DE102009046691A1

DE102009046691A1 - Sensor system, sensor device and diagnostic device

Info

Publication number: DE102009046691A1
Application number: DE200910046691
Authority: DE
Inventors: Peter Dolderer; Sorin Dr. Fericean; Stefan Hornung; Martin Dr. Osterfeld; Jürgen Gutekunst; Thomas Peter
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2029-11-14
Also published as: DE102009046691B4; WO2011057904A1

Abstract

Um ein Sensorsystem, umfassend mindestens ein Sensorgerät, welches mindestens einen Sensorsignalanschluss und Stromversorgungsanschlüsse aufweist, und mindestens ein Diagnosegerät, an welches ein oder mehrere Sensorgeräte anschließbar sind, wobei durch das mindestens eine Diagnosegerät Diagnosesignale des oder der angeschlossenen Sensorgeräte bereitstellbar und/oder auswertbar sind, zu realisieren, bei welchem sich Diagnoseinformationen auf einfache Weise bereitstellen lassen, ist vorgesehen, dass das mindestens eine Sensorgerät eine Stromaufprägungseinrichtung aufweist, durch welche ein Versorgungsstrom an den Stromversorgungsanschlüssen ein oder mehrere Diagnosesignale aufprägbar sind, und dass das mindestens eine Sensorgerät eine Ansteuerungseinrichtung für die Stromaufprägungseinrichtung aufweist, welche diese entsprechend von Diagnoseergebnissen ansteuert.To provide a sensor system comprising at least one sensor device which has at least one sensor signal connection and power supply connections, and at least one diagnostic device to which one or more sensor devices can be connected, with the at least one diagnostic device being able to provide and / or evaluate diagnostic signals from the sensor device or devices connected, To realize, in which diagnostic information can be provided in a simple manner, it is provided that the at least one sensor device has a current impressing device, through which a supply current can be impressed on the power supply connections one or more diagnostic signals, and that the at least one sensor device has a control device for the current impressing device which controls them according to diagnostic results.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem, umfassend mindestens ein Sensorgerät, welches mindestens einen Sensoranschluss und Stromversorgungsanschlüsse umfasst, und mindestens ein Diagnosegerät, an welches ein oder mehrere Sensorgeräte anschließbar sind, wobei durch das mindestens eine Diagnosegerät Diagnosesignale des oder der angeschlossenen Sensorgeräte bereitstellbar und/oder auswertbar sind.The invention relates to a sensor system, comprising at least one sensor device which comprises at least one sensor connection and power supply connections, and at least one diagnostic device to which one or more sensor devices can be connected, whereby diagnostic signals of the connected sensor device can be provided and / or evaluated by the at least one diagnostic device are.

Die Erfindung betrifft ferner ein Sensorgerät.The invention further relates to a sensor device.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Diagnosegerät.Furthermore, the invention relates to a diagnostic device.

Sensorgeräte wie induktive, optische, magnetfeldempfindliche, kapazitive, magnetostriktive, Mikrowellen Ultraschall-Sensorgeräte usw. unterliegen internen und externen Einflüssen, die das Messergebnis beeinflussen können. Es ist wünschenswert, Diagnosevorgänge an einem Sensorgerät durchzuführen, um Störungen erkennen zu können oder potentielle Störungen rechtzeitig erkennen zu können.Sensor devices such as inductive, optical, magnetic field-sensitive, capacitive, magnetostrictive, microwave ultrasonic sensor devices, etc. are subject to internal and external influences that may influence the measurement result. It is desirable to perform diagnostic operations on a sensor device in order to detect malfunctions or to be able to detect potential malfunctions in good time.

Ein Sensorgerät muss dazu ein entsprechendes Diagnosesignal bereitstellen, welches durch ein Diagnosegerät ausgewertet bzw. bereitgestellt wird, damit es durch eine übergeordnete Auswerteeinheit verarbeitbar ist. Eine Diagnoseinformation kann dabei das Anzeigen einer Störung sein oder eine Diagnoseinformation kann auch Details beispielsweise bezüglich der Art und/oder des Umfangs der Störung enthalten.A sensor device has to provide a corresponding diagnostic signal, which is evaluated or provided by a diagnostic device so that it can be processed by a higher-level evaluation unit. A diagnostic information may be the display of a fault or diagnostic information may also contain details, for example, with respect to the nature and / or extent of the disorder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensorsystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem sich Diagnoseinformationen auf einfache Weise bereitstellen lassen.The invention has for its object to provide a sensor system of the type mentioned, in which can provide diagnostic information in a simple manner.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Sensorsystem erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das mindestens eine Sensorgerät eine Stromaufprägungseinrichtung aufweist, durch welche einem Versorgungsstrom an den Stromversorgungsanschlüssen ein oder mehrere Diagnosesignale aufprägbar sind, und dass das mindestens eine Sensorgerät eine Ansteuerungseinrichtung für die Stromaufprägungseinrichtung aufweist, welche diese entsprechend von Diagnoseergebnissen ansteuert.This object is achieved with the above-mentioned sensor system according to the invention that the at least one sensor device has a Stromaufprägungseinrichtung by which a supply current to the power supply terminals one or more diagnostic signals are aufprägbar, and that the at least one sensor device comprises a control device for Stromaufprägungseinrichtung, which this according to diagnostic results.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden die Diagnosesignale an das Diagnosegerät über Stromversorgungsleitungen übertragen. Dem sowieso vorhandenen Versorgungsstrom wird ein ”Zusatzstrom” aufgeprägt, welcher Diagnoseinformationen enthält.In the solution according to the invention, the diagnostic signals are transmitted to the diagnostic device via power supply lines. The supply current which is present anyway is impressed with an "additional current" which contains diagnostic information.

Eine solche Stromaufprägung, welche in einer Modulation des Versorgungsstroms durch Diagnosesignale resultiert, lässt sich leicht implementieren. Es besteht kein Einfluss auf eine Last. Man erhält eine hohe Störsicherheit. Weiterhin existieren keine Restriktionen bezüglich Kabel und dergleichen.Such a current injection, which results in a modulation of the supply current by diagnostic signals, can be easily implemented. There is no influence on a load. This gives a high interference immunity. Furthermore, there are no restrictions on cables and the like.

Über die Stromaufprägung lassen sich Pulse oder statische Informationen übertragen und es lassen sich auch codierte Bitmuster übertragen.The current impression can be used to transmit pulses or static information, and coded bit patterns can also be transmitted.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Ansteuerungseinrichtung in eine Auswertungseinrichtung des mindestens einen Sensorgeräts integriert. Die Auswertungseinrichtung sorgt für die Signalauswertung von einem oder mehreren sensitiven Elementen des Sensorsystems. Die Auswertungseinrichtung ist beispielsweise in einem Mikroprozessor realisiert. Dieser Mikroprozessor lässt sich dann auch zur Ansteuerung der Stromaufprägungseinrichtung verwenden.In an advantageous embodiment, the control device is integrated in an evaluation device of the at least one sensor device. The evaluation device ensures the signal evaluation of one or more sensitive elements of the sensor system. The evaluation device is realized for example in a microprocessor. This microprocessor can then also be used to control the Stromaufprägungseinrichtung.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Sensorgerät eine interne Überwachungseinrichtung aufweist. Die interne Überwachungseinrichtung führt Diagnoseprüfungen durch. Dies kann auf aktive und/oder passive Weise erfolgen. Beispielsweise umfasst die interne Überwachungseinrichtung einen oder mehrere Sensoren, welche Sensorzustände überprüfen. Beispielsweise kann die interne Überwachungseinrichtung einen oder mehrere Temperatursensoren aufweisen, welche die beispielsweise an einem sensitiven Element herrschende Temperatur messen. Beispielsweise kann die interne Überwachungseinrichtung auch einen oder mehrere Feuchtigkeitssensoren aufweisen, welche die Feuchtigkeit an einer Spule eines induktiven Sensorgeräts messen. Die Überwachungseinrichtung kann dabei mindestens teilweise in der Auswertungseinrichtung realisiert sein.It is particularly advantageous if the at least one sensor device has an internal monitoring device. The internal monitoring device performs diagnostic checks. This can be done in an active and / or passive manner. For example, the internal monitoring device comprises one or more sensors which check sensor states. For example, the internal monitoring device may have one or more temperature sensors which measure the temperature prevailing, for example, at a sensitive element. For example, the internal monitoring device may also include one or more moisture sensors that measure the humidity on a coil of an inductive sensor device. The monitoring device can be realized at least partially in the evaluation device.

