WO2020104015A1

WO2020104015A1 - Prüfvorrichtung, prüfsystem und prüfverfahren

Info

Publication number: WO2020104015A1
Application number: PCT/EP2018/081877
Authority: WO
Inventors: Josef Pollinger
Original assignee: Lisa Dräxlmaier GmbH
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-05-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Prüfvorrichtung (100, 200) zum entkoppelten Prüfen eines elektrischen Systems (250). Die Prüfvorrichtung (100, 200) weist auf: eine Signalverarbeitungseinheit (101, 201), welche eine Energieversorgungsschnittstelle (102, 202) und eine erste optische Datenübertragungsschnittstelle (103) und eine erste optische Energieübertragungsschnittstelle (104) aufweist, und eine Messeinheit (107, 207), welche eine zweite optische Datenübertragungsschnittstelle (108) und eine zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) und eine Messschnittstelle (110, 210, 310) aufweist, wobei die erste optische Datenübertragungsschnittstelle (103) ausgebildet ist, Daten (106) mit der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle (108) auszutauschen, und wobei die erste optische Energieübertragungsschnittstelle (104) ausgebildet ist, elektrische Energie (105) an die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) zu übermitteln, und wobei die Messschnittstelle (110, 210, 310) mit dem elektrischen System (250) koppelbar ist. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Prüfsystem und ein entsprechendes Prüfverfahren.

Description

PRÜFVORRICHTUNG, PRUFSYSTEM UND PRÜFVERFAHREN

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum entkoppelten Prüfen eines elektri schen Systems. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Prüfsystem und ein entsprechendes Prüfverfahren.

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit der Prüfung von Fahrzeugsystemen erläutert. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung ebenfalls mit anderen elektrischen Systemen eingesetzt werden kann.

Bei der Herstellung von Fahrzeugsystemen, wie z.B. einem elektrisch auslösenden Airbag, müssen diese Fahrzeugsysteme umfassend getestet bzw. qualifiziert werden.

Dabei weisen z.B. Airbag-Module eine gewisse Menge an Sprengstoff auf. Solche Systeme müssen folglich in einer sicheren Umgebung getestet werden, sodass ein Zünden der Sprengkapsel sicher unterbunden wird.

Um festzustellen, ob Airbag-Module korrekt mit dem Leitungssatz verbunden wurden, wird üblicherweise eine elektrische Widerstands-Messung mit Hilfe einer elektrischen Prüfanlage durchgeführt. Bei einer Fehlfunktion der Prüfanlage oder durch äußere Einflüsse aus der Umgebung dieser Prüfanlage kann ein unzulässig hoher elektrischer Strom generiert wer den, welcher das Airbag-Modul zündet.

Typische Stromwerte für Airbag-Module sind:

- No Fire-Strom: < 0.4 A bei < 10 Sekunden und < 85°C (Airbag zündet nicht) - All Fire-Strom: >= 1.2 A > 2 Millisekunden und > -35°C (Airbag zündet)

Da elektrische Systeme üblicherweise elektrisch kontaktiert werden müssen, um diese zu vermessen, können im Fehlerfall folglich hohe Ströme und Spannungen von den Messgerä ten und den Leitungen zu dem Prüfling bzw. zurück vom Prüfling übertragen werden.

Dies kann beim Prüfen von elektrischen Systemen, wie z.B. Airbags, zum ungewollten Zün den der Sprengladung führen. Beim Prüfen von Hochspannungssystemen, wie z.B. Fahr zeugbatterien für Elektrofahrzeuge, kann dies dazu führen, dass hohe elektrische Spannun gen zu den Bedienkonsolen übertragen werden.

Beschreibung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel, ein sicheres Prüfen elektrischer Systeme zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. Insbesondere können die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen An spruchskategorie weitergebildet sein.

Eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zum entkoppelten Prüfen eines elektrischen Sys tems weist auf: eine Signalverarbeitungseinheit, welche eine Energieversorgungsschnittstelle und eine erste optische Datenübertragungsschnittstelle und eine erste optische Energieüber tragungsschnittstelle aufweist, und eine Messeinheit, welche eine zweite optische Daten übertragungsschnittstelle und eine zweite optische Energieübertragungsschnittstelle und eine Messschnittstelle aufweist, wobei die erste optische Datenübertragungsschnittstelle ausgebildet ist, Daten mit der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle auszutau schen, und wobei die erste optische Energieübertragungsschnittstelle ausgebildet ist, elektri sche Energie an die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle zu übermitteln, und wobei die Messschnittstelle mit dem elektrischen System koppelbar ist. Ein erfindungsgemäßes Prüfsystem weist auf: ein elektrisches System, und eine Prüfvorrich tung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Messeinheit der Prüfvorrichtung in das elektrische System integriert ist.

Ein erfindungsgemäßes Prüfverfahren zum entkoppelten Prüfen eines elektrischen Systems weist die folgenden Schritte auf: Aussenden von Energie von einer Signalverarbeitungsein heit über eine erste optische Energieübertragungsschnittstelle, Empfangen der ausgesende ten Energie in einer Messeinheit über eine zweite optische Energieübertragungsschnittstelle, Durchführen einer Messung an dem elektrischen System über eine Messschnittstelle der Messeinheit, und Übermitteln von Prüfdaten zwischen der Signalverarbeitungseinheit und der Messeinheit über eine erste optische Datenübertragungsschnittstelle der Signalverarbei tungseinheit und eine zweite optische Datenübertragungsschnittstelle der Messeinheit.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine leitungsbasierte Prüfung elektrischer Systeme die Übertragung hoher Fehlerspannungen und -Ströme ermöglicht. Ferner nimmt die vorliegende Erfindung Rücksicht darauf, dass auf der Seite des elektri schen Systems bzw. DUTs (Device Under Test) üblicherweise eine aktive Messschaltung o- der Elektronik benötigt wird.

