-
Die Erfindung betrifft Sensorvorrichtungen, einen Server, ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung sowie ein Computerprogramm.
-
Stand der Technik
-
Bekannt ist zum Beispiel ein Drucksensor für Anwendungen im Consumer-Bereich ohne Gelpassivierung. Stand der Technik ist es, den Abgleich der Drucksensorzelle nach dem Vereinzeln und Verpacken durchzuführen. Dazu werden zum Beispiel eine mikromechanische Brücke mit einem Auswerte-ASIC – in der Regel Verstärker, Digitalisierungs- und Abgleichstufe – über Druck und Temperatur vermessen, wobei aus den Messdaten mittels externer Computersoftware die Abgleichkoeffizienten für eine Kennlinie nach Kundenwunsch berechnet und diese mittels externer Abgleichelektronik in einen auf dem ASIC befindlichen PROM geschrieben werden. Für Consumer-Applikationen beispielsweise in Smartphones ist es üblich, auf eine Abgleichelektronik im Auswerte-ASIC zu verzichten und stattdessen den Abgleich mittels mathematischer Koeffizienten durchzuführen, die zugeordnet zu dem jeweiligen Sensorelement in einen Speicherbereich (OTP) des Auswerte-ASIC geschrieben, vom Smartphoneprozessor ausgelesen und über eine definierte Formel verarbeitet werden. Typischerweise werden beim Abgleich des Sensors der Offset und die Empfindlichkeit sowie deren lineare Temperaturkoeffizienten berücksichtigt. Aufwändiger ist der Abgleich nichtlinearer Druck- oder Temperaturverläufe über entsprechende Koeffizienten. Dafür ist es üblich, die Kennlinienverläufe ausgewählter Sensoren unterschiedlicher Herstellungschargen über Druck und Temperatur zu messen, um daraus pauschale Korrekturkoeffizienten für die Nichtlinearitäten zu ermitteln, die in der jeweiligen Applikation im Sinne eines Vorabgleichs verwendet werden.
-
Stand der Technik bei der Herstellung von Sensoren ist zusammenfassend ein Vorabgleich oder Pauschalabgleich des Sensorelementes vor Montage und ein Endabgleich prozessbedingter Schwankungen nach Montage. Ein Nachteil dieses Endabgleichs sind Aufwand und Kosten für die Handhabung der vereinzelten Sensoren auf dafür vorgesehenen Abgleicheinrichtungen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, eine verbesserte Sensorvorrichtung bereitzustellen.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann des Weiteren darin gesehen werden, ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung anzugeben.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, einen Server anzugeben.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann des Weiteren darin gesehen werden, ein Computerprogramm anzugeben.
-
Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
-
Nach einem Aspekt wird eine Sensorvorrichtung bereitgestellt, umfassend
- – einen Sensor zum Messen einer physikalischen Größe
- – eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Sensors,
- – eine Kommunikationsschnittstelle zum Senden der erfassten Position und eines auf einer Messung an der erfassten Position basierenden Messwertes an einen Server über ein Kommunikationsnetzwerk,
- – wobei die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, von dem Server über das Kommunikationsnetzwerk einen der erfassten Position zugeordneten Referenzmesswert und/oder einen der erfassten Position zugeordneten Korrekturwert zu empfangen, und
- – eine Verarbeitungseinrichtung, die ausgebildet ist, für eine Korrektur des Messwerts basierend auf dem Referenzmesswert und dem Messwert einen Korrekturwert zu ermitteln und/oder basierend auf dem empfangenen Korrekturwert den Messwert zu korrigieren.
