EP1251474B1 - Capteur à connexion bifilaire utilisant la modulation d'impulsions en largeur - Google Patents

Capteur à connexion bifilaire utilisant la modulation d'impulsions en largeur Download PDF

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signals
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    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/16—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses
    • G08C19/22—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses by varying the duration of individual pulses

Definitions

  • the invention relates to a method for measuring a physical Size by means of a two-wire sensor and a Two-wire sensor for measuring a physical quantity.
  • Two-wire sensors are made of a measuring sensor, which is a physical Size such. As the temperature, pressure or Field strength of a magnetic field measures, and electronic components for processing the signals supplied by the measuring sensor built up. Both the power supply and the forwarding the measured and processed measurement signals via only two lines, whereupon the name two-wire sensor due is. A two-wire sensor therefore has only two connections, the simultaneous power supply and forwarding serve the measured and processed measuring signals.
  • Two-wire sensors are z. B. as a contactless magnetic Switch executed according to the strength and direction of the measuring magnetic field as a measuring signal z. B. a stream of different Deliver strength.
  • the component is seen from the outside passive, in the simplest case (the current / voltage characteristic may ev. also change in other ways) changes his inner resistance.
  • current injection changes the voltage that can be picked up and the resulting voltage when impressed with voltage Electricity. Both can (even in combination) as a signal be evaluated on the receiver side.
  • Such two-wire sensors be z. B. in motor vehicles as a buckle switch or position switch used. Be two-wire sensors used in safety-related areas is high reliability required. In particular, should be a defective or faulty two-wire sensor in good time be recognized.
  • a pulse width modulated Signal generation can be errors and faulty functions of the two-wire sensor easily detect, because at a Error, the two-wire sensor generates no pulse width modulated Signal more.
  • an error or a malfunction of the two-wire sensor by an error signal with a specified pulse width displayed.
  • the pulse width ratio is thereby of the error signal 1: 1, while for the representation the measured physical quantity measuring signals with unbalanced Pulse width ratios are selected.
  • An embodiment of the invention provides, the pulse width the measured signals generated by the two-wire sensor in dependence to modulate from the physical quantity to be measured.
  • pulse width ratios can not be represent only the physical quantity to be measured, rather can also be achieved by different pulse width ratios represent other information of the two-wire sensor.
  • the first value or state by a first measuring signal having a first presettable pulse width represent and the second value or the second state represented by a second measurement signal, by inverting the first measurement signal is generated.
  • the error signal is the symmetric pulse width ratio of 1: 1, the pulse width ratio becomes inversed not changed. Therefore, z. B. Changes to a Magnetic field, which inverts the signals, to the error signal no influence. If the two-wire sensor is defective or polarity reversed or the line to the two-wire sensor interrupted or short-circuited, it does not give a pulse width modulated signal from.
  • FIG 1 is an embodiment of an inventive Two-wire sensor shown.
  • FIG. 2 shows a pulse width modulated signal with a pulse width ratio Th: Tp of 1: 4 and a dashed line of 1: 2.
  • the rise time Trp and the fall time Tfp of the pulse width modulated signal pulses are chosen to satisfy the following inequalities: Trp ⁇ Tp * Rp / 2 Tfp ⁇ Tp * Rp / 2 where Tp is the period of time of the pulse width modulated signal and Rp is the ratio of the shortest high level to the period Tp.
  • the pulse width modulated signal can be z. B. by measuring the Pulse width ratio or by filtering by means of a Lowpasses are evaluated.
  • the low-pass filtering delivers a DC voltage value that determines the ratio high to low becomes.
  • the method according to the invention and the two-wire sensor according to the invention are especially for use in safety-related Areas suitable because of errors or malfunctions of the two-wire sensor are easily detectable.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Claims (14)

