本发明专利技术公开了一种用于温度传感器芯片的分段线性校准系统及方法，所述的系统包括校准温度点寄存器、比较器、函数计算器、截距寄存器、斜率寄存器、截距数据选择器、斜率数据选择器；截距寄存器、斜率寄存器的个数为N-1，校准温度点寄存器、比较器的个数为N-2，N为不小于5的整数；校准温度点寄存器与比较器一一对应连接，比较器与函数计算器连接；截距寄存器与截距数据选择器连接；斜率寄存器与斜率数据选择器连接；截距数据选择器、斜率数据选择器分别与函数计算器连接，经过计算得到与校准温度点相对应的截距A、斜率S，并将其传输到温度传感器芯片的线性换算电路中。本发明专利技术方法能够在更宽的工作温度范围内满足更高的精度要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计量
，具体是。
技术介绍
温度传感器是将环境温度转换成输出信号的装置。温度传感器芯片主要包括温度传感器前端、ADC、线性换算电路三个部分；温度传感器前端能够将环境温度转换成模拟电压信号，然后经过ADC采样，得到采样后的数字信号X ;数字信号X与温度T之间的关系接近线性关系，通过线性换算电路计算得到温度T。现有的校准温度传感器芯片的方法如图1所示，其方案利用了数字信号X与温度T之间的关系接近线性这一特征。然而即使在同一批次的集成电路成品里面，不同的温度传感器芯片中也存在有偏差。按归线性关系来拟合χ-τ曲线时，需要考虑到不同温度传感器芯片曲线的斜率存在偏差(如图2所示)，还需要考虑到不同温度传感器芯片曲线的截距存在偏差(如图3所示)。在芯片的校准阶段，通过实测温度传感器芯片的X-T曲线中2个温度点，然后由这2个温度点计算得到X-T曲线中的斜率S与截距A。在芯片工作时，当环境温度变化时，由ADC采样得到的不同的数字信号X，由线性换算电路计算得到对应的温度To线性换算电路完成的计算式为:T= SX (X-A);其中，Τ为换算后的温度，S为线性斜率，A为线性截距。由于现有的温度传感器芯片的校准方案是以数字信号X与温度T之间的关系接近线性为前提，而实际上X-T曲线并不是严格的线性关系。当工作温度要求宽的时候，此方案的局限性就较为明显。特别是当温度传感器芯片需要应用到宽的测温环境时，如一些应用要求温度传感器芯片能够工作在_40°C?+85°C，此方案的精度不能保证芯片在整个工作温度范围内满足精度要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，能够在更宽的工作温度范围内满足更高的精度要求。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案: 一种用于温度传感器芯片的分段线性校准系统，其中温度传感器芯片包括温度传感器前端、ADC、线性换算电路和R0M，所述的系统包括校准温度点寄存器、比较器、函数计算器、截距寄存器、斜率寄存器、截距数据选择器、斜率数据选择器；所述的截距寄存器、斜率寄存器的个数为N-1，所述的校准温度点寄存器、比较器的个数为N-2，N为不小于5的整数；所述的校准温度点寄存器与比较器一一对应连接，该N-2个比较器与函数计算器连接；所述的截距寄存器与截距数据选择器连接；所述的斜率寄存器与斜率数据选择器连接；所述的截距数据选择器、斜率数据选择器分别与函数计算器连接，经过函数计算器计算得到与校准温度点相对应的截距A、斜率S，并将该校准温度点以及截距A、斜率S传输到线性换算电路中。作为本专利技术进一步的方案:所述的函数计算器、截距数据选择器、斜率数据选择器的个数为1。—种利用所述的系统进行的分段线性校准方法，包括以下步骤: (1)测试校准阶段:通过测试N个温度点的温度X值，其中N为不小于5的整数，然后根据这些温度点，将温度传感器芯片的Χ-τ曲线分成N-ι段线性区域，经过计算得到N-ι个斜率S1、S2、S3、......、3^1，^1个截距厶1、厶2、厶3、......