-
Nach noch einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben der Sensorvorrichtung bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:
- – Messen einer physikalischen Größe mittels des Sensors,
- – Erfassen einer der Messung zugeordneten Position des Sensors mittels der Positionserfassungseinrichtung,
- – Senden der erfassten Position und eines auf der Messung basierenden Messwertes an einen Server über ein Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle,
- – Empfangen mittels der Kommunikationsschnittstelle von dem Server über das Kommunikationsnetzwerk eines der erfassten Position zugeordneten Referenzmesswerts und/oder eines der erfassten Position zugeordneten Korrekturwerts, und
- – Ermitteln mittels der Verarbeitungseinrichtung eines Korrekturwerts basierend auf dem Referenzmesswert und dem Messwert für eine Korrektur des Messwerts und/oder Korrigieren mittels der Verarbeitungseinrichtung des Messwerts basierend auf dem empfangenen Korrekturwert.
-
Nach einem anderen Aspekt wird eine Sensorvorrichtung bereitgestellt, umfassend:
- – einen Sensor zum Messen einer physikalischen Größe,
- – eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Sensors,
- – eine Kommunikationsschnittstelle zum Senden der erfassten Position und eines auf einer Messung an der erfassten Position basierenden Messwertes an zumindest eine weitere Sensorvorrichtung über ein Kommunikationsnetzwerk,
- – wobei die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, von der zumindest einen weiteren Sensorvorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk einen der erfassten Position zugeordneten Referenzmesswert und/oder einen der erfassten Position zugeordneten Korrekturwert zu empfangen und/oder einen der erfassten Position zugeordneten weiteren Messwert der zumindest einen weiteren Sensorvorrichtung zu empfangen, und
- – eine Verarbeitungseinrichtung, die ausgebildet ist, für eine Korrektur des Messwerts basierend auf dem Referenzmesswert und dem Messwert einen Korrekturwert zu ermitteln und/oder basierend auf dem empfangenen Korrekturwert den Messwert zu korrigieren und/oder basierend auf dem weiteren Messwert und dem Messwert einen Referenzmesswert zu ermitteln.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben der Sensorvorrichtung bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:
- – Messen einer physikalischen Größe mittels des Sensors,
- – Erfassen einer der Messung zugeordneten Position des Sensors mittels der Positionserfassungseinrichtung,
- – Senden der erfassten Position und eines auf der Messung basierenden Messwertes an zumindest eine weitere Sensorvorrichtung über ein Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle,
- – Empfangen mittels der Kommunikationsschnittstelle von der zumindest einen weiteren Sensorvorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk eines der erfassten Position zugeordneten Referenzmesswerts und/oder eines der erfassten Position zugeordneten Korrekturwerts und/oder eines der erfassten Position zugeordneten weiteren Messwerts der zumindest einen weiteren Sensorvorrichtung, und
- – Ermitteln mittels der Verarbeitungseinrichtung eines Korrekturwerts basierend auf dem Referenzmesswert und dem Messwert für eine Korrektur des Messwerts und/oder Korrigieren mittels der Verarbeitungseinrichtung des Messwerts basierend auf dem empfangenen Korrekturwert und/oder Ermitteln mittels der Verarbeitungseinrichtung eines Referenzmesswerts basierend auf dem weiteren Messwert und dem Messwert.
-
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Server bereitgestellt, umfassend:
- – eine Kommunikationsschnittstelle zum Empfangen einer Position eines Sensors einer Sensorvorrichtung und eines auf einer Messung an der Position basierenden Messwertes über ein Kommunikationsnetzwerk von der Sensorvorrichtung,
- – eine Serververarbeitungseinrichtung zum Auswählen eines der Position des Sensors zugeordneten Referenzmesswerts aus einer Vielzahl von Referenzmesswerten mit zugehörigen Positionen und/oder zum Ermitteln eines Korrekturwerts basierend auf dem Messwert und einem der Position zugeordneten Referenzmesswert, wobei
- – die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, den Referenzmesswert und/oder den Korrekturwert über das Kommunikationsnetzwerk an die Sensorvorrichtung zu senden.
-
Nach noch einem Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zum Betreiben einer Sensorvorrichtung umfasst, wenn das Computerprogramm auf einem Computer, insbesondere einer Sensorvorrichtung, vorzugsweise einer Verarbeitungseinrichtung, ausgeführt wird.
