DE102014002194B4 - Compensating optical microsystem - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines kompensierten Sensorsystems bestehend aus mindestens einem Empfänger (D, Sensor), mindestens einem Kompensationssender (K) und mindestens einer Regelschleife mit einem Regler (CT), der im ungestörten Betriebsfall durch kompensierende Regelung eines monofrequent modulierten Sendesignals (S5) des Senders (H) und/oder eines monofrequent modulierten Kompensationssendesignals (S3) des Kompensationssender (K) das Empfängerausgangssignal (S0) des Empfängers (D) so ausregelt, das es bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen das Empfängerausgangssignals (S0) keine Anteile des Sendesignals (S5) und/oder des Kompensationssendesignals (S3) mehr enthält, wobei der Regler (CT) zumindest zeitweise ein Signal (S4) ausgibt, das das Messergebnis enthält, und wobei das Sensorsystem bei zumindest drei unterschiedlichen Modulationsfrequenzen (potenzielle Mess- und Prüffrequenzen) durch eine Steuereinheit betrieben werden kann und wobei das Sensorsystem bei zumindest zwei unterschiedlichen Modulationsfrequenzen (Mess- und Prüffrequenz) durch eine Steuereinheit betrieben wird dadurch gekennzeichnet – dass die Messergebnisse für die Mess- und Prüffrequenz durch eine Bewertungseinheit auf den Zustand „ungestört“ geprüft werden und, – eine Bewertung „ungestört“ oder „gestört“ durch die Bewertungseinheit erzeugt wird und – dass ein Messwert als „ungestört“ durch die Bewertungseinheit bewertet wird, wenn sich dieser Messwert von dem Messwert einer zweiten Modulationsfrequenz, mindestens jedoch von den Messwerten der Mehrheit der Modulationsfrequenzen, um nicht mehr als 50% und/oder nicht mehr als 25% und/oder nicht mehr als 10% und/oder nicht mehr als 5% und/oder nicht mehr als 2% und/oder nicht mehr als 1% und/oder nicht mehr als 0,5% unterscheidet und – dass ein Messwert als „gestört“ durch die Bewertungseinheit bewertet wird, wenn sich dieser Messwert von dem Messwert mindestens einer zweiten und einer dritten Modulationsfrequenz um mehr als 50% und/oder mehr als 25% und/oder mehr als 10% und/oder mehr als 5% und/oder mehr als 2% und/oder mehr als 1% und/oder mehr als 0,5% unterscheidet und – dass mindestens eine der mindestens drei Modulationsfrequenzen, die mit der Messfrequenz nicht gleich ist, als Prüffrequenz dient und eine neue Messfrequenz dann gesucht wird, wenn die Bewertung des Messergebnisses bei der Prüffrequenz im Vergleich zum Messergebnis bei der Messfrequenz eine Bewertung als „gestört“ ergibt.Method for operating a compensated sensor system consisting of at least one receiver (D, sensor), at least one compensation transmitter (K) and at least one control loop with a controller (CT), in undisturbed operation by compensating control of a monofrequently modulated transmit signal (S5) of the transmitter (H) and / or a monofrequently modulated compensation transmission signal (S3) of the compensation transmitter (K), the receiver output signal (S0) of the receiver (D) corrects so that there is a control error and system noise the receiver output signal (S0) no shares of the transmission signal (S5 ) and / or the compensation transmission signal (S3) contains more, wherein the controller (CT) at least temporarily outputs a signal (S4) containing the measurement result, and wherein the sensor system at least three different modulation frequencies (potential measurement and test frequencies) by a Control unit can be operated and wherein the sensor system at least two different modulation frequencies (measurement and test frequency) is operated by a control unit characterized in that - the measurement results for the measurement and test frequency are checked by a rating unit to the state "undisturbed" and, - a rating "undisturbed" or "disturbed" by the rating unit is generated, and - that a measurement value is rated as "undisturbed" by the evaluation unit, if this measured value of the measured value of a second modulation frequency, but at least of the measured values of the majority of the modulation frequencies, by not more than 50% and / or not distinguishes between more than 25% and / or not more than 10% and / or not more than 5% and / or not more than 2% and / or not more than 1% and / or not more than 0,5%; and a measured value is evaluated as "disturbed" by the evaluation unit, if this measured value differs from the measured value of at least one second and one third mod frequency by more than 50% and / or more than 25% and / or more than 10% and / or more than 5% and / or more than 2% and / or more than 1% and / or more than 0,5% differs and - that at least one of the at least three modulation frequencies, which is not equal to the measurement frequency, is used as a test frequency and a new measurement frequency is sought if the evaluation of the measurement result at the test frequency compared to the measurement result at the measurement frequency, a rating as "disturbed "Results.

Description

Einleitung und Stand der Technik Introduction and state of the art

Ein wesentliches Problem bei kompensierenden optischen Sensorsystemen, wie beispielsweise in DE 10 001 955 A1 , DE 10 024 156 A1 , DE 19 839 730 C1 , DE 10 346 741 B3 , DE 10 2004 025 345 B3 , DE 10 2005 010 745 B3 oder DE 10 2007 005 187 B4 ist, dass die Störsignale, deren Oberwellenfrequenz der Systemfrequenz oder umgekehrt, deren Frequenz einer Oberwelle der Systemfrequenz entspricht, leicht in ein solches System einkoppeln können. Ein typisches Beispiel hierfür sind beispielsweise Oberwellen, die durch eine typischerweise flackernde Leuchtstoffröhrenbeleuchtung des Betriebsortes des kompensierenden optischen Systems hervorgerufen werden. A major problem with compensating optical sensor systems, such as in DE 10 001 955 A1 . DE 10 024 156 A1 . DE 19 839 730 C1 . DE 10 346 741 B3 . DE 10 2004 025 345 B3 . DE 10 2005 010 745 B3 or DE 10 2007 005 187 B4 is that the interfering signals whose harmonic frequency of the system frequency or vice versa whose frequency corresponds to a harmonic of the system frequency, can easily couple into such a system. A typical example of this is, for example, harmonics, which are caused by typically flickering fluorescent tube illumination of the operating location of the compensating optical system.

