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物理量传感器装置的输出值修正方法、物理量传感器的输出值修正方法、物理量传感器装置以及物理量传感器的输出值修正装置

摘要

本发明中,第1获取部(111)获取物理量传感器(101)的初始输出值。第2获取部(112)获取物理量传感器(101)的目标输出值。第1计算部(113)基于物理量传感器(101)的初始输出值以及目标输出值来计算出2次的第1特性式并提取出第1特性值,该2次的第1特性式表示物理量传感器(101)的修正后的输出特性。第2计算部(114)基于规定温度及第1特性值计算出用于修正第1特性值的2次的第2特性式,并提取出第2特性值。运算部(104)基于将第2特性值输入第2特性式来进行修正后的第1特性式,计算出物理量传感器(101)的修正后的输出值。由此,能提高修正精度,降低成本,并能实现处理速度的高速化。

著录项

  • 公开/公告号CN103946672A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-07-23

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 富士电机株式会社;

    申请/专利号CN201280056285.X

  • 申请日2012-12-28

  • 分类号G01D3/028;G01L9/00;G01L19/04;

  • 代理机构上海专利商标事务所有限公司;

  • 代理人张鑫

  • 地址 日本神奈川县

  • 入库时间 2023-12-17 01:44:27

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-06-01

    授权

    授权

  • 2014-08-20

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01D3/028 申请日:20121228

    实质审查的生效

  • 2014-07-23

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及物理量传感器装置的输出值修正方法、物理量传感器的输出 值修正方法、物理量传感器装置以及物理量传感器的输出值修正装置。

背景技术

以往以来,作为物理量传感器装置例如有如下的公知的物理量传感器装 置,该物理量传感器装置例如通过A/D转换器(ADC:Analog-to-Digital  Converter:数模转换器)将从物理量传感器元件输出的模拟信号转换成数字 信号,并进行使用了CPU(Central Processing Unit:中央处理器)或 DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)等运算电路的运算处理, 从而对物理量传感器元件的输出特性进行修正。

作为这样的物理量传感器装置,提出有如下的装置,该装置设有:模拟 输入部,该模拟输入部将从控制对象输入的模拟输入信号转换成数字信号并 进行输出;温度检测器,该温度检测器检测出装置周围的周围温度;温度修 正表,该温度修正表中保存有将周围温度与修正值一一对应的修正数据,该 修正数据是在温度不同的条件下,基于与所述数字信号的数字值和模拟输入 信号的期待值之间的误差的实际测定而生成的;以及温度修正单元,该温度 修正单元从温度修正表读出与温度检测器所检测出的温度相对应的修正值, 利用所述修正值对从模拟输入电路读入的数字值进行修正,以作为最终的数 字数据(例如参照下述专利文献1)。

另外,作为其它装置还提出了如下的装置,该装置通过第1A/D转换器将 根据被测定压力而变化的来自半导体压力转换器的模拟信号依次转换成数字 的未补偿压力数据,并通过第2A/D转换器将从感温元件输出的根据被测定温 度而变化的模拟信号依次转换成数字的未补偿温度数据,在将这些数据提供 至运算装置的情况下,从存储装置读取出存储在存储装置中的动作压力范围 及温度范围之中的至少2个以上的基准温度下的补偿用温度数据、以及在各 基准温度下2个以上的基准压力下的补偿用压力数据,并通过插值法从该读 取出的数据中求出补偿后压力数据(例如参照下述专利文献2)。

另外,作为其它装置还提出了如下的装置,该装置包括压力传感器电 路,该压力传感器电路生成与被检测压力相应的电压电平的检测信号;温度 检测电路,该温度检测电路生成与该压力传感器电路的温度相应的电压电平 的温度信号;基准电压生成电路,该基准电压生成电路在与所述被检测压力 及压力传感器电路的温度无关的情况下生成具有规定的电压电平的基准信 号;A/D转换电路,该A/D转换电路用于将所述检测信号、温度信号及基准信 号转换成数字数据;模拟多路转换器,该模拟多路转换器有选择地使所述检 测信号、温度信号及基准信号通过,并作为转换对象信号来供给所述A/D转 换电路;信号处理单元,该信号处理单元将对于所述压力传感器电路的施加 压力设为P,将利用所述A/D转换电路对所述检测信号、温度信号及基准信号 进行转换后得到的各数字数据分别设为压力信息D、温度信息T及基准信息 A,且将压力传感器电路的灵敏度的温度系数设为c,将压力传感器电路的室 温灵敏度设为d,将压力检测值的偏移的温度系数设为e,将压力检测值的室 温偏移值设为f,将温度检测值的温度系数设为a,将温度检测值的室温偏移 值设为f,在此情况下,进行P={(T/A-b)×(-e/a)+D/A -f}/{(T/A-b)×c/a+d}这样的运算处理,从而计算出施 加压力P,所述模拟多路转换器构成为使所述基准信号及温度信号在所述检测 信号之前通过,所述信号处理单元在根据与所述基准信号及温度信号相应的 基准信息A及温度信息T来进行运算处理之后,根据该运算处理结果及与所 述检测信号相应的压力信息D来进行运算处理,由此计算出施加压力P。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2009-260626号公报

专利文献2:日本专利特开平6-265424号公报

专利文献3:日本专利特开平10-339673号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而,在上述专利文献1所示的技术中存在如下问题:将用于对物理量 传感器元件的任意检测点产生的电信号的输出值进行修正的修正量作为用于 对某一特定的检测范围内产生的电信号的输出值进行修正的修正量,来对每 个特定的检测范围实现数据表格化,并将修正量存储至存储部中。因此,以 一定的修正量对在物理量传感器元件的某一特定检测范围产生的所有电信号 的输出值进行修正,会导致修正精度下降。

通过缩小以一定的修正量进行修正的各特定的检测范围,能提高修正精 度,但会增加修正量数据的数据量,因此将产生需要使用数据容量较大且较 昂贵的存储部的问题。另外,在上述专利文献1所示的技术中,为了预先将 修正量数据实现数据表格化并存储至存储部中,需要在能检测出物理量传感 器元件的范围内的多个检测点测定出电信号。因此,存在测定成本上升的问 题。

另外,在上述专利文献2所示的技术中,预先将修正量数据制成数据表 格并存储至存储部中,并通过插值法计算出用于对在数据表中未保存修正量 数据的检测点上产生的电信号的输出值进行修正的修正量。因此,虽然修正 量数据的数据量并没有增大,但是除了修正电信号的输出值的运算处理之 外,还需要利用插值法计算出修正量的运算处理。因此,存在运算电路的规 模变大的问题,以及运算处理时间增大难以实现高速化的问题。

