CN104011511B - 传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传感器系统，其具有至少一个用于测量第一物理值的第一传感器元件和一个用于测量第二物理值的第二传感器元件，其中，第一传感器元件是应用专用的集成电路的组成部分，该应用专用的集成电路除了第一传感器元件外还具有其它的电子电路，并且第二传感器元件单独布置且布置在应用专用的集成电路的外部，其中，第二传感器元件通过第一连接点与应用专用的集成电路电连接。为了提出尽可能结构简单且成本低廉的传感器系统，应用专用的集成电路能够通过第一连接点进行配置，并且第二传感器元件的测量信号能够通过第一连接点进行读取。

Description

传感器系统
技术领域
本发明涉及一种传感器系统，其具有至少一个用于测量第一物理值的第一传感器元件和用于测量第二物理值的第二传感器元件，其中，第一传感器元件是应用专用的集成电路的组成部分，该应用专用的集成电路除了第一传感器元件外还具有其它的电子电路，并且第二传感器元件单独布置且布置在应用专用的集成电路的外部，其中，第二传感器元件通过第一连接点与应用专用的集成电路电连接。
背景技术
这种传感器系统例如特别是在汽车工业中用于检测流体流的质量流和温度。这具有高度意义，因为对这些物理值进行测量和处理是为了优化对机动车中的内燃机的控制。现代的传感器系统为此使用应用专用的集成电路，第一传感器元件、例如用于测量空气质量流的传感器元件完全集成在这些应用专用的集成电路上。然而第二传感器元件却是单独布置的，并且布置在该应用专用的集成电路的外部，这是因为该第二传感器元件应例如不受第一传感器干扰地检测其它物理值。在此可以示例性地以温度传感器元件为例，该温度传感器元件应在离用于测量空气质量流的传感器元件不远处测量空气质量流的温度。但这两个传感器元件、即用于测量空气质量流的传感器元件和温度传感器元件却都是传感器系统的组成部分。因此，第二传感器元件(在本实例中即为温度传感器元件)通过第一连接点与应用专用的集成电路电连接。必须在传感器系统首次运行前完成对应用专用的集成电路的编程。根据现有技术水平，为完成编程而使用至少一个第三接口，在传感器系统完成编程后则不再需要该第三接口。在应用专用的集成电路中，这些端口恰恰都是相对比较昂贵的组件，其数量应尽可能保持在较低的水平上。
发明内容
因此本发明的目的在于，提出一种尽可能结构简单且成本低廉的传感器系统。
根据本发明，该目的通过一种传感器系统实现。传感器系统具有至少一个用于测量第一物理值的第一传感器元件和用于测量第二物理值的第二传感器元件，其中，第一传感器元件是应用专用的集成电路的组成部分，应用专用的集成电路除了第一传感器元件外还具有其它的电子电路，并且第二传感器元件单独布置且布置在应用专用的集成电路的外部，其中，第二传感器元件通过第一连接点与应用专用的集成电路电连接。应用专用的集成电路能够通过第一连接点进行配置，并且第二传感器元件的测量信号能够通过该第一连接点进行读取，由此需要较少的连接点。只要传感器系统进行编程，就不必由第二传感器元件检测测量信号。如果传感器系统的编程结束，则能够通过第一连接点将第二传感器元件的测量信号传输至传感器系统中的应用专用的集成电路中。
在本发明的一种设计方案中，应用专用的集成电路与第一传感器元件和其它的电子电路一起设计成微型电子机械系统。微型电子机械系统能够以非常低廉的成本大批量地制造，并且基于这种系统的传感器通常都能够提供出色的测量结果。在此有利的是，第一传感器元件设计为用于测量空气质量流的传感器元件，这是因为两个温度传感器元件和用于测量空气质量的传感器元件的加热元件能够布置在微型电子机械系统的薄膜上，该薄膜能够出色地使电子环境与由加热元件产生的热相隔绝。
如果第二传感器元件设计为用于测量温度的传感器元件，则能够利用该温度测量值对有关空气质量流的信息进行更精确的分析。
如果至少一个模数转换器布置在应用专用的集成电路上，则实际上不需要附加的成本便能够实现该模数转换器。
在一种有利的改进方案中，在传感器系统中集成有湿度传感器元件。利用该湿度传感器元件能够在测量空气质量流时实现对由空气湿度造成的错误的补偿。
在本发明的另一种改进方案中，在传感器系统中集成有压力传感器元件。利用该压力传感器元件能够在测量空气质量流时实现对由不同的空气压力造成的错误的补偿。
附图说明
本发明允许具有大量的实施方式。为了进一步进行说明，在附图中详细地示出了本发明并且在后面进行了说明。图中示出：
图1示出配置情况下的传感器系统，
图2示出应用情况下的传感器系统，
图3示出根据本发明的、配置情况下的传感器系统，
图4示出根据本发明的、应用情况下的传感器系统，
图5示出根据本发明的、用于检测流体流的空气质量流和温度的、配置情况下的传感器系统，其附加地配备有湿度传感器和压力传感器，
图6示出根据本发明的、用于检测流体流的空气质量流和温度的、应用情况下的传感器系统，其附加地配备有湿度传感器和压力传感器。
具体实施方式
图1示出传感器系统1，其具有至少一个用于测量第一物理值的第一传感器元件2和用于测量第二物理值的第二传感器元件3。第一传感器元件2是应用专用的集成电路4的组成部分，该集成电路除了第一传感器元件2外还具有其它的电子电路5。第二传感器元件3单独布置且布置在应用专用的集成电路的外部。该第二传感器元件3通过第一连接点6与应用专用的集成电路4电连接。
在图1中示出的是配置情况。为了对应用专用的集成电路4进行配置或编程，通过第三连接点12发送配置信号8。利用配置信号8将数据写入应用专用的集成电路4的存储器16中。此外还可从图中识别出，第一传感器元件2与模数转换器11相连接，该模数转换器将第一传感器元件2的测量信号10转换为数字信号并传输给第二连接点7。但这仅在应用情况下进行，也就是说，在例如内燃机的抽吸通道中应用传感器系统1的情况下进行。
应用情况在图2中示出。图2示出从图1中已知的传感器系统1，根据该传感器系统对应用专用的集成电路4进行编程。在此可以识别出，第三连接点12失去了其功能，其中，它通常被置于固定的参考电位上。该固定的参考电位在此示例性地设计为接地13，但原则上来说，每一固定的电位都是适用的。在应用情况下，单独布置且布置在应用专用的集成电路4外部的第二传感器元件3检测第二物理值。在本实例中，由第二传感器元件3检测到的第二物理值是空气质量流的温度。由第二传感器元件3生成的测量信号10能够作为数字的或模拟的测量信号10而存在，其通过第一连接点6被传输给应用专用的集成电路4中以便进行分析。为了分析测量信号，在应用专用的集成电路4上设有电子电路5。此外，在此例如设计为用于检测空气质量流的传感器元件的第二传感器元件2还检测第一物理值，并将测量信号继续传输给模数转换器11，该模数转换器与第二连接点7连接，第一传感器元件2以及第二传感器元件3的测量值均通过该第二连接点发送给后续的发动机控制装置。
图3示出根据本发明的传感器系统1。可以再次识别出用于测量第一物理值的第一传感器元件2和用于测量第二物理值的第二传感器元件3。在该实例中，第一传感器元件2也设计为用于测量空气质量的传感器元件，并且第二传感器元件3设计为用于测量空气质量温度的传感器元件。第一传感器元件2是应用专用的集成电路4的组成部分。该应用专用的集成电路4除了第一传感器元件2外还包含其它的电子电路5。第二传感器元件3单独布置并且布置在应用专用的集成电路4的外部。第二传感器元件3通过第一连接点6与应用专用的集成电路4电连接。该应用专用的集成电路4能够通过第一连接点6进行配置，并且第二传感器元件3的测量信号10能够通过第一连接点6进行读取。在此将由第二传感器元件3生成的模拟信号作为测量信号10示出。在如图3所示的配置情况下，第二传感器元件3不生成测量信号10，并且因此能够通过第一连接点6将配置信号8传输给应用专用的集成电路4。在此，有关专用应用的数据被写入应用专用的集成电路4上的电子存储器元件16中。当完成对应用专用的集成电路4的编程并由此对其完全配置时，第二传感器元件3能够通过同一个第一连接点6将测量信号10传输给应用专用的集成电路4。这在图4中示出。
在图3和4中能够清楚地识别出，与图1和2中的实例相比，少需要了至少一个连接点来实现对传感器系统1的编程和应用。与从图1和2中已知的系统相比，根据本发明的传感器系统1由此能够以更低廉的成本制造且结构更加简单。
图5和6示出从图4和5中已知的、对传感器系统1进行编程或配置以及应用的情况，其中，在图4和5中，传感器系统1经扩展多出了湿度传感器元件14和压力传感器元件15。湿度传感器元件14和压力传感器元件15在此示例性地一并集成在应用专用的集成电路4上。
在所有示出的附图中，第一连接点6、第二连接点7和第三连接点8分别设计为分别仅具有一个唯一的焊盘(bondpad)的单极连接点。

