DE10027096A1 - Sensorvorrichtung - Google Patents
SensorvorrichtungInfo
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Abstract
Eine Sensorvorrichtung, die eine Einrichtung (9), die anhand eines im voraus in ihr gespeicherten Programms eine arithmetische Verarbeitung ausführt, eine Einrichtung (11) zum Erzeugen von Impulsen mittels eines Programms und eine Einrichtung (12), die bewirkt, daß die Ausgangsspannung der Sensorvorrichtung entweder auf der entsprechenden Versorgungsspannung oder auf Massepotential bleibt, wenn die Impulse von der Impulserzeugungseinrichtung (11) unterbrochen werden, umfaßt. Dadurch kann ein Hostsystem einfach beurteilen, ob die Sensorvorrichtung normal oder fehlerhaft arbeitet, indem es die analogen Ausgangsspannungen der Sensorvorrichtung überwacht.
Description
Die Erfindung betrifft Sensorvorrichtungen, deren Ausgangsspannung durch
eine digitale arithmetische Verarbeitung korrigiert wird, und insbesondere eine
Sensorvorrichtung, die bei einem Fehler diesen einem Hostsystem melden
kann.
Aus JP 10-281912-A (1998) ist ein Drucksensor bekannt, bei dem die Aus
gangsspannung durch eine digitale arithmetische Verarbeitung korrigiert wird.
Bei dieser Sensorvorrichtung wird ein fehlerhafter Betrieb des digitalen
Arithmetikprozessors nicht berücksichtigt.
In ausschließlich durch analoge Schaltungen gebildeten Sensorvorrichtungen,
die verwendet wurden, bevor die obengenannte Sensorvorrichtung mit digita
ler arithmetischer Verarbeitung bekannt war, blieb die Ausgangsspannung der
Sensorvorrichtung bei ihrem Ausfall selten auf einer Zwischenspannung,
sondern meist auf der entsprechenden Versorgungsspannung. Wenn daher die
Ausgangsspannung der Sensorvorrichtung auf der Versorgungsspannung oder
auf der Massespannung blieb, konnte das Hostsystem feststellen, daß die
Sensorvorrichtung ausgefallen ist. Wenn daher eine solche Sensorvorrichtung
ausfiel, konnte das Hostsystem eine Gegenmaßnahme für einen Ausfallsiche
rungsbetrieb ergreifen.
Auch in der obengenannten Sensorvorrichtung mit digitaler arithmetischer
Verarbeitung werden im Hinblick auf die Kompatibilität mit analogen Sensor
vorrichtungen häufig Ausgangssignale in Form einer analogen Spannung
verwendet. Durch die Anordnung eines D/A-Umsetzers in einer Ausgangs
schaltung werden daher die Ausgangssignale einer digitalen arithmetischen
Verarbeitung nach ihrer Umsetzung in analoge Spannungen ausgegeben.
Wenn jedoch die Einheit für die digitale arithmetische Verarbeitung ausfällt,
bleiben ihre Ausgangssignale auf einem mittleren Wert, weshalb auch das
Ausgangssignal des D/A-Umsetzers, der anhand der Ausgangssignale der
Einheit für die digitale arithmetische Verarbeitung betrieben wird, auf einer
mittleren Spannung. Wenn die Ausgangssignale der Sensorvorrichtung auf
einer mittleren Spannung bleiben, kann jedoch lediglich anhand der Ausgangs
signale der Sensorvorrichtung nur schwer beurteilt werden, ob die Sensorvor
richtung normal oder fehlerhaft arbeitet. Daher kann das Hostsystem, das
lediglich die Ausgangssignale der Sensorvorrichtung überwacht, nur schwer
beurteilen, ob die Sensorvorrichtung normal oder fehlerhaft arbeitet.