Anhand der 1, 2 und 3 wird kurz der Stand der Technik erläutert. Die 1 zeigt ein kompensierendes optisches Sensorsystem (1), bestehend aus einem Sender (H), einem Kompensationssender (K) und einem Empfänger (D). Der Sender (H) strahlt über eine optische Übertragungsstrecke bestehend aus einer ersten optischen Übertragungsstrecke (I1) und einer zweiten optischen Übertragungsstrecke (I2) in den Empfänger (D) ein. Dabei wird das optische Signal am Übergang von der ersten optischen Übertragungsstrecke (I1) zur zweiten optischen Übertragungsstrecke (I2) am Objekt (O) reflektiert und/oder durch dieses transmittiert. Der Kompensationssender (K) strahlt ebenso in eine dritte Übertragungsstrecke (I3) ein, an deren Ende sich ebenfalls der Empfänger (D) befindet. Die beiden Übertragungsstrecken überlagern sich typischerweise summierend und/oder multiplizierend, wobei der Summierung typischerweise der Vorzug gegeben wird. Der Empfänger (D) wird in diesem Fall durch eine Fotodiode mit einem Widerstand symbolisiert. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen nur soweit ausgeführt sind, dass das Funktionsprinzip deutlich wird und einem Fachkundigen die Nacharbeitung der Erfindung möglich wird. Die Zeichnungen sind also generell nur als grobe schematische Skizzen zu verstehen. Das Empfängerausgangssignal (S0) dient einem Regler (CT) als Eingangssignal. Das zur Modulation des Senders (H) verwendete Sendesignal (S5) wird durch einen Generator (G) erzeugt, der in vielen Fällen im Stand der Technik auch Teil des Reglers (CT) ist. Der Regler (CT) erzeugt aus dem Empfängerausgangssignal (S0) und dem zur Modulation des Senders (H) verwendeten Sendesignal (S5) ein zur Modulation des Kompensationssenders (K) verwendetes Kompensationssendesignal (S3) in der Art, dass das Empfängerausgangssignal (S0) typischerweise keine Anteile des Sendesignals (S5) bis auf einen Reggelfehler und Signalrauschen mehr enthält. Ein internes Reglersignal (S4) stellt dabei ein Maß für die optischen Eigenschaften des Objekts (O), wie beispielsweise Entfernung und/oder Reflektivität, und/oder die Eigenschaften der ersten Übertragungsstrecke (I1) und der zweiten Übertragungsstrecke (I2), wie Transmissionsgrad und/oder Lichtlaufzeit durch diese, dar. Im Stand der Technik ist es üblich, die optischen Eigenschaften der dritten Übertragungsstrecke (I3) als bekannt vorauszusetzen. Based on 1 . 2 and 3 briefly the prior art is explained. The 1 shows a compensating optical sensor system ( 1 ), consisting of a transmitter (H), a compensation transmitter (K) and a receiver (D). The transmitter (H) radiates via an optical transmission path consisting of a first optical transmission path (I1) and a second optical transmission path (I2) into the receiver (D). In this case, the optical signal is reflected at the transition from the first optical transmission path (I1) to the second optical transmission path (I2) at the object (O) and / or transmitted through this. The compensation transmitter (K) also radiates into a third transmission path (I3), at the end of which the receiver (D) is also located. The two transmission paths typically overlap and / or multiply, with the summation typically being preferred. The receiver (D) is symbolized in this case by a photodiode with a resistor. At this point it should be noted that the drawings are only executed so far that the principle of operation is clear and a skilled person, the reworking of the invention is possible. The drawings are therefore generally only to be understood as a rough schematic sketches. The receiver output signal (S0) serves as input to a controller (CT). The transmit signal (S5) used to modulate the transmitter (H) is generated by a generator (G), which in many cases is also part of the controller (CT) in the prior art. The controller (CT) generates from the receiver output signal (S0) and the transmit signal (S5) used to modulate the transmitter (H) a compensation transmit signal (S3) used to modulate the compensation transmitter (K) such that the receiver output signal (S0) is typically contains no portions of the transmission signal (S5) except for a control error and signal noise. An internal regulator signal (S4) represents a measure of the optical properties of the object (O), such as distance and / or reflectivity, and / or the properties of the first transmission path (I1) and the second transmission path (I2), such as transmittance and / or light transit time through these, dar. In the art, it is common to assume the optical properties of the third transmission path (I3) as known.

Darüber hinaus enthält die 1 noch Elemente, die im veröffentlichten Stand der Technik noch nicht offenbart sind und weiter unten erläutert werden. 2 zeigt ein ähnliches System, wie das der 1 mit dem Unterschied, dass hier der Kompensationssender (K) durch den Generator (G) getrieben wird und das Sendesignal (S5) durch den Regler (CT) so geregelt wird, dass das Empfängerausgangssignal (S0) typischerweise keine Anteile des Kompensationssendesignals (S3) bis auf einen Regelfehler und Signalrauschen mehr enthält. Darüber hinaus enthält auch die 2 noch Elemente, die im Stand der Technik noch nicht offenbart sind und weiter unten erläutert werden. Im Stand der Technik sind unterschiedliche Methoden zum Betrieb eines solchen Systems und zur Ausprägung des Reglers (CT) bekannt. Insbesondere ist es möglich, das zur Modulation des Senders (H) verwendete Sendesignal (S5) bzw. das zur Modulation des Kompensationssenders (K) verwendete Kompensationssendesignal (S3) monofrequent oder bandbegrenzt moduliert mit einer unteren Grenzfrequenz fmin und einer oberen Grenzfrequenz fmax und einer Mittenfrequenz fmitte = (fmax – fmin)2 + fmin und einer Bandbreite fb = (fmax – fmin)/2 zu betreiben. Es ist bekannt, dass das Spektrum der Modulation beispielsweise durch Verwendung von Spreiz-Codes gesteuert werden kann. In addition, the contains 1 nor elements that are not yet disclosed in the published prior art and are explained below. 2 shows a similar system, like that of the 1 with the difference that here the compensation transmitter (K) is driven by the generator (G) and the transmission signal (S5) is controlled by the controller (CT) so that the receiver output signal (S0) typically no shares of the compensation transmission signal (S3) to to a control error and signal noise more contains. In addition, also contains the 2 nor elements that are not yet disclosed in the prior art and are explained below. In the prior art, different methods for operating such a system and the nature of the controller (CT) are known. In particular, it is possible to use the transmit signal (S5) or the compensation transmit signal (S3) used for modulation of the transmitter (H) monofrequently or in a band-limited manner with a lower limit frequency f min and an upper limit frequency f max and a center frequency f center = (f max - f min ) 2 + f min and a bandwidth f b = (f max - f min ) / 2 to operate. It is known that the spectrum of the modulation can be controlled, for example, by using spreading codes.

In einem anderen Verfahren (3) werden das zur Modulation des Senders (H) verwendete Sendesignal (S5) und das zur Modulation des Kompensationssenders (K) verwendete Kompensationssendesignal (S3) mit einer gleichen Modulationsfrequenz betrieben und vom Regler (CT) erzeugt. Die Duty-Cycle der typischerweise rechteckförmigen Signale (S3, S5) sind jedoch komplementär zueinander. Das bedeutet, dass der Sender (H) immer dann zu einer höheren Sendeleistung hin durch das Sendesignal (S5) moduliert oder eingeschaltet wird, wenn der Kompensationssender (K) durch das Kompensationssendesignal (S3) gedämpft oder ausgeschaltet wird und umgekehrt. Der Regler (CT) steuert in diesem Fall nicht die Amplitude, sondern den Duty-Cycle der beiden Signale (S3, S5). Der Regler erhält durch einen Generator (G) den Sendetakt. Eine entsprechende Vorrichtung stellt 3 dar. In another method ( 3 ), the transmit signal (S5) used to modulate the transmitter (H) and the compensation transmit signal (S3) used to modulate the compensation transmitter (K) are operated at the same modulation frequency and generated by the controller (CT). However, the duty cycles of the typically rectangular signals (S3, S5) are complementary to one another. That is, the transmitter (H) is always modulated or turned on to a higher transmission power by the transmission signal (S5) when the compensation transmitter (K) is attenuated or turned off by the compensation transmission signal (S3), and vice versa. In this case, the controller (CT) does not control the amplitude but the duty cycle of the two signals (S3, S5). The controller receives the send clock through a generator (G). An appropriate device provides 3 represents.

Aus der EP 2 653 885 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines kompensierten Sensorsystems bestehend aus mindestens einem Empfänger D (Sensor), mindestens einem Kompensationssender (K) und mindestens einer Regelschleife mit einem Regler (CT) bekannt, der im ungestörten Betriebsfall durch kompensierende Regelung eines monofrequent modulierten Sendesignals (S5) des Senders (H) und/oder eines monofrequent modulierten Kompensationssendesignals (S3) des Kompensationssender (K) das Empfängerausgangssignal (S0) des Empfängers (D) so ausregelt, das es bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen das Empfängerausgangssignals (S0) keine Anteile des Sendesignals (S5) und/oder des Kompensationssendesignals (S3) mehr enthält. Gemäß dem Verfahren der EP 2 653 885 A1 gibt der Regler (CT) zumindest zeitweise ein Signal (S4), dass das Messergebnis enthält. From the EP 2 653 885 A1 is a method for operating a compensated sensor system comprising at least one receiver D (sensor), at least one Compensation transmitter (K) and at least one control loop with a controller (CT) known in the undisturbed operating case by compensating control of a monofrequently modulated transmit signal (S5) of the transmitter (H) and / or a monofrequently modulated compensation transmit signal (S3) of the compensation transmitter (K) the receiver output signal (S0) of the receiver (D) corrects so that, except for a control error and system noise, the receiver output signal (S0) contains no portions of the transmission signal (S5) and / or the compensation transmission signal (S3). According to the method of EP 2 653 885 A1 the controller (CT) at least temporarily a signal (S4) that contains the measurement result.

