Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems, Sensorsystem

und Messsignal Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems mit mindestens einer Sensoreinheit.

Die Erfindung betrifft ferner ein Sensorsystem. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Messsignal eines Sensorsystems.

In dem Buch "Lineare Weg- und Abstandssensoren" von T. Burkhardt,

A. Feinäugle, S. Fericean und A. Forkl, Verlag Moderne Industrie, München, 2004 sind Sensorsysteme wie beispielsweise induktive Abstandssensoren, magnetostriktive Wegsensoren und Wegsensoren mit magnetisch kodiertem Maßkörper beschrieben.

Aus der DE 101 64 121 AI ist ein magnetostriktives Wegmessverfahren zur Ermittlung einer Position eines Magneten bekannt, bei dem der Magnet ent- lang einem Wellenleiter verfahrbar ist, bei dem ein Erregerimpuls erzeugt und durch den Wellenleiter zu dem Magneten geführt wird, bei dem eine Torsionswelle in dem Wellenleiter entsteht, wenn der Erregerimpuls den Magneten erreicht, bei dem ein Antwortimpuls in Abhängigkeit von der Torsionswelle erzeugt wird, und bei dem die Position des Magneten in Abhängigkeit von dem Erregerimpuls und dem Antwortimpuls ermittelt wird. Es werden eine Vielzahl von Positionen und von Erregerimpuls-Korrekturwerten einander zugeordnet, und in Abhängigkeit von der ermittelten Position des Magneten und dem aus der Tabelle zugeordneten Erregerimpuls-Korrekturwert wird die Dauer des nächsten Erregerimpulses verändert.

Aus der DE 10 2004 025 388 AI ist ein Verfahren zur Ermittlung der Position und/oder einer oder mehrerer Bewegungsgrößen eines Gegenstands bekannt, bei dem Positionsdaten und/oder erste Bewegungsdaten für eine erste Bewe- gungsgröße des Gegenstands durch zeitdiskrete Messungen ermittelt werden und zweite Bewegungsdaten für eine zweite Bewegungsgröße des Gegenstands durch zeitkontinuierliche Messungen ermittelt werden, wobei die zweite Bewegungsgröße in einer Differentialbeziehung zu der Position und/oder der ersten Bewegungsgröße steht.

Aus der DE 31 31 455 AI ist ein magnetostriktiver Wegmesser mit einem Impulsgenerator zur Erzeugung elektrischer Impulse bekannt. Es ist eine bezüglich eines Schallwandlers feststehende, mit einem magnetostriktiven Element zusammenwirkende Quelle zur Erzeugung von als Referenzimpulsen dienenden Schallimpulsen vorgesehen.

Aus der DE 10 2006 051 032 AI ist ein System zur Bestimmung des Verankerungszustands implantierter Endoprothesen bekannt, bei dem an der Endoprothese ein zur Messung von Schwingungen geeigneter Sensor und eine Transpondereinheit zur drahtlosen Übertragung von Schwingungsmesssignalen und zur induktiven Elektroenergieübertragung vorhanden sind .

Aus der US 6,600,962 Bl ist ein magnetostriktiver Sensor und eine Kontroll- Vorrichtung zur Kontrolle einer Variablen eines Geräts bekannt.

Aus der DE 101 13 716 C2 ist eine Kommunikations-Schnittstelle für eine Wegmesseinrichtung bekannt, welche zwischen die Wegmesseinrichtung und eine Steuerungseinrichtung koppelbar ist.

Aus der US 6,867,581 Bl ist eine Sensorvorrichtung bekannt, welche ein Sensorelement zur Erzeugung eines Ausgabesignals als Antwort auf die Messung einer physikalischen Größe aufweist. Aus der DE 20 2008 014 347 U l ist eine Wegmessvorrichtung bekannt, umfassend einen Messfühler, ein Gehäuse, eine erste Platine, eine zweite Platine und eine dritte Platine, welche in dem Gehäuse angeordnet sind und Schaltungsträger sind, wobei die zweite Platine und die dritte Platine jeweils quer zu der ersten Platine orientiert sind, die zweite Platine und die dritte Platine über eine erste Steckverbindungseinrichtung verbunden sind und die Kombination aus zweiter Platine und dritter Platine mit der ersten Platine über eine zweite Steckverbindungseinrichtung verbunden ist.

Aus der DE 10 2008 009 250 B4 ist eine Distanzsensorvorrichtung bekannt, bei welcher eine Distanzbestimmung auf einer Laufzeitmessung von Signalen beruht, umfassend eine Sendeeinrichtung, eine Empfangseinrichtung, welche Empfangssignale bereitstellt, eine Verstärkereinrichtung für Empfangssignale, eine Regelungseinrichtung, welche signalwirksam mit der Verstärkereinrichtung verbunden ist und diese mittels Stellsignalen ansteuert, um die

Amplitude von verstärkten Empfangssignalen zu regeln. Es ist eine Stellsignal- Auswertungseinrichtung vorgesehen, welche signalwirksam an die Regelungseinrichtung gekoppelt ist und welcher Stellsignale zur Auswertung bereit- gestellt sind. Der Regelkreis weist einen Anschluss auf, über welchen Stellsignale auskoppelbar und der Stellsignal-Auswertungseinrichtung bereitstellbar sind.

Aus der DE 10 2004 025 387 AI ist eine magnetostriktive Wegaufnehmer- Vorrichtung zur Erfassung des Wegs eines Positionsgebers bekannt, umfassend eine Messfühlereinrichtung mit einem sich in einer Längsrichtung erstreckenden Messfühler, an welchen der Positionsgeber berührungslos koppelt. Es ist ein integrierter Beschleunigungssensor zur Ermittlung der Beschleunigung des Positionsgebers vorgesehen .

Aus der DE 10 2010 039 055 AI ist eine Wegmessvorrichtung bekannt, umfassend mindestens eine erste Messstrecke und eine zweite Messstrecke, welche jeweils eine Erstreckung einer Längsrichtung aufweisen und mindestens in einem Messbereich parallel zueinander ausgerichtet sind . Es ist ferner min- destens ein Positionsgeber vorgesehen, welcher an die Messstrecken berührungslos koppelt, und es ist ein Messstreckenhalter vorgesehen, welcher sich in dem Messbereich erstreckt und Ausnehmungen aufweist, in welchen jeweils eine Messstrecke angeordnet ist. Aus der EP 1 164 358 AI ist eine induktive Messeinrichtung zur Positionserfassung bekannt, bestehend aus einer Spulenstruktur und einer Maßverkörperung mit mindestens einer Teilung von variabler Reluktanz oder Leit- fähigkeit. Die Spulenstruktur ist in Multilayer-Ausführung als Kombination von Spulen mit Konturen in Form quasigeschlossener Windungen hergestellt.

