TW202349012A - 用來校準判定負載之電阻之控制器的方法及系統 - Google Patents

用來校準判定負載之電阻之控制器的方法及系統 Download PDF

Info

Publication number
TW202349012A
TW202349012A TW112120374A TW112120374A TW202349012A TW 202349012 A TW202349012 A TW 202349012A TW 112120374 A TW112120374 A TW 112120374A TW 112120374 A TW112120374 A TW 112120374A TW 202349012 A TW202349012 A TW 202349012A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
value
resistance
load
calibration mode
voltage
Prior art date
Application number
TW112120374A
Other languages
English (en)
Inventor
馬修 元德
史丹頓 Ｈ 布里特羅
Original Assignee
美商瓦特洛威電子製造公司
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 美商瓦特洛威電子製造公司 filed Critical 美商瓦特洛威電子製造公司
Publication of TW202349012A publication Critical patent/TW202349012A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

一種用於增強一負載之電阻量測的方法包括：取得該負載之複數個樣本電阻值；基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值；基於關聯於該負載的該平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值；響應於該電阻差值大於一電阻容差而更新一控制器的一偏移校正值；以及基於該偏移校正值及該負載的一或多個電氣特性來量測該負載的一電阻。

Description

用來校準判定負載之電阻之控制器的方法及系統
本申請案主張於2022年6月1日申請之美國專利申請案第63/347,702號的優先權及利益。上述申請案之揭露內容係藉由參照併入本文。
本揭露內容有關於校準判定一負載之一電阻的一控制器。
本節中的陳述僅提供與本揭露內容有關之背景資訊，且可不構成先前技術。
一控制器可基於關聯於負載之反饋及/或感測器資料，諸如電壓資料、電流資料、電阻資料、溫度資料，還有其他類型之反饋/感測器資料，來控制一負載的一或多個效能特性。作為一範例，一系統可包括具有一或多個電阻式加熱元件的一加熱器，以及用以控制給予該加熱器以產生在一溫度設定點之熱的電力的一控制器。作為一更特定範例，一半導體處理系統包括：一台座加熱器，其包括一陶瓷基體；及一或多個電阻式加熱元件，其界定在該陶瓷基體內之一或多個加熱區域；以及一控制器，其可組配來獨立地控制該等一或多個加熱區域的效能特性。
在一些應用中，該加熱器可係一「雙線式」加熱器，其中電阻式加熱元件係作用為加熱器及溫度感測器，且用兩條引線線材可操作地連接至該電阻式加熱元件而不是四條。組配來控制該加熱器的一控制器可基於電阻式加熱元件的電阻來判定電阻式加熱元件的溫度。具體而言，該控制器基於電壓及/或電流量測來計算電阻，且基於所計算的電阻來判定該電阻式加熱元件之溫度。一般而言，電壓及電流量測被校準以準確地判定在各種溫度設定點下的電阻，且使用電阻對溫度互相關聯性資料以基於所計算電阻來判定溫度。然而，在某些電力或溫度範圍內，由於一控制器之偏移誤差或增益誤差，可能難以取得準確的電阻量測及對應溫度量測。
取得準確溫度量測之這些挑戰係藉由本揭露內容解決。
本節提供本揭露內容之一大致簡要說明，並非是其完整範圍或其所有特徵之全面揭露。
一種用於增強一負載之電阻量測的方法包括：取得該負載之複數個樣本電阻值；基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值；基於關聯於該負載的該平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值；響應於該電阻差值大於一電阻容差而更新一控制器的一偏移校正值；以及基於該偏移校正值及該負載的一或多個電氣特性來量測該負載的一電阻。
在可個別地或以任何組合實行之此方法的變化中：該偏移校正值係一電壓偏移校正值、一電流偏移校正值或其等之一組合；該方法包括取得該負載之複數個電流值，基於該等複數個電流值判定一平均電流值，以及基於該平均電流值及該電阻差值判定該偏移校正值，其中該偏移校正值係該電壓偏移校正值；該偏移校正值係進一步基於該平均電流值與該電阻差值的一乘積；該方法包括取得該負載之複數個電壓值及複數個電流值，基於該等複數個電壓值判定一平均電壓值，且基於該等複數個電流值判定一平均電流值，基於該平均電壓值及該標稱電阻值判定一標稱電流值，以及基於該標稱電流值及該平均電流值判定該偏移校正值，其中該偏移校正值係該電流偏移校正值；該標稱電流值係進一步基於該平均電壓值與該標稱電阻值的一商數；該偏移校正值係進一步基於該標稱電流值與該平均電流值之間的一差值；該方法包括提供一校準信號至該負載，其中響應於提供該校準信號至該負載而取得該負載之該等複數個樣本電阻值；該校準信號具有由一第一電壓值及一第二電壓值所界定的一預定電壓值範圍，該第一電壓值係小於該第二電壓值，且該第一電壓值及該第二電壓值係大於零伏特；當該校準信號具有該第一電壓值時，取得該負載之該等複數個樣本電阻值；且響應於關聯於該控制器之一計時器的一計時器值大於一臨界計時器值，取得該負載之該等複數個樣本電阻值。
