[发明专利]MEMS传感器的校准

说明书

背景技术

微电子机械系统（MEMS）设备是将电子特征和机械特征这二者集成在微米尺度或更小尺度上的设备。一种类型的MEMS设备是MEMS传感器。MEMS传感器能够测量外部刺激。例如，地震MEMS传感器能够检测其中已部署了传感器的环境中的振动，所述地震MEMS传感器对于化石燃料勘探、地震检测、和其他目的而言能够是有用的。

附图说明

图1是示例性典型微电子机械系统（MEMS）传感器的框图。

图2是示出根据MEMS传感器的示例性典型实现的示例性典型MEMS传感器的挠曲（flexure）的侧截面轮廓。

图3是用于校准MEMS传感器的示例性方法的流程图。

图4是在施加电脉冲时MEMS传感器的示例性典型机械响应的示图。

图5是在施加电扫描时MEMS传感器的示例性典型电气响应的示图。

图6是MEMS传感器的示例性基本阵列的示图。

具体实施方式

如背景技术章节中所述，微电子机械系统（MEMS）传感器是将电子和机械特征这二者集成在微米或更小尺度上的测量外部刺激的MEMS设备。通常在制造此类MEMS传感器之后，在期望的现场环境内的部署之前静态地校准MEMS传感器。在现场环境中的部署之前校准MEMS传感器的意义上，此类校准是静态的。MEMS传感器可以被部署为例如大量此类MEMS传感器的阵列。

然而，一旦在特定的现场环境中已部署MEMS传感器，它们通常就不能够被动态地校准。动态校准意味着能够在现场校准MEMS传感器。不具有动态校准MEMS传感器的能力可能是成问题的。例如，随时间的过去一些传感器在准确度方面可能降级，导致它们要测量的外部刺激的不准确测量。其他传感器事实上甚至可能在现场失效。

本文所公开的是甚至当被部署在其中MEMS传感器要测量外部刺激的现场环境中时允许MEMS传感器被动态地校准的技术。激发（excite）MEMS传感器，并且测量由该激发所产生的MEMS传感器的响应。基于该测量的响应来确定MEMS传感器的参数。然后基于该确定的参数来校准MEMS传感器。此类校准能够包括如果所测量的响应和所确定的参数与规范相差很远则断定MEMS传感器是有缺陷的。

图1示出了示例性典型MEMS传感器100的框图。MEMS传感器100包括挠曲102、电极104、和处理器106。响应于诸如MEMS传感器100的振动或移动之类的外部刺激，挠曲102被物理地位移。可以包括至少一对电极104的电极104测量或以其他方式检测挠曲102的物理位移。（也就是说，电极104能够被视为检测挠曲102的物理位移作为它们的测量与该位移对应的电信号的结果。）可以被实现为电子半导体集成电路（IC）的处理器106从电极104接收测量并且能够基于其来执行处理。

要注意的是，其中能够存在多于两个电极104，以使得一些电极104被用来激发MEMS传感器100，并且其他的电极104被用来测量电气响应。例如，可以存在四个电极104：两个用来激发MEMS传感器100，并且两个用来测量电气响应。作为另一个示例，可以存在三个电极104，其中公共电极104被用于激发MEMS传感器100和测量电气响应这二者。

图2示出了描绘根据MEMS传感器100的示例性典型实现的示例性典型MEMS传感器100的挠曲102的截面轮廓。挠曲102被布置在真空室202内。因而允许挠曲102在由箭头204和206所指示的方向上物理地位移。例如，当MEMS传感器100受到移动或振动时，作为结果，挠曲102可以在真空室202内物理地位移。例如，该物理位移被图1的电极104检测为电压并且发送到图1的处理器106。

图3示出了用于校准MEMS传感器100的示例性方法300。能够在其中采用MEMS传感器100来测量外部刺激的现场环境内部署MEMS传感器100（302）。照此，当MEMS 100在该现场环境内时执行方法300的剩余部分。例如，现场环境与实验室或测试环境不同。