一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试装置及其调试方法

技术领域

本发明涉及MEMS压力传感器技术领域，具体是一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试方法。

背景技术

压力传感器是将被测压力转换成电信号的一种传感器，其中MEMS硅谐振压力传感器是一种基于MEMS谐振器闭环控制原理，直接输出频率电信号表征待测压力的传感器。MEMS硅谐振压力传感器是目前综合精度最高的压力传感器，因其具有精度高、稳定性好、频率输出抗干扰能力强等优点，被广泛应用在航空大气数据测量系统、地面压力控制器和气象测量设备中。

MEMS硅谐振压力传感器一般由传感器敏感结构和接口电路两部分组成。在微纳制造MEMS硅谐振压力传感器敏感结构时，会难以避免出现加工误差，易造成敏感结构的谐振频率、灵敏度和温度特性存在偏差，以及输出非线性等非理想因素，导致传感器敏感结构的参数一致性不好，存在不同程度的个体差异。因此需要在压力传感器敏感结构和接口电路整表调试过程中，根据传感器敏感结构的参数特性，相应地调整传感器接口电路的电性能指标，使得敏感结构与接口电路参数设计匹配，从而实现整个硅谐振压力传感器闭环系统稳幅-稳频控制。

经过对现有专利检索，中国专利《一种硅谐振压力传感器的补偿方法》(公开号CN106932125B)，利用单片机定时器对硅谐振压力传感器进行同步频率测量，实现同步采集两个谐振器的频率，提高了压力传感器的测量精度，同时采用最小二乘支持向量机的非线性模型实现全温度全压力范围内的温度补偿。该方法用于传感器整表温度性能和非线性等标定补偿环节，属于后道调试工序；而本专利发明申请主要用于压力传感器敏感结构与接口电路的整表调试环节，可实现传感器敏感结构与接口电路之间的参数快速适配，属于前道调试工序。传统的传感器整表调试多采用反复更换接口电路中电阻器和电容器的方法，以实现参数的适配。该调试方法成本较高，并且调试效率较低，不适用于传感器大规模工程化生产环节。未见有其他与本申请专利类似的高精度MEMS硅谐振压力传感器整表调试方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试装置及调试方法，通过数字化方式调整接口电路的电性能参数指标，使其与传感器敏感结构参数匹配，同时完成接口电路电性能参数固化，以及修调系数的片上存储，从而实现整个硅谐振压力传感器闭环控制和稳定工作，大幅提升传感器敏感结构和接口电路的参数指标适配性、传感器整表的可调性和工程适用性，从而有效降低传感器整表调试时间和成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试装置，其特征在于由硅谐振压力传感器敏感结构、单片接口电路、测量设备、FPGA/MCU控制板和上位机控制模块组成；

所述上位机控制模块包括试写控制模块、读取控制模块和烧写控制模块三部分；

所述单片接口电路由电容检测电路、峰值检测电路、PI控制电路、移相电路和驱动电路、高压电荷泵和温度传感器、滤波电路、方波信号电路、频率输出电路和齐纳击穿管修调单元阵列组成；

电容检测电路将硅谐振压力传感器敏感结构电容变化量转化为正弦电压信号，正弦信号经过峰值检测电路与PI控制电路实现全波整流和稳幅控制，最终由移相电路和驱动电路产生静电激励电压信号，并将其反馈作用至硅谐振压力传感器敏感结构，实现整个谐振闭环的稳幅-稳频控制；另一路正弦测信号通过滤波电路、方波信号电路和频率输出电路，将正弦信号转换为方波信号，输出表征传感器检测压力值大小的频率信号至测量设备；

高压电荷泵和温度传感器提供了直流高电压和温度信息，用于提高和补偿压力传感器的检测灵敏度；

齐纳击穿管修调单元阵列，由一组齐纳击穿管修调单元组成，可对单片接口电路中各个功能模块的参数指标进行修调，包括环路增益、环路相位补偿、滤波特性、激励电压幅值和比例积分系数；