Aus der EP 1 168 120 A2 ist ein Verfahren zur seriellen Datenübertragung zwischen einem Positionsmesssystem und einer Verarbeitungseinheit bekannt.

Die Systembeschreibung "PROFIBUS Technologie und Anwendung", Version August 2002 beschreibt wesentliche Aspekte der Profibus-Technologie.

Das Dokument "EBU Time-And-Control Code FOR TELEVISION TAPE- RECORDINGS", Tech 3097-E, 3rd Edition, April 1982 beschreibt ein Format und ein Modulationsverfahren für einen Digitalcode, welcher auf einem longitudinalen Track aufgenommen ist, und welcher verwendet wird für Timing-Zwecke und Kontrollzwecke auf Fernsehbandmaschinen und auf assoziierten Audiobandmaschinen.

In dem Artikel "Bi SS- Interface als adaptierter Interbus", SPS-Magazin Ausgabe HMI-Special 2011, Seiten 113 bis 115 ist die Open Source-BiSS-Schnittstelle beschrieben. In dem Dokument "SMPTE Made Simple", TimeLine Vista, Inc., 1996 ist der SMPTE-Zeitcode beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems mit mindestens einer Sensoreinheit bereitzustellen, welche Signale bereitstellt, welches einen hohen Nutzfaktor für einen Bediener hat.

Diese Aufgabe wird bei dem genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Signale primäre Messwertsignale umfassen, welche Messwerte der Sensoreinheit sind und aus Messwerten der Sensoreinheit erzeugt werden, und dass die Signale Beiwertsignaie umfassen, welche die Messwertgewinnung charakterisieren. Die primären Messwertsignale charakterisieren die über die mindestens eine Sensoreinheit gemessenen physikalischen Größen. Die Beiwertsignaie charakterisieren, wie "kritisch" die Bestimmung dieser Messgrößen war, beispielsweise dahingehend, wie viel "Reserve" oder "Sicherheit" bei der Messung vorhanden war.

Durch die Beiwertsignaie erhält man eine qualitative und quantitative Information über die Zuverlässigkeit der Messwerte. Gegebenenfalls kann beispielsweise über eine Rückkopplungsschleife auch das Sensorsystem ange- passt werden, um eine höhere Qualität zu erhalten .

Insbesondere sind die primären Messwertsignale elektrische Signale, welche Messwerte einer oder mehrerer physikalischen Größen sind oder aus diesen erzeugt werden. Die Beiwerte, welche in den Beiwertsignalen enthalten sind, charakterisieren insbesondere, welche Reserve und/oder Sicherheit und/oder Qualität bei der Messwertgewinnung vorhanden ist beziehungsweise wie kritisch die Bestimmung ist. Beispielsweise können Messwerte bei unterschiedlichen Signal- Rausch-Verhältnissen gewonnen werden. Über die Beiwerte lässt sich das Signal-Rausch-Verhältnis charakterisieren. Wenn beispielsweise dieses Verhältnis sehr klein ist, dann sind entsprechend die gewonnenen Messwerte "kritischer".

Es ist beispielsweise auch möglich, wenn Änderungen an dem Sensorsystem oder in der Umgebung des Sensorsystems eintreten, welche relevante Eigenschaften ändern, über Bestimmung und insbesondere regelmäßige Bestimmung des Beiwerts solche Änderungen frühzeitig zu erkennen und es können dann entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Beispielsweise ist bei "schlechten" Beiwerten auch eine Indikation möglich, beispielsweise dass ein Sensorsystem neu justiert werden muss. Die primären Messwertsignale und die Beiwertsignale können dabei auf unterschiedlichen Kanälen übertragen werden.

Es ist alternativ auch möglich, dass die Messwertsignale und die Beiwertsignale aneinanderhängend übertragen werden und insbesondere auf einem Kanal übertragen werden. Beispielsweise können dabei Beiwertsignale den primären Messwertsignalen aufmoduliert werden oder sie können seriell angehängt werden.

Insbesondere erfolgt die Kombination von primären Messwertsignalen und Beiwertsignalen in den abgegebenen Signalen derart, dass eine Abwärtskompatibilität zum Verfahren der "reinen" (ohne Beiwerte) Messwertübertragung vorhanden ist, so dass beispielsweise in einer übergeordneten

Steuerung einstellbar ist, ob die Beiwertsignale genutzt werden oder nicht. Es ist dabei möglich, dass die Beiwertsignale ständig übertragen werden und insbesondere mit den gleichen Datenraten wie die primären Messwertsignale übertragen werden. Dadurch lässt sich beispielsweise eine regelmäßige Überwachung realisieren. Es ist auch möglich, dass die Beiwertsignale mit geringerer Datenrate als die Messwertsignale übertragen werden und insbesondere bei bestimmten Ereignissen wie Inbetriebnahme, Außerbetriebnahme oder Serviceabrufen des Sensorsystems übertragen werden. Dadurch lässt sich eine entsprechende Überprüfung realisieren.

Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Beiwertsignale und die primären Messwertsignale analog übertragen und insbesondere werden die Beiwertsignale auf die primären Messwertsignale aufmoduliert. Es ist auch möglich, dass die primären Messwertsignale und die Beiwertsignale seriell digital übertragen werden . Dadurch lässt sich beispielsweise auf einfache Weise eine Abwärtskompatibilität erreichen. Insbesondere werden die Beiwertsignale in zeitlicher Abfolge an die primären Messwertsignale angehängt.

Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein primäres Messwertsignal als digitales Datum mit einer Mehrzahl von Datenbits übertragen, wobei insbesondere die einzelnen Datenbits mit jeweiligen Clockimpulsen angefragt und ausgegeben werden. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise ein Beiwertsignal als digitales Datum anhängen.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine Anzahl der angefragten und ausge- gebenen Datenbits durch Clockimpulse einer Steuerung definiert wird .

Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Abwärtskompabilität realisieren, das heißt eine Steuerung kann beispielsweise durch Anzahl der Clockimpulse entscheiden, ob sie die zusätzlichen Informationen, welche in den Beiwert- signalen enthalten sind, erhalten möchte beziehungsweise auswerten möchte. Es können dann Signalketten mit Beiwertsignalen generiert werden und über die Steuerung kann gewählt werden, ob die Beiwertsignale ausgewertet werden oder nicht.