-
Die Erfindung umfasst also insbesondere den Gedanken, die für eine Korrektur des Messwerts notwendigen Werte (zum Beispiel der Referenzmesswert und/oder der Korrekturwert) nicht mehr bei der Fertigung in einen Speicher der Sensorvorrichtung zu schreiben, sondern vielmehr diese über ein Kommunikationsnetzwerk der Sensorvorrichtung zur Verfügung zu stellen, beispielsweise von dem Server und/oder von einer weiteren Sensorvorrichtung. Die Vorteile sind insbesondere die folgenden:
Der Abgleich des Sensors erfolgt in vorteilhafter Weise ohne eine externe Abgleichelektronik. Der Abgleich oder die Korrektur erfolgt vielmehr mittels Modifikation mathematischer Koeffizienten. Eine interne (also in der Sensorvorrichtung vorhandene) Abgleichelektronik ist nicht unbedingt erforderlich.
-
Es wird ein Abgleich oder eine Korrektur im endapplizierten Zustand unter vorteilhafter Berücksichtigung aller applikationsbedingten Einflussparameter durchgeführt. Dadurch erhöht sich eine Genauigkeit.
-
Durch regelmäßiges Durchführen der Verfahrensschritte (also eine regelmäßige Kontrolle) und durch gegebenenfalls einen Nachabgleich (also Korrektur) werden Langzeitdrifts vermieden.
-
Weiterhin steht in vorteilhafter Weise eine Überwachungsmöglichkeit weiterer Sensorfunktionen in der Feldapplikation zur Verfügung.
-
Aufgrund des Wegfalls der Handlings- und Kontaktiersysteme für den Abgleich mittels einer externen Elektronik ergeben sich weitere Vorteile wie:
- – Vereinfachte Beaufschlagung chemischer oder physikalischer Stimuli,
- – Erhöhung der Zuverlässigkeit und Qualitätsverbesserung durch Wegfall des Kontaktiereinflusses beim Abgleich,
- – Ausbeuteerhöhung durch Vermeidung von Kontaktierfehlern,
- – Wegfall der für den Abgleich notwendigen Kontaktpads auf dem Chip für den Sensor und Gehäuse, dadurch Verkleinerung des Gehäuses,
- – Kostensenkung durch den Wegfall eines Steckers respektive einer Drahtschnittstelle,
- – Kosteneinsparung, da auf das Abgleichhandling nach Verpacken und damit auf die Endabgleicheinrichtung verzichtet werden kann.
-
Ferner beruht die Erfindung auf den Gedanken, dass in einem Umfeld einer Sensorvorrichtung, weitere Sensorvorrichtungen den gleichen Wert für die physikalische Größe messen sollten, wie die Sensorvorrichtung. Dies unter der Prämisse, dass die Sensoren nicht fehlerhaft messen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Sensor korrekt misst, aber viele Sensoren nicht, ist kleiner als der umgekehrte Fall: Ein Sensor misst fehlerhaft, aber viele Sensoren messen korrekt. Somit kann über eine entsprechende Analyse der Vielzahl an Messwerten ermittelt werden, welcher Messwert von den anderen Messwerten abweicht, also welcher Sensor im Vergleich zu den anderen Sensoren nicht korrekt misst. Basierend auf den korrekten Messwerten kann ein oder mehrere Korrekturfaktoren oder Korrekturwerten für den nicht korrekt messenden Sensor ermittelt werden, so dass der nicht korrekt messende Sensor basierend auf den Korrekturwerten abgeglichen werden kann. Das heißt, dass der Wert, den der Sensor ausgibt, mathematisch basierend auf dem oder den Korrekturwerten korrigiert wird, so dass der korrigierte Korrekturwert dem korrekten Messwert entspricht.