本揭露內容亦提供一種用於增強一負載之電阻量測的系統。該系統包括一或多個處理器及包含可由該等一或多個處理器施行之指令的一或多個非暫時性電腦可讀媒體。該等指令包括：提供一校準信號至該負載；取得該負載之複數個樣本電阻值；基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值；基於關聯於該負載的該平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值；響應於該電阻差值大於一電阻容差而更新一控制器的一偏移校正值；以及基於該偏移校正值及該負載的一或多個電氣特性來量測該負載的一電阻。
在可個別地或以任何組合實行之此系統的變化中：該負載係包含一電阻元件的一加熱器；該等指令包括取得該負載之複數個電流值，基於該等複數個電流值判定一平均電流值，以及基於該平均電流值與該電阻差值的一乘積判定該偏移校正值；該等指令包括取得該負載之複數個電壓值及複數個電流值，基於該等複數個電壓值判定一平均電壓值，且基於該等複數個電流值判定一平均電流值，基於該平均電壓值及該標稱電阻值的一商數判定一標稱電流值，以及基於該標稱電流值與該平均電流值之間的一差值判定該偏移校正值。
在又另一形式中，本揭露內容提供一種用於增強一負載之電阻量測的方法。該方法包括：提供一校準信號至該負載，其中該校準信號具有由一第一電壓值及一第二電壓值所界定的一預定電壓值範圍，以及基於該校準信號決定一控制器的一校準模式，其中該校準模式係一偏移校準模式及一增益校準模式中之一者。該方法包括，響應於決定該校準模式為該偏移校準模式：提供一校準信號至該負載；取得該負載之複數個樣本電阻值；基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值；基於關聯於該負載的該平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值；響應於該電阻差值大於一電阻容差而更新一控制器的一偏移校正值；以及基於該偏移校正值及該負載的一或多個電氣特性來量測該負載的一電阻。
在可個別地或以任何組合實行之此方法的變化中：當該校準信號具有該第二電壓值時，該校準模式係該增益校準模式，該第二電壓值係大於該第一電壓值，且該第一電壓值及該第二電壓值係大於零伏特；當該校準信號具有該第一電壓值時，該校準模式係該偏移校準模式，該第二電壓值係大於該第一電壓值，且該第一電壓值及該第二電壓值係大於零伏特；響應於關聯於該控制器之一計時器的一計時器值大於一臨界計時器值，該校準模式係該偏移校準模式；該偏移校正值係一電壓偏移校正值、一電流偏移校正值或其等之一組合；該方法包括響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，取得該負載之複數個電流值，響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該等複數個電流值判定一平均電流值，以及響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該平均電流值及該電阻差值判定該偏移校正值，其中該偏移校正值係該電壓偏移校正值；該偏移校正值係進一步基於該平均電流值與該電阻差值的一乘積；該方法包括響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，取得該負載之複數個電壓值及複數個電流值，響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該等複數個電壓值判定一平均電壓值，且基於該等複數個電流值判定一平均電流值，響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該平均電壓值及該標稱電阻值判定一標稱電流值，以及響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該標稱電流值及該平均電流值判定該偏移校正值，其中該偏移校正值係該電流偏移校正值；該標稱電流值係進一步基於該平均電壓值與該標稱電阻值的一商數；且該偏移校正值係進一步基於該標稱電流值與該平均電流值之間的一差值。
在再另一形式中，本揭露內容提供一種用於增強一負載之電阻量測的系統。該系統包括一或多個處理器及包含可由該等一或多個處理器施行之指令的一或多個非暫時性電腦可讀媒體。該等指令包括：提供一校準信號至該負載，其中該校準信號具有由一第一電壓值及一第二電壓值所界定的一預定電壓值範圍，且其中該第二電壓值係大於該第一電壓值；以及基於該校準信號決定一控制器的一校準模式，其中當該校準信號具有該第一電壓值時該校準模式係一偏移校準模式，且其中當該校準信號具有該第二電壓值時該校準模式係一增益校準模式。該等指令包括，響應於決定該校準模式為該偏移校準模式：提供一校準信號至該負載；取得該負載之複數個樣本電阻值；基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值；基於關聯於該負載的該平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值；響應於該電阻差值大於一電阻容差而更新一控制器的一偏移校正值；以及基於該偏移校正值及該負載的一或多個電氣特性來量測該負載的一電阻。
在可個別地或以任何組合實行之此系統的變化中：響應於關聯於該控制器之一計時器的一計時器值大於一臨界計時器值，該校準模式係該偏移校準模式；該等指令包括響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，取得該負載之複數個電流值，響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該等複數個電流值判定一平均電流值，以及響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該平均電流值與該電阻差值的一乘積判定該偏移校正值；該等指令包括響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，取得該負載之複數個電壓值及複數個電流值，響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該等複數個電壓值判定一平均電壓值，且基於該等複數個電流值判定一平均電流值，響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該平均電壓值及該標稱電阻值的一商數判定一標稱電流值，以及響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該標稱電流值與該平均電流值之間的一差值判定該偏移校正值；且該負載係包含一電阻元件的一加熱器。
