用于对至少一个传感器设备的故障检测和/或标识的设备的制造方法
【专利说明】用于对至少一个传感器设备的故障检测和/或标识的设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年11月12日提交的德国专利申请号102013223021.4的优先权，通过引用将其整体并入于此。
技术领域
[0003]本文描述的主题涉及对至少一个传感器器设备的故障检测和/或标识。
【背景技术】
[0004]在安全工程中，传感器装备用于例如对有毒或者爆炸性气体的检测。十分普遍的是，使用不同的传感器设备(还称为测量探头)来操作传感器装备。传感器装备必须能够自动识别哪个传感器设备连接到了传感器装备。而且，功能故障和/或接触故障必须被可靠地检测到。用于这一目的的电路非常昂贵。因此，就控制工程而言，任务是创建经简化的设备和方法。
【发明内容】
[0005]总的来说，一个方面提供用于对至少一个传感器设备的故障检测和/或标识的设备，其特征在于测量装置，测量装置具有至少一个高分辨率Α/D转换器设备，用于在用于至少一个传感器设备的至少一个耦合点处记录至少一个电信号。
[0006]另一方面提供如下系统，其包括:耦合点，用于至少一个传感器；以及测量机构，测量由连接到耦合点的传感器产生的信号；以及处理器，基于该信号标识传感器的特性。
[0007]又一方面提供如下方法，其包括:使用测量设备记录传感器的至少一个电信号；以及使用记录的至少一个电信号执行以下项中的一个或者多个:标识传感器；以及检测传感器故障。
[0008]前述内容是概括并且因此可以包含对细节的简化、概化、以及省略；因此，本领域技术人员将理解的是，该概括仅是说明性的，并且不旨在以任何方式限制。
[0009]为了更好地理解实施例，以及其另外和其它特征和优势，参照结合附图所进行的以下描述。本发明的范围将在所附权利要求中指出。
【附图说明】
[0010]在下面的图中通过示例的方式呈现了实施例。所示的是:
[0011]图1图示了用于对至少一个传感器设备的故障检测和/或标识的设备的示例实施例的示意性表示。
[0012]图2图示了用于对至少一个传感器设备的故障检测和/或标识的设备的示例实施例的基本电路图的不例。
[0013]图3图示了用于对传感器设备的识别的电流信号和电压信号的基本表示。
[00Μ]图4图不了接受值和故障值的基本表不。
【具体实施方式】
[0015]将容易理解的是，如大体描述和在本文的图中图示那样的实施例的部件可以以除了所描述的示例实施例之外的各种各样的不同配置进行设置和设计。因此，对如在图中表示那样的示例实施例的以下更详细描述，不旨在限制实施例所要求保护的范围，而仅是对示例实施例的表示。
[0016]贯穿本说明书提及的“一个实施例”或者“实施例”(等)意指结合实施例描述的特定特征、结构、或者特性被包括在至少一个实施例中。因此，词组“在一个实施例中”或者“在实施例中”等在贯穿本说明书的各个地方的出现不一定全部都指代相同的实施例。
[0017]此外，所描述的特征、结构、或者特性可以以任何合适的方式被组合在一个或者多个实施例中。在下面的描述中，提供了众多特定细节以给出对实施例的透彻理解。然而，相关领域技术人员将认识到，可以不使用特定细节中的一个或者多个特定细节或者使用其它方法、部件、材料等实践各种实施例。在其它实例中，熟知的结构、材料、或者操作未详细示出或者描述以避免混淆。
[0018]实施例提供了就控制工程而言经简化的设备和方法。这一问题由具有权利要求1中的特征的设备解决。
[0019]此外，测量装置表现为用于记录至少一个传感器设备的耦合点处的至少一个电信号的高分辨率Α/D转换器设备。信号记录在Α/D转换器设备中发生，因此可以省略用于信号记录的昂贵接线。使用高分辨率Α/D转换器还使得特别地记录微伏范围内的非常小的电压变化成为可能，而不必放大信号。
