DE19535542A1 - Identification and/or sensor system for contactless measurement using remote operation by radio - Google Patents

Identification and/or sensor system for contactless measurement using remote operation by radio

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DE19535542A1
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Leonhard Reindl
Thomas Ostertag
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Gerd Scholl
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    • G—PHYSICS
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Abstract

The system has a transmission and reception device (2,3) which transmits interrogation radio signals to an identification and/or sensor device (5) and receives response signals back from it. The identification and/or sensor device contains delay lines (6) for determining at least one parameter. The delay lines have a sufficiently long delay to avoid detection problems. The delay lines can operate with solid body waves, vol. waves, Lamb waves, sound waves, magnetostatic waves or electromagnetic waves.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Identifizierungs­ und/oder Sensorsystem nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.The present invention relates to identification and / or sensor system according to the preamble of the patent saying 1.

Identifizierungs- und/oder Sensorsysteme der gattungsgemäßen Art sind beispielsweise aus der DE-OS 42 17 049 bekannt. Es handelt sich dabei um ein System mit einem passiven Oberflä­ chenwellensensor zur Meßwertermittlung, bei dem der Meßwert von einem entfernten Meßort über Funk an ein Sende- und Emp­ fangsgerät, das einem im Oberflächenwellensensor enthaltenes Sensorelement als Abfrageimpuls über Funk Energie übermit­ telt. Ein derartiges System eignet sich zur berührungslosen Meßwerterfassung, wobei das mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Sensorelement und ein ebenfalls mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Referenzelement zur Phasendis­ kriminierung und/oder Laufzeitmessung vorgesehen sind.Identification and / or sensor systems of the generic type Art are known for example from DE-OS 42 17 049. It is a system with a passive surface Chenwellensensor for measured value determination, in which the measured value from a remote measuring location via radio to a transmitting and emp gear, the one contained in the surface wave sensor Sensor element as an interrogation pulse via radio energy telt. Such a system is suitable for contactless Measured value acquisition, which with surface acoustic waves working sensor element and also with acoustic Surface wave working reference element for phase dis Criminalization and / or transit time measurement are provided.

Derartige Systeme, die mit akustischen Oberflächenwellen ar­ beitende Sensorelemente - OFW-Sensorelemente - arbeiten, sind in einem bestimmten Frequenzbereich von 30 MHz bis 3 GHz so­ wie für bestimmte zu detektierende Größen bzw. Parameter vor­ teilhaft.Such systems that ar with surface acoustic waves processing sensor elements - SAW sensor elements - are working in a certain frequency range from 30 MHz to 3 GHz as for certain quantities or parameters to be detected partial.

Für zu detektierende Parameter existieren jedoch sowohl ande­ re Frequenzbereiche, und zwar höhere und auch niedrigere Fre­ quenzen als die mit OFW-Sensorelementen beherrschbaren Fre­ quenzen als auch zu detektierende Größen, welche mit OFW- Sensorelementen nicht leicht detektierbar sind.However, there are both other parameters to be detected re frequency ranges, namely higher and lower fre sequences than the fre that can be controlled with SAW sensor elements sequences as well as quantities to be detected, which with SAW Sensor elements are not easily detectable.

Der vorliegenden liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Iden­ tifizierungs- und/oder Sensorsystem der in Rede stehenden Art anzugeben, mit dem gegenüber von mit OFW-Sensoren arbeitenden Systemen sowohl andere Frequenzbereiche als auch andere zu detektierende Parameter beherrschbar sind.The present task is therefore based on the task of being an id tification and / or sensor system of the type in question to indicate with the opposite of those working with SAW sensors  Systems both other frequency ranges and others too detecting parameters are manageable.

Diese Aufgabe wird bei einem Identifizierungs- und/oder Sen­ sorsystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is carried out by an identification and / or sen sorsystem of the type mentioned in the present invention the features of the characterizing part of patent claim 1 solved.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen.Developments of the invention are the subject of Unteran sayings.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, welche in schematischer Darstel­ lung ein Funkabfragesystem mit einem Sende/Empfangsgerät und einer Sensoranordnung als abzufragendes Element zeigt.The invention is described below with reference to the single figure of Drawing explained in more detail, which is a schematic representation a radio interrogation system with a transceiver and shows a sensor arrangement as an element to be queried.

