確的表示。
本發明可以提供一種額外的處理來自一環境感測器的信號之方法500。除了該第一及第二電子信號係分別從一第一感測器210接收到的以外，該方法500的步驟係實質類似於該方法400的步驟。該第一感測器210可以是一種多模式感測器，其係輸出一具有至少兩個響應RA的電子信號，每一個響應RA是藉由一不同的時間常數τA來加以指出。例如，該第一感測器210的一第一響應RA1可以具有一τA1的第一時間常數，而一第二響應RA2可以具有一τA2的第二時間常數。因此，該方法500的第二步驟可包含接收具有一第二響應的第一電子信號，該第二響應係具有一大於該第一時間常數的第二時間常數。除此以外，該方法500之其餘的步驟可以是與該方法400的步驟實質相同的，並且可以產生相同的結果。
一種用於處理來自溫度感測器的電子信號之方法600的至少一部分的步驟係被展示在圖13中。該些步驟可以用在圖13中所示的順序來加以執行、或是它們可以用一不同的順序來加以執行。再者，相對於依序地執行，某些步驟可以同時來加以執行。此外，某些步驟可以是選配的。
參照步驟601，一序列的第一感測器溫度值以及一序列的第二感測器溫度值係被接收到。在複數個時間週期的每一個係接收到一第一 感測器溫度值以及一第二感測器溫度值。因此，該些第一感測器溫度值可以是時間取樣的(每一時間週期一樣本)溫度值，並且可以具有該形式T1[n]，其中n範圍是從時間週期0至時間週期m。而且，該些第二感測器溫度值可以是時間取樣的溫度值，並且可以具有該形式T2[n]，其中n範圍是從時間週期0至時間週期m。
在某些實施例中，該些第一感測器溫度值可以是從一例如是第一感測器12的溫度感測器接收到的，其中該第一感測器12係感測溫度並且輸出一序列的溫度值。在其它實施例中，該些第一感測器溫度值可以是從來自一溫度感測器的一信號導出的，該溫度感測器係輸出一電阻以作為該信號。該些溫度值可以從以下的方程式被計算出：T=(R-yint)/TCR 方程式6
其中T是該溫度值，R是從該溫度感測器量測到的電阻，yint是在時間=0秒時估計的電阻，並且TCR是該溫度感測器的電阻溫度係數。TCR可被計算為-0.0038×參考電阻，並且yint可被計算為參考電阻-參考溫度×TCR。在所有的實施例中，該序列的第一感測器溫度值是從一具有一時間常數τA的響應之感測器接收到或是導出的。
該些第二感測器溫度值可以是從一例如是該第二感測器14的溫度感測器接收到的，其中該第二感測器14係感測溫度並且輸出一序列的溫度值。該感測器可以產生一具有一時間常數τB的響應，其中τB係比τA大例如是至少1秒。
參照步驟602，一補償值係被設定等於一最初的第一感測器溫度值減去一最初的第二感測器溫度值。該補償值可以是一陣列變數 OFFSET[n]，其在每一個時間週期都具有一值。此步驟可以具有在以下的方程式中的形式：OFFSET[0]=T1[0]-T2[0] 方程式7
參照步驟603，一輸出溫度值係被設定等於一最初的第二感測器溫度值。該輸出溫度值在本質上可以是類似於該感測器系統10的輸出，此在於其代表來自兩個感測器的輸出的組合。該輸出溫度值可以是一陣列變數OUTPUT[n]，其在每一個時間週期係具有一值。此步驟可以具有在以下的方程式中的形式；OUTPUT[0]=T2[0] 方程式8
參照步驟604，一誤差值係被設定成等於在每一個時間週期的前一個時間週期的輸出溫度值減去目前的時間週期的第二感測器溫度值。該誤差值可以是一變數ERROR，其並不一定是一陣列，但是其值係在每一時間週期都被計算出。此步驟可以具有在以下的方程式中的形式：ERROR=OUTPUT[n-1]-T2[n] 方程式9
參照步驟605，對於每一個時間週期，目前的時間週期的補償值係被設定等於前一個時間週期的補償值減去誤差值乘以一比例因數。該比例因數P是一常數，其可以控制該些第一感測器溫度值以及第二感測器溫度值的比例的組合。此步驟可以具有在以下的方程式中的形式：OFFSET[n]=OFFSET[n-1]-ERROR×P 方程式10
