JPH0650252B2 - 物理量を測定するためのセンサおよび該センサを調整する方法 - Google Patents

物理量を測定するためのセンサおよび該センサを調整する方法

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JPH0650252B2
JPH0650252B2 JP60503648A JP50364885A JPH0650252B2 JP H0650252 B2 JPH0650252 B2 JP H0650252B2 JP 60503648 A JP60503648 A JP 60503648A JP 50364885 A JP50364885 A JP 50364885A JP H0650252 B2 JPH0650252 B2 JP H0650252B2
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Description

【発明の詳細な説明】 公知技術水準 本発明は特許請求の範囲第１項に記載の形式による物理
量を測定するためのセンサを前提とする。センサの抵抗
値が圧力変動または温度変動の如何によつて変化する公
知のセンサでは、センサによつて直接送出される測定信
号を補正するために比較的費用のかかる調整回路網が必
要であり、それによつてセンサ特性曲線を線形化し、温
度変化を補償し、サンプルのバラツキをなくし、種々の
オフセツト電圧に対して調整しなければならない（エレ
クトロニーク、第３号、１９８４年、第９５頁）。セン
サ部材と共にチツプに配設されている調整回路網のいろ
いろな抵抗はさらに測定試験装置でレーザ光線を用いて
調整しなければならない。この種のセンサはおもに圧力
測定および温度測定のためデジタル式に機能する評価回
路に接続されるので、センサをマイクロプロセツサと１
つの機能単位に構成し、マイクロプロセツサをセンサ部
材と評価回路との間に挿入し、信号を処理するために考
慮すべきすべての補正量を入力することもすでに公知で
ある（ETZ第１０５巻（１９８４年）第１５号８００頁
以下）。このような機能単位の出力信号はマイクロプロ
セツサでの信号処理によつてもはや欠陥を伴うことがな
く、したがつて評価回路によつてそれ以上の補正なしに
測定値表示のため、または調整回路および制御区間を制
御するためにさらに処理することができる。評価回路は
そのさい少なくとももう１つのマイクロプロセツサまた
はマイクロコンピユータを有することが多い。この解決
策もまた比較的費用がかさむ。評価回路に設けたマイク
ロプロセツサの他に付加的にマイクロプロセツサがセン
サのチツプ上に必要とされるからである。
本発明の解決策は、既設の評価回路がセンサ信号の補正
にいつしよに使用できるように該センサを装備すること
を目的とする。
本発明の利点 該センサといわゆるPROMとを１つの構成単位に本発明に
したがつて構成することは次のような利点がある。すな
わち、各センサの補正値のみが該センサに対応して設け
られた該構成単位上のPROMに記憶されており、該センサ
の使用時にセンサ信号といつしよに、接続された評価回
路によつて呼び出されるという利点である。このように
して評価回路のインテリジエンスはセンサが発する測定
信号の補正にいつしよに使用することができる。そのさ
いPROMの記憶容量に応じて、センサ特性曲線の直線性、
温度変化、サンプルのバラツキおよびオフセツト値に関
する高いまたは非常に高い測定精度を達成することがで
きる。もう１つの利点は、個数が大きいばあい公知の解
決策に比して大幅な原価上の利点が得られるという点に
ある。センサ調整用の調整回路網またはもう１つのプロ
セツサが省けるからである。
請求範囲第２項以下に示す構成によつて請求範囲第１項
記載の特徴を有利に実施することが可能である。とくに
有利なのはセンサの測定信号および補正値をメモリから
共通の出力側を介してビツト直列またはビツト並列に評
価回路に引き渡すことである。そのさい適切なのはその
出力側を同時にセンサおよびメモリのエネルギ供給用入
力側として使用することである。測定信号、たとえば自
動車タイヤの空気圧や温度等を回転中のセンサから固定
した評価回路に伝送しようとするばあいには、その単位