Insbesondere ist dann ein Beiwertsignal als digitales Datum mit Datenbits an das Datum des zugehörigen primären Messwertsignals insbesondere zeitlich nachfolgend angehängt. Es ergibt sich dadurch ein Gesamtsignal, welches als Komponenten das Datum des primären Messwertsignals und das Datum des Beiwertsignals umfasst. Beispielsweise über eine entsprechende Taktung kann dann eine übergeordnete Steuerung entscheiden, ob auch die Beiwertsignale ausgewertet werden oder ignoriert werden.

Eine Anzahl von zugeordneten Clockperioden des primären Messwertsignals mit n Datenbits mit angehängtem Beiwertsignal mit m Datenbits ist dabei n + m. Eine übergeordnete Steuerung kann dann durch entsprechende Taktung mit n Clockperioden entscheiden, ob nur das primäre Messwertsignal verwendet wird oder mit n + m Perioden wählen, ob auch das Beiwertsignal genutzt wird. Ferner ist über entsprechende Taktung in einer übergeordneten Steuerung es leicht möglich, das primäre Messwertsignal von dem Beiwertsignal zu trennen.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass das Datum des Messwertsignals und/oder das Datum des Beiwertsignals ein oder mehrere Zusatzbits zusätzlich zu den eigentlichen Messwertinformation und Beiwertinformationen enthält und insbesondere ein oder mehrere Fehlerbits und/oder Warnbits und/oder Prüfbits oder auch Startbits umfasst.

Bei einem Messwertsignal-Datum können CRC-Bits vorgesehen sein und CRC-Bits werden dann auch an das Beiwertsignal-Datum angehängt. CRC-Bits bilden einen Prüfwert, um Fehler bei der Übertragung oder Speicherung erkennen zu können. Es ergibt sich eine Abwärtskompatibilität, wenn entsprechende CRC-Bits an ein Datum angehängt werden, welches aus dem ursprünglichen Datum, dem CRC für dieses und dem Beiwertsignal-Datum be- steht. Dadurch endet das Gesamtsignal mit CRC-Bits. Dieser "End"-CRC ist nach dem gleichen Algorithmus bestimmt wie der CRC für das ursprüngliche Datum.

Insbesondere ist dann eine Anzahl der Clockperioden für Messwertsignale mit n Datenbits mit angehängtem Beiwertsignal mit m Datenbits und mit q Datenbits für ein CRC-Datum n + m + 2 q . Da das CRC-Datum zwei Mal in dem Gesamtsignal enthalten ist, sind entsprechend auch 2 q Clockperioden notwendig . Insbesondere wird das CRC-Datum einer Signalkette mit Messwertsignal und Beiwertsignal auf dem dem Beiwertsignal angehängten CRC-Datum gesichert. Es ergibt sich dadurch eine hohe Sicherheit und Kompatibilität, da wie bei der Übertragung ohne Beiwert-Datum die CRC-Bits am Ende des Gesamtsignals angehängt sind.

Beispielsweise werden die primären Messwertsignale und Beiwertsignale ge- mäß einer SSI-Schnittstelle (SSI-Protokoll) oder BiSS-C-Schnittstelle

(BiSS-C-Protokoll) übertragen. Die Übertragung von Beiwertsignalen lässt sich auf entsprechende Weise in diese Protokolle integrieren.

Es ist auch möglich, dass primäre Messwertsignale als analoge oder digitale Inkremente übertragen werden. Beispielsweise ist eine solche Inkrementen- übertragung bei Wegmesssystemen mit magnetisch kodiertem Maßkörper vorgesehen. Durch entsprechende (Zusatz-)Inkremente lassen sich dadurch Beiwertsignale übertragen. Beispielsweise werden Beiwertsignale als Inkremente mit einem Zeitabstand übertragen, welcher kleiner ist als der Zeitabstand zwischen Inkrementen des primären Messwertsignals. Durch Anordnung und/oder Häufigkeit von Inkrementen, welche das Beiwertsignal bilden, lässt sich das entsprechende Bei- wertsignal übertragen. Für eine übergeordnete (auswertende) Steuerung be- deutet ein Beiwertsignal, wenn es nicht gezielt ausgewertet wird, höchstens ein erhöhtes Rauschen.

Insbesondere ist eine Übertragung der Beiwertsignale derart, dass eine übergeordnete Steuerung entscheiden kann, ob sie die Beiwertsignale auswertet oder nicht. Dadurch ergibt sich eine Abwärtskompatibilität. Beispielsweise kann über Anzahl von Clockperioden entschieden werden, ob Beiwertsignale ausgewertet werden oder nicht.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Signalkette mit primären Mess- wertsignalen und Beiwertsignalen so gebildet wird, dass wählbar ist, ob Beiwerte ausgelesen werden oder nicht. Dadurch ergibt sich eine Abwärtskompa- bilität. Beispielsweise kann bei einer seriellen digitalen Übertragung entschie- den werden, ob Beiwerte ausgelesen werden möchten, indem mehr Clockimpulse gesendet werden.

Wenn beispielsweise bei einer BiSS-C-Übertragung nach einem ersten CRC keine weiteren Clockimpulse mehr gesendet werden, verhält sich das System wie eine Standard-BiSS-C-Schnittstelle. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise eine Abwärtskompabilität realisieren; wenn weitere Clockimpulse gesendet werden, erhält man den Beiwert und den CRC über den gesamten Datensatz. Beispielsweise werden bei inkrementellen Schnittstellen zusätzlich Impulse eingeschoben, die von einer Standardsteuerung nur als Rauschen interpretiert werden. Diese zusätzlichen Impulse können ausgewertet und interpretiert werden und aus diesen lassen sich Beiwerte gewinnen. Beispielsweise bei einer analogen Datenübertragung wird der Beiwert dem Nutzsignal überlagert. Die Beiwertsignaie können von einer Standardsteuerung ignoriert werden. Eine angepasste Steuerung kann auf die überlagerten Beiwertsignaie achten und diese entsprechend auswerten und interpretieren.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn Beiwertsignaie am Sensorsystem ohne zusätzliche Überwachungssensoren bestimmt werden und insbesondere ein oder mehrere Sensoren der mindestens einen Sensoreinheit für die Bestimmung von Beiwerten benutzt werden. Dadurch lässt sich die Beiwert- bestimmung auf einfache Weise realisieren.

