[发明专利]可控制加热能量的微机电装置

说明书

一种可控制加热能量的微机电装置，包括传感器以及集成电路芯片。传感器的加热元件用以加热感测元件。传感器的检测元件用以检测物理量，而集成电路芯片的存储器单元存储感测元件的目标值。集成电路芯片的数据处理单元将物理量转换成转换值，并定义差距值为目标值减去转换值。另外，集成电路芯片的控制单元依据差距值设定参数值，且驱动单元依据参数值调整加热元件所产生的热量，因而能减少加热元件加热时间与加热频率，以降低电能消耗。微机电装置可应用于需要控制工作温度的微机电传感器，例如气体传感器。

技术领域

本发明涉及一种微机电装置，且特别涉及一种用来控制加热能量的微机电装置。

背景技术

智能微型移动装置近年得以日益普及而融入大众的生活，与近来愈趋蓬勃发展的APP应用程序息息相关。这些APP应用程序之所以可以达到智能互动的功能，主要是由于人机与环境互动的感测技术持续演进。藉由在智能微型移动装置中加入各种传感器，可以及时地将环境感测信息提供给使用者，而达到多元的生活应用。在众多类型的传感器中，微机电气体传感器的发展是最为令人注目的。

现有微机电气体传感器的感测方式是通过施加不同的电压至加热器上，使加热器对感材加热，藉以使感材达到不同气体的预设操作温度。然而，当感材的温度因外在环境或其他因素产生变异，而无法操作在待测气体的最佳操作温度时，会导致不同种类的待测气体都可以对感材的输出产生变化。因此，无法明确辨识感测信号的变化是肇因于何种气体及其浓度。一般而言，会施加固定时间的电压至加热器，以确保感材温度能达到预设操作温度并且维持恒温。然而，在实际驱动加热器对感材加热的过程中，预设操作温度与实际的操作温度可能会存在着差异。因此，上述方法虽然能维持恒温，但其预设操作温度未必会等于实际的操作温度。除此之外，以固定时间提供电压来驱动加热器的作法会提供多余的热量，而无法有效降低微机电气体传感器的电能消耗。

发明内容

本发明提供一种微机电装置，其能提高感测准确度，并且降低电能的消耗。

本发明提出一种微机电装置，其包括传感器以及集成电路芯片。传感器包括感测元件、加热元件以及至少一检测元件。集成电路芯片包括存储器单元、数据处理单元、控制单元以及驱动单元。加热元件用以加热感测元件，至少一检测元件用以检测至少一物理量，而存储器单元存储感测元件的至少一目标值。数据处理单元将至少一物理量转换成至少一转换值，并定义至少一差距值为至少一目标值减去至少一转换值。控制单元依据至少一差距值设定至少一参数值，且驱动单元依据至少一参数值驱动该加热元件以调整加热元件所产生的热量。

本发明另提出一种微机电装置，其包括传感器以及集成电路芯片。传感器包括感测元件、加热元件以及至少一检测元件。集成电路芯片包括存储器单元、数据处理单元、控制单元以及驱动单元。加热元件用以加热感测元件，而至少一检测元件用以检测至少一物理量。至少一检测元件为功率计，且至少一物理量为加热元件的功率。存储器单元存储感测元件的至少一目标值。数据处理单元将至少一物理量转换成至少一转换值，并定义至少一差距值为至少一目标值减去至少一转换值。控制单元依据至少一差距值设定至少一参数值，且驱动单元依据至少一参数值驱动该加热元件以调整加热元件所产生的热量。当至少一差距值大于0时，驱动单元根据至少一参数值驱动该加热元件以增加加热元件所产生的热量。当至少一差距值小于0时，驱动单元根据至少一参数值驱动该加热元件以减少加热元件所产生的热量。至少一参数值包括电压与时间，且控制单元用以依据焦耳热方程式调整电压与时间。焦耳热方程式包括第一热量差、第一电阻值以及第一电压值。