KR20130030755A

KR20130030755A - 다이나믹 센서 레인지 선택

Info

Publication number: KR20130030755A
Application number: KR1020127030278A
Authority: KR
Inventors: 빅터 컬릭; 조셉 촘포; 크리스티나 에이 세이베르트
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2013-03-27
Also published as: EP2851653B1; US20110257936A1; CN102844643A; EP2851653A1; EP2561317A1; EP2561317B1; JP2013527923A; US9234770B2; WO2011133579A1; CN102844643B; KR101436227B1; JP5478774B2

Abstract

제 1 측정 레인지를 사용하여 상기 현상을 측정하고 상기 현상의 값의 아날로그 표시를 제공하도록 구성된 센싱 엘리먼트 (12); 상기 센싱 엘리먼트에 연결되고 상기 아날로그 표시를 디지털 표시로 변환하도록 구성된 아날로그 대 디지털 변환기,ADC (14); 및 상기 ADC (16) 및 상기 센싱 엘리먼트에 연결되고 상기 디지털 표시를 분석하여 상기 센싱 엘리먼트를 위한 제 2 측정 레인지를 결정하고 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 현상의 측정을 위하여 상기 제 1 측정 레인지로부터 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 프로세서 (16) 를 포함하고, 상기 제 1 측정 레인지는 상기 제 2 측정 레인지와 상이한, 다이나믹 측정 레인지를 사용하여 현상을 센싱하는 디바이스 (10) .

Description

다이나믹 센서 레인지 선택{DYNAMIC SENSOR RANGE SELECTION}

본 발명은 다이나믹 센서 레인지 선택에 관한 것이다.

센서들은 속도, 가속도, 온도, 압력, 광, 모션, 자기장 등과 같은 여러 양들을 검출하기 위해 존재한다. Bosch SMB380 가속도계와 같은 기존의 일부 센서들은 비교적 정적인 레인지를 설정하기 위해 조정 작업을 수행하는 유저에 의해 그 측정 레인지들이 설정되도록 한다. 일단 설정되면, 상기 센서는 상기 센서에 특정된 현상/환경을 검출하기 위해 상기 레인지를 사용한다.

자동차들로부터 셀룰러 폰들에 이르기까지, 많은 기계적 및 전기적 장치들은 몇몇 종류의 센서 또는 센서들을 사용한다. 어플리케이션에 따라, 상이한 센서 측정 레인지들 및 오프셋들이 관심의 대상이 될 수도 있다. 예를 들어, 움직임 검출 어플리케이션은 관심있는 어떤 임계치 주변을 판독하는 센서에 관련될 수도 있다. 상기 임계치보다 상당히 낮거나 높은 값들은 상기 어플리케이션에게 상관이 없을 수도 있지만, 상기 임계치의 인접한 부근에서의 판독값들은 정밀하게 알려질 필요가 있을 수도 있다.

최근의 센서들에 있어서, 측정 정밀도는 통상적으로 센서 출력 비트폭 (디지털 센서들 내에서의 아날로그 대 디지털 변환기 (ADC) 의 기능) 및 상기 센서가 커버하도록 프로그래밍된 측정 레인지에 의해 결정된다. 예를 들어, 가속도계를 위한 통상적인 레인지들은 -2g 와 +2g 사이, -4g 와 +4g 사이 및 -8g 와 +8g 사이이다. 움직임 검출 어플리케이션 센서들은 mg 단위의 측정 정밀도를 가질 수도 있다. 그러나, 최근의 센서 설계들에 있어서, 6 비트 출력 및 +/-2g 의 레인지를 가정하면, 상기 측정 정밀도는 4g/64 = g/16 또는 수십 내지 100 mg 단위가 되고, 따라서 원하는 바에 비해 훨씬 덜 정확하다.

센서 파라미터들은 통상적으로 사용자의 필요에 따라 생산 과정에서 트리밍 된다. 다른 경우들에 있어서, 상기 센서 파라미터들은 상기 센서의 하드웨어 외부에 있는 특정 전기적 구성 요소들 (예들 들어, 캐패시터들 및/또는 저항들) 의 공칭 값들을 선택함으로써 사용자들에 의해 커스터마이징 될 수 있다. 상기 센서 파라미터들은 동작 주기에 걸쳐서, 또는 심지어 디바이스의 수명 주기에 걸쳐서 일정하게 유지된다.

센서들은 이때 재-설정 명령을 상기 센서로 전송함으로써, 필요한 경우에 사용자가 변경할 수도 있는 "온 더 플라이(on the fly)" 파라미터들을 커스터마이징 가능한 특징으로 하고 있다. 예를 들면, 자기 나침반들은 보통 최대 지자계 (Earth Magnetic field) 인 0.7 가우스 정도의 측정 레인지를 가지고 있다. 단일 레인지 나침반들은 장비 내부 또는 외부의 금속 객체들에 대한 가능한 근접 범위를 수용하기 위해 더 넓은 레인지 (통상적으로 2-6 가우스) 를 가지도록 디자인된다. 많은 상태의 기술적 나침반들은 사용자가 선택가능한 측정 레인지들을 특징으로 하고 있다. 추가적인 예로서, 상이한 움직임 모드들을 수용하기 위해, 가속도계들은 종종 2g, 4g, 8g 와 같은 사용자가 선택가능한 레인지들을 가지도록 디자인되며 자이로스코프들은 종종 100 dps (degrees per second) 및 300 dps 의 사용자가 선택가능한 레인지들을 가지도록 디자인된다.

설정가능한 측정 레인지들을 특징으로 하는 센서들에 대해, 상기 레인지들은 일반적으로 어플리케이션에 의해 주어진 모드에 대해 가능한 좁도록 설정된다. 이것은 센서 에러 (노이즈, 오프셋, 드리프트, 디지털 센서들을 위한 양자화 에러) 가 통상적으로 측정된 파라미터 값에 의존하기보다는, 센서 측정 레인지에 의존하기 때문이다. 때때로 에러는 측정 레인지에 정비례하거나, 또는 이것이 아닌 경우에도, 측정 레인지가 넓을수록 에러는 더 높아진다. 따라서, 레인지를 감소시키는 것은 보통 측정 에러의 감소를 가져온다. 그러나, 레인지들은 주어진 모드에 대해, 그리고 만약 상기 사용 모드가 미리 알려지지 않았다면 다중 모드들에 대해 가장 넓은 레인지로 설정된다.

다이나믹 측정 레인지를 사용하여 현상을 센싱하기 위한 디바이스의 일 실시예는 제 1 측정 레인지를 사용하여 현상을 측정하고 현상의 값의 아날로그 표시를 제공하도록 구성된 센싱 엘리먼트; 센싱 엘리먼트에 연결되고 아날로그 표시를 디지털 표시로 변환하도록 구성된 아날로그 대 디지털 변환기 (ADC); 및 ADC 및 센싱 엘리먼트에 연결되고 디지털 표시를 분석하여 센싱 엘리먼트를 위한 제 2 측정 레인지를 결정하고 센싱 엘리먼트로 하여금 현상의 측정을 위하여 제 1 측정 레인지로부터 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 제 1 측정 레인지는 제 2 측정 레인지와 상이하다.

이러한 디바이스의 실시예들은 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 프로세서는 센싱 엘리먼트에 대한 원하는 측정 레인지를 결정하고, 센싱 엘리먼트로 하여금 원하는 측정 레인지를 제 2 측정 레인지로서 사용하여 현상을 측정하게 하는 신호를 센싱 엘리먼트에 제공하도록 구성된다. 프로세서는 현상의 값이 제 1 측정 레인지 내에 있는지 여부 및 제 1 측정 레인지가 센싱 엘리먼트의 이용 가능한 최소의 측정 레인지인지 여부를 결정하고, 값이 제 1 측정 레인지 내에 있고 제 1 측정 레인지가 이용 가능한 최소의 측정 레인지보다 큰 것에 응답하여, 제 2 측정 레인지가 제 1 측정 레인지보다 작게 되도록 구성된다. 프로세서는 현상의 값이 제 1 측정 레인지 밖에 있다는 결정에 응답하여 제 2 측정 레인지가 제 1 측정 레인지보다 크게 되도록 구성된다.