構成の出力側をトランスのコイルに接続し、該コイルを
評価回路に接続した別のトランスのコイルと誘導結合し
ておくのがより適切である。そのさいセンサの単位構成
体は自動車の車輪に配設され、車輪が完全に１回転する
ごとに少なくとも１つの円周領域で他方の、車輪近くに
固定配設されたトランスのコイルに対向するように構成
される。そのさいセンサはＡ／Ｄ変換器を介して出力側
に接続しておくのが有利である。センサ、Ａ／Ｄ変換
器、メモリおよび出力側はそのさい構成単位としてチツ
プ上に配設するか、あるいはハイブリツド式に統合して
おくのが適切である。
PROMに記憶すべき補正値を求めるため、簡単な仕方で測
定試験装置上にセンサを装着して、複数の測定点を通過
させる。これらの測定値は然る後に所定の実際の測定値
と比較し、補正値を作り、最後にそれは数学的調整規則
用のパラメータまたは数表値としてPROMに書き込まれ
る。
図面 本発明の実施例が図面に示されており、以下の記述で詳
細に説明されている。第１図はPROMをプログラミングす
るための調整回路が接続された本発明によるセンサ単位
構成体を示し、第２図は評価回路が接続されたセンサ単
位構成体を示し、第３図は第１図によるセンサ単位構成
体を有するタイヤ圧監視装置を示す。
実施例の説明 第１図および第２図には少なくとも１つの圧力に応じて
変化するオーム抵抗を有するそれ自体は公知の圧力セン
サ１０で示されている。圧力センサ１０はチツプ１１に
配設されており、チツプは非導電材料からなる。チツプ
１１としてはセラミツクまたはプラスチツク板を使用す
ることができる。チツプ１１にはさらにアナログ・デジ
タル変換器１２が配設されており、そのアナログ入力側
はセンサ１０の端子に接続されている。Ａ／Ｄ変換器に
は同時に前置増幅器が集積されている。Ａ／Ｄ変換器１
２のデジタル出力側はバス１３を介して論理回路１４に
接続されており、論理回路１４は同じくチツプ１１に設
けられている。さらにチツプ１１にはプログラミング可
能で、持久メモリとしてPROM１５が配設されており、別
のバス端子１６および１７を介して論理回路１４に接続
されている。論理回路１４は一方で接地され、他方で出
力側１８に接続されている。圧力センサ１０はPROM１
５、Ａ／Ｄ変換器１２および論理回路１４と共にチツプ
１１上で単位構成体１９を形成し、これはそのために設
定された測定個所に連続的な圧力測定のために配設され
る。
実施例のセンサ単位構成体１９は固有のエネルギ供給装
置をもたず、電池９をもつだけなので、このばあい出力
側１８は同時に圧力センサ１０、PROM１５およびＡ／Ｄ
変換器１２のエネルギ供給のための入力側として設けら
れている。圧力センサ１０はそれに作用する圧力Ｐに依
存するアナログ信号をＡ／Ｄ変換器に送り、Ａ／Ｄ変換
器はバス１６を介してデジタル信号として論理回路１４
に送る。圧力センサ１０は非線形の特性曲線、温度特
性、サンプルのバラツキおよびオフセツト電圧によつて
個々の測定誤差を伴うので、これらは圧力センサ１０の
測定信号の評価のさいに考慮しなければならない。
この目的のためセンサ単位構成体１９はその仕上げ前に
第１図に示す測定試験装置２０に取付けられるが、これ
は圧力センサ１０に作用する圧力室２１を有する。さら
に測定試験装置２０には調整回路２３が設けられてお
り、これは実施例ではマイクロプロセツサとして構成さ
れている。PROM１５はそのプログラミングのためデータ
バス２４およびアドレスバス２５を介して調整回路２３
に接続されている。導線２６を介してセンサ単位構成体
１９の出力側１８もまた調整回路２３に接続されてお
り、それによつて同時にマイクロプロセツサによる単位
構成体１９のエネルギ供給が確保されている。接続線２
６，２７および２８を介していろいろな制御指令が測定
試験装置２０に与えられる。
圧力センサ１０の誤差のある測定値を正しい測定値を示
すように調整するため測定試験装置２０に次々と多数の
測定点を通過させる。たとえば接続線２７上の対応する
制御指令によつて圧力室２１の圧力を段階的に所定の値
に引き上げることによつてである。このように通過する
測定点ごとに、圧力センサ１０が発生する測定信号が、
Ａ／Ｄ変換器１２、論理回路１４および接続線２６を介
