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Dokumentenidentifikation DE102004010362A1 22.09.2005
Titel Sensor, insbesondere Magnetfeldsensor, mit Störsignal-Kompensation und Verfahren zur Störsignal-Kompensation eines Sensors
Anmelder austriamicrosystems AG, Unterpremstätten, AT
Erfinder Steele, Colin, Söding, AT;
Rossmann, Siegfried, Kuehnsdorf, AT;
Urban, Marcel, Fernitz, AT
Vertreter Epping Hermann Fischer, Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80339 München
DE-Anmeldedatum 03.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004010362
Offenlegungstag 22.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.09.2005
IPC-Hauptklasse G01D 5/14
IPC-Nebenklasse G01D 5/20   G01R 33/07   
Zusammenfassung Die Erfindung beschreibt einen Sensor, insbesondere einen Hallsensor, mit einem Sensorelement (1; 10), das ein ein Störsignal (STS) enthaltenes Sensorsignal (SS) abgibt, mit einer Auswerteeinrichtung (6; 20), die mit dem Sensorelement verbunden ist und einen Subtrahierer (2; 21) enthält, der das Störsignal von dem Sensorsignal subtrahiert, wobei der Sensor eine Filtereinrichtung enthält, die das Störsignal aus dem Sensorsignal herausfiltert. Der Sensor und das beanspruchte Verfahren ermöglichen eine Kompensation des Störsignals.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere einen Magnetfeldsensor, mit einem Sensorelement, das ein ein Störsignal enthaltendes Sensorsignal abgibt, mit einer Auswerteeinrichtung, die mit dem Sensorelement verbunden ist und einen Subtrahierer enthält, der ein Kompensationssignal von dem Sensorsignal subtrahiert. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Störsignal-Kompensation eines Sensors.

Ganz allgemein haben sowohl ein Sensor als auch seine Auswerteschaltung, mit der das Sensorsignal ausgewertet wird, Störsignale, die sich dem eigentlich zu erzeugenden Nutzsignal, dem Messsignal, überlagern. Insbesondere zählen hierzu ein überlagertes Gleichsignal, der Offset, und dessen Temperaturabhängigkeit. Diese beeinflussen die Komponenten des Sensors und verfälschen das Messsignal als auch Linearität und Arbeitspunkt der Auswerteelemente.

Bekannte Anwendungsbeispiele für Sensoren beziehen sich auf Magnetfeldsensoren und insbesondere Hallsensoren mit Hallelementen. Ein Hallelement gibt im Magnetfeld als Hallsignal ein Spannungssignal ab, wenn es von einem Strom senkrecht zum Magnetfeld durchflossen wird. Das Hallsignal, d.h. die Hallspannung, ist abhängig von dem Produkt aus der vertikalen Komponente der magnetischen Flussdichte, dem Hallstrom und der Hallkonstanten. Die Hallkonstante, die die Sensitivität des Hallelements angibt, ist materialabhängig.

Im praktischen Betrieb überlagert sich dem Nutzsignal der Hallspannung aus Hallkonstante des Bauelements, der vertikalen Komponente der magnetischen Flussdichte und dem Hallstrom der Offset, der sich aus den Offsets des Hallelementes und der nachfolgenden Auswertereinrichtung zusammensetzt.

Aus der EP 0525235 B1 sind ein Verfahren und ein Magnetfeldsensor mit einer Selbstkompensation durch eine thermische und technologische Kopplung des Hallelementes und seiner Versorgungseinrichtungen bekannt. Dazu sind die entsprechenden Elemente in einer integrierten Schaltung gemeinsam ausgeführt. Mittels einer Hystereseschaltung wird der Hallspannung eine Offsetspannung überlagert.

Ein weiterer Magnetfeldsensor ist aus der DE 4431703 A1 bekannt. Dort wird ein Magnetfeldsensor vorgeschlagen, der unter Berücksichtigung eines Offsets des Hallelements eine größere Genauigkeit ermöglicht.

