专利名称：具有至少一个传感器线路的测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的用于检测至少一个测量信号的测量系统。
背景技术：
这种测量系统具有至少一个传感器线路，所述传感器线路作为灵敏线路检测所述系统的状态(例如电路板的节点上的电压值或者供电线路上的供电电压)，并且以传感器信号的形式向可与所述测量系统连接的控制单元传输。如此传输的传感器信号然后可以在控制单元中被分析，并且被用于再调整所述测量系统，例如为供电而在所述测量系统上提供的供电电压。从而，传感器线路被理解为在此意义上的敏感线路(Fühlleitung)，所述传感器线路被布置在系统的部件上并且从而与所述部件共同作用，使得所述传感器线路对所述测量系统或者所述测量系统的部件的状态进行取样并且以传感器信号的形式馈送回所述控制装置并从而能够调节所述测量系统。除了用于连接所述测量系统与控制装置的其它线路之外，例如除了用于传输表示所述测量系统的测量值的测量信号的测量信号线路或者提供供电电压的供电线路之外，为此目的所设置的传感器线路在此被构成为独立的线路，并从而表示在所述测量系统与所述控制单元之间的附加连接。
这种所属的测量系统的实施形式可以尤其具有用于检测测量信号的测量单元和用于配置和校准所述测量系统的配置单元。为了控制和供应所述测量系统、尤其是测量单元和配置单，所述测量系统于是可以与控制单元连接，所述控制系统可以具有用于分析由所述测量系统所接收的测量信号的分析单元、用以提供供电电压的供电单元和用于校准所述测量系统的校准单元。在此，所述控制单元的分析单元、供电单元和校准单元分别通过测量信号线路、供电线路和校准线路与所述测量系统连接。
在所述测量系统投入运行以前，把所述测量系统通过校准线路与所述控制单元的校准单元连接，并且借助于由所述控制单元的校准单元所传输的校准和配置数据来校准和配置所述测量系统。在运行中，所述测量系统通过测量单元对测量数据形式的测量值进行测量并且通过测量信号线路把所述测量值以测量信号的形式向所述控制单元的分析单元传输，在所述分析单元中处理和分析所述测量信号。如果在运行中要求再校准，则中断测量运行，重新通过所述校准线路把所述测量系统与所述控制单元的校准单元连接并对其再校准。
角度传感器形式的这种测量系统根据DE 196 52 988 C2是公知的，所述测量系统借助于磁体和与所述磁体共同起作用的霍尔传感器产生与位置相关的电控制信号，用于检测两个汽车部分(例如行走机构和底盘)的相对位置，其中所述磁体和所述霍尔传感器以相对彼此可旋转的方式布置，并且所述霍尔传感器提供与这两个部分的相对旋转角度有关的电压信号。根据DE 196 52 988 C2，被构造为角度传感器的测量系统包含构成为配置单元的电子校正单元，所述电子校正单元可以通过接口、尤其是I2C总线形式的串行总线与控制单元连接。通过所述串行总线，所述控制单元在校准阶段中向所述校正单元提供与旋转角度相关的校正值，所述校正值被存储在存储器中并且被用于配置和校准所述测量系统。在此，所述串行总线是所述测量系统的接口，所述控制单元通过该接口可以连接在所述测量系统上用以校准和配置所述测量系统，并且该接口必须与用于传输测量信号和供电电压的测量信号线路和供电线路并行。
从而，在这样的测量系统的情况下的缺点是，为了把所述测量系统与处理所述测量系统的信号并且调节所述测量系统的控制单元连接，必须设置多个并行的连接线路，所述多个并行的连接线路使所述测量系统与所述控制单元的连接困难并且设计耗费大。
从EP 0 866 391 A1公知一种测量系统，其中通过经由供电线路传输测量信号而节省用于连接所述测量系统与控制单元的线路，所述文献提供一种被构成为位置测量装置的测量系统，其被用于确定例如在机床上的两个相对彼此可移动的部分的位置。在根据EP 0 866391 A1的测量系统的情况下，供电线路一方面传输直流电压信号形式的供电电压用于对所述测量系统供应能量，并且另一方面被调制到所述供电电压的已调制的时变测量信号被传输给控制单元，并且在所述控制单元的调制器/解调制器单元中被分析。
发明内容
本发明的所基于的任务是，提供一种测量系统，借助于所述测量系统可以减少用于连接测量系统与控制单元所需要的线路的数量，而基本上不影响所述测量系统的建构和运行。
该任务通过具有权利要求1的特征的主题来解决。