Gemäß der Figur der Zeichnung besteht ein an sich bekanntes Sende/Empfangsgerät 1 für ein Funkabfragesystem aus einem Sendegerät 2, einem Empfangsgerät 3 sowie einer daran ange­ koppelten Antenne 4. Diese Antenne kann sowohl als Sendean­ tenne für vom Sendegerät 2 ausgesendete Abfragesignale als auch als Empfangsantenne für vom Empfangsgerät 3 zu empfan­ gende Signale verwendet werden. Sende- und Empfangsgerät 2, 3 können entweder getrennte Geräte oder in einem einzigen Gerät integriert sein. Da derartige Komponenten an sich bekannt sind, brauchen sie hier nicht näher erläutert zu werden. Eine durch das Sende/Empfangsgerät 1 abzufragende Identifizie­ rungs- und/oder Sensoranordnung besitzt eine Antenne 7, wel­ che einem vom Sendegerät 2 des Sende/Empfangsgerätes 1 ausge­ sendeten Abfrageimpuls 8 aufnimmt.According to the figure of the drawing, a known transceiver 1 for a radio interrogation system consists of a transmitter 2 , a receiver 3 and an antenna 4 coupled thereto. This antenna can be used both as a transmitting antenna for query signals emitted by the transmitting device 2 and as a receiving antenna for signals to be received by the receiving device 3 . Transmitting and receiving device 2 , 3 can either be separate devices or integrated in a single device. Since such components are known per se, they do not need to be explained in more detail here. An identification and / or sensor arrangement to be queried by the transceiver 1 has an antenna 7 which receives a query pulse 8 transmitted by the transceiver 2 of the transceiver 1 .

Erfindungsgemäß ist in der Identifizierungs- und/oder Sen­ soranordnung 5 eine an die Antenne 7 angekoppelte Verzöge­ rungsleitung vorgesehen, die eine so große Verzögerungszeit besitzt, daß eine störungsfreie Detektierung des abzufragen­ den Parameters gewährleistet ist. Mit anderen Worten ausge­ drückt, speichert die Verzögerungsleitung 6 die vom Abfrage­ impuls 8 in sie eingegebene Energie so lange, daß Störgrößen sicher abgeklungen sind, bis von der Identifizierungs­ und/oder Sensoranordnung 5 ein Antwortsignal an das Sen­ de/Empfangsgerät 1 zurückgesendet wird. Die die Energie spei­ chernde Welle wird durch eine äußere physikalische Meßgröße in ihrer Ausbreitung nach Betrag und/oder Phase beeinflußt, wobei diese Beeinflussung zur Übertragung der Meßgröße dient und durch das Empfangsgerät 3 im Sende/Empfangsgerät 1 detek­ tiert und ausgewertet werden kann. Als Wellen kommen dabei jeweils solche in Betracht, die auf die zu messende Größe be­ sonders gut ansprechen.According to the invention in the identification and / or sensor arrangement 5 a delay line coupled to the antenna 7 is provided, which has such a long delay time that trouble-free detection of the parameters to be queried is ensured. In other words, the delay line 6 stores the energy input into it by the interrogation pulse 8 so long that disturbance variables have safely decayed until a response signal is sent back to the transmitter / receiver device 1 by the identification and / or sensor arrangement 5 . The energy-storing wave is influenced by an external physical quantity in its spread according to amount and / or phase, which influence serves to transmit the measured quantity and can be detected and evaluated by the receiving device 3 in the transmitting / receiving device 1 . Suitable waves are those that respond particularly well to the size to be measured.

So können als Verzögerungsleitungen 6 gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung mit Festkörperwellen, beispielsweise Volumenwellen oder Lambwellen arbeitende Verzögerungsleitun­ gen Verwendung finden. Volumenwellen eignen sich z. B. insbe­ sondere zur Realisierung von kostengünstigen Drucksensoren, z. B. zur Erfassung des Reifendrucks in Fahrzeugen.Thus, delay lines 6 which operate with solid-state waves, for example bulk waves or lamb waves, can be used as delay lines 6 according to an embodiment of the invention. Volume waves are suitable for. B. in particular for the realization of inexpensive pressure sensors, for. B. for detecting the tire pressure in vehicles.

Mit Volumenwellen sind im Vergleich zu akustischen Oberflä­ chenwellen tiefere Frequenzen beherrschbar.Volume waves are compared to acoustic surfaces lower frequencies controllable.

Der Bereich tieferer Frequenzen reicht bis hinunter zu Schallfrequenzen, so daß gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch mit Schallwellen arbeitende Verzögerungs­ leitungen verwendbar sind.The range of lower frequencies extends down to Sound frequencies, so that according to a further embodiment the invention also works with sound waves delay cables can be used.

