CN102859872B

CN102859872B - 用于传感器设备的电子部件、传感器设备和配置传感器设备的方法

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Publication number: CN102859872B
Application number: CN201180015230.XA
Authority: CN
Inventors: 索林·费利策恩; 弗兰克·克鲁帕尔; 马库斯·弗里顿; 托马斯·赖德尔
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2031-03-21
Also published as: CN102859872A; US8660806B2; DE102010003221A1; EP2550740B1; WO2011117165A2; US20110238339A1; WO2011117165A3; EP2550740A2

Abstract

本发明涉及一种用于传感器设备的电子部件，该电子部件包括：用于连接可受到目标影响的敏感装置的第一端子装置；用于外部通信的第二端子装置；以及控制装置和/或提供输出信号的评估装置，其中该部件经由第二端子装置可编程，其特征在于，第一编程级，在第一编程级中用于传感器设备的设置的参数是可调整的，以及第二编程级，在第二编程级中传感器设备的特性曲线是可调整的，其中第一编程级在层级上高于第二编程级，并且在第二编程级中的调整和/或调整的可能性是在第一编程级中的调整的函数。

Description

用于传感器设备的电子部件、传感器设备和配置传感器设备的方法

技术领域

本发明涉及一种用于传感器设备的电子部件，该电子部件包括：用于连接受到目标的影响的敏感装置的第一端子装置；用于外部通信的第二端子装置；以及控制装置和/或提供输出信号的评估装置，其中该部件经由第二端子装置可编程。

本发明进一步涉及一种传感器设备。

此外，本发明涉及一种配置传感器设备的方法。

背景技术

DE 41 23 828C2或US 5,408,132公开了一种非接触接近开关，该开关具有可受到从外部靠近的物体影响的振荡电路；用于生成输出信号的评估装置，所述输出信号为振荡电路的超过预定阈值的输出数量的函数；以及至少一个用于输出信号的输出的另外的外部电端子；以及用于调整可调整的电路参数的数字调整装置。调整装置被配置为包括数据存储器的可自由编程的调整装置。解调电路被提供，该解调电路在输出侧上连接到调整装置，且该解调电路在输入侧上经由接近开关的切换功能所需的外部电端子中的一个可以被提供有在相应外部电端子处在输出信号和/或电势上重叠的或已调制的数据的形式的编程数据。

DE 100 25 662A1公开了一种接近传感器，该传感器具有：受到适于从外部靠近它的物体的影响的振荡器；用于生成作为在物体和振荡器之间的感测距离的函数的模拟输出信号的评估装置；以及输出端子，模拟输出信号在该输出端子处可以被分接（tapped）。该传感器具有集成在其中的开关点评估单元，借助于该评估单元可以提供包含检测到的感测距离是在预定切换点之上还是之下的信息的数字输出信号。提供用于数字输出信号的输出端子。

DE 42 00 207C1公开了一种电子切换装置，该装置具有：至少一个切换距离确定元件，该切换距离确定元件就其切换距离确定状态而言是可调整的；以及至少两个外部可分配的端子。切换距离确定元件的状态以及因此切换距离经由外部可分配端子是可调整的。即，根据开关到电源电压的连接来获得用于调整切换距离确定元件的状态的至少一个控制信号。

DE 43 31 555A1公开了一种接近电路，该接近电路具有：用于在正常操作模式和学习模式之间切换的装置；用于在学习模式下确定操作功能的除用于该目的的过载电流监测装置之外的装置；和用于存储所确定的服务于操作模式下接近开关的操作的操作功能的装置。

本发明根本的目的是用于提供在开头所指示的在应用中通用的类型的电子部件。

发明内容

根据本发明，该目的在开头所指示的电子部件中被实现，因为在该电子部件中，提供了：第一编程级，其中用于传感器设备的设置的参数可以被调整；以及第二编程级，其中传感器设备的特性曲线可以被调整，其中第一编程级在层级上高于第二编程级，并且在第二编程级中的调整和/或调整的可能性是在第一编程级中的调整的函数。

可以将根据本发明的电子部件用于多种不同的传感器设备，其中传感器设备可以是相同的类型（具有相同类型的敏感装置），并且对于不同的系列可以使用相同的类型。也可以将该电子部件用于具有不同类型的敏感装置的不同类型的传感器设备。例如，针对电感性传感器设备或针对电容性传感器设备使用对应的部件是可能的。在第一编程级中做出某些基本调整。可以在第二编程级中调整传感器的特性曲线（输入/输出传递函数）。

通过对应的调整能力，原则上可以在任何时间对电子部件编程。可以在“裸”电子部件上做出某些调整。利用已连接的敏感装置做出其它调整，诸如对传感器的模拟和/或数字特性曲线的调谐和/或切换距离的调整。例如，当壳体被关闭时，调整传感器的特性曲线是可能的。

