DE3411115A1

DE3411115A1 - Kombinationssensor

Info

Publication number: DE3411115A1
Application number: DE19843411115
Authority: DE
Inventors: Werner 8521 Spardorf Elischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1985-10-03

Description

Kombinationssensor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kombinationssensor mit einem Meßsignalsensor und einem nachgeschalteten Spannungsverstärker.
Bei der meßtechnischen Erfassung von Meßsignalen können durch den Einfluß der Temperatur oder anderer Störgrößen Fehler entstehen. Diese fehlerbehafteten Meßsignale müssen korrigiert werden oder der Einfluß der Störgröße bei der meßtechnischen Erfassung muß wenigstens annähernd kompensiert werden. Die am häufigsten vorkommende Störgröße ist die Temperatur. Ihren Einfluß kann man beispielsweise durch analoge Kompensationsschaltungen wesentlich verringern. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man beispielsweise bei einer linearen Abhängigkeit von Meßsignal und Störsignal jeweils das fehlerbehaftete Meßsignal mit einem Korrekturwert multipliziert, der sich aus der Proportionalität von Meßsignal zu Störsignal ergibt. Sind aber die Zusammenhänge zwischen Meßsignal und Störsignal komplizierter oder sind mehrere Störsignale vorhanden, die unterschiedlich jeweils die Meßsignale beeinflussen, wird jeweils durch die Berechnung des korrigierten Meßsignals eine schnelle Verarbeitung von Meßsignalen verhindert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kombinationssensor anzugeben, mit dem man wenigstens eine Störgröße weitgehend kompensieren kann ohne dabei die Verarbeitungszeit von Meßsignalen zu erhöhen. Insbesondere soll beim Auftreten von mehreren Störgrößen die Verarbeitungszeit von Meßsignalen nicht erhöht werden auch bei komplizierten Zusammenhängen von Störgrößen und Meßsignal.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Dem Meßsignalsensor ist wenigstens ein Störsignalsensor zugeordnet. Die Ausgänge des Meßsignalsensors und des Störsignalsensors ist mit Hilfe von einem Spannungsverstärker, einem Widerstands-Spannungswandler und Analog-Digital-Wandlern mit Adresseingängen eines Speichers verbunden. Im Speicher sind korrigierte Meßwerte in einer Matrixanordnung gespeichert, d. h., jeweils ein korrigieter Meßsignalwert kann nur über ein Adresspaar ausgelesen werden. Die Adresseingänge des Speichers werden aufgeteilt in zwei Gruppen mit unterschiedlicher Anzahl von Adresseingängen.
Die Gruppe von Adresseingängen der höheren Anzahl ist für den Meßsignalkanal vorgesehen. Die andere Gruppe von Adresseingängen ist für den Störsignalkanal vorgesehen.
Die Signale des Meßsignalkanals und des Störsignalkanals bilden jeweils ein Adresspaar für die Speichermatrix.
Durch diese Gestaltung des Kombinationssensors wird erreicht, daß am Ausgang dieses Kombinationssensors fehlerfreie Meßwerte zur Weiterverarbeitung anliegen, d. h., daß wenigstens eine Störgröße kompensiert ist, unabhängig vom Zusammenhang von Störsignal und Meßsignal. Außerdem ist die Verarbeitungszeit nicht wesentlich erhöht worden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kombinationssensors sind dem Meßsignalsensor mehrere, beispielsweise zwei, Störsignalsensoren zugeordnet. Die beiden Störgrößen haben einen unterschiedlichen Einfluß auf die Meßsignale.
Die Gruppe von Adresseingängen, die für den Störsignal kanal vorgesehen ist, wird gemäß der Anzahl der Störgrößen unterteilt. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, daß man die Unterteilung der Adresseingänge des Störsignalkanals anhand der Wichtung der Störgrößen aufteilt. Durch diese Gestaltung erreicht man, daß gleichzeitig mehrere Störgrößen ohne eine Kompensationsschaltung und ohne dabei die Verarbeitungszeit von Meßsignalen zu erhöhen kompensiert werden kann.
Außerdem können die Störgrößen die Meßsignale verschieden stark beeinflussen.
Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel eines Kombinationssensors nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Kombinationssensors gemäß der Erfindung und in Fig. 2 ist eine weitere Ausgestaltungsform des Kombinationssensors dargestellt.