Höhere Frequenzen sind mit magnetostatischen oder elektroma­ gnetischen Wellen beherrschbar, so daß in weiterer Ausgestal­ tung der Erfindung auch mit derartigen magnetostatischen oder elektromagnetischen Wellen arbeitende Verzögerungsleitungen verwendbar sind.Higher frequencies are with magnetostatic or electroma magnetic waves manageable, so that in further form device of the invention also with such magnetostatic or Delay lines operating on electromagnetic waves are usable.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Aufbau der vorstehend an­ gegebenen Leitungen an sich bekannt ist, und daß daher deren Aufbau hier im einzelnen nicht erläutert wird. Es sei jedoch nochmals darauf hingewiesen, daß es erfindungsgemäß auf eine solche Ausbildung der Leitungen ankommt, daß ihre Verzöge­ rungszeit so groß ist, daß in ihnen eine Energiespeicherung bis zum sicheren Abklingen von Störungen stattfindet. Weiter­ hin sind natürlich entsprechende Wandler erforderlich, um das Signal von der Antenne 7 in eine für die jeweiligen Leitungen geeignete Eingangsgrößen umzusetzen. Da auch solche Wandler an sich bekannt sind, brauchen sie ebenfalls nicht näher er­ läutert zu werden.It should be noted that the structure of the lines given above is known per se, and therefore its structure is not explained in detail here. However, it should be pointed out again that it is important according to the invention for the lines to be designed in such a way that their delay time is so great that energy storage takes place in them until the faults have reliably subsided. Corresponding converters are of course also required in order to convert the signal from the antenna 7 into an input variable suitable for the respective lines. Since such converters are also known per se, they also do not need to be explained in more detail.

Claims (7)

1. Identifizierungs- und/oder Sensorsystem mit einem Sende- und Empfangsgerät (2, 3), das über Funk Abfragesignale zu ei­ ner Identifizierungs- und/oder Sensoranordnung (5) aussendet und von dieser rückgesendete Antwortsignale empfängt und aus­ wertet, wobei in der Identifizierungs- und/oder Sensoranord­ nung (5) zur Festlegung mindestens eines abzufragenden Para­ meters Verzögerungsleitungen (6) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitungen (6) eine so große Verzögerungs­ zeit besitzen, daß eine störungsfreie Detektierung des abzu­ fragenden Parameters gewährleistet ist.1. Identification and / or sensor system with a transmitting and receiving device ( 2 , 3 ) which transmits radio signals via radio signals to a identification and / or sensor arrangement ( 5 ) and receives and evaluates returned response signals from the latter, whereby in the Identification and / or Sensoranord voltage ( 5 ) for determining at least one parameter to be queried delay lines ( 6 ) are provided, characterized in that the delay lines ( 6 ) have such a large delay time that trouble-free detection of the parameter to be queried is ensured . 2. Identifizierungs- und/oder Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsleitungen (6) mit Festkörperwellen arbei­ tende Verzögerungsleitungen vorgesehen sind.2. Identification and / or sensor system according to claim 1, characterized in that delay lines ( 6 ) with solid-state waves are provided as delay lines. 3. Identifizierungs- und/oder Sensorsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsleitungen (6) mit Volumenwellen arbeiten­ de Verzögerungsleitungen vorgesehen sind.3. Identification and / or sensor system according to claim 2, characterized in that de delay lines are provided as delay lines ( 6 ) with bulk waves. 4. Identifizierungs- und/oder Sensorsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsleitungen (6) mit Lambwellen arbeitende Verzögerungsleitungen vorgesehen sind.4. Identification and / or sensor system according to claim 2, characterized in that delay lines operating with lamb waves are provided as delay lines ( 6 ). 5. Identifizierungs- und/oder Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsleitungen (6) mit Schallwellen arbeitende Verzögerungsleitungen vorgesehen sind.5. Identification and / or sensor system according to claim 1, characterized in that delay lines operating with sound waves are provided as delay lines ( 6 ). 6. Identifizierungs- und/oder Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsleitungen (6) mit magnetostatischen Wel­ len arbeitende Verzögerungsleitungen vorgesehen sind.6. Identification and / or sensor system according to claim 1, characterized in that as delay lines ( 6 ) with magnetostatic Wel len working delay lines are provided. 7. Identifizierungs- und/oder Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsleitungen (6) mit elektromagnetischen Wellen arbeitende Verzögerungsleitungen vorgesehen sind.7. Identification and / or sensor system according to claim 1, characterized in that delay lines operating with electromagnetic waves are provided as delay lines ( 6 ).
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