在此根据本发明规定，在所属类型的测量系统情况下设置开关单元，所述开关单元如此地切换所述测量系统的至少一个传感器线路，使得所述至少一个传感器线路根据所述开关单元的开关状态或者作为敏感线路用于传输所述传感器信号、或者作为数据线路用于传输与传感器信号不同的数据信号。
本发明以以下基本思想为出发点，即借助于开关单元以可切换的方式如此设计传感器线路，使得所述传感器线路一方面可以作为敏感线路用于传输所述传感器信号，而另一方面可以如此被转接并且与所述测量系统的部件连接，使得所述传感器线路作为数据线路用于传输与所述传感器信号不同的数据信号，其中在测量系统中设置所述传感器线路，以便作为敏感线路对所述测量系统的状态取样并且以传感器信号的形式向与传感器线路连接的控制单元传输。从而本发明能够多重地利用所述测量系统的一个或者多个传感器线路，一方面以常规的方式用作敏感线路，而另一方面用作用于传输其它数据信号的数据线路。在此本发明充分利用以下知识，即不必持续地提供用作敏感线路的传感器线路，而是可以如此地切换，使得所述传感器线路在确定的时间、例如以确定的间隔或者在所述测量系统的确定的状态下(例如在正常运行时)用作敏感线路，而在其它的时间(例如在校准阶段中)用作数据线路。
本发明的基本优点是，可以通过以下方式节省线路，即多重地使用所述测量系统的一个或者多个传感器线路。这通过在所述测量系统中在每个传感器线路中都布置开关单元来实现，于是借助于所述开关单元，所述传感器线路可被切换并且可与所述测量系统的部件连接。从而在于所述传感器线路上的开关单元的布置的、测量系统的所要求的结构改变是微小的，并且不影响所述测量系统的正常运行和功能。
在此，所述开关单元优选地如此把所述测量系统的传感器线路与供电线路连接，使得所述传感器线路对通过所述供电线路传输的供电电压取样，并且作为敏感线路向与所述测量系统连接的控制单元传输。在所述测量系统运行中，所述传感器线路于是可以与所述供电线路连接并且对供电电压取样。于是通过借助于用作敏感线路的传感器线路检测供电电压可以再调整所述供电电压。
在此情况下，由所述传感器线路传输的传感器信号是供电电压信号，所述供电电压信号被传输给所述控制单元，并且可以相应地由所述控制单元分析。
在此，可与所述测量系统连接的控制单元尤其具有供电单元，所述供电单元分析由传感器线路所传输的供电电压信号并且用于再调整所述供电电压。以此方式可以再调整供电电压的波动和外部影响，例如温度影响。
根据本发明，可以借助于相应的开关单元如此地转接所述测量系统的一个或者多个传感器线路，使得所述一个或者多个传感器线路一方面作为传感器线路例如用于传输供电电压信号，而另一方面作为数据线路用于传输数据信号。在此，所述开关单元以有利的方式如此地切换所述传感器线路，使得所述开关单元把传感器线路与所述测量系统的测量单元和/或所述测量系统的配置单元连接，用于传输数据信号。从而通过所述开关单元可以如此地使所述传感器线路与测量单元或者配置单元连接，使得所述传感器线路可以用于传输数据信号、尤其是从所述测量单元向所述控制单元传输测量信号或者在所述控制单元与配置单元之间传输总线信号。所传感器线路在此情况下从而多重地被使用，并且根据所述开关单元的开关状态或作为敏感线路传输传感器信号、或作为数据线路传输所述测量单元或者所述配置单元的数据信号。
在此，优选地如此构造该测量系统，使得传感器线路根据所述开关单元的开关状态或与供电线路连接并且传输供电电压信号形式的传感器信号用于对供电线路取样，其中借助于所述传感器信号于是可以再调整供电电压，或者与测量单元和/或配置单元连接并且传输数据信号，其中所述数据信号通过由所述测量单元接收的测量信号或者通过在所述配置单元与控制单元之间所交换的总线信号构成。在此，所述传感器线路可以在所述测量系统运行时切换并且从而可以在确定的时间、例如以确定的时间间隔用作敏感线路而在其他时间用作传输数据信号的数据线路。
对于开关单元把传感器线路与配置单元连接的情况，所述传感器线路优选地表示串行总线，并且从而构成为在所述测量系统的配置单元和可与所述测量系统连接的控制单元、尤其是所述控制单元的校准单元之间的接口。因此，如果所述传感器线路与所述测量系统的配置单元连接，则所述传感器线路起串行总线的作用，通过所述串行总线可以在所述控制单元与所述测量系统之间交换总线信号形式的配置和校准数据。构成为串行总线的传感器线路以此方式表示在所述测量系统与所述控制单元之间的通用接口，通过所述通用接口可以在配置和校准的框架内进行所述测量系统的调整，并且所述通用接口同时提供用于测试、状态测量的和状态询问等的端子。在此，所传输的总线信号一方面可以是用于校准所述测量系统的校准数据，所述校准数据从控制单元的校准单元向所述测量系统的配置单元传输并且被存储在所述配置单元中，但是另一方面还可以是设备特定信息，例如由制造商规定的、标识所述测量系统的信息，所述设备特定信息从所述配置单元向校准单元发送并且由所述控制单元分析。
