JP2010133937A - デジタルキャパシタンスダイヤフラムゲージ用システムおよび埋め込まれた当該システムの操作方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャパシタンスダイヤフラムゲージ10用のデジタルコントローラがデジタル信号プロセッサ(DSP)110に埋め込まれる。コントローラは、センサAFE30から可変ゲインモジュール40、ゼロオフセットモジュール50、およびアナログ−デジタル変換器60を介して、デジタル化された入力を受け取る。コントローラは、受け取った入力を、可変ゲインおよびゼロオフセットモジュールを調整することによって、自動的にスケーリングする。コントローラはまた、センサ10において適切な温度を維持するように、ヒーターアセンブリ20をモニタリングし、調整する。コントローラは、処理するリソースをゲージコントローラモジュールの様々なタスクに割り当てるカーネルモジュールを利用する。
【選択図】図1
Description
上記の問題のうちの1つ以上は、本発明の様々な実施形態によって解決され得る。大まかに言うと、本発明は、センサをデジタル制御するシステムおよび方法を含む。本発明の様々な実施形態は、従来技術によるセンサを動作させるシステムおよび方法に関連する不利な点および問題点を実質的に減らすか、または、なくす。
本発明の好適な実施形態を以下に説明する。以下に説明されるこの実施形態および任意の他の実施形態は、例に過ぎず、本発明を限定ではなく、例示することが留意されるべきである。
図1を参照すると、デジタルコントローラを有するセンサシステムの構造を例示する機能的なブロック図が示されている。この図に示す実施形態において、コントローラは、デジタル信号プロセッサ(DSP)110にインプリメントされている。他の実施形態において、コントローラは、マイクロコントローラまたは他のデータプロセッサにインプリメントされ得る。コントローラは、センサ10からのデジタルからされた入力を受け取り、入力を処理し、センサおよび関連する部材を制御し、様々なサービス機能を行い、出力データをユーザに提供する。ある実施形態において、コントローラDSPは、センサに埋め込まれている(一体である)。
Claims (51)
- デジタル制御されるセンサシステムであって、
センサと、
該センサに接続され、アナログセンサ信号を生成するように構成されたアナログフロントエンドモジュールと、
該アナログセンサ信号をデジタルセンサ信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器と、
該デジタルセンサ信号を受信し、該信号を処理し、該センサ信号に対応する測定されたパラメータを示す出力信号を提供するように構成されたデジタルコントローラであって、該コントローラは制御ループの反復を行うように構成されたカーネルモジュールを利用し、該制御ループは、優先度が高いタスクのセットの全ての実行および1つ以上のより優先度が低いタスクの実行を含む、デジタルコントローラと
を含む、センサシステム。 - 前記デジタルコントローラは、デジタル信号プロセッサ(DSP)にインプリメントされ、該DSPは該センサに埋め込まれる、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、マイクロコントローラにインプリメントされ、該マイクロコントローラは該センサに埋め込まれる、請求項1に記載のシステム。
- 前記センサはキャパシタンスダイヤフラムゲージを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御ループの反復のそれぞれは、周期的な時間に行われる、請求項1に記載のシステム。
- 前記優先度が高いタスクは、前記アナログ−デジタル変換器から前記デジタルセンサ信号を読み出すこと、該デジタルセンサ信号から線形化された圧力値を計算すること、該線形化された圧力値をデジタル−アナログ変換器に書き込むこと、および、該線形化された圧力値を1つ以上のポートバッファに伝達することからなる群のうちの1つ以上を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記優先度が低いタスクは、診断オートから受け取った通信メッセージを処理すること、コントロールエリアネットワークメッセージを処理すること、周囲温度補償を行うこと、閉ループヒーターアルゴリズムを行うこと、温度LEDを提供すること、ステータスLEDおよびスイッチを提供すること、EEPROMを提供すること、自動アナログスケーリングプロシージャを行うこと、自動ゼロ調整プロシージャを行うこと、および、埋め込み型診断プロシージャを行うことからなる群のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、自動較正プロシージャを行うように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、線形化計算が基づく較正定数のセットを計算するように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、回帰プロシージャを用いて、前記較正定数のセットを計算するように構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、不揮発性メモリに前記較正定数のセットをアーカイブするように構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、較正スタンドから該デジタルコントローラにインポートされる較正データを用いて、前記自動較正プロシージャを行うように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、自動ゼロ調整プロシージャを行うように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、ユーザからの指示に応答して、前記自動ゼロ調整プロシージャを行うように構成される、請求項13に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、ネットワーク接続を介して受け取った電子指示に応答して、前記自動ゼロ調整プロシージャを行うように構成される、請求項13に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、制御データをアナログゼロ調整モジュールに提供するように構成され、該制御データは、前記自動ゼロ調整プロシージャによって生成される、請求項13に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、所定のセットの条件が満たされない限り、前記自動ゼロ調整プロシージャをロックアウトするように構成される、請求項13に記載のシステム。
