一種濕度傳感器芯片的內建校準方法技術

本發明專利技術公開了一種濕度傳感器芯片的內建校準方法，包括濕度傳感器前端、模數轉換模塊（ADC）、線性換算電路、非易失性存儲器（NVM），所述濕度傳感器前端將濕度轉化為轉換電壓信號，然后經過ADC采樣，得到采樣后的數字信號X，本發明專利技術通過測試5個濕度點（如需要進一步提高精度，可以增加濕度點）的數據值，然后按照這些濕度點的數值將濕度傳感器芯片工作區間分成4段線性區域。在芯片工作時，根據轉換電壓值落在4段線性區域的哪一段，選擇與之相對應的線性函數來計算濕度值。通過這種方法使轉換電壓與濕度之間的關系在每一分段區域都更接近線性關系，從而使校準后的濕度傳感器能夠工作于更寬的量程，并且具有更高的精度。

An internal calibration method for a humidity sensor chip

The invention discloses a humidity sensor chip built-in calibration method, including front-end analog digital conversion module, humidity sensor (ADC), linear conversion circuit, nonvolatile memory (NVM), the front end of the humidity humidity sensor are converted into voltage signal, and then through the ADC sampling, digital signal after X sampling the invention, by testing 5 humidity point (such as the need to further improve the accuracy, can increase the humidity point) data values, and then according to the values of these points will be humidity humidity sensor chip interval linear region is divided into 4 sections. When the chip works, the relative linear function is selected to calculate the humidity value according to which section of the 4 segment of the linear region of the converted voltage. Through this way, the relationship between conversion voltage and humidity is closer to linear relationship in every subsection area, so that the calibrated humidity sensor can work in a wider range and has higher accuracy.