して実際値として調整回路２３に与えられる。測定信号
はそこで、圧力室２１の実際の圧力に対応する接続線２
７を介して段階付けされた測定値の目標値と比較され
る。測定ごとにこのようにして実際値と目標値とからす
べての測定点の補正値ないしは数学的補正規則が求めら
れる。圧力センサを後で使用するさい補正値または数学
的補正規則は評価回路によつてその都度考慮されなけれ
ばならない。データバス２４およびアドレスバス２５を
介して最後にこのようにして求められた各補正値ないし
は補正規則は調整回路２３によつて、その時々の測定点
に対応したPROM１５の記憶場所に記憶される。
センサ１０が発する信号はしばしばその他の妨害量たと
えば温度変動によつて影響されるので、これもまたアナ
ログ式に検出し、考慮することができる。そのため測定
試験装置２０にパラメータとしてのいろいろな妨害量を
与えて個々の測定点をその時々に通過させる。そのさい
調整回路２３で対応する補正値が求められ、最後にPROM
１５の対応して関係づけされた記憶場所に記憶させる。
調整回路２３の対応するプログラミングによつて、まず
第１に圧力センサ１０の全部の補正値ないしは数学的補
正規則が調整回路２３によつて求められ、中間記憶させ
ることが可能である。これらの補正値は然る後に引き続
きもう１度照合し、必要ならば修正し、最後にPROMに書
き込むことができる。補正値ないしは数学的補正規則を
PROM１５に記憶し終ると、データバス２４およびアドレ
スバス３５はPROM１５からふたたび切離され、最後の製
造段階でセンサ単位構成体１９の電気素子１２，１４お
よび１５は絶縁材でカプセル化されるので、PROM１５の
アドレス入力側およびデータ入力側はもはや接近できな
い。
第２図は完成したセンサ単位構成体１９を示すが、これ
は図示されていない別のセンサと共に自動車の評価回路
としての走行データ計算機３０のマイクロコンピユータ
３１のそれに対応する入力側に接続されている。マイク
ロコンピユータ３１はデータバス３３を介してデイスプ
レイに供給を行なう。実施例では圧力センサ１０および
電気素子１２，１４および１５のエネルギ供給は接続線
２６を介してマイクロコンピユータによつて行なわれ
る。さらに接続線２６を介してマイクロコンピユータ３
１によつて制御指令がセンサ単位構成体１９の論理回路
１４に伝送され、それによつて論理回路１４は、PROM１
５に記憶された補正データかＡ／Ｄ変換器１２で変換さ
れたセンサ信号かが連続的にマイクロプロセツサ３１に
与えられるように切換えられる。それゆえセンサ単位構
成体１９の共通の出力側１８は同時に単位構成体１９の
エネルギ供給用ならびに論理回路１４への制御指令用の
入力側である。最後にマイクロコンピユータ３１でデジ
タル化センサ信号は、それらに対応する補正値によつて
補正され、表示されるかないしはその他のマイクロコン
ピユータ３１に入力されるかまたは他のセンサによつて
読み込まれた値によつて処理される。そのさい達成可能
な測定精度は、測定試験装置を通過する測定点の数と共
に高くなる。そのさい補正値は表としてかまたは数学的
調整規則としてPROM１５に入力しておくことができる。
第３図は自動車のタイヤ圧を監視するために本発明によ
る圧力センサ単位構成体の使用した略線図である。この
ばあいセンサ単位構成体３５がリム３６の底部に配設さ
れている。センサ単位構成体３５のエネルギ供給のため
ならびに測定信号および単位構成体３５のメモリに記憶
させた補正値の出力のために、このばあいにはリム３６
に固定したトランスのコイル３７が用いられ、これは車
輪懸架装置に固定配設した別のトランスのコイル３８と
誘導結合させてある。トランスの回転部はリングとして
構成されているので、トランスは車輪の角度位置に関係
なく機能する。そのさいブロツキング変換器４０を通し
て１連のパルスによつてエネルギがトランスコイル３８
および３７を介してセンサ単位構成体３５に伝送され
る。さらにこれらのパルスによつて制御指令が、周波数
変調されて評価回路３９に伝送される。圧力センサによ
つて測定されるタイヤ圧の測定値の伝送ならびに単位構
成体３５のメモリに記憶させた補正値の伝送は、同様に
相応に周波数変調したパルス列によつて行なわれ、この