另一方面,在上述专利文献3所示的技术中,利用如下的运算电路来进 行运算处理,并修正物理量传感器元件的输出特性,其中,该运算电路是基 于反映出物理量传感器元件的输出特性的计算式而构成的。由于不进行用于 计算修正量的运算处理,因此能减小运算电路的规模。另外,在存储部中仅 存储上述计算式的系数及常数即可,因此能使用数据容量较小、较廉价的存 储部。

然而,一般情况下,物理量传感器元件的输出具有相对于压力及温度呈2 次曲线变化的失真分量。在上述专利文献3所示的技术中,由于只能对与压 力及温度成比例且呈线性变化的一次分量进行修正,因此难以实现修正精度 的进一步提高。另外,构成物理量传感器装置的A/D转换器等其它结构部的 输出也具有2次分量,因此需要根据物理量传感器装置的构成条件来对相对 于压力、温度呈3~4次曲线变化的3~4次分量进行修正。

本发明为了解决上述现有技术中的问题,其目的在于提供修正精度较高 的物理量传感器装置的输出值修正方法、物理量传感器的输出值修正方法、 物理量传感器装置以及物理量传感器的输出值修正装置。本发明的目的在 于,为了解决上述现有技术中的问题,提供一种能够降低成本的物理量传感 器装置的输出值修正方法、物理量传感器的输出值修正方法、物理量传感器 装置以及物理量传感器的输出值修正装置。另外,本发明的目的还在于,为 了解决上述现有技术中的问题,提供一种能实现处理速度高速化的物理量传 感器装置的输出值修正方法、物理量传感器的输出值修正方法、物理量传感 器装置以及物理量传感器的输出值修正装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题,达成本发明的目的,本发明涉及的物理量传感器装 置的输出值修正方法,该物理量传感器装置具备对依赖于温度的其它物理量 进行检测、并根据所检测到的所述物理量来输出电信号的物理量传感器,以 及输出与所检测到的温度相对应的电信号的温度传感器,该物理量传感器装 置的输出值修正方法具有如下特征。进行第1获取工序,在该第1获取工序 中,在至少3个以上的规定温度下,分别获取由所述物理量传感器输出的至 少3个以上的初始输出值。进行第2获取工序,在该第2获取工序中,分别 获取根据至少3个以上的所述初始输出值而预先设定的所述物理量传感器的 目标输出值。然后,进行第1计算工序,在该第1计算工序中,计算出第1 特性值,该第1特性值用于基于所述初始输出值以及所述目标输出值,对相 对于所检测到的所述物理量呈非线性地变化的所述物理量传感器的输出特性 进行修正。之后,进行第2计算工序,在该第2计算工序中,计算出第2特 性值,该第2特性值用于基于所述规定温度以及所述第1特性值,对相对于 由所述温度传感器检测到的温度呈非线性地变化的所述第1特性值进行修 正。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法的特征在 于,在上述发明中,在所述第1计算工序中,按照每个所述规定温度将所述 初始输出值与所述目标输出值近似成2次以上的多项式,从而计算出表示所 述物理量传感器的修正后的输出特性的第1特性式,将所述第1特性式的系 数以及常数项设为所述第1特性值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法的特征在 于,在上述发明中,在所述第2计算工序中,按照每个所述第1特性式的系 数以及常数项将所述规定温度与所述第1特性值近似成2次以上的多项式, 从而计算出表示所述第1特性值的温度依赖特性的第2特性式,将所述第2 特性式的系数以及常数项设为所述第2特性值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法的特征在 于,在上述发明中,在近似为2次以上的多项式时,使用最小二乘法。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法的特征在 于,在上述发明中,还包括运算工序,在该运算工序中,基于所述物理量传 感器的当前时刻的输出值、以及利用所述温度传感器的所述当前时刻的输出 值和所述第2特性值进行修正的修正后的所述第1特性值,来计算所述物理 量传感器的修正后的输出值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法的特征在 于,在上述发明中,还包括运算工序,在该运算工序中,通过在构成所述第1 特性式以及所述第2特性式的运算单元中,输入所述物理量传感器的当前时 刻的输出值、所述温度传感器的所述当前时刻的输出值以及所述第2特性 值,来计算出所述物理量传感器的修正后的输出值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法的特征在 于,在上述发明中,在所述运算工序中,对与电源电压成比例的所述物理量 传感器的修正后的输出值进行计算。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法的特征在 于,在上述发明中,还包含将所述第2特性值存储至存储单元中的存储工 序,在所述运算工序中,使用从所述存储单元中读取出的所述第2特性值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法的特征在 于,在上述发明中,所述物理量传感器是压力传感器、加速度传感器、陀螺 仪传感器或流量传感器。

另外,为了解决上述问题,达成本发明的目的,本发明所涉及的物理量 传感器装置具备物理量传感器,该物理量传感器对依赖于温度的其它物理量 进行检测,并输出与所检测到的所述物理量相对应的电信号。具备:温度传 感器,该温度传感器输出与所检测到的温度相对应的电信号;以及第1获取 单元,该第1获取单元在至少3个以上的规定温度下,分别获取由所述物理 量传感器输出的至少3个以上的初始输出值。具备第2获取单元,该第2获 取单元分别获取根据至少3个以上的所述初始输出值而预先设定的所述物理 量传感器的目标输出值。具备第1计算单元,该第1计算单元计算出第1特 性值,该第1特性值用于基于所述初始输出值以及所述目标输出值来对相对 于所检测到的所述物理量呈非线性地变化的所述物理量传感器的输出特性进 行修正。具备第2计算单元,第2计算单元计算出第2特性值,该第2特性 值用于基于所述规定温度以及所述第1特性值来对相对于由所述温度传感器 检测到的温度呈非线性地变化的所述第1特性值进行修正。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的特征在于,在上述发明中, 所述第1计算单元按照每个所述规定温度将所述初始输出值与所述目标输出 值近似成2次以上的多项式,从而计算出表示所述物理量传感器的修正后的 输出特性的第1特性式,将所述第1特性式的系数以及常数项设为所述第1 特性值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的特征在于,在上述发明中, 所述第2计算单元按照每个所述第1特性式的系数以及常数项将所述规定温 度与所述第1特性值近似成2次以上的多项式,从而计算出表示所述第1特 性值的温度依赖特性的第2特性式,将所述第2特性式的系数以及常数项设 为所述第2特性值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的特征在于,在上述发明中, 在近似为2次以上的多项式时,使用最小二乘法。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的特征在于,在上述发明中, 还包括运算单元,该运算单元基于所述物理量传感器的当前时刻的输出值、 以及利用所述温度传感器的所述当前时刻的输出值和所述第2特性值进行修 正的修正后的所述第1特性值,来计算所述物理量传感器的修正后的输出 值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的特征在于,在上述发明中, 还包括构成所述第1特性式以及所述第2特性式的运算单元,所述运算单元 通过输入所述物理量传感器的当前时刻的输出值、所述温度传感器的所述当 前时刻的输出值以及所述第2特性值,来计算出所述物理量传感器的修正后 的输出值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的特征在于,在上述发明中, 所述运算单元对与电源电压成比例的所述物理量传感器的修正后的输出值进 行计算。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的特征在于,在上述发明中, 还包括存储所述第2特性值的存储单元,所述运算单元使用从所述存储单元 中读取出的所述第2特性值。