Wenn also die Sensorvorrichtung ausgefallen ist, kann das herkömmliche
Hostsystem keine Gegenmaßnahme für einen Ausfallsicherungsbetrieb
ergreifen. Somit besteht im Stand der Technik das Problem, daß beim Ausfall
einer derartigen Sensorvorrichtung keine geeignete Gegenmaßnahme ergriffen
werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sensorvorrichtung zu
schaffen, die eine digitale arithmetische Verarbeitung verwendet und analoge
Spannungen ausgibt und dabei einem Hostsystem ermöglicht, in einfacher
Weise zu beurteilen, ob sie normal oder fehlerhaft arbeitet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sensorvorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung umfaßt eine Einrichtung zur
digitalen arithmetischen Verarbeitung, die eine arithmetische Verarbeitung
anhand eines im voraus darin gespeicherten Programms ausführt, eine Ein
richtung zum Erzeugen von Impulsen mittels des Programms und eine Ein
richtung, die bewirkt, daß die Ausgangsspannung des Sensors entweder auf
der Versorgungsspannung oder auf der Massespannung bleibt, wenn die
Impulse von der Impulserzeugungseinrichtung unterbrochen werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen
der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die
Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 einen Blockschaltplan einer Sensorvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 einen Schaltplan einer Ausgangsschaltung in der Sensorvorrichtung
nach Fig. 1;
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Ausgangssignale eines Impuls
generators in der Sensorvorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 4 einen Blockschaltplan einer Einheit zur digitalen arithmetischen
Verarbeitung in der Sensorvorrichtung nach Fig. 1; und
Fig. 5 einen Schaltplan eines A/D-Umsetzers in der Sensorvorrichtung
nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Sensorvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 zeigt den Aufbau einer
Ausgangsschaltung 12 in der Sensorvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 zeigt ein
Diagramm zur Erläuterung der Ausgangssignale eines Impulsgenerators 11 in
der Sensorvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 4 zeigt den Aufhau einer Einheit 9 zur
digitalen arithmetischen Verarbeitung in der Sensorvorrichtung nach Fig. 1
und Fig. 5 zeigt den Aufbau eines A/D-Umsetzers 8 in der Sensorvorrichtung
nach Fig. 1.
Die Sensorvorrichtung der Erfindung umfaßt ein Element 1 zur Erfassung
einer physikalischen Größe, das durch eine Brückenschaltung mit Widerstän
den 3, 4, 5 und 6 gebildet ist; einen weiteren Widerstand 2 mit einem Tempe
raturkoeffizienten, der von jenem der Widerstände 3, 4, 5 und 6 verschieden
ist, der mit der Brückenschaltung in Reihe geschaltet ist, einen A/D-Umsetzer
8, der die Ausgangsspannungen der Brückenschaltung des Elements 1 zur
Erfassung einer physikalischen Größe in digitale Signale umsetzt; einen
weiteren A/D-Umsetzer, der Zwischenspannungen an der Verbindungsstelle
des Elements 1 zur Erfassung einer physikalischen Größe und des Widerstan
des 2 in digitale Signale umsetzt; eine Einheit 9 zur digitalen arithmetischen
Verarbeitung, die eine digitale arithmetische Verarbeitung an den Ausgangs
spannungen der A/D-Umsetzer 7 und 8 ausführt und dadurch die Ausgangs
spannungscharakteristik für die gemessene physikalische Größe der Sen
soreinheit, die das Element 1 zur Erfassung einer physikalischen Größe und
den Widerstand 2 enthält, korrigiert, um einen vorgegebenen Standard zu
erfüllen; einen D/A-Umsetzer 10, der das arithmetische Ergebnis von der
Einheit 9 zur digitalen arithmetischen Verarbeitung in analoge Spannungen
umsetzt; einen Impulsgenerator 11, der durch die Einheit 9 zur digitalen
arithmetischen Verarbeitung gesteuert wird und Taktimpulse erzeugt; und eine
Ausgangsschaltung 12, die durch die Taktimpulse vom Impulsgenerator 11
betrieben wird und in Abhängigkeit von den Ausgangsspannungen vom D/A-
Umsetzer 10 Ausgangssignale erzeugt.