進一步的適用範圍將根據本文所提供的說明而變得顯易可見。應理解，說明及特定範例係意圖僅供例示之目的，而不意圖限制本揭露內容之範圍。
以下說明本質上僅為範例性，並非意欲限制本揭露內容、應用或用途。應理解，在所有圖式中，對應參考數字指示相似或對應部件及特徵。
諸如一電加熱器的一負載在操作期間可能無法由一電源供應系統供應一全範圍之電力(亦即，電壓及/或電流)。作為一範例，通常在斜坡調升期間或在一設定點改變期間運用更多電力，而非將電加熱器維持在一所欲穩態溫度。因此，電加熱器在其整個操作過程中主要於一功率譜之低端操作。
然而，在功率譜之下端，由一控制器所量測之電阻的準確度減小，是由於熱電壓(熱電EMF)、射頻干擾、電磁干擾、電源供應系統之一電源供應器之內部電阻、及控制器之類比數位轉換器電路(ADC)誤差，還有其他抑制電阻量測準確度的原因。作為一特定範例，控制器之ADC可具有抑制電阻量測之準確度的偏移誤差，且更具體而言，負載之基於電阻之控制及/或操作的準確度，諸如基於電阻/溫度判定負載之一溫度或執行一校正動作。在本文中使用時，「偏移誤差」係指當ADC之數位輸出從0增量至1時的一實際電壓(或電流)值偏差與當ADC之數位輸出從0增量至1時的一預期電壓(或電流)偏差之間的一差值。作為一範例，若當ADC之數位輸出從0增量至1時的實際電壓偏差為7.5 mV，且若當ADC之數位輸出從0增量至1時的預期電壓偏差為2.5 mV，則偏移校正值為5.0 mV。
如本文進一步詳細說明，控制器係組配來藉由界定一或多個偏移校正值以增強電阻量測，以在一電阻增強常式期間調和控制器的偏移誤差，藉此改良在功率譜之低端所取得之電阻量測的準確度。在本文中使用時，「增強電阻量測」係指改良由控制器所取得之電阻量測的準確度，且一「電阻增強常式」係指用於改良由控制器所取得之電阻量測之準確度的一常式。
參看圖1，一系統1被顯示並且通常包括一負載10、一電源供應系統20、一控制器30以及一或多個電氣特性感測器50。在一形式中，負載10係包括一電阻元件的任何裝置及/或系統。在一形式中，負載10係由包括至少一電阻式加熱元件的一加熱器提供。作為一範例，加熱器(作為負載10)可係具有電阻元件的一層狀加熱器、一匣式加熱器、一管狀加熱器、一聚合物加熱器、一可撓性加熱器，還有其他加熱器構造。作為另一範例，負載10係一「雙線式」加熱器，其中電阻式加熱元件係作用為加熱器及溫度感測器，其中兩條引線線材可操作地連接至電阻式加熱元件而不是四條(兩條用於加熱器且兩條用於一分立感測器)。此等雙線式之性能係於例如美國專利號7,196,295中揭露，該專利案係與本申請案共同讓與且係藉由參照全文併入本文。一般而言，在雙線式系統中，該等電阻式加熱元件包含隨著變動溫度展現一變動電阻的一材料，以使得該電阻式加熱元件之平均溫度係基於該電阻式加熱元件之電阻的一改變來判定。在一形式中，計算該電阻式加熱元件之電阻，係先藉由量測跨該等加熱元件之電壓及通過該等加熱元件之電流，且接著使用歐姆定律來判定電阻。
在一形式中，負載10係一多區域台座加熱器，其包括一加熱板及安置在該加熱板之一底表面處的一支撐軸。該加熱板包括一基體，以及嵌入至該基體之一表面或沿著其設置的複數個電阻式加熱元件。該等電阻式加熱元件在一形式中係獨立地由控制器30控制且界定複數個加熱區域。範例多區域加熱器係揭露於申請人於2021年9月30日申請之美國專利申請案第63/250,655號、標題為「用於計算電加熱器之電氣特性的方法及系統」，以及2018年11月20日申請之美國專利申請案第16/196,699號、標題為「具有路由層之多區域台座加熱器」的共同待決申請案中，其與本申請案為共同擁有，且其內容係藉由參照全文併入本文。
在一形式中，負載10由具有一固定電阻及一低電阻溫度係數(TCR)的一裝置提供(亦即，負載10具有抑制一給定電壓值下之標稱電阻移位的一TCR)。在一形式中，負載10由包括一電阻元件的一感測器提供，該電阻元件具有基於一溫度改變的一電阻。作為一範例，負載10係一電阻溫度偵測器(RTD)、一熱偶或包括具有取決於溫度之電阻的電阻元件(且反之亦然)的其他感測器。雖然上文提供負載10之範例，但應理解的是，負載10可由具有一電阻元件的任何裝置提供，且不限於本文中所說明的範例。
在一形式中，電源供應系統20基於從控制器30接收的一命令供應電力至負載10。在一形式中，電源供應系統20可電氣耦接至一電源(例如，一直流電(DC)或交流電(AC)電源)，且包括一或多個電力轉換器電路(例如，一降壓轉換器、一反向器、一整流器，還有其他電力轉換器電路)以將可調整電力輸出至負載10。在一些形式中，電源供應系統20可進一步包括一或多個處理器及記憶體，用於儲存由該等處理器施行的電腦可讀指令以供基於所接收之命令來控制電力之持續時間、量值及電氣特性及/或負載10之各種效能特性，該命令可係將提供至負載10的一所欲電力輸出。在另一範例中，電源供應系統20的電力轉換器系統可包括一電力切換器，其可由控制器30操作以控制由該電源供應系統提供的電力。應易於理解的是，電源供應系統20可以各種合適方式組配來產生可調整電力輸出，且不應限於本文中提供之範例。
在一形式中，一或多個電氣特性感測器50係組配來感測負載10的電氣特性。作為一範例，一或多個電氣特性感測器50可包括一安培計、一伏特計或其等之一組合(例如，一電力計量晶片，其同時量測電流及電壓，而不管施加至負載10之電力如何)，以感測電阻、電壓及/或電流。應理解的是，一或多個電氣特性感測器50可由組配來感測電阻、電壓及/或電流之任何類型的感測器提供，且不限於本文中所說明的範例。