2）、所述齐纳击穿管修调单元，由试写模块、烧写模块和读取模块三部分组成：

试写模块包括第1反相器和第2反相器、第3反相器和第4反相器分别组成状态锁存器，与第1开关管~第8开关管共同构成寄存器，其中第1反相器和第2反相器输入输出端互连，第1开关管的源极接地、漏极连接于第2开关管的源极，第2开关管的源极连接第1反相器的输入端，第1反相器的输出端连接第3开关管的源极，第3开关管的漏极连接第4开关管的源极，第4开关管的漏极接地，第1、第4开关管的栅极分别为数据输入+端和数据输入–端，第2、第3开关管的栅极分别为试写控制A；

第3反相器和第4反相器输入输出端互连，第5开关管的源极接第3反相器的输入端、漏极连接于第6开关管的源极，第6开关管的漏极接地，第7开关管的源极接地、漏极接第8开关管的源极，第8开关管的漏极接第3反相器的输出端作为单元输出端，第5、第8开关的栅极分别为试写控制B，第6、第7开关管的栅极分别连接第1反相器的输入端和输出端；

烧写模块由与门、第14开关管、齐纳击穿管、电阻器、第13开关管、大电流通道电源和逻辑电平电源组成，与门的一个输入端连接第3反相器的输出端、另一个输入端为烧写控制Z，与门的输出端连接第14开关管的栅极，第14开关管的漏极连接齐纳击穿管的阳极、源极接地，齐纳击穿管的阴极连接大电流通道电源和逻辑电平电源，电阻器的一端接第14开关管的漏极、另一端接第13开关管的栅极，第13开关管的漏极连接逻辑电平电源；

读取模块包括首尾串连的第5反相器和第6反相器，还包括第9开关管、第10开关管、第11开关管、第12开关管，第9开关管开关管的源极连接第3反相器的输入端、漏极连接第10开关管开关管的源极，第10开关管开关管的栅极连接第5开关管反相器的输入端、漏极连接第12开关管开关管的漏极并接地，第12开关管的栅极连接第5开关管反相器的输出端、源极连接第11开关管开关管的漏极，第11开关管开关管的栅极连接第9开关管开关管的栅极作为读取控制R2、漏极连接第3开关管反相器的输出端；

另外还设置了第15开关管、第16开关管，第15开关管开关管的漏极连接第14开关管开关管的漏极，第16开关管的漏极连接第13开关管开关管的源极，第15开关管和第16开关管的栅极并联作为读取控制R1，第15开关管和第16开关管的源极接地；

4）、所述齐纳击穿管修调单元阵列，由至少两个齐纳击穿管修调单元组成，每个齐纳击穿管修调单元均包括试写控制A/B、数据输入端+/-、电源输出端、烧写控制Z、读取控制R1/R2，修调单元1的数据输入端+/-作为整个阵列的数据输入IN，每个修调单元的单元输出作为下一个修调单元的数据输入端+/-，最后的修调单元4的单元输出端作为整个阵列的数据状态输出，每个修调单元的试写控制A/B并联作为整个阵列的试写控制W，每个修调单元的读取控制R1/R2并联作为整个阵列的读写控制R；

齐纳击穿管修调单元阵列中每一个修调单元输出端与下一个修调单元的输入端相连，构成一个串行控制的数据移位寄存器。齐纳击穿管修调单元阵列通过试写、读取、烧写、测试等功能操作后，各个齐纳击穿管修调单元状态并行输出。

二、本发明还提供了一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试方法，包括以下步骤：

S1、采用权利要求1所述的一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试装置；

S2、由上位机控制模块统一实施，根据调试需要自动或手动依次完成；

S3、上位机控制模块和FPGA/MCU控制板建立通讯机制，FPGA/MCU控制板接收到上位机调试指令后，调试工作启动；

S4、FPGA/MCU控制板与单片接口电路建立通讯，并初始化操作，单片接口电路中的齐纳击穿管修调单元阵列采用数据串行试写、并行读出的方式，若对多个齐纳击穿管修调单元并行烧写操作，极易出现由于管子的差异性而导致个别齐纳击穿管无法反向击穿的现象，因此为了确保反向击穿导通的成功率，每次只对齐纳击穿管修调单元阵列中的一个修调单元进行烧写操作，即一次只对一个齐纳击穿管进行反向击穿操作；