Durch die Überwachungseinrichtung lässt sich beispielsweise mindestens einer der folgenden Diagnosevorgänge durchführen: Diagnose an einem oder mehreren sensitiven Elementen des mindestens einen Sensorgeräts (wie beispielsweise auf Spulendrahtbruch, Kernbruch, Spulenkurzschluss bei induktiven Elementen), Diagnose von Signalkonditionierungen, Diagnose einer Ausgangsstufe, Diagnose bezüglich Kurzschlüssen, Diagnose bezüglich Stromversorgung, Diagnose bezüglich Verbindungselementen, Diagnose bezüglich Anzahl von Betätigungen, Diagnose bezüglich externer Störungen, Temperaturdiagnose, Diagnose bezüglich eines Messbereichs, Diagnose bezüglich eines Schaltbereichs, Diagnose von Frequenz und/oder Amplitude eines Oszillators, usw.By means of the monitoring device, for example, at least one of the following diagnostic operations can be carried out: diagnosis on one or more sensitive elements of the at least one sensor device (such as, for example, coil wire break, core breakage, coil short circuit for inductive elements), diagnosis of signal conditioning, diagnosis of an output stage, diagnosis with regard to short circuits, Diagnostics regarding power supply, connector diagnostics, number of actuations diagnostics, external disturbance diagnostics, temperature diagnostics, range of view diagnostics, switch range diagnostics, frequency and / or amplitude diagnostics of an oscillator, etc.

Die Stromaufprägungseinrichtung erzeugt insbesondere Stromimpulse, welche dem herrschenden Versorgungsstrom überlagert werden. Diese Stromimpulse enthalten die Diagnoseinformation.The Stromaufprägungseinrichtung generates in particular current pulses, which the dominant supply current to be superimposed. These current pulses contain the diagnostic information.

Es ist dabei möglich, dass Strompulsfolgen erzeugt werden. Dadurch lässt sich beispielsweise ein codiertes Bitmuster erzeugen.It is possible that current pulse sequences are generated. As a result, for example, a coded bit pattern can be generated.

Günstig ist es, wenn das mindestens eine Diagnosegerät eine Stromaufprägung auf den an das mindestens eine Sensorgerät angelegten Versorgungsstrom auswertet. Dadurch kann das Diagnosegerät die von dem mindestens einen Sensorgerät bereitgestellten Diagnoseinformationen ”auslesen” und gegebenenfalls weiterverarbeiten.It is favorable if the at least one diagnostic device evaluates a current impression on the supply current applied to the at least one sensor device. As a result, the diagnostic device can "read" the diagnostic information provided by the at least one sensor device and, if necessary, further process it.

Es ist günstig, wenn die Stromversorgung des mindestens einen Sensorgeräts über das mindestens eine Diagnosegerät erfolgt. Das Diagnosegerät wird dann beispielsweise zwischen ein Netzgerät und das mindestens eine Sensorgerät geschaltet. Dadurch lassen sich auf einfache Weise über Stromaufprägung übermittelte Diagnoseinformationen auslesen.It is favorable if the power supply of the at least one sensor device takes place via the at least one diagnostic device. The diagnostic device is then switched, for example, between a power supply and the at least one sensor device. As a result, diagnostics information transmitted via current impressions can be read out in a simple manner.

Bei einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das mindestens eine Diagnosegerät eine Stromaufprägungseinrichtung aufweist, durch welche dem Versorgungsstrom für das mindestens eine Sensorgerät ein Strom aufprägbar ist, und dass das mindestens eine Sensorgerät eine Auswertungseinrichtung für einen auf den Versorgungsstrom aufgeprägten Strom aufweist. Das Sensorgerät kann dann mit dem Diagnosegerät über von dem Diagnosegerät auf den Versorgungsstrom aufgeprägte Ströme und insbesondere Strompulse kommunizieren. Dadurch kann beispielsweise das Diagnosegerät einem Sensorgerät ein Quittierungssignal übermitteln und/oder es ist eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Sensorgerät und dem Diagnosegerät möglich. Im Falle einer bidirektionalen Kommunikation werden durch die Stromaufprägungseinrichtung des mindestens einen Sensorgeräts dem Versorgungsstrom Diagnoseströme aufgeprägt. Diese werden von dem mindestens einen Diagnosegerät ausgelesen. Das Diagnosegerät kann ebenfalls dem Versorgungsstrom Modulationsströme aufprägen, die dann von dem Sensorgerät ausgelesen werden können.In one embodiment, it is provided that the at least one diagnostic device has a Stromaufprägungseinrichtung, by which the supply current for the at least one sensor device, a current can be impressed, and that the at least one sensor device comprises an evaluation device for an impressed on the supply current. The sensor device can then communicate with the diagnostic device via currents impressed on the supply current by the diagnostic device and, in particular, current pulses. As a result, for example, the diagnostic device can transmit an acknowledgment signal to a sensor device and / or a bidirectional communication between the sensor device and the diagnostic device is possible. In the case of bidirectional communication, diagnostic currents are impressed on the supply current by the current impressing device of the at least one sensor device. These are read out by the at least one diagnostic device. The diagnostic device can also impart modulation currents to the supply current, which can then be read out by the sensor device.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das mindestens eine Sensorgerät eine Pulserzeugungseinrichtung aufweist, welche eine periodische Pulsfolge einem an einem Sensoranschluss abgreifbaren Sensorsignal überlagert, und dass das mindestens eine Diagnosegerät eine Überprüfungseinrichtung für die Auswertung von Pulsen im Sensorsignal aufweist.The above-mentioned object is further achieved according to the invention in that the at least one sensor device has a pulse generating device which superimposes a periodic pulse sequence on a sensor signal which can be tapped off at a sensor connection, and in that the at least one diagnostic device has a checking device for the evaluation of pulses in the sensor signal.

Wenn dem Sensorsignal Pulse überlagert werden, dann kann durch Auswertung dieser Pulse eine Diagnoseinformation gewonnen werden. Wenn beispielsweise in einer periodischen Pulsfolge Pulse fehlen, kann dies als Diagnoseinformation verwendet werden.If pulses are superimposed on the sensor signal, diagnosis information can be obtained by evaluating these pulses. If, for example, pulses are missing in a periodic pulse sequence, this can be used as diagnostic information.

Grundsätzlich kann dabei jede Abweichung von einer vorgegebenen Pulsfolge als Diagnoseinformation verwendet werden.In principle, any deviation from a given pulse sequence can be used as diagnostic information.

Insbesondere erzeugt die Pulserzeugungseinrichtung an einem Sensorsignal (insbesondere Schaltsignal) vom Typ ”low” Pulse vom Typ ”high” und an einem Sensorsignal vom Typ ”high” Pulse vom Typ ”low”. Dadurch lässt sich bei einem als Schalter ausgebildeten Sensorgerät sowohl im Schaltzustand ”low” eine Diagnose durchführen als auch im Schaltzustand ”high”.In particular, the pulse generating device generates pulses of the "high" type on a sensor signal (in particular a switching signal) of the "low" type and on a sensor signal of the "high" type on "low" pulses. As a result, in the case of a sensor device designed as a switch, a diagnosis can be carried out both in the switching state "low" and in the switching state "high".

Insbesondere prüft die Überprüfungseinrichtung die Anwesenheit von Pulsen und/oder prüft, ob die Pulsfolgen periodisch sind und/oder prüft die Dauer und/oder den Abstand und/oder die Amplitude von Pulsen. Wenn beispielsweise eine Abweichung von einer Vorgabe vorliegt, kann dadurch eine Diagnoseinformation gewonnen werden. Die Diagnoseinformation kann dabei grundsätzlich explizit über die Pulsfolge übertragen werden und/oder eine Abweichung bei der Überprüfung kann als Störung interpretiert werden.In particular, the checking device checks the presence of pulses and / or checks whether the pulse sequences are periodic and / or checks the duration and / or the distance and / or the amplitude of pulses. If, for example, there is a deviation from a specification, diagnostic information can thereby be obtained. The diagnostic information can in principle be transmitted explicitly via the pulse sequence and / or a deviation in the check can be interpreted as a fault.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn durch die Pulserzeugungseinrichtung Pulsfolgen mindestens einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz erzeugbar sind. Dadurch ergeben sich erweiterte Diagnosemöglichkeiten. Beispielsweise ist es dadurch möglich, eine Vordiagnose vor einem eigentlichen Ausfall eines Sensorgeräts oder vor einem Betrieb außerhalb eines Betriebsbereichs zu erkennen. Dadurch kann beispielsweise ein Ausfall vermieden werden. Ein Bediener kann beispielsweise das Sensorgerät rechtzeitig austauschen, wobei der Austausch beispielsweise zu einem geeigneten Zeitpunkt wie beispielsweise an einem Wochenende erfolgen kann.It is particularly advantageous if pulse trains of at least one first frequency and one second frequency can be generated by the pulse generating device. This results in extended diagnostic options. For example, it is thereby possible to detect a pre-diagnosis before an actual failure of a sensor device or before operation outside of an operating range. As a result, for example, a failure can be avoided. An operator can, for example, replace the sensor device in good time, with the replacement being able to take place, for example, at a suitable time, for example on a weekend.