Bei üblichen Messsystemen wird das elektrische System, wie oben erläutert, über Leitungen bzw. Kabel mit dem Messsystem gekoppelt. Über solche Kabel bzw. Leitungen können hohe Ströme und Spannungen zu bzw. von dem elektrischen System übertragen werden.

Um dies zu vermeiden, sieht die vorliegende Erfindung die Prüfvorrichtung vor, bei welcher die Signalverarbeitungseinheit und die Messeinheit getrennt voneinander bereitgestellt wer den. Getrennt bedeutet in diesem Zusammenhang, dass diese zwei Einheiten zumindest elektrisch bzw. galvanisch voneinander getrennt sind.

Dazu weist die Signalverarbeitungseinheit eine Energieversorgungsschnittstelle auf, über welche sie mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Energieversorgungsschnittstelle kann z.B. eine herkömmliche 230-V-Schnittstelle sein. Die Signalverarbeitungseinheit kann über die Energieversorgungsschnittstelle z.B. über ein übliches Kabel mit Netzstecker mit dem elektrischen Energienetz gekoppelt werden. In der Signalverarbeitungseinheit können folglich die relevanten Komponenten, z.B. Steuer einheiten und -Computer mit elektrischer Energie versorgt werden, die zur Steuerung und/o der Auswertung des Messvorgangs benötigt werden.

In der Messeinheit dagegen können diejenigen Elemente angeordnet werden, welche zum Durchführen der eigentlichen Messung benötigt werden, also die Messelektronik. Die Daten aus der Signalverarbeitungseinheit zur Steuerung der Messelektronik können über die erste optische Datenübertragungsschnittstelle und die zweite optische Datenübertragungsschnitt stelle übermittelt werden und von der Messelektronik ausgewertet werden. Die gewonnenen Messwerte können dann von der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle an die erste optische Datenübertragungsschnittstelle übermittelt werden und in der Signalverarbei tungseinheit ausgewertet werden.

Die optische Datenübertragung kann z.B. mit Hilfe eines (bidirektionalen) Optokopplers erfol gen. Es versteht sich, dass ein solcher Optokoppler als integrierter Baustein bereitgestellt werden kann. Um die Entkopplung der Signalverarbeitungseinheit und der Messeinheit zu erhöhen kann ein solcher Optokoppler aber auch diskret aufgebaut werden. Dies ermöglicht es, die einzelnen Bauteile, z.B. Sendediode und Empfangsdiode/-Transistor, räumlich vonei nander zu trennen.

Die Übertragung der Daten erfolgt folglich zwischen der Signalverarbeitungseinheit und der Messeinheit kontaktlos und galvanisch getrennt. Allerdings ist es zusätzlich nötig, die Kom ponenten der Messeinheit auch mit elektrischer Energie zu versorgen.

Zur Übertragung elektrischer Energie zur Versorgung der Elemente der Messeinheit ist in der Signalverarbeitungseinheit die erste optische Energieübertragungsschnittstelle vorgesehen, um elektrische Energie zu übertragen. In der Messeinheit ist die zweite optische Energie übertragungsschnittstelle vorgesehen, um die elektrische Energie zu empfangen. Da auch die Schnittstellen zur Energieübertragung kontaktlos ausgeführt sind, ist die Messeinheit elektrisch bzw. galvanisch vollständig von der Signalverarbeitungseinheit entkoppelt. Es kön nen folglich keine Überspannungen bzw. -Ströme von der Signalverarbeitungseinheit zur Messeinheit bzw. umgekehrt übertragen werden. Es versteht sich, dass die Gehäuse der Signalverarbeitungseinheit und der Messeinheit ent sprechend geschirmt und/oder geerdet werden können. Insbesondere können die Gehäuse ESD-konform (ESD = ElectroStatic Discharge) ausgeführt werden, sodass Spannungen aus statischen Entladungen nicht an das elektrische System übertragen werden können.

Bei der Prüfung von Systemen wie Airbags kann folglich vermieden werden, dass diese auf Grund von Überspannungen zünden.

Batteriesysteme wie z.B. in der E-Mobilität eingesetzt, besitzen eine hohe gespeicherte Energie und können daher hohe Gleichströme und hohe Gleichspannungen bereitstellen. Da es sich bei Batteriesystemen um Energiespeicher handelt, lassen sich diese naturgemäß nicht abschalten. Dies kann insbesondere im Fehlerfall problematisch sein.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung können solche elektrischen Systeme aber problemlos vermessen werden. Es besteht im Fehlerfall dennoch keine Gefahr, dass hohe Spannungen bzw. Ströme an die Bedienelemente bzw. andere elektrische Systeme übertragen werden.

Das Prüfsystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist das elektronische System und die Prüfvorrichtung auf. Dabei ist die Messeinheit direkt in das elektronische System integriert. Die Signalverarbeitungseinheit kann dagegen als mobile Einheit, z.B. als mobile Einheit für einen Servicetechniker, ausgeführt sein.