Aus der DE 196 50 184 A1 ist ein getakteter Hallsensor mit einer Abtast- und Halteschaltung sowie Summierglied mit dynamischer Offset-Unterdrückung bekannt. Darin wird beschrieben, wie der Offset mit Hilfe zweier Signale, die aus senkrecht zueinander durch den Hallsensor fließenden Strömen erzeugt werden, mittels einer Summation eliminiert wird. Das Verfahren ist auch als „Spinning Current"-Technik bekannt.

Aus der US 2003/017 8989 A1 ist ein Zahnrad-Detektor mit Offset-Kompensation eines Magnetfeldes bekannt, bei der das Sensorsignal am Ausgang der Auswerteschaltung zurückgewonnen und auf den Eingang der Auswerteschaltung rückgekoppelt wird, um den durch das magnetische Gleichfeld erzeugten Offset zu kompensieren. Obwohl der Detektor diesen Offset zum großen Teil eliminiert, beschreibt das Dokument, dass eine erhebliche Ungenauigkeit im Verhältnis Störsignal zu Nutzsignal verbleibt. Das Dokument führt weiter aus, dass eine Frequenzdiskriminierung zur Offset-Entfernung nicht ausreicht.

Als weiteres Anwendungsbeispiel gibt die EP 0916074 B1 einen magnetischen Drehsensor an, bei dem ein auf einer Achse montierter Magnet über einem Hallelement angeordnet ist. Das Hallelement selbst besteht aus einer Anzahl von einzelnen Sensorelementen, die in einer bestimmten geometrischen Anordnung zueinander stehen. Jede Anordnung mit nachfolgendem Vorverstärker für das entsprechende Signal wird als Kanal bezeichnet. Die dem Hallelement nachgeschaltete Auswertereinrichtung ermittelt aus den Hallsignalen der Kanäle den Drehwinkel der Achse. Jeder Kanal weist ein Offsetsignal der Sensoranordnung und einen Offset des Vorverstärkers auf, zu dem der Offset der Auswerteeinrichtung hinzukommt. Dadurch wird das eigentliche Nutzsignal verfälscht und ein falscher Ausgangswert ermittelt.

Ähnliches gilt, wenn das Hallsignal für Zwecke einer digitalen Weiterverarbeitung digitalisiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor und ein Verfahren anzugeben, mit denen sich ein besseres Störsignalverhalten des Sensors ergibt.

Diese Aufgabe wird durch einen Sensor, insbesondere einen Hallsensor, und durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der eingangs beschriebene Sensor eine Filtereinrichtung enthält, mit der das Störsignal, insbesondere der Offset, aus dem Sensorsignal herausgefiltert und auf ein Subtrahierglied im Ausgangskreis des Sensorelements zurückgeführt wird. Dabei bedeutet „Störsignal", dass das Störsignal im Rahmen der (schaltungs)technischen Realisierung der Auswerteeinrichtung so weit wie möglich und im Idealfall vollständig im Rückkopplungszweig zurückgewonnen und herausgefiltert wird.

Mit der Erfindung wird es möglich, nicht nur den Störsignalanteil des Ausgangssignals auf Null oder ein Minimum zu reduzieren, sondern auch den Arbeitspunkt des Ausgangsverstärkers des Sensorelements in einem optimalen linearen Bereich zu halten. Das Ausgangssignal des Sensors entspricht weitestgehend dem gewünschten Messsignal.

Es ist vorteilhaft, wenn der Sensor eine Zerhackereinrichtung (Chopper) enthält, die das an ihrem Eingang anliegende Signal abwechselnd invertiert, und wenn eine dem Chopper nachgeschaltete Hochpasseinrichtung das Störsignal herausfiltert. Wenn in einer bevorzugten Ausführungsform der Chopper in dem Sensorelement bzw. im Signalweg möglichst unmittelbar hinter dem eigentlichen sensitiven Element, z.B. der Hallzelle, und vor dem Subtrahierer angeordnet ist, können sowohl Störsignalanteile des Sensorelements als auch der Auswerteeinrichtung kompensiert werden. Wenn dagegen der Chopper im Signalweg hinter dem Subtrahierer der Auswerteeinrichtung angeordnet ist, werden Störsignalanteile der Auswerteeinrichtung kompensiert.