在有利的扩展方案中，所述串行总线在此被构成为I2C总线，并且从而提供在所述测量系统与所述控制单元之间的标准化接口。然而还可以设想，将所述串行总线构成为所谓的单总线，所述单总线只需要一个用于传输数据信号的线路。因此，在后一情况下原则上足以仅转接一个传感器线路并且作为串行总线用于传输数据信号。
于是在所述测量系统的特别优选的扩展方案中，所述传感器线路借助于所述开关单元与所述测量系统的配置单元连接用于尤其是在开始的校准阶段中校准所述测量系统，在校准以后被转接并且与供电线路连接，使得所述传感器线路在所述测量系统的正常运行中向所述控制单元传输供电电压信号，借助于所述供电电压信号可以再调整供电电压。如果接着要求对所述测量系统的再校准，则所述传感器线路可以再次被转接，并且与所述配置单元连接以向所述测量系统传输校准和配置数据。
根据本发明，所述开关单元切换传感器线路。在此所述开关单元优选地借助于开关信号被切换，所述开关信号被传输给所述开关单元并且转接所述开关单元。
在此尤其是可以通过独立的与所述开关单元连接的线路向所述开关单元传输所述开关信号，其中附加的线路可以作为所述开关单元的控制线路同样与所述控制单元连接。于是所述开关信号通过所述控制单元来提供，并且如此切换所述开关单元，使得所述开关单元或作为敏感线路例如与供电线路连接、或作为数据线路与所述测量系统的测量单元或配置单元连接。
此外可设想的并且有利的是，所述开关信号由编程电压信号构成，所述编程电压信号根据标准在控制单元处可供使用，并且用于对包含在所述测量系统的配置单元中的存储器件、尤其是EPROM或者EEPROM存储器编程。编程电压信号形式的开关信号于是可以通过与所述配置单元和所述开关单元连接的编程电压线路从所述控制单元向所述测量系统传输，使得不必提供附加的线路，而是把现有的编程电压线路既用于对包含在所述配置单元中的存储器件编程也用于转接所述开关单元。
在有利的扩展方案中，于是通过所述编程电压信号如此地切换所述开关单元，使得所述传感器线路在施加编程电压信号时与所述配置单元连接，而在不施加所述编程电压信号时与供电线路连接。换言之如果在编程电压线路上不施加编程电压信号，则所述传感器线路按照标准与供电线路连接，并且用作敏感线路。相反如果施加编程电压信号，则所述开关单元转接该传感器线路，并把它与所述配置单元连接，使得可以在所述配置单元与所述校准单元之间传输总线信号。
然而在可替代的扩展方案中，所述开关信号还可以通过所述传感器线路本身或者供电线路或者另一用于连接所述控制单元和所述测量系统的线路传输。通过此方式不需要用于传输传感器信号的附加线路，并且尤其是也不需要编程电压线路。如果例如在此通过供电线路传输所述开关信号，则可以将所述供电线路一方面用于传输供电电压以对所述测量系统供电，而另一方面用于传输开关信号以转接所述开关单元，使得可以节省用于传输开关信号的附加线路。
为了在通过现有的线路传输开关信号时把所述开关信号与本来要传输的信号分离开，可以把所述开关信号调制到要传输的信号上。从而尤其可以把所述开关信号也调制到通过供电线路所传输的供电电压上，其中所述供电电压例如可以是直流电压信号并且所述开关信号可以是已调制的、时变的并且可通过确定的频域描述的信号。通过这种方式，用于连接所述控制单元与所述测量系统的所有线路原则上都可以多重地被用于传输所述开关信号，其中必须确保，本来要传输的信号的频域不与要传输的开关信号的频域重叠。通过供电线路对开关信号的传输例如还从EP 0 866 305 B1中公知，其中开关信号通过用于给位置测量装置供电的供电线路来传输，并且被调制到要传输的供电电压上。
在此，所述开关单元可以有利地与开关信号转换器连接，所述开关信号转换器又与传输所述开关信号所经由的传感器线路或者供电线路连接，截取通过所述传感器线路或者供电线路所传输的开关信号并且进行分析用于切换开关单元。在此所述开关信号转换器尤其可以是调制器/解调器单元，所述调制器/解调器单元对被调制到供电电压上的开关信号进行解调制并且向开关单元提供，并从而切换所述开关单元。