-
Hierbei ist vorzugsweise ein Server vorgesehen, der zu einem bestimmten Ort einen korrekten Messwert bereitstellt, der von der Verarbeitungseinrichtung als Referenzmesswert verwendet wird, um basierend darauf den oder die Korrekturwerte zu bestimmen, basierend auf welchen der Messwert abgeglichen werden kann. Der Server ermittelt beispielsweise selbst den diesem Ort zugeordneten Korrekturwert, wobei der Korrekturwert alternativ oder zusätzlich einem bestimmten Sensortyp zugeordnet ist, so dass die Verarbeitungseinrichtung diesen von dem Server empfängt und basierend darauf den gemessenen Wert korrigiert. Das heißt, dass das Ermitteln des Korrekturwerts auf dem Server erfolgen kann und/oder auf der Sensorvorrichtung.
-
Der Messwert entspricht beispielsweise einem analogen Signal des Sensors. Der Messwert entspricht beispielsweise einem digitalen Signal, welches auf einer Analog-Digital-Wandlung des analogen Signals des Sensors basiert. Durch das korrigieren des Messwerts wird also das analoge Signal oder das digitale Signale basierend auf dem Korrekturwert korrigiert. Das analoge oder digitale Signal wird also abgeglichen basierend auf dem Korrekturwert.
-
Für die Korrektur oder den Abgleich wird vorzugsweise eine mathematische Formel verwendet, die den Korrekturwert umfasst. Das Abgleichen oder das Korrigieren von Messwerten basierend auf einem Korrekturwert ist dem Fachmann als solches bekannt und wird daher hier nicht im Detail beschrieben.
-
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung den Messwert korrigiert. Dies basierend auf dem Korrekturwert, der beispielsweise vom Server oder von weiteren Sensorvorrichtungen empfangen oder auf der Sensorvorrichtung mittels der Verarbeitungseinrichtung selbst ermittelte wurde. Wenn von unterschiedlichen Sendern mehrere Korrekturwerte empfangen wurden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung basierend auf den mehreren Korrekturwerten einen Korrekturwert ermittelt, beispielsweise mittels einer Mittelung, insbesondere mittels einer gewichteten Mittelung.
-
Nach einer Ausführungsform umfasst die Sensorvorrichtung eine Speichereinrichtung. In der Speichereinrichtung ist beispielsweise ein Korrekturwert gespeichert. Dies kann zum Beispiel bei der Fertigung oder bei der Montage der Sensorvorrichtung in ein mobiles Endgerät durchgeführt worden sein. Basierend auf einem empfangenen Korrekturwert oder auf einem selbst ermittelten Korrekturwert wird vorzugsweise der abgespeicherte Korrekturwert entsprechend geändert oder korrigiert. Basierend auf diesen korrigierten Korrekturwert wird der Messwert korrigiert oder abgeglichen.
-
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung von einem mobilen Endgerät, zum Beispiel einem Mobilfunktelefon, zum Beispiel einem Smartphone, umfasst ist.
-
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kommunikationsnetzwerk ein Mobilfunknetzwerk, ein WLAN-Netzwerk, ein Bluetooth-Netzwerk ist. Das Kommunikationsnetzwerk ist insbesondere das Internet.
-
Nach einer anderen Ausführungsform ist der Korrekturwert ein Offsetkoeffizient, ein linearer Temperaturkoeffizient oder ein Empfindlichkeitskoeffizient. Beispielsweise sind mehrere Korrekturwerte vorgesehen, die insbesondere gleich oder unterschiedlich gebildet sein können.
-
Die Erfindung umfasst insbesondere den Gedanken, dass die Sensorvorrichtungen untereinander ermitteln, welcher Messwert als Referenzmesswert verwendet werden soll. Hier kann in dieser Ausführungsform auf den Server verzichtet werden. Das spart in vorteilhafter Weise Ressourcen.