Claims (11)

1.一种传感器系统(1)，具有至少一个用于测量第一物理值的第一传感器元件(2)和用于测量第二物理值的第二传感器元件(3)，其中，所述第一传感器元件(2)是应用专用的集成电路(4)的组成部分，所述应用专用的集成电路除了所述第一传感器元件(2)外还具有其它的电子电路(5)，并且所述第二传感器元件(3)单独布置且布置在所述应用专用的集成电路(4)的外部，其中，所述第二传感器元件(3)通过第一连接点(6)与所述应用专用的集成电路(4)电连接，其特征在于，所述应用专用的集成电路(4)能够通过所述第一连接点(6)进行配置，并且所述第二传感器元件(3)的测量信号(10)能够通过所述第一连接点(6)进行读取。
2.根据权利要求1所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述应用专用的集成电路(4)与所述第一传感器元件(2)和所述其它的电子电路(5)一起设计为微电子机械系统。
3.根据权利要求1或2所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述第一传感器元件(2)设计为用于测量空气质量流的传感器元件。
4.根据权利要求1或2所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述第二传感器元件(3)设计为用于测量温度的传感器元件。
5.根据权利要求3所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述第二传感器元件(3)设计为用于测量温度的传感器元件。
6.根据权利要求1或2所述的传感器系统(1)，其特征在于，在所述应用专用的集成电路(4)上布置有至少一个模数转换器(11)。
7.根据权利要求5所述的传感器系统(1)，其特征在于，在所述应用专用的集成电路(4)上布置有至少一个模数转换器(11)。
8.根据权利要求1或2所述的传感器系统(1)，其特征在于，在所述传感器系统(1)中集成有湿度传感器元件(14)。
9.根据权利要求7所述的传感器系统(1)，其特征在于，在所述传感器系统(1)中集成有湿度传感器元件(14)。
10.根据权利要求1或2所述的传感器系统(1)，其特征在于，在所述传感器系统(1)中集成有压力传感器元件(17)。
11.根据权利要求9所述的传感器系统(1)，其特征在于，在所述传感器系统(1)中集成有压力传感器元件(17)。
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