对开关单元在此可以设想最大不同的实施形式。例如所述开关单元可以被构成为模拟开关、机械开关或者电子开关、尤其是MOSFET开关。
下面将借助于在图中所示的实施例详细地说明本发明所基于的构思。
图1示出根据现有技术的与控制单元相连接的测量系统的示意图；图2示出根据本发明的第一实施形式具有两个多重使用的传感器线路的测量系统的示意图；和图3示出根据本发明的第二实施形式具有两个多重使用的传感器线路的测量系统的示意图。
具体实施例方式
图1示出根据现有技术所公知的测量系统1，所述测量系统1通过测量信号线路111、112、113、供电线路121、122、串行总线131、132和编程电压线路133与控制装置2连接。在此，测量系统1具有测量单元用于检测测量值，所述测量值被转换成测量信号SIN、COS、REF，并且以测量信号SIN、COS、REF的形式通过测量信号线路111、112、113被传输给控制单元2的分析单元21。此外在测量系统1中布置有配置单元13，所述配置单元用于配置和校准所述测量系统1并且通过串行总线131、132和编程电压线路133与控制单元2的校准单元23连接。
所述测量系统1例如可以被构成为用于检测对象位置形式的测量值的位置测量装置，其中所述测量单元11提供与位置相关的测量信号并且通过测量信号线路111、112、113向控制单元2的分析单元21传输。在此情况下，在可能的扩展方案中所述测量单元11可以被设计用于递增的位置测量，其中对周期性的比例刻度(maβstabteilung)取样，并且产生取样信号形式的模拟测量信号SIN、COS、REF，并且向控制单元2传输。例如可以设想，所述测量单元11具有一个或者多个霍尔传感器，所述霍尔传感器检测配备有磁体的比例尺的相对运动，并且产生说明所述比例尺的位置的相应测量信号SIN、COS、REF。测量信号SIN、COS、REF然后可以或作为模拟测量信号、或作为数字测量信号被传输给所述控制单元，其中在后一情况下，所述测量信号SIN、COS、REF的数字化已经在测量系统中实现，并且通过测量信号线路111、112、113向控制单元2传输数字测量信号SIN、COS、REF并且在控制单元2中处理。
然而，原则上这里所述的发明涉及用于检测测量值的每种测量系统，而不只是可用于位置测量装置。
根据图1的测量系统1具有配置单元13，所述配置单元13通过串行总线131、132和编程电压线路133与所述控制单元2的校准单元23连接。借助于配置单元13可以在投入运行之前配置和校准所述测量系统1。为此，使校准单元23通过串行总线131、132与测量系统1的配置单元13连接，使得可以在测量系统1的配置单元13与控制单元2的校准单元23之间传输总线信号CLOCK、DATA。在此串行总线131、132尤其可以被构成为包含两个线路131、132的I2C总线，所述I2C总线是校准单元23与配置单元13之间的串行数字接口，并且能够实现总线信号CLOCK、DATA不仅从校准单元23向配置单元23、而且从配置单元13向校准单元23的串行传输。I2C总线根据标准利用两个双向线路131、132、通过所述双向线路131、132一方面传输时钟信号CLOCK并且另一方面传输数据信号DATA。从而I2C总线是控制单元2与系统系统1之间的标准化接口，并且能够通过串行总线131、132形式的两个线路传输串行总线信号。但是在此方面还可以设想的是，把串行总线设计为所谓的单总线(1-Wire-Bus)，所述单总线只需要一个线路用于传输串行总线信号，使得可以节省线路131、132中的一个。
所述测量系统1的配置单元13具有例如EPROM或者EEPROM形式的常规可编程存储器件，所述存储器件存储从校准单元23所接收的总线信号CLOCK、DATA并且提供用于校准和配置测量系统1。为此目的，配置单元13与编程电压线路133连接，通过所述编程电压线路从控制单元2的校准单元23向配置单元13、尤其向包含在配置单元13中的存储器件传输编程电压信号VPROG，并且可以借助于所述编程电压信号对可编程存储器件编程。