-
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Sensor ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Sensoren ist: Drucksensor, Temperatursensor, Feuchtesensor, optischer Sensor, Gassensor, Abstandssensor, Biosensor, aktiver Sensor, passiver Sensor, Bildsensor, Magnetsensor, Beschleunigungssensor oder Drehratensensor.
-
Der Drucksensor misst also einen Druck. Der Gassensor misst beispielsweise eine CO2-Konzentration oder allgemein eine Gaskonzentration. Der Feuchtesensor misst beispielsweise eine Luftfeuchte.
-
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, dem Messwert vor dem Senden einen Zeitstempel zuzuordnen, so dass der Messwert mit dem zugeordneten Zeitstempel mittels der Kommunikationsschnittstelle ausgesendet werden kann.
-
Dadurch ist insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine zeitliche Zuordnung zu einzelnen Messwerten ermöglicht ist. Somit ist ein Abgleich oder eine Korrektur auch für vergangene Messwerte möglich. Der Server kann beispielsweise ermitteln, wann die vorbestimmte Zeitdauer (siehe nachstehende Ausführungen) abgelaufen ist, innerhalb derer noch Abweichungen toleriert werden, ohne dass ein Referenzwert und/oder Korrekturwert an die Sensorvorrichtung gesendet wird respektive werden. Dies spart Ressourcen und Übertragungskapazitäten ein.
-
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, vor dem Senden des Messwerts eine Sensorkennung mittels der Kommunikationsschnittstelle über das Kommunikationsnetzwerk an den Server respektive die zumindest eine weitere Sensorvorrichtung auszusenden.
-
Dadurch ist beispielsweise der technische Vorteil bewirkt, dass der Sensor identifiziert werden kann, sodass ermittelt werden kann, ob dieser spezifische Sensor einen Abgleich benötigt, also ob er nicht genau misst, also ob er beispielsweise fehlerhaft arbeitet. So kann in vorteilhafter Weise unabhängig von Messwerten der Sensorvorrichtung gleich ein Korrekturwert zugesendet werden.
-
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Serververarbeitungseinrichtung die Messwerte mit Positionen, die die Sensorvorrichtungen dem Server senden, in eine Datenbank speichert. Die Serververarbeitungseinrichtung ermittelt insbesondere basierend auf den gespeicherten Werten jeweilige Referenzwerte für diese Positionen und/oder ermittelt für diese Positionen Korrekturwerte.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
-
1 eine Sensorvorrichtung,
-
2 eine weitere Sensorvorrichtung,
-
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Sensorvorrichtung,
-
4 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Betreiben einer Sensorvorrichtung,
-
5 einen Server und
-
6 noch eine andere Sensorvorrichtung.
-
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
-
1 zeigt eine Sensorvorrichtung 101.
-
Die Sensorvorrichtung 101 umfasst einen Sensor 103 zum Messen einer physikalischen Größe (zum Beispiel einen Druck, eine Gaskonzentration, eine Temperatur). Ferner umfasst die Sensorvorrichtung 101 eine Positionserfassungseinrichtung 105 zum Erfassen einer Position des Sensors 103. Des Weiteren ist eine Kommunikationsschnittstelle 107 vorgesehen, die ausgebildet ist, die erfasste Position und einen auf einer Messung an der erfassten Position basierenden Messwert an einen Server über ein Kommunikationsnetzwerk zu senden. Die Kommunikationsschnittstelle 107 ist ferner ausgebildet, von dem Server über das Kommunikationsnetzwerk einen der erfassten Position zugeordneten Referenzmesswert und/oder einen der erfassten Position zugeordneten Korrekturwert zu empfangen. Die Sensorvorrichtung 101 umfasst ferner eine Verarbeitungseinrichtung 109, die ausgebildet ist, für eine Korrektur des Messwerts basierend auf dem Referenzmesswert und dem Messwert einen Korrekturwert zu ermitteln und/oder basierend auf dem empfangenen Korrekturwert den Messwert zu korrigieren.
-
2 zeigt eine Sensorvorrichtung 201.
