基于信號調理芯片實現橋式傳感器高精度校準

標定系統

圖4所示為標準NSA2300批量校準系統設備示例：PC機(一臺)、直流穩壓源(一臺)、壓力控制器(一臺)、NSA2300批量測試板(一塊)、高低溫箱(一臺)、萬用表(可選)。

以上系統可實現一鍵式標定，利用PC機臺控制所有儀器設備，并對ASIC完成數據采集、數據處理、標定系數寫入，以及附件工作。盡可能減少人為參與，從而大大提高產能與產品良率。此測試方式也已被客戶所認可，成為市場主流。為縮短客戶對本公司產品驗證、導入量產周期，我們可根據客戶要求為客戶定制開發測試軟件，對于市場常見設備客戶僅僅需提供設備型號或產品通信協議。

NSA2300標定流程

以下結合納芯微電子最新校準系統對NSA2300標定流程進行簡述，以使讀者有更加形象的認識。下圖5(左)為校準系統配置界面，其中包括NSA2300工作狀態、標定模式(詳細描述查看附件1)、期望輸出的配置，此配置界面中數據可形成文件保存，以供標定界面校準過程調用。圖5(中)為標定界面，其主要完成工作有：1、根據配置界面初始化整個測試系統，對NSA2300原始數據采集、數據處理，以及標定后查看當前輸出等功能。圖5(右)為客戶提供查看標定過程中數據接口，可作為數據分析工具。

圖6為上述軟件操作流程圖，由于不同客戶端設備不同，以上軟件并非全自動化一鍵式校準平臺，其中設定溫度、壓力以及條件判斷節點需要人工處理。具體操作步驟如下：

1.圖5(左)設置初始配置文件。

2.圖5(中)“初始化”測試系統軟硬件平臺。

3、手動設定標定溫度、壓力環境。

4、采集“TxPx”下NSA2300原始數據

5、是否所有溫度、壓力點下原始數據均采集完成，若未完成重復上述3、4步驟。

6、“校準”對采集到的原始數據進行數據處理，并將結果寫會NSA2300.

7、“采集”復測當前溫度、壓力下輸出結果，并手動調節不同溫度、壓力環境，查看輸出是否達到期望誤差范圍內。

8、若誤差在要求范圍內，則對OTP進行燒寫。

本文從傳感器工作原理、信號特性，ASIC的補償原理，以及標定環境、流程等全方面描述了橋式傳感器的應用和批量生產流程。通過NSA2300校準系統可以使得傳感器器件生產商完成原型樣機后，能夠輕松而快捷的滿足客戶小批量訂單的要求。通過信號調理芯片的使用，能夠簡化傳感器電路設計，縮短上市時間并簡化校準測試流程。因此，在傳感器領域，高集成度的信號調理芯片及校準系統成為不可或缺的重要組成部分。

附件：

1、標定模式

NSA2300共提供9中常規校準模式分別為：1T2P、1T3P、1T4P、2T2P、2T3P、2T4P、3T2P、3T3P、3T4P，以下表1對各校準模式進行說明。(注：1T2P即為一個溫度點兩個壓力點校準。)

表1