对于传感器设备的操作，除根据本发明的电子部件和敏感装置之外，不需要其它外部无源或有源部件。传感器设备的功能由电子部件实现。例如用以提供短路保护、过载保护、反向电压保护、在发生电缆破损等情况下的保护的功能的保护功能也可以被集成在对应的电子部件中。

对于敏感装置来说，可以向电子部件提供模拟信号或数字信号。电子部件并且特别是包括电子部件的传感器设备在第二端子装置处提供模拟信号和/或数字信号。

根据本发明的电子部件具有至少两个编程级。可以提供另外的编程级。例如，提供了在层级上低于第二编程级的第三编程级，并且其中例如对设置有该电子部件的传感器设备是用作常闭传感器还是常开传感器进行调整是可能的。原则上，提供诸如因此在层级上低于第三编程级的第四编程级的进一步的编程级也是可能的。所述第四编程级是例如其中可以由用户进行调整的编程级。原则上，在用户可以访问用户特定编程级（其中存在这样的编程级）之前，在制造和调整过程中所使用的编程级（具体地第一编程级和第二编程级）将被不可逆地锁定。

特别地，第一端子装置具有用于具有对电磁场有反应的一个或多个敏感元件的敏感装置的至少一个端子。对应的传感器信号被提供给电子部件用于进一步处理。

特别地，提供了用于驱动所述敏感装置的传感器单元。例如电感性敏感装置的对应的反应性敏感装置需要驱动信号。这些由电子部件提供。

原则上，可替代地或另外，如下情况也是可能的：让第一电子装置包括用于未对其提供由电子部件驱动的能力的敏感装置的至少一个端子。敏感装置然后将对应的信号传递到电子部件上，而无需从电子部件到敏感装置的反馈。可以提供模拟和/或数字信号的这样的敏感装置的例子是电感性类型、电容性类型、磁场敏感类型的敏感装置或对超声、光信号、微波等敏感的敏感装置。

例如，第一端子装置具有用于电感性敏感装置和/或电容性敏感装置和/或磁场敏感装置的至少一个端子。因此，相同的电子部件适于各种用途。

特别地，第一端子装置具有用于不同类型的敏感装置的分离的端子。例如，存在诸如电感性敏感装置的非切换类型的敏感装置，和诸如磁场敏感装置的切换类型的敏感装置。相应地，电子部件的内部电路必须是不同的。可以借助于不同的端子将这一点考虑进去。

在第一编程级中，可以执行基本调整。特别地，可以执行下列调整中的至少一种：特别地结合敏感装置的部件使用，相对于敏感装置的类型的调整；限定传感器的特性数据的调整，其中该传感器的特性数据可以包括下列参数中的一个或多个：最大输出电流；输出切换信号、信号电平和检测阈值的滞后；对敏感装置的适应性的调整；对前置电阻值的配置；对修整电阻的步长的配置；对修整电阻的值的路线的配置。第一编程级是设计级，其中传感器设计者为期望的传感器设备调整基本设置参数。

在第二编程级中，特别地，执行针对特性曲线的示教（teach-in）调谐和/或针对特性曲线的直接调整是可能的。第二编程级是一种制造级，其中传感器设备针对特定应用被配置。特别地，特性曲线是单调连续的输入-输出转变曲线。

这对于在层级上低于第二编程级并且在其中可以调整下列调整中的至少一种的第三编程级来说是有利：切换输出的类型、切换输出的启用、切换功能常闭或常开、指示装置的模式。在第三编程级中的可调整的功能或参数对在第一编程级和第二编程级中的可调整的参数无影响。第三编程级是例如逻辑级，其中某些功能可调整成满足顾客需求。调整在软件中被实现，使得硬件库存成本被最小化。例如，当切换输出的启用被禁用时，则可以使用（其中敏感元件连接到其的）电子部件作为功率节省敏感装置，其中没有启用输出单元。

特别地，电子部件具有用于指示装置和/或传感器状态数据的第三端子装置。经由特别是光学的指示装置，可以指示传感器设备的状态或另外例如在编程阶段中电子部件的状态。例如，温度信息信号可以经由第三端子装置被分接。例如，与温度无关的电压可以被分接，和/或特别地，分接具有上升或下降特性的两个具体为线性温度有关的电压是可能的。