另外,本发明所涉及的物理量传感器装置的特征在于,在上述发明中, 所述物理量传感器是压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器或流量传感 器。

为了解决上述问题,达成本发明的目的,本发明涉及的物理量传感器的 输出值修正方法获取来自物理量传感器以及温度传感器的输出信号,对所述 物理量传感器的输出值进行修正,该物理量传感器对依赖于温度的其它物理 量进行检测、并根据所检测到的所述物理量来输出电信号,该温度传感器输 出与所检测到的温度相对应的电信号,该物理量传感器的输出值修正方法具 有如下特征。进行第1获取工序,在该第1获取工序中,在至少3个以上的 规定温度下,分别获取由所述物理量传感器输出的至少3个以上的初始输出 值。进行第2获取工序,在该第2获取工序中,分别获取根据至少3个以上 的所述初始输出值而预先设定的所述物理量传感器的目标输出值。然后,进 行第1计算工序,在该第1计算工序中,计算出第1特性值,该第1特性值 用于基于所述初始输出值以及所述目标输出值,对相对于所检测到的所述物 理量呈非线性地变化的所述物理量传感器的输出特性进行修正。之后,进行 第2计算工序,在该第2计算工序中,计算出第2特性值,该第2特性值用 于基于所述规定温度以及所述第1特性值,对相对于由所述温度传感器检测 到的温度呈非线性地变化的所述第1特性值进行修正。

为了解决上述问题,达成本发明的目的,本发明涉及的物理量传感器的 输出值修正方法接收物理量传感器以及温度传感器的输出信号,对所述物理 量传感器的输出值进行修正,该物理量传感器对依赖于温度的其它物理量进 行检测、并根据所检测到的所述物理量来输出电信号,该温度传感器输出与 所检测到的温度相对应的电信号,该物理量传感器的输出值修正方法具有如 下特征。具备第1获取单元,该第1获取单元在至少3个以上的规定温度 下,分别获取由所述物理量传感器输出的至少3个以上的初始输出值。具备 第2获取单元,该第2获取单元分别获取根据至少3个以上的所述初始输出 值而预先设定的所述物理量传感器的目标输出值。具备第1计算单元,该第1 计算单元计算出第1特性值,该第1特性值用于基于所述初始输出值以及所 述目标输出值来对相对于所检测到的所述物理量呈非线性地变化的所述物理 量传感器的输出特性进行修正。具备第2计算单元,第2计算单元计算出第2 特性值,该第2特性值用于基于所述规定温度以及所述第1特性值来对相对 于由所述温度传感器检测到的温度呈非线性地变化的所述第1特性值进行修 正。

根据上述发明,即使物理量传感器及温度传感器的初始输出特性中存在 失真,也能对这些失真进行修正,并对物理量传感器的输出值进行运算。另 外,根据上述发明,在存储单元中存储最少9个修正用参数即可,因此能使 用数据容量较小、较廉价的存储单元。另外,即使在增加第1、2特性式的次 数的情况下,也无需大幅度地增加存储在存储单元中的修正用参数的个数。 因此,在使用数据容量较小、较廉价的存储单元的情况下,计算出3次、4次 的第1、2特性式,并增加修正用参数,能容易地对因周边设备而引起的失真 进行修正。

另外,根据上述发明,利用如下的一个传递函数能计算物理量传感器的 修正后的输出值,该传递函数由表示物理量传感器的修正后的输出特性的第1 特性式、以及表示对第1特性式的系数和常数项进行修正的第2特性式来构 成。因此,能够利用仅由逻辑积电路、逻辑与电路等基本电路来构成上述传 递函数的运算电路,并计算出物理量传感器的修正后的输出值,而与该传递 函数的次数无关。

另外,根据上述发明,为了计算出修正物理量传感器的输出特性的修正 用参数,而在最少9个测定点(在3个规定温度的每一个温度下测定3个物理 量)上获取物理量传感器的初始输出值即可。因此,能减少用于进行物理量传 感器装置的初始设定的步骤数。另外,通过增加测定点的个数、例如在4个 规定温度的每一个温度下测定4个物理量,从而提高用于计算第1、2特性式 的近似精度。

发明效果

根据本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法、物理量传感 器的输出值修正方法、物理量传感器装置以及物理量传感器的输出值修正装 置,起到能提高修正精度的效果。另外,根据本发明所涉及的物理量传感器 装置的输出值修正方法、物理量传感器的输出值修正方法、物理量传感器装 置以及物理量传感器的输出值修正装置,起到能降低成本的效果。另外,根 据本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法、物理量传感器的输 出值修正方法、物理量传感器装置以及物理量传感器的输出值修正装置,起 到能实现处理速度的高速化的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的功能结构的 框图。

图2是表示适用本发明在半导体芯片上形成的半导体物理量传感器装置 的整体结构的一个示例的框图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的修正前的输 出特性的一个示例的特性图。

图4是表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的目标输出特 性的一个示例的特性图。

图5是表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的温度相关性 的特性图。

图6是详细表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的相对于 温度的特性的说明图。

图7是表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的输出值修正 处理的工序的流程图(其一)。

图8是表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的输出值修正 处理的工序的流程图(其二)。

具体实施方式

以下参照附图,对本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方 法、物理量传感器的输出值修正方法、物理量传感器装置以及物理量传感器 的输出值修正装置的优选实施方式进行详细说明。此外,在以下的实施方式 的说明及附图中,对相同结构付上同一标记,并省略重复说明。

(实施方式)

图1是表示本发明的实施方式的所涉及的物理量传感器装置的功能结构 的框图。图1所示的物理量传感器装置100将物理量传感器101的输出值修 正成所希望的输出值,并输出至外部。所希望的输出值是指基于输出特性 的、实际使用时或出厂前试验时的物理量传感器装置100的输出值,其中该 输出特性例如是基于物理量传感器装置100的设计规格而预先设定的。物理 量传感器装置100包括:物理量传感器101、温度传感器102、Vcc分压部 103、运算部104、存储部105、输入输出部106。物理量传感器装置100获取 由设定装置110计算出的物理量传感器装置100的初始设定信息。

