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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Sensor zum Erfassen einer physikalischen Messgröße.
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Ein Sensor kann beispielsweise zum Erfassen von Bewegungs- und/oder Lageinformationen genutzt werden, um eine Relativbewegung und/oder eine Ausrichtung des Sensors in Bezug auf die Umgebung des Sensors zu bestimmen und, insbesondere in Form eines Sensorsignals, bereitzustellen. Ferner kann der Sensor ein Filter umfassen, das ausgebildet sein kann, ein Frequenzspektrum des Sensorsignals, unter Verwendung einer Übertragungsfunktion mit Filterkoeffizienten, zu verändern. Typischerweise kann es bei bekannten Sensoren nicht vorgesehen sein, dass das Filter während des Betriebs des Sensors angepasst werden kann, um beispielsweise einen Filterparametersatz, die Übertragungsfunktion und/oder die Filterkoeffizienten zu ändern.
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Im Stand der Technik können anwenderspezifische Filterkoeffizienten auf Basis von Filterparametern mittels eines Filterdesignwerkzeugs berechnet und in dem Filter, der Recheneinheit und/oder dem Speicher während oder nach der Herstellung des Sensors hinterlegt, abgespeichert oder einprogrammiert sein. Diese werksseitig eingespielten Filterkoeffizienten können unveränderbar und/oder durch anwenderspezifische Filterkoeffizienten erweiterbar sein.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen effizienteren und flexibleren Sensor bereitzustellen, welcher einen anpassbaren Filter aufweist und ausgebildet ist, Filterkoeffizienten zu berechnen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.
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Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch einen Sensor gelöst werden kann, welcher eine Recheneinheit zur Berechnung von Filterkoeffizienten auf Basis eines Filterparametersatzes aufweist. Entsprechend kann der Sensor eine effizientere Kommunikationsschnittstelle aufweisen, welche ausgebildet ist, einen Filterparametersatz zu empfangen. Beispielsweise kann ein Empfang von extern berechneten Filterkoeffizienten mittels der Kommunikationsschnittstelle entfallen.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung einen Sensor zum Erfassen einer physikalischen Messgröße, mit einem Erfassungselement, welches ausgebildet ist, eine physikalische Messgröße zu erfassen und als ein Messsignal bereitzustellen. Ferner umfasst der Sensor eine Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, einen Filterparametersatz zu empfangen und eine Recheneinheit, welche ausgebildet ist, auf Basis des Filterparametersatzes Filterkoeffizienten zu bestimmen. Weiterhin umfasst der Sensor ein Filter, welches ausgebildet ist, das Messsignal unter Verwendung der Filterkoeffizienten in ein gefiltertes Ausgangssignal zu wandeln.
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Das Erfassungselement kann Sensor-Rohdaten bereitstellen, welche durch den Filter verarbeitet, insbesondere für eine Weiterverarbeitung aufbereitet werden. Das Filter kann ausgebildet sein, unterschiedliche Übertragungsfunktionen zu realisieren, wobei die jeweilige Übertragungsfunktion mit unterschiedlichen Sätzen von Filterkoeffizienten auf die Sensor-Rohdaten angewandt werden kann.
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Bei der Herstellung des Sensors kann eine vorbestimmte Übertragungsfunktion in dem Filter realisiert sein, wobei die Übertragungsfunktion eine Änderung einer Messsignalamplitude im Zeit- und/oder Frequenzbereich und/oder eine Änderung des Phasenwinkels des Messsignals beschreibt. Die Charakteristika der Übertragungsfunktion können durch die Filterkoeffizienten bestimmt sein. Die Filterkoeffizienten können von dem Filterparametersatz abhängig sein. Insbesondere umfasst der Filterparametersatz wenigstens eine Grenzfrequenz, eine Filterordnung, eine Abtastfrequenz und/oder eine Filterart, welche die Übertragungsfunktion beschreibt. Übertragungsfunktionen können beispielsweise vom Typ Butterworth, Chebyshev, Bessel, Gauss, elliptisch und/oder eine Kombination dieser sein. Ferner kann der Filterparametersatz einen Filtertyp und zugehörige Grenzfrequenzen umfassen. Der Filtertyp kann beispielsweise ein Hoch-, Tief-, Bandpass- oder Bandstoppfilter sein.