在一个实施例中，提供至少一个端子，可以在该至少一个端子处分接工作频率。可以例如将所述工作频率用于对应用的控制。

编程级是可锁定的是有利的。这确保例如在第二编程级中不能改变第一编程级的设置调整。可以针对所有编程级的同时总体锁定和/或针对独立的编程级的独立锁定作出规定。

原则上，有利的是，编程级关于它是否可以被可逆地或不可逆地锁定是可调整的。例如，有利的是，编程级是可可逆地锁定的。例如，在已经做出不正确的调整或对特定应用不适当的调整的情况下，可以使所述调整重置并且可以通过新的编程步骤做出正确调整。例如，如果已经调整了传感器设备的不适当的特性曲线，则这可以是逆转的并且不必丢弃（discarded）对应的传感器设备。该允许废料百分比被最小化。

提供如下重置功能是有利的：借助于该重置功能，可以将在编程级中的一个或几个或所有的编程级中的调整重置为预定的设置（默认预设置）。这使得能够针对一个编程级或针对几个编程级或针对所有的编程级迅速恢复初始状态。然后，可以做出新的调整。因此，废料百分比可以被最小化，重置动作易于执行。特别地，重置功能是可锁定的。

原则上，可以自由地选择执行编程的时间。经由第二端子装置，可以访问编程级，并且当电子部件被安装在电路板上时，取决于“裸”电子部件或带有封闭壳体的电子部件上预期的编程，可以执行编程。

特别地，电子部件包括数字单元。例如，数字单元包含用于驱动敏感装置的控制元件和/或用于信号评估的部件。

例如，评估装置至少部分地集成在数字单元中，该评估单元提供适于进一步从敏感装置的信号被处理的输出信号。

可以提供的是，数字单元包括下列构件中的至少一种：时钟发生器、存储装置、中央处理器。

电子部件进一步包括传感器单元，该传感器单元可操作地连接用于与第一端子装置进行信号通信。传感器单元是电子部件的一个单元，其直接与敏感装置通信并且从其接收信号和/或直接驱动敏感装置。

传感器单元包括振荡器是有利的。例如，因此，相应地驱动电感性敏感装置是可能的。

进一步有利的是，让传感器单元包括用于敏感装置的信号的检测器。这允许生成对应的可评估信号。

在一个实施例中，提供了至少一个端子，可以在该至少一个端子处分接检测器的模拟信号。例如，可以分接其值（特别地直流电压值）与目标距离成比例的模拟信号。

进一步提供的是，电子部件包括信号调节单元。例如，在所述信号调节单元中，可以经由比较器操作来获得可评估的信号。

提供输出单元将是进一步有利的。例如，输出单元直接与外部装置通信并且提供输出信号。经由输出单元，也可以耦合接入（couple-in）电能。

为了在短路的情况下保护电子部件和对应的传感器设备，输出单元包括短路检测器和/或过载检测器是有利的。原则上，还可以使用短路检测器来允许电子部件或传感器设备经由对应的信号被编程。

电子部件包括包含至少一个可调电阻的电阻装置是有利的。例如，电阻装置连接到振荡器。经由电阻装置，可以执行传感器调谐操作，并且特别地可以调整电感性传感器设备的特性曲线。

在一个实施例中，电阻装置包括其电阻值可调整的前置电阻装置。特别地，前置电阻装置的电阻值在第一编程级中被调整。

前置电阻装置包括多个串联连接和/或能够串联连接的电阻是有帮助的。通过调整串联连接的电阻的数目，则可以调整前置电阻装置的电阻值。

此外，电阻装置具有修整电阻装置是有利的，其中当电阻被改变时修整电阻装置的电阻值和电阻值的路线是可调整的。针对特性曲线调整或切换点调整，使用修整电阻装置来执行调谐操作。特别地，在第二编程级中调整电阻值。特别地在第一编程级中调整当电阻被改变时电阻值的基本路线（线性或非线性）。

特别地，修整电阻装置包括并联连接和/或能够并联连接的多个电阻。这产生调整的广泛的可能性。特别地，修整电阻装置包括多个并联连接的电阻排（resistance row），所述电阻排进而包括多个串联连接电阻。这产生提供调整的广泛的可能性的电阻网络。

特别地，当电阻被改变时电阻值的路线是线性还是非线性特别是指数的，是可调整的。

电阻装置形成电阻网络，该电阻网络包括可以串联连接的电阻和可以并联连接的电阻，其中可以调整切换组合。特别地，在第二编程级中调整切换组合。这产生用于调整特性曲线的准确的且定义的调谐能力。

可以使用根据本发明的部件作为传感器设备的主部件，该传感器设备诸如具有电感性敏感装置的电感性传感器设备。在这种情况下，电子部件驱动（电感性）敏感装置并且也是传感器设备的末级（end stage）（后端）。

电子部件仅作为传感器设备的末级被使用并且特别地不驱动敏感装置也是可能的。例如，当敏感装置是切换类型并且直接向电子部件提供切换信号时，这是可能的。当敏感装置提供模拟信号时，仅使用电子部件作为后端也是可能的。