初始设定信息是指由设定装置110计算出的信息。初始设定信息中仅含 有设定装置110所计算出的第1、2特性值之中的第2特性值。第1特性值是 用于对物理量传感器101的输出特性进行修正的信息,且是表示物理量传感 器101的修正后的输出特性的第1特性式的系数及常数项,其中,该物理量 传感器101的输出特性相对于所检测出的物理量呈非线性地变化。第2特性 值是用于对第1特性值进行修正的信息,且是表示第1特性值的温度相关性 的第2特性式的系数及常数项,其中,该第1特性值相对于温度传感器102 所检测出的温度呈非线性地变化。

另外,物理量传感器装置100具有工作模式1~3。工作模式1是物理量 传感器装置100的初始设定信息存储在存储部105的初始设定前的工作模 式。工作模式2是将初始设定信息写入存储部105的工作模式。工作模式3 是将初始设定信息写入存储部105之后(初始设定后)的工作模式,例如是物 理量传感器装置100的实际使用时、出厂前试验时的工作模式。对于物理量 传感器装置100的工作模式1~3,可以通过省略图示的控制部来进行程序控 制,也可以通过能机械式地进行导通、截止的开关来机械式地或人工地进行 控制。

物理量传感器101是产生与检测出的被测定介质的物理量相对应的输出 信号的传感器元件。物理量传感器101所检测的物理量是依赖于温度的温度 以外的物理量。物理量传感器101例如是压力传感器、加速度传感器、陀螺 (角度或角速度)传感器、流量传感器等。温度传感器102是产生与检测出的 被测定介质的温度相对应的输出信号的传感器元件。Vcc分压部103对通过 Vcc端子提供来的电源电压进行分压。物理量传感器101及温度传感器102可 以使用公知的传感器元件。物理量传感器101、温度传感器102以及Vcc分压 部103的各输出信号输入至运算部104。

运算部104被控制成在物理量传感器装置100的工作模式1下不进行运 算处理,而是直接输出物理量传感器101的输出值(以下记作初始输出值)、 温度传感器102的初始输出值以及Vcc分压部103的初始输出值。物理量传 感器101、温度传感器102以及Vcc分压部103的各初始输出值是用于获得物 理量传感器装置100的初始输出特性的信息。另一方面,运算部104被控制 成在物理量传感器装置100的工作模式3下对物理量传感器101的所希望的 输出值(以下记作物理量传感器101的修正后的输出值)进行运算。具体而 言,运算部104在物理量传感器装置100的工作模式3下,基于物理量传感 器101的输出值、温度传感器102的输出值以及初始设定信息来计算出物理 量传感器101的修正后的输出值。运算部104例如用于读取出写入存储部105 中的初始设定信息。

运算部104构成以物理量传感器101的输出值作为变量的2次以上的多 项式即第1特性式,以及以温度传感器102的输出值作为变量的2次以上的 多项式即第2特性式。此外,通过输入温度传感器102的输出值以及第2特 性值,从而由运算部104基于第2特性式计算出修正后的第1特性值。此 外,通过输入修正后的第1特性值以及物理量传感器101的输出值,从而由 运算部104基于系数及常数项(第1特性值)经过修正的状态下的第1特性式 来计算物理量传感器101的修正后的输出值。

由此,在运算部104中构成如下的电路,该电路用于对通过第1特性式 及第2特性式来计算物理量传感器101的修正后的输出值的一个传递函数的 等效运算电路或等效运算程序进行处理。此外,运算部104通过在接收到物 理量传感器101的输出信号及温度传感器102的输出信号的输入时,获取第2 特性值,从而能计算出物理量传感器101的修正后的输出值。此外,运算部 104也可以基于Vcc分压部103的输出值来计算出与电源电压成比例的物理量 传感器101的修正后的输出值。

运算部104基于Vcc分压部103的输出值来计算物理量传感器101的修 正后的输出值,在此情况下,以Vcc分压部103的输出值Vcc的、从作为基 准的Vcc分压部103的输出值(以下记作基准输出值)Vcc0起的放大率 (=Vcc/Vcc0)来对物理量传感器101的修正后的输出值进行增减。更具体而 言,在放大率为+10%的情况下,运算部104也将物理量传感器101的修正后 的输出值放大+10%。

存储部105至少存储有第2特性值,以作为物理量传感器装置100的初 始设定信息。物理量传感器装置100的初始设定信息在物理量传感器装置100 的工作模式2下存储在存储部105中。输入输出部106将物理量传感器101 的修正后的输出值、温度传感器102的输出值、Vcc分压部103的输出值输出 至外部。另外,输入输出部106分别将物理量传感器101、温度传感器102以 及Vcc分压部103的各初始输出值输出至设定装置110。输入输出部106从设 定装置110接收对物理量传感器装置100的初始设定信息的输入。

设定装置110包括:第1获取部111、第2获取部112、第1计算部 113、第2计算部114、输入输出部115。第1获取部111经由输入输出部115 从物理量传感器装置100的输入输出部106分别获取至少三个以上的初始输 出值,该三个以上的初始输出值是由物理量传感器101对应至少三个以上的 规定温度输出的。因此,第1获取部111至少一共获取9个以上的物理量传 感器101的初始输出值。第1获取部111也可以获取Vcc分压部103的输出 值。

第2获取部112分别获取物理量传感器101的目标输出值,该目标输出 值是根据物理量传感器101的多个初始输出值而预先设定的。因此,第2获 取部112至少一共获取9个以上的物理量传感器101的目标输出值。规定温 度及物理量传感器101的目标输出值可以预先存储在设定装置110的省略图 示的存储部中,也可以由省略图示的输入单元来接收该输入。

第1计算部113基于物理量传感器101的初始输出值以及目标输出值来 计算出第1特性值,该第1特性值用于计算物理量传感器101的修正后的输 出值。具体而言,第1计算部113例如利用最小二乘法按照每个规定温度来 将物理量传感器101的初始输出值及物理量传感器101的目标输出值近似为2 次以上的多项式,从而计算出第1特性式。然后,第1计算部113将按照每 个规定温度计算出的第1特性式的系数以及常数项设作第1特性值。

更具体而言,在第1获取部111按照m个规定温度的每一个来获得物理 量传感器101的n个规定物理量的初始输出值的情况下(物理量传感器的输出 值的测定点为n个,且温度传感器的输出值的测定点为m个),第1计算部 113按照m个规定温度的每一个来计算出X次(2≤X≤n-1)的多项式,并基于 这些X次的多项式来计算出下述(1)式。下述(1)式是由运算部104构成的第1 特性式。