Bei einem Ausführungsbeispiel eines Sensorsystems wird als primäres Mess- wertsignal die Zeitdauer zwischen zwei bestimmten Nulldurchgängen eines analogen Signals gemessen. Eine maximale Signalhöhe zwischen den Nulldurchgängen ergibt dann auf vorteilhafte Weise direkt oder indirekt den Beiwert. Eine solche Bestimmung ist beispielsweise bei magnetostriktiven Wegmesssystemen vorgesehen. Wenn beispielsweise die maximale Signalhöhe sehr niedrig ist, dann ist ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis vorhanden und die Bestimmung der Zeitdauer ist "kritisch", das heißt es ist insbesondere keine hohe Messungenauigkeit vorhanden. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Messwerterfassung aus einer Mehrzahl von Signalen der mindestens einen Sensoreinheit erfolgt. Beispielsweise durch Verknüpfung von entsprechenden Signalen können dann auch Beiwerte ermittelt werden.

Beispielsweise wird geprüft, ob bei einem bestimmten Nulldurchgang eines analogen ersten Sensorsignals ein digitales zweites Sensorsignal auf high steht und in diesem Falle wird ein Messsignal insbesondere als fallende Flanke eines digitalen Signals erzeugt. Eine solche Gewinnung eines primären Messwert- Signals wird beispielsweise im Zusammenhang mit Sensorsystem mit magnetisch kodiertem Maßkörper eingesetzt.

Beispielsweise wird dann ein Beiwertsignal erzeugt aus der Länge des zweiten Sensorsignals auf high und dessen Lage zum Nulldurchgang . Es wird ge- wissermaßen die Phasenlage zwischen dem digitalen zweiten Sensorsignal und dem analogen ersten Sensorsignal geprüft.

Beispielsweise wird bei einem magnetostriktiven Wegmesssystem ein Positionswert aus einem Spannungssignal abgeleitet und eine Amplitude des Spannungssignals bildet ein Beiwertsignal, wobei insbesondere die Amplitude über die Einstellung eines Automatic-Gain-Control-Schaltkreises ermittelt wird. Aus dieser Einstellung lässt sich dann beispielsweise direkt ein Beiwertsignal generieren. Beispielsweise wird bei einem magnetisch kodierten Wegmesssystem ein Beiwertsignal aus einer Amplitude oder einem Amplitudenverhältnis und/oder einer Phase oder Phasenverhältnis von Magnetsensorsignalen ermittelt.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einem Sensorsystem mit mehreren Sensoreinheiten der Messwert derjenigen Sensoreinheit verwendet wird, welcher den höchsten Beiwert hat. Beispielsweise lässt sich dann bei einem redu- danten Sensorsystem ermitteln, welcher Messwert die höchste "Sicherheit" hat und dieser Messwert lässt sich dann verwenden. Erfindungsgemäß wird ein Sensorsystem bereitgestellt, welches mindestens eine Sensoreinheit umfasst, welche Messwerte für primäre Messwertsignale bereitstelle, und eine Beiwertermittlungseinheit, welche Beiwertsignale er- zeugt, welche die Messwertgewinnung charakterisieren.

Das erfindungsgemäße Sensorsystem weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile auf. Insbesondere lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren an dem erfindungsgemäßen Sensorsystem durchführen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Sensorsystems wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.

Insbesondere ist eine Signalerzeugungseinheit vorgesehen, welche Beiwertsignale mit primären Messwertsignalen verbindet. Dadurch können Beiwertsignale den primären Messwertsignalen zugeordnet übertragen werden.

Insbesondere erzeugt die Beiwertermittlungseinheit die Beiwertsignale ohne zusätzliche Überwachungssensoren.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Messsignal bereitgestellt, welches ein pri- märes Messwertsignal und ein Beiwertsignal umfasst, welches die Messwertgewinnung charakterisiert.

Beispielsweise ist das Beiwertsignal dem primären Messwertsignal zeitlich angehängt, wobei das primäre Messwertsignal insbesondere seriell übertragen wird, und es ist ein serielles Gesamtsignal gebildet. Beispielsweise ist auch eine Aufmodulierung bei analogen Signalen möglich. Das erfindungsgemäße Messsignal weist wie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Sensorsystem erläuterten Vorteile auf. Insbesondere ist das primäre Messwertsignal ein digitales serielles Signal und das Beiwertsignal ist als digitales Datum an das primäre Messwertsignal als digitales Datum (seriell) angehängt.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zu- sammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen : eine schematische Darstellung eines Sensorsystems, welches Beiwertsignale bereitstellt, mit einem Steuergerät einer übergeordneten Steuerung; ein Ausführungsbeispiel eines seriellen Signals mit Messwertsignal und angehängtem Beiwertsignal; ein Ausführungsbeispiel eines CRC-gesicherten Signals mit angehängtem Beiwertsignal;

Figur 4 ein Beispiel eines inkrementellen Messwertsignals (Figuren

4(a) und (b)) mit Beiwertsignalen;

Figur 5(a), (b) ein Beispiel für eine Messgröße bei unterschiedlichen Bedin gungen Umax (Figur 5(a) und (b));

Figur 6(a), (b) Messgrößen, aus denen Messwertsignale abgeleitet werden

(Figur 6(c)) und unterschiedliche "kritische Signale" (Figur

6(d), (e), (f)), die zur Beiwertbestimmung herangezogen werden. Ein Ausführungsbeispiel eines Sensorsystems, welches in Figur 1 schematisch gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst ein Sensorgerät 12. Dieses Sensorgerät 12 stellt an einem Ausgang 14 Sensorsignale bereit. Das Sensorgerät 12 weist eine Sensoreinheit 16 auf. Diese Sensoreinheit 16 ist insbeson- dere in einem Gehäuse 18 angeordnet. Das Gehäuse 18 ist vorzugsweise geschlossen.

Die Sensoreinheit 16, welche eine oder mehrere sensitive Elemente umfasst, misst physikalische Größen. Diese stellen die eigentlichen Messwerte dar. Die Messwerte, wenn sie nicht bereits elektrische Größen sind, werden in einer Wandlereinheit 20 in elektrische Größen gewandelt.

Das Sensorgerät 12 umfasst ferner eine Beiwertermittlungseinheit 22. Die Beiwertermittlungseinheit 22 ermittelt einen einem oder mehreren Messwerten zugehörigen Beiwert, welcher die Sicherheit und/oder Qualität Messwertgewinnung selber charakterisiert. Ein Beiwert charakterisiert insbesondere eine Reserve oder Sicherheit bei der Messwertgewinnung.