此外，测量系统1通过供电线路121、122与控制单元2的供电单元22连接，通过所述供电线路向测量系统1提供供电电压Vp、Vn。在此，供电线路121、122在测量系统1内与测量系统1的部件、尤其是与测量系统1的测量单元11和配置单元13连接，并且用于给测量系统1和其部件11、13供电。由于外部的影响、例如温度变化诸如此类，或者由于供电线路121、122的线路长度，可能导致在测量系统1处的供电电压Vp、Vn受影响或者波动，使得测量系统1处的供电电压Vp、Vn可能偏离所期望的值。因此需要不断地检查和必要时再调整在测量系统1上可用的供电电压Vp、Vn。为此目的，在测量系统1上设置两个传感器线路123、124，所述传感器线路在测量系统1中与供电线路121、122连接，并且在测量系统1中对供电线路121、122上的供电电压Vp、Vn取样。然后，供电电压信号Sp、Sn通过传感器线路121、122从测量系统1向控制单元1的供电单元22传输，在供电单元22中借助于包含于其中的电子设备被分析，并且被用于再调整供电电压Vp、Vn。因此传感器线路123、124表示反馈，通过所述反馈可以检测在测量系统1处可用的真实的供电电压Vp、Vn并且能够实现供电电压Vp、Vn的自动再调整。原则上其它的传感器线路也可以与测量系统1的其它测量点连接，并且将传感器信号、例如由测量系统1内部所产生的检测信号从所采用的印刷电路板的节点和/或从基准电压节点向控制单元2传输。
在图1中所示的测量系统1的情况下，必须为每个单个要传输的信号SIN、COS、REF、Vp、Vn、Sp、Sn、CLOCK、DATA、VPROG提供单独的线路111、112、113、121、122、123、124、131、132、133。在此尤其是设置并行的传感器线路123、124和测量信号线路111、112、113以及串行总线131、132的线路，和把控制单元2与测量系统1并行连接。
在图2和图3中示出如本发明所述的测量系统1的两个实施形式，其中通过以下方式多重地使用传感器线路123、124，即所述传感器线路123、124可以通过布置在测量系统1中的开关单元31、32根据开关单元31、32的开关状态或与供电线路121、122连接、或与测量系统1的配置单元13连接。从而可以借助于开关单元31、32可切换地并且根据开关单元31、32的开关状态把所述传感器线路123、124用作敏感线路用于传输传感器信号、即在供电线路121、122上被取样的供电电压信号，或者用作数据线路用于传输数据信号、即总线信号CLOCK、DATA。
在图2和图3所示的实施形式的情况下，在此传感器线路123、124分别可以或与供电线路121、122连接，或与配置单元13连接。如果传感器线路123、124与配置单元13连接，则所述传感器线路用作串行总线的线路，从而表示在控制单元2与测量系统1之间的串行接口，并且在控制单元2的校准单元23与测量系统1的配置单元13之间传输总线信号CLOCK、DATA。
原则上还可以设想，传感器线路123、124通过开关单元31、32还可以与测量信号线路111、112、113连接，使得传感器线路123、124向或者从控制单元2一方面作为敏感线路传输供电电压信号Vp、Vn、或者另一方面作为数据线路传输总线信号CLOCK、DATA或者测量信号SIN、COS。因此作为对图2和图3所示的实施形式的补充还可以设想，如此可切换地设计传感器线路123、124，使得所述传感器线路根据开关单元31、32的开关状态或传输供电电压信号Sp、Sn形式的传感器信号、或者传输测量信号SIN、COS形式的数据信号，从而传感器线路123、124或与供电线路121、122连接或与测量单元11连接。在此方面，例如按确定的时间间隔在供电线路121、122、测量单元11和配置单元13之间来回切换的开关单元也是可能的。
如果所述串行总线被构造成只需要一个线路用于传输串行总线信号的所谓的单总线，则在此方面原则上需要只使用传感器线路123、124之一作串行总线并且相应地切换。于是另一传感器线路123、124可以例如被用作测量信号线路111、112、113用于传输测量信号SIN、COS。
对本发明重要的是，可以如此地切换传感器线路123、124，使所述传感器线路可以或作为敏感线路传输传感器信号、或作为数据线路传输测量信号或总线信号形式的数据信号。从而可以多重地利传感器信号123、124，使得可以至少部分地节省用于连接测量系统1与控制单元2的并行线路。