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Das Erfassungselement kann ferner zum Erfassen von optischen oder akustischen Signalen oder von Konzentrationen chemischer oder biologischer Komponenten ausgebildet sein. Insbesondere kann das Erfassungselement ausgebildet sein eine Druck-, Licht-, oder Bewegungsamplitude respektive eine Amplitudenänderung zu erfassen. Das Messsignal kann ein kontinuierliches oder diskretes analoges Signal oder ein Signalimpuls sein, wobei das Messsignal leitungsgebunden an das Filter übertragen werden kann.
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Die Kommunikationsschnittstelle kann eine elektronische drahtgebundene Schnittstelle sein, welche ausgebildet ist, den Filterparametersatz als eine digitale Nachricht zu empfangen. Ferner kann die Kommunikationsschnittstelle eine drahtlose Schnittstelle nach einem der folgenden Standards sein: Bluetooth, NFC, WLAN (IEEE 802.11 a, b, g, ac, ax), 2G, 3G, 4G, 5G, ZigBee, WiMAX, RFID.
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Die Recheneinheit kann insbesondere ein FPGA, ein Mikroprozessor oder ein Rechenkern eines Mikrocontrollers sein, welcher auf Basis der ausgewählten Übertragungsfunktion und des Filterparametersatzes die zur Filterung notwendigen Filterkoeffizienten berechnet. Die berechneten Filterkoeffizienten können in einem flüchtigen Speicher zur Weitergabe an das Filter bereitgehalten werden. Ferner kann eine Neuberechnung von Filterparametern, insbesondere von Filterkoeffizienten, bei einer Änderung der Übertragungsfunktion und/oder des Filterparametersatzes erfolgen. Die Recheneinheit und das Filter können auf einem gemeinsamen Mikrocontroller oder FPGA realisiert sein.
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In einer Ausführungsform umfasst der Sensor einen Speicher, wobei die Recheneinheit, das Filter und der Speicher ein System bilden, und wobei der Speicher insbesondere ausgebildet ist, einen benutzergenerierten Filterparametersatz und/oder einen Standardfilterparametersatz zu speichern.
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In einer Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgebildet, in Bezug auf die herstellerseitig gespeicherten Filterparameter zum Berechnen der Filterkoeffizienten respektive zur Anpassung des Filters vorrangig anwenderspezifische Filterparameter zu verwenden, sofern anwenderspezifische Filterparameter vorliegen.
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Der Speicher kann insbesondere ein nichtflüchtiger Speicher sein, welcher ausgebildet ist, auch bei einem Abschalten einer Energieversorgung des Speichers in dem Speicher abgelegte Daten zu erhalten. Insbesondere kann der Speicher ein NVM (Non Volatile Memory) sein. Vorteilhafterweise können in dem Speicher unterschiedliche Filterparametersätze abgespeichert sein und die entsprechenden Filterkoeffizienten bei Bedarf von der Recheneinheit unter Verwendung des jeweiligen Filterparametersatzes berechnet werden. Entsprechend kann der notwendige Speicherplatz vorteilhaft reduziert werden, da die Speicherung eines Filterparametersatzes weniger Speicherplatz benötigen kann als eine Speicherung von Filterkoeffizienten.
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Ein weiterer Vorteil des erfndungsgemässen Sensors liegt darin, dass Änderungen an der Charakteristika des Filter aufgrund von einer Eingabe eines Filterparametersatzes durch den Anwender erfolgen kann, ohne das hierzu die konkrete Filterstruktur dem Anwender bekannt sein muss.
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In einer Ausführungsform ist der Speicher ausgebildet, eine Mehrzahl von Filterparametersätzen und/oder eine Mehrzahl von Filterkoeffizientensätzen, welche einem jeweiligen Filterparametersatz zugeordnet sind, zu speichern.