In der Ausführungsform nach Figur 1 enthält ein Kombinationssensor einen Meßsignalsensor 4 und einen Störsignalsensor 6. Dem Meßsignalsensor 4 ist ein Meßverstärker 8 nachgeschaltet, dessen Ausgang mit einem Analog-Digital-Wandler 10 versehen ist. Dem Störsignalsensor 6 ist ein Widerstands-Spannungswandler 12 nachgeschaltet, dessen Ausgang mit einem Analog-Digital-Wandler 14 versehen ist. Die Ausgänge 16 bzw. 18 der Analog-Digital-Wandler 10 bzw. 14 sind jeweils über einen Leitungsbus 20 bzw. 22 mit den Adresseingängen 24 bzw. 26 eines Speichers 28 verbunden. Die Ausgänge 30 des Speichers 28 sind mit Hilfe eines weiteren Leitungsbusses 32 mit einem Digital-Analog-Wandler 24 versehen. Als Analog-Digital-Wandler 10 bzw. als Analog-Digital-Wandler 14 ist jeweils ein Analog-Digital-Wandler mit einer n-bit bzw. m-bit Auflö- sung vorgesehen. D. h., daß der Analog-Digital-Wandler 10 bzw. der Analog-Digital-Wandler 14 jeweils n- bzw.
m-Ausgänge 16 bzw. 18 hat. Der Meßsignalsensor 4, der beispielsweise eine Brückenschaltung oder eine Meßspitze sein kann, der Meßverstärker 8, der Analog-Digital-Wandler 10 und der Leitungsbus 20, bestehend aus n Leitungen, bilden einen Meßsignalkanal 36 mit einer Auflösung von n-bit, beispielsweise 8 bit. Der Störsignalsensor 6, der Widerstands-Spannungswandler 12, der Analog-Digital-Wandler 14 und der Leitungsbus 22, bestehend aus m Leitungen, bilden einen Störsignalkanal 38 mit einer Auflösung von m bit, beispielsweise 6 bit. Die n bzw. m Adresseingänge 24 bzw. 26 bilden jeweils ein Adresspaar für den Speicherinhalt, der somit als Speichermatrix im Speicher 28 angeordnet ist. In jedem Speichermatrixpunkt ist ein korrigierter Meßsignalwert abgelegt, der mit Hilfe eines entsprechenden Adresspaares ausgelesen wird. Diese korrigierten Meßsignalwerte sind berechnete Werte, die alle Kombinationen von Meßsignalwerten eines vorbestimmten Meßbereiches und Störsignalwerten eines vorbestimmten Störgrößenbereiches darstellen. Diese errechneten, korrigierten Meßsignalwerte werden jeweils in einem Speichermatrixpunkt mit den entsprechenden Meßsignalwerten und Störsignalwerten als Adresspaar abgelegt. Ausgelesen wird der Inhalt der Speichermatrix mit Hilfe von n Leitungen des Leitungsbusses 32, der den Speicher 28 mit dem Digital-Analog-Wandler 34 verbindet. Am Ausgang 40 des Digital-Analog-Wandlers 34 kann man jeweils den korrigierten Meßsignalwert entnehmen. Als Speicher 28 ist in dieser Ausführungsform beispielsweise ein 16 k x 8 bit ROM vorgesehen. Außerdem kann man als Speicher 28 auch beispielsweise einen EPROM (erasable programable read only memory) oder ein EEPROM (electrical erasable programable read only memory) verwenden.
In der Ausführungsform gemäß der Figur 2 enthält der Kombinationssensor einen Meßsignalsensor 4 und zwei Störsignalsensoren 6 und 42, d. h. dem Meßsignalkanal 36 sind zwei Störsignalkanäle 44 und 46 zugeordnet. Der Störsignalkanal 44 bzw. 46 enthält jeweils einen Störsignalsensor 6 bzw. 42, jeweils einen Widerstands-Spannungswandler 12 und jeweils einen Analog-Digital-Wandler 48 bzw.
50. Der Analog-Digital-Wandler 48 bzw. 50 hat jeweils p-Ausgänge 52 bzw. 54. Unter Umständen ist es zweckmäßig, einen Analog-Digital-Wandler 48 bzw. 50 mit p- bzw. q-Ausgängen 52 bzw. 54 zu verwenden. Somit erhält man jeweils einen Störsignalkanal 44 bzw. 46 mit jeweils einer Auflösung von p-bit, beispielsweise 3 oder einen Störsignalkanal 44 mit einer Auflösung von p-bit, beispielsweise 3 und einen Störsignalkanal 46 mit einer Auflösung von q-bit, beispielsweise 2. Diese beiden Störsignalkanäle 44 und 48 haben höchstens zusammen eine Auflösung von m-bit wie der Störsignalkanal 38 gemäß der Figur 1.
Diese Ausgänge 52 bzw. 54 des Analog-Digital-Wandlers 48 bzw. 50 sind mit Hilfe von einem Leitungsbus 56 bzw. 58 mit den Adresseingängen 26 des Speichers 28 verbunden.
Die Leitungsbusse 56 bzw. 58 bestehen entweder jeweils aus p-Leitungen oder aus p bzw. q-Leitungen.
Durch die unterschiedlichen Auflösungen der Störsignalkanäle 44 und 46 wird der unterschiedliche Einfluß jeder einzelnen Störgröße auf das Meßsignal berücksichtigt. Außerdem wird durch die Aufspaltung eines Störkanals 38, gemäß der Figur 1, in mehrere Störsignalkanäle 44 und 46 ersichtlicht, daß mehrere Störgrößen, beispielsweise zwei Störgrössen, die Meßsignale unterschiedlich oder gleich beeinflussen.
Somit erhält man einen Kombinationssensor, der wenigstens eine Störgröße kompensieren kann, ohne dabei die Verarbeitungszeit von Meßsignalen zu erhöhen.
12 Patentansprüche 2 Figuren - Leerseite -