Damit können Servicetechniker z.B. auch Messungen an Hochspannungsanlagen durchfüh ren, ohne dass sie direkt mit spannungsführenden Teilen in Kontakt kommen könnten. Insbe sondere kann ein Rückfluss hoher Spannungen in die mobile Signalverarbeitungseinheit si cher unterbunden werden.

Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.

In einer Ausführungsform kann die Messeinheit eine Erfassungseinrichtung aufweisen, wel che mit der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle gekoppelt ist und welche aus gebildet ist, physikalische Größen betreffend das elektrische System zu erfassen und über die zweite optische Datenübertragungsschnittstelle auszugeben. Die Erfassungseinrichtung kann auch als Messelektronik bezeichnet werden. Die Erfas sungseinrichtung beinhaltet diejenigen Komponenten und/oder Schaltungen, die benötigt werden, um die physikalischen Größen in dem elektrischen System zu erfassen.

Die zu erfassenden physikalischen Größen können z.B. Ströme, Spannungen und/oder Tem peraturen oder dergleichen sein. Die Erfassungseinrichtung kann folglich entsprechende Sensoren zur Erfassung dieser Größen aufweisen, die mit dem elektrischen System bzw. Zuleitungen des elektrischen Systems gekoppelt sein können.

Es versteht sich, dass die Erfassungseinrichtung eine Steuereinheit bzw. einen Steuerrech ner aufweisen kann. Dieser kann z.B. als ein Mikrocontroller ausgebildet sein.

Die Steuereinheit kann vorwiegend der Erfassung der Messwerte zu den physikalischen Grö ßen und der Übertragung dieser Messwerte über die zweite optische Datenübertragungs schnittstelle dienen. Weiterführende Funktionen, wie z.B. Timer-Funktionen, Trigger-Funktio nen und dergleichen können in der Signalverarbeitungseinheit bereitgestellt werden.

Zusätzlich kann in der Steuereinheit aber auch zumindest ein Teil der weiterführenden Funk tionen implementiert werden. Beispielsweise können Trigger-Funktionen und Timer-Funktio nen auch in der Steuereinheit bereitgestellt werden. Ferner können in der Steuereinheit auch vollständige Prüfprogramme hinterlegt werden und die Steuereinheit kann ausgebildet sein, diese Prüfprogramme auszuführen bzw. abzuarbeiten. Es versteht sich, dass z.B. ein exter ner Trigger über die erste optische Datenübertragungsschnittstelle und die zweite optische Datenübertragungsschnittstelle an die Steuereinheit übermittelt werden kann, der den Start eines solchen Prüfprogramms veranlasst.

Es versteht sich, dass die Steuereinheit z.B. einen Mikrocontroller aufweisen kann, der für den Betrieb bei niedrigen Spannungen ausgelegt sein kann. Solche Mikrocontroller werden auch als Low-Power Microcontroller oder Ultra-Low-Power Microcontroller bezeichnet und können z.B. für Betriebsspannungen von 1 V - 5 V oder dergleichen ausgelegt sein. In noch einer Ausführungsform kann die Erfassungseinrichtung mit der zweiten optischen Energieübertragungsschnittstelle gekoppelt sein und über die zweite optische Energieüber tragungsschnittstelle mit elektrischer Energie versorgbar sein.

Die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle dient dazu, die zur Versorgung der Ele mente der Messeinheit nötige elektrische Energie zu empfangen.

Da die Erfassungseinrichtung, wie oben bereits erläutert, ein aktives Element sein kann, kann diese ebenfalls über die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle mit elektri scher Energie versorgt werden.

Dabei kann die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle derart ausgebildet sein, dass sie lediglich die zum Betrieb der Messeinheit benötigte Energie liefern kann, aber z.B. nicht die Energiemenge, die nötig ist, um eine Zündpille in einem Airbagmodul zu zünden.

Die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle kann folglich derart dimensioniert sein, dass die maximal bereitgestellten Spannungen und Ströme unter den entsprechenden Grenzwerten liegen.

In einer weiteren Ausführungsform kann die erste optische Energieübertragungsschnittstelle eine Lichtquelle aufweisen, und die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle kann einen photovoltaischen Generator aufweisen.

Die Energieübertragung zwischen erster optischer Energieübertragungsschnittstelle und zweiter optischer Energieübertragungsschnittstelle kann folglich ähnlich erfolgen, wie die Energieerzeugung mit einer Solarzelle, die von der Sonne beschienen wird.

Um eine kontrollierte Umgebung und Energieübertragungsstrecke zu schaffen, kann die erste optische Energieübertragungsschnittstelle eine Lichtquelle aufweisen, welche einen kontrollierten Lichtstrom aussendet. Die Lichtquelle kann z.B. eine LED, eine Laser-Diode, eine Lampe oder jede andere Lichtquelle sein.

Die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle kann einen photovoltaischen Genera tor, also z.B. eine Solarzelle oder dergleichen, aufweisen. Ein solcher photovoltaischer Ge- nerator kann das ausgesendete Licht von der ersten optischen Energieübertragungsschnitt stelle empfangen und in elektrische Energie umwandeln. Es versteht sich, dass weitere Schaltungen bzw. Schaltungselemente bereitgestellt werden können, welche die von dem photovoltaischen Generator erzeugte Spannung entsprechend anpassen können. Beispiels weise kann ein entsprechender DC/DC Wandler oder dergleichen vorgesehen werden.