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Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine Änderung der Filterparameter und/oder der Filterkoeffizienten, insbesondere ohne eine vorherige Übertragung über die Kommunikationsschnittstelle, der Recheneinheit respektive dem Filter bereitgestellt werden können. Ferner kann lokal an dem Sensor ein Filterparametersatz und/oder ein Satz an Filterkoeffizienten aus dem Speicher ausgewählt werden. Entsprechend kann eine Anpassung der Filterung des Messsignals an dem Sensor ohne zusätzliche Hilfsmittel und/oder externe Berechnung realisiert sein.
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In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, einem Benutzer die Mehrzahl von Filterparametersätzen zur Auswahl eines Filterparametersatzes bereitzustellen und mit einer Auswahl eines Filterparametersatzes durch den Benutzer den ausgewählten Filterparametersatz der Recheneinheit bereitzustellen, um im Anschluss die zu dem Filterparametersatz von der Recheneinheit berechneten Filterkoeffizienten dem Filter zur Verfügung zu stellen.
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Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet sein, Filterparametersätze aus dem Speicher auszulesen und dem Benutzer in elektronischer Form bereitzustellen, sodass der Benutzer an einem Benutzerinterface, welches insbesondere entfernt von dem Sensor angeordnet ist, einen Filterparametersatz auswählen kann. Insbesondere kann die Kommunikationsschnittstelle eine Liste von Filterparametersätzen bereitstellen.
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In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, eine Benutzereingabe zu erfassen und auf Basis der Benutzereingabe der Recheneinheit einen Filterparametersatz bereitzustellen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass auch Filterparameter angewandt werden können, welche zum Zeitpunkt der Herstellung des Sensors nicht in dem Sensor hinterlegt sind. Insbesondere kann eine Anpassung der Filterung entsprechend einem geänderten Anforderungsprofil des Sensors realisiert werden. Beispielsweise kann eine Verschiebung des relevanten Frequenzspektrums durch Ändern der Grenzfrequenzen und/oder eine stärkere oder schwächere Filterung durch Ändern der Übertragungsfunktion oder der Filterordnung realisiert sein. Ferner kann mittels des Filterparametersatzes ein Wechsel des Filtertyps realisiert sein.
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Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, die Benutzereingabe manuell, optisch und/oder akustisch zu erfassen. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle einen Bildschirm, insbesondere einen berührungsempfindlichen Bildschirm, ein Mikrofon und/oder eine Tastatur aufweisen. Ferner kann die Kommunikationsschnittstelle als eine elektronische Datenschnittstelle ausgebildet sein. Entsprechend kann ein Benutzer einen neuen Filterparametersatz über die Kommunikationsschnittstelle bereitstellen und/oder einen bestehenden Filterparametersatz verändern.
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In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, die Filterkoeffizienten auszugeben, um die Filterkoeffizienten, insbesondere einer weiteren Recheneinheit oder einem weiteren Sensor, bereitzustellen.
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Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass für eine Mehrzahl von Sensoren eine Berechnung der Filterkoeffizienten lediglich in einem der Sensoren realisiert sein kann. Insbesondere wenn eine identische Filterung vorgesehen ist, kann der notwendige Bauteilaufwand, Rechenaufwand und/oder Energieverbrauch der Mehrzahl von Sensoren entsprechend vorteilhaft reduziert sein. Beispielsweise kann in einer Gruppe von Sensoren, nur ein Sensor eine Recheneinheit zur Berechnung von Filterkoeffizienten aufweisen, welche nach der Berechnung den übrigen Sensoren bereitgestellt werden.
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In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsstelle ausgebildet, einen Filterparametersatz auszugeben. Der Filterparametersatz kann weiteren Sensoren und/oder einem Benutzer bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein mittels Benutzereingabe erstellter Filterparametersatz an eine Mehrzahl von Sensoren übermittelt werden, um eine identische Filterung in den jeweiligen Sensoren zu erreichen. Der Sensor kann entsprechend als Primärsensor für ein Netzwerk von Sekundärsensoren ausgebildet sein, wobei der Primärsensor ausgebildet ist Benutzereingaben, insbesondere einen Filterparametersatz, zu empfangen und die Benutzereingabe an die Sekundärsensoren zu übermitteln. Ferner kann der Primärsensor ausgebildet sein, die Benutzereingabe, respektive den Filterparametersatz, zu verarbeiten und auf Basis der Benutzereingabe den Sekundärsensoren Filterkoeffizienten bereitzustellen.