Es ist dann günstig, wenn die Pulserzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von einem oder mehreren Triggerereignissen so angesteuert ist, dass Pulsfolgen einer bestimmten Frequenz erzeugt werden. Dadurch kann insbesondere automatisch eine Pulsfolgenfrequenz verändert werden. Dies ermöglicht beispielsweise in bestimmten Bereichen eine genauere Diagnose und/oder der Wechsel einer Pulsfolgenfrequenz ist bereits selber ein Diagnoseergebnis Bei einer Ausführungsform sind das oder die Triggerereignisse von einer internen Überwachungseinrichtung des mindestens einen Sensorgeräts bereitgestellt. Die interne Überwachungseinrichtung überprüft beispielsweise bestimmte Parameter und/oder Zustände des Sensors und veranlasst gegebenenfalls einen Wechsel der Frequenz. Dies kann dann wiederum auf einfache Weise an dem Diagnosegerät detektiert werden.It is favorable if the pulse generating device is controlled in dependence on one or more trigger events in such a way that pulse sequences of a specific frequency are generated. As a result, in particular, a pulse repetition frequency can be changed automatically. This allows, for example, in certain areas a more accurate diagnosis and / or the change of a pulse repetition frequency is itself a diagnostic result. In one embodiment, the trigger event or events are provided by an internal monitoring device of the at least one sensor device. The internal monitoring device checks, for example, certain parameters and / or states of the sensor and causes if necessary, a change of frequency. This can then be detected in turn easily on the diagnostic device.

Insbesondere ist ein Triggerereignis ein Überschreiten oder Unterschreiten eines Schwellenwerts wie beispielsweise eines Temperaturschwellenwerts oder Feuchtigkeitsschwellenwerts an einer Induktivität usw.In particular, a trigger event is an exceeding or undershooting of a threshold such as a temperature threshold or humidity threshold at an inductor, etc.

Es ist auch möglich, dass ein Triggerereignis, welches von einer internen Überwachungseinrichtung detektiert wird, kein Zustand oder Parameter eines Sensorgeräts ist, sondern eine Betriebsbedingung des Sensorgeräts ist. Beispielsweise ist ein Triggerereignis ein Erreichen eines bestimmten Schaltabstandbereichs oder ein Ausfahren aus einem bestimmten Schaltabstandbereich. Dadurch lässt sich beispielsweise auf einfache Weise ermitteln und anzeigen, ob ein Sensorgerät in einem optimierten Betriebspunktbereich betrieben wird oder in einem weniger optimalen Bereich.It is also possible that a trigger event, which is detected by an internal monitoring device, is not a state or parameter of a sensor device, but is an operating condition of the sensor device. For example, a trigger event is a reaching of a certain operating distance range or an extension of a certain operating distance range. As a result, for example, it is possible to determine and display in a simple manner whether a sensor device is operated in an optimized operating point range or in a less optimal range.

Günstig ist es, wenn die zweite Frequenz mindestens näherungsweise doppelt so groß ist wie die erste Frequenz. Dadurch lassen sich die entsprechenden Pulsfolgen auf einfache Weise an dem Diagnosegerät auswerten und auch erkennen.It is favorable if the second frequency is at least approximately twice as large as the first frequency. As a result, the corresponding pulse sequences can be easily evaluated on the diagnostic device and also recognized.

Es ist auch möglich, dass das mindestens eine Sensorgerät eine Pulserzeugungseinrichtung aufweist, welche an einem Diagnoseausgang Diagnosepulse bereitstellt, wobei durch die Pulserzeugungseinrichtung Pulsfolgen mindestens einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz erzeugbar sind und die Pulsfolgenfrequenzen in Abhängigkeit von einem oder mehreren Triggerereignissen stehen. In diesem Fall weist das Sensorgerät einen Diagnoseausgang auf, an welchem Diagnosesignale direkt bereitgestellt werden. Durch Änderung der Pulsfolgenfrequenz lässt sich ein Diagnoseergebnis bereitstellen.It is also possible that the at least one sensor device has a pulse generating device, which provides diagnostic pulses at a diagnostic output, pulse trains of at least a first frequency and a second frequency can be generated by the pulse generating device and the pulse train frequencies are dependent on one or more trigger events. In this case, the sensor device has a diagnostic output at which diagnostic signals are provided directly. By changing the pulse repetition frequency can provide a diagnostic result.

Erfindungsgemäß wird ein Sensorgerät bereitgestellt. Ferner wird erfindungsgemäß ein Diagnosegerät bereitgestellt.According to the invention, a sensor device is provided. Furthermore, a diagnostic device according to the invention is provided.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawings for further explanation of the invention. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensorsystems; 1 a schematic representation of a first embodiment of a sensor system according to the invention;

2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensorsystems; 2 a schematic representation of a second embodiment of a sensor system according to the invention;

3 eine beispielhafte Darstellung eines modulierten Versorgungsstroms; 3 an exemplary representation of a modulated supply current;

4 eine andere beispielhafte Darstellung für einen modulierten Versorgungsstrom; 4 another example representation for a modulated supply current;

5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Sensorgeräts eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensorsystems; 5 a schematic representation of an embodiment of a sensor device of a third embodiment of a sensor system according to the invention;

6 eine schematische Darstellung eines Schaltsignals mit aufmodulierten Pulsen; 6 a schematic representation of a switching signal with modulated pulses;

7 eine ähnliche Darstellung wie 6 mit einer Störung in einer aufmodulierten Pulsfolge; 7 a similar representation as 6 with a disturbance in a modulated pulse train;

8 Pulsfolgen unterschiedlicher Frequenzen; 8th Pulse sequences of different frequencies;

9 eine schematische Darstellung eines Diagnosegeräts für ein Sensorgerät gemäß 5; und 9 a schematic representation of a diagnostic device for a sensor device according to 5 ; and

10 eine beispielhafte Darstellung einer Pulsfolgenvariation bei Änderung eines Abstands d eines Sensorgeräts zu einem Messobjekt. 10 an exemplary representation of a pulse train variation when changing a distance d of a sensor device to a measured object.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensorsystems, welches in 1 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst ein Diagnosegerät 12 und mindestens ein Sensorgerät 14. Das Sensorgerät 14 ist an das Diagnosegerät 12 angeschlossen.A first embodiment of a sensor system according to the invention, which in 1 shown and there with 10 is designated comprises a diagnostic device 12 and at least one sensor device fourteen , The sensor device fourteen is to the diagnostic device 12 connected.

Das Sensorgerät 14 weist dazu einen Sensorsignalanschluss 16 auf sowie Stromversorgungsanschlüsse 18, 20. Entsprechend weist das Diagnosegerät 12 einen Anschluss 22 für Sensorsignale auf und Anschlüsse 24, 26 für die Stromversorgung des Sensorgeräts 14.The sensor device fourteen has a sensor signal connection for this purpose 16 on as well as power supply connections 18 . 20 , Accordingly, the diagnostic device 12 a connection 22 for sensor signals on and connections 24 . 26 for the power supply of the sensor device fourteen ,

Es ist dabei möglich, dass an das Diagnosegerät 12 eine Mehrzahl von Sensorgeräten entsprechend dem Sensorgerät 14 anschließbar ist. Dementsprechend ist eine Mehrzahl von Anschlüssen an dem Diagnosegerät 12 vorgesehen.It is possible that to the diagnostic device 12 a plurality of sensor devices corresponding to the sensor device fourteen is connectable. Accordingly, a plurality of terminals on the diagnostic device 12 intended.