下述(1)式中,Vd是物理量传感器装置的工作模式3时的物理量传感器 101的输出值,ΔT是物理量传感器装置的工作模式3时的温度传感器102的 检测温度(温度传感器102的输出值)(下述(2)式及(3)式中也相同)。检测温 度ΔT是以基准温度T0=25℃为基准的温度传感器102的输出值。然后,第1 计算部113将按照每隔m个规定温度的每一个计算出的X次的多项式的系数 以及常数项kij、i=1,2,…n、j=X,X-1,…,1,0作为第1特性值。

Vouti(ΔT,Vd)=KiX(ΔT)×VdX+Kix-1(ΔT)×VdX-1+… +Ki1(ΔT)×Vd+Ki0(ΔT)(i=1,2,…,n)…(1)

此外,第1计算部113也可以基于Vcc分压部103的输出值来计算出第1 特性式。在该情况下,第1计算部113计算出下式(2)式所示的第1特性式。 在下述(2)式中,Vcc是物理量传感器装置100的动作模式2时的Vcc分压部 103的输出值。该情况下,第1特性值成为kij×Vcc/Vcc0、i=1,2…,n、 j=X,X-1,…,1,0。

Vouti(ΔT,Vd)={Kix(ΔT)×VdX+Kix-1(ΔT)×VdX-1+… +Ki1(ΔT)×Vd+Ki0(ΔT)}×Vcc/Vcc0(i=1,2,…,n)…(2)

第2计算部114基于规定温度及第1特性值来计算出第2特性值,该第2 特性值用于计算第1特性值的近似式Ki(ΔT)、i=1,2,…,n。具体而言, 第2计算部114例如利用最小二乘法按照每个第1特性值kij来将规定温度及 第1特性值kij近似为2次以上的多项式,从而计算出第2特性式。第2特性 式由下述(3)式表示。然后,第2计算部114将第2特性式的系数以及常数项 kTij、i=1,2,…,n、j=Y(2≦Y≦m-1),Y-1,…,0作为第2特性值。通 过第2计算部114计算出的第2特性值通过输入输出部115输出至物理量传 感器装置100的输入输出部116。第1、2特性式及第1、2特性值的计算方法 在后面说明。

Ki(ΔT)=kTiY×ΔTX+kTiY-1×ΔTX-1+…+kTi1×ΔT+kTi0(i=1,2,…,n)… (3)

接下来,参照图2对图1所示的物理量传感器装置100的整体结构的一 个示例进行说明。图2是表示适用本发明在半导体芯片上形成的半导体物理 量传感器装置的整体结构的一个示例的框图。物理量传感器装置200包括: 物理量传感器201,温度传感器202、Vcc分压部203,运算电路204,数据存 储部205,I/O(Input/Output:输入/输出)接口206,第1~3采样保存器 211~213,第1、2选择器214、219,A/D转换器215,第1~3锁存器216~ 218,基准电压源211,传感器驱动电路222,振荡器223。

物理量传感器201、温度传感器202、Vcc分压部203相当于上述的物理 量传感器101、温度传感器102、Vcc分压部103。物理量传感器201、温度传 感器202以及Vcc分压部203的输出信号例如是模拟信号。物理量传感器 201、温度传感器202以及Vcc分压部203的后级分别配置有第1~3采样保 存器211~213。第1~3采样保存器211~213的后级经由第1选择器214配 置有A/D转换器215。

第1采样存储器211每隔一定的时间间隔取出从物理量传感器201连续 输入的模拟信号(标本化:采样),并保持一定时间(保存)。第2采样保存器 212每隔一定的时间间隔取出从温度传感器202连续输入的模拟信号,并保持 一定时间。第3采样保存器213每隔一定的时间间隔取出从Vcc分压部203 连续输入的模拟信号,并保持一定时间。

第1选择器214从由第1~3采样保存器211~213输入的模拟信号之中 选出一个,并输出至A/D转换器215。A/D转换器215将第1选择器214所选 出的模拟信号转换成数字信号,并输出至运算电路204。也就是说,物理量传 感器201、温度传感器202以及Vcc分压部204所生成的模拟信号被数字化, 并被输出至后级的运算电路204。

运算电路204及数据存储部205分别相当于上述的运算部104以及存储 部105。通过从控制端子输入的控制信号来对运算电路204是否进行计算物理 量传感器201的修正后的输出值的处理进行控制。具体而言,例如在来自控 制端子的控制信号为“1:导通”的情况下,运算电路204读取出预先存储在 数据存储部205中的初始设定信息,并基于该初始设定信息以规定的放大率 对物理量传感器201的输出信号进行放大并输出(工作模式3)。

另一方面,例如在来自控制端子的控制信号为“0:截止”的情况下,运 算电路204不进行运算处理,而直接输出从A/D转换器215输入的数字信号 (工作模式1)。因此,通过A/D转换器215数字化后的物理量传感器201、温 度传感器202、以及Vcc分压部2203的各输出信号(以下记作数字信号)在初 始输出值的状态下,分别直接输入至第1~3锁存器216~218。

第1~3锁存器216~218分别将物理量传感器201的数字信号、温度传 感器202的数字信号以及Vcc分压部203的数字信号保持一定时间。第2选 择器219从由第1~3锁存器216~218输入的数字信号之中选出一个,并输 出至I/O接口206。另外,在数字信号从外部输入至I/O接口206时,第2选 择器219进行切换,从而将I/O接口206与数据存储部205相连接。然后, 第2选择器219将输入至I/O接口206中的数字信号输出至数据存储部205。

I/O接口206相当于上述输入输出部106。I/O接口206例如在从第2选 择器219输入数字信号时(工作模式1、3时)成为输出模式,从I/O端子向外 部输出从第2选择器219输入的数字信号。另一方面,I/O接口206例如在从 外部通过I/O接口输入数字信号时(工作模式2)成为输入模式,将从外部输入 的数字信号输出至第2选择器219。

从外部输入至I/O接口206的数字信号是由上述设定装置110计算出的 物理量传感器装置200的初始设定信息。从外部输入至I/O接口206的数字 信号经由第2选择器219被输入至数据存储部205。从第2限制器219输入至 数据存储部205的数字信号通过从写入电压端子对数据存储部205施加规定 电压,从而半永久性地存储在数据存储部205中。

基准电压源221对从Vcc端子提供来的电源电压的噪声进行均化,并生 成适用于传感器驱动电路222的驱动的基准电压,从而提供给传感器驱动电 路222。另外,基准电压源221将电压VDD提供给振荡器223、物理量传感器 装置200内的各电路。传感器驱动电路222生成用于驱动物理量传感器201、 温度传感器202的规定大小的电压,并提供给物理量传感器201、温度传感器 202。振荡器223生成用于驱动A/D转换器215、运算电路204的时钟信号, 并提供给A/D转换器215、运算电路204。

