传感器制造技术

本公开涉及传感器，包括：具有第一信号源端子和第二信号源端子的信号源；连接到第一信号源端子和第二信号源端子的桥接电路，桥接电路包括：第一分支和第二分支。第一分支包括第一参考阻抗元件和被配置为将待测量的量转换为第一阻抗相关参数的第一传感器阻抗元件(122)；第二分支包括第二参考阻抗元件和被配置为将待测量的量转换为第二传感器阻抗相关参数的第二传感器阻抗元件。桥接电路还包括介于第一参考阻抗元件与第一传感器阻抗元件之间的第一输出端子和介于第二参考阻抗元件与第二传感器阻抗元件之间的第二输出端子。桥接电路还包括被配置为在第一模式与第二模式之间切换的选择元件，其中在第二模式下，第二分支相对于第一模式被反转。

sensor

【技术实现步骤摘要】
传感器
示例涉及传感器领域，诸如环境传感器和压力传感器。
技术介绍
基于电容或阻抗的传感器是已知的。例如，传感器电容元件可以使得待测量的量的值(诸如压力)能够修改电容器的电容。可以测量电容(或与电容相关联的电信号)，以便获取与压力相关联的电值，或者更一般地，获取与待测量的量的值相关联的电值。基于桥的传感器也是已知的，包括已知和不可变电容的电容器和传感器电容元件。即使在这种情况下，输出信号也可以与压力相关联，或者更一般地，与待测量的量的值相关联。在若干应用中，出现了在不同情况下在不同范围内执行测量的必要性。例如，当传感器处于空气中时可以测量气压，而当同一传感器处于水中或用于自行车轮胎监测时，应当测量更高的压力。然而，通常难以具有能够在如此不同的范围内测量压力或其他物理值的一个单独的传感器。制造一些传感器使得两个不同的传感器能够在单个芯片中共存，例如，一个用于第一范围，一个用于第二范围。因此，在同一芯片中需要两个桥接电路。
技术实现思路
提供一种传感器(诸如环境传感器或压力传感器)，其包括被配置为根据以下各项提供待测量的量的测量值的电路：传感器包括根据以下各项测量的量的电路系统：正常范围；以及扩展范围，传感器还包括被配置为在以下各项之间切换的选择元件：第一模式，用于获取正常范围内的测量值；以及第二模式，用于获取扩展范围内的测量值。一种传感器(诸如环境传感器或压力传感器)可以包括：具有第一信号源端子和第二信号源端子的信号源；连接到第一信号源端子和第二信号源端子的桥接电路，桥接电路包括：-第一分支，包括：o第一参考阻抗元件；以及o被配置为将待测量的量转换为第一阻抗相关参数的第一传感器阻抗元件；-第二分支，包括：o第二参考阻抗元件；以及o被配置为将待测量的量转换为第二传感器阻抗相关参数的第二传感器阻抗元件；-介于第一参考阻抗元件与第一传感器阻抗元件之间的第一输出端子；以及-介于第二参考阻抗元件与第二传感器阻抗元件之间的第二输出端子；-被配置为在第一模式与第二模式之间切换的选择元件，其中在第二模式下，第二分支相对于第一模式被反转；以及-被配置为基于在第一输出端子与第二输出端子之间获取的差分信号来提供测量值的电路系统。因此，利用单个桥接电路，可以在两个不同的范围内进行测量，因此减少了芯片中的空间。附图说明图1a和1b示出了传感器的示例；图1c是传感器的示意图；图1d示出了关于传感器的图；图2示出了传感器的示例；图3a示出了传感器的示例；图3b示出了传感器的示意图；以及图4-7示出了方法的示例。具体实施方式在下文中，明确地参考压力传感器和环境传感器。然而，可以针对其他物理量实现相同的技术。在很多示例中，可以测量能够修改阻抗或电阻的任何物理量。在图1a-1c中提供了用数字100表示的传感器(例如，环境传感器、压力传感器)的示例。图1a和1b。这些图之间的差异在于，图1a的阻抗元件被替换为图1b中的电容元件(电容器)。在一些情况下，图1a和1b涉及相同的实施例(每个阻抗与相关电容相关联)。在一些其他情况下，图1a和1b涉及不同的实施例：例如，图1a的阻抗元件可以是电阻器。图1c可以是图1b的另一表示，其中描绘了不同的配置(模式)。环境传感器100可以包括例如电子元件(诸如阻抗元件、电容器、电阻器等)，这些电子元件是基于压力来修改其(多个)电参数的换能器。在一些元件中，压力增加导致电容增加(电容传感器元件)，而在其他元件中，压力增加导致电阻增加(电阻器传感器元件)，例如，根据特定的电阻器材料和特定的实现。电参数的修改可以修改电量或信号(电流、电压)，其可以被测量并且用于计算提供压力的数字测量的数字输出。环境传感器100可以包括具有第一信号源端子104和第二信号源端子106的信号源102。在示例中(例如，其中阻抗元件是电容器或电阻器)，信号源102可以是AC信号源，其中信号(电压或电流)随时间变化，例如周期性地变化。例如，端子104和106处的信号可以是正弦的。否则，信号可以是方波信号。例如，在特定半周期期间，电压电位在端子104处可以是+V，而在端子106处可以是-V，而在之前和/或后续半周期期间，电压电位在端子104处可以是-V，而在端子106处可以是+V。在示例中，(例如，其中阻抗元件是电阻器)，信号可以是DC电压。环境传感器100可以包括桥接电路108，桥接电路108可以具有第一分支110和第二分支112。第一分支110和第二分支112都可以由信号源102提供。在示例中，第一分支110和第二分支112可以彼此并联连接。第一分支110可以包括具有阻抗ZR1的第一参考阻抗元件118。第一参考阻抗元件118可以是具有电容CR1的第一参考电容元件(并且ZR1＝1/2πfCR1，f是由信号源102生成的信号的频率)。在其他示例中，第一参考阻抗元件118可以是第一参考电阻器RR1(并且ZR1＝RR1)。第一分支110可以包括具有第一可变阻抗ZS1的第一传感器阻抗元件122。第一传感器阻抗元件122可以是具有第一可变电容CS1的第一传感器电容元件(并且ZS1＝1/2πfCR1)。在其他示例中，第一传感器阻抗元件118可以是第一传感器电阻器RS1(并且ZS1＝RS1)。第一参考阻抗元件118可以串联连接到第一传感器阻抗元件122。例如：-第一参考阻抗元件118的第一端子114可以连接到第一信号源端子104；和/或-第一参考阻抗元件118的第二端子120可以连接到第一传感器阻抗元件122的第一端子124；和/或-第一传感器阻抗元件122的第二端子116可以连接到第二信号源端子106。基本上，端子114和116形成由信号源102生成的信号输入的输入端口。端子114和116可以被理解为向第一分支110的电子元件供电的供电端口。第二分支112可以包括具有阻抗ZR2的第二参考阻抗元件138。第二参考阻抗元件138可以是具有电容CR2的第二参考电容元件(并且ZR2＝1/2πfCR2)。在其他示例中，第二参考阻抗元件138可以是第二参考电阻器RR2(并且ZR2＝RR2)。第二分支112可以包括由端子128和130形成的输入端口。第二分支112可以包括具有第二可变阻抗ZS2的第二传感器阻抗元件132。第二传感器阻抗元件132可以是具有第二可变电容CS2的第二传感器电容元件(并且ZS2＝1/2πfCS2)。在其他示例中，第二传感器阻抗元件132可以是第二传感器电阻器RS2(并且ZS2＝RS2)。第二分支112可以在第二参考阻抗元件138与第二传感器阻抗元件132之间提供串联连接件。例如：-第二传感器阻抗元件132的第一端子134(对应于第二分支112的第一端子128)连接到第一信号源端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器，包括被配置为根据以下各项提供待测量的量的测量值(148，208)的电路系统(146)：/n正常范围；以及/n扩展范围，/n所述传感器(100)还包括被配置为在以下各项之间切换的选择元件(152，160，162，164，166)：/n第一模式(154)，用于获取所述正常范围内的所述测量值(148，208)；以及/n第二模式(156)，用于获取所述扩展范围内的所述测量值(148，208)。/n

