本發明專利技術涉及一種壓阻式加速度傳感器零位補償測試裝置，由輸入模塊INP、程控電壓源PVS、回路開關SW、差分放大器DA、數據采集單元ADC、主控制器MCU、開關網絡MUX1、開關網絡MUX2、固定補償單元R、可調補償單元DPOT和顯示單元DIS組成。本發明專利技術優點在于固定、可調兩種補償回路并用，相對于單路補償可降低傳感器補償回路硬件配置的要求，同時準確快速得到被測傳感器達到規定電平輸出狀態時的補償條件。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及壓阻式加速度傳感器零位補償測試領域，尤其適用于對壓阻式加速度傳感器零位輸出要求條件苛刻的情況下使用。
技術介紹
壓阻式加速度傳感器以半導體壓阻效應為基礎，通過半導體工藝在與質量塊連接的梁上制作壓敏電阻，受到外部加速度慣性力時，質量塊位移帶動支撐梁形變，在電在電阻中產生應力變化，由于半導體的壓阻效應，壓敏電阻發生變化，利用適當的外圍電路將這種變化轉換為可測量信號如電壓、電流等形式輸出，經過標定就可建立輸出信號與被測加速度之間的關系，從而測量加速度。 壓阻式加速度傳感器內部壓敏電阻結構以惠斯通電橋為主，要求電橋的四個橋臂電阻阻值相同，橋臂處于平衡狀態，這樣在靜態時傳感器輸出為零。實際上由于工藝加工誤差、封裝應力、溫度變化等原因，傳感器內部電橋不再處于絕對的平衡狀態，從而靜態電壓輸出并不為零。在壓阻式加速度傳感器應用前，如果靜態輸出電壓較大而不做調零補償的話，在傳感器應用中過大的靜態輸出電壓會導致后端放大器在有效信號到達之前提前飽和輸出，無法實現加速度測量，導致傳感器應用失敗。在壓阻式加速度傳感器應用之前進行調零成為必不可少的工作，目前相關研究也陸續開展，并發表科技論文發表論文。如發表于《測試技術學報》2004年第18卷增刊的《壓阻式傳感器測試系統中的高精度調零設計》一文即闡述了一種壓阻式加速度傳感器高精度調零方法，文中介紹的調零設計采用了二級放大處理，首先對壓阻式傳感器輸出做初步差動放大，然后對初步放大的信號做輸出調節的方法，這種方法沒有對傳感器自身靜態輸出進行調零處理，不能消除因傳感器自身零位輸出過大在第一級放大時就已經導致放大器輸出飽和從而導致無法調零的情況發生。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了解決傳感器自身靜態輸出調零的問題，測試壓阻式加速度傳感器輸出為零時補償狀態，提供壓阻式加速度傳感器自身靜態輸出調節的固化狀態的裝置。為實現本專利技術的目的，提出了以下技術解決方案 一種壓阻式加速度傳感器零位補償測試裝置，其特征在于由輸入模塊INP、程控電壓源PVS、回路開關SW、差分放大器DA、數據采集單元ADC、主控制器MCU、開關網絡MUXl、開關網絡MUX2、固定補償單元R、可調補償單元DPOT和顯示單元DIS組成； 輸入模塊INP設置被測傳感器工作電壓值和預置輸出電壓要求值，并分別存入主控制器MCU內部兩個寄存器； 差分放大器輸入端與傳感器輸出端連接，并將傳感器初始狀態時輸出電壓送入數據采集單元ADC ； 數據采集單元ADC接受差分放大器DA輸出電壓，并輸出給主控制器MCU ； 主控制器MCU —方面接受輸入模塊INP輸入的傳感器工作電壓值和預置輸出電壓要求值、另一方面接受數據采集單元ADC輸入的數據；主控制器MCU輸出6路信號，一路到程控電壓源、一路到回路開關SW、一路到顯示單元DIS、一路到開關網絡MUX1、一路到開關網絡MUX2、一路到可調補償單元DPOT ； 