대안적으로 또는 부가적으로, 이러한 디바이스의 실시예들은 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 프로세서는 현상의 예상되는 측정 값에 기초하여 센싱 엘리먼트로 하여금 현상의 측정을 위하여 제 1 측정 레인지로부터 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된다. 프로세서는 현상의 값이 급격하게 변화하고 있다는 결정에 응답하여 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된다. 프로세서는 현상의 값이 제 1 측정 레인지의 경계의 임계치 내에 있다는 결정에 응답하여 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지를 변경하게 하도록 구성된다. 프로세서는 이용 가능한 측정 레인지들의 미리 정의된 시퀀스에 따라 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된다.

현상을 센싱하기 위한 디바이스의 일 실시예는 측정 레인지 및 오프셋의 조합들을 동시에 사용하여 현상을 측정하고 현상의 값에 대응하는, 측정 레인지 및 오프셋의 조합들에 대한, 대응하는 아날로그 출력들을 제공하도록 구성된 센싱 엘리먼트; 센싱 엘리먼트에 연결되고 아날로그 출력들을 디지털 출력들로 변환하도록 구성된 아날로그 대 디지털 변환기 (ADC); 및 ADC 에 연결되고 디지털 출력들을 분석하여 디지털 출력들 중 하나가 디바이스에 의하여 출력되도록 구성된 프로세서를 포함한다.

이러한 디바이스의 실시예들은 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 조합들은 상이한 오프셋들 및 유사한 측정 레인지를 포함한다. 유사한 측정 레인지는 센싱 엘리먼트에 이용 가능한 최소의 측정 레인지이다.

현상을 센싱하기 위한 디바이스의 다른 실시예는 측정 레인지 및 오프셋의 조합들을 사용하여 현상을 측정하고 동시에 현상의 값에 대응하는 측정 레인지 및 오프셋의 조합들 각각에 대한 대응하는 아날로그 출력을 제공하기 위한 측정 수단; 측정 수단에 연결되고 아날로그 출력들을 디지털 출력들로 변환하도록 구성된 아날로그 대 디지털 변환기 (ADC); 및 선택적으로 디지털 출력들 중 하나가 디바이스에 의하여 출력되도록 하기 위해 ADC에 연결되는 선택 수단을 포함한다.

이러한 디바이스의 실시예들은 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 조합들은 상이한 오프셋들 및 유사한 측정 레인지를 포함한다. 유사한 측정 레인지는 센싱 엘리먼트를 위해 이용 가능한 최소의 측정 레인지이다.

현상을 측정하는 방법의 일 실시예는 제 1 측정 레인지를 적용하여 센싱 엘리먼트로 현상을 측정하는 단계; 제 1 측정 레인지를 적용한 센싱 결과의 제 1 표시를 제공하는 단계; 제 1 측정 레인지와 상이한 제 2 측정 레인지를 적용하여 센싱 엘리먼트로 현상을 센싱하는 단계; 및 제 2 측정 레인지를 적용한 센싱 결과의 제 2 표시를 제공하는 단계를 포함한다.

이러한 방법의 실시예들은 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 방법은 제 1 표시가 레인지 내에서 유효 측정임을 나타내는지 여부를 결정하는 단계; 및 제 1 표시가 레인지 밖에서 무효 측정임을 나타낸다는 결정에 응답하여 제 2 측정 레인지를 적용하여 센싱 엘리먼트로 현상을 센싱하는 단계를 더 포함하고, 제 2 측정 레인지는 제 1 측정 레인지보다 크다. 방법은 제 1 표시가 레인지 내에서 유효 측정임을 나타내는지 여부를 결정하는 단계; 제 1 측정 레인지가 센싱 엘리먼트의 이용 가능한 최소의 레인지인지 여부를 결정하는 단계; 및 제 1 표시가 레인지 내에서 제 1 값의 유효 측정임을 나타내는지 및 제 1 측정 레인지가 센싱 엘리먼트의 이용 가능한 최소의 레인지보다 크다는 것에 응답하는 제 2 측정 레인지를 적용하여 센싱 엘리먼트로 현상을 센싱하는 단계를 더 포함하고, 제 2 측정 레인지는 제 1 측정 레인지보다 작다. 제 2 측정 레인지는 센싱 엘리먼트의 이용 가능한 최소의 레인지이고, 방법은 센싱 엘리먼트의 오프셋을 설정하여 제 1 값이 오프셋에 의해 조정된 제 2 측정 레인지 내에 있도록 하는 단계를 더 포함한다. 방법은 현상의 예상되는 값을 결정하는 단계를 더 포함하고, 제 2 측정 레인지는 현상의 예상되는 측정 값에 기초한다. 방법은 제 1 표시가 레인지 내에서 유효 측정을 나타내는지 여부를 결정하는 단계; 및 현상의 값이 급격하게 변화하고 있다는 결정에 응답하여 제 2 측정 레인지를 적용하여 센싱 엘리먼트로 현상을 센싱하는 단계를 더 포함한다. 제 2 측정 레인지를 적용하여 센싱 엘리먼트로 현상을 센싱하는 단계는 현상의 값이 제 1 측정 레인지의 경계의 임계치 내에 있다는 결정에 대한 응답이다. 방법은 이용 가능한 측정 레인지들의 미리 정의된 시퀀스에 따라 제 2 측정 레인지를 선택하는 단계를 더 포함한다.

컴퓨터 판독가능한 매체에 상주하는 컴퓨터 프로그램 제품의 일 실시예는 프로세서로 하여금 제 1 측정 레인지를 사용하여 센싱 엘리먼트에 의해 센싱된 현상의 값의 표시를 분석하게 하고; 제 1 측정 레인지를 사용하여 센싱된 값의 표시에 기초하여 센싱 엘리먼트를 위한 제 2 측정 레인지를 결정하게 하고; 센싱 엘리먼트가 현상을 센싱하기 위하여 제 1 측정 레인지로부터 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 컴퓨터 판독가능한 명령을 포함하고, 제 1 측정 레인지는 제 2 측정 레인지와 상이하다.

이러한 컴퓨터 프로그램 제품의 실시예들은 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 프로세서로 하여금 표시를 분석하게 하도록 구성된 명령들은 프로세서로 하여금 현상의 값이 제 1 측정 레인지 내에 있는지 여부 및 제 1 측정 레인지가 센싱 엘리먼트의 이용 가능한 최소의 측정 레인지인지 여부를 결정하게 하고, 값이 제 1 측정 레인지 내에 있고 제 1 측정 레인지가 이용 가능한 최소의 측정 레인지보다 크다는 것에 응답하여, 제 2 측정 레인지가 제 1 측정 레인지보다 작게 되도록 구성된다. 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 프로세서로 하여금 현상의 값이 제 1 측정 레인지 밖에 있다는 결정에 응답하여 제 2 측정 레인지가 제 1 측정 레인지보다 크게 되도록 구성된다. 컴퓨터 프로그램 제품은 프로세서로 하여금 현상의 예상되는 측정 값을 결정하게 하도록 구성된 명령들을 더 포함하고, 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 현상의 예상되는 측정 값에 기초하여 제 2 측정 레인지를 설정하도록 구성된다. 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 현상의 값이 급격하게 변화하고 있다는 결정에 응답하여 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된다. 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 현상의 값이 제 1 측정 레인지의 경계의 임계치 내에 있다는 결정에 응답하여 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된다. 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 이용 가능한 측정 레인지들의 미리 정의된 시퀀스에 따라 센싱 엘리먼트로 하여금 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된다.