Dabei wird das Sensorsystem gemäß der EP 2 653 885 A1 bei zumindest drei unterschiedlichen Modulationsfrequenzen (potenzielle Mess- und Prüffrequenzen) durch eine Steuereinheit betrieben werden. Zumindest wird das Sensorsystem gemäß der EP 2 653 885 A1 jedoch bei minimal zwei unterschiedlichen Modulationsfrequenzen (Mess- und Prüffrequenz) durch eine Steuereinheit betrieben. The sensor system according to the EP 2 653 885 A1 at least three different modulation frequencies (potential measurement and test frequencies) are operated by a control unit. At a minimum, the sensor system according to EP 2 653 885 A1 but operated at a minimum of two different modulation frequencies (measurement and test frequency) by a control unit.

Im Stand der Technik wird jedoch kein Verfahren zur optimalen Einstellung der Modulationsfrequenz eines monofrequent modulierten Systems angegeben. However, the prior art does not specify a method for optimally adjusting the modulation frequency of a monofrequently modulated system.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren anzugeben, wie die Modulationsfrequenz des erfindungsgemäßen kompensierenden Sensorsystems, das mit einem monofrequent modulierten Sendesignal (S5) oder einem monofrequent modulierten Kompensationssendesignal (S3) betrieben wird, so ausgewählt werden kann, dass eine minimale Beeinflussung durch den jeweiligen Störer erfolgt. Dies ist insbesondere bei der Verwendung als Regensensor sinnvoll. The object of the invention is therefore to specify a method in which the modulation frequency of the compensating sensor system according to the invention, which is operated with a monofrequently modulated transmit signal (S5) or a monofrequently modulated compensation transmit signal (S3), can be selected such that a minimal influence by the respective Disturber takes place. This is especially useful when used as a rain sensor.

Beschreibung der grundlegenden Erfindung Description of the basic invention

Bevor die Unterdrückung von Störsignalen diskutiert wird, wird an dieser Stelle noch kurz auf die nicht im publizierten Stand der Technik offenbarten Elemente der 1, 2 und 3 eingegangen, da diese ebenfalls zur Unterdrückung von Störern dienen. Before the suppression of interference signals is discussed, at this point is still briefly on the not disclosed in the published prior art elements of 1 . 2 and 3 since these also serve to suppress interferers.