接下来,对物理量传感器装置200的工作模式1~3进行详细说明。首 先,对物理量传感器装置200的工作模式1进行说明。工作模式1是用于在 调整物理量传感器装置200的初始设定的阶段中,获得物理量传感器201的 初始的输出特性的工作模式。在工作模式1下,首先将物理量传感器201、温 度传感器202以及Vcc分压部203的各模拟信号分别输入至第1~3采样保存 器211~213中,并每隔一定时间重复地保持并更新电压值。

由第1~3采样保存器211~213保持的各电压值以例如预先设定的选择 顺序被第1选择器214依次输入至A/D转换器215中,从模拟值转换成数字 值。被A/D转换器215转换成数字值的物理量传感器201、温度传感器202以 及Vcc分压部203的各电压值被输入至运算电路204中。

在工作模式1下,运算电路204从控制端子输入“0:截止”的控制信 号,且被控制成不进行运算处理。因此,从A/D转换器215输入至运算电路 204的电压值在不经过运算电路204的运算处理的状态下直接输出并保持于第 1~3锁存器216~218中。由第1~3锁存器216~218保持的各电压值以例如 预先设定的选择顺序被第2选择器219依次输出至I/O接口206中,从I/O 端子输出至外部。由此,物理量传感器装置200的工作模式1结束。

由此,工作模式1时的物理量传感器201、温度传感器202以及Vcc分压 部203的各输出值不经过运算电路204的运算处理,直接被作为初始输出值 而输出至外部,由上述第1获取部111来获得。物理量传感器201的初始输 出值被输出到外部时的规定温度例如通过温度传感器202的初始输出值来确 认。由此,能获得用于计算上述(1)式(或上述(2)式)以及上述(3)式的物理量 传感器装置200的初始输出特性。

接下来,对物理量传感器装置200的工作模式2进行说明。工作模式2 是用于从外部将初始设定信息写入物理量传感器200的数据存储部205的工 作模式。在工作模式2下,首先通过I/O端子从外部将物理量传感器200的 初始设定信息输入I/O接口206中。初始设定信息是通过上述的第2计算部 114计算出的信息。通过将初始设定信息输入I/O接口206,使得I/O接口 206从输出模式切换成输入模式。

另外,通过将初始设定信息输入至I/O接口206,使得第2选择器219切 换成将I/O接口206与数据存储部205相连接的路径。然后,输入至I/O接 口206中的初始设定信息经由第2选择器219被保存至数据存储部205中。 通过在该状态下从写入电压端子对数据存储部205施加规定的电压,从而将 保存在数据存储部205中的初始设定信息写入数据存储部205内的非挥发性 存储器中。由此,初始设定信息半永久性地保持在数据存储部205中,物理 量传感器装置200的工作模式2结束。

接下来,对物理量传感器装置200的工作模式3进行说明。工作模式3 是物理量传感器装置200的实际使用时、出厂前试验时等的工作模式,是将 物理量传感器201的修正后的输出值输出至外部的工作模式。在工作模式3 下,首先,与工作模式1相同,物理量传感器201、温度传感器202以及Vcc 分压部203的各输出信号分别经由第1~3采样保存器211~213、第1选择器 214以及A/D转换器215输入至运算电路204。

接着,将已存储在数据存储部205中的初始设定信息也输入至运算电路 204中。如上所述,已存储在数据存储部205中的初始设定信息是指由第2计 算部114计算出的第2特性值。由此,将物理量传感器201的输出值Vd、温 度传感器202的检测温度ΔT、Vcc分压部203的输出值Vcc以及第2特性值 kTij、i=1,2,…,n、j=Y,Y-1,…,0输入至上述(1)式(或上述(2)式)以 及上述(3)式中,运算出物理量传感器201的修正后的输出值。

之后,将由运算电路204计算出的物理量传感器201的修正后的输出值 输入至第1锁存器216,且经由第2选择器219输入至I/O接口206。由此, 物理量传感器201的修正后的输出值从I/O端子输出至外部,物理量传感器 装置200的工作模式3结束。对于上述的物理量传感器装置200的各工作模 式1~3,可以通过省略图示的控制部来进行程序控制,也可以通过能机械式 地进行导通、截止的开关来机械式地或人工地进行控制。

接下来,参照图3~5对第1、2特性式及第1、2特性值的计算方法、以 及物理量传感器的修正后的输出值的运算方法进行说明。图3是表示本发明 的实施方式所涉及的物理量传感器装置的修正前的输出特性的一个示例的特 性图。另外,图4是表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的目 标输出特性的一个示例的特性图。图5是表示本发明的实施方式所涉及的物 理量传感器装置的温度相关性的特性图。在将压力传感器用作为物理量传感 器的物理量传感器的工作模式1中,以使压力传感器在3个规定温度T1~T3 的每一个温度下对3个压力P1~P3进行检测的情况为例进行说明。规定温度 T1~T3例如分别设为-40℃、25℃以及100℃。

首先,如图3所示,通过第1获取部111来获取压力传感器的一共9个 初始输出值V0。接着,以压力Pj、j=1,2,3为横轴,以压力传感器的初始 输出值V0为纵轴,按照规定温度T1~T3的每一个温度将压力Pj与初始输出 值V0近似为2次多项式。由此,能获得相对于检测出的压力Pj呈2次曲线地 变化的压力传感器的初始的输出特性301~303。表示图3所示的压力传感器 的初始的输出特性301~303的曲线图是2次曲线(图4、5的曲线图也同样是 2次曲线)。图3所示的压力P1~P3以及压力传感器的初始输出值V0的值是 一个示例。

接下来,通过第2获取部112来获取分别与压力传感器的9个各初始输 出值V0相对应的压力传感器的9个目标输出值V1。接着,如图4所示,以压 力传感器的初始输出值V0为横轴,以压力传感器的目标输出值V1为纵轴,利 用最小二乘法并按照规定温度T1~T3的每一个温度将初始输出值V0与目标输 出值V1近似为2次多项式。由此,能按照规定温度T1~T3的每一个温度来获 得压力传感器的修正后的输出特性401~403。然后,用下述(4)式~下述(6) 式来表示规定温度T1~T3的每一个温度的压力传感器的目标输出值的近似式 V1(T1)~V1(T3)。

V1(T1)=-0.88×V02+11.66×V0-0.10…(4)

V1(T2)=-1.19×V02+13.34×V0-0.11…(5)

V1(T3)=-1.40×V02+15.17×V0-0.09…(6)