Es ist für weiterhin vorteilhaft, wenn die Hochpasseinrichtung einen Zähler steuert, dessen Zählerwert dem Wert des Störsignals entspricht, und dem Zähler ein Digital-Analog-Wandler nachgeschaltet ist, der den Zählerwert in ein Analogsignal wandelt. Der Zähler ist als Integrator anzusehen.

Insbesondere kann das Messsignal digital weiterverarbeitet werden, beispielsweise in einem Rechner, wenn die Auswerteeinrichtung einen Analog-Digital-Wandler enthält, der das Ausgangssignal des Subtrahierers digitalisiert. Damit lassen sich die Vorteile der Digitaltechnik auf den Sensor anwenden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn der Analog-Digital-Wandler ein Sigma-Delta-Modulator erster oder höherer Ordnung ist. Damit kann das digitalisierte Signal als einfache Folge von Pulsen oder Bits weiter verarbeitet werden.

Es ist vorgesehen, dass ein Demodulator dem Analog-Digital-Wandler nachgeschaltet ist. Damit wird der beim Choppen invertierte Signalanteil wieder umgedreht bzw. nochmals invertiert und das ursprüngliche oder bevorzugt das daraus abgeleitete Signal gewonnen, das nachfolgend gefiltert werden kann.

Mit einer Lastschaltung, die dem Subtrahierer nachgeschaltet ist, lässt sich das Stromsignal des Sensorelements in ein Spannungssignal umwandeln, das sich für die digitale Signalverarbeitung eignet.

Bei dem Verfahren zur Elimination des Störsignals ist vorgesehen, dass das Störsignal aus dem Sensorsignal herausgefiltert wird und am Ausgang des Sensorelements vom Sensorsignal subtrahiert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und dazugehörigen Figuren der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren dienen allein der Veranschaulichung der Erfindung und sind daher nur schematisch und nicht maßstabsgetreu ausgeführt. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen

1 einen schematischen Aufbau eines Sensors mit einer Störsignalkompensation und

2 eine detaillierte schematische Darstellung eines Sensors mit digitaler Signalverarbeitung und Störsignalkompensation.

Gemäß 1 enthält der Sensor S ein Sensorelement 1, das die zu erfassende Messgröße detektiert. Am Ausgang des Sensorelements steht das Sensorsignal SS zur Verfügung, das an einen Eingang eines Subtrahierers 2 der Auswerteeinrichtung 6 gelegt ist. Das Ausgangssignal des Subtrahierers gelangt an eine Filtereinrichtung 3, die eine Zerhackereinrichtung (Chopper) 4 enthält. Der Chopper erzeugt aus dem Eingangssignal abwechselnd ein invertiertes und ein nichtinvertiertes Teilsignal. Die Chopperfrequenz wird entsprechend höher als die höchste Signalfrequenz gewählt.

Der Chopper muss nicht, wie in 1 gezeigt, Element der Auswerteeinrichtung sein. Wenn der Chopper in dem Sensorelement bzw. im Signalweg möglichst unmittelbar nach dem messgrößen-sensitiven Element, z.B. der Hallzelle, bzw. vor dem Ausgangsverstärker des Sensorelements angeordnet ist, können sowohl Störsignalanteile des Sensorelements als auch der Auswerteeinrichtung kompensiert werden.