切换类型敏感装置的例子是电容性敏感装置和磁场敏感装置。

根据本发明，提供了一种传感器设备，包括根据本发明的部件和连接到该部件的（具有至少一个敏感元件的）敏感装置。

特别地，该部件和敏感装置被布置在相同的壳体内。要被检测到的目标（特别地相对于距离或方法）被定位在所述壳体的外部。

敏感装置是例如电感性敏感装置和/或电容性敏感装置和/或磁场敏感装置和/或光敏感装置。

根据本发明，提供了一种配置根据本发明的传感器设备的方法，在该方法中，在第一编程级中调整传感器设备的设置参数，然后在第二编程级中调整特性曲线，并且其中第一编程级和第二编程级被锁定。

原则上，可以在第一编程级上的调整工作完成之后并且在第二编程级中的工作开始之前锁定第一编程级。然后，在第二编程级中的工作完成之后，第二编程级被锁定。也可以在第一编程级和第二编程级和任何一个或多个其它编程级中的调整工作完成之后发生总体锁定。

根据本发明的方法具有结合根据本发明的电子部件和根据本发明的传感器设备所提及的优点。

进一步有利的是，在第三编程级中调整传感器功能并且第三编程级被锁定。

附图说明

优选的实施例的下列描述结合附图用于更详细地解释本发明。在附图中：

图1是根据本发明的设置有根据本发明的电子部件的传感器设备的一示例性实施例的示意表示；

图2是用于根据本发明的电子部件的编程级的示意表示；

图3是根据图1的电子部件的电阻装置的等效电路图；

图4示出根据图3的电阻装置的电阻变化的可能性；

图5示出电阻装置的示例性实施例；以及

图6示出设置有根据本发明的电子部件的传感器设备的进一步的示例性实施例。

具体实施方式

在图1中示意性地示出的并且在其中以10指示的传感器设备的示例性实施例包括壳体12。布置在壳体12中的是（除了其它之外）电子部件14和敏感装置16。

在示出的示例性实施例中，敏感装置16是包括例如并联连接的（至少）一个线圈18和（至少）一个电容器20的电感性敏感装置。线圈18和电容器20形成振荡电路。

在壳体12的外部的目标22并且特别地金属目标22影响所述振荡电路，并且经由所述影响例如可以确定目标22离壳体12的前侧24的距离，敏感装置16布置在壳体12内的所述前侧的区域内。

特别地，传感器设备10被配置为接近传感器或距离传感器。它能够提供模拟信号和/或数字信号。（在后一种情况下，传感器设备10是接近开关。）

例如，敏感装置16也可以由可以受到目标22影响的电压受控源形成。

传感器设备10具有特别地布置在壳体12处的端子26、28、30。端子26、28、30服务于传感器设备10的外部通信。经由插头或插头的匹配件或经由电缆特别地实施的端子26、28、30，可以对传感器设备10提供电能，并且传感器信号（输出信号）可以被分接。

电子部件14是集成的电子元件，该集成的电子元件是传感器设备10中的控制中心和评估中心。电子部件14是例如ASIC（特定用途集成电路）。

电子部件14具有敏感装置可以连接到其的第一端子装置32。在一个实施例中，第一端子装置32包括多个端子34、36。可以针对不同类型的敏感装置提供独立的端子34、36，并且相应地，针对在电子部件14处的端子34、36的内部电路是不同的。

例如，可以提供用于连接电感性敏感装置16的端子34和提供用于连接电容性敏感装置的端子36。例如，这允许使用电子部件14来用于电感性传感器设备10和电容性传感器设备两者（参见下文）。

例如，因此，原则上，提供包括诸如电感性敏感装置和电容性敏感装置的不同类型的敏感装置的传感器设备10是可能的。这样的传感器设备可以例如被用作毛刺探针（burrprobe）。

此外，电子部件14具有第二端子装置38，该第二端子装置38在操作连接中用于与端子26、28、30进行信号通信。第二端子装置38服务于电子部件14的外部通信。它可以被用来对电子部件14提供电能以及用来耦合联出（couple-out）输出信号。

电子部件14进一步包括第三端子装置40。特别地，可以将包括具体一个或多个发光二极管44的至少一个指示装置42连接到第三端子装置。可以提供另外的端子装置。

例如，经由指示装置42，可以实现传感器设备10的状态指示。

电子部件14具有集成数字单元46。通过所述数字单元46，实现了驱动诸如传感器单元54、信号调节装置64和输出单元74的另外的部件的控制装置（参见下文）。

特别地，数字单元46包括下列部件：时钟发生器48、存储装置50和中央处理器52。

特别地，评估装置至少部分地集成在数字单元46中。

电子部件14进一步包括传感器单元54。所述传感器单元54可操作地连接用于与第一端子装置32并且特别地与端子34进行信号通信。它包括振荡器56。连接到振荡器56的是可调电阻装置58。经由电阻装置58，例如，可以调整传感器设备10的特性曲线和/或切换距离。