- 前記所定のセットの条件は、インレット圧力が前記センサの検出限界未満であること、前記センサおよび電子機器がセットポイント温度であること、周囲温度が所定の範囲内であること、超過圧力がアサートされていないこと、ならびに、該センサまたはコントローラ内に故障状態がないことからなる群のうちの1つ以上を含む、請求項17に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、1つ以上の埋め込み型診断プロシージャを行うように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、前記1つ以上の埋め込み型診断プロシージャによって検出される故障状態の表示を提供するように構成される、請求項19に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、検出された故障状態をアーカイブするように構成される、請求項19に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、前記1つ以上の埋め込み型診断プロシージャから得られる診断データを診断ポートに転送するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、専用診断ポートを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラに格納されたデータは、外部デバイスにアクセス可能である、請求項23に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、前記デジタルセンサ信号を線形化するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、不揮発性メモリに格納されている値に基づいて、線形化表現を用いて、前記デジタルセンサ信号を線形化するように構成される、請求項25に記載のシステム。
- 前記不揮発性メモリは、EEPROMである、請求項26に記載のシステム。
- 前記デジタルコントローラは、前記デジタルセンサ信号を温度補償するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- センサシステムをデジタル制御する方法であって、
アナログセンサ信号を受信するステップと、
該アナログセンサ信号をデジタルセンサ信号に変換するステップと、
該信号を処理して、該センサ信号に対応する測定されたパラメータを示す出力信号を提供するステップと、
カーネルモジュールにおいて制御ループの反復を行うステップであって、該制御ループは、優先度が高いタスクのセットの全ての実行および1つ以上のより優先度が低いタスクの実行を含む、ステップと
を含む、方法。 - 前記方法は、マイクロコントローラにインプリメントされ、該マイクロコントローラは該センサに埋め込まれる、請求項29に記載の方法。
- キャパシタンスダイヤフラムゲージを用いて前記線さ信号を生成するステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 前記制御ループの反復のそれぞれを周期的な時間に行うステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 前記優先度が高いタスクは、前記アナログ−デジタル変換器から前記デジタルセンサ信号を読み出すこと、該デジタルセンサ信号から線形化された圧力値を計算すること、該線形化された圧力値をデジタル−アナログ変換器に書き込むこと、および、該線形化された圧力値を1つ以上のポートバッファに伝達することからなる群のうちの1つ以上を含む、請求項29に記載の方法。
- 前記優先度が低いタスクは、診断オートから受け取った通信メッセージを処理すること、コントロールエリアネットワークメッセージを処理すること、周囲温度補償を行うこと、閉ループヒーターアルゴリズムを行うこと、温度LEDを提供すること、ステータスLEDおよびスイッチを提供すること、EEPROMを提供すること、自動アナログスケーリングプロシージャを行うこと、自動ゼロ調整プロシージャを行うこと、および、埋め込み型診断プロシージャを行うことからなる群のうちの少なくとも1つを含む、請求項29に記載の方法。
- 自動較正プロシージャを行うステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 前記自動較正プロシージャを行うステップは、線形化計算が基づく較正定数のセットを計算するステップを含む、請求項35に記載の方法。
- 前記較正定数のセットを計算するステップは、回帰プロシージャを用いて行われる、請求項35に記載の方法。
- 不揮発性メモリに前記較正定数のセットをアーカイブするステップをさらに含む、請求項35に記載の方法。
- 較正スタンドから該デジタルコントローラにインポートされる較正データを用いて、前記自動較正プロシージャを行うステップをさらに含む、請求項35に記載の方法。
- 自動ゼロ調整プロシージャを行うステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 前記自動ゼロ調整プロシージャによって生成される制御データに従って、アナログゼロ調整モジュールを制御するステップをさらに含む、請求項40に記載の方法。
- 所定のセットの条件が満たされない限り、前記自動ゼロ調整プロシージャをロックアウトするステップをさらに含む、請求項40に記載の方法。
- 前記所定のセットの条件は、インレット圧力が前記センサのゼロ調整限界未満であること、前記センサがセットポイント温度であること、電子機器の周囲温度が所定の範囲内であること、超過圧力がアサートされていないこと、ならびに、該センサまたはコントローラ内に故障状態がないことからなる群のうちの1つ以上を含む、請求項42に記載の方法。
- 1つ以上の埋め込み型診断プロシージャを行うステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 前記1つ以上の埋め込み型診断プロシージャによって検出される故障状態の表示を提供するステップをさらに含む、請求項44に記載の方法。
- 検出された故障状態をアーカイブするステップをさらに含む、請求項44に記載の方法。
- 前記1つ以上の埋め込み型診断プロシージャから得られる診断データを診断ポートに転送するステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 前記デジタルセンサ信号を線形化するステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 不揮発性メモリに格納されている値に基づいて、線形化表現を用いて、前記デジタルセンサ信号を線形化するステップをさらに含む、請求項48に記載の方法。
- 前記不揮発性メモリは、EEPROMである、請求項49に記載の方法。
- 前記デジタルセンサ信号を温度補償するステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
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