S5、在上位机控制模块中，选择齐纳击穿管修调单元阵列的修调项目，如环路增益、相位补偿、滤波特性、激励电压幅值和比例积分系数，同时根据传感器实际特性设定测试目标值后，如硅谐振压力传感器的谐振频率值、检测正弦波幅值、激励电压幅值、检测-激励信号相位差，谐振频率值范围10kHz~40kHz，检测正弦波幅值范围0.5V~2V，激励电压幅值2V~3.3V，检测-激励信号相位差范围0°~10°，开始进行串行试写工作；

试写数据由寄存器的数据输入端+、数据输入端-写入，试写控制A信号和试写控制B信号为两相互不交叠时钟，1个时钟周期后1个修调单元试写完成，n个修调单元组成的阵列需要n个时钟周期可完成全部试写操作；在整个试写过程中，读取模块和烧写模块不工作；

S6、当完成修调单元阵列的试写操作后，FPGA/MCU控制板与测量设备建立通讯，并初始化操作，设定目标值；测量设备实时测量和监控单片接口电路的电参数目标值，包括谐振频率值、检测正弦波幅值、激励电压幅值、检测-激励信号相位差；将实际测试结果返回FPGA/MCU控制板，实际测试结果与设定的测试目标值大小进行判断比对，并将判断比对结果传送至上位机控制模块，若实际测试结果与设定的测试目标值一致，表明试写参数满足传感器整表的调试要求，试写成功，反之则重新开始试写操作，直至满足设定的测试目标值要求；

S7、当完成修调单元阵列的试写操作后，开始进行烧写操作；在烧写控制模块工作前，需要再次确定烧写位，并通过移位寄存器的数据输入端+/- 将标志逻辑“1”输入，当烧写控制Z信号置同时为“1”时，齐纳修调单元中的烧写模块中的开关管14导通，同时使用12V的直流大电流通道电源1从而形成大电流通路，持续时间需要保持150us以上，此时齐纳击穿管被反向击穿，注意齐纳击穿管烧写操作是不可逆的，反向击穿后不能恢复，每个齐纳击穿管修调单元只能进行一次烧写操作；

S8、当完成修调单元阵列的烧写操作后，开始进行读取操作，当读取控制R1信号、读取控制R2信号均置为“1”时，读取控制模块开始工作，若齐纳击穿管未被反向击穿，齐纳击穿管修调单元输出端输出“0”，反之则输出“1”；

S9、当完成修调单元阵列的读取操作后，测量设备3再次测量单片接口电路2的电参数目标值，同时验证修调单元阵列的输出状态，并将实际测试结果返回FPGA/MCU控制板，实际测试结果与设定的测试目标值比对判断后返回上位机，若实际测试结果与设定的测试目标值一致，整个调试工作结束，反之则从试写操作重新开始，重复以上个步骤，直至满足测试目标值的要求为止。

经过试写操作、烧写操作、读取操作和测试验证后，整个齐纳击穿管修调单元阵列完成调试操作，同时也完成了修调数据的存储功能。MEMS硅谐振压力传感器重新上电后各个修调单元输出相应状态信息，且状态信息固化。高精度MEMS硅谐振压力传感器整表数字化调试结束。使用本发明的修调方法，能够提高传感器整表的调试效率和降低成本。

本发明的有益效果是，高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试方法基于集成电路BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）工艺，在传感器单片接口电路中集成、构建齐纳击穿管修调基本单元和阵列，在不增加额外成本和传感器尺寸的条件下实现电路电性能参数的片上修调与固化；整个调试环节数字化、自动化程度高，调试效率高，易于操作；同时齐纳击穿管反向击穿后性能稳定，不存在存储单元高温漏电丢数的隐患，进一步提升了高精度MEMS硅谐振压力传感器的可靠性和工程适用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明基于集成电路BCD工艺的齐纳击穿管结构剖面图；