、AN-1，N-2个将温度区间分成N-1段的温度点读数X1、X2、……、XN-2 ;上述这些信息都保存至温度传感器芯片的ROM中，具体是温度点读数X1、X2、……、XN-2分别保存在校准温度点XI寄存器、校准温度点X2寄存器、……、校准温度点XN-2寄存器内，斜率Sl、S2、S3、……、SN-1分别保存在斜率S1寄存器、斜率S2寄存器、……、斜率SN-1寄存器内，截距A1、A2、A3、……、AN_1分别保存在截距A1寄存器、截距A2寄存器、……、截距AN-1寄存器内；截距数据选择器、斜率数据选择器分别与函数计算器连接，经过函数计算器计算得到与校准温度点相对应的截距A、斜率S，并将该校准温度点以及截距A、斜率S传输到线性换算电路中； (2)工作阶段:温度传感器前端将环境温度转换成模拟电压信号，然后经过ADC采样，得到采样后的数字信号X ;比较X值与校准温度点的大小，判断出X值处于上述N-1段线性区域的哪一个线性区域，选择与之相对应的线性函数来计算温度值T，从而将数字信号X换算成温度值T。作为本专利技术进一步的方案:所述步骤(2)中，与各线性区域相对应的线性函数包括截距A、斜率S。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: 本专利技术方法能够在更宽的工作温度范围内满足更高的精度要求。通过这种方法使数字信号X与温度T之间的关系在每一分段区域都更接近线性关系，从而使此方法校准后的温度传感器能够工作于更宽的温度范围，并且具有更高的精度。【附图说明】图1是现有的温度传感器芯片的校准方案示意图； 图2是不同温度传感器芯片曲线的斜率偏差示意图； 图3是不同温度传感器芯片曲线的截距偏差示意图； 图4是本专利技术的温度传感器芯片的分段线性校准系统结构图； 图5是本专利技术的温度传感器芯片的分段线性校准方法示意图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1 请参阅图4，本专利技术实施例中，一种用于温度传感器芯片的分段线性校准系统，其中温度传感器芯片包括温度传感器前端、ADC、线性换算电路和ROM，所述的系统包括校准温度点寄存器、比较器、函数计算器、截距寄存器、斜率寄存器、截距数据选择器MUX、斜率数据选择器MUX，截距寄存器、斜率寄存器的个数为N-1，校准温度点寄存器、比较器的个数为N-2，N为不小于5的整数，校准温度点寄存器与比较器一一对应连接，N-2个比较器与函数计算器连接，截距寄存器与截距数据选择器MUX连接，斜率寄存器与斜率数据选择器MUX连接，截距数据选择器MUX、斜率数据选择器MUX分别与函数计算器连接，经过函数计算器计算得到与校准温度点相对应的截距A、斜率S，并将该校准温度点以及截距A、斜率S传输到线性换算电路中。请参阅图5，一种利用所述的系统进行的分段线性校准方法，包括以下步骤: (1)测试校准阶段:通过测试N个温度点的温度X值，其中N为不小于5的整数，然后根据这些温度点，将温度传感器芯片的X-T曲线分成N-ι段线性区域(其中封闭的区间为N-3段，开放的区间为2段)，即用N-2段直线来拟合温度曲线，从而每一段线性区域都有一个对应的系数代表这一段区间的斜率S以及截距A，经过计算得到N-1个斜率S1、S2、S3、……、SN-1，N-1个截距A1、A2、A3、……、AN_1，N-2个将温度区间分成N-1段的温度点读数X1、X2、……、X当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于温度传感器芯片的分段线性校准系统，其中温度传感器芯片包括温度传感器前端、ADC、线性换算电路和ROM，其特征在于，所述的系统包括校准温度点寄存器、比较器、函数计算器、截距寄存器、斜率寄存器、截距数据选择器、斜率数据选择器；所述的截距寄存器、斜率寄存器的个数为N‑1，所述的校准温度点寄存器、比较器的个数为N‑2，N为不小于5的整数；所述的校准温度点寄存器与比较器一一对应连接，该N‑2个比较器与函数计算器连接；所述的截距寄存器与截距数据选择器连接；所述的斜率寄存器与斜率数据选择器连接；所述的截距数据选择器、斜率数据选择器分别与函数计算器连接，经过函数计算器计算得到与校准温度点相对应的截距A、斜率S，并将该校准温度点以及截距A、斜率S传输到线性换算电路中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：万上宏，叶媲舟，黎冰，涂柏生，
申请(专利权)人：深圳市博巨兴实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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