[实用新型]可编程设置的正压和负压测量转换的压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体地讲是涉及一种和信号处理电路设置在同一芯片上的可编程设置的正压和负压测量转换的压力传感器。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受被测量的信息，并能将其感受检测到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。而传感技术则是一种研究传感器的材料、设计、工艺、性能和应用等的综合技术，属于一门边缘技术，它涉及物理学，数学，化学，以及对传感器的敏感元件部分的研究和开发。在对传感器的研究中，除了要对其芯片进行研究和开发外，也应对传感器的封装工艺和封装结构进行研究，因为传感器的封装工艺和封装结构往往是引起传感器不能稳定可靠地工作的关键因素之一。

但当汽车电子化后，汽车大批量应用压力传感器，而传感器的调试问题也就突现出来。

首先，根据测量介质的不同，扩散硅压力传感器在很多汽车应用场合都需测量负压，而传统的硅压力传感器还不能实现自由转换测量压力。因此在以前的应用中传感器封装厂家不得不选择两种型号的压力传感器，这在一定程度上增加了调试和封装的成本。

其次，汽车级的压力传感器使用的温度范围从-40～125度，要求传感器在如此宽的温度范围内满足一定的测量精度，唯一的方法是对每个传感器都做整个温度量程范围的满度和零点的温度补偿，这种人工校验方法不仅需要大量高素质的工人，而且需要大量精密的仪器设备。将该传感器用于汽车这种大批量生产而使用环境十分恶劣的产品上，压电式传感器的信号调理、温度补偿和压力修正成为该产品批量生产的最大问题。

此外，目前在传感器的应用中，所用的电路多为传感器和其信号处理电路分开的情况，这样做最大的问题是体积大、成本高、且封装困难，尤其是应用在汽车级的压力传感器的信号电路的设计、温度特性的补偿方法、生产过程的自动化水平都十分低下，这不仅大大影响了传感器的稳定性，而且也无法实现传感器的批量化生产，因此压力传感器结构和电路设计需要进一步的改进。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是提供一种体积小、成本低、稳定性高、实用性强和信号处理电路为一体式结构的可编程正压及负压测量转换的压力传感器。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种可编程设置的正压和负压测量转换的压力传感器，包括一芯片，一实现芯片编程功能的芯片编程板，在所述芯片上设有一可编程的信号处理电路和一压力传感器，所述的信号处理电路输入端与压力传感器输出端连接，所述芯片编程板一端通过通讯接口与计算机相连接，另一端则与芯片上的信号处理电路相连接。

作为优选，所述该通讯接口为计算机的USB通讯接口，芯片编程板一端通过计算机的USB通讯接口与计算机相连接。

上述数字信号处理电路中还集成有单片机和电可擦写可编程只读存储器(EEPRO)，通过单片机和EEPROM来实现可编程的数字信号补偿功能。

上述芯片上还设有与外部设备连接的可调整接口，可调整接口为信号输出管脚的焊盘，通过可调整接口适合连接不同的设备，适合客户具体应用。

上述的芯片还设有编程、信号引出管脚的焊盘，编程、信号引出管脚连接单片机和电可擦写可编程只读存储器(EEPRO)，焊盘连接外部设备，方便了整个芯片的封装，提高了传感器的稳定性。

上述压力传感器包括一应变电桥，所述应变电桥输出端还顺序连接有第一放大电路和第二放大电路。

上述第一放大电路与第二放大电路之间还连接有斩波解调器和增益校准电路，所述第一放大电路的输出端连接斩波解调器，斩波解调器的输出端连接增益校准电路，增益校准电路的输出端连接第二放大电路。

所述的可编程设置的正压和负压测量转换的压力传感器，还包括温度传感器和检测电路，所述的温度传感器和检测电路连接所述的信号处理电路。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型采用MEMS(压阻式)技术将压力传感器和信号处理电路集成在一个芯片上，压力传感器的功能是将外界压力信号转换为电信号输出；信号处理电路的功能是通过编程将传感器输出的电信号转换成标准的电压信号输出。芯片编程板的主要功能是实现输出标定和温度补偿。