Wie oben bereits ausgeführt, kann die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle der art ausgelegt sein, dass die erzeugte elektrische Energie eine vorgegebene Schwelle nicht überschreitet. Dazu kann der photovoltaische Generator z.B. derart ausgebildet sein, dass er in die Sättigung gerät, sodass der maximal erzeugbare Strom bzw. die Höhe der erzeugba ren Spannung entsprechend begrenzt wird.

In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Signalverarbeitungseinheit eine Messsteu ereinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, Steuersignale für die Erfassungseinrichtung zu erzeugen und über die erste optische Datenübertragungsschnittstelle auszugeben.

Die Messsteuereinheit kann ausgebildet sein, Prüfprogramme abzuarbeiten und entspre chende Steuersignale für die Erfassungseinrichtung zu erzeugen. Solche Steuersignale kön nen z.B. in einer Steuereinheit der Messeinrichtung empfangen und verarbeitet werden. Mögliche Steuersignale können z.B. das Starten/Stoppen einer Messung beinhalten. Andere Steuersignale können auch Konfigurationsbefehle sein, die in der Steuereinheit der Erfas sungseinrichtung Konfigurationsparameter setzen. Solche Parameter können z.B. Ausgangs spannungen und Ausgangsströme für Messschnittstellen, oder Messbereiche für

Messeingänge sein.

Wie oben bereits erläutert, kann die Logik zur Abarbeitung eines Prüfprogramms auch in der Steuereinheit der Messeinrichtung hinterlegt sein. Die Messsteuereinheit kann in diesem Fall über die erste optische Datenübertragungsschnittstelle z.B. die Prüfprogramme übertragen und die Abarbeitung eines Prüfprogramms initiieren.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Signalverarbeitungseinheit in einem ersten Ge häuse angeordnet sein, und die Messeinheit in einem zweiten Gehäuse angeordnet sein, welche optisch derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Übertragung von Licht zwischen der ersten optischen Datenübertragungsschnittstelle und der zweiten optischen Datenüber tragungsschnittstelle sowie von Licht von der ersten optischen Energieübertragungsschnitt stelle an die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle möglich ist.

Da die Signalverarbeitungseinheit und die Messeinheit in unterschiedlichen Gehäusen ange ordnet sein können, ist es möglich, die Gehäuse sehr effizient gegeneinander abzuschirmen. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass die optische Verbindung für die Datenübertra gungsschnittstellen und die optische Verbindung für die Energieübertragungsschnittstellen frei und ungestört sind. Es kann also z.B. eine entsprechende Luftstrecke zwischen den Ge häusen vorhanden sein.

Es versteht sich, dass die optischen Verbindungen voneinander z.B. durch Röhren oder Wände getrennt sein können. Ferner versteht sich, dass die Übertragung des Lichts von der ersten optischen Energieübertragungsschnittstelle zu der zweiten optischen Energieübertra gungsschnittstelle mit Licht einer anderen Wellenlänge erfolgen kann, als sie das Licht für die Datenübertragung zwischen erster Datenübertragungsschnittstelle und zweiter Daten übertragungsschnittstelle aufweist. Dadurch kann eine gegenseitige Beeinflussung vermie den werden.

In noch einer Ausführungsform kann das erste Gehäuse als erste Hälfte eines Gesamtge häuses ausgebildet sein und das zweite Gehäuse kann als zweite Hälfte des Gesamtgehäu ses ausgebildet sein. Zusätzlich kann eine Scheibe aus optisch durchlässigem Material in dem Gesamtgehäuse zwischen der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte angeordnet sein.

Werden die zwei einzelnen Gehäuse als Hälften eines Gesamtgehäuses bereitgestellt, kann die Prüfvorrichtung sehr kompakt aufgebaut werden. Durch die Anordnung der Signalverar beitungseinheit in einer Gehäusehälfte und der Messeinheit in der zweiten Gehäusehälfte können die einzelnen Einheiten separate aufgebaut und geschützt werden. Das Gesamtge häuse bietet dann lediglich eine geschützte Umgebung für die optische Daten- und Energie übertragung.

Durch eine optionale Trennscheibe, z.B. aus Kunststoff wie Plexiglas, kann eine optimale op tische Verbindung sichergestellt werden. Gleichzeitig kann die Isolierung zwischen den zwei Gehäusehälften verbessert werden. In einer weiteren Ausführungsform können das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse über Lichtwellenleiter miteinander gekoppelt sein.

Da lediglich Licht bzw. Lichtimpulse oder -Signale zwischen der Signalverarbeitungseinheit und der Messeinheit übertragen werden müssen, können diese auch mit Hilfe von Lichtwel lenleitern übertragen werden. Dabei sind die Gehäuse derart miteinander gekoppelt, dass eine Übertragung von Lichtsignalen zwischen der ersten optischen Datenübertragungs schnittstelle und der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle und von der ersten optischen Energieübertragungsschnittstelle zu der zweiten optischen Energieübertragungs schnittstelle möglich ist.

Dies bedeutet, dass die Signalverarbeitungseinheit und die Messeinheit beliebig platziert und der Abstand zwischen den beiden annähernd beliebig groß sein kann.

Kurze Figurenbeschreibung

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung ge mäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Gesamtgehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Prüfverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Be zugszeichen versehen.