Zunächst wird die Funktionsweise der Sensorvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform der Erfindung kurz erläutert. Die Ausgangsspannungen der
Brückenschaltung des Elements 1 zur Erfassung einer physikalischen Größe,
die sich in Abhängigkeit von den gemessenen physikalischen Größen ändern,
werden durch den A/D-Umsetzer 8 in digitale Signale umgesetzt, während die
Zwischenspannungen an der Verbindung des Elements 1 zur Erfassung einer
physikalischen Größe und des Widerstandes 2, die sich wegen der unter
schiedlichen Temperaturkoeffizienten der Widerstände 3, 4, 5 und 6 einerseits
und des Widerstandes 2 andererseits in Abhängigkeit von der Temperatur des
Elements 1 zur Erfassung einer physikalischen Größe ändern, durch den A/D-
Umsetzer 7 in digitale Signale umgesetzt werden und die Ausgangssignale der
A/D-Umsetzer 7 und 8 einer arithmetischen Verarbeitung durch die Einheit 9
zur digitalen arithmetischen Verarbeitung unterworfen werden, wodurch die
Ausgangsspannungscharakteristik der Sensoreinheit für die gemessenen
physikalischen Größen korrigiert wird, um einen vorgegebenen Standard zu
erfüllen. Danach wird das arithmetische Ergebnis durch den D/A-Umsetzer 10
in analoge Signale umgesetzt, wobei die von den umgesetzten analogen
Signalen abhängenden Ausgangssignale von der Ausgangsschaltung 12
erzeugt werden.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 2 der Aufbau der Ausgangsschaltung 12 erläu
tert. Die Ausgangsschaltung 12 umfaßt einen Kondensator 15, analoge
Schalter 13, 14, 16 und 17, die den Kondensator 15 mit Eingangsspannungen
laden und entladen, einen Kondensator 19, analoge Schalter 18, 20, 21 und 22,
die den Kondensator 19 mit den Ausgangsspannungen laden und entladen,
einen Operationsverstärker 24 sowie einen Kondensator 22, der in den Rück
kopplungskreis des Operationsverstärkers 24 geschaltet ist. Die Ausgangs
schaltung 12 wird durch den Takt 1 und durch den Takt 2, die in Fig. 3 durch
nicht überlappende Taktsignale dargestellt und vom Impulsgenerator 11
erzeugt werden, aktiviert, um Ausgangssignale zu erzeugen, die zu dem
Eingangssignal proportional ist, das durch Wiederholung zweier Zustände
gebildet wird, wie im folgenden erläutert wird. Der erste Zustand entspricht
einem Hochpegelzustand des Takts 1, wobei in diesem Zustand die analogen
Schalter 13, 17, 21 und 23 geöffnet sind und die analogen Schalter 14, 16, 18
und 20 geschlossen sind, so daß die Kondensatoren 15 und 19 entladen
werden. Der zweite Zustand entspricht einem Hochpegelzustand des Takts 2,
wobei in diesem Zustand die analogen Schalter 13, 17, 21 und 23 geschlossen
sind und die analogen Schalter 14, 16, 18 und 20 geöffnet sind, wodurch die an
den Kondensator 15 die Eingangsspannungen angelegt werden und an den
Kondensator 19 die Ausgangsspannungen angelegt werden. Daher fließt in
diesem Zustand durch den analogen Schalter 13, den Kondensator 15 und den
analogen Schalter 17 der Ladestrom zum Kondensator 22 und zum Operati
onsverstärker 24, außerdem wird der Kondensator 22 mit elektrischen Ladun
gen geladen, die den in den Kondensator 15 geladenen Ladungen entsprechen.