여기서 개시된 아이템들 및/또는 기법들은 하기의 능력들 중 하나 이상을 제공할 수도 있다. 현상들의 측정 정확도는 증가될 수도 있다. 예를 들어, 상이한 측정 레인지들을 가지는 측정 사이클들이 사용될 수 있고, 및/또는 다중의 동시 측정이 센싱 엘리먼트들에 의해 센싱될 수 있으며, 하나 이상의 변환기들로 디지털 형식으로 변환되고, 원하는 측정 레인지, 및 이러한 측정 정확도를 사용하여 획득된 유효한 측정 값에 대해 분석될 수 있다. 레인지 이내의 유효 현상의 측정, 및/또는 유효한 측정들의 시퀀스를 결정하기 위해 사용된 시간은 감소할 수도 있다. 센싱 엘리먼트의 측정 레인지는 동적으로 변화될 수도 있고, 측정들의 변화에 적응하는 것을 포함한다. 아이템/기법-효과 페어들이 개시된 반면에, 언급된 효과가 언급되지 않은 수단에 의해 성취될 수도 있으며, 언급된 아이템/기법은 반드시 상기 언급된 효과를 나타내지 않을 수도 있다.

도 1은 센싱 엘리먼트를 포함하는 디바이스의 블록 다이어그램이다.
도 2는 도 1에 도시된 디바이스의 기능 블록 다이어그램이다.
도 3은 도 1에 도시된 센싱 엘리먼트의 오프셋 및/또는 레인지를 동적으로 설정하고 조정하는 프로세스의 블록 플로우 다이어그램이다.
도 4는 도 1에 도시된 센싱 엘리먼트의 오프셋 및/또는 레인지를 조정하는 프로세스의 블록 플로우 다이어그램이다.
도 5는 예상되는 특정 값들을 기반으로 센싱 엘리먼트 레인지 및/또는 오프셋을 조정하는 프로세스의 블록 플로우 다이어그램이다.
도 6은 센싱 엘리먼트 레인지 및/또는 오프셋을 조정하는 대안적인 프로세스의 블록 플로우 다이어그램이다.
도 7은 다중의 동시 발생 출력들을 제공하는 센싱 엘리먼트를 포함하는 디바이스의 블록 다이어그램이다.
도 8은 도 7에 도시된 센싱 엘리먼트로부터의 원하는 출력을 선택하는 프로세스의 블록 플로우 다이어그램이다.

여기서 개시되는 기법들은 동적으로 조정 가능한 센서 레인지들을 제공한다. 센서들은 그들의 감도 레인지들을 설정하기 위해 내부적으로 또는 외부적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 센서에 의한 하나 이상의 종래의 측정들은 원하는 정확도의 레벨, 바람직하게는 현상의 장래 양을 포함하는 센서의 제한 이내에서 가장 높은 레벨의 정확도로 현상/환경의 장래 양을 캡쳐하기 위한 레인지를 결정하기 위해 사용된다. 또한, 센서의 오프셋 역시 바람직하게는 장래 양을 포함하는 더 좁은 레인지를 허용하는 것을 돕기 위해 동적으로 조정된다. 다른 실시예들도 본 개시 및 청구항들의 범위 이내이다.

도 1을 참조하면, 센서가 포함된 디바이스 (10) 는 센싱 엘리먼트 (12), 아날로그 대 디지털 변환기 (ADC, 14), 프로세서 (16), 및 메모리 (18) 를 포함한다. 프로세서 (16) 는 바람직하게는, 예를 들어, 인텔? 코포레이션 또는 AMD?에 의해 제조된 것과 같은 중앙 처리 장치 (CPU), 마이크로컨트롤러, 응용 주문형 집적 회로 (Application specific integrated circuit, ASIC) 등과 같은 지능형 하드웨어 디바이스이다. 메모리 (18) 는 정보를 저장하도록 구성되고 예를 들어, 랜덤 엑세스 메모리 (RAM) 및/또는 판독 전용 메모리 (ROM) 를 포함할 수도 있다. 메모리 (18) 는 실행되면, 프로세서로 하여금 여기에서 개시된 다양한 기능들을 수행하게 하도록 구성된 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한, 컴퓨터 실행 가능한 소프트웨어 코드 (20) 를 저장한다. 대안적으로, 소프트웨어 (20) 는 프로세서 (16) 에 의해 바로 실행가능하지 않을 수도 있고, 컴파일된 후에 기능들을 수행하기 위해 프로세서 (16) 에 의해 실행되도록 구성될 수도 있다.

센싱 엘리먼트 (12), ADC (14), 프로세서 (16), 및 메모리 (18) 의 다양한 조합들이 센서의 부분이 될 수도 있다. 예를 들어, 센서 (13) 외부에 있는 도 1에 도시된 다른 구성요소들과 함께, 센싱 엘리먼트 (12) 는 센서 (13) 의 유일한 구성요소 (도 1에 도시된 구성요소들 중) 가 될 수도 있다. 대안적으로, 센싱 엘리먼트 (12) 및 ADC (14) 는 센서 (15) 의 내부에 있을 수도 있고, 프로세서 (16) 및 메모리 (18) 는 센서 (15) 의 외부에 있을 수도 있다. 또한, 센싱 엘리먼트 (12), ADC (14), 프로세서 (16), 및 메모리 (18) 모두가 센서 (17) 의 내부 부품들일 수 있다. 또한 다른 구성들이 가능하다.

도 2를 참조하면, 디바이스 (10) 는 기능적으로 측정 모니터링 모듈 (32), 다이나믹 레인지 조정 모듈 (34), 및 다이나믹 오프셋 조정 모듈 (36) 을 포함한다. 모듈들 (32, 34, 36) 은 바람직하게는 프로세서 (16) 및 메모리 (18) 에 의해 구현된다. 모니터링 모듈 (32) 은 센싱 엘리먼트 (12) 에 의해 추출된 측정들에 관한 정보를 수신 및/또는 저장한다. 레인지 조정 모듈 (34) 은 장래 측정들을 위해 센싱 엘리먼트 (12) 의 레인지를 조정할지 여부 및 어떻게 조정할지를 결정하기 위해 모니터링 모듈로부터의 정보를 사용한다. 오프셋 조정 모듈 (36) 은 장래 측정들을 위해 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋을 조정할지 여부 및 어떻게 조정할지를 결정하기 위해 모니터링 모듈로부터의 정보를 사용한다.

도 1 내지 2에 대한 추가적인 참조와 함께, 도 3을 참조하면, 동적으로 센싱 엘리먼트 (12) 의 측정 레인지 및/또는 오프셋을 조정하는 프로세스 (110) 는 도시되는 프로세스들을 포함한다. 프로세스 (110) 는 단지 예시적이며, 제한되지 않는다. 프로세스 (110) 는 예를 들어, 단계들의 추가, 삭제, 또는 재조정에 의해 변경될 수도 있다.