在一形式中，控制器30包括一計時器模組31、一增強啟動模組32、一輸出控制模組34、一校準模式模組36、一取樣模組38、一誤差校正值模組40、一電阻量測模組46及一負載控制模組48。為了執行本文所說明之功能性，控制器30可包括一或多個處理器，該等一或多個處理器係組配來施行儲存在諸如一隨機存取記憶體或一唯讀記憶體之一非暫時性電腦可讀媒體中的指令。
在一形式中，增強啟動模組32基於關聯於計時器模組31的一計時器值選擇性地啟動該電阻增強常式，其係組配來依據經過時間增量該計時器值。作為一範例，當該計時器值大於一臨界計時器值(例如，四分鐘)時，增強啟動模組32啟動該電阻增強常式。在一形式中，該臨界計時器值對應於電阻元件12的電阻值穩定化或相近關聯於經由電源供應系統20提供給該負載之一信號的一預期電阻值的一值。
在一形式中，輸出控制模組34控制電源供應系統20以將具有各種電氣特性(例如，電壓、電流、功率，還有其他)的信號提供至負載10。作為一範例，輸出控制模組34控制電源供應系統20以提供一校準信號至負載10。在一些形式中，該校準信號可具有由第一電壓值(例如，4V)及大於該第一電壓值的一第二電壓值(例如，104V)所界定的一預定電壓值範圍。在一些形式中，該第一電壓值及該第二電壓值中之每一者係大於零伏特。如下文進一步詳細說明，誤差校正值模組40基於該校準信號之電壓值決定控制器30的一校準模式，且基於所決定校準模式選擇性地更新控制器30的一偏移校正值。
在一形式中，校準模式模組36基於該校準信號之電壓值決定控制器30的一校準模式。作為一範例，當該校準信號具有該第一電壓值(例如，該預定電壓值範圍之兩個電壓值中之較低電壓)時，校準模式模組36決定該校準模式係一偏移校準模式。舉另一例而言，當該校準信號具有該第二電壓值時，校準模式模組36決定該校準模式係一增益校準模式。
當控制器30正在該增益校準模式下操作時，校準模式模組36指導誤差校正值模組40的一增益校正模組42選擇性地更新控制器30的一增益校正值。選擇性地更新控制器30的一增益校正值係揭露於申請人於2021年9月30日申請之美國專利申請案第63/250,655號、標題為「用於計算電加熱器之電氣特性的方法及系統」的共同待決申請案中，其與本申請案為共同擁有，且其內容係藉由參照全文併入本文。具體而言，增益校正模組42讀取電壓計數及電流計數(亦即，V-I計數)且基於該等V-I計數來判定負載10的一電阻，該等V-I計數係一毫伏(mV)輸入信號位準的整數表示型態，且一般係12、16或24位元值。如此一來，增益校正模組42基於V-I計數之比率判定電阻，且基於該V-I計數之比率及/或該等電壓計數及電流計數中之至少一者調整控制器30之固定增益校正值及動態增益校正值。
當控制器30正在該偏移校準模式下操作時，校準模式模組36指導誤差校正值模組40的一偏移校正模組44選擇性地更新控制器30的一偏移校正值。下文提供關於該偏移校正值之選擇性更新的額外細節。如本文中所說明，「偏移校正值」係指補償或抵消控制器30就該校準信號之給定電壓值之偏移誤差的一電壓值或一電流值。
在一形式中，取樣模組38在該校準信號被提供至負載10時取得複數個樣本電阻值、電流值(例如，尖峰電流值或RMS電流值)，及/或電壓值(例如，尖峰電壓值或RMS電壓值) (在本文中統稱為「該等值」)。在一形式中，取樣模組38在該校準信號被提供至該負載且具有該第一電壓值時取得該等值。為了執行本文中所說明之功能性，取樣模組38可包括一ADC，其係組配來將由一或多個電氣特性感測器50所感測的代表該等值之類比信號轉換成一數位值，用於由控制器30來處理及解讀。作為一範例，該ADC係一24位元裝置，其輸出0-16,777,215的數位值，表示所感測之電氣特性。應理解的是，該ADC在其他形式中可具有各種位元組態，且不限於本文中所說明的範例。
在一形式中且當控制器30正在偏移校準模式下操作時，偏移校正模組44基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值。在一形式中，偏移校正模組44基於該等複數個電流值連同該平均電阻值來判定一平均電流值。在一形式中，偏移校正模組44基於該等複數個電壓值連同該平均電阻值及該平均電流值來判定一平均電壓值。
此外，偏移校正模組44基於關聯於負載10的平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值。在本文中使用時，「關聯於負載10的標稱電阻值」係指負載10的一預期或預測的電阻值，且可由例如負載10的一製造商界定。作為一特定範例且如關係式(1)所示，取樣模組38基於該標稱電阻值(R nom)與該平均電阻值(R ave)間之差值的一絕對值來判定一電阻差值(R d)： (1)
在一形式中，偏移校正模組44基於該電阻差值及一電阻容差選擇性地更新控制器30的偏移校正值。在本文中使用時，「電阻容差」係指一偏移校正值被更新的一預定電阻值。在一形式中，該電阻容差係對應於由負載10之一預定電阻-溫度曲線指示之一給定溫度差的一電阻值(例如，由於負載10之電阻-溫度曲線指示著5毫歐之增加/減小係互相關聯於0.5℃之增加/減小，因此電阻容差係5毫歐)。作為一範例，偏移校正模組44響應於該電阻差值大於該電阻容差而更新控制器30的偏移校正值。作為另一範例，偏移校正模組44響應於該電阻差值小於該電阻容差(亦即，控制器30被校準)而避免更新控制器30的偏移校正值。
在一形式中，偏移校正模組44基於一電壓偏移校正值及/或一電流偏移校正值來更新控制器30的偏移校正值。作為一範例，偏移校正模組44基於關聯於由取樣模組38所取得之複數個電流值(I ave)的一平均電流值以及該電阻差值(R d)來判定該電壓偏移校正值(V offset)。在一形式中，該電壓偏移校正值(V offset)對應於在被校準信號之第一電壓值下校正負載10之電阻量測誤差的一電壓偏移。作為一範例且如關係式(2)所示，該電壓偏移校正值(V offset)係基於該平均電流值(I ave)與該電阻差值(R d)的一乘積： (2)