Das Sensorgerät 14 umfasst ein oder mehrere sensitive Elemente 28. Diese können mit einem oder mehreren Messgegenständen in Wechselwirkung treten. Das Sensorgerät 14 kann dabei auf unterschiedlichste Weise ausgebildet sein. Es kann sich beispielsweise um ein induktives Sensorgerät handeln. Ein entsprechendes sensitives Element 28 ist dann eine Spule. Es kann sich beispielsweise um ein optisches Sensorgerät handeln. Ein sensitives Element 28 ist dann ein Lichtempfänger. Es kann sich um ein magnetfeldsensitives Sensorgerät handeln. Das entsprechende sensitive Element reagiert dann auf Magnetfelder. Es kann sich um ein kapazitives Sensorgerät handeln. Das sensitive Element ist dann eine Kapazität. Das Sensorgerät kann beispielsweise auch ein Ultraschall-Sensorgerät oder magnetostriktives Sensorgerät oder ein Mikrowellen-Sensorgerät sein.The sensor device fourteen includes one or more sensitive elements 28 , These can interact with one or more measuring objects. The sensor device fourteen can be designed in many different ways. It may, for example, be an inductive sensor device. A corresponding sensitive element 28 is then a coil. It may, for example, be an optical sensor device. A sensitive element 28 is then a light receiver. It may be a magnetic field sensitive sensor device. The corresponding sensitive element then reacts on magnetic fields. It can be a capacitive sensor device. The sensitive element is then a capacity. The sensor device may, for example, also be an ultrasound sensor device or magnetostrictive sensor device or a microwave sensor device.

Insbesondere ist das Sensorgerät 14 ein Abstandssensorgerät oder Wegmesssensorgerät, durch welches Abstände oder Wege ermittelbar sind. Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass solche Abstände analog oder als Schaltabstände ermittelbar sind.In particular, the sensor device fourteen a distance sensor device or Wegmesssensorgerät, by which distances or paths can be determined. It is possible in principle that such distances can be determined analogously or as switching distances.

Das Sensorgerät 14 weist ein Gehäuse 30 auf. In dem Gehäuse 30 ist eine Auswertungseinrichtung 32 positioniert. Diese ist beispielsweise zumindest teilweise durch einen Mikroprozessor realisiert.The sensor device fourteen has a housing 30 on. In the case 30 is an evaluation device 32 positioned. This is realized, for example, at least partially by a microprocessor.

In dem Gehäuse 30 ist ferner eine Stromaufprägungseinrichtung 34 angeordnet. Dieser Stromaufprägungseinrichtung 34 ist eine Ansteuerungseinrichtung 36 zugeordnet, welche die Stromaufprägungseinrichtung 34 ansteuert. Die Ansteuerungseinrichtung 36 ist insbesondere in die Auswertungseinrichtung 32 integriert.In the case 30 is also a Stromaufprägungseinrichtung 34 arranged. This current injection device 34 is a driving device 36 associated with which the Stromaufprägungseinrichtung 34 controls. The driving device 36 is in particular in the evaluation device 32 integrated.

Durch die Stromaufprägungseinrichtung 34 lässt sich einem Versorgungsstrom I_cc des Sensorgeräts 14 ein Strom aufprägen. Insbesondere lassen sich Pulse 38 oder Pulsfolgen 40 (3 und 4) aufprägen.Through the Stromaufprägungseinrichtung 34 can be a supply current I _{cc of} the sensor device fourteen impose a current. In particular, pulses can be 38 or pulse sequences 40 ( 3 and 4 ) imprint.

Durch die Stromaufprägungseinrichtung 34 lässt sich ein Versorgungsstrom I_cc für das Sensorgerät 14 modulieren. Diese Stromaufprägung erfolgt dabei derart, dass die Energieversorgung des Sensorgeräts 14 nicht gestört ist.Through the Stromaufprägungseinrichtung 34 can be a supply _current I _cc for the sensor device fourteen modulate. This current injection takes place in such a way that the power supply of the sensor device fourteen not disturbed.

Die aufgeprägten Pulse 38 im Versorgungsstrom I_cc sind von außerhalb des Sensorgeräts 14 detektierbare Diagnosesignale, die eine Diagnose des Sensorgeräts 14 ermöglichen.The impressed pulses 38 in the supply _current I _cc are from outside the sensor device fourteen detectable diagnostic signals that are a diagnosis of the sensor device fourteen enable.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist in dem Gehäuse 30 des Sensorgeräts 14 eine Überwachungseinrichtung 42 angeordnet. Diese Überwachungseinrichtung 42 führt Diagnosevorgänge an dem Sensorgerät 14 durch. Die Überwachungseinrichtung 42 kann dabei passiv oder aktiv Diagnosevorgänge durchführen.In one embodiment, in the housing 30 of the sensor device fourteen a monitoring device 42 arranged. This monitoring device 42 performs diagnostic operations on the sensor device fourteen by. The monitoring device 42 can passively or actively perform diagnostics.

Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Überwachungseinrichtung 42 einen oder mehrere Sensoren, welche Zustände des Sensorgeräts 14 oder Parameter des Sensorgeräts 14 überprüfen. Beispielsweise umfasst die Überwachungseinrichtung 42 einen oder mehrere Temperatursensoren, welche eine Temperaturüberwachung innerhalb des Sensorgeräts 14 durchführen.In one embodiment, the monitoring device comprises 42 one or more sensors, which states of the sensor device fourteen or parameters of the sensor device fourteen to verify. For example, the monitoring device comprises 42 one or more temperature sensors, which provide temperature monitoring within the sensor device fourteen carry out.

Die Überwachungseinrichtung 42 kann dabei auch teilweise oder vollständig in die Auswertungseinrichtung 32 integriert sein. Beispielsweise kann die Überwachungseinrichtung 42 bestimmte Parameter, die gemessen werden oder beispielsweise auch über das mindestens eine sensitive Element 28 der Auswertungseinrichtung 32 bereitgestellt werden, überprüfen.The monitoring device 42 can also partially or completely in the evaluation device 32 be integrated. For example, the monitoring device 42 certain parameters that are measured or for example via the at least one sensitive element 28 the evaluation device 32 be provided, check.

Beispielsweise werden durch die Überwachungseinrichtung 42 Diagnosevorgänge durchgeführt wie Diagnose des mindestens einen sensitiven Elements 28, Diagnose von Signalkonditionierung, Diagnose einer Ausgangsstufe, Diagnose bezüglich Kurzschlüssen, Diagnose bezüglich Stromversorgung, Diagnose bezüglich Verbindungselementen (wie Stecker usw.), Diagnose bezüglich Anzahl von Betätigungen, Diagnose bezüglich externer Störungen (wie beispielsweise bei einem optischen Sensor Verschmutzungen), Temperaturdiagnose, Diagnose bezüglich eines Messbereichs, Diagnose bezüglich eines Schaltbereichs, Diagnose von Frequenz und/oder Amplitude eines Oszillators, usw.For example, by the monitoring device 42 Diagnostic procedures performed as diagnosis of the at least one sensitive element 28 Diagnosis of signal conditioning, diagnosis of output stage, diagnosis of short circuits, diagnosis of power supply, diagnosis of connectors (such as plugs, etc.), diagnosis of number of operations, diagnosis of external disturbances (such as contamination of an optical sensor), temperature diagnosis, diagnostics with respect to a measuring range, diagnosis relating to a switching range, diagnosis of frequency and / or amplitude of an oscillator, etc.

Eine Diagnose kann beispielsweise auch eine Plausibilitätsprüfung von Signalen, welche das mindestens eine sensitive Element 28 bereitstellt, umfassen.A diagnosis may, for example, also be a plausibility check of signals which the at least one sensitive element 28 provides.

Die Diagnose des mindestens einen sensitiven Elements 28 kann beispielsweise, wenn das sensitive Element ein induktives Element ist, eine Überprüfung auf Spulendrahtbruch, Spulenkurzschluss und/oder Kernbruch sein.The diagnosis of the at least one sensitive element 28 For example, if the sensitive element is an inductive element, it may be a check for coil wire break, coil short and / or core failure.

Die entsprechenden Diagnosesignale werden dann als Pulse 38 oder als Pulsfolge 40 dem Versorgungsstrom aufgeprägt. An den Stromversorgungsanschlüssen 18 lassen sich dann diese Diagnosesignale abgreifen.The corresponding diagnostic signals are then called pulses 38 or as a pulse train 40 imprinted on the supply current. At the power supply connections 18 then these diagnostic signals can be tapped.

Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass beispielsweise ein Puls 38, welcher dem Stromversorgungsanschluss 18 aufgeprägt wird, eine Störung anzeigt. Es ist umgekehrt auch möglich, dass ein Puls 38 oder eine Pulsfolge 40 die Abwesenheit einer Störung anzeigt.It is basically possible that, for example, a pulse 38 which is the power supply connection 18 imprinted indicates a fault. Conversely, it is also possible for a pulse 38 or a pulse sequence 40 indicates the absence of a disorder.

Ferner ist es möglich, durch Codierung, beispielsweise in einer Pulsfolge 40, bestimmte Diagnoseinformationen bereitzustellen, um einem Bediener beispielsweise die Art und/oder das Ausmaß einer Störung anzuzeigen. Entsprechend erfolgt dann in einer Pulsfolge 40 beispielsweise eine Bitcodierung bezüglich Amplitude und/oder Abstand und/oder Länge von Pulsen.Furthermore, it is possible by coding, for example in a pulse train 40 provide certain diagnostic information to indicate to an operator, for example, the nature and / or extent of a failure. Accordingly, then takes place in a pulse sequence 40 For example, a bit encoding with respect to amplitude and / or distance and / or length of pulses.

Das Diagnosegerät 12 weist eine Überwachungseinrichtung 44 auf, durch welche die Stromaufprägung an dem Strom I_cc auswertbar ist. Die Überwachungseinrichtung 44 ist dabei zwischen die Stromversorgungsanschlüsse 24 und 26 geschaltet, um die Strommodulation erkennen zu können.The diagnostic device 12 has a monitoring device 44 on, by which the current impressed on the current I _{cc can be} evaluated. The monitoring device 44 is between the power supply connections 24 and 26 switched to detect the current modulation.

Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass die Stromversorgung des Sensorgeräts 14 über das Diagnosegerät 12 erfolgt. Das Diagnosegerät 12 kann dabei direkt beispielsweise als Netzgerät ausgebildet sein oder an ein Netzgerät anschließbar sein.It is basically possible that the power supply of the sensor device fourteen via the diagnostic device 12 he follows. The diagnostic device 12 can be configured directly, for example, as a power supply or connected to a power supply.

Das Diagnosegerät 12 stellt dann durch eine übergeordnete Auswertung weiterverarbeitbare Diagnosesignale bereit. Es kann auch eine Auswertung und insbesondere Vorauswertung an dem Diagnosegerät 12 erfolgen.The diagnostic device 12 then provides further processed diagnostic signals by a higher level evaluation. It may also be an evaluation and in particular pre-evaluation on the diagnostic device 12 respectively.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Diagnosegerät 12 eine Überwachungseinrichtung 46 umfasst, durch welche einem Sensorsignal, welches an dem Sensorsignalanschluss 16 abgreifbar ist, aufgeprägte Pulse erkennbar sind.In principle, it is also possible that the diagnostic device 12 a monitoring device 46 comprising, by which a sensor signal, which at the sensor signal terminal 16 can be tapped, imprinted pulses are recognizable.

Das Diagnosegerät 12 ist beispielsweise ein Feldgerät, welches an ein Bussystem 48 anschließbar ist. Auf dem Bussystem 48 lassen sich dann Sensorsignale und Diagnosesignale beispielsweise zu einer übergeordneten Auswerteeinheit übertragen.The diagnostic device 12 is for example a field device connected to a bus system 48 is connectable. On the bus system 48 can then be transmitted sensor signals and diagnostic signals, for example, to a higher evaluation unit.

Bei einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Diagnosegerät 12 eine Stromaufprägungseinrichtung 170 aufweist. Durch diese Stromaufprägungseinrichtung 170 kann das Diagnosegerät 12 einem Versorgungsstrom für das Sensorgerät 14 einen Modulationsstrom aufprägen.In one embodiment, it is provided that the diagnostic device 12 a Stromaufprägungseinrichtung 170 having. Through this Stromaufprägungseinrichtung 170 can the diagnostic device 12 a supply current for the sensor device fourteen imprint a modulation current.

Das Sensorgerät 14 weist entsprechend eine Auswertungseinrichtung 172 für eine Stromaufprägung im Versorgungsstrom auf. Die Auswertungseinrichtung wertet dabei die Stromaufprägung aus, welche nicht von der Stromaufprägungseinrichtung 34 des Sensorgeräts 14 stammt, sondern welche von der Stromaufprägungseinrichtung 170 des Diagnosegeräts 12 stammt.The sensor device fourteen correspondingly has an evaluation device 172 for a current injection in the supply current. The evaluation device evaluates the current impression, which is not from the Stromaufprägungseinrichtung 34 of the sensor device fourteen but which of the Stromaufprägungseinrichtung 170 of the diagnostic device 12 comes.

Die Stromaufprägungseinrichtung 170 des Diagnosegeräts 12 und die Auswertungseinrichtung 172 für eine Stromaufprägung des Sensorgeräts 14 ermöglichen das Aussenden von Quittierungssignalen durch das Diagnosegerät 12 und das Empfangen von Quittierungssignalen durch das Sensorgerät 14. Dadurch ist auch eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Sensorgerät 14 und dem Diagnosegerät 12 möglich.The current injection device 170 of the diagnostic device 12 and the evaluation device 172 for a current impression of the sensor device fourteen enable the sending of acknowledgment signals by the diagnostic device 12 and receiving acknowledgment signals by the sensor device fourteen , This also provides bidirectional communication between the sensor device fourteen and the diagnostic device 12 possible.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Sensorsystems, welches in 2 schematisch gezeigt und dort mit 50 bezeichnet ist, ist das Sensorgerät grundsätzlich gleich ausgebildet wie oben beschrieben und es werden deshalb gleiche Bezugszeichen verwendet.In a second embodiment of a sensor system, which in 2 shown schematically and there with 50 is designated, the sensor device is basically the same as described above and therefore the same reference numerals are used.

Es ist ein Diagnosegerät 52 vorgesehen, welches einen Diagnoseausgang 54 und einen Sensorsignalausgang 56 aufweist. An dem Diagnoseausgang 54 lassen sich Diagnosesignale abgreifen. Diese werden dabei durch eine Überwachungseinrichtung entsprechend der Überwachungseinrichtung 44 aus dem Versorgungsstrom aufgeprägten Stromsignalen generiert.It is a diagnostic device 52 provided, which has a diagnostic output 54 and a sensor signal output 56 having. At the diagnostic output 54 can be tapped diagnostic signals. These are by a monitoring device according to the monitoring device 44 generated from the supply current impressed current signals.

Wenn eine Überwachungseinrichtung 46 auch für Sensorsignale vorgesehen ist, dann kann diese ihre entsprechenden Diagnosesignale ebenfalls an den Diagnoseausgang 54 bereitstellen.If a monitoring device 46 is also provided for sensor signals, then this can also their corresponding diagnostic signals to the diagnostic output 54 provide.

Ansonsten funktioniert das Diagnosegerät 52 wie das oben beschriebene Diagnosegerät 12.Otherwise, the diagnostic device works 52 like the diagnostic device described above 12 ,

Bei dem Sensorsystem 10 und 50 werden Diagnosesignale von dem Sensorgerät 14 zu dem Diagnosegerät 12 bzw. 52 über die Stromversorgung übertragen; es erfolgt eine Stromaufprägung auf einen Versorgungsstrom und dadurch eine Modulation über die Stromversorgung. Beispielsweise werden dazu Stromimpulse einer Stärke kleiner oder gleich 20 mA (wie beispielsweise einer Stärke 10 mA) aufgeprägt.In the sensor system 10 and 50 become diagnostic signals from the sensor device fourteen to the diagnostic device 12 respectively. 52 transmitted via the power supply; There is a current impression on a supply current and thus a modulation via the power supply. For example, current pulses of a magnitude less than or equal to 20 mA (such as 10 mA, for example) are impressed.

Eine solche Diagnosesignalübertragung von einem Sensorgerät 14 zu einem Diagnosegerät 12 bzw. 52 weist eine hohe Störsicherheit auf. Es existieren keine Restriktionen bezüglich Kabel oder dergleichen. Dadurch hat man auch keinen Einfluss auf die Last.Such a diagnostic signal transmission from a sensor device fourteen to a diagnostic device 12 respectively. 52 has a high immunity to interference. There are no restrictions on cables or the like. This also has no effect on the load.

Die entsprechenden Diagnosesignale lassen sich an dem Diagnosegerät 12 bzw. 52 auf einfache Weise auswerten bzw. bereitstellen.The corresponding diagnostic signals can be connected to the diagnostic device 12 respectively. 52 evaluate or provide in a simple way.