단계 112 에서, 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 측정 오프셋 및 레인지가 설정된다. 초기의 단계 112의 통과는 디폴트 값들로 설정된 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋 및 레인지를 보인다. 장래의 단계 112의 통과는 하기에서 논의되는 바와 같이 적절히 조정된 측정 오프셋 및/또는 레인지를 가질 것이다. 오프셋은 바람직하게는 센싱 엘리먼트 (12) 에 의해 센싱되는 값들의 최대 레인지의 중앙에서 디폴트 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, -8g 로부터 +8g 까지의 레인지 내에서 값들을 측정할 것으로 예상되는 가속도계에 대해, 오프셋은 바람직하게는 0g 로 설정된다. 만일 예상되는 레인지가 -4g 로부터 +12g 까지였다면, 오프셋은 바람직하게는 +4g 로 설정되었을 것이다. 디폴트 레인지는 바람직하게는 센싱 엘리먼트 (12) 에 의해 사용되는 최소의 레인지로 설정되며 값들의 적절히 큰 수 또는 양을 포함하는 적어도 비교적 작지만 실제적인 레인지가 센싱 엘리먼트 (12) 에 의해 센싱될 것으로 예상된다. 예를 들어, +/-2g, +/-4g, 또는 +/-8g 의 레인지 값들을 가지는 가속도계 센싱 엘리먼트 (12) 를 위해, 디폴트 레인지는 바람직하게는 초기에 +/-2g 로 설정된다. 바람직하게는, 센싱 엘리먼트 (12) 는 상기 엘리먼트 (12) 가 설정될 수 있는 고정된 수의 레인지들을 가진다. 수용 가능한 레인지들의 양은 바람직하게는 예를 들어, 3 또는 5 레인지들과 같이 비교적 작다. 수용 가능한 레인지들의 양은 바람직하게는 레인지들 각각은 모두 합리적인 시간의 양 내에서 파라미터를 센싱하는데 사용되고 설정될 수 있을 정도로 충분히 작아서 결과가 획득되어 사용자에게 제공될 수 있다. 바람직하게는 디폴트 레인지는 바람직한 정확도를 제공하는 동안 측정들의 합리적인 양을 포함할 정도로 충분히 넓다.

단계 114에서, 관계있는 파라미터 또는 현상이 센싱된다. 단계 112에서 설립된 오프셋 및 레인지를 적용 또는 사용하는, 센싱 엘리먼트 (12) 는 적절한 현상을 센싱한다. 예를 들어, 센싱 엘리먼트 (12) 는 가속도, 속도, 온도, 압력, 습도 등을 센싱할 수도 있다.

단계 116에서, 단계 114로부터 센싱된 값은 디지털 형식으로 변환된다. ADC (14) 는 센싱 엘리먼트 (12) 로부터 센싱된 현상의 값을 나타내는 아날로그 신호를 수신하고 아날로그 신호를 디지털 형식으로 변환한다. ADC (14) 는 센싱된 현상의 디지털 값의 표시들을 프로세서 (16) 로 그리고 디바이스 (10) 의 출력으로 제공한다. 디바이스 (10) 의 출력은 숫자로 나타내진 형식으로 제공될 수도 있고, 디스플레이 수단 (도 1 내에서 미도시) 을 통해 제공될 수도 있다.

단계 118에서, 센싱 엘리먼트 (12) 로부터의 측정이 유효한지 여부, 즉, 센싱 엘리먼트 (12) 의 현재 레인지 내에 있는지 여부에 대한 조사가 이루어진다. 만약 센싱 엘리먼트 (12) 로부터의 측정이 센싱 엘리먼트 (12) 의 현재 레인지 내에 있다면, 프로세서 (16) 는 단계 120에서 측정 값을 출력하도록 진행하기 위해 ADC (14) 로 표시를 전송한다. 그러나, 만약 측정이 유효하지 않다면, 즉, 현재 센싱 엘리먼트 레인지 내에 있지 않다면, 프로세서 (16) 는 ADC (14) 에게 현재 측정을 출력하지 않도록 지시할 것이고, 프로세스 (110) 는 단계 112로 되돌아갈 것이다.

제 2의 또는 추후 단계 112의 통과시, 센싱 엘리먼트 (12) 의 측정 오프셋 및/또는 레인지는 적절하게 조정될 수 있다. 프로세서 (16) 는 더 나은 오프셋 및/또는 레인지가 센싱 엘리먼트를 위해 사용될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 더 나은 레인지는 더 많은 정확도 및 더 적은 노이즈를 제공하는 더 좁은 레인지가 될 수도 있다. 그러나, 예를 들어, 만약 현재 레인지가 이미 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 설정 가능한 가장 낮은 레인지라면, 더 작은 레인지는 이용가능하지 않을 수도 있다. 또한, 프로세서 (16) 는 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋을 설정 가능할 수도 있어서, 더 작은 레인지는 센싱 엘리먼트 (12) 에 의해 사용될 수도 있다. 오프셋 및/또는 레인지는 다양한 기법들을 사용하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 오프셋은 최소의 것으로부터 가장 큰 것으로, 그 역으로, 임의로 등과 같은 어떠한 순서로도 모든 이용가능한 오프셋들에 걸쳐 순환될 수 있다. 그리하여, 예를 들면, +/-8g 의 레인지 및 -6g, -2g, +2g, 및 +6g 의 이용가능한 오프셋들을 가지는 가속도계에 대해, 오프셋은 +/-2g 로 고정될 수도 있으며 -6g, -2g, +2g, +6g, -2g 등과 같이 각각 단계 112를 통과하면서 오프셋은 변화된다. 레인지는, 예를 들어, 0g 의 고정된 오프셋과 +/-2, +/-4g, +/-8g, +/-2g 등으로 각각 단계 112를 통과하면서 변화하는 레인지를 가지고, 유사한 방법으로 순환될 수도 있다. 이러한 순환은 유효한 측정이 획득되는지 여부를 상관하지 않고 발생할 수도 있다. 추가적인 기법들은 이하에서 논의된다.

도 4를 참조하면, 제 2의 또는 추후 단계 112의 통과시 센싱 엘리먼트 (12) 의 측정 오프셋 및/또는 레인지 조정의 프로세스 (140) 는 도시되는 단계들을 포함한다. 프로세스 (140) 는 단지 예시적인 것이며, 제한되지 않는다. 프로세스 (140) 는 예를 들어, 단계들의 추가, 삭제, 또는 재조정에 의해 변경될 수도 있다.

단계 142에서, 현재 측정 값이 유효한지 여부에 대해서 조사가 이루어진다. 이 단계는 도 3에 도시된 단계 118과 동일할 수도 있고, 따라서 별개의 조사가 아니다. 프로세스 (140) 는 단계 142를 제거할 수 있고 적절히, 바로 단계 144 또는 단계 146로 바로 진행할 수도 있다. 만약 현재 측정이 유효하지 않다면, 프로세스 (140) 는 단계 144로 진행한다. 만약 현재 측정이 유효하면, 프로세스 (140) 는 단계 146로 진행한다.

단계 144에서, 프로세서 (16) 는 센싱 엘리먼트 (12) 로 하여금 더 넓은 레인지 및/또는 상이한 오프셋을 가지도록 한다. 예를 들어, 프로세서 (16) 는 만약 레인지의 상단의 레일링 때문에 측정이 유효하지 않다면 오프셋이 증가 되도록 할 수 있다. 예를 들어, 만약 센싱 엘리먼트 (12) 가 +/-2g 의 현재 레인지와 0g 의 오프셋을 가지고 있는 가속도계이고 측정이 +2g 에서 레일링되면, 프로세서 (16) 는 센싱 엘리먼트 (12) 로 하여금 그것의 레인지를 +/-4g 로 증가시키도록 할 수 있고, 또는 그것의 오프셋을 +2g 로 이동시킬 수 있다. 그리고 나서, 프로세스 (140) 는 도 3의 단계 114를 진행한다.

단계 146에서, 유효한 측정인 현재 측정과 함께, 현재 레인지가 이용 가능한 최소의 레인지인지 여부에 대한 조사가 이루어진다. 프로세서 (16) 는 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 현재 설정이 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 최소 레인지 설정인지 여부를 평가한다. 만약 그렇다면, 프로세스 (140) 는 단계 150으로 진행하고, 그렇지 않다면 프로세스 (140) 는 단계 148로 진행한다.