通过上述(4)式~上述(6)式,作为第1特性值提取出V1(Ti)、i=1,2,3 的2次项的系数ki2、1次项的系数ki1以及常数项ki0。在物理量传感器装置的 工作模式3下,上述(4)式~上述(6)式的初始输出值V0以及目标输出值V1分 别相当于压力传感器的输出值Vd以及压力传感器的修正后的输出值Vout。因 此,能如下述(7)式所示的那样来表示上述(4)式~上述(6)式。下述(7)式相 当于n、m=3时的上述(1)式,是表示压力传感器的修正后的输出特性的第1 特性式。

Vout(ΔT,Vd)=K2(ΔT)×Vd2+K1(ΔT)×Vd+K0(ΔT)…(7)

接下来,在上述(4)式~上述(6)式中,利用最小二乘法将规定温度T1~ T3与基准温度T0(例如T0=25℃)的各差分ΔT、各2次项的各系数k12=-0.88、 k22=-1.19以及k32=-1.40近似为2次多项式。同样地,利用最小二乘法将各差 分ΔT、各1次项的各系数k11=11.66、k21=13.34以及k31=15.17近似为2次多 项式。利用最小二乘法将各差分ΔT、常数项k10=-0.10、k20=-0.11以及k30=- 0.09近似为2次多项式。

由此,如图5所示,上述(7)式的系数以及常数项的近似式K2(ΔT)、 K1(ΔT)以及K0(ΔT)示出了表示温度相关特性的2次曲线501~503,并通过 下述(8)式~下述(10)式来表示。在物理量传感器装置的工作模式3下,规定 温度T1~T3与基准温度T0(例如T0=25℃)之间的各差分ΔT相当于基准温度 T0=25℃的温度传感器的检测温度(温度传感器的输出值)。因此,第1特性值 的近似式Ki(ΔT)、i=0,1,2由下述(8)式~下述(10)式来表示。

K2(ΔT)=-1.5×10-5×ΔT2-3.9×10-3×ΔT-1.2…(8)

K1(ΔT)=-7.8×10-6×ΔT2-2.6×10-2×ΔT-1.3×10…(9)

K0(ΔT)=2.4×10-6×ΔT2-1.1×10-4×ΔT-1.1×10-1…(10)

上述(8)式~上述(10)式能作为依赖于温度ΔT的下述(11)式来提取出。 下述(11)式相当于n=3时的上述(3)式,是表示第1特性值的温度相关特性的 第2特性式。此外,将以下参数作为第2特性值来提取出:上述(8)式中的 K2(ΔT)的2次项的系数kT22=-1.5×10-5、1次项的系数kT21=-3.9×10-3、以及 常数项kT20=-1.2,上述(9)式中的K1(ΔT)的2次项的系数kT12=-7.8×10-6、1 次项的系数kT11=-2.6×10-2以及常数项kT10=-1.3×10,以及上述(10)式中的 K0(ΔT)的2次项的系数kT02=2.4×10-6、1次项的系数kT01=-1.1×10-4以及常 数项kT00=-1.1×10-1

Ki(ΔT)=kTi2×ΔT2+kTi1×ΔT+kTi0(i=0,1,2)…(11)

对于由此得到的9个第2特性值(以下记作修正用参数)kTij、i=0,1, 2、j=2,1,0,在物理量传感器装置的工作模式2下,作为用于修正物理量 传感器的输出特性的修正用参数存储在物理量传感器装置的数据存储器205 中。之后,在物理量传感器装置的工作模式3下,通过将温度传感器的检测 温度ΔT与9个修正用参数kTij输入至运算电路204中,从而进行使用上述 (8)式~上述(10)式的运算处理,计算出Ki(ΔT)、i=0,1,2。由于 Ki(ΔT)、i=0,1,2是上述(7)式的系数及常数项,因此通过将压力传感器的 输出值Vd输入至运算电路204中,从而能利用上述(7)式来计算出压力传感 器的修正后的输出值Vout。

接下来,对上述9个修正用参数(第2特性值)kTij进行说明。图6是详 细表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的相对于温度的特性的 说明图。图6中示出了上述(8)~上述(10)所示的修正用参数的数值的一个示 例、以及各参数所具有的含义(相对于温度的特性)。上述9个修正用参数kTij中分别示出了物理量传感器装置的相对于温度的不同的特性。因此,能够通 过9个修正用参数kTij来详细地确认物理量传感器装置的相对于温度的特 性。

具体而言,如图6所示,K2(ΔT)的2次项的系数kT22是灵敏度失真(灵敏 度非线性)相对于温度的失真分量。K2(ΔT)的1次项的系数kT21是灵敏度失真 (灵敏度非线性)相对于温度的斜率。K2(ΔT)的常数项kT20是基准温度时的灵 敏失真(灵敏度非线性)。K1(ΔT)的2次项的系数kT12是灵敏放大率相对于温 度的失真分量。K1(ΔT)的1次项的系数kT11是灵敏度放大率相对于温度的斜 率。K1(ΔT)的常数项kT10是基准温度时的灵敏度放大率。

K0(ΔT)的2次项的系数kT02是偏移量相对于温度的失真分量。K0(ΔT)的 1次项的系数kT01是偏移量相对于温度的斜率。K0(ΔT)的常数项kT00是基准温 度时的偏移量修正量。根据每一个制成的物理量传感器装置来获得这9个修 正用参数kTij。因此,通过回顾过去已制成的物理量传感器装置的修正用参数 kTij的履历,并确认例如规定数值范围内不存在的修正用参数kTij,从而能够 确认修正用参数kTij所示的温度特性中是否已产生问题。

另外,在以3次或4次的多项式来进行近似从而计算出第1、2特性式的 情况下,若近似为3次多项式,则修正用参数kTij的个数为12~16个,若近 似为4次多项式,则为15~25个。例如,在将第1特性式近似为3次多项 式,将第2特性式近似成2次多项式的情况下,需要在至少3个规定温度下 分别获取至少4个物理量传感器的输出。这些修正用参数kTij例如有规则地 表示出因周边设备而引起的特性等。因此,对于周边设备,第1、2特性式的 次数增加得越多,就越能确认出因周边设备而引起的特性等,并能以高精度 对物理量传感器的输出值进行修正。

另外,即使在4个规定温度下分别获取4个物理量传感器的输出,不仅 能近似成3次多项式,也可近似为2次多项式。由此,在测定个数为m、n个 时所获得的近似式的次数X、Y成为2≤Y≤m-1、2≤X≤n-1。

接下来,对本发明的实施方式所涉及的物理量传感器装置的输出值修正 处理的工序进行说明。图7、8是表示本发明的实施方式所涉及的物理量传感 器装置的输出值修正处理的工序的流程图。图7、8中示出了计算出物理量传 感器的初始设定条件,并写入物理量传感器装置的存储部为止的处理。首 先,如图7所示,获取压力传感器的输出值的测定次数n(≥3)以及温度传感 器的输出值的测定次数m(≥3)(工序S701)。