在一形式中，偏移校正模組44基於一標稱電流值(I nom)及關聯於由取樣模組38所取得之複數個電流值的一平均電流值(I ave)來判定該電流偏移校正值(I offset)。在一形式中，該標稱電流值(I nom)係基於關聯於由該取樣模組所取得之複數個電壓值的一平均電流值(V ave)以及該標稱電阻值(R nom)。作為一特定範例且如關係式(3)所示，該標稱電流值係基於該平均電壓值(V ave)與該標稱電阻值(R nom)的一商數： (3)
在另一形式中，該電流偏移校正值(I offset)對應於在被校準信號之第一電壓值下校正負載10之電阻量測誤差的一電流偏移。如下文之關係式(4)，偏移校正模組44基於該標稱電流值(I nom)與該平均電流值(I ave)之間的一差值來判定該電流偏移校正值(I offset)： (4)
在一形式中，電阻量測模組46係組配來基於該負載之一或多個電氣特性及該偏移校正值(亦即，該電壓偏移校正值及該電流偏移校正值中之至少一者)來判定負載10的一電阻。作為一範例，電阻量測模組46取得負載10的一所量測電壓值(作為一或多個電氣特性)，且藉由該電壓偏移校正值調整該所量測電壓值。如此一來，針對在功率譜之低端取得的電阻量測，由電阻量測模組46所取得之電阻量測的準確度得到改良。
在另一形式中，負載控制模組48基於經判定電阻控制負載10的操作。作為一範例，負載控制模組48可以基於該電阻選擇性地控制施加至該負載的電力量(例如，斜坡調升電力、斜坡調斜降電力、關斷電力，還有其他)、基於該電阻判定負載10的一溫度、及/或使用例如包括一顯示器的一運算裝置通知一操作員負載10的電阻及/或溫度。
在一範例應用中且參看圖2，例示在一偏移校準模式期間之電阻增強常式的一圖形200被顯示，且包括表示兩個不同負載(如由負載之所量測電壓/電流所指示)之所量測電阻的繪線202、212，以及表示該等負載之標稱電阻的繪線204、214。在計時器模組31的臨界計時器值之前(亦即，在時間T 0與T timer_thresh之間)，輸出控制模組34提供該校準信號給負載10，且所量測電阻(如由繪線202、212所指示)基於控制器30的偏移誤差來偏離該等負載的標稱電阻(如由繪線204、214所指示)。在該臨界值計時器值經過(亦即，在時間T timer_thresh，其中該等負載之電阻經穩定化)時(或之後)，增強啟動模組32藉由判定該偏移校正值來啟動由取樣模組38及誤差校正值模組40所執行的增強常式。具體而言，誤差校正值模組40判定並對所量測電壓及/或電流施加該偏移校正值，以增強電阻量測之準確度，如藉由在臨界計時器值之後繪線202、204的收斂及繪線212、214的收斂所指示。
在另一範例應用中且參看圖3，例示在一偏移校準模式期間之電阻增強常式的一圖形300被顯示，且包括表示兩個不同負載(如由負載之所量測電阻所指示)之所量測溫度的繪線302、312，以及表示就一給定標稱電阻該等負載之標稱溫度的繪線304、314。在計時器模組31的臨界計時器值之前(亦即，在時間T 0與T timer_thresh之間)，輸出控制模組34提供該校準信號給負載10，且所量測溫度(如由繪線302、312所指示)基於控制器30的偏移誤差來偏離該等負載的標稱溫度(如由繪線304、314所指示)。在該臨界值計時器值經過(亦即，在時間T timer_thresh，其中該等負載之電阻經穩定化)時(或之後)，增強啟動模組32藉由判定該偏移校正值來啟動由取樣模組38及誤差校正值模組40所執行的增強常式。具體而言，誤差校正值模組40判定並對所量測電壓及/或電流施加該偏移校正值，以增強電阻/溫度量測之準確度，如藉由在臨界計時器值之後繪線302、304的收斂及繪線312、314的收斂所指示。
參看圖4，其顯示例示一校準模式選擇常式400的流程圖。在方塊404，控制器30決定該校準信號之輸出電壓及一對應校準模式。作為一範例，當該校準信號具有該第一電壓值(例如，該預定電壓值範圍之兩個電壓值中之較低電壓)時，控制器30決定該校準模式係一偏移校準模式。舉另一例而言，當該校準信號具有該第二電壓值時，控制器30決定該校準模式係一增益校準模式。在方塊408，控制器30決定該校準模式是否係該偏移校準模式。若該校準模式係該偏移校準模式，則校準模式選擇常式400進行至方塊412，其中控制器30選擇性地更新該電壓偏移校正值及該電流偏移校正值中之至少一者。若該校準模式並非該偏移校準模式(亦即，增益校準模式)，則校準模式選擇常式400進行至方塊416，其中控制器30選擇性地更新該增益校正值。
參看圖5，其顯示例示用於增強一偏移校準模式之該控制器的電阻量測之一常式500的流程圖。在方塊504，控制器30在校準信號被提供至負載10時取得負載10的樣本電阻值。在方塊508，控制器30判定該計時器值是否大於一臨界計時器值。若是，則常式500進行至方塊512；若該計時器值係小於該臨界計時器值，則常式500進行至方塊504。在方塊512，控制器30基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值，且在方塊516基於該平均電阻及該標稱電阻判定一電阻差值。
在方塊520，控制器30判定該電阻差值是否大於該電阻容差。若是，則該常式進行至方塊524，其中控制器30更新該電壓偏移校正值及/或該電流偏移校正值，且接著進行至方塊528。下文參看圖6進一步詳細說明用於判定及更新該電壓偏移校正值的一範例常式，且下文參看圖7進一步詳細說明用於判定及更新該電流偏移校正值的一範例常式。若在方塊524該電阻差值係小於該電阻容差，則常式500進行至方塊528，其中控制器30判定該等電阻量測被校準。在方塊532，控制器30基於該偏移校正值及從一或多個電氣特性感測器50取得的一或多個電氣特性來量測負載10的電阻。
參看圖6，其顯示例示用於判定及更新該電壓偏移校正值之一常式600的流程圖。在方塊604，控制器30取得負載10之複數個電流值，且在方塊608基於該等複數個電流值判定一平均電流值。在方塊612，控制器30基於該平均電流值與該電阻差值的一乘積判定該電壓偏移校正值。
參看圖7，其顯示例示用於判定及更新該電流偏移校正值之一常式700的流程圖。在方塊704，控制器30取得負載10之複數個電流值及電壓值，且在方塊708判定一平均電流值及一平均電壓值。在方塊712，控制器30基於該平均電壓值及該標稱電阻值的一商數判定一標稱電流值。在方塊716，控制器30基於該標稱電流值與該平均電流值之間的一差值判定一電流偏移校正值。