Zwischen dem Sender (H) und dem Kompensationssender (K) befindet sich typischerweise eine zweite Barriere (B2), die ein Eindringen des Lichts des Senders (H) in den Kompensationspfad verhindert. Vorzugsweise ist der Kompensationssender (K) in einer Kompensationssenderkavität (CAV_K) untergebracht, die den Kompensationssender (K) vorzugsweise bis auf ein optisches Kompensationspfadfenster (WK) vollständig von der Außenwelt optisch abtrennt. Dieses optische Kompensationspfadfenster hat unter anderem die Aufgabe, das Licht des Kompensationssenders (K) zum Ersten nur auf den Empfänger (D) fallen zu lassen und dieses Licht beim Durchgang durch den Kompensationspfad so abzuschwächen, dass das Licht des Kompensationssenders bei dessen Vollaussteuerung mit in etwa der gleichen Lichtintensität auf die Fotodiode, also den Empfänger (D) fällt, wie das Licht des Senders (H) unter optimalsten Bedingungen, wie beispielsweise minimaler Abstand des Objekts (O) vom Sensorsystem (1) und maximale Reflektivität des Objekts (O). Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der elektrooptische Arbeitspunkt des Kompensationssenders (K) definiert durch Beleuchtungsstärke des Signals des Kompensationssenders (K) auf dem Empfänger (D) und elektrische Energieversorgung des Kompensationssenders (K), beispielsweise elektrische Stromstärke der Bestromung des Kompensationssenders (K), in zumindest einem typischen Arbeitspunkt annähernd mit dem entsprechenden elektrooptischen Arbeitspunkt des Senders (H) übereinstimmen. Der Empfänger (D) ist typischerweise ebenfalls durch eine Empfängerkavität (CAV_D) optisch weitestgehend von der Außenwelt abgetrennt. Einzig das besagte Kompensationspfadfenster (WK) und ein Empfangspfadfenster (WD) erlauben den Zugang von Licht zur Empfängerkavität (CAV_D) und damit zum Empfänger (D). Es hat sich gezeigt, dass es günstig ist, wenn die Wand (B), die den Empfänger (D) von dem Objekt (O) optisch trennt, und/oder die zweite Barriere (B2) mit einem Reflektor (R) versehen ist, der das Licht des Kompensationssenders (K) so auf den Empfänger (D) streut, dass dieser vollflächig ausgeleuchtet wird. Die ist deshalb typischer Weise notwendig, weil das Kompensationspfadfenster (WK) typischerweise eine kleiner Fläche als der möglichst empfindliche Empfänger (D) aufweisen muss. Somit ist es möglich, zum einen die Lichtintensität des Signals des Kompensationssenders (K) durch die Querschnittsfläche und die Dämpfung des Kompensationspfadfensters (WK) zu steuern und trotzdem den Empfänger (D) ganzflächig auszuleuchten. Darüber hinaus ist es sinnvoll, das Empfangspfadfenster (WD) optisch nur für das zu detektierende Licht transparent zu gestalten. Dies kann insbesondere so geschehen, dass es für Licht der Wellenlänge des Senders (H) oder des zu detektierenden Lichts transparent ist, also das Licht des Senders (H) oder das zu detektierende Licht bei dessen Schwerpunktswellenlänge um nicht mehr als 50% besser nicht mehr als 25%, besser nicht mehr als 10%, besser nicht mehr als 5%, besser, nicht mehr als 2%, besser nicht mehr als 1% dämpft. Die Wellenlänge des zu detektierenden Lichts kann dabei von der Schwerpunktswellenlänge des Senders (H) abweichen. Dies ist beispielsweise bei der Messung von Fluoreszenzeigenschaften des Objekts (O) wichtig. Dabei wird die Dämpfung berechnet als 100% minus die Intensität des Lichts vor dem Empfangspfadfilter (FD) geteilt durch Intensität des Lichts hinter dem Empfangspfadfilter (FD). Gleichzeitig soll das Empfangspfadfilter (FD), also das Empfangspfadfenster (WD), für Licht der Wellenlänge des Störers intransparent sein, also das Licht des Störers zumindest bei dessen Schwerpunktswellenlänge um mehr als 50% besser mehr als 75%, besser mehr als 90%, besser mehr als 95%, besser, mehr als 98%, besser mehr als 99% dämpfen. Dabei wird die Dämpfung wieder berechnet als 100% minus die Intensität des Lichts vor dem Empfangspfadfilter (FD) geteilt durch Intensität des Lichts hinter dem Empfangspfadfilter (FD). Noch besser ist, wenn diese Dämpfungsverhältnisse für die integrale Dämpfung des Lichts des Störers in dem Spektralbereich gelten, in dem der Empfänger (D) empfindlich ist. Es sollte nicht unerwähnt bleiben, dass auch der Sendepfad typischerweise ein Sendepfadfenster (WH) aufweist, das mit einem Sendepfadfilter (FH) versehen sein kann. Es ist sinnvoll, wenn auch das Sendepfadfilter (FH) optisch nur für das zu Licht des Senders (H) transparent zu gestalten. Dies kann insbesondere so geschehen, dass es für Licht der Wellenlänge des Senders (H) transparent ist, also das Licht des Senders (H) bei dessen Schwerpunktswellenlänge um nicht mehr als 50% besser nicht mehr als 25%, besser nicht mehr als 10%, besser nicht mehr als 5%, besser, nicht mehr als 2%, besser nicht mehr als 1% dämpft. Dabei wird die Dämpfung berechnet als 100% minus die Intensität des Lichts vor dem Sendepfadfilter (FH) geteilt durch Intensität des Lichts hinter dem Sendepfadfilter (FH). Gleichzeitig soll das Sendepfadfilter (FH), also das Sendepfadfenster (WH) für Licht der Wellenlänge eines anwendungstypischen Störers, beispielsweise einer Leuchtstoffröhre, intransparent sein, also das Licht des Störers zumindest bei dessen Schwerpunktswellenlänge um mehr als 50% besser mehr als 75%, besser mehr als 90%, besser mehr als 95%, besser, mehr als 98%, besser mehr als 99% dämpfen. Dabei wird die Dämpfung wieder berechnet als 100% minus die Intensität des Lichts vor dem Sendepfadfilter (FH) geteilt durch Intensität des Lichts nach Durchgang durch den Sendepfadfilter (FH). Noch besser ist, wenn diese Dämpfungsverhältnisse für die integrale Dämpfung des Lichts des Störers in dem Spektralbereich gelten, in dem der Empfänger (D) empfindlich ist. Das Eindringen des Lichts des Störers in das System (1) kann auf diese Weise verhindert oder zumindest vermindert werden. Dieses Verfahren ist teilweise in Anmeldungen der Schutzrechtsfamilie zur deutschen Anmeldung DE 10 2013 003 791.3 offenbart, die vollumfänglich Teile dieser Offenbarung sind. Between the transmitter (H) and the compensation transmitter (K) is typically a second barrier (B2), which prevents the light of the transmitter (H) from entering the compensation path. The compensation transmitter (K) is preferably accommodated in a compensation transmitter cavity (CAV_K), which optically completely separates the compensation transmitter (K) from the outside world except for an optical compensation path window (WK). One of the functions of this optical compensation path window is to allow the light of the compensation transmitter (K) to fall only on the receiver (D) and to attenuate this light as it passes through the compensation path so that the light of the compensation transmitter reaches approximately the full scale the same light intensity on the photodiode, so the receiver (D) falls as the light of the transmitter (H) under optimal conditions, such as minimum distance of the object (O) from the sensor system ( 1 ) and maximum reflectivity of the object (O). This ensures that the electro-optical operating point of the compensation transmitter (K) defined by the illumination intensity of the signal of the compensation transmitter (K) on the receiver (D) and electrical power supply of the compensation transmitter (K), for example, electric current of the current compensation of the compensation transmitter (K), in at least one typical operating point approximately coincide with the corresponding electro-optical operating point of the transmitter (H). The receiver (D) is also typically optically largely separated from the outside world by a receiver cavity (CAV_D). Only the said compensation path window (WK) and a reception path window (WD) allow the access of light to the receiver cavity (CAV_D) and thus to the receiver (D). It has been shown that it is favorable if the wall (B) which optically separates the receiver (D) from the object (O) and / or the second barrier (B2) is provided with a reflector (R), the light of the compensation transmitter (K) on the receiver (D) scatters, that this is illuminated over its entire surface. This is typically necessary because the compensation path window (WK) typically needs to have a smaller area than the most sensitive receiver (D). Thus, it is possible, on the one hand, to control the light intensity of the signal of the compensation transmitter (K) by the cross-sectional area and the attenuation of the compensation path window (WK) and, nevertheless, to illuminate the receiver (D) over the whole area. In addition, it makes sense to optically configure the receive path window (WD) only for the light to be detected. This can in particular be done so that it is transparent to light of the wavelength of the transmitter (H) or the light to be detected, so the light of the transmitter (H) or the light to be detected at its center of gravity wavelength not more than 50% better not more than 25%, better not more than 10%, better not more than 5%, better, not more than 2%, better not more than 1%. The wavelength of the light to be detected may deviate from the center-of-mass wavelength of the transmitter (H). This is important, for example, in the measurement of fluorescence properties of the object (O). The attenuation is calculated as 100% minus the intensity of the light before the receive path filter (FD) divided by the intensity of the light behind the receive path filter (FD). At the same time, the reception path filter (FD), ie the reception path window (WD), should be opaque to light of the wavelength of the interferer, ie the light of the interferer at least at its centroid wavelength by more than 50% better than 75%, better more than 90%, better more than 95%, better, more than 98%, better more than 99% steam. The attenuation is again calculated as 100% minus the intensity of the light before the Receive Path Filter (FD) divided by the intensity of the light behind the Receive Path Filter (FD). Even better, these attenuation ratios apply to the integral attenuation of the interferer light in the spectral region where the receiver (D) is sensitive. It should not go unmentioned that the transmit path also typically has a transmit path window (WH) that can be provided with a transmit path filter (FH). It makes sense to make the transmit path filter (FH) optically transparent only to the light of the transmitter (H). This can in particular be done in such a way that it is transparent for light of the wavelength of the transmitter (H), ie the light of the transmitter (H) at its center-of-mass wavelength is not more than 50% better not more than 25%, better not more than 10% , better not more than 5%, better, not more than 2%, better not more than 1% attenuates. The attenuation is calculated as 100% minus the intensity of the light before the transmit path filter (FH) divided by the intensity of the light behind the transmit path filter (FH). At the same time, the transmission path filter (FH), ie the transmission path window (WH) for light the wavelength of an application-typical interferer, such as a fluorescent tube, be intransparent, so the light of the interferer at least at its centroid wavelength by more than 50% better than 75%, better more than 90%, better more than 95%, better, more than 98%, better more than 99% steam. The attenuation is calculated as 100% minus the intensity of the light before the transmit path filter (FH) divided by the intensity of the light after passing through the transmit path filter (FH). Even better, these attenuation ratios apply to the integral attenuation of the interferer light in the spectral region where the receiver (D) is sensitive. The penetration of the interferer's light into the system ( 1 ) can be prevented or at least reduced in this way. This procedure is partly in applications of the family of protective rights to the German application DE 10 2013 003 791.3 which are fully incorporated in this disclosure.

Darüber hinaus wurde aber erkannt, dass diese Maßnahmen nicht ausreichen, um Störer zu unterdrücken, deren Licht spektrale optische Anteile im Bereich der Wellenlänge der zu detektierenden Strahlung besitzt und das gleichzeitig entweder zum einen mit einer Frequenz moduliert ist, die einer Oberwelle der Modulationsfrequenz des Sendesignals (S5) und/oder der Modulationsfrequenz des Kompensationssendesignals (S3) entspricht oder zum Anderen mit einer Frequenz moduliert ist, die eine Oberwelle besitzt, die der Modulationsfrequenz des Sendesignals (S5) und/oder der Modulationsfrequenz des Kompensationssendesignals (S3) entspricht. In addition, however, it has been recognized that these measures are not sufficient to suppress interferers whose light has spectral optical components in the range of the wavelength of the radiation to be detected and which is either modulated either on the one hand with a frequency corresponding to a harmonic of the modulation frequency of the transmitted signal (S5) and / or the modulation frequency of the compensation transmission signal (S3) or on the other is modulated with a frequency having a harmonic wave corresponding to the modulation frequency of the transmission signal (S5) and / or the modulation frequency of the compensation transmission signal (S3).

Die Erfahrung hat gezeigt, dass es sich bei den Störsignalen der Störer typischerweise in der Regel um sehr schmalbandige Signale handelt, die im Bereich der Senderwellenlänge auf das Störerlicht aufmoduliert sind. Diese werden, wenn sie derartig ungeeignet im Frequenzspektrum liegen, vom System als Messsignal fehlinterpretiert und stören somit den Regler (CT), was diesen veranlasst, auch das Störsignal zu kompensieren, was wiederum zu einem fehlerhaften Ausgangssignal (S4) führt. Experience has shown that the interference signals of the interferers are typically typically very narrow-band signals which are modulated onto the interferer light in the area of the transmitter wavelength. These are, if they are so unsuitable in the frequency spectrum, misinterpreted by the system as a measurement signal and thus disturb the controller (CT), which causes this to compensate for the noise signal, which in turn leads to a faulty output signal (S4).