Weiterhin wird der Kondensator 19 durch Spannungen geladen, die den
Ausgangsspannungen entsprechen, wobei durch den analogen Schalter 23, den
Kondensator 19 und den analogen Schalter 21 ein Ladestrom zum Kondensa
tor 22 fließt, so daß der Kondensator 22 ferner durch die elektrischen Ladun
gen geladen wird, die den Ladungen des Kondensators 19 entsprechen. Daher
können die elektrischen Ladungen, die in den Kondensator 22 fließen, durch
die folgende Gleichung angegeben werden:
Q22[n] = Q22[n-1] + C15 × Vin + C19 × V0[n]
wobei
Q22[n]: Menge elektrischer Ladungen, die in den Kondensator 22 zum momentanen Zeitpunkt geladen ist
Q22[n-1]: Menge elektrischer Ladungen, die in im Kondensator einen Takt impuls vorher geladen ist
C15: Kapazitätswert des Kondensators 15
C19: Kapazitätswert des Kondensators 19
Vin: Eingangsspannung
V0[n]: Ausgangsspannung zum momentanen Zeitpunkt
Q22[n]: Menge elektrischer Ladungen, die in den Kondensator 22 zum momentanen Zeitpunkt geladen ist
Q22[n-1]: Menge elektrischer Ladungen, die in im Kondensator einen Takt impuls vorher geladen ist
C15: Kapazitätswert des Kondensators 15
C19: Kapazitätswert des Kondensators 19
Vin: Eingangsspannung
V0[n]: Ausgangsspannung zum momentanen Zeitpunkt
Weiterhin kann die Ausgangsspannung V0[n] zum momentanen Zeitpunkt
folgendermaßen ausgedrückt werden:
wobei
C22: Kapazitätswert des Kondensators 22.
C22: Kapazitätswert des Kondensators 22.
Die Kombination der beiden obigen Gleichungen (1) und (2) ergibt die
folgende Gleichung:
Wenn gemäß der obigen Gleichung anhand des Endwerttheorems ein Endwert
bestimmt wird, gilt die folgende Gleichung, die eine zur Eingangsspannung
Vin proportionale Ausgangsspannung angibt:
Wenn in einer Schaltung wie etwa der Ausgangsschaltung 12, die während des
Ladens und Endadens der Kondensatoren betrieben wird, die Taktsignale
unterbrochen werden, bleiben die Ausgangsspannungen dieser Schaltung
entweder auf der betreffenden Versorgungsspannung oder auf Massepotential.
Wenn daher gewünscht ist, daß die Ausgangsspannung der Sensorvorrichtung
entweder auf der Versorgungsspannung oder auf Massepotential bleibt, kann
dies durch Unterbrechen der Taktsignale, die an die Ausgangsschaltung 12
angelegt werden, erzielt werden.
Nun wird der Aufbau der Einheit 9 zur digitalen arithmetischen Verarbeitung
mit Bezug auf Fig. 4 erläutert. Die Einheit 9 zur digitalen arithmetischen
Verarbeitung umfaßt einen ROM 26, der ein Programm zum Betreiben der
Einheit 9 zur digitalen arithmetischen Verarbeitung speichert, eine Arithmeti
keinheit 27, die Arithmetikoperationen ausführt, einen Eingangspuffer 28, der
die Ausgangsdaten vom A/D-Umsetzer 7 empfängt, einen weiteren Ausgangs
puffer 29, der die Ausgangsdaten vom A/D-Umsetzer 8 empfängt, ein Aus
gangsregister 30, das Daten an den D/A-Umsetzer 10 ausgibt, und eine
Steuerschaltung 25, die das im ROM 26 gespeicherte Programm interpretiert
und die Operation des ROM 26, der Arithmetikeinheit 27, des Eingangspuffers
28, des Eingangspuffers 29 und des Ausgangsregisters 30 steuert. Die Eingabe
und Ausgabe für den ROM 26, die Arithmetikeinheit 27, die Eingangspuffer
28 und 29 und das Ausgangsregister 30 erfolgen über einen internen Bus,
wobei die Steuerschaltung 25 die jeweils zu Blöcken zusammengefaßten
Elemente betreibt und dabei das im ROM 26 gespeicherte Programm interpre
tiert und die arithmetische Verarbeitung ausführt.
Der Impulsgenerator 11 umfaßt Ausgangsregister 31 und 32, die mit dem
internen Bus der Einheit 9 zur digitalen arithmetischen Verarbeitung direkt
verbunden sind, wobei das Schreiben in die Register 31 und 32 über den
internen Bus erfolgt. Das Ausgangsregister 31 ist ein Register zum Halten der
Signale des Takts 1, während das Ausgangsregister 32 ein Register zum
Halten der Signale des Takts 2 ist.