參照步驟606，對於每一個時間週期，目前的時間週期的輸出溫度值係被設定等於目前的時間週期的第一感測器溫度值加上目前的時間週期的補償值。此步驟可以具有在以下的方程式中的形式： OUTPUT[n]=T1[n]+OFFSET[n] 方程式11
步驟604-606可以無限地加以重複，並且通常是以該表列的順序來加以重複。該方法600的步驟是大致在該誤差值上執行一次指數平滑法，並且亦可被想成是一數位分頻濾波器，其係發送第一感測器的高頻成分以及第二感測器的低頻成分。如同在以上所提及的，該比例因數P可以控制該兩組溫度值的比例的組合。一較小的P值可以容許該些第二感測器溫度值主宰輸出溫度值，其係抑制內嵌在第一感測器溫度值中之快速的感測器響應，因而導致輸出溫度值非所要的更緩慢地響應於在實際的溫度上的變化。因此，較大的P值係產生該些第一感測器以及第二感測器溫度值的一較緩慢的組合，特別是其中該些第一感測器溫度值是被導出的實施例，因為在yint上的漂移係被假設為緩慢的。
實例
以下的實例係闡述根據本發明的各種實施例所提供的系統及方法。各種的實例係將該第一感測器12、110、210稱為"感測器A"。各種的實例係將該第二感測器14、112、212稱為"感測器B"。各種的實例以及圖式係將該感測器系統10、100、200稱為"混合型感測器"。然而，將理解的是這些實例係藉由例證來加以提供，因而在此都不應該被視為本發明的整體範疇上的限制。
實例1
整合的溫度及濕度感測器的製造
一種整合的溫度/分析物感測器係如同在美國專利申請案14/806,238的實例2中地加以製造。
實例2
濕度感測器響應RA1的量測
在實例1中所製造的一感測器係針對其對於潮濕空氣的引入的響應及恢復時間而被測試。一用於量測該些響應及恢復時間的實驗設置係被展示在圖14中。乾燥以及潮濕(30%的相對濕度)的空氣係利用一電磁閥(Ingersoll-Rand P251SS120-A-G)而被引入作為1秒的脈衝至該感測器。當該潮濕空氣被引入至其的感測器的響應時間(1/e)以及當該潮濕空氣在1秒之後被乾燥空氣所取代時的恢復時間係被展示在圖15中。該響應時間是<10毫秒，並且該恢復時間大約是40毫秒。
實例3
濕度感測器響應RA2的量測
來自實例1的濕度感測器係在一環境室(Espec BTL-433型號)內，在受控制的相對濕度及溫度之下加以測試，以便於評估對於一在濕度上的步階的響應。如同在圖16中可見的，該濕度感測器係在20C下被曝露到一在濕度上的從環境(20%RH)至50%RH的步階，在一段74小時的期間每15分鐘量測該感測器電阻一次。該第二響應RA2係具有一時間常數τA2=27.5小時。
實例4
濕度感測器對於濕度斜波變化的響應
來自實例1的濕度感測器係在一環境室(Espec BTL-433型號)內，在受控制的相對濕度及溫度之下加以測試，以便於評估其磁滯及精確性。為了H-感測器的磁滯及精確性測試，在該室內的相對濕度係在25℃的 固定的溫度下，從25%至80%，並且接著回到25%的斜波變化。對於每一個測試，來自每一個感測器的輸出電流係在固定的電壓(V=0.5V)下加以量測。兩個市售的參考濕度感測器(Honeywell的NIH-4000)係被用於量測在該室內的相對濕度。由該些參考感測器所記錄的該室的相對濕度輪廓係被展示在圖17中(實線)。所觀察到的磁滯是該濕度感測器對於該環境的濕度信號的兩個獨立的響應的結果。
實例5
藉由類比信號調節的兩個感測器的系統信號處理
圖7的系統係利用被並排安裝在一印刷電路板上的實例1的一濕度感測器作為感測器A以及Sensirion SHT21S作為感測器B來加以實施，此係產生一種兩個感測器的系統。用於此實施方式的信號調節電路圖係在圖18中給出，並且資料獲得係利用一LabJack U3-LV來加以達成。一從環境條件(20℃、56%RH)至20℃、90%RH之濕度的步階是藉由將該兩個感測器的系統置入一平衡於20℃、85%RH的環境室(Associated Environmental公司的BHD-503型號)內而被產生。兩個感測器的系統的輸出係被展示在圖19中，並且是相較於只有感測器B，亦即該Sensirion SHT21S的輸出。