【技術實現步驟摘要】
一種濕度傳感器芯片的內建校準方法
本專利技術涉及一種濕度傳感器，具體是一種濕度傳感器芯片的內建校準方法。
技術介紹
傳感器技術的應用出現了飛躍式的發展，特別是在進行溫濕度測量時應用最為廣泛。濕度傳感器充當著其中一種信息采集的終端器件，被廣泛地應用到汽車電子中、冷藏儲運中、工業中控制中、畜牧業中、甚至是普通家庭中。濕度傳感器充當著其中一種信息采集的終端器件，被廣泛地應用到汽車電子中、冷藏儲運中、工業中控制中、畜牧業中、甚至是普通家庭中。市場上對于濕度傳感器的應用需要多種多樣的。對于那些對成本非常敏感，同時對濕度傳感器精度要求相對較高的應用場合來說，傳感器全工作范圍內滿足應用要求精度是不容易的。一種常用的濕度傳感器芯片工作原理是將濕度轉換成一個與濕度成正比的電壓信號，將采集得到的電壓信號按線性關系轉換即可得到濕度值。實際上，濕度與轉換電信號之間并不是嚴格的線性關系，而是存在一定的非線性。因此在精度要求較高的場合，需要對濕度傳感器芯片做一定的校準，以修正濕度與轉換電壓信號之間的非線性。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種濕度傳感器芯片的內建校準方法，以解決
技術介紹
中提到的問題。為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種濕度傳感器芯片的內建校準方法，包括濕度傳感器前端、模數轉換模塊（ADC）、線性換算電路、非易失性存儲器（NVM），所述濕度傳感器前端將濕度轉化為轉換電壓信號，然后經過ADC采樣，得到采樣后的數字信號X，數字信號X分別與校準濕度點X1寄存器、校準濕度點X2寄存器、校準濕度點X3寄存器通過比較器進行比較，當數字信號X<X1時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A1的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S1的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X1<X<X2時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A2的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S2的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X2<X<X3時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A3的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S3的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X>X3時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A4的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S4的值輸出至后級的線性換算電路，線性換算電路根據送過來的截距值以及斜率值，按照線性計算方法算得校準后的濕度值HM。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術通過測試5個濕度點（如需要進一步提高精度，可以增加濕度點）的數據值，然后按照這些濕度點的數值將濕度傳感器芯片工作區間分成4段線性區域。在芯片工作時，根據轉換電壓值落在4段線性區域的哪一段，選擇與之相對應的線性函數來計算濕度值。通過這種方法使轉換電壓與濕度之間的關系在每一分段區域都更接近線性關系，從而使校準后的濕度傳感器能夠工作于更寬的量程，并且具有更高的精度。附圖說明圖1為高精度濕度傳感器的工作原理方框圖。圖2線性校準方案的工作原理示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。請參閱圖1-2，一種濕度傳感器芯片的內建校準方法，包括濕度傳感器前端、模數轉換模塊（ADC）、線性換算電路、非易失性存儲器（NVM），所述濕度傳感器前端將濕度轉化為轉換電壓信號，然后經過ADC采樣，得到采樣后的數字信號X，數字信號X分別與校準濕度點X1寄存器、校準濕度點X2寄存器、校準濕度點X3寄存器通過比較器進行比較，當數字信號X<X1時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A1的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S1的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X1<X<X2時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A2的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S2的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X2<X<X3時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A3的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S3的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X>X3時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A4的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S4的值輸出至后級的線性換算電路，線性換算電路根據送過來的截距值以及斜率值，按照線性計算方法算得校準后的濕度值HM。本專利技術的工作原理是：在測試校準階段，本專利技術通過測試5個濕度點的轉換電壓值，然后根據這些濕度點，將濕度傳感器芯片的X-HM曲線分成4段線性區域。在芯片工作時，根據轉換電壓X值處于4個線性區域的哪一個區域，選擇與之相對應的線性函數來計算濕度值HM。通過這種方法使轉換電壓信號X與濕度P之間的關系在每一分段區域都更接近線性關系，從而使此方法校準后的濕度傳感器能夠工作于更寬的量程，并且具有更高的精度。測試時測出5個濕度點，5個點分為4段，每一段有一個對應的系數代表這一段區間的斜率（S1，S2，S3，S4），和4段曲線于X軸的截距（A1，A2，A3，A4），3個將濕度區間分成4段的濕度點讀數（X1，X2，X3），這些信息都必須保存至芯片的非易失性存儲器（NVM）中。通過5個點將整個濕度范圍分為4個區域，2段封閉的區間和2段開放的區間（如圖2所示）。即用4段直線來擬合濕度曲線。濕度傳感器芯片的系統結構如圖1所示，濕度傳感器前端將濕度轉化為轉換電壓信號，然后經過ADC采樣，得到采樣后的數字信號X。數字信號X分別與校準濕度點X1寄存器、校準濕度點X2寄存器、校準濕度點X3寄存器通過比較器進行比較。當數字信號X<X1時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A1的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S1的值輸出至后級的線性換算電路。當數字信號X1<X<X2時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A2的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S2的值輸出至后級的線性換算電路。當數字信號X2<X<X3時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A3的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S3的值輸出至后級的線性換算電路。當數字信號X>X3時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A4的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S4的值輸出至后級的線性換算電路。線性換算電路根據送過來的截距值以及斜率值，按照線性計算方法算得校準后的濕度值HM。通過這種方法使轉換電壓與濕度之間的關系在每一分段區域都更接近線性關系，從而使此方法校準后的濕度傳感器能夠工作于更本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種濕度傳感器芯片的內建校準方法，包括濕度傳感器前端、模數轉換模塊（ADC）、線性換算電路、非易失性存儲器（NVM），其特征在于，所述濕度傳感器前端將濕度轉化為轉換電壓信號，然后經過ADC采樣，得到采樣后的數字信號X，數字信號X分別與校準濕度點X1寄存器、校準濕度點X2寄存器、校準濕度點X3寄存器通過比較器進行比較，當數字信號X<X1時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A1的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S1的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X1<X<X2時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A2的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S2的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X2<X<X3時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A3的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S3的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X>X3時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A4的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S4的值輸出至后級的線性換算電路，線性換算電路根據送過來的截距值以及斜率值，按照線性計算方法算得校準后的濕度值HM。...

【技術特征摘要】
1.一種濕度傳感器芯片的內建校準方法，包括濕度傳感器前端、模數轉換模塊（ADC）、線性換算電路、非易失性存儲器（NVM），其特征在于，所述濕度傳感器前端將濕度轉化為轉換電壓信號，然后經過ADC采樣，得到采樣后的數字信號X，數字信號X分別與校準濕度點X1寄存器、校準濕度點X2寄存器、校準濕度點X3寄存器通過比較器進行比較，當數字信號X&lt;X1時，線性段判斷邏輯將控制選擇器1選擇截距寄存器A1的值輸出至后級的線性換算電路，并且控制選擇器2選擇斜率寄存器S1的值輸出至后級的線性換算電路，當數字信號X1&lt;X&lt;X2時，線性段判斷邏輯將控制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：萬上宏，葉媲舟，涂柏生，
申請(專利權)人：深圳市博巨興實業發展有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44