パルス列は評価回路３９によつて受信され、そして処理
される。
本発明は前記の実施例に限定されない。なぜならばセン
サ単位構成体にも、信号伝送およびエネルギ供給にも変
形が可能だからである。圧力センサの代りに同様に温度
センサを作り、対応する方法にしたがつて調整すること
もできる。このようなセンサ単位構成体、プログラミン
グ可能な、持久メモリおよびセンサは別別に評価回路に
接続することができ、したがつてセンサの測定信号およ
びメモリの補正値は評価回路の異る入力側にビツト直列
またはビツト並列に伝送される。さらに論理回路１４お
よびＡ／Ｄ変換器１２なしにセンサをそのアナログ式測
定信号で直接に評価回路に接続することが可能である。
発明上重要なのは、センサがメモリと共に１つの単位構
成体に統合されており、そのメモリにセンサ信号の調整
に必要な補正データがセンサ信号と同様に評価回路に伝
送できるように記憶させてあることである。そのさいセ
ンサ単位構成体および評価回路は異る場所で作動される
２つの装置をなす。そのさいたとえば供給電圧の投入に
よつてすでに、センサ単位構成体のメモリに記憶させた
補正データまたはそれに記憶させた数学的調整規則を評
価回路に読み込み、かつ中間記憶させることができる。
そのようにしたばあいにはその後はセンサの測定信号が
評価回路に伝送されるだけであり、その後調整データに
よつて精確な測定値が算出される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シユミツト，ハンス‐デイーター ドイツ連邦共和国 Ｄ‐8500 ニユルンベ ルク60 カーメンツアーシユトラーセ ８ (56)参考文献 特開 昭53−86236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−34852（ＪＰ，Ａ) 欧州特許公開45401（ＥＰ，Ａ)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】測定された物理量に応じて電気測定信号を
    出力し、該信号が評価回路でさらに処理され、 当該センサのセンサ素子（１０）がプログラミング可能
    な不揮発性メモリ（１５）と共に１つの単位構成体（１
    ９，３５）にまとめられており、該メモリ（１５）には
    複数の測定点に対するセンサ素子（１０）の測定信号の
    補正データがファイルされている、物理量を測定するた
    めのセンサにおいて、 センサ素子（１０）ならびにメモリ（１５）が前記単位
    構成体に含まれた当該センサ素子（１０）とメモリ（１
    ５）との間で切換可能な論理回路（１４）を介して共通
    の出力側（１８）に接続されており、該出力側（１８）
    を介して前記センサ素子（１０）の測定信号と前記メモ
    リ（１５）の補正データが時間的に順次連続して評価回
    路（３０，３９）に出力されることを特徴とするセン
    サ。
  2. 【請求項２】前記出力側（１８）は前記センサ素子（１
    ０）、メモリ（１５）および論理回路（１４）のエネル
    ギ供給のための入力側として同時に用いられる、請求範
    囲第１項記載のセンサ。
  3. 【請求項３】前記出力側（１８）はトランスコイル（３
    ７）からなり、該トランスコイル（３７）は評価回路
    （３９）に接続された別のトランスコイル（３８）と誘
    導結合されている、請求範囲第１項又は第２項記載のセ
    ンサ。
  4. 【請求項４】センサの前記単位構成体（３５）は自動車
    の車輪（３４）に、１つのトランスコイル（３７）が車
    輪の１回転ごとに少なくとも１つの領域で車輪の近くに
    固定配設した別のトランスコイル（３８）に対向するよ
    うに配設されている、請求範囲第３項記載の圧力セン
    サ。
  5. 【請求項５】前記センサ素子（１０）にＡ／Ｄ変換器
    （１２）が後置接続されており、該Ａ／Ｄ変換器（１
    ２）は前記センサ素子（１０）およびメモリ（１５）と
    共に１つのチップに配設されている請求の範囲第１項〜
    第４項までのいずれかの項に記載のセンサ。
  6. 【請求項６】前記メモリ（１５）およびセンサ素子（１