Das Ausgangssignal AS des Sensors S steht am Ausgang der Filtereinrichtung zur Verfügung. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal einem Hochpass bzw. einem selektiven Bandpass 5 zugeführt, der ebenfalls in der Filtereinrichtung 3 enthalten und mit dem Subtraktionseingang des Subtrahierers verbunden ist. Dadurch entsteht ein geschlossener Regelkreis, dessen Ausgangssignal weitgehend frei von Störsignalen ist. Die Hochpasseinrichtung 5 filtert die Störanteile aus dem Ausgangssignal heraus, so dass am Ausgang des Rückkoppelzweiges, d.h. dem anderen Ausgang der Filtereinrichtung das Störsignal STS bereitgestellt und auf den zweiten Eingang des Subtrahierers 2 rückgeführt ist. Dabei subtrahiert der Subtrahierer das Störsignal von dem Sensorsignal.

Durch das Choppen werden die Störanteile des ge-choppten Signals, z.B. des Offsets, die typischerweise im niederfrequenten Bereich und insbesondere auch als Gleichsignal anliegen, in einen hohen Frequenzbereich verschoben. Je weiter vorne in der Messsignalkette das choppen erfolgt, desto mehr Störsignalanteile können damit nach hohen Frequenzen verschoben werden. Mit dem Hochpass 5 lassen sich diese Signalanteile dann extrahieren.

Aufgrund des geschlossenen Regelkreises, mit dem das Störsignal von dem Sensorsignal subtrahiert wird, wird der Störsignalanteil des Sensors auf ein Minimum geregelt. Am Ausgang der Filtereinrichtung steht deshalb das eigentliche Messsignal AS im wesentlichen störsignalfrei bereit.

Gleichzeitig ermöglicht die beschriebene Rückkopplung, dass der Ausgangsarbeitspunkt eines im Sensorelement 1 enthaltenen Ausgangsverstärkers in seinem optimalen linearen Bereich gehalten werden kann. Ebenso wird der Dynamikbereich der Auswerteeinrichtung besser ausgenutzt.

Die anhand von 1 beschriebene dynamische Störsignalkompensation ermöglicht die Einstellung eines von Temperatur- und Prozessschwankungen weitgehend unabhängigen Arbeitspunktes des Sensors. Damit lassen sich hohen Anforderungen an die Linearität des gesamten Sensors realisieren, ohne dass der Sensor manuell abgeglichen werden muss.

Das anhand der schematischen Darstellung der 1 grundlegend erläuterte Prinzip der Erfindung wird nachfolgend anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels gemäß 2 näher erläutert. Dabei zeigt 2 einen Magnetfeldsensor, bei dem das Sensorelement 10 eine Hallanordnung 11 enthält. Die Hallanordnung 11 wird von einem Hallstrom einer an sich bekannten Hallstromquelle 12 gespeist. Das Ausgangssignal der Hallanordnung 11 wird mit Hilfe eines Ausgangsverstärkers 13 in das Sensorsignal SS umgesetzt, das am Ausgang des Sensorelements 10 bereitgestellt wird.

Die Elemente der Hallanordnung 11 sind so angeordnet und betrieben, dass sich mit einem Kanal der Hallanordnung zwei um 90° gegeneinander verschobene Hallsignale erzeugen lassen. Auf diese weise ermöglicht die Hallanordnung 11 den Einsatz der eingangs beschriebenen current spinning Technik. Dazu sind zwei getaktete Umschaltelemente 14 und 15 jeweils am Eingang bzw. dem Ausgang der Sensoranordnung 11 vorgesehen. Die am Ausgang des getakteten Umschalters 15 bereitgestellten Hallsignale der Hallanordnung sind Hallspannungen, die im Ausführungsbeispiel mit Hilfe des als Transkonduktanzverstärkers ausgeführten Ausgangsverstärkers 13 in Stromsignale umgewandelt werden. Jedes der Stromsignale bildet das Sensorsignal SS.

An dem Summations- bzw. Subtrahierknotenpunkt können auch weitere Sensorelemente (Hallelemente) eines Arrays zusammengefasst werden und parallel kompensiert werden.