實例6
藉由數位信號調節的兩個感測器的系統信號處理
圖7的系統係利用被並排安裝在一印刷電路板上的實例1的一濕度感測器作為感測器A以及一Honeywell HIH-4000作為感測器B來加以實施，此係產生一種兩個感測器的系統。用於此實施方式的信號調節電路圖係被展示在圖20中，並且資料獲得及處理係利用一LabJack U3-LV 以及Python來加以達成。該HIH-4000以及兩個感測器的系統輸出的步階響應及恢復係藉由置入或移除該兩個感測器的系統進出一平衡至20℃、85%RH的環境室(Associated Environmental公司的BHD-503型號)，藉由產生一從環境條件(20℃、45%RH)至20℃、75%RH以及從20℃、75%RH至20℃、45%RH的濕度步階來加以示範。該兩個感測器的系統的響應及恢復輸出係具有如同分別在圖21及22中所示的感測器A的響應及恢復時間，並且顯著地比單獨該HIH-4000感測器(感測器B)的控制輸出較快的。感測器A的響應係利用一個-5.5的硬體增益以及一個3.13的額外的軟體增益而被縮放，以振幅匹配具有感測器B的響應之信號。感測器A之振幅匹配後的信號係用軟體，在一時間常數匹配感測器B的時間常數之下來加以高通濾波，並且被加到感測器B的信號，此係產生一具有感測器A的速度以及感測器B的精確性之感測器系統輸出。該混合型感測器對於由人說話所產生的一暫態濕度信號的響應及恢復係被展示在圖23中，其中感測器A及B的信號係如上所述地加以處理。該暫態濕度信號的細微的特點係被該兩個感測器的系統所偵測到，但是並不存在於只有該控制HIH-4000感測器(感測器B)的輸出中。
實例7
利用替代的演算法處理快速的變動之兩個感測器的系統
來自實例1的一溫度感測器係與一HTU21(維吉尼亞州Hampton的Measurement Specialties公司)溫度感測器並排地加以讀取。該兩個感測器接著被重複呼氣在其上3次，一次短暫停，並且接著再重複3次。該HTU21感測器是太過於緩慢而無法響應於該呼氣，並且以些微的增加被 保持在室溫下。來自實例1的較快的感測器(在圖24中的"碳感測器")係快速地響應，但是顯著的磁滯並未容許其能夠在呼氣之間返回到一合理的值。該兩個感測器的信號係利用在以上所定義的替代的演算法來加以組合，此係得到一具有該較慢的感測器的穩定性，同時呈現該較快的感測器的快速的變動之信號。
實例8
利用替代的演算法處理快速的變動之兩個感測器的系統
來自實例1的一溫度感測器係與一HTU21溫度感測器並排地加以讀取。該兩個感測器接著被呼氣在其上一次長的呼氣。該HTU21感測器只顯示一在溫度上的些微的增加，其係遺失最初大的溫度增加。來自實例1的較快的感測器(在圖25中的"碳感測器")係快速地響應，但是顯著的磁滯並未容許其能夠快速地返回到室溫。該兩個感測器的信號係利用在以上所定義的替代的演算法來加以組合，此係得到一具有該較快的感測器的快速的最初的增加，但是較少磁滯之信號。
實例9
在彎曲應力下利用替代的演算法處理的兩個感測器的系統
來自實例1的一溫度感測器係與一HTU21溫度感測器並排地加以讀取。在其上被安裝該些感測器的基板係接著被彎曲。該HTU21感測器並未在輸出上顯示一改變。來自實例1的感測器(在圖26中的"碳感測器")係顯示在其輸出上的大的變化，即使該溫度是維持固定的。儘管該"碳感測器"都不恢復，但是該組合的輸出最終還是回到真實的值。這是因為該演算法係在該碳感測器輸出上作用為一高通濾波器。藉由調諧在該演算法 中的比例常數，該恢復可以是更快的，但是此也會容許在該HTU21感測器上的短期的變化影響到該組合的信號。在該測試的結束時，該兩個感測器係再被呼氣在其上數次。儘管該較快的感測器輸出的絕對值是不精確的，但是其響應的振幅仍然是大致精確的，此係容許該組合的輸出能夠精確地讀取。
