本發(fā)明涉及壓力傳感器領(lǐng)域，特別是涉及一種mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法。

背景技術(shù)：

1、mems，全稱為micro-electro-mechanical?systems（微機電系統(tǒng)），是一種集成了微型機械結(jié)構(gòu)、傳感器、執(zhí)行器以及電子控制電路等組件于一體的微型系統(tǒng)。這些組件的尺寸通常在微米或毫米級別，因此mems系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、性能高等特點。而mems壓力傳感器基于mems技術(shù)制造的壓力測量設備，具有體積小、功耗低、響應快等特點。mems壓力傳感器主要分為電阻式傳感器和電容式傳感器，其中，電容式傳感器通過測量兩個電極之間的電容變化來檢測壓力。當壓力作用于傳感器的可動極板時，極板之間的距離或面積會發(fā)生變化，從而導致電容值的變化。

2、但是，mems電容式壓力傳感器可能會由于工藝原因或者長期使用，導致電容的移動極板發(fā)生偏移。而電容移動極板的偏移可能會使壓力測量不再精確。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述的一部分缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，旨在極板偏移補償進行自動補償，使得壓力測量結(jié)果精確。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，所述方法包括：

3、步驟s1、響應于mems電容式壓力傳感器開機且處于空載狀態(tài)，獲得所述mems電容式壓力傳感器的第一壓力示數(shù)；其中，所述mems電容式壓力傳感器包括感應電容，所述感應電容旁設置升溫電阻和溫度傳感器，所述感應電容包括移動極板和固定極板；

4、步驟s2、判斷所述第一壓力示數(shù)是否為零，若是，則確定所述mems電容式壓力傳感器處于正常工作狀態(tài)；若否，則判斷所述感應電容的極板發(fā)生偏移，根據(jù)所述第一壓力示數(shù)，獲得所述感應電容的第一電容量，并進入步驟s3；

5、步驟s3、通過所述溫度傳感器采集所述感應電容的第一溫度；根據(jù)所述第一溫度，獲得所述感應電容的第一介電常數(shù)；

6、步驟s4、控制所述升溫電阻進行加熱以使所述感應電容升溫，通過所述溫度傳感器采集所述感應電容的第二溫度，并獲得所述mems電容式壓力傳感器的第二壓力示數(shù)；

7、步驟s5、根據(jù)所述第二溫度，獲得所述感應電容的第二介電常數(shù)；根據(jù)所述第二壓力示數(shù)，獲得所述感應電容的第二電容量；

8、步驟s6、根據(jù)所述第一電容量、所述第一介電常數(shù)、所述第二電容量、所述第二介電常數(shù)，獲得所述感應電容的實際極板正對面積和實際極板間等效距離；

9、步驟s7、根據(jù)所述實際極板正對面積和所述實際極板間距離，對所述mems電容式壓力傳感器進行補償。

10、可選的，所述感應電容的所述移動極板和所述升溫電阻在同一層級進行光刻形成，且所述移動極板和所述升溫電阻相互獨立。

11、可選的，所述步驟s6包括：

12、根據(jù)和，求解獲得所述感應電容的所述實際極板正對面積和所述實際極板間等效距離；其中，為所述第一電容量，為所述第一介電常數(shù)，為所述第二電容量，為所述第二介電常數(shù)，為所述實際極板正對面積，為所述實際極板間等效距離。

13、可選的，所述方法還包括：

14、根據(jù)所述感應電容的介質(zhì)材料，獲得所述感應電容的介電常數(shù)跟隨溫度變化的第一關(guān)系圖。

15、可選的，所述步驟s3中根據(jù)所述第一溫度，獲得所述感應電容的第一介電常數(shù)，包括：

16、將所述第一溫度代入所述第一關(guān)系圖，獲得所述第一溫度對應的所述第一介電常數(shù)。

17、可選的，所述步驟s5中根據(jù)所述第二溫度，獲得所述感應電容的第二介電常數(shù)，包括：

18、將所述第二溫度代入所述第一關(guān)系圖，獲得所述第二溫度對應的所述第二介電常數(shù)。

19、可選的，所述步驟s7包括：

20、將所述感應電容公式中的原始極板正對面積替換為所述實際極板正對面積；壓力示數(shù)為零對應的所述感應電容公式中的極板間距離替換為所述實際極板間距離；并將所述壓力示數(shù)置為零。

21、可選的，所述方法還包括：

22、通過所述溫度傳感器采集所述感應電容的環(huán)境溫度；根據(jù)所述環(huán)境溫度，對所述mems電容式壓力傳感器進行溫度補償。

23、本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明通過升溫電阻和溫度傳感器的設置，通過加熱去改變空載狀態(tài)下感應電容的介電常數(shù)，同時采集對應輸出的壓力示數(shù)，再根據(jù)壓力示數(shù)，獲得感應電容在不同溫度下的電容量。最后通過不同溫度下的電容量和介電常數(shù)，求解獲得實際極板正對面積和實際極板間距離去對述mems電容式壓力傳感器進行極板偏移補償。本發(fā)明可以實現(xiàn)自動對極板偏移補償進行補償，使得測量結(jié)果更加精準。2、感應電容的移動極板和升溫電阻在同一層級進行光刻形成，且移動極板和升溫電阻相互獨立。移動極板和升溫電阻一同制備，可以減少額外制備升溫電阻的步驟，從而提高制備效率。3、本發(fā)明因為設置了溫度傳感器，所以可以通過采集溫度對mems電容式壓力傳感器進行溫度補償，避免環(huán)境溫度對測量結(jié)果的影響。

24、綜上，本發(fā)明可以自動對極板偏移進行補償，使得壓力測量結(jié)果更加精準。

技術(shù)特征：

1.一種mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，其特征在于，所述感應電容的所述移動極板和所述升溫電阻在同一層級進行光刻形成，且所述移動極板和所述升溫電阻相互獨立。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，其特征在于，所述步驟s6包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，其特征在于，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，其特征在于，所述步驟s3中根據(jù)所述第一溫度，獲得所述感應電容的第一介電常數(shù)，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，其特征在于，所述步驟s5中根據(jù)所述第二溫度，獲得所述感應電容的第二介電常數(shù)，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，其特征在于，所述步驟s7包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，其特征在于，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種MEMS電容式壓力傳感器的極板偏移補償方法，包括：響應于MEMS電容式壓力傳感器開機且處于空載狀態(tài)，獲得第一壓力示數(shù)；響應于第一壓力示數(shù)為零，則判斷感應電容的極板發(fā)生偏移，根據(jù)第一壓力示數(shù)，獲得第一電容量，并采集感應電容的第一溫度；根據(jù)第一溫度，獲得第一介電常數(shù)；控制升溫電阻使感應電容升溫，采集感應電容的第二溫度，并獲得第二壓力示數(shù)；根據(jù)第二溫度，獲得第二介電常數(shù)；根據(jù)第二壓力示數(shù)，獲得第二電容量；根據(jù)第一電容量、第一介電常數(shù)、第二電容量、第二介電常數(shù)，獲得感應電容的實際極板正對面積和實際極板間等效距離對MEMS電容式壓力傳感器進行補償。本發(fā)明可以對極板偏移進行補償，使測量結(jié)果更加精準。

技術(shù)研發(fā)人員：曾敏炫
受保護的技術(shù)使用者：銳馬（福建）電氣制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2