Nichtlineare halbblinde Kalibrierung eines CMOS-integrierten Hall-Multisensorsystems

Konferenz: Sensoren und Messsysteme - 19. ITG/GMA-Fachtagung
26.06.2018 - 27.06.2018 in Nürnberg, Deutschland

Tagungsband: ITG-Fb. 281: Sensoren und Messsysteme

Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF

Persönliche VDE-Mitglieder erhalten auf diesen Artikel 10% Rabatt

Autoren:
Berger, Moritz; Becker, Felix; Paul, Oliver (Professur für Materialien der Mikrosystemtechnik, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Deutschland)
Huber, Samuel; Schott, Christian (Melexis, Bevaix, Schweiz)

Inhalt:
In diesem Beitrag wird die Methode der half-blind calibration (HBC) [1] auf nichtlineare Multisensorsysteme ausgeweitet und am Beispiel eines CMOS-integrierten Hall-Multisensorsystems mit kointegrierten Spannungs- und Temperatursensoren demonstriert. Hierbei ist das Magnetfeld die primäre Messgröße; die nichtlinearen Quersensitivitäten bezüglich der mechanischen Spannungen und der Temperatur stellen unerwünschte Störungen dar. Mit Hilfe der HBC wurden 20 Hall-Multisensorsysteme von −30 mT bis 30 mT gegenüber Temperaturänderungen von ca. −40 °C bis 125 °C und mechanischen Spannungen in einem Bereich von 0 MPa bis ca. 80 MPa kalibriert und erfolgreich kompensiert. Die mit einer polynomialen Regression dritter Ordnung erreichte mittlere Genauigkeit betrug 158 ± 28 myT. Hierbei wurden weder die Störgrößen mit Referenzsensoren aufgezeichnet, noch während des Kalibrierungsvorgangs kontrolliert angelegt. Es erfolgte lediglich eine unkontrollierte Variation dieser Störeinflüsse.