實例10
用於濕氣感測的兩個感測器的系統
一HTU21感測器以及一InFlectTM濕氣感測器(密蘇里州Rolla的Brewer Science公司)係被插置到一Brewer Science的測試套件中。該HTU21感測器係被設置到其被指定的接收器之中，並且該InFlectTM濕氣感測器係被設置到該測試套件的通道1中。每一個感測器的主動區域係被分開小於1cm。該InFlectTM濕氣感測器的基礎電阻係被量測為624.1kΩ，並且該HTU21感測器的相對濕度(RH)係被量測為45%RH。對應的校準值係被輸入到使用者介面中。
在校準之後，軟體係被組態設定以登錄執行時間的資料、InFlectTM濕氣感測器導數("dH/dT")、HTU21感測器的RH讀數("第三方濕度")、以及濕度的混合的讀出。圖27係展示每一個參數的資料輸出。該感測器係從一距離被呼氣在其上，以在濕氣上產生些微的變化。在圖28中，右邊的圖係展示該混合的讀出，並且左邊的圖係展示該HTU21感測器的RH的讀出。該HTU21感測器係提供大約每一秒一個讀數，而該混合的讀出係提供每0.007秒一個讀數。
實例11
用於溫度感測的兩個感測器的系統
一HTU21感測器以及一InFlectTM熱敏電阻(密蘇里州Rolla的Brewer Science公司)係被插置到一Brewer Science測試套件中。該HTU21感測器係被設置到其被指定的接收器之中，並且該InFlectTM熱敏電阻係被設置到該測試套件的通道1中。每一個感測器的主動區域係被分開小於1cm。該InFlectTM濕氣感測器的基礎電阻係被量測為662.3kΩ，並且該HTU21感測器的溫度係被量測為24℃。對應的校準值係被輸入到使用者介面中。
在校準之後，軟體係被組態設定以登錄執行時間的資料、InFlectTM熱敏電阻的導數("BS Temp")、HTU21感測器的溫度讀數("第三方溫度")、以及溫度的混合的讀出。圖29係展示每一個參數的資料輸出。該感測器係從一距離被呼氣在其上三次，以在溫度上產生些微的變化。在圖30中，右邊的圖係展示該混合的讀出，並且左邊的圖係展示該HTU21感測器的溫度的讀出。該HTU21感測器係提供大約每一秒一個讀數，而該混合的讀出係提供每0.007秒一個讀數。
儘管本發明已經參考在所附的圖式中所描繪的實施例加以敘述，但應注意的是等同物在此可被採用而且進行替代，而不脫離如同在申請專利範圍中所闡述的本發明的範疇。
至此已經敘述本發明的各種實施例，被主張為新穎且欲受到專利證書保護的係包含以下：
10‧‧‧感測器系統
12‧‧‧第一感測器
14‧‧‧第二感測器
16‧‧‧高通濾波器
18‧‧‧第一縮放器
20‧‧‧低通濾波器
22‧‧‧第二縮放器
24‧‧‧加總單元
26‧‧‧感測器系統信號處理器

Claims (20)

  1. 一種感測器系統，其係包括：一第一感測器，其係被配置以感測一環境的參數並且輸出一具有一對於該環境的參數的響應的第一電子信號，該響應係具有一第一時間常數；一第二感測器，其係被配置以感測該環境的參數並且輸出一具有一對於該環境的參數的響應的第二電子信號，該響應係具有一大於該第一時間常數的第二時間常數；一高通濾波器，其係具有一大致等於該第二時間常數的第一濾波器時間常數，該高通濾波器係接收該第一電子信號並且輸出一經濾波的第一電子信號，其中在該第一電子信號的一位準或值上的具有小於該第一濾波器時間常數的轉變時間之變化係加以通過，而第一電子信號的具有大於該第一濾波器時間常數的轉變時間之變化係被截止或是衰減；以及一加總單元，其係接收該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號並且輸出一第三電子信號，該第三電子信號是該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號的總和。