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In einer Ausführungsform umfasst der Sensor eine Ausgabeschnittstelle, welche ausgebildet ist, das gefilterte Ausgangssignal in ein Netzwerksignal zu wandeln und das Netzwerksignal in ein Netzwerk einzuspeisen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Sensor in ein Kommunikationsnetzwerk eingebunden sein kann und die Sensordaten an einer zentralen Datenverarbeitungsstelle empfangen und weiterverarbeitet werden können. Ferner kann die Ausgabeschnittstelle ausgebildet sein, das Netzwerksignal entsprechend eines Netzwerkkommunikationsstandards zu formatieren. Ferner kann das gefilterte Ausgangssignal als analoges Signal oder in einer digitalen Punkt-zu-Punkt Verbindung bereitgestellt werden.
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In einer Ausführungsform ist die Ausgabeschnittstelle ausgebildet, das gefilterte Ausgangssignal als ein kontinuierliches Datensignal bereitzustellen, welches insbesondere über eine dedizierte Kommunikationsleitung an eine Datenverarbeitungsstelle übertragen werden kann. Ferner kann die Ausgabeschnittstelle ausgebildet sein, über die Ausgabeschnittstelle das Messsignal (Sensor-Rohdaten) zu übertragen.
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In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, eine Benutzereingabe in einen benutzergenerierten Filterparametersatz zu wandeln und den benutzergenerierten Filterparametersatz bereitzustellen und/oder in dem Speicher zu speichern.
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In einer Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgebildet, die Filterkoeffizienten auf Basis eines Standardfilterparametersatzes zu berechnen, falls ein benutzergenerierter Filterparametersatz nicht vorliegt, oder der benutzergenerierte Filterparametersatz fehlerhaft oder unplausibel ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Filter stets plausibel konfiguriert ist und/oder ein Erzeugen eines plausiblen, gefilterten Ausgangssignals unabhängig von der Benutzereingabe garantiert sein kann.
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In einer Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgebildet, eine Plausibilitätsprüfung eines Filterparametersatz auszuführen und bei einem positiven Ergebnis der Plausibilitätsprüfung unter Verwendung des geprüften Filterparametersatzes Filterkoeffizienten zu berechnen. Die Plausibilitätsprüfung kann eine Prüfung der Grenzfrequenz, der Filterordnung, der Abtastfrequenz und/oder der Filterart sein. Das Erfassungselement kann ein kontinuierliches oder ein zeitdiskretes Messsignal bereitstellen. Mit der Plausibilitätsprüfung kann beispielsweise geprüft werden, ob eine Abtastfrequenz in Bezug auf ein Frequenzspektrum des Messsignals plausibel ist. Insbesondere kann die Recheneinheit ausgebildet sein, festzustellen, ob eine Abtastung oberhalb der Nyquist-Frequenz vorliegt.
Ferner kann die Recheneinheit ausgebildet sein, festzustellen, ob eine in dem Filterparametersatz enthaltene untere Grenzfrequenz kleiner ist, als eine in dem Filterparametersatz enthaltene obere Grenzfrequenz.
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In Abhängigkeit von dem Filtertyp (Hoch-, Tief-, Bandpass-, Bandstoppfilter) kann die Angabe einer Grenzfrequenz oder zweier Grenzfrequenzen notwendig sein, wobei die Recheneinheit ausgebildet sein kann, die Anzahl und den Betrag der in dem Filterparametersatz enthaltenen Grenzfrequenzen zu plausibilisieren. Weiterhin kann in der Recheneinheit bezüglich der in dem Filterparametersatz enthaltenen Frequenzangaben ein plausibler Frequenzbereich definiert sein, welcher für ein positives Plausibilitätsergebnis durch die Frequenzangaben in dem Filterparametersatz nicht unterschritten und/oder überschritten werden darf.