Insbesondere ist die Beiwertermittlungseinheit 22 so ausgebildet, dass kein zusätzlicher Überwachungssensor zur Beiwertermittlung notwendig ist.

Die Beiwertermittlungseinheit 22 erfasst beispielsweise selber Messsignale der Sensoreinheit 16 und/oder erfasst Daten, welche von der Wandlereinheit 20 bereitgestellt werden.

Es erfolgt eine Verknüpfung von Messwertsignalen und Beiwertsignalen.

Das Sensorgerät 12 umfasst beispielsweise einen Verstärker 24, welcher die Messwertsignale verstärkt und dabei primäre Messwertsignale, welche nutz- bare Signale sind, bereitstellt. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Kombination von primären Messwertsignalen und Beiwertsignalen verstärkt. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass Beiwertsignale und primäre Messwertsignale getrennt verstärkt werden.

Das Sensorgerät 12 weist eine Schnittstelle 26 auf. Diese Schnittstelle 26 ist an den Ausgang 14 angeschlossen. An dem Ausgang 14 werden einkanalig oder mehrkanalig primäre Messwertsignale und zugehörige Beiwertsignale bereitgestellt.

Das Sensorsystem 10 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel ein übergeord- netes Steuergerät 28. Das Steuergerät erfasst die Signale des Sensorgeräts 12, welche sich zusammensetzen aus den primären Messwertsignalen und den Beiwertsignalen und an dem Ausgang 14 bereitgestellt sind. Das Steuergerät 28 weist dazu eine angepasste Schnittstelle 30 auf. Dieser Schnittstelle 30 nachgeordnet ist eine Auswertungseinheit 32. Die Auswertungseinheit 32 trennt insbesondere die primären Messwertsignale von den Beiwertsignalen. Es ist dazu beispielsweise ein erster Anschluss 34 und ein zweiter Anschluss 36 vorgesehen. An dem ersten Anschluss 34 werden über eine entsprechende Schnittstelle primäre Messwertsignale bereitgestellt beziehungsweise genutzt und an dem zweiten Anschluss 36 werden Beiwertsignale über eine entspre- chende Schnittstelle bereitgestellt.

Es ist alternativ auch möglich, dass die Trennung zwischen Messwert und Beiwert nicht in einem separaten Steuergerät sondern innerhalb der Steuerung erfolgt.

Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass eine Rückkopplung zwischen Steuergerät 28 und Sensorgerät 12 vorhanden ist. Diese Rückkopplung ist in Figur 1 durch die Leitung mit Bezugszeichen 38 angedeutet. Über die Leitung 38, welche an dem zweiten Anschluss 36 angeschlossen ist, werden Beiwertsignale insbesondere an der Schnittstelle 26 dem Sensorgerät 12 zurückgeführt. Es kann in dem Sensorgerät 12 eine entsprechende Anpassung in Abhängigkeit von den Beiwertsignalen durchgeführt werden, indem beispielsweise eine entsprechende Einstellung der Sensoreinheit 16 und/oder der Wandlereinheit 20 und/oder des Verstärkers 24 erfolgt. Beispielweise kann dadurch eine Art von Regelkreis realisiert werden, um ein qualitativ hochwertiges Messergebnis zu erhalten. Beispielsweise kann es ein Ziel dieser Rückkopplung sein, einen hohen Beiwert bei der Messwertgewinnung zu erzielen.

Es ist auch möglich, dass Beiwertsignale in dem Sensorgerät 12 direkt (ohne externe Auskopplung) zur Anpassung verwendet werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel (Figur 2) stellt das Sensorgerät 12 ein Signal bereit, bei welchem ein Beiwertsignal 40 einem primären Messwertsignal angehängt ist. Es erfolgt eine digitale serielle Übertragung, welche einkanalig ist.

Das primäre Messwertsignal 42 ist ein digitales Datum, welches sich aus einer Mehrzahl von Datenbits zusammensetzt. Die Datenbits umfassen dabei Mess- wert-Datenbits 44 MSB (Most Significant Bit) bis LSB (Least Significant Bit).

Ferner sind Zusatzbits wie ein oder mehrere Errorbits 46 und ein oder mehrere Warnbits 48 vorgesehen. Das Datum des primären Messwertsignals 42 wird zwischen einer Zeit tl und t2 übertragen und hat n Datenbits einschließlich eventueller Zusatzbits wie Errorbits 46 und Warnbits 48.

Jedes einzelne Datenbit wird dabei mit einem jeweiligen Clockimpuls 50 und beispielsweise einer ansteigender Flanke eines solchen Clockimpulses ausgegeben. Bei n Datenbits des Datums des primären Messwertsignals 42 sind also n Clockperioden vorgesehen.

Das Beiwertsignal 40 ist ein Datum mit m Datenbits 52 zwischen dem Datenbit MSB (Most Significant Bit) und LSB (Least Significant Bit). Diese Datenbits 52 des Beiwertsignals 40 werden dabei zwischen der Zeit t2 bis t3 übertragen. Das Datum des Beiwertsignals 40 schließt sich unmittelbar an das Datum des primären Messsignals 42 an.

Die Datenbits 52 des Beiwertsignals 40 werden bei entsprechenden Clock- impulsen 50 ausgegeben. Zur Übertragung des Beiwertsignals 40 sind dann m zusätzliche Clockimpulse vorgesehen; das Gesamtsignal, welches sich aus dem primären Messwertsignal 42 und dem angehängten Beiwertsignal 40 zusammensetzt, umfasst n + m Datenbits. Dazu sind n + m Clockperioden 50 notwendig .

Das Gesamtsignal wird zwischen der Zeit tl und t3 übertragen. An die Zeit t3 schließt sich eine Pause der Zeitdauer tm an.

Bei dem gezeigten Beispiel erfolgt insbesondere eine Übertragung gemäß dem SSI-Protokoll .

