[发明专利]用于对传感器操作进行热调节的系统和方法

说明书

提供了用于校准和调节传感器(101)的温度的系统和方法。可以提供一个或多个温度调节装置(102)来调节传感器(101)的温度。可以提供温度调节装置(102)中的一个或多个来执行校准以确定传感器偏压与传感器温度之间的关系。一个或多个温度调节装置(102)可以内置到传感器(101)中。

背景技术

传感器测量值可能随传感器操作温度的变化而产生不同零偏。在一些情况下，可以进行校准来确定传感器零偏与传感器操作温度之间的关系，以使得可以通过对传感器的操作温度的变化进行补偿来使传感器测量值更为准确。所述校准可能随时间推移而发生偏移。用户可能需要将传感器返给制造商来重新校准所述传感器。在一些情况下，在其内校准传感器的温度范围可能限于较窄的温度范围。

发明内容

本发明提供了用于校准和调节传感器的温度的系统和方法。可以提供一个或多个温度调节装置来调节所述传感器的温度。可以提供所述温度调节装置中的一个或多个来执行校准以确定传感器零偏与传感器温度之间的关系。所述一个或多个温度调节装置可以内置到所述传感器中。

本公开的一方面提供了一种用于维持传感器的稳定操作的热调节系统，所述系统包括：传感器；一个或多个温度调节装置，其(1)与所述传感器热连通，(2)被配置用于在所述传感器的操作之前(a)将所述传感器的温度从初始温度调节至预定温度并且(b)记录在(i)所述初始温度、(ii)所述预定温度以及(iii)所述初始温度与所述预定温度之间的一个或多个中间温度下的传感器零偏，并且(3)被配置用于将所述传感器的温度从起始温度调节至操作温度；以及与所述传感器和所述一个或多个温度调节装置通信的一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被编程用于基于在所记录的(1)所述起始温度与所述预定温度之间的一个或多个中间温度以及(2)所述预定温度下的传感器零偏来校正所述传感器的传感器测量值。

本公开的另一方面提供了一种调节传感器单元的温度的方法，所述方法包括：通过从一个或多个温度调节装置提供热刺激来校准所述传感器，所述一个或多个温度调节装置(1)与所述传感器热连通并且(2)被配置用于在所述传感器的操作之前(a)将所述传感器的温度从初始温度调节至预定温度并且(b)记录在(i)所述初始温度、(ii)所述预定温度以及(iii)所述初始温度与所述预定温度之间的一个或多个中间温度下的传感器零偏；利用温度传感器来感测所述传感器的温度；从一个或多个温度调节装置提供热刺激，所述一个或多个温度调节装置(1)与所述传感器热连通并且(2)被配置用于将所述传感器的所述温度从起始温度调节至操作温度；以及基于所记录的在(1)所述起始温度与所述预定温度之间的一个或多个中间温度以及(2)所述预定温度下的传感器零偏来校正所述传感器的传感器测量值。

在一些实施方式中，所述一个或多个温度调节装置可以按预定温度变化率将所述传感器的温度从初始温度调节至预定温度。所述一个或多个温度调节装置可以按操作温度变化率将所述传感器的温度从起始温度调节至操作温度。在一些情况下，所述一个或多个温度调节装置和所述传感器可以安装在共用基底或共用芯片上。可以在所述初始温度与所述预定温度之间的一个或多个中间整数温度下记录所述传感器零偏。在一些情况下，通过在所述传感器的操作之前记录所述传感器零偏时所处的第一值与第二值之间进行插值来校正处于所述传感器的操作之前可以记录传感器零偏时所处的值之外的温度值。例如，所述插值可以是线性插值。

在一些实施方式中，所述一个或多个温度调节装置中的至少一个可以是加热器。或者，所述一个或多个温度调节装置中的至少一个可以是冷却装置。在一些实施方式中，所述传感器可以是惯性测量单元(IMU)。例如，所述IMU可以包括微机电系统(MEMS)传感器。或者，所述传感器可以是陀螺仪。任选地，所述传感器可以是传感器阵列。在一些情况下，所述共用基底可以是印刷电路板(PCB)。