Neben diesen rein optischen Störungen kommen noch elektromagnetische Störungen hinzu, die die elektromagnetische Verträglichkeit des Systems (EMV) vermindern und die eine ähnliche Wirkung haben können. In addition to these purely optical disturbances, there are also electromagnetic interferences which reduce the electromagnetic compatibility of the system (EMC) and which can have a similar effect.

Erfindungsgemäß ist es notwendig, dass der Regler (CT) eine Empfindlichkeit um die Modulationsfrequenz des Sendesignals herum aufweist, die einer Modulationsfrequenzbandbreite von betragsmäßig kleiner +/–10%, besser betragsmäßig kleiner +/–5% besser betragsmäßig kleiner +/–2%, besser betragsmäßig kleiner +/–1%, besser betragsmäßig kleiner +/–0,5% der Modulationsfrequenz des Sendesignals (S5) bzw. des Kompensationssendesignals (S3) aufweist. Diese Bandpassfiltereigenschaft des Reglers (CT) definiert die Empfindlichkeit gegenüber Störeren. Daher ist es wichtig, dass diese Bandbreite so schmal wie möglich gewählt wird, um die Wahrscheinlichkeit von Störungen zu minimieren. Die optimale Bandbreite wird dabei durch die jeweilige Anwendung bestimmt und sollte durch Berechnung oder Experiment (DoE) bestimmt werden. According to the invention, it is necessary for the controller (CT) to have a sensitivity around the modulation frequency of the transmission signal that is less than +/- 2% in absolute terms, less than +/- 10% in absolute value, better in absolute terms less than +/- 2%, better absolute amounts less than +/- 1%, better absolute amounts less than +/- 0.5% of the modulation frequency of the transmission signal (S5) and the compensation transmission signal (S3). This bandpass filter characteristic of the controller (CT) defines the sensitivity to interferers. Therefore, it is important that this bandwidth be chosen as narrow as possible to minimize the likelihood of interference. The optimal bandwidth is determined by the particular application and should be determined by calculation or experiment (DoE).

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reduktion der Störempfindlichkeit sieht nun vor, gestörte von ungestörten möglichen Modulationsfrequenzen des Sendesignals (S5) bzw. des Kompensationssendesignals (S3) zu unterscheiden. Es wurde erfindungsgemäß erkannt, dass hierfür sowohl eine Bewertung einer möglichen Modulationsfrequenz des Sendesignals (S5) bzw. des Kompensationssendesignals (S3) dahingehend erfolgen muss, ob diese potenzielle Modulationsfrequenz gestört ist oder ob diese potenzielle Modulationsfrequenz ungestört ist. Außerdem ist es möglich dass die Bewertung ein Ergebnis ergibt, dass weder die Bewertung „gestört“ noch die Bewertung „ungestört“ zulässt. Im einfachsten Fall ist nur die Bewertung „ungestört“ erforderlich und alle Frequenzen, die nicht mit „ungestört“ bewertet werden können, werden als „gestört“ bewertet. The inventive method for reducing the sensitivity to interference now provides disturbed undisturbed possible modulation frequencies of the transmission signal (S5) and the compensation transmission signal (S3) to distinguish. It has been recognized according to the invention that for this purpose both an evaluation of a possible modulation frequency of the transmission signal (S5) and of the compensation transmission signal (S3) must be made as to whether this potential modulation frequency is disturbed or whether this potential modulation frequency is undisturbed. In addition, it is possible that the evaluation results in a result that neither the rating "disturbed" nor the rating "undisturbed" permits. In the simplest case, only the evaluation "undisturbed" is required and all frequencies that can not be rated "undisturbed" are rated as "disturbed".

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor, dass der Regler (CT) veranlasst wird, bei mindestens drei, besser mehr verschiedenen Modulationsfrequenzen des Sendesignals (S5) bzw. des Kompensationssendesignals (S3) je eine Messung vorzunehmen. Durch die mindestens drei Modulationsfrequenzen kann eine Mehrheitsentscheidung getroffen werden. Es werden also die zwei Modulationsfrequenzen als ungestört angenommen, die in etwa den gleichen Messwert am Ausgang (S4) des Reglers (CT) liefern. Ein in diesem Sinne gleicher Messwert bedeutet, dass die jeweiligen Werte des Ausgangssignals (S4) des Reglers (CT) bei zwei verschiedenen Modulationsfrequenzen um nicht mehr als 50% besser nicht mehr als 25%, besser nicht mehr als 10%, besser nicht mehr als 5%, besser nicht mehr als 2%, besser nicht mehr als 1%, besser nicht mehr als 0,5% abweichen. Die Modulationsfrequenzen werden dabei typischerweise dicht beieinander gewählt. Es wurde erfindungsgemäß erkennt, dass es sinnvoll ist, den Unterschied zwischen den mindestens drei Modulationsfrequenzen in der Größenordnung kleiner des Zehnfachen der Frequenzbandbreite des Reglers (CT), besser kleiner der fünffachen, besser kleiner der doppelten, schlechter kleiner der einfachen, schlechter kleiner der halben, schlechter kleiner zwei Zehntel, schlechter kleiner einem Zehntel der Bandbreite des Reglers (CT) zu wählen. Der Unterschied zwischen den Frequenzen sollte also typischerweise in der Größenordnung der Bandbreite des Reglers (CT) liegen. The method according to the invention now provides for the controller (CT) to be instructed to carry out one measurement at each of at least three modulation frequencies of the transmission signal (S5) or the compensation transmission signal (S3), which are preferably more different. By means of the at least three modulation frequencies, a majority decision can be made. Thus, the two modulation frequencies are assumed to be undisturbed, which deliver approximately the same measured value at the output (S4) of the controller (CT). An identical measurement in this sense means that the respective values of the output signal (S4) of the controller (CT) at two different modulation frequencies by not more than 50% better not more than 25%, better not more than 10%, better not more than 5%, better not more than 2%, better not more than 1%, better not to deviate more than 0.5%. The modulation frequencies are typically selected close to each other. It was inventively recognized that it makes sense, the difference between the at least three modulation frequencies in the order of less than ten times the frequency bandwidth of the controller (CT), better smaller than five times, better smaller than twice, worse smaller than the simple, worse smaller half Less than two tenths worse, less than one tenth of the controller bandwidth (CT) to choose. The difference between the frequencies should therefore typically be on the order of the bandwidth of the controller (CT).

Wird im Betrieb nun erkannt, dass eine Modulationsfrequenz ungestört ist, so wir diese für die nächste Messung als Messfrequenz, also als Modulationsfrequenz des Sendesignals (S5) bzw. des Kompensationssendesignals (S3), eingestellt. If, during operation, it is now recognized that a modulation frequency is undisturbed, then we set it for the next measurement as measurement frequency, ie as modulation frequency of the transmission signal (S5) or of the compensation transmission signal (S3).