  1. Procédé pour la mesure d'une grandeur physique au moyen d'un capteur à deux fils (S) qui produit des signaux modulés en largeur d'impulsion (PWM), selon lequel un des signaux produits modulés en largeur d'impulsion est un signal de défaut qui signale un défaut ou un fonctionnement défectueux du capteur à deux fils (S),
    caractérisé en ce que
    le signal de défaut présente un rapport de largeur d'impulsion de 1 : 1.
  2. Procédé selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    la largeur des impulsions des signaux de mesure produits par le capteur à deux fils (S) est modulée en fonction de la grandeur physique à mesurer.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
    caractérisé en ce que
    pour la représentation de la grandeur physique à mesurer, le capteur à deux fils (S) produit des signaux de mesure (PWM) présentant des rapports de largeur d'impulsion asymétriques.
  4. Procédé selon une des revendications précédentes 1 - 3,
    caractérisé en ce que
    pour la représentation d'une grandeur physique qui peut prendre seulement deux états ou valeurs, le capteur à deux fils (S) produit un premier signal de mesure présentant un rapport de largeur d'impulsion pouvant être prédéterminé et un deuxième signal de mesure formé par inversion du premier signal de mesure.
  5. Procédé selon une des revendications précédentes 1 - 4,
    caractérisé en ce que
    le capteur à deux fils (S) produit, pour son identification ou son adressage, un signal d'identification présentant un rapport de largeur d'impulsion prédéterminé.
  6. Procédé selon une des revendications précédentes 1 - 5,
    caractérisé en ce que
    les signaux modulés en largeur d'impulsion sont analysés par la mesure de la largeur d'impulsion.
  7. Procédé selon une des revendications précédentes 1 - 6,
    caractérisé en ce que
    les signaux modulés en largeur d'impulsion sont analysés par filtrage au moyen d'un passe-bas.
  8. Capteur à deux fils pour la mesure d'une grandeur physique, dans lequel les signaux (PWM) produits par le capteur à deux fils (S) sont modulés en largeur d'impulsion et l'un des signaux (PWM) produits est un signal d'erreur qui signale une erreur ou un fonctionnement défectueux du capteur à deux fils (S),
    caractérisé en ce que
    le signal de défaut présente un rapport de largeur d'impulsion de 1 : 1.
  9. Capteur à deux fils selon la revendication 8,
    caractérisé en ce que
    la largeur d'impulsion des signaux de mesure (PWM) produits par le capteur à deux fils (S) est modulée en fonction de la grandeur physique à mesurer.
  10. Capteur à deux fils selon la revendication 9,
    caractérisé en ce que
    pour la représentation des grandeurs physiques à mesurer, sont prévus des signaux de mesure (PWM) ayant des rapports de largeur d'impulsion asymétriques.
  11. Capteur à deux fils selon une des revendications 9 ou 10, 10 - 14,
    caractérisé en ce que
    pour la représentation d'une grandeur physique qui peut prendre deux états ou valeurs, sont prévus un premier signal de mesure ayant un rapport de largeur d'impulsion asymétrique prédéterminé et un deuxième signal de mesure formé par inversion du premier signal de mesure.
  12. Capteur à deux fils selon une des revendications précédentes 9 à 11,
    caractérisé en ce que
    pour l'identification ou l'adressage du capteur à deux fils (S), est prévu un signal d'identification ayant un rapport de largeur d'impulsion prédéterminé.
  13. Capteur à deux fils selon une des revendications précédentes 9 à 12,
    caractérisé en ce que
    l'une des connexions du capteur à deux fils (S), sur laquelle peuvent être pris les signaux de mesure (PWM) modulés en largeur d'impulsion, est reliée à une tension d'alimentation (V) à travers une résistance (R), tandis que l'autre connexion est reliée à la masse.
  14. Procédé ou capteur à deux fils selon une des revendications 9 à 13,
    caractérisé en ce que
    le temps de croissance Trp et le temps de décroissance Tfp des impulsions du signal modulé en largeur d'impulsion sont choisis ou sont tels que les inégalités suivantes soient vérifiées : Trp < Tp · Rp/2 Tfp < Tp · Rp/2 où Tp est la période du signal (PWM) modulé en largeur d'impulsion et Rp est le rapport entre le niveau Haut le plus court et la durée de la période.
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