传感器单元54进一步包括检测器60，电容器62连接到该检测器60。检测器60检测特征在于受到目标22的影响的信号。

在一个实施例中，检测器60具有与之相关联的端子61。例如，与目标22的距离成比例的直流电压值在所述端子61处可以被分接。

还可以提供端子63，该端子63连接到振荡器56并且可以在该端子63处分接工作频率。

电子部件14进一步包括信号调节装置64。检测器60对所述信号调节装置64提供对应的信号。为此，信号调节装置64包括：例如转换开关66，例如以模拟复用器的形式。

端子36可操作地连接用于与转换开关66进行信号通信。

信号调节装置64进一步包括在转换开关66的下游布置的比较器68。比较器68具有切换阈值输入，借助切换阈值输入可以调整其切换阈值。比较器68本身后面是逻辑运算器70。布置在逻辑运算器70的下游的是用于指示装置42的驱动器72。所述驱动器72可操作地连接用于与第三端子装置40进行信号通信。

在一个实施例中，信号调节装置64包括温度控制电压源73。所述温度控制电压源73提供关于电子部件14的“内部”的和/或关于壳体12的内部的温度信息。例如，提供三个电压，即，恒定温度无关的电压以及分别具有上升和下降特性的两个线性温度有关的电压。

电子部件14进一步包括输出单元74。输出单元74具有输出级76，逻辑运算器70可操作地耦合到该输出级76用于进行信号通信。

在一个实施例中，输出单元74包括短路检测器78和/或过载检测器，该短路检测器78和/或过载检测器分别被提供用于检测短路或过载并且在检测到短路或过载之后保护电子部件14的部件。

输出单元74可操作地连接用于与数字单元46进行信号通信。如上所提及的，数字单元46驱动传感器单元54、信号调节装置64和输出单元74。

电子部件14是可编程的。一旦电子部件14被设置为编程模式（例如，经由指示装置42指示），参数可能受到影响。通过在第二端子装置38处的对应的信号偏置来实现编程模式。经由在第二端子装置38处的信号偏置来实现编程。编程使用例如以多比特字的形式的对应的编程命令。

电子部件14包括多个编程级80、82、84（图2）。

提供了在层级上高于第二编程级82的第一编程级80。第二编程级82本身在层级上高于第三编程级84。原则上，提供另外的（低）编程级是可能的。这里层级顺序意味着在低编程级中的调整对高编程级中的调整无影响。

在第一编程级80中，可以调整传感器设备10的基本参数。特别地，可以调整用于传感器设备10的设置的参数。例如，第一编程级80允许做出关于电子部件14是否被用作诸如电感性传感器设备10的传感器设备10的控制中心（主部件）或被用作具有例如诸如磁场敏感装置或电容性装置的切换类型敏感装置的传感器设备的后端（作为一种输出级）的调整。

例如，进一步可能的是，在第一编程级80中调整传感器设备的某些基本特性数据，该基本特性数据诸如最大输出电流、输出切换信号和/或信号电平或检测阈值的滞后（例如5%、7.5%、10%或15%）。

例如，对敏感装置16的适应性的调整是进一步可能的。例如，可以经由示教振荡频率调整对线圈的适应性。

此外，可以调整电阻装置58的某些基本参数。例如，可以调整前置电阻值，如将在下文中更详细地解释的。例如，借助于电阻装置58来调整所形成的修整电阻的步长也是可能的。例如，也可以对当电阻被改变时电阻值的路线是线性还是非线性例如指数的进行调整。

此外，例如，经由对应的比较器输入来调整比较器68的阈值是可能的。

特别地，第一编程级是在传感器设备的设计阶段中考虑进去的和其中系列型被调整的级别。

原则上，（在“裸”电子部件14被安装在壳体中或插入在电路板中）或在将该部件插入在电路板中或安装在壳体12中之后，可以在“裸”电子部件14上进行调整。

一旦第一编程级80已经被编程，它就可以被锁定。在第二编程级82中可以存在对调整的锁定，或在已经实现在编程级80、82、84中的调整之后实现总体锁定。

锁定可以是可逆的或不可逆的。例如，然而，可以提供使得重置功能86能够被执行的不可逆锁定，经由该重置功能，电子部件14在所有的编程级80、82、84中可以重置到某些基本设置（默认预设置）。