在此可以设想的是，如此地切换开关单元31、32，使得所述开关单元在测量系统1投入运行前在校准阶段首先使传感器线路与测量系统1的配置单元13连接，以从控制单元2的校准单元23向所述测量系统的配置单元13传输总线信号CLOCK、DATA用以配置和校准测量系统1。在校准阶段完成以后然后转接开关单元31、32并且把传感器线路123、124与供电线路121、122连接。然后在测量系统1运行期间传感器线路123、124在测量系统1上对供电线路121、122的供电电压信号Vp、Vn进行取样，并且向控制单元2、尤其是供电单元22传输相应的供电电压信号Sp、Sn，其中借助于所述控制单元2、尤其是供电单元22可以再调整供电电压Vp、Vn，并且从而在测量系统1上与外部影响无关地提供恒定的供电电压Vp、Vn。如果在测量系统1的运动中要求再校准，则于是可以借助于开关单元31、32在任何时间转接传感器线路123、124并且与配置单元13连接，以向测量系统1的配置单元13传输校正值形式的总线信号CLOCK、DATA。如果再校准结束，则重新转接传感器线路123、124，传输供电电压信号Sp、Sn形式的传感器信号并且能够再调整供电电压Vp、Vn。
在另一扩展方案中，也即在规定传感器123、124可以一方面与供电线路121、122连接以用作敏感线路、并且既可以与配置单元13也可以与测量单元11连接以用作数据线路的情况下，在投入运行之前为了校准测量系统1可以使传感器线路123、124与配置单元13连接，以便然后在运行中在用于再调整供电电压Vp、Vn的供电线路121、122与用于传输测量信号SIN、COS的测量单元11之间来回切换。
开关单元31、32借助于开关信号VPROG、VSWITCH切换并且从而可以作为敏感线路用于传输传感器信号Sp、Sn或者作为数据线路用于传输数据信号CLOCK、DATA。在此，所述开关信号VPROG、VSWITCH由控制单元2产生并且向测量系统1的开关单元31、32传输。图2和图3在此示出向所述测量系统的开关单元31、32传输开关信号VPROG、VSWITCH的两种原理可能性。
在图2所示的实施形式的情况下，开关信号由编程电压信号VPROG构成，所述编程电压信号VPROG通过编程电压线路133从控制单元2向测量系统1传输。在此有利的是，编程电压信号VPROG一般通过编程电压线路133而在测量系统1处可供使用。借助于编程电压信号VPROG以常规的方式进行对配置单元13的可编程存储器件的编程，所述可编程存储器件尤其可以被构成为EPROM或者EEPROM存储器件。从而所述开关信号通过已有的线路、即编程电压线路133传输。在此尤其可以设想的是，所述开关信号由编程电压信号VPROG自身构成，并且编程电压信号VPROG切换开关单元31、32。在有利的扩展方式中例如可能的是，在施加编程电压信号VPROG的情况下传感器线路123、124与配置单元13连接并且用于传输总线信号CLOCK、DATA。相反，如果不施加编程电压信号VPROG，则传感器线路123、124根据标准与供电线路121、122连接并且传输供电电压信号Sp、Sn形式的传感器信号。这是符合目的的，因为对配置单元13的存储器件的编程一般只在校准阶段中进行，在该阶段中通过传感器线路123、124向配置单元13传输总线信号CLOCK、DATA。如果未施加编程电压信号VPROG，则可能不传输总线信号CLOCK、DATA，并且测量系统1的校准是不可能的。
用于传输开关信号的另一实施形式示于图3中。在此开关信号VSWITCH的传输通过供电线路121、122进行。为此目的，开关信号VSWITCH被调制到供电电压Vp、Vn上并且与供电电压Vp、Vn一起通过供电线路121、122被传输。为了检测开关信号VSWITCH，开关信号转换器33与供电线路121、122连接，从通过供电线路121、122所传输的总信号Vp、Vn、VSWITCH中解调制开关信号VSWITCH并且把如此所检测的开关信号VSWITCH向开关单元31、32转发用以切换开关单元31、32。在此，原则上还可以通过仅一个供电线路121、122或者通过两个供电线路121、122传输一个或者多个开关信号VSWITCH。同样地还可以设想，通过传感器线路123、124传输一个或者多个开关信号，其中传感器线路123、124为此目的通过在图3中虚线所示的连接线路与开关信号转换器33连接，所述开关信号转换器分析开关信号VSWITCH并且向开关单元31、32转发。