Ganz besonders hat sich bewährt, die mindestens eine weitere als ungestört eingestufte Modulationsfrequenz als Prüffrequenz zu benutzen und immer wieder, vorzugsweise regelmäßig und/oder periodisch, eine Probemessung bei dieser Prüffrequenz durchzuführen und das Ergebnis mit der Messung bei der Messfrequenz zu vergleichen. Werden die Ergebnisse als gleich bewertet, so werden Prüf- und Messfrequenz beibehalten. Werden die Ergebnisse als ungleich bewertet, so wird im einfachsten Fall auf die dritte Modulationsfrequenz gewechselt. Ist diese jedoch auch gestört und führen alle 3 mögliche Paarungen von Mess- und Prüffrequenz in diesem Beispiel mit drei Modulationsfrequenzen zu dem Ergebnis einer gestörten Messung, so ist das System als Ganzes gestört. In dem Fall muss mindestens eine der beispielhaften drei Modulationsfrequenzen auf eine neue Modulationsfrequenz umgestellt werden, die mit keiner anderen beiden Modulationsfrequenzen gleich ist. Werden mehr Modulationsfrequenzen verwendet, so ist die Anzahl der Paarungen natürlich höher. Auch können andere Verfahren zur Bewertung als ein einfacher Mehrheitsschätzer herangezogen werden. It has proven particularly useful to use the at least one further modulation frequency, which is classified as undisturbed, as the test frequency and repeatedly, preferably regularly and / or periodically, to perform a test measurement at this test frequency and to compare the result with the measurement at the measurement frequency. If the results are assessed as equal, the test and measurement frequency are retained. If the results are assessed as unequal, then in the simplest case, the third modulation frequency is changed. However, if this is also disturbed and lead all 3 possible pairings of measurement and test frequency in this example with three modulation frequencies to the result of a disturbed measurement, the system is disturbed as a whole. In that case, at least one of the exemplary three modulation frequencies must be switched to a new modulation frequency which is equal to no other two modulation frequencies. Of course, if more modulation frequencies are used, the number of pairings is higher. Also, other methods of evaluation may be used as a simple majority estimator.

4 zeigt die drei möglichen Paarungen der Modulationsfrequenzen bei beispielhaften drei Frequenzen. 4 shows the three possible pairings of the modulation frequencies at exemplary three frequencies.

5 verdeutlicht das Verhalten des Systems bei einer Änderung des Messwertes (S4) infolge einer nicht auf einer Störung beruhenden Änderung der Verhältnisse im Übertragungskanal (I1, I2, O). Das Messsignal (S4) befindet sich zu Beginn – ganz links gezeichnet, innerhalb eines vordefinierten Korridors. Überschreitet oder unterschreitet die Änderung gegenüber dem Mittelwert der vorausgehenden Zeit einen vorgegebenen Wert, so gelangt das Messsignal (S4) in die Prüfzone (PZ). Das System schaltet dann von der Messfrequenz (MF) auf die Prüffrequenz (PF) um. Die Pfeile markieren die Bereiche in denen die Messfrequenz (MF) bzw. die Prüffrequenz (PF) zur Messung verwendet wird. Der Bereich der Umschaltung ist mit einem gestrichelten umgebenden Kreis markiert. Da es sich um eine echte Änderung der Verhältnisse im Kanal (I1, I2, O) handelt, Ändert sich der Messwert (S4) durch die Umschaltung von der Messfrequenz (MF) auf die Prüffrequenz (PF) nicht. Der Messwert (S4) steigt infolge der Trägheit des Reglers (CT) weiter mist zu einem maximalen Signalpunkt (SIG) an. Das System regelt sich somit mit einem kleinen Ausschlag aus. 5 illustrates the behavior of the system in the event of a change in the measured value (S4) as a result of a change in the conditions in the transmission channel (I1, I2, O) which is not based on a disturbance. The measurement signal (S4) is located at the beginning - drawn on the left, within a predefined corridor. If the change exceeds or falls below a predetermined value with respect to the mean value of the preceding time, the measurement signal (S4) enters the test zone (PZ). The system then switches from the measurement frequency (MF) to the test frequency (PF). The arrows mark the areas in which the measuring frequency (MF) or the test frequency (PF) is used for the measurement. The area of switching is marked with a dashed surrounding circle. Since this is a true change in the conditions in the channel (I1, I2, O), the measured value (S4) does not change as a result of switching from the measuring frequency (MF) to the test frequency (PF). The measured value (S4) increases further due to the inertia of the controller (CT) to a maximum signal point (SIG). The system thus regulates with a small rash.

6 zeigt den Fall, dass es sich um eine Störung durch einen Störer handelt. Der Störer führt zu einem hier beispielhaft gewählten Ausschlag nach unten. Das Signal gerät wieder in die Prüfzone (PZ). In diesem Fall handelt es sich jedochum die untere Prüfzone (PZ). Das System schaltet wieder von der Messfrequenz (MF) auf die Prüffrequenz (PF) um. Der entsprechende Bereich ist wieder durch einen gestrichelten Kreis umgeben. Die Umschaltun führt jedoch dazu, dass der Messwert (S4) die Prüfzone nicht verlässt, sondern sich wieder dem zuvor bestehenden Mittelwert des Messwertes (S4) annähert. Das bedeutet, dass der Messwert bei der Messfrequenz (MF) gestört war. Somit kann eine Bewertungseinrichtung feststellen, dass der Messwert (S4) bei der Prüffrequenz (PF) mehr als erlaubt von dem Messwert (S4) bei der Messfrequenz (MF) abweicht. Die Prüffrequenz wird daraufhin von einer Steuerungseinrichtung als neue Messfrequenz (NMF) eingestellt. Die dritte Modulationsfrequenz wird von der Steuerungseinrichtung als neue Prüffrequenz (NPF) eingestellt. Ein darauf folgendes echtes Ereignis kann dann korrekt in der Art, wie bei 5 beschrieben erfasst werden. Bei diesem Ereignis wird die Messung dann mit der somit neu eingestellten Messfrequenz (NMF) und der neuen Prüffrequenz (NPF) gemessen. Der Punkt der Prüfung mit der neuen Prüffrequenz ist wieder mit einem gestrichelten Kreis umgeben. 6 shows the case that it is a disturbance by a disturber. The disturber leads down to an exemplary rash here. The signal returns to the test zone (PZ). In this case, however, it is the lower test zone (PZ). The system switches again from the measurement frequency (MF) to the test frequency (PF). The corresponding area is again surrounded by a dashed circle. The Umschaltun, however, means that the measured value (S4) does not leave the test zone, but again approaches the previously existing mean value of the measured value (S4). This means that the measured value was disturbed at the measuring frequency (MF). Thus, an evaluation device can determine that the measured value (S4) at the test frequency (PF) deviates more than permitted from the measured value (S4) at the measuring frequency (MF). The test frequency is then set by a controller as a new measurement frequency (NMF). The third modulation frequency is set by the controller as a new test frequency (NPF). A subsequent real event can then be correct in the way that 5 be described described. At this event, the measurement will then be with the newly set measurement frequency (NMF) and the new Test frequency (NPF) measured. The point of the test with the new test frequency is again surrounded by a dashed circle.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich also um eines zum Betreiben eines kompensierten Sensorsystems wobei dieses aus mindestens einem Empfänger D, dem Sensor, mindestens einem Kompensationssender (K) und mindestens einer Regelschleife mit einem Regler (CT) besteht, der im ungestörten Betriebsfall durch kompensierende Regelung eines monofrequent modulierten Sendesignals (S5) des Senders (H) und/oder eines monofrequent modulierten Kompensationssendesignals (S3) des Kompensationssender (K) das Empfängerausgangssignal (S0) des Empfängers (D) so ausregelt, dass es bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen das Empfängerausgangssignals (S0) keine Anteile des Sendesignals (S5) und/oder des Kompensationssendesignals (S3) mehr enthält. Dies betrifft auch den diskutierten Fall einer komplementären Regelung des Duty-Cycles von Kompensationssendesignal (S3) und Sendesignal (S5). Dabei gibt der Regler (CT) zumindest The inventive method is therefore one for operating a compensated sensor system which consists of at least one receiver D, the sensor, at least one compensation transmitter (K) and at least one control loop with a controller (CT), which in the undisturbed operating case by compensating Control of a monofrequently modulated transmit signal (S5) of the transmitter (H) and / or a monofrequently modulated compensation transmit signal (S3) of the compensation transmitter (K) the receiver output signal (S0) of the receiver (D) so adjusted that it is up to a control error and system noise the Receiver output signal (S0) contains no portions of the transmission signal (S5) and / or the compensation transmission signal (S3) more. This also applies to the case under discussion of a complementary control of the duty cycle of compensation transmission signal (S3) and transmission signal (S5). The controller (CT) gives at least