Nun wird das Verfahren zur Erzeugung der Signale des Takts 1 und des Takts
2 erläutert. Die Erzeugung der Signale des Takts 1 und des Takts 2 erfolgt
durch abwechselndes Schreiben von "1" und "0" in die Ausgangsregister 31
und 32 entsprechend dem im ROM 26 gespeicherten Programm. Das heißt,
daß der Takt 1 durch vorheriges Speichern eines Programms im ROM 26, das
in der Weise arbeitet, daß zu einem Zeitpunkt, zu dem der Takt 1 auf Hochpe
gel wechseln soll, "1" in das Register 31 geschrieben wird und zu einem
Zeitpunkt, zu dem der Takt 1 auf Tiefpegel wechseln soll, "0" in das Register
31 geschrieben wird, erzeugt wird. In ähnlicher Weise wird der Takt 2 durch
vorheriges Speichern eines Programms im ROM 26, das in der Weise arbeitet,
daß zu einem Zeitpunkt, zu dem der Takt 2 auf Hochpegel wechseln soll, "1"
in das Register 32 geschrieben wird und zu einem Zeitpunkt, zu dem der Takt
2 auf Tiefpegel wechseln soll, "0" in das Register 32 geschrieben wird,
erzeugt. Wenn daher die Einheit 9 zur digitalen arithmetischen Verarbeitung
aus irgendeinem Grund, der den richtigen Ablauf des Programms verhindert,
ausfällt, wird die Schreiboperation in die Ausgangsregister 31 und 32 unter
brochen, so daß die Eingabe der Impulse in die Ausgangsschaltung 12 eben
falls unterbrochen wird und die Ausgangsspannung der Sensorvorrichtung
entweder auf der betreffenden Versorgungsspannung oder auf Massepotential
bleibt. Wenn daher die Einheit 9 zur digitalen arithmetischen Verarbeitung
ausfällt, bleibt die Ausgangsspannung der Sensorvorrichtung entweder auf der
entsprechenden Versorgungsspannung oder auf Massepotential. Daher kann
bei einem Ausfall der Sensorvorrichtung die Ausgangsspannung auf die
betreffende Versorgungsspannung oder auf Massepotential gesetzt werden,
was einem Hostsystem, das die Ausgangssignale der Sensorvorrichtung
überwacht, die Beurteilung ermöglicht, ob die Sensorvorrichtung normal oder
fehlerhaft arbeitet, wobei das Hostsystem im letzteren Fall geeignete Gegen
maßnahmen für einen Ausfallsicherungsbetrieb ergreifen kann.
Nun wird ein Verfahren zur Erfassung eines Fehlers im Element 1 zur Erfas
sung einer physikalischen Größe erläutert. Das Element 1 zur Erfassung einer
physikalischen Größe umfaßt eine Brückenschaltung, die durch Widerstände
3, 4, 5 und 6 gebildet ist, und ist über den Widerstand 2 mit einer Spannungs
quelle verbunden. Als Ursache eines Ausfalls des Elements 1 zur Erfassung
einer physikalischen Größe kommen etwa eine Unterbrechung oder ein
Kurzschluß der Widerstände 3, 4, 5 und 6, die die konstitutiven Elemente des
Elements 1 zur Erfassung einer physikalischen Größe bilden, in Betracht.
Wenn einer der Widerstände 3, 4, 5 und 6 unterbrochen oder kurzgeschlossen
ist, ändert sich die Zwischenspannung an der Verbindungsstelle des Elements
1 zur Erfassung einer physikalischen Größe und dem Widerstand 2, d. h. die
Spannung am Meßpunkt des A/D-Umsetzers 7 oder die Ausgangsspannung
des Elements 1 zur Erfassung einer physikalischen Größe, d. h. die Spannung
am Meßpunkt des A/D-Umsetzers 8, in extremer Weise. Durch vorheriges
Setzen eines vorgegebenen Bereichs der Meßspannung für die A/D-Umsetzer
7 und 8 kann daher in dem Fall, in dem die Meßspannung für eine vorgege
bene Zeitperiode vom vorgegebenen Bereich abweicht, ein Fehler des Ele
ments 1 zur Erfassung einer physikalischen Größe angenommen werden,
woraufhin der Takt 1 und der Takt 2, die die Ausgangssignale des Impulsgene
rators 11 bilden, unterbrochen werden, so daß die Ausgangssignale der
Ausgangsschaltung 12 ebenfalls unterbrochen werden und die Ausgangsspan
nung der Sensorvorrichtung entweder auf der entsprechenden Versorgungs
spannung oder auf Massepotential bleibt. Dadurch kann das Hostsystem einen
Ausfall der Sensorvorrichtung erfassen. Aus der obigen Erläuterung des
Verfahrens zur Erfassung eines Fehlers des Elements 1 zur Erfassung einer
physikalischen Größe wird deutlich, daß der Ausfall des Elements 1 zur
Erfassung einer physikalischen Größe bei Verwendung der Spannungen an den
Meßpunkten für den A/D-Umsetzer 7 und 8 erfaßt werden kann, ohne daß ein
weiterer Meßpunkt hinzugefügt werden muß.