Detaillierte Beschreibung

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Prüfvorrichtung 100 zum entkoppelten Prüfen eines elektrischen Systems. Die Prüfvorrichtung 100 weist eine Signalverarbeitungseinheit 101 und eine Messeinheit 107 auf. Die Signalverarbeitungseinheit 101 weist eine Energieversor gungsschnittstelle 102 sowie eine erste optische Energieübertragungsschnittstelle 104 und eine erste optische Datenübertragungsschnittstelle 103 auf. Die Messeinheit 107 weist eine zweite optische Datenübertragungsschnittstelle 108 und eine zweite optische Energieüber tragungsschnittstelle 109 auf, die beide mit einer Messschnittstelle 1 10 gekoppelt sind.

Die Energieversorgungsschnittstelle 102 dient dazu, die Prüfvorrichtung 100 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Energieversorgungsschnittstelle 102 kann z.B. eine 230 V oder 1 10 V Schnittstelle sein, über welche die Prüfvorrichtung 100 mit einem öffentlichen Strom netz gekoppelt werden kann.

Die Energieversorgungsschnittstelle 102 ist mit der ersten optischen Energieübertragungs schnittstelle 104 und mit der ersten optischen Datenübertragungsschnittstelle 103 gekoppelt, um diese mit elektrischer Energie 105 zu versorgen.

Die erste optische Energieübertragungsschnittstelle 104 dient ferner dazu, die elektrische Energie 105 auf optischem Weg, also kontaktlos, zur zweiten optischen Energieübertra gungsschnittstelle 109 zu übertragen. Die erste optische Energieübertragungsschnittstelle 104 und die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle 109 bilden folglich einen unidi- rektionalen Weg zur Energieübertragung.

Die erste optische Datenübertragungsschnittstelle 103 dagegen dient dazu, Daten mit der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle 108 auszutauschen. Die erste optische Datenübertragungsschnittstelle 103 und die zweite optische Energieübertragungsschnitt stelle 109 bilden folglich einen bidirektionalen Kommunikationskanal zur Datenkommunika tion. Die Messschnittstelle 1 10 kann mit einem elektrischen System, auch DUT genannt, gekop pelt werden und dient dazu, in dem elektrischen System physikalische Größen 106 zu erfas sen. Die Messschnittstelle 1 10 wird von der zweiten optischen Energieübertragungsschnitt stelle 109 mit elektrischer Energie versorgt und gibt die erfassten physikalischen Größen 106 über die zweite optische Datenübertragungsschnittstelle 108 aus.

Es versteht sich, dass in der Signalverarbeitungseinheit 101 eine Steuereinrichtung vorgese hen sein kann. Ebenso kann eine entsprechende Steuereinrichtung in der Messeinheit 107 vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Steuereinrichtung in der Signalverarbeitungsein heit 101 ein Prüfprogramm abarbeiten und für die Steuereinrichtung in der Messeinheit 107 entsprechende Steuerbefehle erzeugen. Die Steuereinrichtung in der Messeinheit 107 kann die entsprechenden erfassten physikalischen Größen 106 zurückliefern. Werden die erste optische Datenübertragungsschnittstelle 103 und die zweite optische Datenübertragungs schnittstelle 108 z.B. als Optokoppler ausgeführt, kann z.B. ein serielles Datenprotokoll für die Datenübertragung genutzt werden. Es versteht sich, dass aber auch ein beliebiges Da tenprotokoll für die Übertragung der Daten gewählt werden kann. Beispielsweise kann ein einfaches On-Off-Keying verwendet werden.

Bei der Prüfvorrichtung 100 sind die Schnittstellen zwischen Signalverarbeitungseinheit 101 und Messeinheit 107 als optische Schnittstellen, also galvanisch getrennt, ausgeführt. Eine Fehlerspannung, z.B. durch einen Fehler in der Spannungsversorgung der Signalverarbei tungseinheit 101 verursacht, kann sich folglich nicht zu der Messeinheit 107 fortpflanzen.

Dies ist z.B. bei der Prüfung von Geräten wir Airbags vorteilhaft.

Gleichzeitig kann sich eine Fehlerspannung z.B. bei der Prüfung einer Hochspannungsbatte rie nicht von der Messeinheit 107 zu der Signalverarbeitungseinheit 101 fortpflanzen.

Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Prüfvorrichtung 200. Die Prüfvorrichtung 200 weist eine Signalverarbeitungseinheit 201 und eine Messeinheit 207 auf. Die Signalverarbei tungseinheit 201 weist eine Energieversorgungsschnittstelle 202 zum Anschluss an ein 230 Volt Versorgungsnetz auf, die in einem Schaltschrank 213 angeordnet ist. Ferner ist eine als Steuer-PC 212 ausgeführte Messsteuereinheit vorgesehen, welche durch den Schalt- schrank hindurch über ein Kabel 225 mit einem ersten Gehäuse 214 gekoppelt ist. Die Ener gieversorgungsschnittstelle 202 ist ebenfalls durch den Schaltschrank 213 über das Kabel 225 mit dem ersten Gehäuse 214 gekoppelt. Es versteht sich, dass auch mehrere separate Kabel für diese Verbindung vorgesehen sein können.

In dem ersten Gehäuse 214 ist eine Ansteuerschaltung 215 angeordnet. Die Ansteuerschal tung 215 wird aus dem Schaltschrank 213 von der Energieversorgungsschnittstelle 202 mit elektrischer Energie versorgt und steht mit dem Steuer-PC 212 in kommunikativer Verbin dung. Es versteht sich, dass der Steuer-PC 212 in anderen Ausführungen z.B. auch in den Schaltschrank 213 integriert werden kann und z.B. als Embedded-PC ausgeführt werden kann.