  2. 如申請專利範圍第1項之感測器系統，其進一步包括：一第一縮放器，其係接收該經濾波的第一電子信號並且輸出一經濾波的經縮放的第一電子信號，其位準或值係被調整成對應於該環境的參數的那些位準或值，以及一第二縮放器，其係接收該第二電子信號並且輸出一經縮放的第二電子信號，其位準或值係被調整成對應於該環境的參數的那些位準或值，其中該加總單元係接收該經濾波的經縮放的第一電子信號以及該經縮 放的第二電子信號並且輸出該第三電子信號，該第三電子信號是該經濾波的經縮放的第一電子信號以及該經縮放的第二電子信號的總和。
  3. 如申請專利範圍第2項之感測器系統，其中該第一及第二縮放器分別包含一電耦接至一加法器的乘法器，其中該經縮放的輸出電子信號是一補償值以及一輸入電子信號與一比例常數的一乘積的一總和。
  4. 如申請專利範圍第2項之感測器系統，其進一步包括一具有一大致等於該第二時間常數的第二濾波器時間常數之低通濾波器，該低通濾波器係接收該第二電子信號並且輸出一經濾波的第二電子信號，其中在該第二電子信號的一位準或值上的具有大於該第二濾波器時間常數的轉變時間之變化係加以通過，而第二電子信號的具有小於該第二濾波器時間常數的轉變時間之變化係被截止或是衰減，其中該第二縮放器係接收該經濾波的第二電子信號。
  5. 如申請專利範圍第1項之感測器系統，其中該第一感測器係包含一薄膜印刷的換能器，並且該第二感測器係包含一具有一基體感測區域的換能器。
  6. 如申請專利範圍第1項之感測器系統，其中該高通濾波器係包含一離散時間的濾波器，其中該第一電子信號係利用一指數函數來加以濾波，該指數函數係根據該第一電子信號的一取樣速率以及該第二時間常數而變化。
  7. 如申請專利範圍第6項之感測器系統，其中該指數函數是e-sn，其中n是該樣本數目，並且s是等同於1除以該第一電子信號的該取樣速率與該第二時間常數的一乘積。
  8. 一種處理來自環境感測器的信號之方法，該方法係包括以下步驟：從一第一環境感測器接收一第一電子信號，該第一電子信號係帶有一具有一第一時間常數的響應，該第一環境感測器係感測一環境的參數；從一第二環境感測器接收一第二電子信號，該第二電子信號係帶有一具有一大於該第一時間常數的第二時間常數的響應，該第二環境感測器係感測該環境的參數；利用一大致等於該第二時間常數的第一濾波器時間常數來高通濾波該第一電子信號，該高通濾波係產生一經濾波的第一電子信號；以及加總該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包括以下步驟：縮放該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號，使得每一個信號的位準或值係被調整成對應於該環境的參數的那些位準或值，該縮放係產生一經濾波的經縮放的第一電子信號以及一經縮放的第二電子信號，以及加總該經濾波的經縮放的第一電子信號以及該經縮放的第二電子信號。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該縮放係包含將一輸入電子信號乘以一比例常數，並且將該乘積加到一補償值。
  11. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該高通濾波進一步包含通過在該第一電子信號的一位準或值上的具有小於該濾波器時間常數的轉變時間之變化，並且截止或是衰減第一電子信號的具有大於該濾波器時間常數的轉變時間之變化。