Die Übertragung von Diagnosesignalen kann dabei als reine Störungsanzeige erfolgen. Es ist aber auch möglich, codierte Informationen zu übertragen, um detailliertere Diagnoseinformationen an das Diagnosegerät 12 bzw. 52 zu übermitteln.The transmission of diagnostic signals can be done as a pure fault indication. But it is also possible to transmit coded information to more detailed diagnostic information to the diagnostic device 12 respectively. 52 to convey.

Die Modulation des Versorgungsstroms zur Übertragung von Diagnosesignalen kann der einzige Übertragungsweg für Diagnosesignale sein. Es ist auch möglich, dass zusätzlich Diagnosesignale über einen Sensorsignalanschluss übertragen werden.The modulation of the supply current for the transmission of diagnostic signals may be the only transmission path for diagnostic signals. It is also possible that additional diagnostic signals are transmitted via a sensor signal connection.

Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich insbesondere im Zusammenhang mit Drei-Draht-Leitungen realisieren.The solution according to the invention can be realized in particular in connection with three-wire cables.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensorsystems umfasst ein Sensorgerät 58 (5). Beispielsweise handelt es sich bei diesem Sensorgerät um eine optische Lichtschranke. Diese umfasst ein Gehäuse 60 mit einem ersten Arm 62 und einem zweiten Arm 64. An dem ersten Arm 62 ist ein Lichtsender 66 angeordnet, welcher Sendelicht über eine entsprechende optische Abbildungseinrichtung 68 emittiert. An dem zweiten Arm 64, welcher beabstandet zu dem ersten Arm 62 ist, ist als sensitives Element ein Lichtempfänger 70 angeordnet. Dem Lichtempfänger 70 ist eine optische Abbildungseinrichtung 72 zugeordnet. Der Lichtsender 66 und der Lichtempfänger 70 sind aufeinander ausgerichtet. Dadurch ist detektierbar, ob ein Messgegenstand in dem Strahlgang 74 zwischen dem ersten Arm 62 und dem zweiten Arm 64 eintaucht.A third exemplary embodiment of a sensor system according to the invention comprises a sensor device 58 ( 5 ). For example, this sensor device is an optical light barrier. This includes a housing 60 with a first arm 62 and a second arm 64 , At the first poor 62 is a light transmitter 66 arranged, which transmitted light via a corresponding optical imaging device 68 emitted. At the second arm 64 which is spaced from the first arm 62 is, as a sensitive element is a light receiver 70 arranged. The light receiver 70 is an optical imaging device 72 assigned. The light transmitter 66 and the light receiver 70 are aligned. This makes it possible to detect whether a measurement object is in the beam path 74 between the first arm 62 and the second arm 64 dips.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Sensorgerät 58 als Gabellichtschrankengerät ausgebildet.In the embodiment shown, the sensor device 58 designed as fork light barrier device.

Der Lichtsender 66, der insbesondere eine Sendediode umfasst, ist über eine Treiberstufe 76 angetrieben. Diese ist über eine Ansteuerungseinrichtung 78 gepulst angesteuert.The light transmitter 66 , which in particular comprises a transmitting diode, is connected via a driver stage 76 driven. This is via a control device 78 driven pulsed.

Dem Lichtempfänger 70 ist ein Verstärker 80 nachgeordnet. Es kann dabei eine Einrichtung 82 zur Intensitätsbestimmung vorgesehen sein. Eine Auswerteeinheit 84 empfängt die entsprechenden verstärkten und vorbearbeiteten Signale. Diese ist auch an die Ansteuerungseinrichtung 78 gekoppelt, um eine ”Pulssynchronisation” durchführen zu können.The light receiver 70 is an amplifier 80 downstream. It can be a device 82 be provided for determining the intensity. An evaluation unit 84 receives the corresponding amplified and preprocessed signals. This is also to the control device 78 coupled to perform a "pulse synchronization" can.

Der Auswerteeinheit 84 kann dabei eine Einstelleinrichtung 86 zur Einstellung eines Schaltpunkts bzw. der Empfindlichkeit zugeordnet sein.The evaluation unit 84 can be an adjustment 86 be assigned to set a switching point or the sensitivity.

Der Auswerteeinheit 84 ist eine Einrichtung 88 zur Schaltsignalerzeugung zugeordnet.The evaluation unit 84 is a facility 88 assigned to the switching signal generation.

Die Ansteuerungseinrichtung 78, die Auswerteeinheit 84 und die Einrichtung 88 sind insbesondere in einem Mikroprozessor 90 realisiert.The driving device 78 , the evaluation unit 84 and the device 88 are in particular in a microprocessor 90 realized.

Das Sensorgerät 58 umfasst ferner eine Pulserzeugungseinrichtung 92, welche Diagnosepulse 94 erzeugt und diese über einen Summierer 96 einem Sensorsignal überlagert. Dieses Sensorsignal ist mit einer zwischengeschalteten Ausgangsstufe 98 an einem Sensorsignalanschluss 100 abgreifbar.The sensor device 58 further comprises a pulse generating device 92 , which diagnostic pulses 94 generated and this via a summer 96 superimposed on a sensor signal. This sensor signal is connected to an intermediate output stage 98 at a sensor signal terminal 100 tapped.

Die Pulserzeugungseinrichtung 92 und der Summierer 96 sind insbesondere in dem Mikroprozessor 90 realisiert.The pulse generator 92 and the summer 96 are especially in the microprocessor 90 realized.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Pulserzeugungseinrichtung 92 an die Ansteuerungseinrichtung 78 und/oder Auswerteeinheit 84 gekoppelt ist. Dadurch kann beispielsweise definiert eine Pulsfolge erzeugt werden, wenn eine bestimmte Abweichung zwischen Sendepulserzeugung und empfangenen Lichtpulsen vorliegt. Beispielsweise kann eine Verschmutzung einer der optischen Abbildungseinrichtungen 78, 72 dazu führen, dass der Lichtempfänger 70 kein Licht mehr empfängt. Dies führt dazu, dass an der Auswerteeinheit 84 keine Pulse mehr registriert werden, sondern höchstens ein Hintergrund. Dies kann dann entsprechend, wie unten noch näher erläutert wird, die Pulserzeugung durch die Pulserzeugungseinrichtung 92 beeinflussen.It may be provided that the pulse generating device 92 to the driving device 78 and / or evaluation unit 84 is coupled. As a result, it is possible, for example, to generate a pulse sequence in a defined manner if there is a specific deviation between transmission pulse generation and received light pulses. For example, contamination of one of the optical imaging devices 78 . 72 cause the light receiver 70 no light is received anymore. This leads to the fact that at the evaluation unit 84 no more pulses are registered, but at most a background. This can then be correspondingly, as will be explained in more detail below, the pulse generation by the pulse generating device 92 influence.

Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, eine Ansteuerungseinrichtung 102 für die Pulserzeugungseinrichtung vorzusehen, welche an eine interne Überwachungseinrichtung des Sensorgeräts 58 gekoppelt ist. Die interne Überwachungseinrichtung 104 funktioniert dabei grundsätzlich gleich wie die oben beschriebene interne Überwachungseinrichtung 42 bei dem Sensorgerät 14. Wenn beispielsweise eine Störung detektiert wird, dann lässt sich die Pulserzeugungseinrichtung 92 entsprechend ansteuern, um einen bestimmten Puls bzw. eine bestimmte Pulsfolge zu erzeugen.It is alternatively or additionally possible, a control device 102 for the pulse generating device, which is connected to an internal monitoring device of the sensor device 58 is coupled. The internal monitoring device 104 basically works the same as the internal monitoring device described above 42 at the sensor device fourteen , If, for example, a fault is detected, then the pulse generating device can be used 92 accordingly trigger to generate a specific pulse or a specific pulse train.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform, bei der das entsprechende Sensorgerät als Schalter zur Erkennung eines Objekts vorgesehen ist, wird durch den Mikroprozessor 90 ein Signal 106 bereitgestellt, welches auf ”low” (Bezugszeichen 108 in 6) gesetzt ist, wenn ein Objekt nicht vorhanden ist, und auf ”high” (Bezugszeichen 110) gesetzt ist, wenn ein Objekt vorhanden ist. Das entsprechende Sensorgerät 58 weist dazu eine Schaltschwelle 112 auf. Durch die Pulserzeugungseinrichtung 92 wird dem entsprechenden Sensorsignal eine periodische Pulsfolge 114 überlagert. Einzelne Pulse 116 weisen beispielsweise eine typische Zeitdauer im Bereich zwischen 100 μs und 300 μs auf. Ein Abstand zwischen benachbarten Pulsen 116 ist groß gegenüber dieser Pulsdauer. Beispielsweise liegt dieser Abstand im Bereich zwischen 5 ms und 7 ms. Die Pulse werden dabei dem Sensorsignal 106 so überlagert, dass im ”low”-Bereich des Sensorsignals ”high”-Pulse aufgeprägt sind (Pulse 116 in 6). Im ”high”-Bereich des Sensorsignals sind ”low”-Pulse 118 aufgeprägt.In an exemplary embodiment in which the corresponding sensor device is provided as a switch for detecting an object, the microprocessor 90 a signal 106 provided, which on "low" (reference numeral 108 in 6 ) is set if an object is not present, and set to "high" (reference numeral 110 ) is set if an object exists. The corresponding sensor device 58 has a switching threshold 112 on. By the pulse generating device 92 the corresponding sensor signal is a periodic pulse train 114 superimposed. Single pulses 116 For example, they have a typical duration in the range between 100 μs and 300 μs. A distance between adjacent pulses 116 is large compared to this pulse duration. For example, this distance is in the range between 5 ms and 7 ms. The pulses become the sensor signal 106 superimposed so that in the "low" range of the sensor signal "high" pulses are impressed (pulses 116 in 6 ). In the "high" range of the sensor signal are "low" pulses 118 impressed.