Claims

Patentansprüche X Kombinationssensor mit einem Meßsignalsensor (4) und einem nachgeschalteten Spannungsverstärker (8), d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß wenigstens ein Störsignalsensor (6) mit einem nachgeschalteten Widerstands-Spannungswandler (12) vorgesehen ist, daß dem Spannungsverstärker (8) und dem Widerstands-Spannungswandler (12) jeweils ein Analog-Digital-Wandler (10 bzw. 14) nachgeschaltet ist, deren Ausgänge (16 bzw. 18) jeweils mit einem Adresseingang (24 bzw. 26) eines Speichers (28) verbunden sind und daß Datenausgänge (30) des Speichers (28) mit Eingängen eines Digital-Analog-Wandlers (34) verbunden sind.
2, Kombinationssensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß korrigierte Meßsignalwerte im Speicher (28) abgelegt sind.
3. Kombinationssensor nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Speicherplätze als Speichermatrix gestaltet sind.
4. Kombinationssensor nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der dem Spannungsverstärker (8) nachgeschaltete Analog-Digital-Wandler (10) mit einer höheren Auflösung versehen ist als der dem Widerstands-Spannungswandler (12) nachgeschaltete.
5. Kombinationssensor nach Anspruch 1 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Auflösungen des dem Spannungsverstärker (8) nachgeschalteten Analog-Digital-Wandlers (10) und des Digital-Analog-Wandlers (34) gleich sind.
6. Kombinationssensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei mehrere Störsignalsensoren (6, 42) die Adresseingänge (26) des Speichers (28) mit mehreren Analog-Digital-Wandlern (48, 50) verbunden sind.
7. Kombinationssensor nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei mehreren Störsignalsensoren (6, 42) die entsprechenden Analog-Digital-Wandler (48, 50) mit derselben Auflösung versehen sind.
8. Kombinationssensor nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei mehreren Störsignalsensoren (6, 42) die entsprechenden Analog-Digital-Wandler (48, 50) mit unterschiedlichen Auflösungen versehen sind.
9. Kombinationssensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Analog-Digital-Wandler (10), der dem Spannungsverstärker (8) nachgeschaltet ist, ein Analog-Digital-Wandler mit einer 8 bit Auflösung vorgesehen ist.
10. Kombinationssensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Analog-Digital-Wandler (14), der dem Widerstands-Spannungswandler (12) nachgeschaltet ist, ein Analog-Digital-Wandler mit einer 6 bit Auflösung vorgesehen ist.
11. Kombinationssensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Speicher (28) ein ROM (read only memory) vorgesehen ist.
12. Kombinationssensor nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein 16 k x 8 bit ROM vorgesehen ist.