Nun wird der Aufbau des A/D-Umsetzers 8 mit Bezug auf Fig. 5 erläutert. Der
A/D-Umsetzer ist eine ΔΣ-Modulationsschaltung des differentiellen Typs, die
einen ersten Integrator, der einen Operationsverstärker 43, Kondensatoren 34,
38 und 37 und analoge Schalter 33, 35, 36, 39, 40, 41 und 42 enthält, einen
zweiten Integrator, der eine differentielle Operation in bezug auf den ersten
Integrator ausführt und einen Operationsverstärker 47, Kondensatoren 49, 51
und 54 sowie analoge Schalter 44, 45, 46, 48, 50, 52 und 53 enthält; einen
Komparator 55, der die Ausgangsspannungen der ersten und zweiten Integra
toren vergleicht; einen lokalen D/A-Umsetzer 66, der die Ausgangsspannun
gen in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Komparators 55 ändert; eine
SC-Schaltung, die das Ausgangssignal des lokalen D/A-Umsetzers 66 zum
ersten Integrator rückkoppelt und einen Kondensator 57 sowie analoge
Schalter 56, 59, 58 und 60 enthält; und eine weitere SC-Schaltung, die das
Ausgangssignal des lokalen D/A-Umsetzers 66 zum zweiten Integrator
rückkoppelt und einen Kondensator 64 sowie analoge Schalter 61, 62, 63 und
65 enthält, umfaßt. Da der A/D-Umsetzer 8 Signale mit einer Impulsdichte
ausgibt, die von der an ihn angelegten Eingangsspannung abhängt, wird ein
von der Eingangsspannung abhängender digitaler Wert erhalten, wenn die
Impulsdichte mit dem A/D-Umsetzer 8 ermittelt wird. Der A/D-Umsetzer 8 ist
ferner so beschaffen, daß er Offset-Spannungen der Operationsverstärker 43
und 47 durch Laden dieser Offset-Spannungen in die Kondensatoren 38 und
51 kompensiert. Durch Vorsehen der ersten und zweiten Integratoren und
durch Betreiben dieser Integratoren in differentieller Weise kann eine hochge
naue A/D-Umsetzung erzielt werden.
Erfindungsgemäß wird die Möglichkeit, daß die Ausgangsspannung der
Sensorvorrichtung bei ihrem Ausfall auf einer Zwischenspannung bleibt,
unterdrückt, statt dessen bleiben bei einem Ausfall der Sensorvorrichtung die
Ausgangsspannungen entweder auf der entsprechenden Versorgungsspannung
oder auf Massepotential, so daß ein Hostsystem den Ausfall der Sensorvor
richtung einfach erfassen kann und einfach Gegenmaßnahmen für einen
Ausfallsicherungsbetrieb ergreifen kann, selbst wenn die Sensorvorrichtung
ausfällt.
