[发明专利]半导体传感器校准装置、系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体传感器技术，具体涉及半导体传感器校准装置、系统和方法。

背景技术

在制造完成后，半导体传感器的输出存在误差，在出厂之前需要进行标定校准。

图1是半导体传感器的结构示意图。如图1所示，半导体传感器包括物理量转换部件11、非易失性存储器12、校准寄存器13、数模转换器14、运算放大器15和模数转换器16。物理量转换部件11对外部物理量进行测量，将其转换为电信号输出到运算放大器15，同时，校准寄存器中13读取存储在非易失性存储器12的校准值，并通过数模转换器13转换为模拟电信号输出到运算放大器15的另一输入端，运算放大器利用校准信号对物理量转换部件11输出的测量信号进行修正并放大输出。模数转换器16将放大后的信号转换为数字信号输出。非易失性存储器12中存储的校准值用于对于半导体传感器在整个量程内进行校准。标定校准的过程实际上就是对每个半导体传感器测量其校准值并将校准值写入非易失性存储器的过程。

在现有技术中，进行标定校准时，通常对待校准半导体传感器施加一个精确的外部物理量输入，然后通过改变半导体传感器内部的校准寄存器13调整其输出，使得其输出等于外部物理量输入，然后再将此时的校准寄存器13的值固化到半导体传感器内部的非易失性存储器12，完成校准。由此可知，外部物理量输入的精确程度极大影响被校准半导体传感器的标定校准精度，对于半导体传感器生产商而言，其所有用于标定校准半导体传感器的生产设备必须都能产生精确的外部物理量输入。这类设备体积大，成本高。

发明内容

有鉴于此，提供一种半导体传感器校准装置、系统和方法，可以不依赖精确外部物理量输入仍然能精确标定校准半导体传感器，降低生产成本。

第一方面，提供一种半导体传感器校准装置，包括：

测试座，用于连接待校准半导体传感器，向处理器传输待校准半导体传感器测量获得的待校准测量值；

参考传感器，用于根据外部物理量获取参考测量值；

非易失性存储器，用于存储预先测量的与每一参考测量值对应的修正补偿值；

处理器，分别与所述测试座、参考传感器和非易失性存储器连接，根据所述参考测量值查询对应的修正补偿值，并根据所述参考测量值和对应修正补偿值计算外部物理量的精确值，根据所述外部物理量的精确值和所述待校准测量值进行校准。

优选地，还包括通信接口，用于与上位机通信；

所述处理器与所述通信接口连接，在预先测量参考传感器的修正补偿值时，通过所述通信接口向所述上位机传输所述参考传感器的参考测量值，并接收上位机计算的修正补偿值，将所述修正补偿值存储至所述非易失性存储器。

优选地，所述处理器在待校准测量值和精确值的差值超出待校准半导体传感器的校准范围时判定所述待校准半导体传感器为不合格产品。

优选地，所述参考传感器的量程大于所述待校准半导体传感器的量程，且所述参考传感器的精度高于所述待校准半导体传感器的精度。

第二方面，提供一种半导体传感器校准系统，包括第一外部物理量生成装置、半导体传感器校准装置和待校准半导体传感器；

所述第一外部物理量生成装置用于生成具有第一误差的外部物理量；

所述半导体传感器校准装置包括测试座、参考传感器、非易失性存储器和处理器；

其中，所述测试座用于连接所述待校准半导体传感器，向处理器传输待校准半导体传感器测量获得的待校准测量值；

参考传感器用于根据外部物理量获取参考测量值；

非易失性存储器用于存储预先测量的与每一参考测量值对应的修正补偿值；

处理器分别与所述测试座、参考传感器和非易失性存储器连接，根据所述参考测量值查询对应的修正补偿值，并根据所述参考测量值和对应修正补偿值计算外部物理量的精确值，根据所述外部物理量的精确值和所述待校准测量值进行校准。

优选地，所述半导体传感器校准系统还包括上位机和第二外部物理量生成装置；

所述第二外部物理量生成装置用于按照参考传感器的精度和量程逐一生成具有第二误差的外部物理量，所述第二误差小于所述第一误差；

所述半导体传感器校准装置还包括通信接口，用于与上位机通信；

所述处理器与所述通信接口连接，在预先测量参考传感器修正补偿值时，通过所述通信接口向上位机传输所述参考传感器测量每个所述具有第二误差的外部物理量获得的参考测量值，并接收上位机计算获得的对应的修正补偿值，将所述修正补偿值存储至所述非易失性存储器；