Das Sensorsystem kann dabei bei zumindest drei unterschiedlichen Modulationsfrequenzen (potenzielle Mess- und Prüffrequenzen) durch eine Steuereinheit betrieben werden. Dabei wird das Sensorsystem bei zumindest bei zwei unterschiedlichen Modulationsfrequenzen, der Mess- und der Prüffrequenz, durch eine Steuereinheit betrieben. Die Messergebnisse für die Messung bei Mess- und Prüffrequenz werden durch eine Bewertungseinheit zumindest auf den Zustand „ungestört“ geprüft. Abhängig vom Prüfungsergebnis erzeugt die Bewertungseinheit eine Bewertung „ungestört“ oder „gestört“. Im einfachsten Fall wird die Bewertung „gestört“ vergeben, wenn die Bewertung „ungestört“ nicht vergeben werden kann. The sensor system can be operated by at least three different modulation frequencies (potential measurement and test frequencies) by a control unit. In this case, the sensor system is operated at least at two different modulation frequencies, the measurement and the test frequency, by a control unit. The measurement results for the measurement and test frequency are at least checked by the evaluation unit for the status "undisturbed". Depending on the examination result, the assessment unit generates a rating "undisturbed" or "disturbed". In the simplest case, the rating "disturbed" is awarded if the rating "undisturbed" can not be awarded.

In einer konkreteren Ausprägung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein Messwert als „ungestört“ durch die Bewertungseinheit bewertet wird, wenn sich dieser Messwert von dem Messwert einer zweiten Modulationsfrequenz, typischerweise der Prüffrequenz, mindestens jedoch von den Messwerten der Mehrheit der anderen Modulationsfrequenzen, um nicht mehr als 50% und/oder nicht mehr als 25% und/oder nicht mehr als 10% und/oder nicht mehr als 5% und/oder nicht mehr als 2% und/oder nicht mehr als 1% und/oder nicht mehr als 0,5% unterscheidet. In a more concrete form, the method according to the invention is characterized in that a measured value is evaluated as "undisturbed" by the evaluation unit, if this measured value is from the measured value of a second modulation frequency, typically the test frequency, but at least of the measured values of the majority of the other modulation frequencies, by not more than 50% and / or not more than 25% and / or not more than 10% and / or not more than 5% and / or not more than 2% and / or not more than 1% and / or not more than 0.5%.

In einer zweiten Konkretisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dieses dadurch aus, dass ein Messwert bei der Messfrequenz als „gestört“ durch die Bewertungseinheit bewertet wird, wenn sich dieser Messwert von dem Messwert bei mindestens einer zweiten und einer dritten Modulationsfrequenz, typischerweise der Prüffrequenz, um mehr als 50% und/oder mehr als 25% und/oder mehr als 10% und/oder mehr als 5% und/oder mehr als 2% und/oder mehr als 1% und/oder mehr als 0,5% unterscheidet. In a second concretization of the method according to the invention, this is distinguished by the fact that a measured value at the measuring frequency is evaluated as "disturbed" by the evaluation unit, if this measured value changes from the measured value at at least one second and one third modulation frequency, typically the test frequency more than 50% and / or more than 25% and / or more than 10% and / or more than 5% and / or more than 2% and / or more than 1% and / or more than 0.5%.

In einer dritten Konkretisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich diese dadurch aus, dass die Bewertung durch die Bewertungseinheit vorgenommen wird, wenn der Messwert bei der Messfrequenz um mehr als 1% und/oder mehr als 2% und/oder mehr als 5% und/oder mehr als 10% vom Mittelwert dieses Messwertes integriert über eine Zeitkonstante τ abweicht. Dabei sollte diese Zeitkonstante τ kürzer als die Zeitkonstante der Regelung durch den Regler (CT) sein. In a third concretization of the method according to the invention, this is characterized in that the evaluation is performed by the evaluation unit, if the measured value at the measurement frequency by more than 1% and / or more than 2% and / or more than 5% and / or more than 10% of the mean value of this measured value deviates over a time constant τ. In this case, this time constant τ should be shorter than the time constant of the control by the controller (CT).

In einer vierten Konkretisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dieses dadurch aus, dass mindestens eine der mindestens drei Modulationsfrequenzen, die gleichzeitig mit der Messfrequenz nicht gleich ist, als Prüffrequenz dient und eine neue Messfrequenz dann durch eine Steuereinheit gesucht wird, wenn die Bewertung des Messergebnisses bei der Prüffrequenz im Vergleich zum Messergebnis bei der Messfrequenz eine Bewertung durch die Bewertungseinheit als „gestört“ ergibt. In a fourth concretization of the method according to the invention, this is characterized in that at least one of the at least three modulation frequencies, which is not the same at the same time as the measurement frequency, serves as a test frequency and a new measurement frequency is then sought by a control unit when the evaluation of the measurement result the test frequency compared to the measurement result at the measurement frequency results in a rating by the evaluation unit as "disturbed".

In einer fünften Konkretisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dieses dadurch aus, dass die bisherige Prüffrequenz durch eine Steuereinheit als neuen Messfrequenz eingestellt wird, wenn die Bewertung durch die Bewertungseinheit des Messergebnisses bei der Prüffrequenz im Vergleich zum Messergebnis bei der Messfrequenz eine Bewertung durch die Bewertungseinheit als „gestört“ ergibt. In a fifth concretization of the method according to the invention, this is characterized in that the previous test frequency is set by a control unit as the new measurement frequency, if the evaluation by the evaluation unit of the measurement result at the test frequency compared to the measurement result at the measurement frequency evaluation by the evaluation unit "Disturbed" results.

In einer sechsten Konkretisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dieses dadurch aus, dass eine der Modulationsfrequenzen, die weder Mess- noch Prüffrequenz ist, als neue Prüffrequenz durch eine Steuereinheit eingestellt wird, wenn die Bewertung des Messergebnisses bei der Prüffrequenz durch eine Bewertungseinheit im Vergleich zum Messergebnis bei der Messfrequenz eine Bewertung durch die Bewertungseinheit als „gestört“ ergibt. In a sixth concretization of the method according to the invention, this is characterized in that one of the modulation frequencies, which is neither measurement nor test frequency is set as a new test frequency by a control unit, when the evaluation of the measurement result at the test frequency by a rating unit compared to the measurement result at the measurement frequency gives a rating by the rating unit as "disturbed".

In einer siebten Konkretisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dieses dadurch aus, dass der Regler eine Frequenzbandbreite des geöffneten Regelkreises aufweist, die betragsmäßig kleiner als +/–10%, besser betragsmäßig kleiner als +/–5% besser betragsmäßig kleiner als +/–2%, besser betragsmäßig kleiner als +/–1%, besser betragsmäßig kleiner als +/–0,5% als die Modulationsfrequenz des Sendesignals (S5) bzw. des Kompensationssendesignals (S3) ist. In a seventh concretization of the method according to the invention, this is characterized in that the controller has a frequency bandwidth of the open loop, the amount less than +/- 10%, better absolute smaller than +/- 5% better absolute smaller than +/- 2 %, better in absolute terms less than +/- 1%, better in absolute terms less than +/- 0.5% than the modulation frequency of the transmission signal (S5) and the compensation transmission signal (S3).

In einer achten Konkretisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dieses dadurch aus, dass die Unterschiede der Modulationsfrequenzen benachbarter Modulationsfrequenzen kleiner als das Zehnfache und/oder kleiner als das doppelte und/oder kleiner als das einfache und/oder größer als das halbe und/oder größer als zwei Zehntel und/oder größer eine Zehntel der Frequenzbandbreite des Reglers (CT) betragen. In an eighth concretization of the method according to the invention, this is characterized in that the differences of the modulation frequencies of adjacent modulation frequencies less than ten times and / or less than twice and / or less than the simple and / or greater than half and / or greater than two tenths and / or greater than one tenth of the frequency bandwidth of the controller (CT).