-
Die Sensorvorrichtung 201 umfasst analog zu der Sensorvorrichtung 101 einen Sensor 103 und eine Positionserfassungseinrichtung 105. Ferner umfasst die Sensorvorrichtung 201 eine Kommunikationsschnittstelle 207 zum Senden der erfassten Position und eines auf einer Messung an der erfassten Position basierenden Messwertes an zumindest eine weitere Sensorvorrichtung über ein Kommunikationsnetzwerk. Die Kommunikationsschnittstelle 207 ist ausgebildet, von der zumindest einen weiteren Sensorvorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk einen der erfassten Position zugeordneten Referenzmesswert und/oder einen der erfassten Position zugeordneten Korrekturwert zu empfangen und/oder einen der erfassten Position zugeordneten weiteren Messwert der zumindest einen weiteren Sensorvorrichtung zu empfangen.
-
Die Sensorvorrichtung 201 umfasst ferner eine Verarbeitungseinrichtung 209, die ausgebildet ist, für eine Korrektur des Messwerts basierend auf dem Referenzmesswert und dem Messwert einen Korrekturwert zu ermitteln und/oder basierend auf dem empfangenen Korrekturwert den Messwert zu korrigieren und/oder basierend auf dem weiteren Messwert und dem Messwert einen Referenzmesswert zu ermitteln.
-
Nach einer nicht gezeigten Ausführungsform ist eine Sensorvorrichtung vorgesehen, die die Funktionalitäten der Sensorvorrichtungen 101 und 201 in sich vereint. Das heißt, dass in dieser Ausführungsform die Sensorvorrichtung ebenfalls einen Sensor zum Messen einer physikalischen Größe und eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Sensors umfasst. Diese nicht gezeigte Sensorvorrichtung umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle und eine Verarbeitungseinrichtung, die jeweils ausgebildet sind, die entsprechenden Schritte der Kommunikationsschnittstellen 107, 207 und der Verarbeitungseinrichtungen 109, 209 durchzuführen. Das heißt, dass diese nicht gezeigte Sensorvorrichtung sowohl mit einem Server kommunizieren kann als auch mit weiteren Sensorvorrichtungen, um insbesondere Referenzmesswerte und/oder Korrekturwerte zu empfangen.
-
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Sensorvorrichtung 101 gemäß 1. Gemäß einem Schritt 301 wird eine physikalische Größe mittels des Sensors 103 gemessen. Ferner wird in einem Schritt 303 eine der Messung zugeordnete Position des Sensors mittels der Positionserfassungseinrichtung 105 erfasst. In einem Schritt 305 werden die erfasste Position und ein auf der Messung basierender Messwert an einen Server über ein Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle 107 gesendet. Mittels der Kommunikationsschnittstelle 107 wird in einem Schritt 307 von dem Server über das Kommunikationsnetzwerk eines der erfassten Position zugeordneten Referenzmesswertes und/oder eines der erfassten Position zugeordneten Korrekturwerts empfangen. Die Verarbeitungseinrichtung 109 ermittelt in einem Schritt 309 einen Korrekturwert basierend auf dem Referenzmesswert und dem Messwert für eine Korrektur des Messwerts und/oder korrigiert den Messwert basierend auf dem empfangenen Korrekturwert.
-
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Betreiben der Sensorvorrichtung 201 gemäß 2.
-
Gemäß den Schritten 301 und 303 wird eine physikalische Größe respektive eine der Messung zugeordnete Position des Sensors erfasst analog zu dem Ablaufdiagramm gemäß 3. Ferner werden in einem Schritt 401 die erfasste Position und ein auf der Messung basierender Messwert an zumindest eine weitere Sensorvorrichtung über ein Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle 207 gesendet. Die Kommunikationsschnittstelle 207 empfängt gemäß einem Schritt 403 von der zumindest einen weiteren Sensorvorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk eines der erfassten Position zugeordneten Referenzmesswerts und/oder eines der erfassten Position zugeordneten Korrekturwerts und/oder eines der erfassten Position zugeordneten weiteren Messwerts der zumindest einen weiteren Sensorvorrichtung.