단계 148에서, 센싱 엘리먼트 (12) 의 레인지는 적절히 감소되고 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋은 적절히 변경된다. 프로세서 (16) 는 예를 들어, 다음 이용 가능한 레인지로 변경하라는 신호를 센싱 엘리먼트 (12) 로 전송함으로써, 센싱 엘리먼트 (12) 로 하여금 더 작은 레인지로 변경하도록 한다. 대안적으로, 레인지는 최소의 레인지, 현재 레인지보다 두 개의 이용 가능한 레인지들이 더 작은 레인지 (만약 다음의 더 작은 레인지가 최소의 것이 아니라면) 등으로 변경될 수 있다. 프로세서 (16) 는 또한 오프셋으로 하여금 적절히 변경되도록 할 수 있고, 바람직하게는 따라서 현재 측정된 값은 새로운 오프셋/레인지 조합 하에서 유효할 것이다. 예를 들어, 만약 오프셋이 0g, 레인지가 +/-4g, 및 측정된 값이 -3.2g 이고, 레인지가 +/-2g 로 변경되면, 오프셋은 현재 측정된 값 또는 이 경우, -3g 와 같은 다른 값으로 재설정될 수 있고, 따라서, -3.2g 의 현재 측정된 값은 새로운 오프셋/레인지 조합 하에서 유효할 것이다.

단계 150 에서, 센싱 엘리먼트 (12) 의 레인지 및/또는 오프셋은 예상되는 측정 값에 따라서 조정된다. 프로세서 (16) 는 다음 측정 값을 예상하기 위해 이전의 측정 값들을 분석한다. 다른 양들이 사용될 수 있었으나, 프로세서 (16) 에 의해 분석된 이전의 측정 값들의 양은 바람직하게는 2 개이다. 예상된 다음 측정 값과 함께, 프로세서 (16) 는 그에 따라서 오프셋 및 레인지를 설정한다. 바람직하게는, 프로세서 (16) 는 오프셋을 예상된 다음 측정 값 (또는 극단 (최소 또는 최대) 의 이용 가능한 오프셋) 또는 이용 가능한 가장 가까운 오프셋으로 설정하고, 레인지를 이용 가능한/설정 가능한 최소의 레인지로 설정한다. 프로세서 (16) 는 바람직하게는 측정된 값이 비교적 천천히 변화하고 있을 경우, 또는 최소한 빠르게 변화하고 있지 않을 경우 (예를 들어, 임계 레이트보다 덜 급격하게) 에만 레인지를 최소의 레인지로 설정한다. 그렇지 않으면, 프로세서 (16) 는 레인지를 예를 들어, 현재 레인지와 비교하여 다음 작은 레인지와 같이, 현재 레인지보다 작지만, 반드시 최소의 레인지는 아닌 레인지로 설정할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 (16) 는 오프셋을 변경하거나 변경하지 않고, 예를 들어, 레인지를 확대시킴으로써, 예상되는 측정 값을 수용할 수 있도록 레인지를 설정할 수 있고, 따라서 예상되는 측정 값은 새로운 측정 레인지 내에 떨어질 것이다.

단계 148 또는 단계 150 이후에, 프로세스 (140) 는 도 3의 단계 114로 진행한다.

도 1 내지 4에 대한 추가적인 참조와 함께, 도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 단계 150을 구현하는 프로세스 (160) 는 도시된 단계들을 포함한다. 프로세스 (160) 는 단지 예시적인 것이며, 제한되지 않는다. 프로세스 (140) 는 예를 들어, 단계들의 추가, 삭제, 또는 재조정에 의해 변경될 수도 있다.

단계 162에서, 조사가 이루어지고 프로세서 (16) 는 측정들이 급격하게 변화하고 있는지 여부를 결정한다. 프로세서 (16) 는 센싱 엘리먼트 (12) 에 의해 센싱되는 값들이 급격하게 변화하고 있는지 여부, 예를 들어, 연속적인 측정들 사이의 임계 레이트 이상인지, 예를 들어, 5 %, 10 %, 또는 다른 백분율과 같은 미리 결정된 백분율 이상인지를 결정한다. 프로세서 (16) 는 이전 2 개의 측정들, 이전 3 개의 측정들 등과 같이 이전의 측정들을 평가함으로써 변화율을 결정할 수 있다. 만약 프로세서가 측정들이 급격하게 변화하고 있다고 결정하면, 프로세스 (160) 는 단계 164로 진행하고, 프로세서 (16) 는 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋 및/또는 레인지를 조정한다. 프로세서 (16) 는 바람직하게는 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋을 예상되는 다음 측정 값으로 조정할 수 있고, 만약, 예를 들어, 프로세서 (16) 가 레인지 내의 변화를 보장하기에 지나치게 급격하게 측정들이 변화하고 있다고 결정하면, 레인지를 조정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서 (16) 는 만약 변화율이 20 % 와 같은 임계 값을 초과하면 센싱 엘리먼트 (12) 의 레인지를 확장할 수도 있다. 만약 프로세서 (16) 가 레인지 값을 변경하기로 결정하면, 프로세서 (16) 는 바람직하게는 더 넓은 레인지의 1 레벨 단위로 레인지를 증가시키거나, 또는 기본적으로 최대 레인지로 증가시킨다. 만약 단계 162에서 프로세서가 센싱 엘리먼트 (12) 로부터의 측정 값들이 급격하게 변화하고 있지 않다고 결정하면, 프로세스 (160) 는 단계 166으로 진행한다.

단계 166에서, 프로세서 (16) 는 측정 값들이 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋 내의 변화를 보장하기 위한 레인지 경계에 충분히 가까운지 여부를 결정한다. 프로세서 (16) 는 현재 측정 값이 레인지 경계 또는 에지의 임계치 내에 있는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 프로세서 (16) 는 현재 측정이 예를 들어, +/-2g 의 레인지에 대한 0.2g 이내 또는 레인지의 백분율 이내와 같이, 측정 레인지 경계의 미리 결정한 값 내에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서 (16) 는 현재 측정이 양쪽의 레인지 경계 (낮은 경계 또는 높은 경계) 의 레인지의 10 % 내에 있는지 여부를 평가할 수 있다. 프로세서 (16) 는 현재 측정이 레인지 경계의 임계치 내에 있는지 여부를 결정하고, 프로세스 (160) 는 단계 168로 진행하여 프로세서 (16) 는 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋을 조정한다. 측정들이 급격하게 변화하고 있지 않다고 결정됨에 따라 이것은 바람직하게는 행해지지 않음에도 프로세서 (16) 는 또한 센싱 엘리먼트 (12) 의 레인지를 조정할 수 있다. 프로세서 (16) 는 다음 측정 값을 예상할 수 있고, 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋들을 그 값으로 조정할 수 있으며, 오프셋을 현재 측정 값으로 조정하거나, 오프셋을 다른 값으로 조정할 수 있다. 만약 프로세서 (16) 가 단계 166에서 현재 측정 값이 레인지 경계의 임계치 이내에 있지 않다고 결정되는 경우, 프로세스 (160) 는 도 3의 단계 114로 진행한다.

도 1 내지 3에 대한 추가적인 참조와 함께, 도 6을 참조하면, 도 3의 단계 112의 측정 오프셋 및/또는 레인지의 조정을 구현하기 위한 대안적인 프로세스 (180) 는 도시된 단계들을 포함한다. 프로세스 (180) 는 단지 예시적인 것이며, 제한되지 않는다. 프로세스 (180) 는 예를 들어, 단계들의 추가, 삭제, 또는 재조정에 의해 변경될 수도 있다.

단계 182에서 현재 측정이 유효한지 여부에 대한 조사가 이루어진다. 프로세서 (16) 는 현재 측정이 센싱 엘리먼트 (12) 의 현재 설정된 측정 레인지 내에 있는지 여부를 결정한다. 측정 모니터링 모듈 (32) 을 통해, 만약 프로세서 (16) 가 현재 측정이 유효하다고 결정하면, 프로세스 (180) 는 하기에서 논의되는 단계 186으로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 184로 진행한다. 예를 들어, 하기에서 논의되는 단계 182는 프로세스 (180) 에서 삭제될 수도 있다.