图2是本发明齐纳击穿管修调单元电路结构图；

图3是本发明的4位齐纳击穿管修调单元阵列示意图；

图4是本发明的一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试装置结构示意图。

实施方式

一、实施例1，一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试装置，包括以下组成部分：

1、如图4所示，所述压力传感器数字化调试装置由硅谐振压力传感器敏感结构、单片接口电路、测量设备、FPGA/MCU控制板和上位机控制模块组成，并按照要求完成电气连接；

硅谐振压力传感器敏感结构在噪声和静电力的作用下起振，将检测信号传送至单片接口电路；

单片接口电路由电容检测电路、峰值检测电路、PI控制电路、移相电路和驱动电路、高压电荷泵和温度传感器、滤波电路、方波信号、频率输出电路和齐纳击穿管修调单元阵列组成；

通过电容检测电路，将硅谐振压力传感器敏感结构电容变化量转化为正弦电压信号，正弦信号经过峰值检测电路与PI控制电路实现全波整流和稳幅控制，最终由移相电路和驱动电路产生静电激励电压信号，并将其反馈作用至硅谐振压力传感器敏感结构，实现整个谐振闭环的稳幅-稳频控制；另一路正弦测信号通过滤波电路、方波信号和频率输出电路，将正弦信号转换为方波信号，输出表征传感器检测压力值大小的频率信号；

高压电荷泵和温度传感器提供了直流高电压和温度信息，用于提高和补偿压力传感器的检测灵敏度；

齐纳击穿管修调单元阵列共设置52个调试单元，可对单片接口电路中各个功能模块的参数指标进行修调，包括环路增益（10倍~200倍）、环路相位补偿（0°~90°）、滤波特性（低通滤波器截止频率范围10Hz~10kHz）、激励电压幅值（2V~3.3V）和比例积分系数（比例系数1倍~20倍）等。

现有的高精度MEMS硅谐振压力传感器接口电路大多采用运算放大器等模拟分立器件，通过搭建PCB电路板来实现，其存在体积大、功耗高、成本昂贵等问题，同时模拟电路板与压力传感器敏感结构的适配性和整表可调性也存在局限性。

本发明的单片接口电路2将原接口电路板功能与齐纳击穿管修调单元阵列，集成在同一芯片上，解决了MEMS硅谐振压力传感器整表工程化应用的问题。

2、齐纳击穿管的剖面结构图如图1所示，在P型衬底上生长P型埋层和N型外延层，由离子注入方式形成N阱，击穿管阴极和击穿管阳极，并通过场氧化层实现电气隔离。齐纳击穿管在电路正常工作时处于反偏状态，表现为开路，并且每个齐纳击穿管两端的电压不能超过结击穿电压的三分之二；烧写操作后齐纳击穿管由于大电流反向击穿而表现为短路，因此可利用齐纳击穿管作为电路修调单元的核心元件。根据传感器单片接口电路的修调需求设计齐纳击穿管修调单元及阵列，对传感器单片接口电路的电性能参数进行调整，例如环路增益、环路相位补偿、滤波特性、激励电压幅值和比例积分系数等。

3、齐纳击穿管修调单元如图2所示，由试写模块、烧写模块和读取模块三部分组成；

试写模块包括第1反相器和第2反相器、第3反相器和第4反相器分别组成状态锁存器，与第1开关管~第8开关管共同构成寄存器，其中第1反相器和第2反相器输入输出端互连，第1开关管的源极接地、漏极连接于第2开关管的源极，第2开关管的源极连接第1反相器的输入端，第1反相器的输出端连接第3开关管的源极，第3开关管的漏极连接第4开关管的源极，第4开关管的漏极接地，第1、第4开关管的栅极分别为数据输入+端和数据输入–端，第2、第3开关管的栅极分别为试写控制A；

第3反相器和第4反相器输入输出端互连，第5开关管的源极接第3反相器的输入端、漏极连接于第6开关管的源极，第6开关管的漏极接地，第7开关管的源极接地、漏极接第8开关管的源极，第8开关管的漏极接第3反相器的输出端作为单元输出端，第5、第8开关的栅极分别为试写控制B，第6、第7开关管的栅极分别连接第1反相器的输入端和输出端；

试写数据由寄存器的数据输入端+/- 写入，试写控制A信号和试写控制B信号为两相互不交叠时钟信号，经过一个时钟周期后试写数据传送至单元输出端，试写操作完成，在整个试写过程中，读取模块和烧写模块不工作。