Claims (7)
1. Sensorvorrichtung, die ein Element (1) zur Erfassung einer physi
kalischen Größe, dessen Ausgangssignale sich in Abhängigkeit von der
gemessenen physikalischen Größe ändern, und eine Arithmetikeinrichtung (9),
die an den Ausgangssignalen eine arithmetische Verarbeitung entsprechend
einem im voraus in ihr gespeicherten Programm ausführt, umfaßt,
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (11) zum Erzeugen von Impulsen entsprechend einem im voraus gespeicherten Programm und
eine Einrichtung (12), die bewirkt, daß die Ausgangsspannung der Sensorvorrichtung entweder auf der entsprechenden Versorgungsspannung oder auf Massepotential bleibt, wenn die Impulse von der Impulserzeugungs einrichtung (11) unterbrochen werden.
eine Einrichtung (11) zum Erzeugen von Impulsen entsprechend einem im voraus gespeicherten Programm und
eine Einrichtung (12), die bewirkt, daß die Ausgangsspannung der Sensorvorrichtung entweder auf der entsprechenden Versorgungsspannung oder auf Massepotential bleibt, wenn die Impulse von der Impulserzeugungs einrichtung (11) unterbrochen werden.
2. Sensorvorrichtung, die ein Element (1) zur Erfassung einer physi
kalischen Größe, dessen Ausgangssignale sich in Abhängigkeit von der
gemessenen physikalischen Größe ändern, und eine Arithmetikeinrichtung (9),
die an den Ausgangssignalen eine arithmetische Verarbeitung entsprechend
einem im voraus in ihr gespeicherten Programm ausführt, umfaßt,
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (11) zum Erzeugen von Impulsen entsprechend einem gespeicherten Programm,
analoge Schalter (13, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 23), deren geschlossene und geöffnete Zustände durch die Impulse von der Impulserzeugungseinrich tung (11) gesteuert werden, und
Kondensatoren (1 S. 19, 22), die durch den Betrieb der analogen Schalter (13, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 23) geladen und entladen werden.
eine Einrichtung (11) zum Erzeugen von Impulsen entsprechend einem gespeicherten Programm,
analoge Schalter (13, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 23), deren geschlossene und geöffnete Zustände durch die Impulse von der Impulserzeugungseinrich tung (11) gesteuert werden, und
Kondensatoren (1 S. 19, 22), die durch den Betrieb der analogen Schalter (13, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 23) geladen und entladen werden.
3. Sensorvorrichtung, die ein Element (1) zur Erfassung einer physi
kalischen Größe, dessen Ausgangssignale sich in Abhängigkeit von der
gemessenen physikalischen Größe ändern, und eine Arithmetikeinrichtung (9),
die an den Ausgangssignalen eine arithmetische Verarbeitung entsprechend
einem im voraus in ihr gespeicherten Programm ausführt, umfaßt,
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (9, 11), die einen Fehler des Elements (1) zur Erfassung einer physikalischen Größe erfaßt, und
eine Einrichtung (12), die bewirkt, daß die Ausgangsspannung der Sensorvorrichtung entweder auf der entsprechenden Versorgungsspannung oder auf Massepotential bleibt.
eine Einrichtung (9, 11), die einen Fehler des Elements (1) zur Erfassung einer physikalischen Größe erfaßt, und
eine Einrichtung (12), die bewirkt, daß die Ausgangsspannung der Sensorvorrichtung entweder auf der entsprechenden Versorgungsspannung oder auf Massepotential bleibt.