除非本文另外明確指出，否則在說明本揭露內容之範圍上，指示機械/熱性質、組成百分比、尺寸及/或容差或其他特性之所有數值，將被理解為經用詞「約」或「大約」修改。此修改係出於各種原因而為所欲的，包括：工業實踐；材料、製造及組裝容差；以及測試能力。
在本文中使用時，A、B、及C中至少一者這個句型應該解釋為使用一非排他性邏輯「或」表示一邏輯(A或B或C)，並且不應該被解釋為表示「至少一A、至少一B、以及至少一C」。
在本申請案中，用語「控制器」可被用語「電路」替換。用語「控制器」可指、可為其一部分或可包括有：一特定應用積體電路(ASIC)；一數位、類比或混合類比/數位式之分立電路；一數位、類比或混合類比/數位式之積體電路；一組合邏輯電路；一現場可規劃閘陣列(FPGA)；一處理器電路(共享、專用或群組)，其施行程式碼；一記憶體電路(共享、專用或群組)，其儲存由該處理器電路施行之程式碼；提供所述功能性之其他合適的硬體組件；或以上各者中一些或全部之組合，諸如在一單晶片系統中。
用語程式碼可包括軟體、韌體及/或微碼，且可指程式、常式、功能、類別、資料結構，及/或物件。用語記憶體電路係用語電腦可讀媒體的一子集。在本文中使用時，用語電腦可讀媒體不涵蓋透過一媒體(諸如，在一載波上)傳播之暫時性電氣或電磁信號；因此用語電腦可讀媒體可視為有形且非暫時性的。
本揭露內容之說明本質上僅為範例性，因此，未脫離本揭露實質內容之變化係意欲落入本揭露內容之範圍內。此等變化不可視為脫離本揭露內容之精神及範圍。
10:負載 12:電阻元件 20:電源供應系統 30:控制器 31:計時器模組 32:增強啟動模組 34:輸出控制模組 36:校準模式模組 38:取樣模組 40:誤差校正值模組 42:增益校正模組 44:偏移校正模組 46:電阻量測模組 48:負載控制模組 50:電氣特性感測器 200,300:圖形 202,204,212,214,302,304,312,314:繪線 400:校準模式選擇常式 404,408,412,416,504,508,512,516,520,524,528,532:方塊 604,608,612,704,708,712,716:方塊 500,600,700:常式
為了使本揭露內容可被良好理解，現將以範例方式且參看隨附圖式說明其不同形式，其中：
圖1為根據本揭露內容之教示的一系統的方塊圖；
圖2為例示根據本揭露內容之教示的在施加一偏移校正值之前及之後的負載之一電阻的圖形；
圖3為例示根據本揭露內容之教示的在施加一偏移校正值之前及之後的負載之一溫度的圖形；
圖4為根據本揭露內容之教示的一範例校準模式選擇常式的流程圖；
圖5為根據本揭露內容之教示的用於增強一偏移校準模式之控制器的電阻量測之一範例常式的流程圖；
圖6為根據本揭露內容之教示的用於判定一電壓偏移校正值之一範例常式的流程圖；以及
圖7為根據本揭露內容之教示的用於判定一電流偏移校正值之一範例常式的流程圖。
本文說明之圖式係僅供例示之目的，且不意欲以任何方式限制本揭露內容之範圍。
500:常式
504,508,512,516,520,524,528,532:方塊

Claims (30)

  1. 一種用於增強一負載之電阻量測的方法，該方法包含： 取得該負載之複數個樣本電阻值； 基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值； 基於關聯於該負載的該平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值； 響應於該電阻差值大於一電阻容差而更新一控制器的一偏移校正值；以及 基於該偏移校正值及該負載的一或多個電氣特性來量測該負載的一電阻。
  2. 如請求項1之方法，其中該偏移校正值係一電壓偏移校正值、一電流偏移校正值或其等之一組合。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含： 取得該負載之複數個電流值； 基於該等複數個電流值判定一平均電流值；以及 基於該平均電流值及該電阻差值判定該偏移校正值，其中該偏移校正值係該電壓偏移校正值。
  4. 如請求項3之方法，其中該偏移校正值係進一步基於該平均電流值與該電阻差值的一乘積。
  5. 如請求項2之方法，其進一步包含： 取得該負載之複數個電壓值及複數個電流值； 基於該等複數個電壓值判定一平均電壓值，且基於該等複數個電流值判定一平均電流值； 基於該平均電壓值及該標稱電阻值判定一標稱電流值；以及 基於該標稱電流值及該平均電流值判定該偏移校正值，其中該偏移校正值係該電流偏移校正值。
  6. 如請求項5之方法，其中該標稱電流值係進一步基於該平均電壓值與該標稱電阻值的一商數。
  7. 如請求項5之方法，其中該偏移校正值係進一步基於該標稱電流值與該平均電流值之間的一差值。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包含提供一校準信號至該負載，其中響應於提供該校準信號至該負載而取得該負載之該等複數個樣本電阻值。
  9. 如請求項8之方法，其中： 該校準信號具有由一第一電壓值及一第二電壓值所界定的一預定電壓值範圍； 該第一電壓值係小於該第二電壓值；且 該第一電壓值及該第二電壓值係大於零伏特。
  10. 如請求項9之方法，其中當該校準信號具有該第一電壓值時，取得該負載之該等複數個樣本電阻值。
  11. 如請求項8之方法，其中響應於關聯於該控制器之一計時器的一計時器值大於一臨界計時器值，取得該負載之該等複數個樣本電阻值。
  12. 一種用於增強一負載之電阻量測的系統，該系統包含： 一或多個處理器及一或多個非暫時性電腦可讀媒體，該一或多個非暫時性電腦可讀媒體包含可由該等一或多個處理器施行的指令，其中該等指令包含： 提供一校準信號至該負載； 響應於提供該校準信號，取得該負載之複數個樣本電阻值； 基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值； 基於關聯於該負載的該平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值； 響應於該電阻差值大於一電阻容差而更新一偏移校正值；以及 基於該偏移校正值及該負載的一或多個電氣特性來量測該負載的一電阻。