Die Datenübertragung des Signals mit primärem Messwertsignal 42 und angehängtem Beiwertsignal 40 ist "abwärtskompatibel". Das übergeordnete

Steuergerät 28 kann entscheiden, ob es die Beiwertsignale 40 auswertet oder nicht; wenn beim Empfang nur n Clockimpulse 50 folgend auf den Start ausgewertet werden, dann wird nur das primäre Messwertsignal 42 ohne angehängtes Beiwertsignal 40 ausgewertet. Wenn n + m Clockimpulse bei dem Empfang verwendet werden, dann kann auch das Beiwertsignal 40 ausgewertet werden.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel (Figur 3) werden die Signale ebenfalls seriell digital übertragen, wobei die Signalübertragung gemäß dem

BiSS-C-Protokoll erfolgt. Der primäre Messwert wird ab der Zeit t2 als digitales Datum 54 übertragen. Dieses digitale Datum 54 umfasst nach den eigentlichen Messwertdatenbits MSB bis LSB am Ende ein Errorbit 56 und ein Warnbit 58. Dieses digitale Datum 54 umfasst dabei n Datenbits. Die Übertragung zum Zeitpunkt t2 erfolgt nach einem Startbit 60 und einem CDS 62 (Control Data Slave). An das Datum 54, welches das primäre Messwertsignal ist beziehungsweise enthält, schließt sich ein CRC-Datum 64 mit q Bits an. Das CRC (Cyclic

Redundancy Check) enthält einen Prüfwert für die Daten; diese sind die Daten des primären Messwertsignals. Das CRC 64 wird zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 übertragen. Mit dem Zeitpunkt t4 könnte die Übertragung beendet werden; es handelt sich dann um eine "normale" BISS-C-Übertragung . Ab dem Zeitpunkt t4 wird, wenn weitere Clockimpulse übertragen werden, an das Datum 54 mit dem CRC 64 ein Datum 66 für das Beiwertsignal angehängt. Dieses umfasst m Bits und wird zwischen t4 und t5 übertragen. An das Datum 66 wiederum direkt angehängt ist ein CRC 68, welcher zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 übertragen wird. Das CRC 68 entspricht dabei dem CRC 64, jedoch nun über alle Bits zwi- sehen den Zeitpunkten t2 und t5. Es sind Daten-, Error-, Warnbits, das ursprüngliche CRC (über t2 bis t3) und Beiwertbits in diesem Zeitraum enthalten . Dadurch endet das Gesamtsignal mit dem CRC 68.

Eine übergeordnete Steuerung beispielsweise mit einem Steuergerät 28 kann das CRC des Gesamtsignals dann am Ende des Gesamtsignals auslesen, wie im Falle, dass keine Beiwertsignale angehängt sind. Dadurch ergibt sich eine Abwärtskompatibilität.

Das Gesamtsignal wird, wenn das Startbit 60 und das CDS 62 nicht berück- sichtigt werden, mit n + m + 2q Clockperioden übertragen.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (Figur 4) werden Signale digital in- krementell übertragen. Dies wird anhand eines Beispiels erläutert, bei dem sich ein Signalgeber in positiver Richtung mit konstanter Geschwindigkeit be- wegt. Die Sensoreinheit liefert Signale A (Figur 4(a)) und B (Figur 4(b)). Die "Hauptsignale" sind dabei Impulse 70 beziehungsweise 72. Positionssignale eines Positionsgebers werden als positive beziehungsweise negative Inkre- mente übertragen . Wenn beispielsweise Flanken eines Signals 70 vor Flanken eines Signals 72 liegen, dann wird dies als positives Inkrement gezählt. Im umgekehrten Falle wird es als negatives Inkrement gezählt. Es ergibt sich ein prinzipieller Stufenlauf (bei einer Bewegung in positiver Richtung mit konstanter Geschwindigkeit), wie in Figur 4(c) dargestellt. Es lassen sich nun Beiwertsignale 74 ebenfalls als Inkremente überlagern, wobei eine (zeitliche) Länge eines Inkrements 74 eines Beiwertsignals kleiner ist als eine zeitliche Länge eines Hauptsignals 70 beziehungsweise 72. Die Abfolge von Flanken 74 ergibt dann das gesamte Beiwertsignal .

In Figur 4 ist zwischen dem Zeitpunkt tl und t3 jeweils dem Signal 70

(A-Signal) und 72 (B-Signal) ein entsprechendes kurzes Inkrement überlagert. Die Auswertung bei den A-Signalen und den B-Signalen bedeutet ein kurzes negatives und anschließend positives Inkrement. Die Überlagerung bei den Hauptsignalen 70, 72 erfolgt dabei durch ein negatives Inkrement. Zwischen dem Zeitpunkt t3 und t4, bei dem das Signal 70 auf low ist, sind zweimal negative und positive Inkremente überlagert. Durch die Häufigkeit und/oder die Aufeinanderfolge von positiven und negativen "kurzen" Flanken 74, die als Inkremente ausgewertet werden, lässt sich der Beiwert kodieren, das heißt lässt sich ein Beiwertsignal erzeugen.

Bei einer Positionsmessung bedeutet dies, dass sich an den inkrementellen Hauptsignalen 70, 72 nichts ändert. In die Hauptsignale werden kurze Inkremente als kurze Positionsänderungen eingefügt. Beispielsweise mit der Häufigkeit oder der Amplitude dieser kurzen Positionsänderungen lässt sich der Beiwert kodieren. Für eine Standardsteuerung ohne Beiwertauswertung äußern sich diese kurzen Positionsänderungen wie Positionsrauschen.

Es gibt weitere Möglichkeiten zur Beiwertübertragung.

Das primäre Messwertsignal und sein zugehöriges Beiwertsignal können beispielsweise auch analog über (mindestens) zwei Kanäle übertragen werden.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das primäre Messwertsignal und das zugehörige Beiwertsignal analog auf einem Kanal übertragen werden. Beispiels- weise ist das Beiwertsignal auf das primäre Messwertsignal aufmoduliert wie beispielsweise über Amplitudenmodulation.

Es ist beispielsweise auch möglich, dass eine inkrementelle analoge Über- tragung von primären Messwertsignalen und Beiwertsignalen erfolgt. Beispielsweise werden bei einem Ausführungsbeispiel Positionssignale als vier sinusförmige und kosinusförmige Spannungen als Differenzsignale übertragen.

U+sin (s) = Usimax * si n (ws) + U _si0 (1) U-sin (s) = -Usimax * si n (ws) + U _si0 (2)

U +cos (S) = U COmax * COS (WS) + U _co 0 (3) U-cos (S) = - UCOmax * COS (WS) + UcoO (4)

Dabei ist s der zu messende Weg und w bestimmt durch

w =— (5)

L ist beispielsweise bei einem polsensitiven Sensorsystem eine Pollänge oder Polpaarlänge.