Ein resultierendes, an dem Sensorsignalanschluss 100 abgreifbares Signal 120 enthält dann die Schaltinformation und die in den Pulsen enthaltenen Informationen.A resulting, at the sensor signal terminal 100 tappable signal 120 then contains the switching information and the information contained in the pulses.

Die Aufprägung der Pulse wiederum kann in Abhängigkeit von Diagnoseergebnissen erfolgen.The imprinting of the pulses, in turn, can be effected as a function of diagnostic results.

Beispielsweise können Pulse in einer Pulsfolge ausgelassen werden (Pulse 122, 124 in 7). Solche ausgelassenen Pulse deuten beispielsweise auf eine Störung hin. Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass eine solche Änderung in der periodischen Pulsfolge aktiv gesteuert wird oder durch eine Störung direkt erzeugt wird.For example, pulses can be omitted in a pulse sequence (Pulse 122 . 124 in 7 ). Such missed pulses indicate, for example, a fault. It is possible in principle that such a change in the periodic pulse train is actively controlled or generated directly by a fault.

Es lässt sich dadurch dem Sensorsignal ein Diagnosesignal überlagern, welches auf einfache Weise auswertbar ist (siehe unten). It can thereby be superimposed on the sensor signal, a diagnostic signal which can be evaluated in a simple manner (see below).

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Pulserzeugungseinrichtung 92 so ausgebildet, dass dem Sensorsignal Pulsfolgen unterschiedlicher Frequenzen aufprägbar sind.In an advantageous embodiment, the pulse generating device 92 designed so that the sensor signal pulse trains of different frequencies can be impressed.

Bei dem in 8 gezeigten schematischen Ausführungsbeispiel ist dem Sensorsignal eine Pulsfolge 126 einer ersten Frequenz aufprägbar oder es ist eine Pulsfolge 128 einer zweiten Frequenz aufprägbar. (Grundsätzlich ist es möglich, dass Pulsfolgen weiterer Frequenzen aufprägbar sind.) Die erste Frequenz und die zweite Frequenz unterscheiden sich dabei. Beispielsweise ist die zweite Frequenz doppelt so hoch wie die erste Frequenz.At the in 8th shown schematic embodiment, the sensor signal is a pulse train 126 a first frequency imprägbar or it is a pulse train 128 aufprägbar a second frequency. (Basically, it is possible that pulse sequences of other frequencies are aufprägbar.) The first frequency and the second frequency are different. For example, the second frequency is twice as high as the first frequency.

Ob die Pulsfolge 126 oder die Pulsfolge 128 dem Sensorsignal aufgeprägt wird, hängt dabei insbesondere von einem oder mehreren Triggerereignissen ab. Diese Ansteuerung erfolgt dabei insbesondere wiederum durch die Ansteuerungseinrichtung 102 und/oder über die Ansteuerungseinheit 84.Whether the pulse sequence 126 or the pulse sequence 128 is impressed on the sensor signal depends in particular on one or more trigger events. In particular, this control is again effected by the control device 102 and / or via the drive unit 84 ,

Es ist dadurch beispielsweise möglich, eine Pulsfolge höherer Frequenz vorzusehen, wenn eine höhere Diagnosesicherheit benötigt wird.This makes it possible, for example, to provide a higher-frequency pulse sequence if greater diagnostic reliability is required.

Weiterhin ist es dadurch beispielsweise auch möglich, eine Vordiagnose beispielsweise vor einem Sensorausfall oder einem Sensorversagen zu erhalten.Furthermore, this also makes it possible, for example, to obtain a pre-diagnosis, for example, before a sensor failure or a sensor failure.

Ein Triggerereignis, welches den Wechsel in der Frequenz bezüglich der Pulsfolge bewirkt, ist insbesondere das Unterschreiten oder Überschreiten eines Schwellenwerts. Das Überschreiten oder Unterschreiten kann wiederum über die Überwachungseinrichtung 104 ermittelt werden.A trigger event, which causes the change in the frequency with respect to the pulse train, is in particular falling below or exceeding a threshold value. The exceeding or undershooting can in turn via the monitoring device 104 be determined.

Ein Beispiel ist beispielsweise das Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturwerts. Der entsprechende Temperatursensor der Überwachungseinrichtung 104 gibt seinen Temperaturwert an die Ansteuerungseinrichtung 102. Wenn die Ansteuerungseinrichtung 102 ein Überschreiten eines Temperaturschwellenwerts erkennt, dann wird die Pulserzeugungseinrichtung 92 entsprechend angesteuert, um beispielsweise eine Pulsfolge der höheren zweiten Frequenz zu bewirken. Dadurch wiederum kann ein Bediener eine Vorwarnung erhalten.An example is, for example, the exceeding of a predetermined temperature value. The corresponding temperature sensor of the monitoring device 104 gives its temperature value to the driver 102 , If the driving device 102 detects an exceeding of a temperature threshold, then the pulse generator 92 triggered accordingly, for example, to effect a pulse train of the higher second frequency. This in turn allows an operator to receive an alert.

Wenn eine Pulsfolge 128 einer erhöhten Frequenz verwendet wird, lässt sich auch eine erhöhte Diagnosegenauigkeit erreichen.If a pulse sequence 128 an increased frequency is used, can also achieve increased diagnostic accuracy.

Ein Triggerereignis, welches einen Wechsel in der Frequenz der Pulsfolge bewirkt, kann beispielsweise auch das Unterschreiten oder Überschreiten eines Abstandsbereichs bzw. eines Schaltbereichs sein. Dies ist in beispielhaft in 10 gezeigt. Dort wird ein abstandssensitives Sensorgerät in einem Abstand d von unendlich bis Null auf einen Messgegenstand zu bewegt. Der Schaltabstand Sn ist dabei derjenige, bei dem eine Umschaltung erfolgt.A trigger event, which causes a change in the frequency of the pulse sequence, can also be, for example, the undershooting or exceeding of a distance range or a switching range. This is exemplified in 10 shown. There, a distance-sensitive sensor device is moved toward a measurement object at a distance d from infinity to zero. The switching distance Sn is the one in which a switchover takes place.

Beispielsweise ist das Sensorgerät dann so ausgebildet, dass bei großen Entfernungen, wenn das Schaltsignal ”low” ist, die Pulsfolge 128 hoher Frequenz vorliegt. Bei Erreichen des Schaltabstands Sn, wenn der Schaltausgang auf ”high” gesetzt wird, kann eine Umschaltung auf die Pulsfolge 126 niedriger Frequenz erfolgen. Wenn beispielsweise ein Schaltabstand in der Größenordnung 90% Sn detektiert wird, kann wieder eine Umschaltung auf die Pulsfolge höherer Frequenz erfolgen. Wenn ein Schaltabstand beispielsweise von 15 Sn detektiert wird, kann wiederum eine Umschaltung auf die Pulsfolge 126 kleinerer Frequenz erfolgen. For example, the sensor device is then designed so that at long distances, when the switching signal is "low", the pulse train 128 high frequency is present. When the switching distance Sn is reached, when the switching output is set to "high", it is possible to switch to the pulse sequence 126 low frequency. If, for example, a switching distance of the order of magnitude of 90% Sn is detected, switching back to the higher frequency pulse sequence can take place again. If a switching distance of, for example, 15 Sn is detected, switching to the pulse train can again take place 126 smaller frequency.