    ０）は、前記論理回路（１４）に接続するそれぞれ１つ
    の出力側を有している請求範囲第１項記載のセンサ。
  7. 【請求項７】測定された物理量に応じて電気測定信号を
    出力し、該信号が評価回路でさらに処理され、当該セン
    サのセンサ素子（１０）がプログラミング可能な不揮発
    性メモリ（１５）と共に１つの単位構成体（１９，３
    ５）にまとめられており、該メモリ（１５）には複数の
    測定点に対するセンサ素子（１０）の測定信号の補正デ
    ータがファイルされており、センサ素子（１０）ならび
    にメモリ（１５）が当該センサ素子（１０）とメモリ
    （１５）との間で切換可能な論理回路（１４）を介して
    共通の出力側（１８）に接続されており、該出力側（１
    ８）を介して前記センサ素子（１０）の測定信号と前記
    メモリ（１５）の補正データが時間的に順次連続して評
    価回路（３０，３９）に出力される、物理量を測定する
    ためのセンサの測定値を調整する方法において、 測定検査装置（２０）上で、当該センサ素子（１０）に
    よって測定すべき物理量の複数の測定点を順次連続して
    通過させ、測定点ごとにセンサ素子（１０）が発する実
    際値としての測定信号を評価回路（２３）で測定点の目
    標値と比較し、該実際値と目標値との間の偏差をその都
    度補正値として求め、調整回路により、求められた補正
    値をセンサ単位構成体（１９）のメモリ（１５）に記憶
    することを特徴とする、物理量を測定するためのセンサ
    の測定値を調整する方法。
  8. 【請求項８】パラメータとしての種々異なる妨害量につ
    いて測定点を複数回通過させ、対応する補正値を調整回
    路（２３）で求め、センサ単位構成体（１９）のメモリ
    （１５）に記憶する、請求範囲第７項記載の方法。
  9. 【請求項９】前記調整回路（２３）によって順次に求め
    た補正値をまず第１に中間記憶させ、最終的にセンサ単
    位構成体（１９）のメモリ（１５）に書き込む請求範囲
    第７項又は第８項記載の方法。
JP60503648A 1984-12-19 1985-08-13 物理量を測定するためのセンサおよび該センサを調整する方法 Expired - Lifetime JPH0650252B2 (ja)

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DE19843446248 DE3446248A1 (de) 1984-12-19 1984-12-19 Sensor zur messung physikalischer groessen und verfahren zum abgleich des sensors
DE3446248.1 1984-12-19
PCT/DE1985/000271 WO1986003831A1 (en) 1984-12-19 1985-08-13 Sensor for measuring physical magnitudes and method for adjusting the sensor

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JPS62501164A JPS62501164A (ja) 1987-05-07
JPH0650252B2 true JPH0650252B2 (ja) 1994-06-29

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JP60503648A Expired - Lifetime JPH0650252B2 (ja) 1984-12-19 1985-08-13 物理量を測定するためのセンサおよび該センサを調整する方法

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US (1) US4845649A (ja)
EP (1) EP0233176B1 (ja)
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