图3的开关信号VSWITCH的传输变型的基础是，一个或者多个开关信号VSWITCH被调制到经由现有的线路121、122所传输的信号(例如供电电压Vp、Vn)上，并且从而多个信号通过所述现有的线路被传输。在此传输多个信号可以借助于公知的多路复用方法进行，其中重要的是所传输的信号可以在时间和/或频率中或者借助于其它的编码方法相互分离并且可以区别，以能够解调制所述信号。例如还根据EP 0 866 305 B1公知，可以通过供电线路传输附加的信号，其中开关信号通过供电线路传输，在此被调制到供电电压上并且被解调制用于切换开关单元。在此所述开关信号可以具有不同的持续时间和/或不同的频率，从而表征不同的开关信号，并且以此方式可以与一般被构成为直流电压信号的供电电压Vp、Vn区别。
在根据图2和图3的上述实施形式中的开关单元31、32可以被构成为模拟开关、机械开关或者电子开关、尤其是MOSFET开关。尤其是还可以取代于如图2和图3中示意性所示在供电线路121、122与配置单元13之间转接传感器线路123、124的转换开关而设置一种简单的开关，所述简单的开关布置在传感器线路123、124与供电线路121、122的连接部分中，并且只影响传感器线路123、124与供电线路121、122的连接。因此该开关在断开状态下使传感器线路123、124与供电线路121、122分隔开，而所述开关在闭合状态下建立至供电线路121、122的连接。在此情况下，传感器线路123、124与配置单元13的连接不受该开关影响，而是持续地存在，其中如果该开关单元打开并且从而传感器线路123、124至供电线路121、122的连接分开，则却只可以传输数据信号CLOCK、DATA。
从而，对于本发明重要的是，传感器线路123、124可以多重地被使用并且尤其是在校准阶段中可以作为串行数据线路用于传输总线信号CLOCK、DATA，并且在运行中作为敏感线路用于传输传感器信号Sp、Sn。因此，在校准阶段期间不向控制装置2提供供电电压信号Sp、Sn，使得在校准阶段期间不能再调整供电电压Vp、Vn。在校准阶段期间不提供供电电压信号Sp、Sn在此必须由供电单元12相应地加以考虑。在此符合目的的是，在校准阶段期间使用具有短电缆长度的供电线路121、122，以使在供电线路121、122上的电压降和其对在测量系统1上所提供的供电电压Vp、Vn的影响最小。此外还有利的是对传感器线路123、124设置短于3m的线路长度，以保证通过构成串行总线的传感器线路123、124可靠地传输总线信号CLOCK、DATA。
在本发明的实施中，本发明不限于以上说明的优选实施例。更确切地说，可以设想许多变型，这些变型还可以在原则上以不同方式形成的实施中利用根据本发明的装置。
权利要求
1.用于检测至少一个测量值的测量系统，具有至少一个传感器线路，所述传感器线路被设置为敏感线路用于检测所述测量系统的状态并且用于向可与所述测量系统连接的控制单元传输表明所述状态的传感器信号，其特征在于，开关单元(31、32)，所述开关单元如此地切换所述测量系统(1)的至少一个传感器线路(123、124)，使得所述至少一个传感器线路根据所述开关单元(31、32)的开关状态或者作为敏感线路用于传输传感器信号(Sp、Sn)、或者作为数据线路用于传输与所述传感器信号(Sp、Sn)不同的数据信号(CLOCK、DATA、SIN、COS，REF)。
2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，构造和设置所述开关单元(31、32)，用以把所述至少一个传感器线路(123、124)与供电线路(121、122)连接。
3.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，由所述至少一个传感器线路(123、124)所传输的传感器信号是供电电压信号(Sp、Sn)。
4.如权利要求3所述的测量系统，其特征在于，可与所述测量系统(1)连接的控制单元(2)具有供电单元(22)，借助于所述供电单元可以分析供电电压信号(Sp、Sn)用于再调整供电电压(Vp、Vn)。
5.如以上权利要求中至少一项所述的测量系统，其特征在于，所述开关单元(31、32)把所述至少一个传感器线路(123、124)与所述测量系统(1)的测量单元(11)和/或与所述测量系统(1)的配置单元(13)连接用于传输数据信号。
6.如权利要求5所述的测量系统，其特征在于，由所述至少一个传感器线路(123、124)所传输的数据信号是所述测量系统(1)的测量单元(11)的测量信号(SIN、COS、REF)和/或用于校准所述测量系统(1)的配置单元(13)的总线信号(CLOCK、DATA)。