在第二编程级82中，可以调整传感器设备的特性曲线。特别地，这经由示教调谐实现或直接实现。特别地，特性曲线的调整通过电阻装置58上的调整来执行。电阻装置58的基本设置参数在第一编程级80中已经得到调整，如上所述。

第二编程级82是例如在传感器设备10完成之后被访问的编程级。在第二编程级82中，传感器设备10（其中敏感装置16连接到传感器设备10）可以被校准。这使得建立特性曲线即输入/输出传递函数是可能的。在每个独立的传感器设备10上例如经由示教过程做出所述调整。在第二编程级82中，实现了独立的逐件调整。

特别地，第二编程级82是可锁定的，其中不可逆锁定是有利的。特别地，可以将第二编程级重置到其基本设置。例如，这允许不正确的传感器校准被逆转。

第三编程级用于例如在传感器系列内调整子类（系列调整在第一编程级80中被实现）。第三编程级84是例如逻辑级。在第三编程级84处，例如，调整切换输出的类型是可能的（例如高端驱动器（HSD）、低端驱动器（LSD）或推拉驱动器）。例如，可以对关于传感器设备是常闭还是常开的切换功能进行调整。例如，特别地，将指示装置42的模式调整为状态指示也是可能的。此外，例如，使用第三编程级84来实现编程级的总体锁定是可能的。总体锁定可以是不可逆的。

原则上（和举例来说），可能存在用户可以在其中作出调整的第四编程级。

编程级80、82、84在层级上被布置成使得在第三编程级84中的调整不能改变在第二编程级82和第一编程级80中的调整。此外，在第二编程级82中的调整不能修改在第一编程级80中的调整。

原则上，还限定的是，当编程级未被锁定时，可以在任何时间执行对应的编程。

可调电阻装置58包括可调整的前置电阻装置88和可调整的修整电阻装置90，可调电阻装置58的等效电路图在图3中示出。特别地，在第一编程级80中可以调整前置电阻装置88的电阻值R_v。在第一编程级80中也可以调整修整电阻装置90的某些参数。特别地，可以调整步长ΔR_T（图4）。此外，可以调整当电阻被改变时电阻值的路线（图4）。图4示出上升路线。原则上，路线也可以是下降的。

在第二编程级82中，可以调整电阻装置58的电阻值R_T以便实现传感器调谐。

前置电阻装置88和修整电阻装置90是串联连接的。它们形成电阻网络，借助于该电阻网络可以在第二编程级82中调整传感器的（数字或模拟）特性曲线。

举例来说，图4（顶部）示出当在调谐过程期间改变电阻时电阻值的典型路线。前置电阻装置88的前置电阻值R_v在第一编程级80已经被调整并且不再被改变。当在第二编程级82中调谐传感器时，当电阻被改变时电阻值的路线在图4（顶部）中是线性的。

当电阻被改变时电阻值的路线是非线性（图4，底部）并且例如是指数的也是可能的。例如，这样的路线可以是有利的，其中修整电阻与所得到的切换距离或测量距离之间的非线性关系将被补偿。

例如，前置电阻装置88包括M个电阻元件r_v的串联连接。这样的电阻元件r_v的典型的电阻值是3.2kΩ。复用器被用来连接M个串联的电阻r_v；因此前置电阻值R_v由R_v=M·r_v给定。

图5中所示的电阻装置58的实施例在前置电阻装置88中包括能够串联连接的电阻r_v和与之相关联的复用器92，借助该复用器92（在第一编程级80中）可以做出关于许多电阻元件r_v如何串联连接的调整。

修整电阻装置90包括多个排94，其中在一个排94中，各个电阻元件r_E是串联连接的。排94彼此平行，并且提供了杆开关96，经由该杆开关96可以将一定数目的所述排94并联连接。当N个排94被接触时，可以实现电阻分辨率r_E/N。当用于电阻改变的线性模式在第一编程级80中被调整时，即当电阻值在电阻在第二编程级82中被改变时线性上升时，则修整电阻装置90的总电阻R_T由T·r_E/N给定。电阻值R_T根据数字斜率（digital ramp）线性增加（参考图4，顶部）。当电阻被改变时电阻值的路线的恒定步长ΔR_T利用N来限定。游动变量T在第二编程级82中通过示教或直接被调整。

例如，当电阻被改变时电阻值的指数上升也是可能的（图4，底部）。因此，总电阻R_T被认定为

R_{T} = {[\frac{1}{T \cdot r_{E}} + \frac{N - 1}{T_{\max} \cdot r_{E}} -]}^{- 1} - - - (1)

其中，T_max表示游动变量T的最大值。

值R_T根据指数函数（e-function）逐步增加。步长不是恒定的。

线性模式和非线性模式两者均可以借助于相同的电阻网络58并且特别地借助于相同的修整电阻装置90来实现。例如，对于指数图案，使用变量T来增加第一排94中的电阻值，并且剩余的排94保持在最大值T_max·r_E。