  13. 如請求項12之系統，其中該負載係包含一電阻元件的一加熱器。
  14. 如請求項12之系統，其中該等指令進一步包含： 取得該負載之複數個電流值； 基於該等複數個電流值判定一平均電流值；以及 基於該平均電流值與該電阻差值的一乘積判定該偏移校正值。
  15. 如請求項12之系統，其中該等指令進一步包含： 取得該負載之複數個電壓值及複數個電流值； 基於該等複數個電壓值判定一平均電壓值，且基於該等複數個電流值判定一平均電流值； 基於該平均電壓值及該標稱電阻值的一商數判定一標稱電流值；以及 基於該標稱電流值與該平均電流值之間的一差值判定該偏移校正值。
  16. 一種用於增強一負載之電阻量測的方法，該方法包含： 提供一校準信號至該負載，其中該校準信號具有由一第一電壓值及一第二電壓值所界定的一預定電壓值範圍； 基於該校準信號決定一控制器的一校準模式，其中該校準模式係一偏移校準模式及一增益校準模式中之一者；以及 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式： 取得該負載之複數個樣本電阻值； 基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值； 基於關聯於該負載的該平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值； 響應於該電阻差值大於一電阻容差而更新該控制器的一偏移校正值；以及 基於該偏移校正值及該負載的一或多個電氣特性來量測該負載的一電阻。
  17. 如請求項16之方法，其中： 當該校準信號具有該第二電壓值時，該校準模式係該增益校準模式； 該第二電壓值係大於該第一電壓值；且 該第一電壓值及該第二電壓值係大於零伏特。
  18. 如請求項16之方法，其中： 當該校準信號具有該第一電壓值時，該校準模式係該偏移校準模式； 該第二電壓值係大於該第一電壓值；且 該第一電壓值及該第二電壓值係大於零伏特。
  19. 如請求項16之方法，其中響應於關聯於該控制器之一計時器的一計時器值大於一臨界計時器值，該校準模式係該偏移校準模式。
  20. 如請求項16之方法，其中該偏移校正值係一電壓偏移校正值、一電流偏移校正值或其等之一組合。
  21. 如請求項20之方法，其進一步包含： 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，取得該負載之複數個電流值； 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該等複數個電流值判定一平均電流值；以及 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該平均電流值及該電阻差值判定該偏移校正值，其中該偏移校正值係該電壓偏移校正值。
  22. 如請求項21之方法，其中該偏移校正值係進一步基於該平均電流值與該電阻差值的一乘積。
  23. 如請求項20之方法，其進一步包含： 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，取得該負載之複數個電壓值及複數個電流值； 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該等複數個電壓值判定一平均電壓值，且基於該等複數個電流值判定一平均電流值； 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該平均電壓值及該標稱電阻值判定一標稱電流值；以及 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該標稱電流值及該平均電流值判定該偏移校正值，其中該偏移校正值係該電流偏移校正值。
  24. 如請求項23之方法，其中該標稱電流值係進一步基於該平均電壓值與該標稱電阻值的一商數。
  25. 如請求項23之方法，其中該偏移校正值係進一步基於該標稱電流值與該平均電流值之間的一差值。
  26. 一種用於增強一負載之電阻量測的系統，該系統包含： 一或多個處理器及一或多個非暫時性電腦可讀媒體，該一或多個非暫時性電腦可讀媒體包含可由該等一或多個處理器施行的指令，其中該等指令包含： 提供一校準信號至該負載，其中該校準信號具有由一第一電壓值及一第二電壓值所界定的一預定電壓值範圍，且其中該第二電壓值係大於該第一電壓值； 基於該校準信號決定一控制器的一校準模式，其中當該校準信號具有該第一電壓值時該校準模式係一偏移校準模式，且其中當該校準信號具有該第二電壓值時該校準模式係一增益校準模式；以及 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式： 取得該負載之複數個樣本電阻值； 基於該等複數個樣本電阻值判定一平均電阻值； 基於關聯於該負載的該平均電阻值及一標稱電阻值判定一電阻差值； 響應於該電阻差值大於一電阻容差而更新一偏移校正值；以及 基於該偏移校正值及該負載的一或多個電氣特性來量測該負載的一電阻。
  27. 如請求項26之系統，其中響應於關聯於該控制器之一計時器的一計時器值大於一臨界計時器值，該校準模式係該偏移校準模式。
  28. 如請求項26之系統，其中該等指令進一步包含： 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，取得該負載之複數個電流值； 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該等複數個電流值判定一平均電流值；以及 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該平均電流值與該電阻差值的一乘積判定該偏移校正值。