程控電壓源PVS接受主控制器MCU的輸入電壓值并通過回路開關向被測傳感器供電；回路開關SW—方面接受主控制器MCU的指令、另外與程控電壓源PVS的一端及被測傳感器的一端相連； 開關網絡MUXl和開關網絡MUX2分別接受主控制器MCU的指令，它們的一端分別和固定補償單元R及可調補償單元DPOT相連、另一端分別和傳感器相應輸出端口相連； 固定補償單元R通過開關網絡MUXl或開關網絡MUX2和傳感器相應輸出端口相連；可調補償單元接受主控制器MCU的指令進行調節并通過開關網絡MUXl或開關網絡MUX2和傳感器相應端口相連； 顯示單元DIS接受到主控制器MCU的信息并顯示補償狀態。本專利技術所采用的技術方案具體工作過程包含四個部分 I、預置工作電壓下，采集初始電壓。向被測傳感器提供預置的工作電壓，由增益為G的差分放大器DA得到傳感器初始狀態下的靜態輸出電壓VO，該電壓由數據采集單元ADC采集后送入主控制器MCU，在控制器內部通過軟件判斷初始狀態下的靜態輸出電壓VO是否滿足預設零位輸出要求。2.判斷是否引入補償回路。通過主控制器內部對初始狀態下靜態輸出電壓VO值的判斷，確定補償回路連接狀態。當VO滿足預設零位輸出電壓要求，被測傳感器不連接補償回路，當VO不滿足預設零位輸出要求，由主控計算機控制多路選擇器狀態使被測傳感器連接對應補償回路。3.補償回路連接狀態的確定。當初始狀態下靜態輸出電壓值VO大于零，由主控制器控制開關網絡MUXl和MUX2狀態將固定補償回路連接于輸出電壓正極端口，可調補償回路連接于輸出電壓負極端口 ；反之當初始狀態下靜態輸出電壓值VO小于零，由主控制器控制開關網絡MUXl和MUX2狀態將可調補償回路連接于輸出電壓正極端口，固定補償回路連接于輸出電壓負極端口； 4.軟件控制可調補償回路狀態，達到輸出補償要求。連接有固定補償回路和可調補償回路的被測傳感器實時靜態輸出電壓V，經過差分放大器DA、數據采集單元ADC實時傳輸至主控制器MCU與預置零位輸出電壓值比較，當傳感器實時輸出不滿足預置要求時，主控制器MCU通過軟件控制可調補償回路狀態進行調整，在實時采集比較判斷，直至被測傳感器靜態輸出電壓滿足預置零位輸出電壓要求，輸出調零停止，主控制器MCU控制顯示單元顯示被測傳感器對應固定補償回路及可調補償回路狀態。 本專利技術的優點 本專利技術與現有技術相比，其顯著優點是 I、本專利技術通過軟件設置程控電源為壓阻式加速度傳感器供電，可測試多種工作電壓下傳感器調零補償要求。2、本專利技術采用固定補償網絡和可調補償網絡并用，通過軟件控制可調補償網絡進行調零的方式完成壓阻式加速度傳感器零位補償。相比于單路補償，本專利技術可降低傳感器補償回路硬件配置的要求，同時得到被測傳感器補償條件，可方便的在傳感器動態應用中通過該補償條件固化其零位輸出，提高傳感器應用的穩定性。3、本專利技術直接對壓阻式加速度傳感器自身靜態輸出進行調零，相比于其他間接補償回路，被測傳感器零位調整狀態更有效、直觀。附圖說明 附圖I為本專利技術測試原理框 附圖2為本專利技術結構圖； 附圖3為本專利技術壓阻式加速度傳感器補償測試流程圖。