Dadurch lässt sich ein Bediener an einem entsprechenden Diagnosegerät (siehe unten) direkt anzeigen, ob das Sensorgerät 58 beispielsweise in einem Betriebspunktbereich liegt oder nicht.This allows an operator to directly display on an appropriate diagnostic device (see below) whether the sensor device 58 for example, in an operating point range or not.

Ein Sensorsystem ist mit einem oder mehreren Sensorgeräten 58 und einem Diagnosegerät 130 (9) gebildet. Beispielsweise umfasst das Diagnosegerät 130 dazu eine Mehrzahl von Anschlusseinrichtungen 132 für Sensorgeräte 58. Die Anschlusseinrichtung 132 umfasst wiederum einen Anschluss 134 für Sensorsignale. Einem solchen Anschluss 134 nachgeordnet ist eine Einrichtung 136 zur Signaltrennung. Diese Einrichtung 136 trennt das eigentliche Sensorsignal von den aufgeprägten Pulsen. Ein entsprechendes generiertes Sensorsignal ohne Pulse wird an eine Auswertungseinrichtung 138 weitergegeben. Diese führt eine Auswertung bzw. Vorauswertung bzw. Konditionierung von Sensorsignalen durch. Über eine entsprechende Schnittstelle 140 können diese dann beispielsweise an einen Bus gegeben werden oder direkt ausgelesen werden.A sensor system is with one or more sensor devices 58 and a diagnostic device 130 ( 9 ) educated. For example, the diagnostic device includes 130 to a plurality of connection devices 132 for sensor devices 58 , The connection device 132 again includes a connection 134 for sensor signals. Such a connection 134 subordinate is a facility 136 for signal separation. This device 136 separates the actual sensor signal from the impressed pulses. A corresponding generated sensor signal without pulses is sent to an evaluation device 138 passed. This performs an evaluation or preliminary evaluation or conditioning of sensor signals. Via an appropriate interface 140 These can then be given to a bus, for example, or read out directly.

Eine Überprüfungseinrichtung 142 der Auswertungseinrichtung 138 prüft die Pulse, welche zuvor separiert wurden. Pulse werden beispielsweise über Monoflops oder Interrupts erkannt. Es werden dadurch Diagnoseinformationen gewonnen. Die Überprüfungseinrichtung 142 prüft beispielsweise die Anwesenheit von Pulsen und/oder die Periodizität von Pulsfolgen und/oder die Dauer und/oder den Abstand und/oder die Amplitude von Pulsen. Daraus werden dann die entsprechenden Informationen gewonnen. Diese können dann ebenfalls über die Schnittstelle 140 an den Bus übertragen werden.A verification device 142 the evaluation device 138 checks the pulses that were previously separated. Pulses are detected, for example, via monoflops or interrupts. This will provide diagnostic information. The checking device 142 checks, for example, the presence of pulses and / or the periodicity of pulse sequences and / or the duration and / or the distance and / or the amplitude of pulses. From this information is then obtained. These can then also via the interface 140 be transferred to the bus.

Es ist dabei auch möglich, dass ein Sensorgerät zusätzlich zu einem Signalanschluss und zu Versorgungsstromanschlüssen einen Diagnoseausgang aufweist. Eine Pulserzeugungseinrichtung kann dabei einem Diagnoseausgang Pulse bereitstellen, welche Diagnoseinformationen enthalten. Es ist dabei auch möglich, dass an dem Diagnoseausgang Pulsfolgen unterschiedlicher Frequenz bereitgestellt werden, wobei die Auswahl der Frequenz durch ein oder mehrere Triggerereignisse gesteuert ist.It is also possible for a sensor device to have a diagnostic output in addition to a signal connection and supply current connections. A pulse generating device can provide pulses to a diagnostic output which contain diagnostic information. It is also possible that pulse sequences of different frequencies are provided at the diagnostic output, wherein the selection of the frequency is controlled by one or more trigger events.

Claims

Sensor system comprising at least one sensor device ( fourteen ; 58 ), which has at least one sensor signal terminal ( 16 ; 100 ) and power supply connections ( 18 . 20 ), and at least one diagnostic device ( 12 ; 52 ; 130 ) to which one or more sensor devices ( fourteen ; 58 ) are connectable, wherein by the at least one diagnostic device ( 12 ; 52 ; 130 ) Diagnostic signals of the connected sensor device (s) ( fourteen ; 58 ) can be prepared and / or evaluated, characterized in that the at least one sensor device ( fourteen ) a Stromaufprägungseinrichtung ( 34 ), by which a supply current (I _cc ) at the power supply terminals ( 18 . 20 ) one or more diagnostic signals can be impressed, and that the at least one sensor device ( fourteen ) a driving device ( 36 ) for the current injection device ( 34 ), which actuates them according to diagnostic results.

Sensor system according to claim 1, characterized in that the driving device ( 34 ) in an evaluation device ( 32 ) of the at least one sensor device ( fourteen ) is integrated.

Sensor system according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one sensor device ( fourteen ) an internal monitoring device ( 42 ) having.

Sensor system according to claim 3, characterized in that by the monitoring device ( 42 ) at least one of the following diagnostic operations is feasible: diagnosis on one or more sensitive elements ( 28 ) of the at least one sensor device ( fourteen ), Diagnostics of signal conditioning, diagnostics of an output stage, diagnosis of short circuits, diagnosis of power supply, connector diagnostics, number of actuations diagnostics, external disturbance diagnostics, temperature diagnostics, range of measurement diagnostics, shift range diagnostics, frequency diagnostics and / or amplitude of an oscillator.

Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the Stromaufprägungseinrichtung ( 34 ) Current pulses ( 38 ) generated.

Sensor system according to claim 5, characterized in that the Stromaufprägungseinrichtung ( 34 ) Current pulse trains ( 40 ) generated.

Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one diagnostic device ( 12 ; 52 ) a current impression on the at least one sensor device ( fourteen ) applied supply current (I _cc ) evaluates.

Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the power supply of the at least one sensor device ( fourteen ) via the at least one diagnostic device ( 12 ; 52 ) he follows.

Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one diagnostic device ( 12 ; 52 ) a Stromaufprägungseinrichtung ( 170 ), by which the supply system for the at least one sensor device ( fourteen ) a current can be impressed, and that the at least one sensor device ( fourteen ) an evaluation device ( 172 ) for a current applied to the supply current (Ia).

Sensor system according to the preamble of claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor device ( 58 ) a pulse generating device ( 92 ), which has a periodic pulse sequence at a sensor connection ( 100 ) tapped sensor signal, and that the at least one diagnostic device ( 130 ) a verification device ( 142 ) for the evaluation of pulses in the sensor signal.

Sensor system according to claim 10, characterized in that the pulse generating device ( 92 ) is generated at a sensor signal of the type "low" pulses of the type "high" and generated at a sensor signal of the type "high" pulses of the type "low".

Sensor system according to claim 10 or 11, characterized in that the checking device ( 142 ) checks the presence of pulses and / or checks whether the pulse sequences are periodic and / or the duration and / or the distance and / or the amplitude of pulses checks.

Sensor system according to one of claims 10 to 12, characterized in that by the pulse generating device ( 92 ) Pulse sequences of at least a first frequency and a second frequency can be generated.

Sensor system according to claim 13, characterized in that the pulse generating device ( 92 ) is driven in response to one or more trigger events so that pulse trains of a certain frequency are generated.

Sensor system according to claim 14, characterized in that the trigger event (s) is controlled by an internal monitoring device ( 104 ) of the at least one sensor device ( 58 ) are provided.

Sensor system according to claim 14 or 15, characterized in that a trigger event is an exceeding or falling below a threshold value.

Sensor system according to claim 16, characterized in that a trigger event is a reaching a certain switching distance range or an extension of a certain switching distance range.

Sensor system according to one of claims 10 to 17, characterized in that the second frequency is at least approximately twice as large as the first frequency.

Sensor system according to the preamble of claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor device comprises a pulse generating device which provides diagnostic pulses at a diagnostic output, pulse trains of at least a first frequency and a second frequency can be generated by the pulse generating device and the pulse repetition frequency depending on one or more trigger events.

Sensor device for a sensor system according to one of the preceding claims.

Diagnostic device for a sensor system according to one of the preceding claims.