Bei der Prüfvorrichtung 200 sind die erste optische Datenübertragungsschnittstelle und die zweite optische Datenübertragungsschnittstelle als Optokoppler 222 ausgebildet. Die erste optische Energieübertragungsschnittstelle weist eine Lichtquelle 220 auf und die zweite opti sche Energieübertragungsschnittstelle weist einen photovoltaischen Generator 221 , z.B. eine Solarzelle, auf.

In der Messeinheit 207 ist eine Erfassungseinrichtung 218 vorgesehen, welche mit dem pho tovoltaischen Generator 221 und dem Optokoppler 222 gekoppelt ist.

Die Erfassungseinrichtung 218 dient der Ablaufsteuerung und Messwerterfassung in der Messeinheit 207 und ist über die Messschnittstelle 210 mit dem elektrischen System 250 ge koppelt. Die Erfassungseinrichtung 218 kann z.B. einen Mikrocontroller mit entsprechender Peripherie für die Energieversorgung, Messwerterfassung und Datenkommunikation aufwei sen.

Bei der Prüfvorrichtung 200 können z.B. Fehler in der Spannungsversorgung der Energiever sorgungsschnittstelle 202 und des Steuer-PC 212 auftreten. Ein solcher Fehler kann ferner z.B. in der Verbindung zwischen Schaltschrank 213 und erstem Gehäuse 214 auftreten. Es können also in der Signalverarbeitungseinheit 201 Überspannungen und Überströme auftre ten. Auf Grund der optischen Schnittstellen zwischen Signalverarbeitungseinheit 201 und Messeinheit 207 können Fehlerspannungen und Fehlerströme aber nicht an die Messeinheit 207 weitergeleitet werden. Bei der Prüfvorrichtung 200 sind Teile der Signalverarbeitungseinheit 201 in einem ersten Gehäuse 214 angeordnet. Die Messeinheit 207 ist in einem zweiten Gehäuse 217 angeord net. Es versteht sich, dass die zwei Gehäuse 214, 217 jeweils Teile eines Gesamtgehäuses sein können (siehe z.B. Fig. 3).

Allerdings können das erste Gehäuse 214 und das zweite Gehäuse 217 auch separat vonei nander aufgestellt werden und z.B. durch Lichtwellenleiter miteinander gekoppelt sein. Insbe sondere kann das zweite Gehäuse 217 auch in dem elektrischen System 250 integriert sein.

Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild eines oben erwähnten Gesamtgehäuses 323. Das Ge samtgehäuses 323 weist zwei Gehäusehälften auf, wobei die obere Gehäusehälfte dem ers ten Gehäuse 314 entspricht und die untere Gehäusehälfte dem zweiten Gehäuse 317 ent spricht. Die Innenräume der zwei Gehäusehälften werden durch eine Scheibe aus optisch durchlässigem Material 322, z.B. eine Glasplatte, voneinander getrennt, um die Isolierung zwischen den zwei Zonen zu verbessern.

In dem ersten Gehäuse 314 ist die Signalverarbeitungseinheit angeordnet. Diese weist eine Trägerplatine 326 auf, welche einen optischen Empfänger 327 und einen optischen Sender 328 trägt. Es versteht sich, dass der Empfänger 327 und der Sender 328 z.B. durch eine Trennwand oder dergleichen getrennt sein können, sodass Licht des Senders 328 den Emp fang des Empfängers 327 nicht stört. Der Empfänger 327 und der Sender 328 bilden ge meinsam die erste optische Datenübertragungsschnittstelle. Neben dem Sender 328 sind auf der Platine 326 ferner Lichtquellen 329 z.B. in Form von LEDs angeordnet, welche bei ent sprechender Bestromung Licht aussenden.

In dem zweiten Gehäuse 317 ist ebenfalls eine Platine 331 angeordnet. Die Platine 331 trägt gegenüber dem Empfänger 327 einen optischen Sender 332 und gegenüber dem Sender 328 einen Empfänger 333. Gegenüber den Lichtquellen 329 sind Solarmodule 334 angeord net, welche der Energiegewinnung dienen. Zwischen den Solarmodulen 334 und der Platine 331 ist eine elektrische Schaltung 335 angeordnet, welche z.B. den oben erwähnten Mikro kontroller und die entsprechenden Peripherieelemente aufweisen kann. Die Platine 331 ist ferner mit der Messschnittstelle 310 gekoppelt. Die Schaltung 335 kann folglich genutzt wer den, physikalische Größen in einem elektrischen System zu erfassen. Zum leichteren Verständnis werden in der folgenden Beschreibung die Bezugszeichen zu den Figuren 1 -3 als Referenz beibehalten.

Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Prüfverfahrens zum entkoppelten Prüfen eines elektrischen Systems 250.

In einem ersten Schritt S1 des Aussendens wird Energie von einer Signalverarbeitungsein heit 101 , 201 über eine erste optische Energieübertragungsschnittstelle 104 ausgesendet. In einem zweiten Schritt des Empfangens S2 wird die ausgesendete Energie in einer Messein heit 107, 207 über eine zweite optische Energieübertragungsschnittstelle 109 empfangen. In einem dritten Schritt S3 des Durchführens wird eine Messung an dem elektrischen System 250 über eine Messschnittstelle 1 10, 210, 310 der Messeinheit 107, 207 durchgeführt. In ei nem vierten Schritt S4 des Übermitteins werden Prüfdaten zwischen der Signalverarbei tungseinheit 101 , 201 und der Messeinheit 107, 207 über eine erste optische Datenübertra gungsschnittstelle 103 der Signalverarbeitungseinheit 101 , 201 und eine zweite optische Da tenübertragungsschnittstelle 108 der Messeinheit 107, 207 übermittelt.