-
In einem Schritt 405 ermittelt die Verarbeitungseinrichtung 209 einen Korrekturwert basierend auf dem Referenzmesswert und dem Messwert für eine Korrektur des Messwerts und/oder korrigiert den Messwert basierend auf dem empfangenen Korrekturwert und/oder ermittelt einen Referenzmesswert basierend auf dem weiteren Messwert und dem Messwert.
-
5 zeigt einen Server 501.
-
Der Server 501 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 503 zum Empfangen einer Position eines Sensors einer Sensorvorrichtung und eines auf einer Messung an der Position basierenden Messwertes über ein Kommunikationsnetzwerk von der Sensorvorrichtung. Der Server 501 umfasst ferner eine Serververarbeitungseinrichtung 505 zum Auswählen eines der Position des Sensors und/oder dem Sensortyp (, der beispielsweise durch eine Sensorkennung bekannt ist, die die Sensorvorrichtung dem Server zugesendet hat,) zugeordneten Referenzmesswerts aus einer Vielzahl von Referenzmesswerten mit zugehörigen Positionen und/oder zum Ermitteln eines Korrekturwerts basierend auf dem Messwert und einem der Position zugeordneten Referenzmesswert. Die Kommunikationsschnittstelle 503 ist ausgebildet, den Referenzmesswert und/oder den Korrekturwert über das Kommunikationsnetzwerk an die Sensorvorrichtung zu senden.
-
6 zeigt noch eine andere Sensorvorrichtung 601.
-
Die Sensorvorrichtung 601 umfasst einen Drucksensorchip 603 umfassend eine PorSi-Membran 604. Der Drucksensorchip 603 ist auf einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung 607 (auf Englisch ASIC, Application Specific Integrated Circuit) angeordnet und mit dieser mittels eines Bonddrahts 605 verbunden. Die anwendungsspezifische integrierte Schaltung 607 umfasst beispielsweise eine Positionserfassungseinrichtung, eine Kommunikationsschnittstelle und eine Verarbeitungseinrichtung. In nicht gezeigten Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Positionserfassungseinrichtung, die Kommunikationsschnittstelle und die Verarbeitungseinrichtung verschieden von der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung 607 gebildet sind, also nicht in dieser integriert sind. Allerdings können einige der vorstehenden Elemente in der ASIC 607 integriert sein und andere verschieden von dieser gebildet sein.
-
Die anwendungsspezifische integrierte Schaltung 607 ist mittels Bonddrähten 605 mit Durchkontaktierungen 609 eines Substrats 610 (, das auch als Träger bezeichnet werden kann,) verbunden, wobei die anwendungsspezifische integrierte Schaltung 607 auf dem Substrat 610 oder Träger angeordnet ist. Auf einer Oberfläche 613 des Substrats 610, die der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung 607 abgewandt ist, sind Lötbumps 611 vorgesehen, die auf den Durchkontaktierungen 609 angeordnet sind. Die Sensorvorrichtung 601 kann so beispielsweise auf eine Platine gelötet werden.
-
Die Sensorvorrichtung 601 kann beispielsweise in einem mobilen Endgerät eingebaut sein. Gleiches gilt für die Sensorvorrichtungen 101 und 201. Das Endgerät kann beispielsweise ein Mobiltelefon, vorzugsweise ein Smartphone, sein.
-
Eine nicht gezeigte Ausführungsform kann beispielsweise wie folgt gebildet sein:
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der an sich bekannte Vorabgleich mittels pauschal vorzugebender Korrekturkoeffizienten oder Korrekturwerte auf beispielsweise die Empfindlichkeit und vorzugsweise die linearen Temperaturkoeffizienten von Empfindlichkeit und Offset erweitert. Alternativ können diese Korrekturkoeffizienten oder Korrekturwerte auch beim Vormessen der Sensorchips auf Waferlevel ermittelt und später dem jeweiligen Sensor zugeordnet werden.