단계 184에서, 현재 레인지 또는 오프셋이 그것의 최대 값인지 여부에 대한 조사가 이루어진다. 프로세서 (16) 는 현재 레인지가 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 이용 가능한 최대 레인지인지 여부를 결정한다. 대안적으로, 프로세서 (16) 는 현재 오프셋이 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 이용 가능한 가장 높은 오프셋인지 여부를 결정한다. 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 이용 가능한 오프셋들은 오프셋들에 맞추어 미리 결정되고 따라서 이용 가능한 모든 오프셋들에 대한 순환은 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 이용 가능한 전체의 레인지 또는 전체의 원하는 측정 레인지를 커버할 것이다. 예를 들어, +/-4g 의 레인지를 가지는 가속도계를 위해 레인지는 +/-2g 로 설정될 수도 있고 이용 가능한 오프셋들은 -6g, -2g, +2g, 및 +6g 이 될 수 있다. 만약 프로세서 (16) 가 단계 184에서 레인지가 그것의 최대 값이거나 오프셋이 그것의 이용 가능한 최대 값이라고 결정하면, 프로세스 (180) 는 단계 186으로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 188로 진행한다.

단계 186에서, 레인지 또는 오프셋은 각각 그것의 이용 가능한 최소의 값으로 재설정된다. 만약 프로세스 (180) 가 레인지 조정을 위한 것이면, 레인지 조정 모듈 (34) 은 센싱 엘리먼트 (12) 의 현재 레인지를 예를 들어, 가속도계를 위한 +/-2g 와 같이, 이용 가능한 최소의 레인지로 재설정한다. 대안적으로, 만약 프로세스 (180) 가 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋 조정을 위한 것이면, 오프셋 조정 모듈 (36) 은 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋을 예를 들어, 이전의 문단에서 주어진 예의 -6g 와 같이, 그것의 최소의 값으로 재설정한다.

단계 188에서, 센싱 엘리먼트 (12) 의 레인지 또는 오프셋은 조정 또는 증분된다. 만약 프로세스 (180) 가 센싱 엘리먼트 (12) 의 레인지 조정을 위한 것이면, 레인지 조정 모듈 (34) 은 센싱 엘리먼트 (12) 의 레인지를 다음 이용 가능한 레인지 증가로 조정, 증가, 또는 인상시킨다. 대안적으로, 레인지는 그것의 가장 넓은 레인지로 시작하도록 설정될 수 있으며, 증가가 선호됨에도, 단계 188 에서의 조정들은 레인지를 감소시키거나 하락시킨다. 또한, 만약 프로세스 (180) 가 고정된 레인지를 가지는 센싱 엘리먼트 (12) 의 오프셋을 조정하기 위한 것이라면, 단계 188에서 오프셋 조정 모듈 (36) 은 다음 이용 가능한 오프셋 값으로 오프셋을 증가시킨다. 레인지 조정과 함께, 오프셋은 그것의 가장 높은 레벨에서 시작할 수 있고, 더 낮은 레벨들로 이동할 수 있다. 또한 여전히, 오프셋 값들은 시퀀스 또는 순서 외에서 선택될 수 있고 따라서 반드시 증가하는 또는 감소하는 순서대로가 아니더라도 모든 이용 가능한 오프셋들은 선택된다. 예를 들어, -6g, -2g, +2g, 및 +6g 의 이용 가능한 가속도계 오프셋들 및 +/-2g 의 고정된 레인지와 함께, 시퀀스는 -6g, -2g, +2g, +6g, 또는 +6g, +2g, -2g, -6g, 또는 -6g, +2g, -2g, +6g, 또는 다른 것이 될 수 있다. 이러한 서술은 프로세서 (16) 가 센싱 엘리먼트의 오프셋을 설정하는 폐-루프 시스템을 위한 것이다. 개-루프 구성 (프로세서 (16) 가 센싱 엘리먼트 (12) 에 신호들을 제공하기 위해 연결되지 않음) 이 사용될 수 있고, 프로세서 (16) 는 센싱 엘리먼트 (12) 의 레인지 또는 오프셋을 설정하지 않는다. 예를 들어, 센싱 엘리먼트 (12) 는 단일의 레인지 및 각각의 측정 사이클을 위해 센싱 엘리먼트 (12) 자체에 의해 변경되는 오프셋으로 설정될 수 있다. 그리하여, 예를 들어, 레인지는 +/-2g 로 설정될 수 있고 오프셋은 상기 시퀀스된 바와 같이 설정될 수 있으며, 유효한 측정들은 ADC (14) 에 의해 출력된다.

단계 186 에서의 재설정 또는 단계 188에서의 오프셋 또는 레인지의 조정 이후에, 프로세스 (180) 는 도 3에 도시된 단계 114로 진행한다.

실시예들

하기의 표들은 오프셋들 및 레인지들의 예시적인 시퀀스들, 및 대응하는 센싱되고 출력되는 측정 값들을 도시한다. 모든 표들은 +/-8g 의 최대 유효 측정 레인지를 가지는 가속도계의 예를 위한 것이다.

표 1은 센싱 엘리먼트 (12) 가 +/-8g, +/-4g, +/-2g 의 이용 가능한 레인지들, 0g 의 고정된 오프셋을 가지고, 프로세서 (16) 가 이용 가능한 레인지들을 순환하는 경우의 예시적인 실시예를 도시한다. 여기서, 센싱 엘리먼트 (12) 는 언제 유효한 측정이 획득되는지와 상관없이 모든 세 레인지들을 위한 측정 값들을 출력한다. 프로세서 (16) 는 출력을 위한 최소의 레인지에서의 측정만을 선택한다.

표 2는 센싱 엘리먼트 (12) 가 +/-8g, +/-4g, +/-2g 의 이용 가능한 레인지들, 0g 의 고정된 오프셋을 가지고, 프로세서 (16) 가 이용 가능한 레인지들을 순환하는 경우의 예시적인 실시예를 도시한다. 여기서, 센싱 엘리먼트 (12) 는 유효한 측정까지 레인지들을 순환한다. 센싱 엘리먼트의 레인지는 센싱 엘리먼트 (12) 자체, 또는 프로세서 (16) 에 의해 초기 레인지로 재설정된다.

표 3은 센싱 엘리먼트 (12) 가 +/-8g, +/-4g, 및 +/-2g 의 이용 가능한 레인지들, -6g 와 +6g 사이의 이용 가능한 오프셋들을 가지고, 프로세서 (16) 가 오프셋을 현재 측정된 값 (여기서, 1/10 g 의 정확도를 가지고) 으로 조정하고, 레인지를 이용 가능한 최소의 레인지로 설정하는 경우의 예시적인 실시예를 도시한다.

표 4는 센싱 엘리먼트 (12) 가 +/-8g, +/-4g, +/-2g 의 이용 가능한 레인지들, -6g 와 +6g 사이의 이용 가능한 오프셋들을 가지고, 프로세서 (16) 가 레인지를 이용 가능한 최소의 레인지로 설정하기 위해 이전의 측정된 값 (여기서, 2 개 이전의 값들) 에 기초하여 오프셋 및 레인지를 설정하는 경우의 예시적인 실시예를 도시한다. 만약 자유낙하 (0g 가속도) 가 검출되면, 오프셋은 0g 로 설정되고 레인지는 +/-8g 의 최대 레인지로 설정된다.

표 4는 실제 측정된 값이 3.7g 로부터 1.3g 로 급격하게 변화할 때, 그 결과로 레인지는 +/-4g 로 증가하는 것을 보여준다. 또한, 3 개의 연속적인 0g 의 값들이 측정될 때, 레인지는 가속도 스파이크를 고려하여 최대로 설정된다. 3 개의 연속적인 측정들은 단지 예시적인 것이며, 다른 양들도 또한 사용될 수 있다.