7.如权利要求5或6中任一项所述的测量系统，其特征在于，根据所述开关单元(31、32)的开关状态，所述至少一个传感器线路(123、124)或-与供电线路(121、122)连接用以传输传感器信号((Sp、Sn)，或-与测量单元(11)和/或配置单元(13)连接用以传输数据信号(CLOCK、DATA、SIN、COS、REF)。
8.如权利要求5至7中任一项所述的测量系统，其特征在于，用于与配置单元(13)连接的所述至少一个传感器线路(123、124)表示串行总线(131、132)。
9.如权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述串行总线被构成为I2C总线(131、132)。
10.如以上权利要求中至少一项所述的测量系统，其特征在于，所述开关单元(31、32)把所述至少一个传感器线路(123、124)与配置单元(13)连接用于校准所述测量系统(1)、或者与供电线路(121、122)连接用于调节供电电压(Vp、Vn)。
11.如以上权利要求中至少一项所述的测量系统，其特征在于，开关信号(VPROG、VSWITCH)切换所述开关单元(31、32)。
12.如以上权利要求中至少一项所述的测量系统，其特征在于，设置独立的线路(133)用于向所述开关单元(31、32)传输开关信号(VPROG)。
13.如以上权利要求中至少一项所述的测量系统，其特征在于，所述开关信号通过用于所述测量系统(1)的配置单元(13)的编程电压信号(VPROG)构成，并且设置编程电压线路(133)，所述编程电压线路与配置单元(13)和开关单元(31、32)连接用于传输所述编程电压信号(VPROG)。
14.如权利要求13所述的测量系统，其特征在于，所述开关单元(31、32)把所述至少一个传感器线路(123、124)在施加编程电压信号(VPROG)的情况下与所述配置单元(13)连接，而在不施加所述编程电压信号(VPROG)的情况下与至少一个供电线路(121、122)连接。
15.如权利要求11所述的测量系统，其特征在于，构造和设置所述至少一个传感器线路(123、124)或者供电线路(121、122)用于传输开关信号(VSWITCH)。
16.如权利要求15所述的测量系统，其特征在于，设置供电线路(121、122)用于传输开关信号(VSWITCH)，其中所述开关信号(VSWITCH)被调制到供电电压(Vp、Vn)上用于传输。
17.如权利要求15或16中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述开关单元(31、32)与开关信号转换器(33)连接，所述开关信号转换器与所述至少一个传感器线路(123、124)或者所述供电线路(121、123)连接，并且分析通过所述至少一个传感器线路(123、124)或者所述供电线路(121、122)所传输的开关信号(VSWITCH)用于切换所述开关单元(31、32)。
18.如以上权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述开关单元(31、32)被构成为模拟开关、机械开关或者电子开关、尤其是MOSFET开关。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测至少一个测量值的测量系统，具有至少一个传感器线路，所述传感器线路被设置为敏感线路，用于检测所述测量系统的状态并且向可与所述测量系统连接的控制单元传输表明所述状态的传感器信号。根据本发明，在此规定，在所属类型的测量系统中设置开关单元(31、32)，所述开关单元(31、32)如此地切换所述测量系统(1)的至少一个传感器线路(123、124)，使得所述至少一个传感器线路根据所述开关单元(31、32)的开关状态或者作为敏感线路用于传输所述传感器信号(Sp、Sn)、或者作为数据线路用于传输与所述传感器信号(Sp、Sn)不同的数据信号(CLOCK、DATA、SIN、COS、REF)。
文档编号H04L12/40GK101055669SQ200710096798
公开日2007年10月17日 申请日期2007年4月12日 优先权日2006年4月12日
发明者A·胡伯 申请人:约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司