[0020]使用实施例，可能使用具有不同操作参数的传感器设备并且可能评估其信号而不需要针对相应传感器设备的特定电路(例如，不需要测量信号放大、不需要零点调节、不需要灵敏度调节、不需要隔离故障识别等)。这导致减少的空间需求和更低的成本。此外，根据实施例，软件不需要适于相应传感器设备。在实施例中，Α/D转换器设备表现为至少16比特、特别地24比特的分辨率能力。
[0021]在实施例中，电压信号或者电流信号是在至少一个耦合点处记录的电信号。在实施例中，目标电功率供应产生在至少一个親合点处的电信号分布。信号分布可以例如在启动设备时产生，以便确定传感器设备是何类型。
[0022]信号分布可以表现为例如倾斜分量、阶梯分量、频率依赖分量、和/或正弦信号的一部分。使用由Α/D转换器设备记录的响应可以推断传感器设备的类型。
[0023]在实施例中，由数据处理设备(由微控制器)在至少一个耦合点处记录的电信号与预设模式比较，其中可以根据比较来控制至少一个电流供应。如果模式被识别，则可以保证来自电流供应的电流的合适供应。如果模式未被识别，则可以产生另一电信号分布，以便识别传感器设备的类型。在实施例中，对至少一个传感器设备的类型的自动识别基于记录的电信号而发生。为了操作安全，实施例可以例如在系统启动或者传感器设备的替换时，自动建立可接受范围的上阈值和下阈值。
[0024]实施例提供就控制工程而言经简化的设备和方法。问题还由具有权利要求9的特征的方法解决，其中借助于高分辨率Α/D转换器设备，在用于至少一个传感器设备的一个或者多个耦合点处记录了至少一个电信号。
[0025]图示的示例实施例将参照附图而被最好地理解。以下描述旨在仅通过示例的方式，并且仅说明某些示例实施例。
[0026]图1示意性地描绘了用于标识传感器设备20和/或检测传感器设备20的故障的设备的实施例的部件。此处的传感器设备20通过四个耦合点11A、11B、11C、IlD耦合到测量装置10。除了别的以外，耦合可以借助于组件产生，使得耦合点11A、11B、11C、11D包括端子。在备选实施例中，可以使用比图1的示例中图示的四个11A、11B、IlCUlD更多或更少的耦合点。
[0027]电信号六在耦合点1^、118、11(:、110处(见图1中的插图)。可以有相似或者不同的电压或者电流信号，其可以由测量装置10记录。测量装置10表现为(在所描绘的实施例中)高分辨率Α/D转换器设备13、电流供应12、以及数据处理设备14。
[0028]高分辨率Α/D转换器设备13可以例如包括24比特的分辨率。备选地，还可以使用另一构造类型的Α/D转换器。Α/D转换器设备13服务于记录和转换由传感器设备20记录的测量值。
[0029 ]使用图1中描绘的实施例中的高分辨率Α/D转换器设备13，测量了耦合点IIA、IIB、11(:、110处的电压(在图1中图示为4/0转换器设备13和耦合点11六、118、11(:、110之间的虚线数据线缆)。在正常操作下，对于无源传感器设备22、23、24，例如每个电压最大为15V。在发生故障时，其可以高达40V。
[0030]高分辨率Α/D转换器设备13不仅用于正确地记录测量值，而且还用于评估在耦合点11A、11B、11C、IlD处存在并且测量的电信号A。传感器设备20的类型和/或传感器设备20中的故障(例如线缆短路、线缆断路等)可以使用其识别，这仅作为非限制性示例在图2和图3的上下文中说明。通过使用高分辨率Α/D转换器设备13，避免了具有四个结构元件的昂贵电路。
[0031]根据传感器设备20(在图1的示例中使用实线图示)的类型，由数据处理设备14控制的电流供应12的供应在5