표 5는 그것의 레인지가 +/-2g 로 고정된 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 -6g, -2g, +2g, +6g 의 이용 가능한 오프셋들의 예시적인 시퀀스를 도시하며 모든 오프셋들은 유효한 측정이 획득되는지 여부와 상관없이 선택되고 사용된다.

표 6은 그것의 레인지가 +/-2g 로 고정된 센싱 엘리먼트 (12) 를 위한 -6g, -2g, +2g, +6g 의 이용 가능한 오프셋들의 예시적인 시퀀스를 도시하며 사이클은 유효한 측정이 획득될 때마다 재시작된다.

표 7은 -6g, -4g, -2g, 0g, 2g, 4g, 6g 의 이용 가능한 오프셋들, 및 +/-2g 의 고정된 레인지를 가지는 예시적인 실시예를 도시하며 오프셋은 측정된 값이 레인지 경계의 임계치, 여기서 0.5g, 이내에 들어온 경우 변경된다.

다른 실시예들이 가능하며 본 개시의 범위 이내에 있다.

예를 들어, 도 7을 참조하면, 디바이스 (210) 는 센싱 엘리먼트 (212), ADC (214), 및 프로세서 (216) 를 포함한다. 센싱 엘리먼트 (212) 는 다중의, 여기서 3 개의, 출력들을 ADC (214) 에 제공하기 위해 연결되고 구성된다. 엘리먼트 (212) 는 상이한 파라미터들로 내부적으로 설정된 다중의 센싱 엘리먼트들을 포함한다. 각각의 출력들은 상이한 오프셋-레인지 조합 (O/RC) 을 가진다. 예를 들어, 센싱 엘리먼트는 각각 0g 의 오프셋을 가지는 것으로 보이며 각각, +/-2g, +/-4g, 및 +/-8g 의 레인지들을 가지는 것으로 보이는 3 개의 출력들과, +/-8g 의 최대 레인지를 가지는 가속도계가 될 수 있다. 센싱 엘리먼트 (212) 는 출력들 상의 신호들을 동시에 ADC (214) 로 제공한다. ADC (214) 는 센싱 엘리먼트 (212) 의 각각의 출력마다 하나의, 다중의 개별 ADC들을 가진다. 대안적으로, ADC (214) 는 더 적은 개별 ADC들을 가지고 출력들 간에 스위치할 수 있다. 프로세서 (216) 는 ADC (214) 에 의해 디지털 형식으로 변환된 센싱 엘리먼트 (212) 로부터의 측정들을 분석하고 ADC (214) 로 하여금 가장 낮은 측정 레인지에 대응하는 유효한 측정 값을 출력하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 3.2g 의 값에 대해, +/-2g 레인지 출력에 대한 센싱 엘리먼트 출력은 포지티브 레일이 되어 유효하지 않을 것이고, +/-4g 레인지 및 +/-8g 레인지에 대한 센싱 엘리먼트 출력들은 양쪽 모두 4.2g 가 될 것이며, 프로세서 (216) 는 ADC (214) 로 하여금 +/-4g 레인지를 가지는 센싱 엘리먼트 출력으로부터 측정을 출력하도록 할 것이다. 센싱 엘리먼트 (212) 의 신호 컨디셔닝은 아날로그 및/또는 디지털 신호 프로세싱, 증폭 등을 포함한다. 각각의 출력들을 위한 신호 컨디셔닝은 하나 이상의 다른 출력들과 상이할 수도 있다.

도 7에 대한 추가적인 참조와 함께, 도 8을 참조하면, 다중의 가능한 센싱 엘리먼트 출력들 중 하나를 선택하기 위한 프로세스 (220) 는 도시된 단계들을 포함한다. 프로세스 (220) 는 단지 예시적인 것이며, 제한되지 않는다. 프로세스 (180) 는 예를 들어, 단계들을 추가, 삭제 또는 재조정함으로써 변경될 수도 있다.

단계 222에서, 센싱 엘리먼트 (212) 에 의해 관련 현상이 센싱된다. 현상은 상이한 파라미터들, 여기서 상이한 센싱 레인지들 및 가능한 대로 상이한 오프셋들을 사용하여 센싱된다. 바람직하게는, 현상은 동시에/일제히 상이한 설정들 (상이한 파라미터들) 을 사용하여 센싱된다. 센싱 엘리먼트는 상이한 센싱 설정들로부터 값들을 출력한다.

단계 224에서, 센싱 엘리먼트 (212) 로부터의 출력들이 수신되고 디지털화된다. ADC (214) 는 다중의 출력 값들을 수신하고 값들을 디지털화한다. 바람직하게는, 값들은 동시에 디지털화된다. 디지털화된 출력들은 프로세서 (216) 로 제공된다.

단계 226에서, 디지털화된 값들 중 하나가 ADC (214) 로부터의 출력으로서 선택된다. 프로세서 (216) 는 디지털화된 값들을 분석하고 가장 낮은 센싱 레인지를 가지는 유효한 출력을 선택한다. 프로세서 (216) 는 ADC (214) 에 값들 중 어떤 것이 선택되었는지를 지시한다.

단계 228에서, 선택된 값이 출력된다. ADC (214) 는 어떤 값이 선택되었는지에 대한 프로세서의 지시에 응답하여 대응하는 센싱 구성으로부터의 대응하는 값을 출력한다.