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In einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, bei einem negativen Ergebnis der Plausibilitätsprüfung unter Verwendung eines Standardfilterparametersatzes die Filterkoeffizienten zu berechnen oder eine Berechnung der Filterkoeffizienten zu unterbinden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Sensor auch bei einem nicht plausiblen Filterparametersatz ein gefiltertes Ausgangssignal bereitstellen kann. Insbesondere kann die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet sein, ein Warnsignal auszugeben, falls das gefilterte Ausgangssignal unter Verwendung des Standardfilterparametersatzes anstelle des benutzergenerierten Parametersatzes erzeugt wird. Ferner kann mittels des Standardfilterparametersatzes ein Betrieb des Sensors unabhängig von der Benutzereingabe realisiert sein. Insbesondere kann die Recheneinheit ausgebildet sein, mittels eines plausiblen Filterparametersatzes valide Filterkoeffizienten zu berechnen.
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In einer Ausführungsform ist das Erfassungselement ein mikro-elektromechanisches System (MEMS), welches ein elektromechanisches Erfassungsmodul zum Erfassen einer physikalischen Messgröße als ein elektrisches Signal, und einen Mikroprozessor aufweist, welcher ausgebildet ist, das elektrische Signal in das Messsignal zu wandeln.
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In einer Ausführungsform ist das Erfassungselement ein Neigungsdetektor, welcher ausgebildet ist, eine Ausrichtung des Sensors bezüglich der Richtung der Schwerkraft zu erfassen, oder ein Beschleunigungsdetektor, welcher ausgebildet ist, eine Beschleunigung des Sensors zu erfassen, oder ein Drehgeber, welcher ausgebildet ist, einen Drehwinkel und/oder eine Winkelgeschwindigkeit einer Rotation des Sensors zu erfassen.
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Das Erfassungselement kann insbesondere ein Bewegungssensor, ein optischer Sensor oder ein Drucksensor sein. Insbesondere können durch das Erfassungselement physikalische Größen erfasst werden, welche mit einer anschließenden Filterung durch das Filter effizienter ausgewertet werden können. Insbesondere können eine Rauschunterdrückung, eine Verbesserung eines Signal-Rausch-Verhältnisses und/oder eine frequenzabhängige Signalkonditionierung realisiert sein.
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Ferner kann das Filter ein mittels des Filterparametersatzes definierbares zeitliches Filterfenster aufweisen, welches insbesondere zu einer Filterzeitlatenz zwischen dem Messsignal und dem gefilterten Ausgangssignal beiträgt. Beispielsweise kann das Filter einen gleitenden Mittelwert realisieren.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Erfassen einer physikalischen Messgröße, mit einem Sensor, welcher ein Erfassungselement umfasst, wobei das Erfassungselement ausgebildet ist, eine physikalische Messgröße zu erfassen und als ein Messsignal bereitzustellen, und wobei der Sensor eine Kommunikationsschnittstelle umfasst, welche ausgebildet ist, einen Filterparametersatz zu empfangen, und wobei der Sensor eine Recheneinheit umfasst, welche ausgebildet ist, auf Basis des Filterparametersatzes Filterkoeffizienten zu bestimmen, und wobei der Sensor ein Filter umfasst, welches ausgebildet ist, das Messsignal unter Verwendung der Filterkoeffizienten in ein gefiltertes Ausgangssignal zu wandeln. Ferner umfasst der Sensor einen Speicher, welcher ausgebildet ist, Filterparameter und/oder Filterkoeffizienten zu speichern.
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Das Verfahren umfasst ein Empfangen eines Filterparametersatzes durch die Kommunikationsschnittstelle, ein Bestimmen von Filterkoeffizienten auf Basis des Filterparametersatzes durch die Recheneinheit, ein Bereitstellen der Filterkoeffizienten aus dem Speicher an das Filter durch die Recheneinheit, ein Erfassen einer physikalischen Messgröße als Messsignal durch das Erfassungselement und ein Wandeln des Messsignals in ein gefiltertes Ausgangssignal durch das Filter.