  29. 如請求項26之系統，其中該等指令進一步包含： 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，取得該負載之複數個電壓值及複數個電流值； 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該等複數個電壓值判定一平均電壓值，且基於該等複數個電流值判定一平均電流值； 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該平均電壓值及該標稱電阻值的一商數判定一標稱電流值；以及 響應於決定該校準模式係該偏移校準模式，基於該標稱電流值與該平均電流值之間的一差值判定該偏移校正值。
  30. 如請求項26之系統，其中該負載係包含一電阻元件的一加熱器。
TW112120374A 2022-06-01 2023-05-31 用來校準判定負載之電阻之控制器的方法及系統 TW202349012A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263347702P 2022-06-01 2022-06-01
US63/347,702 2022-06-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202349012A true TW202349012A (zh) 2023-12-16

Family

ID=89025724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112120374A TW202349012A (zh) 2022-06-01 2023-05-31 用來校準判定負載之電阻之控制器的方法及系統

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202349012A (zh)
WO (1) WO2023235723A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000235886A (ja) * 1998-12-14 2000-08-29 Tokyo Electron Ltd 加熱手段の温度制御装置および温度制御方法
KR101729093B1 (ko) * 2015-10-23 2017-04-24 울산과학기술원 내부 저항 자가 보정을 통한 설계 변경 가능한 전력 디바이스 및 그 설계 변경 방법, 그를 이용한 반도체 모듈
SG11202001500VA (en) * 2017-08-22 2020-03-30 Shinkawa Kk Mounting apparatus and temperature measurement method
US11558933B2 (en) * 2018-03-08 2023-01-17 Watlow Electric Manufacturing Company Control system for controlling a heater
JP7094804B2 (ja) * 2018-07-03 2022-07-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023235723A1 (en) 2023-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111108350B (zh) 用于测量和控制加热器系统性能的传感器系统和集成加热器-传感器
US20210263542A1 (en) Dynamic calibration of a control system controlling a heater
CN110940432B (zh) 温度感测电路
US10274356B2 (en) Liquid level detection circuit, liquid level meter, container provided with liquid level meter, and vaporizer using container
US7813885B2 (en) Method and apparatus for measurement of AC voltages in an HVAC system
US20210368584A1 (en) Passive and active calibration methods for a resistive heater
TW202349012A (zh) 用來校準判定負載之電阻之控制器的方法及系統
JP2004138602A (ja) 電子部品の試験方法および試験装置
US20220299461A1 (en) Heater Meander
US12004267B2 (en) System and method for calibrating a control system operating an electric heater
US20230109326A1 (en) Method and system for calculating electrical characteristics of an electric heater
US20230366754A1 (en) Single-point temperature calibration of resistance-based temperature measurements
CN118235521A (zh) 用于计算电加热器的电气特性的方法及系统
JP2019144101A (ja) 温度測定装置、温度調整装置、周囲温度測定方法、および、周囲温度測定プログラム
US20240077366A1 (en) Semiconductor device
JP2010175367A (ja) ガスセンサの性能評価方法及びガスセンサの性能評価装置
WO2024008353A1 (en) Drift invariant electronic sensor and corresponding method
CN113039418A (zh) 开关电容器电阻仿真