Usimax und U COmax sind Spannungsamplituden. Es ist vorteilhaft, wenn diese möglichst groß sind . Ferner enthalten die Signale Gleichspannungsanteile U _S io

Grundsätzlich gibt es für die genannten Größen Toleranzen, die Standardsteuerungen akzeptieren. Durch Ausnutzen der Toleranzen lässt sich während Übertragung der Beiwert kodieren. Beispielsweise lässt sich über den Gleichanteil Usio und Ucoo ein Beiwert x beispielsweise zwischen x = 0 und x = 1 übertragen : Usio(x) = Usio _. ioo + (1-x) * hub (6)

Ucoo(x) = Uco _. ioo - (1-x) * hub (7) hub ist dabei ein halber maximaler Offsetunterschied, den eine übergeordnete Steuerung wie das Steuergerät 28 noch toleriert.

Beispielsweise ist die Signalerfassung umso kritischer, je höher der Unter- schied der Gleichanteile ist. Wenn in diesem genannten Beispiel der Beiwert maximal x = 1 beträgt, dann ist der Gleichanteil für beide Signalpaare gleich.

Es ist beispielsweise auch bei einer Variante möglich, dass der Unterschied der Gleichanteile U _S io und U _co o mit einer bestimmten Frequenz, die proportional dem Beiwert ist, moduliert wird.

Die beiden Gleichanteile können auch mit gleicher Frequenz, jedoch unterschiedlicher Phasenlage verändert werden. Wenn sich beispielsweise die Gleichanteile dann gleichphasig ändern, wurde das primäre Messwertsignal mit maximalem Beiwert ermittelt. Ein minimaler Beiwert ergibt sich beispielsweise für 180° Phasenunterschied.

Dieses Verfahren ist ebenfalls abwärtskompatibel zu einer Standard-Sinus- Cosinus-Schnittstelle.

Es ist grundsätzlich möglich, dass Beiwertsignale ständig mit primären Messwertsignalen übertragen werden. Die Datenrate der Beiwertsignale entspricht dann der Datenrate der primären Messwertsignale.

Es ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die primären Messwertsignale mit höherer Datenrate übertragen werden als die Beiwertsignale. Beispielsweise werden Beiwertsignale nur zu bestimmten Anlässen übertragen wie beispielsweise Inbetriebnahme des Sensorsystems, Außerbetriebnahme des Sensorsystems, Serviceabrufen des Sensorsystems usw.

Die Beiwerte, welche in den Beiwertsignalen enthalten sind, charakterisieren insbesondere eine Sicherheit oder Reserve und damit auch eine Qualität eines Messwerts, welcher in dem Messwertsignal enthalten ist. Sie charakterisieren dadurch, wie "kritisch" die Bestimmung des Messwerts war.

Solche Informationen können beispielsweise genutzt werden, wenn mehrere Sensoreinheiten 16 vorhanden sind, um für die Auswertung beziehungsweise Verwendung nur die primären Messwertsignale derjenigen Sensoreinheit einzusetzen, die den höchsten Beiwert hat. Dadurch kann beispielsweise in einem redundanten System mit mehreren Sensorgeräten beziehungsweise mit mehreren Sensoreinheiten (in einem Sensorgerät) die "beste" Messung verwendet werden.

Der dem primären Messwertsignal zugeordnete Beiwert ist ein Maß für die "Qualität" der Messung . Grundsätzlich kann über den Beiwert überwacht werden, dass die primären Messwertsignale bezüglich der Messwerte "verwend- bar" sind . Wenn beispielsweise der Beiwert eine Schwelle unterschreitet, dann kann ein Warnsignal ausgegeben werden, welches anzeigt, dass eine Zuverlässigkeitsgrenze der Messwerte unterschritten ist.

Die Beiwertsignale können bei unterschiedlichen Sensorsystemen auf unter- schiedliche Weise gewonnen werden. Die Art der Gewinnung hängt von der Messwertgewinnung ab.

Bei einem Ausführungsbeispiel (Figur 5) wird ein Messwertsignal aus einem analogen Signal 76 gewonnen, welches Nulldurchgänge aufweist, indem ein Abstand T (wie beispielsweise ein zeitlicher Abstand) zwischen zwei bestimmten Nulldurchgängen 78a und 78b ermittelt wird . Das Nutzsignal (das analoge Signal 76) weist eine bestimmte maximale Signalhöhe Umax zwischen den beiden Nulldurchgängen 78a, 78b auf. Dieses Maximum ist ein Maß für die "Sicherheit" der Messung und kann als Beiwert verwendet werden. Je kleiner Umax, umso schlechter ist beispielsweise das Signal-Rausch-Verhältnis und umso kritischer ist die Messung von T (wie beispielsweise eine Zeitmessung). Je größer Umax, umso sicherer ist die Zeitmessung T. Wenn beispielsweise Umax kleiner wird und im Rauschen verschwindet, ist keine Zeitmessung mehr möglich.

Umax kann also direkt als Beiwert verwendet werden und es lässt sich daraus das entsprechende Beiwertsignal durch die Beiwertermittlungseinheit 22 ge- nerieren.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (Figur 6) umfasst die Messwerterkennung mehrere Sensorsignale U l(s) und U2(s) (Figuren 6(a) und (b)). Das Nutzsignal U l(s) ist ein analoges Signal und das Nutzsignal U2(s) ist ein digitales Signal.

Eine Messwerterkennung beziehungsweise Gewinnung erfolgt beispielsweise dann, wenn das Nutzsignal Ul(s) einen steigenden Nulldurchgang 80 hat und gleichzeitig das Nutzsignal U2(s) auf high 82 ist. Es wird dann ein resultieren- des primäres Messwertsignal um(s) erzeugt (Figur 6(c)), welches eine fallende Flanke 84 aufweist.

Grundsätzlich ist hier die Güte des primären Messwertsignals um(s) definiert durch die Orte sl und s2 des Signals 86, welches auf high 82 steht. Wün- sehenswert ist, dass sl und s2 möglichst groß sind und einen möglichst ähnlichen Wert haben . Sie dürfen jedoch nicht so groß sein, dass sie mit weiteren steigenden Flanken von U l(s) zusammen fallen.

In den Figuren 6(d), (e) und (f) sind verschiedene Fallgestaltungen für U2(s) dargestellt. Diese Signale entsprechen dabei nicht der Situation, welche in Figur 6(a) und (b) dargestellt ist. Das Signal U2a(s) gemäß Figur 6(d) sowie das Signal U2b(s) gemäß Figur 6(e) zeigen Fälle, bei denen ein gerade noch gültiges Signal Um(s) resultiert. Bei dem Signal U2c(s) gemäß Figur 6(f) kommt dieses "zu spät" und Um(s) wird nicht mehr richtig ausgegeben.