-
Üblicherweise wird beim Vereinzeln der Sensorchips und durch die Aufbau- und Verbindungstechnik der jeweilige Offset am stärksten beeinflusst. Eine mögliche Offsetbeeinflussung findet aber auch in der Kundenapplikation, beispielsweise beim Löten des Sensors auf die Leiterplatte im Smartphone statt.
-
Erfindungsgemäß ist vorzugsweise eine Cloudinfrastruktur vorgesehen. Der Server ist Teil der Cloudinfrastruktur.
-
Ein Smartphone, das stellvertretend für ein mobiles Endgerät steht, kennt seine geographische Position über GPS oder bei ausgeschaltetem GPS über die jeweilige Funkzelle. Außerdem ist es in der Regel permanent mit einer Cloudinfrastruktur, zum Beispiel der Internet-Cloud, verbunden, wobei die Cloudinfrastruktur zum Beispiel über das Internet erreichbar ist. Über das Internet stehen Server (oder auch nur ein Server) zur Verfügung, die in der Lage sind, die jeweilige barometrische Druckinformation und die Temperaturinformation für jedes Smartphone mit Zeit- und Ortsstempel, bei eingeschaltetem GPS inklusive der Höheninformation zu speichern. Weicht der gemessene Druck eines Gerätes dauerhaft von den gemessenen Drücken anderer Geräte, die sich im Umfeld des Smartphones befinden, ab (kurzzeitige Abweichungen sind erlaubt), wird dem Smartphone dies automatisch mittels des Servers mitgeteilt. Der Server sendet zum Beispiel einen Korrekturwert oder einen Referenzmesswert an das Smartphone.
-
Mittels der zusammen mit der definierten Formel zur Verfügung gestellten Nachkalibriersoftware im Smartphone wird der im Smartphone gespeicherte Offsetkoeffizient für den Druck entsprechend geändert. Der Messwert wird also letztlich korrigiert. Wenn im Smartphone kein Offsetkoeffizient gespeichert ist, wird der Korrekturwert direkt für die Korrektur verwendet.
-
In einer aufwändigeren Ausführung lassen sich auch der Temperaturkoeffizient des Offsets bzw. die Empfindlichkeitskoeffizienten beeinflussen, sofern die dem Sensor zugeordneten Serverdaten dies plausibel erscheinen lassen.
-
Grundsätzlich lässt sich dieses Verfahren auch nachträglich über eine APP (steht für „Application Software“, also Anwendungssoftware) für bestehende Smartphones anwenden.
-
Dabei beschränkt sich diese Abgleichmethode nicht nur auf den barometrischen Druck. Beispielsweise lassen sich auch andere Sensorparameter wie zum Beispiel Luftfeuchte oder zum Beispiel CO2-Konzentration auf diese Weise eichen.
-
Dieser Abgleich mit anderen Geräten kann, muss aber nicht über einen zentralen Server, sondern kann auch mit Cloud-Kommunikationslösungen für kurze Distanzen erfolgen, also über ein Kommunikationsnetzwerk wie zum Beispiel WLAN oder Bluetooth. Dabei ist vorgesehen, dass die Kalibriersoftware auf den Smartphones derart ausgebildet ist, dass sie selbst in der Lage ist, eine dauerhafte Abweichung zu erkennen und zu beseitigen.
-
Für den Hersteller von Smartphones bietet die Erfindung in vorteilhafter Weise auch die Möglichkeit, genaue Stimuligeber vorausgesetzt, die Signale von Inertial- oder Magnetsensoren nach einer möglichen Offsetbeeinflussung durch das Einlöten zu überprüfen, bzw. sie neu zu eichen. Grundsätzlich lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beliebige Sensorparameter kontrollieren und gegebenenfalls anpassen.