Die Vorrichtung und das Verfahren sind besonders für die Verwendung in Automobilen mit erhöhten Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit geeignet. The apparatus and method are particularly suitable for use in automobiles with increased electromagnetic compatibility requirements.

Claims (6)

Verfahren zum Betreiben eines kompensierten Sensorsystems bestehend aus mindestens einem Empfänger (D, Sensor), mindestens einem Kompensationssender (K) und mindestens einer Regelschleife mit einem Regler (CT), der im ungestörten Betriebsfall durch kompensierende Regelung eines monofrequent modulierten Sendesignals (S5) des Senders (H) und/oder eines monofrequent modulierten Kompensationssendesignals (S3) des Kompensationssender (K) das Empfängerausgangssignal (S0) des Empfängers (D) so ausregelt, das es bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen das Empfängerausgangssignals (S0) keine Anteile des Sendesignals (S5) und/oder des Kompensationssendesignals (S3) mehr enthält, wobei der Regler (CT) zumindest zeitweise ein Signal (S4) ausgibt, das das Messergebnis enthält, und wobei das Sensorsystem bei zumindest drei unterschiedlichen Modulationsfrequenzen (potenzielle Mess- und Prüffrequenzen) durch eine Steuereinheit betrieben werden kann und wobei das Sensorsystem bei zumindest zwei unterschiedlichen Modulationsfrequenzen (Mess- und Prüffrequenz) durch eine Steuereinheit betrieben wird dadurch gekennzeichnet – dass die Messergebnisse für die Mess- und Prüffrequenz durch eine Bewertungseinheit auf den Zustand „ungestört“ geprüft werden und, – eine Bewertung „ungestört“ oder „gestört“ durch die Bewertungseinheit erzeugt wird und – dass ein Messwert als „ungestört“ durch die Bewertungseinheit bewertet wird, wenn sich dieser Messwert von dem Messwert einer zweiten Modulationsfrequenz, mindestens jedoch von den Messwerten der Mehrheit der Modulationsfrequenzen, um nicht mehr als 50% und/oder nicht mehr als 25% und/oder nicht mehr als 10% und/oder nicht mehr als 5% und/oder nicht mehr als 2% und/oder nicht mehr als 1% und/oder nicht mehr als 0,5% unterscheidet und – dass ein Messwert als „gestört“ durch die Bewertungseinheit bewertet wird, wenn sich dieser Messwert von dem Messwert mindestens einer zweiten und einer dritten Modulationsfrequenz um mehr als 50% und/oder mehr als 25% und/oder mehr als 10% und/oder mehr als 5% und/oder mehr als 2% und/oder mehr als 1% und/oder mehr als 0,5% unterscheidet und – dass mindestens eine der mindestens drei Modulationsfrequenzen, die mit der Messfrequenz nicht gleich ist, als Prüffrequenz dient und eine neue Messfrequenz dann gesucht wird, wenn die Bewertung des Messergebnisses bei der Prüffrequenz im Vergleich zum Messergebnis bei der Messfrequenz eine Bewertung als „gestört“ ergibt.  Method for operating a compensated sensor system consisting of at least one receiver (D, sensor), at least one compensation transmitter (K) and at least one control loop with a controller (CT), in undisturbed operation by compensating control of a monofrequently modulated transmit signal (S5) of the transmitter (H) and / or a monofrequently modulated compensation transmission signal (S3) of the compensation transmitter (K), the receiver output signal (S0) of the receiver (D) corrects so that there is a control error and system noise the receiver output signal (S0) no shares of the transmission signal (S5 ) and / or the compensation transmission signal (S3) contains more, wherein the controller (CT) at least temporarily outputs a signal (S4) containing the measurement result, and wherein the sensor system at least three different modulation frequencies (potential measurement and test frequencies) can be operated by a control unit, and wherein the sensor system is operated by at least two different modulation frequencies (measurement and test frequency) by a control unit characterized - that the measurement results for the measurement and test frequency are checked by an evaluation unit to the state "undisturbed" and, - a valuation "undisturbed" or "disturbed" is generated by the valuation unit and - that a measurement value is evaluated as "undisturbed" by the evaluation unit, if this measured value of the measured value of a second modulation frequency, but at least of the measured values of the majority of the modulation frequencies, by not more than 50% and / or not more than 25% and / or not more than 10% and / or not more than 5% and / or not more than 2% and / or not more than 1% and / or not more than 0.5% and - that a measured value is evaluated as "disturbed" by the evaluation unit, if this measured value of the measured value of at least a second and a third modulation frequency by more than 50% and / or more than 25% and / or more than 10% and / or differentiates more than 5% and / or more than 2% and / or more than 1% and / or more than 0,5% and - That at least one of the at least three modulation frequencies, which is not equal to the measurement frequency, is used as a test frequency and a new measurement frequency is sought when the evaluation of the measurement result at the test frequency compared to the measurement result at the measurement frequency, a rating as "disturbed" , Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung durch die Bewertungseinheit vorgenommen wird, wenn der Messwert bei der Messfrequenz um mehr als 1% und/oder mehr als 2% und/oder mehr als 5% und/oder mehr als 10% vom Mittelwert dieses Messwertes integriert über eine Zeitkonstante τ abweicht. A method according to claim 1, characterized in that the evaluation is performed by the evaluation unit, if the measured value at the measurement frequency by more than 1% and / or more than 2% and / or more than 5% and / or more than 10% of the mean this measured value deviates over a time constant τ. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass die bisherige Prüffrequenz zur neuen Messfrequenz wird, wenn die Bewertung des Messergebnisses bei der Prüffrequenz im Vergleich zum Messergebnis bei der Messfrequenz eine Bewertung als „gestört“ ergibt. Method one or more of claims 1 to 2, characterized in that the previous test frequency to the new measuring frequency, if the evaluation of the measurement result in the test frequency in comparison to the measurement result at the measuring frequency results in a rating as "disturbed". Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass eine der Modulationsfrequenzen, die weder Mess- noch Prüffrequenz ist, zur neuen Prüffrequenz wird, wenn die Bewertung des Messergebnisses bei der Prüffrequenz im Vergleich zum Messergebnis bei der Messfrequenz eine Bewertung als „gestört“ ergibt. Method one or more of claims 1 to 3, characterized in that one of the modulation frequencies, which is neither measurement nor test frequency, the new test frequency, if the evaluation of the measurement result at the test frequency compared to the measurement result at the measurement frequency, a rating as "disturbed "Results. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Regler eine Frequenzbandbreite des geöffneten Regelkreises aufweist, die betragsmäßig kleiner als +/–10%, besser betragsmäßig kleiner als +/–5% besser betragsmäßig kleiner als +/–2%, besser betragsmäßig kleiner als +/–1%, besser betragsmäßig kleiner als +/–0,5% als die Modulationsfrequenz des Sendesignals (S5) bzw. des Kompensationssendesignals (S3) ist. Method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the controller has a frequency bandwidth of the open loop, the amount less than +/- 10%, better absolute smaller than +/- 5% better absolute smaller than +/- 2 %, better in absolute terms less than +/- 1%, better in absolute terms less than +/- 0.5% than the modulation frequency of the transmission signal (S5) and the compensation transmission signal (S3). Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschiede der Modulationsfrequenzen benachbarter Modulationsfrequenzen kleiner als das Zehnfache und/oder kleiner als das doppelte und/oder kleiner als das einfache und/oder größer als das halbe und/oder größer als zwei Zehntel und/oder größer eine Zehntel der Frequenzbandbreite des Reglers (CT) betragen. Method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the differences in the modulation frequencies of adjacent modulation frequencies less than ten times and / or less than twice and / or less than the simple and / or greater than half and / or greater than two tenths and / or greater than one tenth of the frequency bandwidth of the controller (CT).
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