4. Sensorvorrichtung, mit
einem Element (1) zur Erfassung einer physikalischen Größe, das eine Brückenschaltung mit Widerständen (3, 4, 5, 6) umfaßt,
einem weiteren Widerstand (2) mit einem Temperaturkoeffizienten, der von jenem der Widerstände (3, 4, 5, 6) der Brückenschaltung verschieden ist, und mit der Brückenschaltung (3, 4, 5, 6) in Reihe geschaltet ist,
einem ersten A/D-Umsetzer (8), der die Brückenschaltung-Aus gangsspannungen vom Element (1) zur Erfassung einer physikalischen Größe in digitale Signale umsetzt,
einem zweiten A/D-Umsetzer (7), der Zwischenspannungen an der Verbindung des Elements (1) zur Erfassung einer physikalischen Größe mit dem weiteren Widerstand (2) in digitale Signale umsetzt,
einer Einheit (9) zur digitalen arithmetischen Verarbeitung, die eine digitale arithmetische Verarbeitung an den Ausgangsspannungen beider A/D- Umsetzer (7, 8) ausführt und dadurch die Ausgangsspannungscharakteristik für die gemessene physikalische Größe der durch das Element (1) zur Erfas sung einer physikalischen Größe und den weiteren Widerstand (2) gebildeten Sensoreinheit so korrigiert, daß eine vorgegebene Standardeigenschaft erfüllt wird,
einem D/A-Umsetzer (10), der das Arithmetikergebnis von der Einheit (9) zur digitalen arithmetischen Verarbeitung in analoge Spannungen umsetzt,
einem Impulsgenerator (11), der durch die Einheit (9) zur digitalen arithmetischen Verarbeitung gesteuert wird und Taktimpulse erzeugt, und
einer Ausgangsschaltung (12), die durch die Taktimpulse vom Impulsgenerator (11) betrieben wird und in Abhängigkeit von den Ausgangs spannungen des D/A-Umsetzers (10) Ausgangssignale erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Impulserzeugung durch den Impulsgenerator (11) dann, wenn die Sensoreinheit (1, 2) und/oder die Einheit (9) zur digitalen arithmetischen Verarbeitung ausfällt oder fehlerhaft arbeitet, unterbrochen wird und der Ausgangssignalpegel der Ausgangsschaltung (12) entweder den Pegel der entsprechenden Versorgungsspannung oder den Pegel des Massepotentials annimmt.
einem Element (1) zur Erfassung einer physikalischen Größe, das eine Brückenschaltung mit Widerständen (3, 4, 5, 6) umfaßt,
einem weiteren Widerstand (2) mit einem Temperaturkoeffizienten, der von jenem der Widerstände (3, 4, 5, 6) der Brückenschaltung verschieden ist, und mit der Brückenschaltung (3, 4, 5, 6) in Reihe geschaltet ist,
einem ersten A/D-Umsetzer (8), der die Brückenschaltung-Aus gangsspannungen vom Element (1) zur Erfassung einer physikalischen Größe in digitale Signale umsetzt,
einem zweiten A/D-Umsetzer (7), der Zwischenspannungen an der Verbindung des Elements (1) zur Erfassung einer physikalischen Größe mit dem weiteren Widerstand (2) in digitale Signale umsetzt,
einer Einheit (9) zur digitalen arithmetischen Verarbeitung, die eine digitale arithmetische Verarbeitung an den Ausgangsspannungen beider A/D- Umsetzer (7, 8) ausführt und dadurch die Ausgangsspannungscharakteristik für die gemessene physikalische Größe der durch das Element (1) zur Erfas sung einer physikalischen Größe und den weiteren Widerstand (2) gebildeten Sensoreinheit so korrigiert, daß eine vorgegebene Standardeigenschaft erfüllt wird,
einem D/A-Umsetzer (10), der das Arithmetikergebnis von der Einheit (9) zur digitalen arithmetischen Verarbeitung in analoge Spannungen umsetzt,
einem Impulsgenerator (11), der durch die Einheit (9) zur digitalen arithmetischen Verarbeitung gesteuert wird und Taktimpulse erzeugt, und
einer Ausgangsschaltung (12), die durch die Taktimpulse vom Impulsgenerator (11) betrieben wird und in Abhängigkeit von den Ausgangs spannungen des D/A-Umsetzers (10) Ausgangssignale erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Impulserzeugung durch den Impulsgenerator (11) dann, wenn die Sensoreinheit (1, 2) und/oder die Einheit (9) zur digitalen arithmetischen Verarbeitung ausfällt oder fehlerhaft arbeitet, unterbrochen wird und der Ausgangssignalpegel der Ausgangsschaltung (12) entweder den Pegel der entsprechenden Versorgungsspannung oder den Pegel des Massepotentials annimmt.
5. Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Impulsgenerator (11) ein erstes Ausgangsregister (31) zum Erzeugen einer
ersten Reihe von Taktimpulsen und ein zweites Ausgangsregister (32) zum
Erzeugen einer zweiten Reihe von Taktimpulsen umfaßt.
6. Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste A/D-Umsetzer (8) eine ΔΣ-Modulationsschaltung des differentiellen
Typs ist.
7. Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pegel der Ausgangssignale der Ausgangsschaltung (12) durch ein Hostsy
stem überwacht werden.
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