【技术特征摘要】
20180613 EP 18177564.41.一种传感器，包括被配置为根据以下各项提供待测量的量的测量值(148，208)的电路系统(146)：
正常范围；以及
扩展范围，
所述传感器(100)还包括被配置为在以下各项之间切换的选择元件(152，160，162，164，166)：
第一模式(154)，用于获取所述正常范围内的所述测量值(148，208)；以及
第二模式(156)，用于获取所述扩展范围内的所述测量值(148，208)。


2.一种传感器，包括：
信号源(102)，具有第一信号源端子(104)和第二信号源端子(106)；
桥接电路(108)，被连接到所述第一信号源端子和所述第二信号源端子(104，106)，所述桥接电路(108)包括：
-第一分支(110)，包括：
o第一参考阻抗元件(118)；以及
o第一传感器阻抗元件(122)，被配置为将待测量的量转换为第一阻抗相关参数(ZS1，CS1)；
-第二分支(112)，包括：
o第二参考阻抗元件(138)；以及
o第二传感器阻抗元件(132)，被配置为将待测量的所述量转换为第二传感器阻抗相关参数(ZS2，CS2)；
-第一输出端子(126)，介于所述第一参考阻抗元件(118)与所述第一传感器阻抗元件(122)之间；以及
-第二输出端子(150)，介于所述第二参考阻抗元件(138)与所述第二传感器阻抗元件(132)之间；
-选择元件(152，160，162，164，166)，被配置为在第一模式(154)与第二模式(156)之间切换，其中在所述第二模式(154)下，所述第二分支(112)相对于所述第一模式(156)被反转；以及
-电路系统(146，201)，被配置为基于在所述第一输出端子(149)与所述第二输出端子(150)之间获取的差分信号来提供测量值(148，201)。


3.根据权利要求2所述的传感器，被配置为根据权利要求1所述的环境传感器。


4.根据权利要求2或3所述的传感器，其中所述第一参考阻抗元件(118)、所述第一传感器阻抗元件(122)、所述第二参考阻抗元件(138)和所述第二传感器阻抗元件(132)中的至少一个是电容元件。


5.根据权利要求2至6中任一项所述的传感器，其中所述第一传感器阻抗元件(122)和所述第二传感器阻抗元件(132)中的至少一个包括：
固定电容元件；以及
可选择电容元件，选择性地可并联连接到所述固定电容元件，
其中所述选择元件被配置为在所述第二模式下将所述可选择电容元件并联连接到所述固定电容元件。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的传感器，还被配置为接收在所述第一模式与所述第二模式之间的选择。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的传感器，还被配置为使得：
在所述第一模式下：
所述第一传感器阻抗元件(122)和所述第二参考阻抗元件(138)被连接到同一信号源端子(106)；和/或
所述第二传感器阻抗元件(132)和所述第一参考阻抗元件(118)被连接到同一信号源端子(104)；和/或
在所述第二模式下：
所述第一传感器阻抗元件(122)和所述第二传感器阻抗元件(132)被连接到同一信号源端子(106)；和/或
所述第一参考阻抗元件(118)和所述第二参考阻抗元件(138)连接到同一信号源端子(104)。


8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·科利亚斯，C·简克纳，A·乔布斯特尔，D·诺伊迈尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE