CN113251915A - 自动校准的补偿参数的安全机构监测 - Google Patents

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Abstract

一种自动校准方法包括：响应于测量物理量而生成至少一个传感器信号；基于至少一个补偿参数补偿至少一个传感器信号以生成至少一个已补偿传感器信号；基于至少一个传感器信号或至少一个已补偿传感器信号生成至少一个补偿参数；将至少一个补偿参数中的每个补偿参数与相应容差范围进行比较；在至少一个补偿参数中的每个补偿参数在其相应容差范围内的条件下，传输至少一个补偿参数作为至少一个已验证补偿参数，以用于补偿至少一个传感器信号；以及在至少一个补偿参数中的至少一个补偿参数不在其相应容差范围内的情况下，生成故障检测信号。

Description

自动校准的补偿参数的安全机构监测
技术领域
本公开总体上涉及监测自动校准的补偿参数，并且更具体地涉及监测设备的自动校准的补偿参数。
背景技术
如今，车辆的特征在于依赖于磁位置和角度传感器的众多安全、车身和动力总成应用。磁角度传感器可以用于检测轴或其他可旋转物体的旋转位置或移动。例如，在电动助力转向(EPS)中，磁角度传感器可以用于测量转向角和转向扭矩，以用于方向盘感测。现代动力总成系统可以依赖于磁角度传感器以用于凸轮轴、曲轴和变速器应用。
此外，鉴于现代汽车的自动化和半导体含量的不断提高，汽车乘用车中电子系统的功能安全是一个重要的主题。对于部署在系统中的安全关键部分，期望具有可靠和安全的功能。
在这种安全关键应用中可能经常存在的一个要求是，传感器设备的失灵必须由系统(例如，由从传感器设备接收信号的实体)可检测。换言之，根据这种要求，必须可以检测例如是否由于传感器设备的故障而导致传感器设备递送错误的值。
从更广泛的意义上讲，功能安全的目标是防止对人的伤害。安全机构(SM)监测系统中的某些信号，以检测可能导致危险的故障。在检测到故障后，系统可以进入安全状态以减轻风险。该监测的准确性和范围会影响系统可达到的安全级别。
此外，补偿是校正诸如传感器或致动器之类的设备的非理想性的过程。确定这些校正的参数称为补偿参数。用于确定针对某个设备的最佳补偿参数的常用方法是校准，其中将设备的输出与更准确的参考设备的输出进行比较。这将校准的适用性限制为这种参考设备可用的情况。
自动校准(还称为正在进行的校准)是一种不需要这种参考设备的特殊校准形式。恰恰相反，自动校准使用系统的某些性质来自动优化补偿参数。因此，自动校准可以直接在应用中(即，在操作期间)校正设备的某些非理想性。
例如，磁角度传感器可以生成信号，该信号正弦地取决于磁场相对于参考方向的角度。如果磁场连续旋转，则由于正弦函数的对称性，传感器信号的极大值和极小值的绝对值应当相等。与该性质的偏差可能是由于例如传感器的放大器偏移。分析传感器的信号允许检测这些偏差并且相应地优化补偿参数，因此改善传感器的输出。然而，自动校准有可能掩盖传感器设备的某些故障，例如，过度偏移导致信号削波，这可能导致危险情况。另外，可能无法检测到在通过自动校准生成补偿参数中的误差，这可能进一步导致功能安全中的误差也未被检测到。
可能期望一种确保功能安全自动校准的设备和方法，以确保自动校准的功能益处不会干扰功能安全要求。
发明内容
一个或多个实施例提供了一种自动校准系统，该自动校准系统包括：包括至少一个感测元件的传感器设备，至少一个感测元件中的每个感测元件被配置为响应于测量物理量而生成至少一个传感器信号中的传感器信号；包括第一处理电路的补偿设备，第一处理电路被配置为接收至少一个传感器信号和至少一个补偿参数，并且基于至少一个补偿参数补偿至少一个传感器信号，以生成至少一个已补偿传感器信号，其中针对至少一个传感器信号中的每个传感器信号，不同的已补偿传感器信号被生成；包括第二处理电路的自动校准设备，第二处理电路被配置为接收至少一个传感器信号或至少一个已补偿传感器信号，并且基于至少一个传感器信号或至少一个已补偿传感器信号生成至少一个补偿参数；以及第一安全机构，包括连接在补偿电路与自动校准设备之间的第三处理电路，其中第三处理电路被配置为：将至少一个补偿参数中的每个补偿参数与相应容差范围进行比较，并且在至少一个补偿参数中的每个补偿参数在该补偿参数的相应容差范围内的条件下，将至少一个补偿参数作为至少一个已验证补偿参数传输给补偿电路，并且在至少一个补偿参数中的至少一个补偿参数不在该补偿参数的相应容差范围内的条件下，生成第一故障检测信号。
一个或多个实施例提供了一种自动校准的方法，该方法包括：响应于测量物理量而生成至少一个传感器信号；通过补偿电路基于至少一个补偿参数补偿至少一个传感器信号，以生成至少一个已补偿传感器信号，其中针对至少一个传感器信号中的每个传感器信号，不同的已补偿传感器信号被生成；通过自动校准设备基于至少一个传感器信号或至少一个已补偿传感器信号生成至少一个补偿参数；将至少一个补偿参数中的每个补偿参数与相应容差范围进行比较；在至少一个补偿参数中的每个补偿参数在该补偿参数的相应容差范围内的条件下，将至少一个补偿参数作为至少一个已验证补偿参数传输给补偿电路，其中至少一个已验证补偿参数用于补偿至少一个传感器信号；以及在至少一个补偿参数中的至少一个补偿参数不在该补偿参数的相应容差范围内的条件下，生成第一故障检测信号。
附图说明
本文中参考附图描述实施例。
图1是图示根据一个或多个实施例的磁角度传感器的框图；
图2A是根据一个或多个实施例的磁角度传感器设备的示意性框图；
图2B是图示根据一个或多个实施例的矢量长度容差区域的图；
图3是根据一个或多个实施例的实现对传感器设备的自动校准的校准系统300的示意图；
图4示出了用于矢量长度检查的作为角度θ的函数的示例性电矢量(X，Y)，矢量长度检查在安全机构SM1(左；使用未补偿传感器信号)或安全机构SM2(右；使用已补偿传感器信号)处实现；以及
图5示出了根据一个或多个实施例的静态偏移检查(左)和已调整偏移检查(右)。
具体实施方式
在下文中，阐述细节以提供对示例性实施例的更透彻的解释。然而，对于本领域技术人员将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施例。在其他实例中，公知的结构和设备以框图形式或以示意性视图示出，而不是详细示出，以避免使实施例模糊。另外，除非另外特别指出，否则下文中描述的不同实施例的特征可以彼此组合。
此外，等效或相似的元素或具有等效或相似功能的元素在下面的描述中用等效或相似的附图标记表示。由于在图中相同或功能等效的元素被给予相同的附图标记，所以可以省略对被提供有相同附图标记的元素的重复描述。因此，向具有相同或相似附图标记的元素提供的描述可相互交换。
将理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到该另一元件，或者可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以相似的方式来解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
在本文中描述的或附图中示出的实施例中，任何直接的电连接或耦合(即，没有附加中间元件的任何连接或耦合)还可以通过间接连接或耦合(即，具有一个或多个附加中间元件的连接或耦合)来实现，反之亦然，只要例如用于传输某种信号或用于传输某种信息的连接或耦合的一般目的本质上得到保持。来自不同实施例的特征可以组合以形成其他实施例。例如，关于实施例之一而描述的变化或修改还可以适用于其他实施例，除非相反地指出。
实施例涉及传感器和传感器系统，并且涉及获得关于传感器和传感器系统的信息。传感器可以是指将待测量物理量转换成电信号(例如，电流信号或电压信号)的部件。物理量可以例如包括磁场、电场、压力、力、电流或电压，但不限于此。
例如，磁场传感器包括一个或多个磁场感测元件，该一个或多个磁场感测元件测量磁场的一个或多个特性(例如，磁场通量密度的量、场强、场角、场方向、场定向等)。磁场可以由磁体、载电流导体(例如，导线)、地球或其他磁场源产生。每个磁场感测元件被配置为响应于撞击在感测元件上的一个或多个磁场而生成传感器信号(例如，电压信号)。因此，传感器信号指示撞击在感测元件上的磁场的幅度和/或定向。
将理解，在整个本说明书中术语“传感器”和“感测元件”可以互换使用，并且在整个本说明书中术语“传感器信号”和“测量信号”可以互换使用。
在所描述的实施例中提供的磁传感器可以包括由磁阻材料(例如，镍铁(NiFe))组成的一个或多个磁阻感测元件，其中磁阻材料的电阻可以取决于磁阻材料处存在的磁场的强度和/或方向。在此，感测元件可以基于各向异性磁阻(AMR)效应、巨磁阻(GMR)效应、隧道磁阻(TMR)效应等进行操作。作为另一示例，磁传感器可以包括基于霍尔效应进行操作的一个或多个基于霍尔的感测元件。磁角度传感器可以包括一种或多种类型的多个感测元件。
作为附加示例，旋转变压器线圈可以用作磁传感器。然而，将理解，在可以将旋转变压器线圈的感应电压用作用于计算角度和矢量长度的x和y分量之前，必须对它们进行解调。
例如，磁场分量可以是x磁场分量(Bx)、y磁场分量(By)或z磁场分量(Bz)，其中在所提供的示例中，Bx和By场分量关于芯片在平面内，并且Bz关于芯片在平面外。感测元件可以根据其“灵敏度轴线”或“感测轴线”而对磁场的一个分量敏感。
例如，由感测元件输出的测量值(例如，电压)根据在其感测轴线方向上的磁场强度而改变。例如，其灵敏度轴线与x轴线对准的感测元件对x磁场分量(Bx)敏感，而其灵敏度轴线与y轴线对准的感测元件对y磁场分量(By)敏感。因此，两个感测元件可以被配置为使它们的灵敏度轴线彼此正交地布置。
根据一个或多个实施例，可以将多个磁场角度传感器和传感器电路两者容纳(即，集成)在同一芯片中。传感器电路可以被称为信号处理电路和/或信号调节电路，其以原始测量数据的形式从一个或多个磁场感测元件接收一个或多个信号(即，传感器信号)，并且从传感器信号中导出表示磁场的测量信号。
在一些情况下，测量信号可以是差分测量信号，该差分测量信号是使用差分演算，从由具有相同感测轴线的两个感测元件(例如，对相同磁场分量敏感的两个感测元件)生成的传感器信号中导出的。差分测量信号提供对均匀的外部杂散磁场的鲁棒性。
如本文中使用的，信号调节是指以使得信号满足下一阶段的要求以进行进一步处理的方式，来操纵模拟信号。信号调节可以包括：从模拟到数字的转换(例如，经由模数转换器)、放大、滤波、转换、偏置、范围匹配、隔离、以及使传感器输出在调节之后适合于处理所需要的任何其他过程。
因此，传感器电路可以包括将来自一个或多个感测元件的模拟信号转换成数字信号的模数转换器(ADC)。传感器电路还可以包括对数字信号执行某种处理的数字信号处理器(DSP)，这将在下面讨论。因此，还可以称为集成电路(IC)的芯片可以包括：经由信号处理和/或调节来调节和放大一个或多个磁场感测元件的小信号的电路。还将理解，所描述的实施例可以被划分到两个或更多芯片上。另外，传感器电路可以包括可选的解调器，该可选的解调器用于在利用交变磁场进行测量的情况下，对x和y分量进行解调，就像在旋转变压器中所做的那样。解调可以在ADC之前在模拟域中进行，或者在A/D转换之后经由DSP在数字域中进行。
如本文中使用的，传感器设备可以是指包括如上所述的传感器和传感器电路的设备。
图1是图示根据一个或多个实施例的磁角度传感器100的框图。磁角度传感器100可以包括两个感测元件Sx和Sy，这两个感测元件Sx和Sy被布置为提供与磁场的两个正交分量(诸如磁场的x分量和磁场的y分量)相对应的输出信号。在这种情况下，感测元件Sx被配置为感测磁场的正弦角分量(例如，x分量)，并且感测元件Sy被配置为感测磁场的余弦角分量(例如，y分量)。因此，这两个感测元件Sx和Sy被配置为生成彼此相移90°的两个传感器信号(例如，电压信号Vx和电压信号Vy)。
磁角度传感器100还包括传感器电路10，该传感器电路10从感测元件Sx和Sy接收传感器信号，以进行处理并且生成与磁场的定向相对应的角度输出信号。传感器电路10包括两个信号路径：X信号路径和Y信号路径。X信号路径上的信号X可以是表示目标物体的角度定向的正弦波形的形式，并且Y信号路径上的信号Y可以是与信号X移位90°的相似波形。也就是说，信号Y是表示目标物体的角度定向的余弦波形。将理解，尽管本文中的示例将正弦波形描述为用作信号X并且将余弦波形描述为用作信号Y，但是相反情况也可以成立，只要两个信号彼此相移90°。
信号路径X和Y可以分别包括ADC 1x和ADC 1y，ADC 1x和ADC 1y将相应信号路径的传感器信号Vx和Vy转换成数字信号，以供传感器电路10的其余部分进一步处理。
DSP可以包括数字信号处理设备或数字信号处理设备的集合。DSP可以从ADC 1x和1y接收数字信号，并且可以处理数字信号，以形成目的地为诸如控制器(未图示)之类的外部设备的输出信号。每个“块”可以包括用于处理一个或多个信号的一个或多个处理器。
DSP可以包括温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2、信号转换算法块3和存储器元件4。
温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2可以接收传感器信号Vx和Vy以及温度传感器信号T，并且在向信号转换算法块3输出已补偿传感器信号Vx'和Vy'之前，对传感器信号Vx和Vy以及温度传感器信号T执行一个或多个信号调节操作。
特别地，温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2被配置为接收传感器信号Vx和Vy以进行进一步处理。例如，温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2可以包括一个或多个处理器和/或逻辑单元，该一个或多个处理器和/或逻辑单元执行诸如绝对信号转换、归一化、线性化、自动测试等之类的各种信号调节功能。可以结合存储在存储器元件4中的查找表来执行一个或多个信号调节功能。换言之，温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2从感测元件Sx和Sy接收传感器信号Vx和Vy，并且将传感器信号转换为已补偿测量信号(即，测量值)Vx'和Vy'，信号Vx'和Vy'将用于进一步计算，诸如角度计算和矢量长度计算。
存储器元件4可以包括只读存储器(ROM)(例如，EEPROM)、随机存取存储器(RAM)、和/或另一种类型的动态或静态存储设备(例如，闪存、磁性存储器、光学存储器等)，其存储供温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2使用的信息和/或指令。在一些实现中，存储器元件4可以存储与由温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2执行的处理相关联的信息。附加地或替代地，存储器元件4可以存储用于一组感测元件Sx和Sy的配置值或参数、和/或用于角度传感器100的一个或多个其他元件(诸如ADC 1x和1y)的信息。
因此，温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2将传感器信号Vx和Vy转换成已补偿测量信号Vx'和Vy'。温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2的输出被提供给信号转换算法块3，该信号转换算法块3被配置为基于已补偿测量信号Vx'和Vy'生成角度信号，作为输出信号。信号转换算法块3可以是处理器，该处理器被配置为应用存储在存储器元件4中的角度算法(例如，θ＝arctan(Vy'/Vx'))以用于确定旋转磁场的角度，并且生成表示角度值θ的角度信号。
根本上，信号转换算法块3被配置为接收传感器信号Vx和Vy或从中导出的测量信号(例如，已补偿电压信号Vx'和已补偿电压信号Vy')。信号转换算法块3被配置为基于与两个正交分量相对应的传感器信号或测量信号，来计算生成磁场的磁体的旋转角度(θ)(和与磁体连接的可旋转物体的旋转角度)(例如，θ＝arctan(Vy'/Vx'))。可以结合存储在存储器元件4中的查找表，来执行一个或多个信号调节功能，以进一步改善角度θ。
在一些情况下，可以在角度传感器100中实现功能安全检查。例如，可以在角度传感器的操作期间监测与传感器信号相关联的矢量长度(例如，等于Vx'2+Vy'2的矢量长度(VL))，作为功能安全检查。在一个示例中，如果矢量长度在角度传感器的操作期间(例如，在校准和/或温度补偿之后)保持基本恒定，则可以假定角度传感器的安全操作。除了监测绝对矢量长度，还可以监测矢量长度的改变。
图2A是根据一个或多个实施例的磁角度传感器设备200的示意性框图。磁角度传感器设备200是可以集成在一个或多个芯片上的系统。磁角度传感器设备200包括整体上构成传感器电路的、被配置为处理传感器信号和测量信号的若干信号处理电路和块。将理解，信号处理电路和块可以被组合成单个处理器、微处理器、DSP等。替代地，信号处理电路和块可以被提供在两个或更多处理器、微处理器、DSP等中。一个或多个信号处理电路和块可以与感测元件一起集成在传感器芯片上，或者可以在系统级别被提供在微控制器中。
图2B是图示根据一个或多个实施例的矢量长度容差区域的图。特别地，根据方程VL＝Vx'2+Vy'2绘制矢量长度。该图图示了以x-y坐标(即，基于两个感测到的x和y磁场分量)绘制的矢量长度，其中+/-Ymax表示Y ADC转换范围的极值，并且+/-Xmax表示X ADC转换范围的极值。在理想情况下，长度矢量应当跟踪圆，但是某一程度的容差被用于考虑非理想性。
该图图示了宽矢量长度容差区域11和窄矢量长度容差区域12。该图进一步图示了具有改变的角度的正常长度矢量13、和故障矢量14，该故障矢量14“卡”在x值处。由于x和y分量随着旋转磁场而不断改变，因此卡在x值处的故障长度矢量14指示所感测的x分量不再改变。这可以指示感测元件Sx故障。
该图表明，改变的正常长度矢量13保持在窄矢量长度容差区域12内，从而指示正常操作。相比之下，故障长度矢量14超出窄矢量长度容差区域12的边界，从而指示故障行为。
返回图2A，磁角度传感器设备200包括如上所述的生成传感器信号Vx和Vy的第一感测元件(Sx)21和第二感测元件(Sy)22。
磁角度传感器设备200还包括如上所述的分别生成测量信号Vx'和Vy'的第一补偿电路23和第二补偿电路24。将理解，第一补偿电路23和第二补偿电路24可以组合成单个补偿电路。
补偿电路23和24各自可以包括ADC(例如，ADC 1x或ADC 1y)以及温度补偿(TC)自动校准和滤波器块2。因此，补偿电路23和24各自包括一个或多个处理器和/或逻辑单元，该一个或多个处理器和/或逻辑单元执行各种信号调节和/或补偿功能，以便从传感器信号Vx和Vy中导出测量值Vx'和Vy'，以用于进一步计算。补偿电路23和24可以是诸如DSP之类的微处理器或其一部分。
磁角度传感器设备200进一步包括信号转换算法块25，信号转换算法块25被配置为根据角度算法(例如，θ＝arctan(Vy'/Vx'))处理测量值Vx'和Vy'，以生成角度信号θ作为输出角度。信号转换算法块25可以被配置为在不同采样时间处生成和输出角度测量结果。
磁角度传感器设备200进一步包括矢量长度计算块26，矢量长度计算块26被配置为根据矢量长度算法(例如，VL＝Vx'2+Vy'2)处理测量值Vx'和Vy'，以生成矢量长度信号作为输出矢量长度。矢量长度计算块26被配置为在不同采样时间处生成和输出矢量长度测量结果VL，该不同采样时间可以与角度测量结果的不同采样时间相一致。因此，每个矢量长度测量结果VL还可以对应于角度测量结果。
磁角度传感器设备200进一步包括矢量长度差异块27，矢量长度差异块27被配置为计算至少两个矢量长度(VL)样本之间的矢量长度差。
在一种实现中，矢量长度差异块27被配置为接收两个相邻VL样本(即，在两个连续采样时间处获取的两个样本)，并且计算它们之间的差，以生成差分矢量长度(例如，ΔVL＝VL1-VL2)。
在另一实现中，矢量长度差异块27被配置为接收两个或更多相邻VL样本(即，在连续采样时间处获取的两个或更多样本)，计算每对相邻VL样本之间的差分矢量长度(ΔVL)以生成一组差分矢量长度值，并且进一步在其输出处计算差分矢量长度的平均值(ΔVLavg1)。
在另一实现中，矢量长度差异块27被配置为接收两个或更多相邻VL样本(即，在连续采样时间处获取的两个或更多样本)，计算每对相邻VL样本之间的差分矢量长度(ΔVL)以生成一组差分矢量长度值，确定该组差分矢量长度值之中的差分矢量长度最小值(ΔVLmin)，确定该组差分矢量长度值之中的差分矢量长度最大值(ΔVLmax)，并且在其输出处输出最小值(ΔVLmin)和最大值(ΔVLmax)作为待评估的差分矢量长度。
在另一实现中，矢量长度差异块27被配置为接收两个或更多相邻VL样本(即，在连续采样时间处获取的两个或更多样本)，捕获矢量长度样本之中的最小值和最大值，并且计算ΔVLmm＝VLmax-VLmin作为差分矢量长度。
在另一实现中，矢量长度差异块27被配置为接收两个或更多相邻VL样本(即，在连续采样时间处获取的两个或更多样本)，计算相邻VL样本的标准偏差(stdev)作为待评估的差分矢量长度ΔVLSD。
磁角度传感器设备200可以进一步包括故障检测器28，故障检测器28被配置为接收来自矢量长度计算块26的输出(即，VL)和/或来自矢量长度差异块27的输出(例如，ΔVL、ΔVLavg1、ΔVLmin、ΔVLmax、ΔVLmm和/或ΔVLSD)。使用矢量长度VL，故障检测器28可以基于一个或多个预定容差阈值来执行绝对矢量长度分析检查。使用矢量长度差异输出，故障检测器28可以基于一个或多个预定容差阈值对接收到的信息执行矢量长度变化分析检查。
例如，如果测量值超过预定容差阈值或预定容差范围，则故障检测器28可以生成指示角度传感器设备200中的故障的警告信号，并且将该警告信号输出给诸如外部控制器之类的外部设备。
例如，故障检测器28可以接收差分矢量长度(ΔVL)，并且将差分矢量长度(ΔVL)与最小容差阈值和最大容差阈值进行比较。最小容差阈值和最大容差阈值中的一者或两者可以限定其中差分矢量长度是可接受的并且指示正常功能的容差范围或窗口。
因此，如果差分矢量长度(ΔVL)小于最小容差阈值或大于最大容差阈值，则故障检测器28确定差分矢量长度(ΔVL)在容差范围的边界之外并且磁角度传感器设备200内可能存在故障。
另一方面，如果差分矢量长度(ΔVL)等于或大于最小容差阈值并且等于或小于最大容差阈值，则故障检测器28确定差分矢量长度(ΔVL)在容差范围的边界内并且磁角度传感器设备200在可接受的误差容限内操作(即，磁角度传感器设备200在正常操作)。如果差分矢量长度(ΔVL)在容差范围的边界内，则故障检测器28确定被测输入是有效的并且不生成警告信号。
在未检测到故障的情况下，故障检测器28准许测量信号被输出作为有效输出信号。例如，故障检测器28可以附加地(例如，经由矢量长度计算块26)接收已补偿测量信号Vx'和Vy'，并且输出已补偿测量信号作为有效输出信号，以在传感器元件21和22的操作基于所描述的分析检查而被查验为正常的条件下，由信号转换算法块25将有效输出信号用于计算角度测量结果θ。
故障检测器28对ΔVLavg1、ΔVLmm、ΔVLmin、ΔVLmax和ΔVLSD执行类似的评估，其中由矢量长度差异块27输出的每个德尔塔(delta)值可以通过最小容差阈值和最大容差阈值来评估。取决于正被评估的德尔塔变量的类型，可以使用不同的最小和最大容差阈值。可以根据相同的一组最小和最大容差阈值(即，经由一个容差范围)，来评估德尔塔变量ΔVLmin和ΔVLmax。
矢量长度差异块27可以被配置为改变其计算并且输出给故障检测器28的德尔塔变量的类型。结果，故障检测器28可以包括存储查找表的存储器元件，该查找表包括映射到不同类型的德尔塔变量的不同组的最小和最大容差阈值(即，不同组的容差范围)，并且可以被配置为基于接收到的德尔塔变量的类型，从查找表中选择一组最小和最大容差阈值。
此外，除了监测矢量长度的改变，故障检测器28可以基于矢量长度测量结果VL监测绝对矢量长度。为此，矢量长度计算块26和故障检测器28可以耦合在一起，使得矢量长度计算块26将包括矢量长度测量结果VL的矢量长度信号提供给故障检测器28。
矢量长度计算块26和故障检测器28组合起来可以表示在所描述的实施例中使用的一种类型的安全机构(SM)。替代地，安全机构可以附加地包括矢量长度差异块27。可以使用两个或更多安全机构。例如，可以在传感器元件21和22与补偿电路23和24之间提供一个安全机构，以便评估传感器信号Vx和Vy。可以提供如图2A所示的另一安全机构，以评估传感器信号Vx'和Vy'。
图3是根据一个或多个实施例的、实现对传感器设备的自动校准的校准系统300的示意图。校准系统300包括：生成N个传感器信号S1的传感器设备31、第一安全机构(SM1)32、补偿电路33、自动生成并且输出用于补偿电路33的M个补偿参数的自动校准设备34、第二安全机构(SM2)35和第三安全机构(SM3)36。在此，N和M是等于或大于1的整数。校准系统300可以被实现在集成在单个芯片上的传感器模块中，或者可以被划分到两个或更多芯片上。
传感器设备31包括一个或多个传感器元件。例如，传感器设备31可以包括如上所述的生成传感器信号Vx和Vy的第一感测元件(Sx)21和第二感测元件(Sy)22。通过自动校准设备34优化M个补偿参数，以便实现一个或多个最佳已补偿传感器输出。例如，M个补偿参数可以包括不同类型的补偿参数，包括但不限于增益(振幅)值设置、偏移值和角度偏移调整值。
安全机构SM1和SM2表示用于检测传感器设备31中的故障(例如，用于检测传感器元件中的故障)的两个位置。每个安全机构包括被配置为对传感器信号执行有效性检查的一个或多个处理器或处理电路。例如，在图2A的上下文中，安全机构SM1耦合到第一感测元件(Sx)21和第二感测元件(Sy)22的输出，以便接收N个传感器信号S1(即，传感器信号Vx和Vy)。安全机构SM1被配置为使用至少一个第一容差范围，对未补偿传感器信号S1执行有效性检查。例如，安全机构SM1可以基于一个或多个预定容差阈值执行绝对矢量长度分析检查，和/或基于一个或多个预定容差阈值执行矢量长度变化分析检查。
安全机构SM1附加地生成结果信号R1，结果信号R1指示有效性检查的结果。如果检测到故障，则安全机构SM1生成作为结果信号R1(即，故障检测信号)的警告信号或故障检测信号，作为安全信息，该安全信息可以由系统控制器(未图示)接收，以用于进一步的分析和动作。如果未检测到故障，则安全机构SM1在没有任何故障检测的情况下将已验证的N个传感器信号S2提供给补偿电路33，补偿电路33执行上面参考补偿电路23和24描述的相似功能。在一些情境中，安全机构SM1可以生成“全部清除”信号或“OK”信号作为结果信号R1，从而指示有效性检查已经通过。
因此，补偿电路33生成N个已补偿传感器信号S3(例如，已补偿传感器信号Vx'和Vy')，对于已验证的N个传感器信号S2中的每个有一个已补偿传感器信号S3。补偿电路33基于由自动校准设备34生成的M个补偿参数，生成N个已补偿传感器信号S3。在安全机构SM1检测到故障的情况下，安全机构SM1可以停用其对传感器信号S2的输出。然而，如果传感器设备是例如车辆中的安全关键功能的部分，则安全机构SM1可以继续输出传感器信号S2以用于在安全关键功能中使用。替代地，安全机构SM1可以停用其对无效的传感器信号S2的输出，而仅输出已经被查验为有效的那些传感器信号S2。
在图2A的上下文中，安全机构SM2耦合到补偿电路33的输出，以便接收N个已补偿传感器信号S3(即，已补偿传感器信号Vx'和Vy')。安全机构SM2被配置为使用至少一个第二容差范围执行有效性检查。例如，安全机构SM2可以基于一个或多个预定容差阈值执行绝对矢量长度分析检查，和/或基于一个或多个预定容差阈值执行矢量长度变化分析检查。由安全机构SM2使用的一个或多个容差范围可以被选择为比由安全机构SM1使用的一个或多个容差范围窄，这是因为由于安全机构SM1位于补偿电路33上游，因此安全机构SM1必须容忍更高程度的噪声、偏移和误差。相比之下，由于安全机构SM2接收补偿信号，因此噪声、偏移和误差的量应当得到补偿，并且因此较小。换言之，用于安全机构SM2的安全限制可以被选择为比用于安全机构SM1的严格，这是因为补偿减少了由传感器非理想性造成的信号变化。这相对于安全机构SM1提高了安全机构SM2的准确性，并且可以产生更安全的系统。因此，与安全机构SM1相比，安全机构SM2使用较小的容差范围。
安全机构SM2附加地生成结果信号R2，结果信号R2指示有效性检查的结果。如果检测到故障，则安全机构SM2生成作为结果信号R2的警告信号或故障检测信号，作为安全信息，该安全信息可以由系统控制器(未图示)接收，以用于进一步的分析和动作。如果未检测到故障，则安全机构SM2提供已验证的N个已补偿传感器信号S4作为有效输出。例如，安全机构SM2可以将已验证的N个已补偿传感器信号S4提供给其他信号处理器(诸如用于计算角度测量结果θ的信号转换算法块25)或控制器。在一些情境中，安全机构SM2可以生成“全部清除”信号或“OK”信号作为结果信号R2，从而指示有效性检查已经通过。附加地，在安全机构SM2检测到故障的情况下，安全机构SM2可以停用其对传感器信号S4的输出。然而，如果传感器设备是例如车辆中的安全关键功能的部分，则安全机构SM2可以继续输出传感器信号S4，以用于在安全关键功能中使用。替代地，安全机构SM2可以停用其对无效的传感器信号S4的输出，而仅输出已经被查验为有效的那些传感器信号S4。
自动校准设备34被配置为从安全机构SM2接收已验证的N个传感器信号S2，并且基于其生成M个补偿参数。补偿电路33使用M个补偿参数对已验证的N个传感器信号S2执行补偿，以生成N个已补偿传感器信号S3。
附加地或替代地，自动校准设备34被配置为从补偿电路33接收N个已补偿传感器信号S3，并且基于其生成M个补偿参数。补偿电路33使用M个补偿参数对已验证的N个传感器信号S2执行补偿，以生成N个已补偿传感器信号S3。
在使用已验证的N个传感器信号S2以用于生成M个补偿参数的情况下，自动校准设备34被配置为基于已验证的N个传感器信号S2生成新的补偿参数，以用于在补偿操作中使用。
在使用N个已补偿传感器信号S3以用于生成M个补偿参数的情况下，自动校准设备34被配置为基于N个已补偿传感器信号S3来计算当前使用的校准参数所需要的改变，并且基于计算出的改变来调整当前使用的校准参数，以生成用于在补偿操作中使用的已更新或已补偿校准参数。
在任一种情况下，由补偿电路33和自动校准设备34执行的自动校准都可以校准(即，掩盖)传感器设备31的某些故障，这些故障对于安全机构SM2而言变得不可检测。如果没有安全机构SM3，这将使系统具有较不准确的安全机构SM1和/或更准确但部分盲目的安全机构SM2，从而导致诊断覆盖范围减小。
取决于系统，处理安全机构SM1和SM2可能会相当昂贵。例如，用于角度传感器的安全机构是上述矢量长度检查。矢量长度检查监测电矢量的幅度，该电矢量的元素由余弦(X)和正弦(Y)传感器通道给出。对于理想传感器，该幅度保持恒定，因为cos2θ+sin2θ＝1。例如，如果一个传感器通道遇到卡住故障，则幅度根据角度θ而改变，这可以通过矢量长度检查来检测。
由于自动校准导致的安全机构SM2的盲点，在自动校准设备34与补偿电路33之间提供安全机构SM3。安全机构SM3包括被配置为对补偿参数执行有效性检查的一个或多个处理器或处理电路。
特别地，安全机构SM3被配置为接收由自动校准设备34确定的M个补偿参数，并且监测接收到的M个补偿参数。安全机构SM3可以将M个补偿参数中的每个与容差范围进行比较，从而检查补偿参数保持在某些预限定限制内。安全机构SM3还可以监测M个补偿参数相对于时间的改变，以检测这些参数的突然改变，该突然改变可以指示故障的出现。结果，可以以最小开销来实现安全机构SM3。该安全机构SM3有效地检测故障，否则该故障被补偿所掩盖，并且逃脱由仅监测N个已补偿信号S3的安全机构SM2进行的检测。这种组合经由安全机构SM2提供极好的准确性，连同提供全面的覆盖范围(SM2+SM3)，并且由于使得在安全机构SM1中的昂贵操作不必要，而提供最低成本。
安全机构SM3附加地生成结果信号R3，结果信号R3指示有效性检查的结果。由于由安全机构SM3执行的有效性检查，在M个补偿参数之一超过其相应容差范围的条件下，安全机构SM3生成警告信号或故障检测信号作为结果信号R3。替代地，如果未检测到故障，则安全机构SM3将已验证的M个补偿参数输出给补偿电路33，以用于补偿已验证的N个传感器信号S2。附加地，如果未检测到故障，则安全机构SM3可以生成“全部清除”信号或“OK”信号作为结果信号R3，从而指示有效性检查已经通过。附加地，在安全机构SM3检测到故障的情况下，安全机构SM3可以停用其对无效的补偿参数的输出，而仅输出已经被查验为有效的那些补偿参数。
可以想到几种不同的用于查验M个补偿参数的实现。第一，可以将M个补偿参数中的每个与对应预限定静态限制进行比较。第二，可以将M个补偿参数中的每个与对应已调整限制进行比较，该已调整限制可以由外部或环境因素(诸如由传感器37测量的温度或机械应力)补偿。虽然第一方法较简单，但是第二方法可以通过允许更严格的安全限制(即，更窄的容差范围)而产生更好的准确性。
图4示出了用于矢量长度检查的作为角度θ的函数的示例性电矢量(X，Y)，矢量长度检查在安全机构SM1(左；使用未补偿传感器信号)或安全机构SM2(右；使用已补偿传感器信号)处实现。X和Y是由(X，Y)给出的电矢量的分量。在室温(AT)、低温(CT)和高温(HT)处的示例性信号被绘制为实线。安全限制被指示为阴影区域，并且表示用于每个安全机构的对应容差范围。
对于磁角度传感器，自动校准设备34可以自动校准正弦(X)和余弦(Y)传感器通道的偏移和振幅，并且附加地自动校准传感器信号Vx和Vy之间的正交性误差。例如，X和Y传感器通道的偏移可能会作为温度的函数而显著改变。如果安全机构SM1实现矢量长度，则对应安全限制将必须包括偏移的这些变化(参见例如图4(左))。由于不能在容差范围内检测到误差，因此这在针对矢量长度检查的容差范围内导致相当大的未检测到故障的区域。通过在安全机构SM2中实现矢量长度检查，可以将安全限制选择为相当小(例如，参见图4(右))。由于容差范围较窄，因此这针对矢量长度检查产生最小的未检测到故障的区域。然而，安全机构SM2中的矢量长度检查现在变得对由补偿参数(包括偏移、振幅和正交性误差)的变化造成的故障盲目。
作为对策，安全机构SM3被配置为检查已自动校准的补偿参数，包括传感器通道X和Y的振幅(Ax和Ay)、传感器通道X和Y的偏移(Ox和Oy)、以及传感器通道X和Y之间的正交性误差
Figure BDA0002942495590000181
因此，补偿参数包括以下中的至少一个：用于补偿传感器信号X的振幅的振幅补偿参数、用于补偿传感器信号X的偏移的偏移补偿参数、用于补偿传感器信号Y的振幅的振幅补偿参数、用于补偿传感器信号Y的偏移的偏移补偿参数、以及可选地甚至用于补偿传感器信号X和Y之间的正交性误差的正交性误差补偿参数。
图5示出了根据一个或多个实施例的静态偏移检查(左)和已调整偏移检查(右)。特别地，可以将传感器通道偏移(Ox、Oy)与静态容差范围TR1进行比较(左)，静态容差范围TR1与外部或环境因素(诸如温度T)无关。作为补偿参数，如果安全机构SM3检测到由自动校准设备34设置的传感器通道偏移(Ox、Oy)中的任一者在静态容差范围TR1之外，则安全机构SM3生成警告信号W3，否则由安全机构SM3输出传感器通道偏移(Ox、Oy)，作为已验证补偿参数。
替代地，可以将传感器通道偏移(Ox、Oy)与已调整容差范围TR2进行比较(右)，已调整容差范围TR2取决于外部或环境因素(诸如温度T)。特别地，安全机构SM3从传感器37接收传感器信号(诸如温度信号)，并且基于温度测量结果调整用于传感器通道偏移(Ox、Oy)的容差范围。然后，安全机构SM3将已调整容差范围用于传感器通道偏移(Ox、Oy)的有效性检查。如果安全机构SM3检测到由自动校准设备34设置的传感器通道偏移(Ox、Oy)中的任一者在已调整容差范围TR2之外，则安全机构SM3生成警告信号W3，否则由安全机构SM3输出传感器通道偏移(Ox、Oy)，作为已验证补偿参数。与静态容差范围相比，已调整容差范围可以产生具有改进的诊断覆盖范围的、更准确的安全机构。
每种类型的补偿参数可以具有不同的容差范围，无论是静态的还是已调整的。可以针对每种类型的补偿参数，独立配置容差范围是静态的还是已调整的。
在传感器使用霍尔板来测量x和y磁场分量的情况下，可以使用测量机械应力的应力传感器38施加附加应力补偿。传感器37和38可以表示如下的一组传感器，其由安全机构SM3结合使用以调整针对相应补偿参数的容差范围中的每个容差范围。在此，安全机构SM3可以基于从温度和应力传感器信号两者接收的值，来调整容差范围。
为了进一步增加诊断覆盖范围，可以在传感器的测试线末尾处随着温度捕获偏移、增益和温度的所提取的校正值，并且可以针对老化效应提供极其窄的监测带。在可以捕获操作时间的情况下，还可以通过安全机构3监测每个补偿参数的漂移率，并且如果漂移率过高(这会指向缺陷)，则可以由安全机构3发出故障检测消息。
在补偿参数的漂移取决于已知的物理效应(例如，偏置磁场的稳定性或半导体中的掺杂剂的漂移)的情况下，可以使用的是，漂移必须是单调的，这也可以进行监测。
尽管已经描述了各种实施例，但是对于本领域普通技术人员将明显的是，在本公开的范围内，更多的实施例和实现是可能的。因此，除了根据所附权利要求及其等效物之外，本发明不受限制。关于由上述部件或结构(组件、设备、电路、系统等)执行的各种功能，除非另有指示，否则用于描述这样的部件的术语(包括对“装置”的引用)旨在对应于执行所描述的部件的指定功能(即，在功能上等效)的任何部件或结构，即使在结构上不等效于在本文中所示的本发明的示例性实现中执行该功能的所公开的结构。
此外，所附权利要求据此被并入到详细描述中，其中每个权利要求可以作为单独的示例实施例而独立存在。尽管每个权利要求可以作为单独的示例实施例而独立存在，但是要注意，尽管从属权利要求可以在权利要求书中指代与一个或多个其他权利要求的具体组合，但是其他示例实施例还可以包括该从属权利要求与每个其他从属或独立权利要求的主题的组合。除非说明了不旨在具体组合，否则本文中提出了这样的组合。此外，旨在于还将权利要求的特征包括到任何其他独立权利要求中，即使该权利要求没有直接从属于该独立权利要求。
进一步要注意，说明书或权利要求书中公开的方法可以由如下设备来实现，该设备具有用于执行这些方法的相应动作中的每个动作的装置。
此外，要理解，说明书或权利要求书中公开的多个动作或功能的公开可以不被解释为在具体顺序内。因此，多个动作或功能的公开将不会将它们限制为特定顺序，除非由于技术原因，这样的动作或功能不可互换。此外，在一些实施例中，单个动作可以包括或可以分解成多个子动作。除非明确排除，否则这样的子动作可以被包括，并且是该单个动作的公开的部分。
本公开中描述的技术可以至少部分以硬件、软件、固件或其任何组合来实现。例如，所描述的技术的各自方面可以在一个或多个处理器内实现，包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、或任何其他等效的集成或分立逻辑电路、以及这样的部件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路”通常可以指代单独地或与其他逻辑电路组合的任何前述逻辑电路、或任何其他等效电路。包括硬件的控制单元也可以执行本公开的技术中的一种或多种技术。这样的硬件、软件和固件可以在同一设备内或在单独的设备内实现，以支持本公开中描述的各种技术。
尽管已经公开了各种示例性实施例，但是对于本领域技术人员而言将明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改，这些改变和修改将实现本文中公开的构思的一些优点。对于本领域技术人员将显而易见的是，可以适当地替换执行相同功能的其他部件。要理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构或逻辑上的改变。应当提到，参考具体附图解释的特征可以与其他附图的特征相结合，即使这未被明确提到。对总的发明构思的这样的修改旨在由所附权利要求书及其合法等效物所覆盖。

Claims (24)

1.一种自动校准系统，包括：
传感器设备，包括至少一个感测元件，所述至少一个感测元件中的每个感测元件被配置为响应于测量物理量而生成至少一个传感器信号中的传感器信号；
补偿设备，包括第一处理电路，所述第一处理电路被配置为接收所述至少一个传感器信号和至少一个补偿参数，并且基于所述至少一个补偿参数补偿所述至少一个传感器信号以生成至少一个已补偿传感器信号，其中针对所述至少一个传感器信号中的每个传感器信号，不同的已补偿传感器信号被生成；
自动校准设备，包括第二处理电路，所述第二处理电路被配置为接收所述至少一个传感器信号或所述至少一个已补偿传感器信号，并且基于所述至少一个传感器信号或所述至少一个已补偿传感器信号生成所述至少一个补偿参数；以及
第一安全机构，包括连接在所述补偿电路与所述自动校准设备之间的第三处理电路，其中所述第三处理电路被配置为：将所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数与相应容差范围进行比较，并且在所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数在该补偿参数的相应容差范围内的条件下，将所述至少一个补偿参数作为至少一个已验证补偿参数传输给所述补偿电路，并且在所述至少一个补偿参数中的至少一个补偿参数不在该补偿参数的相应容差范围内的条件下，生成第一故障检测信号。
2.根据权利要求1所述的自动校准系统，其中所述自动校准设备被配置为基于所述至少一个传感器信号重新生成所述至少一个补偿参数。
3.根据权利要求1所述的自动校准系统，其中所述自动校准设备被配置为：通过基于所述至少一个已补偿传感器信号调整至少一个当前补偿参数，生成所述至少一个补偿参数。
4.根据权利要求1所述的自动校准系统，其中所述传感器设备是磁传感器设备，并且所述至少一个感测元件包括第一磁传感器和第二磁传感器，所述第一磁传感器被配置为响应于磁场的第一分量而生成所述至少一个传感器信号中的第一传感器信号，所述第二磁传感器被配置为响应于所述磁场的第二分量而生成所述至少一个传感器信号中的第二传感器信号。
5.根据权利要求4所述的自动校准系统，其中所述至少一个补偿参数包括以下中的至少一个：用于补偿所述第一传感器信号的振幅的第一振幅补偿参数、用于补偿所述第一传感器信号的偏移的第一偏移补偿参数、用于补偿所述第二传感器信号的振幅的第二振幅补偿参数、用于补偿所述第二传感器信号的偏移的第二偏移补偿参数、和用于补偿所述第一传感器信号与所述第二传感器信号之间的正交性误差的正交性误差补偿参数。
6.根据权利要求1所述的自动校准系统，其中用于所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的所述相应容差范围是静态的。
7.根据权利要求1所述的自动校准系统，其中：
所述第三处理电路被配置为：接收温度测量结果，并且基于所述温度测量结果，调整用于所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的所述相应容差范围。
8.根据权利要求1所述的自动校准系统，其中：
所述第三处理电路被配置为：接收机械应力测量结果，并且基于所述机械应力测量结果，调整用于所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的所述相应容差范围。
9.根据权利要求1所述的自动校准系统，其中：
所述第三处理电路被配置为：测量针对所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的漂移率，将针对所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的所述漂移率与相应漂移率阈值进行比较，并且在至少一个漂移率超过该漂移率的相应漂移率阈值的条件下生成第二故障检测信号。
10.根据权利要求1所述的自动校准系统，进一步包括：
第二安全机构，包括连接在所述传感器设备与所述补偿电路之间的第四处理电路，其中所述第四处理电路被配置为：将所述至少一个传感器信号中的每个传感器信号与第一容差范围进行比较，并且在所述至少一个传感器信号中的每个传感器信号在所述第一容差范围内的条件下，将所述至少一个传感器信号作为至少一个已验证传感器信号传输给所述补偿电路和所述自动校准设备，并且在所述至少一个传感器信号中的至少一个传感器信号不在所述第一容差范围内的条件下，生成第二故障检测信号。
11.根据权利要求10所述的自动校准系统，进一步包括：
第三安全机构，包括连接在所述补偿电路与系统输出之间的第五处理电路，其中所述第五处理电路被配置为：将所述至少一个已补偿传感器信号中的每个已补偿传感器信号与所述第二容差范围进行比较，并且在所述至少一个已补偿传感器信号中的每个已补偿传感器信号在所述第二容差范围内的条件下，将所述至少一个已补偿传感器信号作为至少一个已验证已补偿传感器信号传输给所述系统输出，并且在所述至少一个已补偿传感器信号中的至少一个已补偿传感器信号不在所述第二容差范围内的条件下，生成第三故障检测信号。
12.根据权利要求11所述的自动校准系统，其中所述第一容差范围比所述第二容差范围宽。
13.一种自动校准的方法，包括：
响应于测量物理量而生成至少一个传感器信号；
通过补偿电路基于至少一个补偿参数补偿所述至少一个传感器信号，以生成至少一个已补偿传感器信号，其中针对所述至少一个传感器信号中的每个传感器信号，不同的已补偿传感器信号被生成；
通过自动校准设备基于所述至少一个传感器信号或基于所述至少一个已补偿传感器信号，生成所述至少一个补偿参数；
将所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数与相应容差范围进行比较；
在所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数在该补偿参数的相应容差范围内的条件下，将所述至少一个补偿参数作为至少一个已验证补偿参数传输给所述补偿电路，其中所述至少一个已验证补偿参数用于补偿所述至少一个传感器信号；以及
在所述至少一个补偿参数中的至少一个补偿参数不在该补偿参数的相应容差范围内的条件下，生成第一故障检测信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中生成所述至少一个补偿参数包括：基于所述至少一个传感器信号重新生成所述至少一个补偿参数。
15.根据权利要求13所述的方法，其中生成所述至少一个补偿参数包括：基于所述至少一个已补偿传感器信号，调整至少一个当前补偿参数。
16.根据权利要求13所述的方法，其中生成至少一个传感器信号包括：
响应于磁场的第一分量，生成所述至少一个传感器信号中的第一传感器信号；以及
响应于所述磁场的第二分量，生成所述至少一个传感器信号中的第二传感器信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少一个补偿参数包括以下中的至少一个：用于补偿所述第一传感器信号的振幅的第一振幅补偿参数、用于补偿所述第一传感器信号的偏移的第一偏移补偿参数、用于补偿所述第二传感器信号的振幅的第二振幅补偿参数、用于补偿所述第二传感器信号的偏移的第二偏移补偿参数、和用于补偿所述第一传感器信号与所述第二传感器信号之间的正交性误差的正交性误差补偿参数。
18.根据权利要求13所述的方法，其中用于所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的所述相应容差范围是静态的。
19.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
基于温度测量结果，调整用于所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的所述相应容差范围。
20.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
基于机械应力测量结果，调整用于所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的所述相应容差范围。
21.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
测量针对所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的漂移率；
将针对所述至少一个补偿参数中的每个补偿参数的所述漂移率与相应漂移率阈值进行比较；以及
在至少一个漂移率超过该漂移率的相应漂移率阈值的条件下，生成第二故障检测信号。
22.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
将所述至少一个传感器信号中的每个传感器信号与第一容差范围进行比较；
在所述至少一个传感器信号中的每个传感器信号在所述第一容差范围内的条件下，将所述至少一个传感器信号作为至少一个已验证传感器信号传输给所述补偿电路和所述自动校准设备；以及
在所述至少一个传感器信号中的至少一个传感器信号不在所述第一容差范围内的条件下，生成第二故障检测信号。
23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括：
将所述至少一个已补偿传感器信号中的每个已补偿传感器信号与所述第二容差范围进行比较；
在所述至少一个已补偿传感器信号中的每个已补偿传感器信号在所述第二容差范围内的情况下，将所述至少一个已补偿传感器信号作为至少一个已验证已补偿传感器信号传输给系统输出；以及
在所述至少一个已补偿传感器信号中的至少一个已补偿传感器信号不在所述第二容差范围内的条件下，生成第三故障检测信号。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一容差范围比所述第二容差范围宽。
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