Grundsätzlich ist es in bekannter Weise möglich, mit der current spinning Technik und den getakteten Umschaltern 14 und 15 den Offset der Hallanordnung weitgehend zu eliminieren. Diese Kompensation genügt jedoch nicht höheren Anforderungen, insbesondere auch, weil das Sensorsignal weiterverarbeitet werden muss und die nachfolgenden Schaltungselemente des Sensors selbst Störsignale, z.B. Offset erzeugen. Die Erfindung führt deshalb weiter und bezieht auch nachfolgende Bauteile der Auswerteeinrichtung in die Störsignalkompensation mit ein, um eine weitere Verbesserung und ein lineares Verhalten des Sensors zu erreichen.

Nachfolgend wird der Einfachheit halber nur die Störsignalkompensation eines der beiden geschilderten Hallsignale beschreiben. Es versteht sich von selbst, dass die Signalverarbeitung auch mit dem zweiten Hallsignal des Kanals durchgeführt wird. Darüber hinaus ist die Erfindung auch auf mehrkanalige Sensoren entsprechend anwendbar.

Das Sensorsignal SS ist störbehaftet, insbesondere durch einen Offset. Dieser ergibt sich beispielsweise, weil der von der Stromquelle 12 gelieferte Versorgungsstrom je nach Einsatzbereich eine unterschiedliche Größe hat und darüber hinaus temperaturabhängig sein kann.

Im Ausführungsbeispiel dient der getaktete Schalter 15 quasi in einer Doppelfunktion einmal als Element für die current spinning Technik und andererseits als Zerhacker (Chopper), der das am Ausgang der Hallanordnung 11 anliegenden Hallsignal, das mit dem Störsignal beaufschlagt ist, mit einer Frequenz abwechselnd invertiert und nicht invertiert. Die Frequenz so hoch gewählt, dass das Störsignal mit einem Hochpass- oder Bandpassfilter vom Nutzsignal getrennt werden kann. Am Eingang des Ausgangsverstärkers 13 liegt deshalb das Ausgangssignal der Hallanordnung sowohl invertiert als auch nicht invertiert an.

Ausgangsseitig ist der Ausgangsverstärker des Sensorelements mit der Auswerteeinrichtung 20 verbunden. Diese enthält eingangsseitig einen Subtrahierer 21, der an einem Eingang das Ausgangssignal des Verstärkers 13 empfängt. Am anderen Eingang des Subtrahierers liegt das rückgekoppelte Signal, das dem Störsignal entspricht und das von dem Sensorsignal subtrahiert wird. Ausgangsseitig ist dem Subtrahierer eine Lastschaltung 22 nachgeschaltet. Die Lastschaltung hat die Aufgabe, den Arbeitspunkt der Auswerteeinrichtung vorzugeben und das Stromausgangssignal des Ausgangsverstärkers 13 bzw. des Subtrahierers 21 in eine Spannung zu wandeln.

Der Lastschaltung 22 nachgeschaltet ist ein Analog-/Digital-Wandler (ADC) 23. Grundsätzlich sind unterschiedliche Ausführungsformen des Analog-/Digital-Wandler möglich. Im Ausführungsbeispiel ist der ADC 23 als Sigma-Delta-Modulator vorgesehen. Der Sigma-Delta-Modulator wandelt das anliegende Eingangssignal in ein digitales Ausgangssignal um und erzeugt einen Bitstrom hoher Frequenz. Das digitalisierte Ausgangssignal des ADC wird digital verarbeitet.

Gemäß 2 ist dem ADC ein weiteres getaktetes Bauelement 24 nachgeschaltet, das eine Demodulation ausführt. Der Demodulator 24 kann beispielsweise ein EXOR sein. Am Ausgang des getakteten Demodulators 24 liegt in digitaler Form wiederum das Nutzsignal bzw. Messsignal, jeweils vermindert oder erhöht um das Störsignal an. Mit einem Hochpassfilter oder einem Bandpassfilter kann danach das zu hohen Frequenzen hin verschobene niederfrequente Störsignal bzw. Gleichsignal herausgefiltert werden oder umgekehrt mit einem Tiefpassfilter das Nutzsignal herausgefiltert werden.