烧写模块：由与门、第14开关管、齐纳击穿管、电阻器、第13开关管、大电流通道电源和逻辑电平电源组成，与门的一个输入端连接第3反相器的输出端、另一个输入端为烧写控制Z，与门的输出端连接第14开关管的栅极，第14开关管的漏极连接齐纳击穿管的阳极、源极接地，齐纳击穿管的阴极连接大电流通道电源和逻辑电平电源，电阻器的一端接第14开关管的漏极、另一端接第13开关管的栅极，第13开关管的漏极连接逻辑电平电源；

在烧写模块工作前，需要再次确认烧写操作。由电源提供逻辑高电平所需直流电源，并通过试写模块中的寄存器数据输入端+/-，将代表需要烧写操作标志的逻辑高电平“1”输入。当烧写控制Z信号置为逻辑高电平“1”时，此时与门输出为逻辑高电平“1”，开关管14导通，由大电流通道电源1提供直流高电压形成大电流通路，齐纳击穿管会被反向击穿。由于齐纳击穿管烧写操作为不可逆的，反向击穿后不能恢复，因此每个齐纳击穿管修调单元只能进行一次烧写操作。

读取模块：包括首尾串连的第5反相器和第6反相器，还包括第9开关管、第10开关管、第11开关管、第12开关管，第9开关管开关管的源极连接第3反相器的输入端、漏极连接第10开关管开关管的源极，第10开关管开关管的栅极连接第5开关管反相器的输入端、漏极连接第12开关管开关管的漏极并接地，第12开关管的栅极连接第5开关管反相器的输出端、源极连接第11开关管开关管的漏极，第11开关管开关管的栅极连接第9开关管开关管的栅极作为读取控制R2、漏极连接第3开关管反相器的输出端；

另外还设置了第15开关管、第16开关管，第15开关管开关管的漏极连接第14开关管开关管的漏极，第16开关管的漏极连接第13开关管开关管的源极，第15开关管和第16开关管的栅极并联作为读取控制R1，第15开关管和第16开关管的源极接地；

当读取控制R1信号、读取控制R2信号均置为逻辑高电平“1”时，读取模块3开始工作。若齐纳击穿管1未被反向击穿，齐纳击穿管修调单元输出端输出“0”，反之则输出“1”。

经过试写操作、烧写操作和读取操作，齐纳击穿管修调单元工作全部完成，待电路重新上电后，齐纳击穿管修调单元输出修调状态结果，并写入寄存器固化，实现了修调数据的存储功能。

为了提高高精度MEMS硅谐振压力传感器整表调试和齐纳击穿管修调单元的鲁棒性，同时缩短电路修调状态结果的读取时间和传感器整表响应时间。齐纳击穿管修调单元阵列采用数据串行试写、并行读数和1位烧写的结构，修调单元的数量由单片接口电路的修调需求决定，1个修调单元控制1位修调开关，从而控制单片接口电路各功能模块中连入的电阻器、电容器数量和大小。

4、本实施例的齐纳击穿管修调单元阵列如图3所示，由修调单元1、2、3、4组成，每个修调单元均包括试写控制A/B、数据输入端+/-、电源输出端、烧写控制Z、读取控制R1/R2，修调单元1的数据输入端+/-作为整个阵列的数据输入IN，每个修调单元的单元输出作为下一个修调单元的数据输入端+/-，最后的修调单元4的单元输出端作为整个阵列的数据状态输出，每个修调单元的试写控制A/B并联作为整个阵列的试写控制W，每个修调单元的读取控制R1/R2并联作为整个阵列的读写控制R。

修调阵列中每一个修调单元输出端与下一个修调单元的输入端相连，构成一个串行控制的数据移位寄存器。齐纳击穿管修调单元阵列通过试写、读取、烧写、测试等功能操作后，各个齐纳击穿管修调单元状态并行输出。