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In einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner ein Ausgeben des gefilterten Messsignals an eine Netzwerkschnittstelle umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Bereitstellen eines Filterparametersatzes durch den Benutzer an den Sensor, ein Speichern des Filterparametersatzes in dem Speicher durch die Recheneinheit. Ferner kann das Verfahren ein Berechnen von Filterkoeffizienten unter Verwendung des Filterparametersatzes durch die Recheneinheit umfassen, wobei das Berechnen bei einem Einschalten des Sensors, insbesondere bei einem Systemstart erfolgt. Weiterhin kann das Verfahren ein Bereitstellen der Filterkoeffizienten an das Filter durch die Recheneinheit umfassen.
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Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Sensor in einer Ausführungsform;
- 2 einen Sensor in einer Ausführungsform; und
- 3A, 3B ein Verfahren in einer Ausführungsform.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Sensors 100 zum Erfassen einer physikalischen Messgröße. Der Sensor umfasst ein Erfassungselement 101, welches ausgebildet ist, eine physikalische Messgröße zu erfassen und als ein Messsignal bereitzustellen und eine Kommunikationsschnittstelle 103, welche ausgebildet ist, einen Filterparametersatz zu empfangen.
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Ferner umfasst der Sensor eine Recheneinheit 105, welche ausgebildet ist, auf Basis des Filterparametersatzes Filterkoeffizienten 113 zu bestimmen. Ferner ist die Recheneinheit 105 ausgebildet, eine Plausibilitätsprüfung eines Filterparametersatz auszuführen und bei einem positiven Ergebnis der Plausibilitätsprüfung unter Verwendung des geprüften Filterparametersatzes Filterkoeffizienten zu berechnen. Weiterhin ist die Recheneinheit 105 ausgebildet, bei einem negativen Ergebnis der Plausibilitätsprüfung unter Verwendung eines Standardfilterparametersatzes die Filterkoeffizienten 113 zu berechnen oder eine Berechnung der Filterkoeffizienten 113 zu unterbinden.
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Weiterhin umfasst der Sensor 100 ein Filter 107, welches ausgebildet ist, das Messsignal unter Verwendung der Filterkoeffizienten 113 in ein gefiltertes Ausgangssignal zu wandeln.
Der Sensor 100 umfasst ferner einen Speicher 109, welcher ausgebildet ist, einen benutzergenerierten Filterparametersatz und einen Standardfilterparametersatz zu speichern. Insbesondere kann der Speicher 109 eine Mehrzahl von Filterparametersätzen und eine Mehrzahl von Filterkoeffizientensätzen, welche einem der Filterparametersätze zugeordnet sind speichern.
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Die Kommunikationsschnittstelle 103 ist ausgebildet, einem Benutzer die Mehrzahl von Filterparametersätzen zur Auswahl eines Filterparametersatzes bereitzustellen und mit einer Auswahl eines Filterparametersatzes durch den Benutzer den ausgewählten Filterparametersatz der Recheneinheit 105 bereitzustellen und die zu dem Filterparametersatz zugeordneten Filterkoeffizienten 113 dem Filter 107 bereitzustellen.
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Die Kommunikationsschnittstelle 103 kann insbesondere eine Verbindung zu dem Speicher 109 aufweisen, um Daten an die Recheneinheit 105 und das Filter 107 zu senden. Ferner ist die Kommunikationsschnittstelle 103 ausgebildet, eine Benutzereingabe 111 zu erfassen und auf Basis der Benutzereingabe 111 der Recheneinheit 105 einen Filterparametersatz bereitzustellen.
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Die Kommunikationsschnittstelle 103 ist weiterhin ausgebildet, die Filterkoeffizienten 113 auszugeben, um die Filterkoeffizienten 113, insbesondere einer weiteren Recheneinheit oder einem weiteren Sensor, bereitzustellen. In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, das gefilterte Ausgangssignal von dem Filter zu empfangen und dem Benutzer bereitzustellen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Sensors 100 zum Erfassen einer physikalischen Messgröße, mit einem Erfassungselement 101, welches ausgebildet ist, eine physikalische Messgröße zu erfassen und als ein Messsignal bereitzustellen, einer Kommunikationsschnittstelle 103, welche ausgebildet ist, einen Filterparametersatz zu empfangen, einer Recheneinheit 105, welche ausgebildet ist, auf Basis des Filterparametersatzes Filterkoeffizienten 113 zu bestimmen, und einem Filter 107, welches ausgebildet ist, das Messsignal unter Verwendung der Filterkoeffizienten 113 in ein gefiltertes Ausgangssignal zu wandeln.