具體實施例方式 下面結合附圖對本專利技術的最佳實施例作進一步詳細描述 本專利技術提供一種壓阻式加速度傳感器零位補償測試裝置，附圖I中概括了此方法主要涉及的幾個功能單元輸入模塊INP設置被測傳感器工作電壓值和預置靜態輸出電壓要求值，分別存入主控制器MCU內部兩個寄存器； 主控制器MCU控制程控電壓源輸出與設定傳感器工作電壓值一致，并通過回路開關向被測傳感器供電； 差分放大器DA輸入端與傳感器輸出端連接,并將傳感器初始狀態時靜態輸出電壓送入數據采集單元ADC; 數據采集單元ADC采集差分放大器DA輸出電壓，以ASC II代碼形式送入主控制器MCU ；主控制器MCU根據采集電壓與預置電壓比較結果控制多路選通器MUXl和多路選通器MUX2狀態，固定補償單元和可調補償單元連接于傳感器相應輸出端口 ； 數據采集單元ADC實時采集被測傳感器輸出電壓并送入主控制器MCU進行比較； 主控制器MCU通過電壓實時比較結果，軟件控制根據比較結構控制可調補償單元狀態，直至采集電壓符合預置電壓要求，主控制器MCU控制顯示單元顯示補償狀態。其中主控制器MCU是系統核心構成本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種壓阻式加速度傳感器零位補償測試裝置，其特征在于：由輸入模塊INP、程控電壓源PVS、回路開關SW、差分放大器DA、數據采集單元ADC、主控制器MCU、開關網絡MUX1、開關網絡MUX2、固定補償單元R、可調補償單元DPOT和顯示單元DIS組成；輸入模塊INP設置被測傳感器工作電壓值和預置輸出電壓要求值，并分別存入主控制器MCU內部兩個寄存器；差分放大器輸入端與傳感器輸出端連接，并將傳感器初始狀態時輸出電壓送入數據采集單元ADC；數據采集單元ADC接受差分放大器DA輸出電壓，并輸出給主控制器MCU；主控制器MCU一方面接受輸入模塊INP輸入的傳感器工作電壓值和預置輸出電壓要求值、另一方面接受數據采集單元ADC輸入的數據；主控制器MCU輸出6路信號，一路到程控電壓源、一路到回路開關SW、一路到顯示單元DIS、一路到開關網絡MUX1、一路到開關網絡MUX2、一路到可調補償單元DPOT；程控電壓源PVS接受主控制器MCU的輸入電壓值并通過回路開關向被測傳感器供電；回路開關SW一方面接受主控制器MCU的指令、另外與程控電壓源PVS的一端及被測傳感器的一端相連；開關網絡MUX1和開關網絡MUX2分別接受主控制器MCU的指令，它們的一端分別和固定補償單元R及可調補償單元DPOT相連、另一端分別和傳感器相應輸出端口相連；固定補償單元R通過開關網絡MUX1或開關網絡MUX2和傳感器相應輸出端口相連；可調補償單元接受主控制器MCU的指令進行調節并通過開關網絡MUX1或開關網絡MUX2和傳感器相應端口相連；顯示單元DIS接受到主控制器MCU的信息并顯示補償狀態。...
【技術特征摘要】
1.一種壓阻式加速度傳感器零位補償測試裝置，其特征在于由輸入模塊INP、程控電壓源PVS、回路開關SW、差分放大器DA、數據采集單元ADC、主控制器MCU、開關網絡MUX1、開關網絡MUX2、固定補償單元R、可調補償單元DPOT和顯示單元DIS組成； 輸入模塊INP設置被測傳感器工作電壓值和預置輸出電壓要求值，并分別存入主控制器MCU內部兩個寄存器； 差分放大器輸入端與傳感器輸出端連接，并將傳感器初始狀態時輸出電壓送入數據采集單元ADC ； 數據采集單元ADC接受差分放大器DA輸出電壓，并輸出給主控制器MCU ； 主控制器MCU —方面接受輸入模塊INP輸入的傳感器工作電壓值和預置輸出電壓要求值、另一方面接受數據采集單元ADC輸入的數據；主控制器MCU輸出6路信號，一路到程控電壓源、一路到...
【專利技術屬性】
技術研發人員：方嵐，鄭宇，徐棟，卜令旗，
申請(專利權)人：華東光電集成器件研究所，
類型：發明
國別省市：
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