In der Messeinheit 107, 207 können physikalische Größen 219 betreffend das elektrische System 250 z.B. mit einer Erfassungseinrichtung 218 erfasst werden und über die zweite op tische Datenübertragungsschnittstelle 108 ausgegeben werden.

Zur Übertragung elektrischer Energie kann die erste optische Energieübertragungsschnitt stelle 104 Licht aus einer Lichtquelle 220 aussenden. Die zweite optische Energieübertra gungsschnittstelle 109 kann aus dem ausgesendeten Licht elektrische Energie 105 mit ei nem photovoltaischen Generator 221 erzeugen.

Um den Ablauf einer Prüfung bzw. Messung zu steuern kann z.B. in der Signalverarbeitungs einheit 101 , 201 eine Messsteuereinheit 212 Steuersignale für die Erfassungseinrichtung 218 erzeugen und über die erste optische Datenübertragungsschnittstelle 103 ausgeben. Alter nativ können z.B. Messprogramme oder Prüfprogramme an eine Steuereinrichtung in der Messeinheit 107, 207 übertragen werden und dort ausgeführt werden. Zur elektrischen T rennung der Signalverarbeitungseinheit 101 , 201 und der Messeinheit 107, 207 kann die Signalverarbeitungseinheit 101 , 201 in einem ersten Gehäuse 214, 314 ange ordnet sein. Die Messeinheit 107, 207 kann in einem zweiten Gehäuse 217, 317 angeordnet sein. Beide Gehäuse 214, 314, 217, 317 können optisch derart miteinander gekoppelt wer den, dass Licht zwischen der ersten optischen Datenübertragungsschnittstelle 103 und der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle 108 sowie von Licht von der ersten opti schen Energieübertragungsschnittstelle 104 an die zweite optische Energieübertragungs schnittstelle 109 übertragen wird.

Das erste Gehäuse 214, 314 kann eine erste Hälfte eines Gesamtgehäuses 323 bilden. Ebenso kann das zweite Gehäuse 217, 317 eine zweite Hälfte des Gesamtgehäuses 323 bil den. Optional kann eine Scheibe 322 aus optisch durchlässigem Material in dem Gesamtge häuse 323 zwischen der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte angeordnet sein.

Ferner können das erste Gehäuse 214, 314 und das zweite Gehäuse 217, 317 über Licht wellenleiter miteinander gekoppelt sein. Licht kann folglich zwischen der ersten optischen Datenübertragungsschnittstelle 103 und der zweiten optischen Datenübertragungsschnitt stelle 108 sowie von der ersten optischen Energieübertragungsschnittstelle 104 an die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle 109 über den Lichtwellenleiter übertragen werden.

Da es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zuei nander lediglich beispielhaft. BEZUGSZEICHENLISTE

100, 200 Prüfvorrichtung

101 , 201 Signalverarbeitungseinheit

102, 202 Energieversorgungsschnittstelle

103 erste optische Datenübertragungsschnittstelle

104 erste optische Energieübertragungsschnittstelle

105 elektrische Energie

106 Daten

107, 207 Messeinheit

108 zweite optische Datenübertragungsschnittstelle

109 zweite optische Energieübertragungsschnittstelle

1 10, 210, 310 Messschnittstelle

212 Messsteuereinheit

213 Schaltschrank

214, 314 erstes Gehäuse

215 Ansteuerschaltung

217, 317 zweites Gehäuse

218 Erfassungseinrichtung

219 physikalische Größe

220 Lichtquelle

221 photovoltaischen Generator

222 Optokoppler

322 optisch durchlässige Platte

323 Gesamtgehäuse

225, 325 Kabel

326 Platine

327 Empfänger

328 Sender

329 Lichtquelle 331 Platine

332 Sender

333 Empfänger

334 Solarmodule 335 Schaltung

250 elektrisches System

Claims

ANSPRÜCHE

1 . Prüfvorrichtung (100, 200) zum entkoppelten Prüfen eines elektrischen Systems (250), aufweisend: eine Signalverarbeitungseinheit (101 , 201 ), welche eine Energieversorgungsschnittstelle (102, 202) und eine erste optische Datenübertragungsschnittstelle (103) und eine erste opti sche Energieübertragungsschnittstelle (104) aufweist, und eine Messeinheit (107, 207), welche eine zweite optische Datenübertragungsschnittstelle (108) und eine zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) und eine Messschnitt stelle (1 10, 210, 310) aufweist, wobei die erste optische Datenübertragungsschnittstelle (103) ausgebildet ist, Daten (106) mit der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle (108) auszutauschen, und wobei die erste optische Energieübertragungsschnittstelle (104) ausgebildet ist, elektrische Energie (105) an die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) zu übermitteln, wobei die Messschnittstelle (1 10, 210, 310) mit dem elektrischen System (250) koppelbar ist.

2. Prüfvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 , wobei die Messeinheit (107, 207) eine Erfassungseinrichtung (218) aufweist, welche mit der zweiten optischen Datenübertragungs schnittstelle (108) gekoppelt ist und welche ausgebildet ist, physikalische Größen (219) be treffend das elektrische System (250) über die Messschnittstelle (1 10, 210, 310) zu erfassen und über die zweite optische Datenübertragungsschnittstelle (108) auszugeben.

3. Prüfvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 2, wobei die Erfassungseinrichtung (218) mit der zweiten optischen Energieübertragungsschnittstelle (109) gekoppelt ist und über die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) mit elektrischer Energie versorgbar ist.

4. Prüfvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste op tische Energieübertragungsschnittstelle (104) eine Lichtquelle (220) aufweist, und wobei die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) einen photovoltaischen Generator (221 ) aufweist.

5. Prüfvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 4, wobei die Signalverarbeitungseinheit (101 , 201 ) eine Messsteuereinheit (212) aufweist, welche ausge bildet ist, Steuersignale für die Erfassungseinrichtung (218) zu erzeugen und über die erste optische Datenübertragungsschnittstelle (103) auszugeben.

6. Prüfvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Signal verarbeitungseinheit (101 , 201 ) in einem ersten Gehäuse (214, 314) angeordnet ist, und wo bei die Messeinheit (107, 207) in einem zweiten Gehäuse (217, 317) angeordnet ist, welche optisch derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Übertragung von Licht zwischen der ersten optischen Datenübertragungsschnittstelle (103) und der zweiten optischen Datenüber tragungsschnittstelle (108) sowie von Licht von der ersten optischen Energieübertragungs schnittstelle (104) an die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) möglich ist.

7. Prüfvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 6, wobei das erste Gehäuse (214, 314) als erste Hälfte eines Gesamtgehäuses (323) ausgebildet ist und wobei das zweite Gehäuse (217, 317) als zweite Hälfte des Gesamtgehäuses (323) ausgebildet ist, insbesondere wobei eine Scheibe (322) aus optisch durchlässigem Material in dem Gesamtgehäuse (323) zwi schen der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte angeordnet ist.

8. Prüfvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 6, wobei das erste Gehäuse (214, 314) und das zweite Gehäuse (217, 317) über Lichtwellenleiter miteinander gekoppelt sind.

9. Prüfsystem aufweisend: ein elektrisches System (250), und eine Prüfvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Messeinheit (107, 207) der Prüfvorrichtung (100, 200) in das elektrische System (250) integriert ist.

10. Prüfverfahren zum entkoppelten Prüfen eines elektrischen Systems (250), aufwei send die Schritte:

Aussenden (S1 ) von Energie von einer Signalverarbeitungseinheit (101 , 201 ) über eine erste optische Energieübertragungsschnittstelle (104),

Empfangen (S2) der ausgesendeten Energie in einer Messeinheit (107, 207) über eine zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109),

Durchführen (S3) einer Messung an dem elektrischen System (250) über eine Messschnitt stelle (1 10, 210, 310) der Messeinheit (107, 207), und

Übermitteln (S4) von Prüfdaten zwischen der Signalverarbeitungseinheit (101 , 201 ) und der Messeinheit (107, 207) über eine erste optische Datenübertragungsschnittstelle (103) der Signalverarbeitungseinheit (101 , 201 ) und eine zweite optische Datenübertragungsschnitt stelle (108) der Messeinheit (107, 207).

1 1. Prüfverfahren nach Anspruch 10, wobei in der Messeinheit (107, 207) mit einer Erfas sungseinrichtung (218) physikalische Größen (219) betreffend das elektrische System (250) erfasst werden und über die zweite optische Datenübertragungsschnittstelle (108) ausgege ben werden.

12. Prüfverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 1 1 , wobei die erste opti sche Energieübertragungsschnittstelle (104) Licht aus einer Lichtquelle (220) aussendet, und wobei die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) elektrische Energie (105) mit einem photovoltaischen Generator (221 ) erzeugt.

13. Prüfverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 1 bis 12, wobei in der Signal verarbeitungseinheit (101 , 201 ) eine Messsteuereinheit (212) Steuersignale für die Erfas sungseinrichtung (218) erzeugt und über die erste optische Datenübertragungsschnittstelle (103) ausgibt.

14. Prüfverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 1 bis 13, wobei die Signalver arbeitungseinheit (101 , 201 ) in einem ersten Gehäuse (214, 314) angeordnet ist, und wobei die Messeinheit (107, 207) in einem zweiten Gehäuse (217, 317) angeordnet ist, welche op tisch derart miteinander gekoppelt werden, dass Licht zwischen der ersten optischen Daten übertragungsschnittstelle (103) und der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle (108) sowie von Licht von der ersten optischen Energieübertragungsschnittstelle (104) an die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) übertragen wird.

15. Prüfverfahren nach Anspruch 14, wobei das erste Gehäuse (214, 314) eine erste Hälfte eines Gesamtgehäuses (323) bildet und wobei das zweite Gehäuse (217, 317) eine zweite Hälfte des Gesamtgehäuses (323) bildet, insbesondere wobei eine Scheibe (322) aus optisch durchlässigem Material in dem Gesamtgehäuse (323) zwischen der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte angeordnet ist; oder wobei das erste Gehäuse (214, 314) und das zweite Gehäuse (217, 317) über Lichtwellenlei ter miteinander gekoppelt sind und Licht zwischen der ersten optischen Datenübertragungs- Schnittstelle (103) und der zweiten optischen Datenübertragungsschnittstelle (108) sowie von Licht von der ersten optischen Energieübertragungsschnittstelle (104) an die zweite optische Energieübertragungsschnittstelle (109) über den Lichtwellenleiter übertragen wird.