Grundsätzlich ist es bei Sensoren nicht notwendig, dass der getaktete Schalter 15, der aus dem Ausgangssignal des Sensors ein invertierendes und ein nicht invertierendes Signal erzeugt, im Sensorelement angeordnet ist. Vielmehr kann der Chopper 15 auch dem Sensorelement nachgeschaltet sein, beispielsweise kann er auch, wie in 1 gezeigt, in der Auswerteeinrichtung vorgesehen und z.B. dem ADC vorgeschaltet sein. In diesem Fall können nur Störsignalanteile der Auswerteeinrichtung gefiltert werden.

Im Ausführungsbeispiel der 2 ist nun vorgesehen, dass dem Demodulator 24 ein Bandpass oder Hochpass 25 nachgeschaltet ist, mit dem das in den hohen Frequenzbereich hinein verschobene Störsignal herausgefiltert wird. Das Ausgangssignal des Hochpassfilters wird synchron gleichgerichtet und dazu genutzt, einen Aufwärts/Abwärtszähler 26 mit Integratorfunktion anzusteuern, der einen an einem anderen Eingang anliegenden Takt zählt. Grundsätzlich ist es dazu ausreichend, dass als Eingangssignal des Zählers das höchstwertige Bit des Ausgangssignals des Hochpassfilters verwendet ist, d.h. das Vorzeichenbit. Dieses zeigt dem Zähler 26 an, ob er aufwärts oder abwärts zählen soll.

Der Zählerwert des Zählers 26 wiederum wird einem Digital-Analog-Wandler zugeführt, der in an sich bekannter Weise einen analogen Ausgangswert ermittelt. Im Ausführungsbeispiel ist das ein Stromsignal, das auf den negativen Eingang des Subtrahierers 21 geführt ist. Dieses Ausgangssignal des DAC entspricht somit im Rahmen der (schaltungs-)technisch realisierten Genauigkeit dem analogen Störsignal, das in dieser Rückkopplungsschleife vom Störsignal behafteten Ausgangssignal des Sensorelements 10 subtrahiert wird. Die Ausführung der Auswerteeinrichtung mit Hochpasseinrichtung, Zähler und DAC bewirkt eine Stabilisierung des Regelkreises.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Demodulator 24 ein digitales Filter 28 nachgeschaltet ist, das ein Dezimationsfilter enthält. Mit dem digitalen Filter ist eine Filterung des hochfrequenten Bitstroms des Demodulators 24 möglich, beispielsweise eine Dezimierung, mit der der Bitstrom in ein besser verwertbares Digitalsignal gewandelt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass dem Dezimationsfilter 28 eine Abtastanordnung 29 nachgeschaltet ist, die ihren Abtastwert für eine vorgegebene Zeit speichert und an die Hochpasseinrichtung 25 weitergibt. Beispielsweise kann die Abtasteinrichtung 29 nur jeden dritten Abtastwert an die Hochpasseinrichtung weitergeben. Damit kann das Einschwingverhalten des Dezimationsfilters bzw. des digitalen Filters berücksichtigt werden.

Das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung 29 ist gleichzeitig das Ausgangssignal AS der Sensoranordnung, das mit nachgeschalteten Elementen, beispielsweise einem nicht gezeigten digitalen Signalprozessor weiterverarbeitet werden kann.

Die getakteten Elemente der Anordnung, d.h. die getakteten Schalter 14 und 15, der Demodulator 24, die Abtasteinrichtung 29 und der Zähler 26 werden bevorzugt von derselben Taktfrequenz CLK getaktet, um die Elemente zu synchronisieren. Die interne Takt- bzw. Zählfrequenz des Zählers kann demgegenüber höher liegen. Dies dient zur besseren Stabilisierung des Regelkreises.

