用于操作传感器特别是桥式传感器的设备和方法以及传感器设备的制作方法.docx

用于操作传感器特别是桥式传感器的设备和方法以及传感器设备的制作方法
用于操作传感器特别是桥式传感器的设备和方法以及传感器设备的制作方法
本发明涉及一种用于操作传感器特别是桥式传感器的设备，该设备包括用于接触传感器（Brdg）的传感器输入作时钟脉冲信号。时钟脉冲频率优选地为几kHz。
[0013]借助于信号发生器，传感器信号在某种意义上来说被调制，并且只有适当的传感器值才被考虑。除非另有说明，否则在下文中术语随着时钟脉冲一个接着一个的传感器信号和传感器值都应当理解为这层意义。
[0014]在设备的变型中，信号输入具有第一信号连接和第二信号连接。相应地，放大器具有第一放大器输入和第二放大器输入。在此，第一放大器输入连接至第一信号连接，而第二放大器输入连接至第二信号连接。
[0015]在此，所选择的具有两个信号输入的设计被布置成用于接触桥式传感器。为此目的，桥式传感器具有第一传感器输出和第二传感器输出并且桥式传感器可以沿着其桥分支被连接至传感器设备。在设备的传感器输入处的桥式传感器的激励借助于信号发生器来进行。作为桥式传感器，可以使用如电感或电阻测量桥以及这些传感器类型的组合。优选地以几kHz的激励频率进行激励。
[0016]在设备的变型中，周期信号发生器被布置成生成用于操作传感器的交变信号，特别是矩形信号。
[0017]在设备的变型中，信号处理装置包括连接至放大器的输出的模数转换器。此外，提供了连接至该模数转换器的解调器。模数转换器优选地是一种单sigma-delta调制器。
[0018]模数信号转换器随着信号发生器相应的时钟脉冲将模拟传感器信号转换成数字信号值以用于进一步地信号处理。解调器被布置成根据解调过程来执行传感器值的数字解调。为此目的，优选地根据信号值形成平均值，其中，在每种情况下随着时钟脉冲而一个接着一个的两个信号值都呈现出交变符号。以这种方式，在某种意义上说，实现了与时钟脉冲同时发生的求平均函数。
[0019]数字化和随后的解调以鲁棒的方式将对偏移量和低频噪声的补偿考虑在内。因此，实现了信号处理路径中的温度无关零点以及高分辨率。另外，如果使用了基于sigma-delta调制器的原理的模数转换器，则几乎不会有任何线性误差发生。[0020]在设备的变型中，信号发生器借助于同步输出连接至模数转换器以及连接至解调器。此外，解调器将信号发生器耦接至传感器连接。
[0021]借助于同步输出或信号发生器，传感器、模数转换器和解调器被同步至时钟脉冲。在设备的变型中，解调器的信号输出连接至设备的数字接口。
[0022]在用于操作传感器特别是桥式传感器的方法的实施方式中，首先由信号发生器提供脉冲信号。根据待记录的物理量如位置或转矩，检测传感器信号。随着信号发生器的时钟脉冲，根据传感器信号推导在时间上一个接着一个的传感器值。随着时钟脉冲而一个接着一个的传感器值被解调以形成组合传感器信号。
[0023]该方法容许具有高线性度同时具有高分辨率。具体地，组合传感器信号被进行偏移量补偿并且因此温度漂移明显减少。以这种方式，可靠的位置测量例如使用电感桥式传感器的位置测量在若干纳米或微米的范围内是可能的并且具有高可靠性。这在测量小的或微小的机械变形的情况下特别有利。因此，该设备可有利地用于转矩和应变测量装置。
[0024]在方法的变型中，所检测的传