接着,将1代入变量i之后(工序S702),测定出温度传感器所检测出的 温度Ti和该温度Ti时的Vcc分压部的输出值Vcci(工序S703、S704)。接 着,将1代入变量j之后(工序S705),测定出温度ΔTi及压力Pj时的压力 传感器的初始输出值V0_ij(工序S706)。然后,使变量j递增(工序S707),重 复工序S706、S707的处理,直到变量j与测定次数n相等(工序S708:否)。

在变量j大于测定次数n的情况下(工序S708:是),使变量i递增(工序 S709),并重复工序S703~S709的处理,直到变量i相等于测定次数m为止 (工序S710:否)。由此,在m个温度的每一个温度下、测定出n个压力,一 共测定出m×n个以上的初始输出值V0_ij、i=1,2,…,m、j=1,2,…,n, 并输出至物理量传感器装置的外部。到此为止的处理是物理量传感器装置的 工作模式1。通过设定装置的第1获取部来获取输出到物理量传感器装置外部 的多个初始输出值V0_ij

在变量i大于测定次数m的情况下(工序S710:是),通过设定装置的第 2获取部来读取出与初始输出值V0_ij相对应的压力传感器的目标输出值V1_ij、 i=1,2,…,m、j=1,2,…,n(工序S711)。接下来,基于初始输出值V0_ij以及目标输出值V1_ij,如上述(4)式~上述(6)式所示那样在每一个温度Ti下 计算出目标输出值的近似式V1(Ti)(工序S712)。接下来,将目标输出值的近 似式V1(Ti)的系数以及常数项kij、i=1,2,…,m、j=X,X-1,…,1,0作 为第1特性值来获取(工序S713)。

接着,将1代入变量i(工序S714),计算出上述(8)式~上述(10)式所示 的第1特性值的近似式Ki(ΔT)(工序S715)。接下来,将第1特性值的近似式 Ki(ΔT)的各参数kTij、i=0,1,…,m、j=Y,Y-1,…,1,0(2≤Y≤n-1)作 为第2特性值来获取(工序S716)。然后,使变量i递增(工序S717),重复工 序S715~S717的处理,直到变量i与测定次数m相等为止(工序S718:否)。 在变量i大于测定次数m的情况下(工序S718:是),将近似式Ki(ΔT)的系数 以及常数项(第2特性值)kTij作为修正用参数写入物理量传感器装置的存储部 中(工序S719)。工序S719的处理是物理量传感器装置的工作模式2。之后, 本流程图的处理结束,之后,物理量传感器装置在工作模式3下工作。

此外,通过由个人电脑、工作站等计算机来执行预先准备的程序,能实 现本实施方式中说明的物理量传感器装置的输出值修正处理。该程序通过记 录在硬盘、软盘、CD-ROM、MO、DVD等能由计算机读取的记录介质中、并由计 算机从记录介质中读取出来实现。另外,该程序也可以是能通过互联网等网 络发布的传输介质。

如上述所说明的那样,根据实施方式,利用表示物理量传感器的修正后 的输出特性的第1特性式、和表示第1特性式的系数及常数项的温度相关特 性的第2特性式,来计算物理量传感器的修正后的输出值。因此,即使物理 量传感器及温度传感器的初始输出特性中存在失真,也能对这些失真进行修 正,并对物理量传感器的输出值进行修正。因此,能提高物理量传感器装置 的修正精度。

另外,根据实施方式,在存储部中存储最少9个修正用参数即可,因此 能使用数据容量较小、较廉价的存储部。因此,能缩小物理量传感器装置的 规模,并能以较低成本来制作物理量传感器装置。另外,在计算3次第1、2 特性式时,将12~16个修正用参数存储至存储部中即可,而在计算4次第 1、2特性式时,将15~25个修正用参数存储至存储部中即可。因此,即使在 增加第1、2特性式的次数的情况下,也无需大幅度地增加存储在存储部中的 参数的个数。因此,在使用数据容量较小、较廉价的存储部的情况下,计算 出3次、4次的第1、2特性式,并增加修正用参数,能容易地对因周边设备 而引起的失真进行修正。

另外,根据实施方式,通过对由第1特性式及构成该第1特性式的第2 特性式所组成的1个传递函数仅输入物理量传感器的输出值、温度传感器的 输出以及第2特性值,就能计算出物理量传感器的修正后的输出值。因此, 能够利用仅由逻辑积电路、逻辑与电路等基本电路来构成上述传递函数的运 算电路,来计算出物理量传感器的修正后的输出值,而与传递函数的次数无 关。由此,能缩小物理量传感器装置的规模,并能以较低成本来制作物理量 传感器装置。此外,还能实现处理速度的高速化。

另外,根据实施方式,为了计算出修正物理量传感器的输出特性的修正 用参数,而在最少9个测定点(在3个规定温度的每一个温度下测定3个物理 量)上获取物理量传感器的初始输出值即可。因此,能减少用于进行物理量传 感器装置的初始设定的工序数。因此,能以较低成本来制作物理量传感器装 置。另外,通过增加测定点的个数、例如在4个规定温度的每一个温度下测 定4个物理量,从而提高用于计算第1、2特性式的近似精度。因此,能提高 物理量传感器装置的修正精度。

以上的本发明并不局限于上述实施方式,可以进行各种变形。例如,也 可以将用于计算修正用参数的设定装置设置于物理量传感器装置内。在该情 况下,例如在物理量传感器装置的工作模式3下改变周边设备等时,也可以 通过设定装置再次计算修正用参数。另外,也可以将图1所示的物理量传感 器装置中的物理量传感器与其它装置(物理量传感器的输出值修正装置)设置 在同一半导体芯片上,也可以设置于不同的半导体芯片上。在将物理量传感 器与物理量传感器的输出值修正装置设置于不同的半导体芯片上的情况下, 可以将温度传感器设置于与物理量传感器相同的半导体芯片上,可以由热敏 电阻等来构成,并将物理量传感器的输出值修正装置及物理量传感器设置于 同一半导体芯片上。另外,也可以不在半导体芯片上形成物理量传感器。

工业上的实用性

如上所述,本发明所涉及的物理量传感器装置的输出值修正方法、物理 量传感器的输出值修正方法、物理量传感器装置以及物理量传感器的输出值 修正装置适用于检测依赖于温度的其它物理量,并根据检测出的物理量来输 出电信号的物理量传感器。

标号说明

100  物理量传感器装置

101  物理量传感器

102  温度传感器

103  Vcc分压部

104  运算部

105  存储部

106  输入输出部

111  第1获取部

112  第2获取部

113  第1计算部

114  第2计算部

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