如上所提及的，在第一编程级80上调整用于电阻改变的模式。

电子部件14在应用中是通用的。它可以被用于不同的传感器系列，经由第一编程级80来限定其用途。

例如，将电子部件14用于传感器设备98（图6）也是可能的，在该传感器设备98中，切换类型的敏感装置102布置在壳体100中。敏感装置102是例如电容性装置或磁场敏感装置。在此情况下，敏感装置102不必连接到传感器单元54，并且特别地，不需要振荡器56。然后，敏感装置102连接到第一端子装置32的端子36，所述端子36直接且可操作地被连接用于与转换开关66进行信号通信。

在此情况下，电子部件14不是传感器设备98的主部件，而是传感器设备98的一种末级（后端）。在这种情况下，电子部件14不必驱动敏感装置102。

传感器设备98主要使用信号调节单元64和电子部件14的输出单元74。

可以在第一编程级80中调整使用电子部件14作为传感器设备98的末级。如上所述，可以在第二编程级82中调整传感器设备98的特性曲线。可以在第三编程级84中调整某些传感器功能。

根据本发明，提供了在应用中通用的电子部件14。电子部件14能够被用于不同类型的传感器设备，诸如电感性传感器设备和电容性传感器设备。在第一编程级80中做出适合不同用途所需的对应适应性。

电子部件14可以被用于相同类型的不同传感器系列。通过第一编程级80中的对应调整来反映使用了电子部件14的传感器系列。

一旦已经在在第一编程级80中做出了对应的调整，其中所述第一编程级80是设计级，可以在第二编程级82中调整对应的特性曲线，其是制造级。原则上，该过程是可逆，使得例如如果特性曲线被不正确地调整，则对应的传感器设备不必被丢弃，但是可以使调整过程逆转并且可以执行新的调整过程。

第三编程级84允许调整某些传感器功能，诸如用于常闭或常开的配置。这样的功能在软件中被调整，使得对应的硬件不需要以现货被保存。

原则上，电子部件14能够提供模拟和/或数字输出信号。可以经由对应的敏感装置向电子部件14提供模拟信号和/或数字信号。例如，模拟信号经由端子34被耦合到电子部件14中。模拟信号或数字信号经由端子36被耦合接入。特别地，当电子部件14仅被用作其中对应的敏感装置连接到端子36的后端时，数字信号被提供。然后，在具有或没有评估功能的情况下，电子部件14还能够将耦合到其中的模拟信号转换成数字信号。

附图标记清单

10传感器设备

12壳体

14电子部件

16敏感装置

18线圈

20电容器

22目标

24前侧

26端子

28端子

30端子

32第一端子装置

34端子

36端子

38第二端子装置

40第三端子装置

42指示装置

44发光二极管

46数字单元

48时钟发生器

50存储装置

52中央处理器

54传感器单元

56振荡器

58电阻装置

60检测器

61端子

62电容器

63端子

64信号调节单元

66转换开关

68比较器

70逻辑单元

72驱动器

73温度控制电压源

74输出单元

76输出级

78短路检测器

80第一编程级

82第二编程级

84第三编程级

86重置功能

88前置电阻装置

90修整电阻装置

92复用器

94排

96杆开关

98传感器设备

100壳体

102敏感装置

Claims

1.一种用于传感器设备的集成电子元件形式的控制和评估中心，包括：

用于连接可受到目标(22)影响的敏感装置(16)的第一端子装置(32)；用于外部通信的第二端子装置(38)；以及控制装置和/或提供输出信号的评估装置，其中所述控制和评估中心经由所述第二端子装置(38)可编程，其特征在于，第一编程级(80)，在所述第一编程级中用于所述传感器设备的设置的参数是可调整的，以及第二编程级(82)，在所述第二编程级(82)中所述传感器设备的特性曲线是可调整的，所述特性曲线是输入/输出传递函数，其中所述第一编程级(80)在层级上高于所述第二编程级(82)，并且在所述第二编程级(82)中的调整和/或调整的可能性是在所述第一编程级(80)中的调整的函数，并且编程级(80；82)是可锁定的。

2.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，所述第一端子装置(32)具有用于具有对电磁场有反应的一个或多个敏感元件的敏感装置(16)的至少一个端子(34)。

3.根据权利要求2所述的控制和评估中心，其特征在于，用于驱动所述敏感装置(16)的传感器单元(54)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的控制和评估中心，其特征在于，所述第一端子装置(32)包括用于未向其提供由所述控制和评估中心驱动的能力的敏感装置的至少一个端子(36)。