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Weiterhin umfasst der Sensor 100 einen Speicher 109, wobei die Recheneinheit 105, das Filter 107 und der Speicher 109 ein System 201 bilden. Insbesondere ist der Speicher 109 ausgebildet, einen benutzergenerierten Filterparametersatz und/oder einen Standardfilterparametersatz zu speichern.
Ferner umfasst der Sensor eine Ausgabeschnittstelle 203, welche ausgebildet ist, das gefilterte Ausgangssignal in ein Netzwerksignal zu wandeln und das Netzwerksignal in ein Netzwerk 205 einzuspeisen. Die Ausgabeschnittstelle 203 kann ferner ausgebildet sein, Filterkoeffizienten von der Recheneinheit 105 und/oder von dem Speicher 109 zu empfangen und als Netzwerksignal auszugeben. Weiterhin kann die Ausgabeschnittstelle 203 ausgebildet sein, die Benutzereingabe 111 als Netzwerksignal bereitzustellen.
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Ferner ist das Erfassungselement 101 ein mikro-elektromechanisches System MEMS, welches ein elektromechanisches Erfassungsmodul 207 zum Erfassen einer physikalischen Messgröße als ein elektrisches Signal, und einen Mikroprozessor 209 aufweist, welcher ausgebildet ist, das elektrische Signal in das Messsignal zu wandeln.
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3A zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 300 zum Erfassen einer physikalischen Messgröße, mit einem Sensor, welcher ein Erfassungselement umfasst, wobei das Erfassungselement ausgebildet ist, eine physikalische Messgröße zu erfassen und als ein Messsignal bereitzustellen, und wobei der Sensor eine Kommunikationsschnittstelle umfasst, welche ausgebildet ist, einen Filterparametersatz zu empfangen, und wobei der Sensor eine Recheneinheit umfasst, welche ausgebildet ist, auf Basis des Filterparametersatzes Filterkoeffizienten zu bestimmen, und wobei der Sensor ein Filter umfasst, welches ausgebildet ist, das Messsignal unter Verwendung der Filterkoeffizienten in ein gefiltertes Ausgangssignal zu wandeln. Ferner umfasst der Sensor einen Speicher, welcher ausgebildet ist, Filterparameter und / oder Filterkoeffizienten zu speichern.
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Das Verfahren umfasst ein Empfangen 301 eines Filterparametersatzes durch die Kommunikationsschnittstelle, ein Bestimmen 303 von Filterkoeffizienten auf Basis des Filterparametersatzes durch die Recheneinheit, ein Bereitstellen 305 der Filterkoeffizienten aus dem Speicher an das Filter durch die Recheneinheit, ein Erfassen 307 einer physikalischen Messgröße als Messsignal durch das Erfassungselement und ein Wandeln 309 des Messsignals in ein gefiltertes Ausgangssignal durch das Filter. Die Verfahrensschritte 307 und 309 erfolgen nach einer Initialisierung des Filters 107 durch die Verfahrensschritte 301, 303 und 305 dabei zyklisch.
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3B zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 300 zum Erfassen einer physikalischen Messgröße, mit einem Bereitstellen 311 eines Filterparametersatzes durch den Benutzer an den Sensor und einem Speichern 313 des Filterparametersatzes in dem Speicher durch die Recheneinheit. Ferner umfasst das Verfahren ein Berechnen 315 von Filterkoeffizienten unter Verwendung des Filterparametersatzes durch die Recheneinheit, wobei das Berechnen bei einem Einschalten des Sensors, insbesondere bei einem Systemstart erfolgt. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Bereitstellen 317 der Filterkoeffizienten an das Filter durch die Recheneinheit.