二、实施例二

本发明还提供了一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试方法，如图4所示，包括以下步骤：

S1、采用上述实施例1的一种高精度MEMS硅谐振压力传感器数字化调试装置；

S2、由上位机控制模块5统一实施，共包括5.1试写控制模块、5.2读取控制模块和5.3烧写控制模块三部分，可根据调试需要可自动或手动依次完成；

S3、上位机控制5和FPGA/MCU控制板4建立通讯机制，FPGA/MCU控制板4接收到上位机调试指令后，调试工作启动；

S4、FPGA/MCU控制板4与单片接口电路2建立通讯，并初始化操作，单片接口电路2中的齐纳击穿管修调单元阵列采用数据串行试写、并行读出的方式，若对多个修调单元并行烧写操作，极易出现由于管子的差异性而导致个别齐纳击穿管无法反向击穿的现象，因此为了确保反向击穿导通的成功率，每次只对齐纳击穿管修调单元阵列中的一个修调单元进行烧写操作，即一次只对一个齐纳击穿管进行反向击穿操作；

S5、在上位机控制模块5中，选择齐纳击穿管修调单元阵列的修调项目，如环路增益、相位补偿、滤波特性、激励电压幅值和比例积分系数等，同时根据传感器实际特性设定测试目标值后，如硅谐振压力传感器的谐振频率值、检测正弦波幅值、激励电压幅值、检测-激励信号相位差等，谐振频率值范围10kHz~40kHz，检测正弦波幅值范围0.5V~2V，激励电压幅值2V~3.3V，检测-激励信号相位差范围0°~10°，开始进行串行试写工作；

试写数据由寄存器的数据输入端+、数据输入端-写入，试写控制A信号和试写控制B信号为两相互不交叠时钟，1个时钟周期后1个修调单元试写完成，n个修调单元组成的阵列需要n个时钟周期可完成全部试写操作；在整个试写过程中，读取模块和烧写模块不工作；

S6、当完成修调单元阵列的试写操作后，FPGA/MCU控制板4与测量设备3建立通讯，并初始化操作，设定目标值；测量设备3实时测量和监控单片接口电路2的电参数目标值，包括谐振频率值、检测正弦波幅值、激励电压幅值、检测-激励信号相位差；将实际测试结果返回FPGA/MCU控制板4，实际测试结果与设定的测试目标值大小进行判断比对，并将判断比对结果传送至上位机控制模块5，若实际测试结果与设定的测试目标值一致，表明试写参数满足传感器整表的调试要求，试写成功，反之则重新开始试写操作，直至满足设定的测试目标值要求；

S7、当完成修调单元阵列的试写操作后，开始进行烧写操作；在烧写控制模块工作前，需要再次确定烧写位，并通过移位寄存器的数据输入端+/- 将标志逻辑“1”输入，当烧写控制Z信号置同时为“1”时，图2中的开关管14导通，同时使用12V的直流电源1从而形成大电流通路，持续时间需要保持150us以上，此时齐纳击穿管被反向击穿。注意齐纳击穿管烧写操作是不可逆的，反向击穿后不能恢复，因此每个齐纳击穿管修调单元只能进行一次烧写操作；

S8、当完成修调单元阵列的烧写操作后，开始进行读取操作。当读取控制R1信号、读取控制R2信号均置为“1”时，读取控制模块开始工作。若齐纳击穿管未被反向击穿，齐纳击穿管修调单元输出端输出“0”，反之则输出“1”；

S9、当完成修调单元阵列的读取操作后，测量设备3再次测量单片接口电路2的电参数目标值，同时验证修调单元阵列的输出状态，并将实际测试结果返回FPGA/MCU控制板4，实际测试结果与设定的测试目标值比对判断后返回上位机，若实际测试结果与设定的测试目标值一致，整个调试工作结束，反之则从试写操作重新开始，重复以上个步骤，直至满足测试目标值的要求为止。

经过试写操作、烧写操作、读取操作和测试验证后，整个齐纳击穿管修调单元阵列完成调试操作，同时也完成了修调数据的存储功能。MEMS硅谐振压力传感器重新上电后各个修调单元输出相应状态信息，且状态信息固化。高精度MEMS硅谐振压力传感器整表数字化调试结束。使用本发明的修调方法，能够提高传感器整表的调试效率和降低成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。