  12. 如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包括以下步驟： 利用一大致等於該第二時間常數的第二濾波器時間常數來低通濾波該第二電子信號，該低通濾波係產生一經濾波的第二電子信號，以及加總該經濾波的第一電子信號以及該第二電子信號。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該低通濾波進一步包含通過在該第二電子信號的一位準或值上的具有大於該第二濾波器時間常數的轉變時間之變化，並且截止或是衰減第二電子信號的具有小於該第二濾波器時間常數的轉變時間之變化。
  14. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該高通濾波進一步包含：在複數個時間週期取樣該第一電子信號以產生第一電子信號樣本的一串流，每一時間週期有一第一電子信號樣本，對於每一個時間週期，從一下一個時間週期第一電子信號樣本減去一目前的時間週期的第一電子信號樣本以產生一第一電子信號樣本差值，以及對於每一個時間週期，藉由將一前一個時間週期經濾波的第一電子信號樣本乘以一指數函數並且將該乘積加到該第一電子信號樣本差值，以產生一目前的時間週期的經濾波的第一電子信號樣本。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該指數函數是e-sn，其中n是該樣本數目，並且s是等同於1除以該第一電子信號的該取樣速率與該第二時間常數的一乘積。
  16. 如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包括以下步驟：將該第一電子信號以及該第二電子信號轉換至該頻域，以產生一頻域的第一電子信號以及一頻域的第二電子信號， 利用該第一濾波器時間常數來高通濾波該第一電子信號，以產生一頻域的經濾波的第一電子信號，縮放該頻域的經濾波的第一電子信號以及該頻域的第二電子信號，以產生一頻域的經縮放的經濾波的第一電子信號以及一頻域的經縮放的第二電子信號，以及加總該頻域的經縮放的經濾波的第一電子信號以及該頻域的經縮放的第二電子信號。
  17. 一種處理來自溫度感測器的信號之方法，該方法係包括以下步驟：接收一序列的第一感測器溫度值以及一序列的第二感測器溫度值，其中複數個時間週期的每一個有一第一感測器溫度值以及一第二感測器溫度值；設定一補償值等於一最初的第一感測器溫度值減去一最初的第二感測器溫度值；設定一輸出溫度值等於一最初的第二感測器溫度值；對於每一個時間週期設定一誤差值等於一前一個時間週期的輸出溫度值減去一目前的時間週期的第二感測器溫度值；對於每一個時間週期設定一目前的時間週期的補償值等於一前一個時間週期的補償值減去該誤差值乘以一比例常數；以及對於每一個時間週期設定一目前的時間週期的輸出溫度值等於一目前的時間週期的第一感測器溫度值加上該目前的時間週期的補償值。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該些第一感測器溫度值係從一第一感測器接收到的，該第一感測器係輸出一具有一對於環境溫度的響應 之第一電子信號，該響應係具有一第一時間常數，並且該些第二感測器溫度值係從一第二感測器接收到的，該第二感測器係輸出一具有一對於環境溫度的響應之第二電子信號，該響應係具有一大於該第一時間常數的第二時間常數。
  19. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該些第一感測器溫度值係從一序列的電阻值導出的，該序列的電阻值是從一第一感測器輸出的，其中該些第一感測器溫度值係根據該電阻、該第一感測器的一電阻溫度係數、以及該電阻在該第一時間週期的一最初的估計而變化。
  20. 如申請專利範圍第19項之方法，其中每一個第一感測器溫度值係等於該些電阻值中之一與該最初的估計的一差值，該差值接著係除以該電阻溫度係數。
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