Claims

다이나믹 측정 레인지를 사용하여 현상을 센싱하는 디바이스로서,
제 1 측정 레인지를 사용하여 상기 현상을 측정하고 상기 현상의 값의 아날로그 표시를 제공하도록 구성된 센싱 엘리먼트;
상기 센싱 엘리먼트에 연결되고 상기 아날로그 표시를 디지털 표시로 변환하도록 구성된 아날로그 대 디지털 변환기 (ADC); 및
상기 ADC 및 상기 센싱 엘리먼트에 연결되고 상기 디지털 표시를 분석하여 상기 센싱 엘리먼트를 위한 제 2 측정 레인지를 결정하고 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 현상의 측정을 위하여 상기 제 1 측정 레인지로부터 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
상기 제 1 측정 레인지는 상기 제 2 측정 레인지와 상이한, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 센싱 엘리먼트에 대한 원하는 측정 레인지를 결정하고, 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 원하는 측정 레인지를 상기 제 2 측정 레인지로서 사용하여 상기 현상을 측정하게 하는 신호를 상기 센싱 엘리먼트에 제공하도록 구성된, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 2 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 현상의 상기 값이 상기 제 1 측정 레인지 내에 있는지 여부 및 상기 제 1 측정 레인지가 상기 센싱 엘리먼트의 이용 가능한 최소의 측정 레인지인지 여부를 결정하고, 상기 값이 상기 제 1 측정 레인지 내에 있고 상기 제 1 측정 레인지가 상기 이용 가능한 최소의 측정 레인지보다 큰 것에 응답하여, 상기 제 2 측정 레인지가 상기 제 1 측정 레인지보다 작게 되도록 구성된, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 2 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 현상의 상기 값이 상기 제 1 측정 레인지 밖에 있다는 결정에 응답하여 상기 제 2 측정 레인지가 상기 제 1 측정 레인지보다 크게 되도록 구성된, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 현상의 예상되는 측정 값에 기초하여 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 현상의 측정을 위하여 상기 제 1 측정 레인지로부터 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 현상의 상기 값이 급격하게 변화하고 있다는 결정에 응답하여 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 현상의 상기 값이 상기 제 1 측정 레인지의 경계의 임계치 내에 있다는 결정에 응답하여 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는 이용 가능한 측정 레인지들의 미리 정의된 시퀀스에 따라 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된, 현상을 센싱하는 디바이스.
측정 레인지 및 오프셋의 복수의 조합들을 동시에 사용하여 상기 현상을 측정하고 상기 현상의 값에 대응하는, 상기 측정 레인지 및 오프셋의 조합들에 대한, 대응하는 아날로그 출력들을 제공하도록 구성된 센싱 엘리먼트;
상기 센싱 엘리먼트에 연결되고 상기 아날로그 출력들을 복수의 디지털 출력들로 변환하도록 구성된 아날로그 대 디지털 변환기 (ADC); 및
상기 ADC에 연결되고 상기 디지털 출력들을 분석하여 상기 디지털 출력들 중 하나가 상기 디바이스에 의해 출력되도록 구성된 프로세서를 포함하는, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 복수의 조합들은 상이한 오프셋들 및 유사한 측정 레인지를 포함하는, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 유사한 측정 레인지는 상기 센싱 엘리먼트에 이용 가능한 최소의 측정 레인지인, 현상을 센싱하는 디바이스.
현상을 센싱하는 디바이스로서,
측정 레인지 및 오프셋의 복수의 조합들을 사용하여 상기 현상을 측정하고 동시에 상기 현상의 값에 대응하는 상기 측정 레인지 및 오프셋의 조합들 각각에 대한 대응하는 아날로그 출력을 제공하기 위한 측정 수단;
상기 측정 수단에 연결되고, 상기 아날로그 출력들을 복수의 디지털 출력들로 변환하도록 구성된 아날로그 대 디지털 변환기 (ADC); 및
선택적으로 상기 디지털 출력들 중 하나가 상기 디바이스에 의하여 출력되도록 상기 ADC에 연결되는 선택 수단을 포함하는, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 조합들은 상이한 오프셋들 및 유사한 측정 레인지를 포함하는, 현상을 센싱하는 디바이스.
제 13 항에 있어서,
상기 유사한 측정 레인지는 상기 센싱 엘리먼트를 위해 이용 가능한 최소의 측정 레인지인, 현상을 센싱하는 디바이스.
현상을 측정하는 방법으로서,
제 1 측정 레인지를 적용하여 센싱 엘리먼트로 상기 현상을 센싱하는 단계;
상기 제 1 측정 레인지를 적용한 상기 센싱의 결과의 제 1 표시를 제공하는 단계;
상기 제 1 측정 레인지와 상이한 제 2 측정 레인지를 적용하여 상기 센싱 엘리먼트로 상기 현상을 센싱하는 단계; 및
상기 제 2 측정 레인지를 적용한 상기 센싱의 결과의 제 2 표시를 제공하는 단계를 포함하는, 현상을 측정하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 표시가 레인지 내에서 유효 측정임을 나타내는지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 제 1 표시가 레인지 밖에서 무효 측정임을 나타낸다는 결정에 응답하여 상기 제 2 측정 레인지를 적용하여 상기 센싱 엘리먼트로 상기 현상을 센싱하는 단계를 더 포함하고,
상기 제 2 측정 레인지는 상기 제 1 측정 레인지보다 큰, 현상을 측정하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 표시가 레인지 내에서 유효 측정임을 나타내는지 여부를 결정하는 단계;
상기 제 1 측정 레인지가 상기 센싱 엘리먼트의 이용 가능한 최소의 레인지인지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 제 1 표시가 레인지 내에서 제 1 값의 유효 측정임을 나타내는지 및 상기 제 1 측정 레인지가 상기 센싱 엘리먼트의 상기 이용 가능한 최소의 레인지보다 크다는 것에 응답하는 상기 제 2 측정 레인지를 적용하여 상기 센싱 엘리먼트로 상기 현상을 센싱하는 단계를 더 포함하고,
상기 제 2 측정 레인지는 상기 제 1 측정 레인지보다 작은, 현상을 측정하는 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 제 2 측정 레인지는 상기 센싱 엘리먼트의 상기 이용 가능한 최소의 레인지이고,
상기 방법은 상기 센싱 엘리먼트의 오프셋을 설정하여 상기 제 1 값이 상기 오프셋에 의해 조정된 상기 제 2 측정 레인지 내에 있도록 하는 단계를 더 포함하는, 현상을 측정하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 현상의 예상되는 값을 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 제 2 측정 레인지는 상기 현상의 예상되는 측정 값에 기초하는, 현상을 측정하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 표시가 레인지 내에서 유효 측정임을 나타내는지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 현상의 값이 급격하게 변화하고 있다는 결정에 응답하여 상기 제 2 측정 레인지를 적용하여 상기 센싱 엘리먼트로 상기 현상을 센싱하는 단계를 더 포함하는, 현상을 측정하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제 2 측정 레인지를 적용하여 상기 센싱 엘리먼트로 상기 현상을 센싱하는 단계는 상기 현상의 값이 상기 제 1 측정 레인지의 경계의 임계치 내에 있다는 결정에 대한 응답인, 현상을 측정하는 방법.
제 15 항에 있어서,
이용 가능한 측정 레인지들의 미리 정의된 시퀀스에 따라 상기 제 2 측정 레인지를 선택하는 단계를 더 포함하는, 현상을 측정하는 방법.
컴퓨터 판독가능한 매체에 상주하고 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
상기 컴퓨터 판독 가능한 명령들은 프로세서로 하여금
제 1 측정 레인지를 사용하여 센싱 엘리먼트에 의해 센싱된 현상의 값의 표시를 분석하게 하고;
프로세서로 하여금 상기 제 1 측정 레인지를 사용하여 센싱된 상기 값의 표시에 기초하여 상기 센싱 엘리먼트를 위한 제 2 측정 레인지를 결정하게 하고;
상기 센싱 엘리먼트가 상기 현상을 센싱하기 위하여 상기 제 1 측정 레인지로부터 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성되고,
상기 제 1 측정 레인지는 상기 제 2 측정 레인지와 상이한, 컴퓨터 프로그램 제품.
제 23 항에 있어서,
상기 프로세서로 하여금 상기 표시를 분석하게 하도록 구성된 명령들은,
상기 프로세서로 하여금 상기 현상의 상기 값이 상기 제 1 측정 레인지 내에 있는지 여부 및 상기 제 1 측정 레인지가 상기 센싱 엘리먼트의 이용 가능한 최소의 측정 레인지인지 여부를 결정하게 하고, 상기 값이 상기 제 1 측정 레인지 내에 있고 상기 제 1 측정 레인지가 상기 이용 가능한 최소의 측정 레인지보다 크다는 것에 응답하여, 상기 제 2 측정 레인지가 상기 제 1 측정 레인지보다 작게 되도록 구성된, 컴퓨터 프로그램 제품.
제 23 항에 있어서,
상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 상기 프로세서로 하여금 상기 현상의 상기 값이 상기 제 1 측정 레인지 밖에 있다는 결정에 응답하여 상기 제 2 측정 레인지가 상기 제 1 측정 레인지보다 크게 되도록 구성된, 컴퓨터 프로그램 제품.
제 23 항에 있어서,
상기 프로세서로 하여금 상기 현상의 예상되는 측정 값을 결정하게 하도록 구성된 명령들을 더 포함하고,
상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 상기 현상의 예상되는 측정 값에 기초하여 상기 제 2 측정 레인지를 설정하도록 구성된, 컴퓨터 프로그램 제품.
제 23 항에 있어서,
상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 상기 현상의 상기 값이 급격하게 변화하고 있다는 결정에 응답하여 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된, 컴퓨터 프로그램 제품.
제 23 항에 있어서,
상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 상기 현상의 상기 값이 상기 제 1 측정 레인지의 경계의 임계치 내에 있다는 결정에 응답하여 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된, 컴퓨터 프로그램 제품.
제 23 항에 있어서,
상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된 명령들은 이용 가능한 측정 레인지들의 미리 정의된 시퀀스에 따라 상기 센싱 엘리먼트로 하여금 상기 제 2 측정 레인지로 변경하게 하도록 구성된, 컴퓨터 프로그램 제품.