Mit dem geschlossenen Regelkreis, der das Störsignal, beispielsweise den Offset, auf den Eingang der Auswerteeinrichtung 20 zurückführt, ist es möglich, das Störsignal auf ein Minimum zu regeln. Gleichzeitig wird damit erreicht, dass der Ausgangsarbeitspunkt des Ausgangsverstärkers des Sensorelements in einem optimalen linearen Bereich arbeiten kann. Damit ergibt bei dieser dynamischen Störsignalkompensation eine stabile Einstellung des Arbeitspunktes des Sensors gegenüber Störsignalen, die sowohl die Temperatur abhängigen Größen als auch die Prozess abhängigen Größen bei der Sensorherstellung kompensiert. Auf diese Weise lassen sich hohe Anforderungen an die Linearität des Sensors umsetzen, so dass ein manueller Abgleich des Sensors nicht notwendig ist.


Anspruch[de]
  1. Sensor, insbesondere Hallsensor, mit einem Sensorelement (1; 10), das ein ein Störsignal (STS) enthaltendes Sensorsignal (SS) abgibt, mit einer Auswerteeinrichtung (6; 20), die mit dem Sensorelement verbunden ist und einen Subtrahierer (2; 21) enthält, der das Störsignal von dem Sensorsignal subtrahiert, wobei der Sensor eine Filtereinrichtung (3) enthält, die das Störsignal aus dem Sensorsignal herausfiltert.
  2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Zerhackereinrichtung (Chopper, 15, 24) enthält, die das an ihrem Eingang anliegende Signal abwechselnd invertiert und nicht invertiert, und dass der Ausgang der Zerhackereinrichtung (Chopper) mit einem Demodulator (24) verbunden ist.
  3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung eine Bandpass- oder eine Hochpasseinrichtung enthält, die einen Zähler oder Integrator (26) steuert, dessen Zählwert/Summenwert dem Wert des Störsignals entspricht und dass dem Zähler/Integrator ein Digital-Analog-Wandler (27) nachgeschaltet ist, der den Zählerwert/Summenwert in ein Analogsignal wandelt.
  4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung einen Analog-Digital-Wandler (23) enthält, der das Ausgangssignal des Subtrahierers digitalisiert.
  5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-Digital-Wandler ein Sigma-Delta-Modulator ist.
  6. Sensor nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerhackereinrichtung (15) dem Analog-Digital-Wandler (23) vorgeschaltet ist.
  7. Sensor nach einem Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Digital-Analog-Wandler der Filtereinrichtung ausgangsseitig mit dem Subtrahierer verbunden ist.
  8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Subtrahierer ausgangsseitig mit einer Lastschaltung (22) verbunden ist.
  9. Verfahren zur Filterung eines Störsignals aus einem störsignalbehafteten Signal eines Sensors, insbesondere eines Hallsensors, bei dem das störsignalbehaftete Signal in einer Zerhackereinrichtung abwechselnd gechoppt wird und bei dem aus dem Ausgangssignal der Zerhackereinrichtung das Störsignal mittels eines Hochpassfilters oder eines Bandpassfilters herausgefiltert wird.
  10. Verfahren zur Kompensation eines Störsignals, das in einem störsignalbehafteten Signal eines Sensors enthalten ist, bei dem das störsignalbehaftete Signal mit einer Zerhackereinrichtung abwechselnd ge-choppt wird und danach mit einem Hochpass oder einem Bandpass das Ausgangssignal der Zerhackereinrichtung gefiltert wird, um das Störsignal herauszufiltern, wobei das Störsignal von dem Sensorsignal subtrahiert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Sensorelements in ein digitales Signal umgewandelt wird und das Ausgangssignal der Hochpass-/Bandpasseinrichtung in ein analoges Signal zurückgewandelt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der Hochpasseinrichtung mit einem Zähler/Integrator (26) summiert wird, dessen Zähl-/Summenwert mit einem Digital-Analog-Wandler (27) in ein Analogsignal umgewandelt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers dezimiert und abgetastet wird.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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