5.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，所述第一端子装置(32)具有用于电感性敏感装置和/或电容性敏感装置和/或磁场敏感装置的至少一个端子(34；36)。

6.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，所述第一端子装置(32)具有用于不同类型的敏感装置的分离的端子(34；36)。

7.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，在所述第一编程级(80)中，下列调整中的至少一种是可执行的：对部件的使用，相对于敏感装置(16)的类型的调整，限定所述传感器的特性数据的调整，其中所述传感器的特性数据可以包括下列参数中的一个或多个：最大输出电流、输出切换信号和信号电平的滞后、对所述敏感装置(16)的适应性的调整、对前置电阻值的配置、对修整电阻的步长值(ΔR_T)的配置、对修整电阻的值的路线的配置。

8.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，在所述第二编程级(82)中，对所述特性曲线的示教调谐和/或对所述特性曲线的直接调整是可执行的。

9.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，在所述第三编程级(84)，所述第三编程级(84)在层级上低于所述第二编程级(82)，并且其中下列调整中的至少一种是可调整的：切换输出的类型、切换输出的启用、切换功能常闭或常开、指示装置(42)的模式。

10.根据权利要求中1所述的控制和评估中心，其特征在于，用于指示装置(42)和/或传感器状态数据的第三端子装置(40)。

11.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，能够在其处分接工作频率的至少一个端子(63)。

12.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，编程级(80；82)关于它是可逆还是不可逆地可锁定是可调整的。

13.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，重置功能(86)，借助于该重置功能(86)，能够将编程级(80；82)中的一个或多个中的调整重置为预定的设置。

14.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，执行编程的时间是自由可选的。

15.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，提供了数字单元(46)。

16.根据权利要求15所述的控制和评估中心，其特征在于，所述评估装置至少部分地被集成在所述数字单元(46)中。

17.根据权利要求15所述的控制和评估中心，其特征在于，所述数字单元(46)包括下列构件中的至少一种：时钟发生器(48)、存储装置(50)、中央处理器(52)。

18.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，提供了传感器单元(54)，所述传感器单元(54)可操作地连接用于与所述第一端子装置(32)进行信号通信。

19.根据权利要求18所述的控制和评估中心，其特征在于，所述传感器单元(54)包括振荡器(56)。

20.根据权利要求18所述的控制和评估中心，其特征在于，所述传感器单元(54)包括用于所述敏感装置(16)的信号的检测器(60)。

21.根据权利要求20所述的控制和评估中心，其特征在于，在其处能够分接所述检测器(60)的模拟信号的至少一个端子(61)。

22.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，提供了信号调节单元(64)。

23.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，提供了输出单元(74)。

24.根据权利要求23所述的控制和评估中心，其特征在于，所述输出单元(74)包括短路检测器(78)和/或过载检测器。

25.根据权利要求1所述的控制和评估中心，其特征在于，包括至少一个可调电阻的电阻装置(58)。

26.根据权利要求25所述的控制和评估中心，其特征在于，所述电阻装置(58)包括其电阻值(R_v)是可调整的前置电阻装置(88)。

27.根据权利要求26所述的控制和评估中心，其特征在于，所述前置电阻装置(88)包括串联连接和/或能够串联连接的多个电阻(r_E)。

28.根据权利要求25所述的控制和评估中心，其特征在于，所述电阻装置(58)包括修整电阻装置(90)，其中当电阻被改变时所述修整电阻装置的所述电阻值(R_T)和所述电阻值的路线是可调整的。

29.根据权利要求28所述的控制和评估中心，其特征在于，所述修整电阻装置(90)包括并联连接和/或能够并联连接的多个电阻。

30.根据权利要求28或29所述的控制和评估中心，其特征在于，当电阻被改变时所述电阻值的路线是线性还是非线性且指数的是可调整的。

31.根据权利要求25至29中任一项所述的控制和评估中心，其特征在于，包括能够串联连接的电阻和能够并联连接的电阻的电阻网络，其中切换组合是可调整的。

32.一种传感器设备，包括根据权利要求1所述的控制和评估中心和连接到所述控制和评估中心的敏感装置(16)。

33.根据权利要求32所述的传感器设备，其特征在于，所述控制和评估中心和所述敏感装置(16)布置在同一壳体(12)内。

34.根据权利要求32或33所述的传感器设备，其特征在于，所述敏感装置是电感性敏感装置和/或电容性敏感装置和/或磁场敏感装置和/或光敏感装置。

35.一种配置根据权利要求32所述的传感器设备的方法，其中在所述第一编程级中调整所述传感器设备的设置参数，然后在所述第二编程级中调整特性曲线，并且其中所述第一编程级和所述第二编程级被锁定。

36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，在第三编程级中调整传感器功能并且所述第三编程级被锁定。