【应用】Renesas推出无需外部器件调节的传感器信号调节器一次性软件校准方案

时间： 2019-04-30 来源：IDT（Renesas收购）

IDT（RENESAS收购）在传感器领域拥有逾 20 年的丰富经验，堪称传感器技术供应专家。IDT 传感器信号调节器 (SSC) IC 可提供可编程的高精度、宽增益量化功能，再加上功能强大的高位数字纠正和线性算法，有助于传感器接口的设计和生产。IDT 高度精准的一次性软件校准，无需外围器件的调节，可实现低成本的高精度传感系统设计。

IDT（Renesas收购）专门针对ZSC31050，ZSC31150， ZSSC313x， ZSSC3154， ZSSC3170型号传感器信号调节器，开发了RBIC1动态链接库，旨在加快传感器校准过程。传感器校准是补偿传感器输入偏移、线性化和温度敏感性。现在使用IDT产品，只需调用RBIC1动态链接库中的一个多项式函数ZMD31050_cal1，我们就能计算出高达3阶线性补偿系数和2阶温度补偿系数。校准函数生成的系数可以存储在芯片EEPROM中。本文以压力传感器为例介绍使用动态链接库校准的整个过程。如图1所示为IDT传感器调节器功能图及信号流程图。压力传感器有两个物理量需要测量，压力经电阻应变片桥式电路转换为电信号，前端模拟电路偏移放大，校正控制器实现线性化及温度补偿，D/A实现模拟量输出，串行接口实现数字通信；温度经测量通道，进行线性化处理，用于压力信号的温度补偿。

图1 IDT传感器调节器功能图及信号流程图

IDT传感器调节器校准目的是使在不同环境温度下，传感器输出能够与被侧物理量成固定线性关系，校准的过程是在不同的温度下，采集指定点的输入输出值，进行相关计算，获得一系列补偿系数，通过补偿使输入和输出之间接近理想的线性关系。IDT提供评估校准软件，安装在计算机上，通过数字通信接口I2C, OWI, LIN, 或者SPI与传感器调节器通信，计算机通过调用函数发送指令，采集数据，进行运算，最终计算出补偿系数，最后将补偿系数写入调节器的EEPROM中。详细校准步骤如下：

1.设定调节器参数，完成初始化。在数据采集之前，必须对信号调节器进行配置，使模拟前端（AFE），温度测量和其他功能符合传感器的参数和应用要求，包括增益，传感器信号范围，ADC分辨率，温度传感器的使用，输出格式和诊断功能的配置。

2.数据采集。补偿算法采用不同阶数多项式拟合的方法，对于不同阶数的算法要求采集不同的最少数据，当然采集数据越多，校准精度越高。图2为不同阶数校准算法需要采集的数据分布图。

图2 不同阶数校准算法采集数据分布图

3.系数计算。在计算机上运行评估软件，调用动态链接库函数ZMD31050_cal1、TQuad、TLin。

4.EEPROM编程。在计算机上运行评估软件，调用相关功能实现。

5.验证。运用传感器采集实际物理量，信号调节器输出值与实际物理量是否符合预期的线性关系。

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