Diese Signale U2(s) sowie U2a(s), U2b(s) und U2c(s) sind Beispiele, wie sich ein Beiwert ermitteln lässt. Diese Signale übertragen selber nicht den Beiwert. Der Beiwert könnte dann je nach benutzter Schnittstelle seriell, digital inkre- mentell, analog inkrementell usw. übertragen werden.

Ein konkretes Ausführungsbeispiel eines Sensorsystems ist ein magnetostrik- tives Wegmesssystem. Siehe dazu beispielsweise T. Burkhardt, A. Feinäugle, S. Fericean, A. Forkl, "Lineare Weg- und Abstandssensoren", Verlag Moderne Industrie, München, 2004. Beim magnetostriktiven Wegmesssystem wird die Laufzeit einer Torsionswelle, welche aufgrund eines umgekehrten magnetostriktiven Effekts erzeugt wurde, gemessen. Der Positionsgeber ist dabei ein Magnet. Ein Positionswert für die Position des Magnets wird dabei aus einem Spannungssignal abgeleitet. Die Amplitude des Spannungssignals ändert sich durch verschiedene Einflussgrößen wie beispielsweise Temperatur, den Abstand des Positionsgebers zu einem Wellenleiter, einem seitlichen Versatz des Positionsgebers zu dem Wellenleiter, der Position usw. Eine Korrektur dieser Einflussgrößen wird beispielsweise durch einen Automatic-Gain-Control

(AGC)-Schaltkreis realisiert; insbesondere wird eine adaptive Regelung angewandt. Der Beiwert kann beispielsweise aus der Amplitude des Spannungssignals gebildet werden. Ein maßgeblicher Wert wiederum lässt sich beispielsweise durch eine Verstärkungseinstellung des Automatic-Gain-Control-Schalt- kreises ermitteln. Insbesondere erfolgt die primäre Messwertgewinnung aus den Spannungssignalen wie oben anhand Figur 5 beschrieben und Umax wird eben über die Einstellung des Automatic-Gain-Control-Schaltkreises ermittelt.

Bei einem magnetisch kodierten Sensorsystem (Wegsensor mit magnetisch kodiertem Maßkörper) wird, um eine Weginformation aufzunehmen, ein Sensorkopf mit Magnetfeldsensoren berührungslos mit Abstand über einen magnetisch kodierten Maßkörper geführt. Im Sensorkopf befinden sich (mindestens) zwei Magnetfeldsensoren, die entweder die Komponente des Magnetfeldvektors in der Richtung ihrer Empfindlichkeit oder den Winkel des magnetischen Vektorfelds zur Bewegungsrichtung messen. Die Zählung von magnetischen Perioden erlaubt eine Aussage über den zurückgelegten Weg . Üblicherweise werden die Magnetfeldsensoren im Abstand einer viertel oder dreiviertel Magnetfeldperiode zueinander im Sensorkopf angeordnet. Es ergibt sich dadurch ein Phasenunterschied von 90° (beziehungsweise 270°). Üblicherweise werden die entsprechenden Magnetfeldsensoren als Sinussensor und Kosinussensor bezeichnet. Siehe dazu auch das oben zitierte Buch.

Bei einem inkrementellen Wegmesssystem mit magnetisch kodiertem Maßkörper erhält man entsprechend bis zu zwei Ausgangssignale, welche eine Position (Weginkremente) und ein Referenzsignal sind . Für beide Signale lässt sich ein Beiwert bestimmen und daraus lässt sich eine Kombination der beiden Werte übertragen.

Ein Positionssignal wird beispielsweise durch Interpolation der Sensorsignale des Sinussensors und des Kosinussensors abgeleitet. Die Amplitude verringert sich durch verschiedene Einflussgrößen wie beispielsweise den Abstand zu dem magnetisch kodierten Maßkörper, einem seitlichen Versatz, der Temperatur usw. Aus der Amplitude beziehungsweise der Phase lässt sich der Beiwert bestimmen.

Bei einem Referenzpuls (Referenzsignal) wird dieser aus zwei Magnetsensoren bestimmt. Diese Magnetsensoren haben einen definierten Abstand . Durch Winkeländerung ändert sich die Phase zwischen den Magnetsensoren. Die Auswertung wird kritischer. Das Referenzsignal ist auch noch winkelabhängig. Über die Nutzsignale gemäß Figur 6(a) und (b) lässt sich das entsprechende Referenzsignal gemäß Figur 6(c) gewinnen mit der oben erwähnten Möglich- keit für die Beiwertgewinnung.

Ein magnetisch kodiertes Wegmesssystem kann grundsätzlich auch eine absolute Position bestimmen, wenn es entsprechend ausgebildet ist. Insbeson- dere sind mehrere Magnetsensoren vorhanden. Beispielsweise durch Verdrehen eines Sensorkopfs relativ zu dem Maßkörper ändern sich die mechanischen Verhältnisse und die absolute Positionsbestimmung wird kritischer. Auch Temperatur, Abstand, seitlicher Versatz usw. haben einen Einfluss. Aus den entsprechenden Signalen der Magnetfeldsensoren lässt sich auch hier der Beiwert ableiten, wobei wiederum auf die Ausführungen bezüglich Figur 6 Bezug genommen wird.

Bei einem Ausführungsbeispiel werden Magnetfelder eines Maßkörpers mit Hilfe von mehreren Sensoren (beispielsweise 2 * 15) gemessen. Bei einer Bewegung einer Sensoreinheit mit diesen Sensoren ändern sich die für die Sensoren sichtbaren Magnetfelder. Bei einer Magnetfeldänderung muss der entsprechende Sensor, welcher diese Magnetfeldänderung sieht, schalten. Das Schalten der Sensoren sollte dabei möglichst gleichzeitig erfolgen und auch möglichst in der Mitte eines Bereichs liegen, in dem das Schalten eines

Sensors erlaubt ist. Die Gleichzeitigkeit und die Mittigkeit für das Schalten der Sensoren in einer entsprechenden Sensoreinheit ist ein Maß für die Qualität des (primären) Messsignals. Bei zu hohem Abstand oder falscher Positionierung beziehungsweise Orientierung eines Sensorkopfs mit einer solchen Sensoreinheit relativ zu dem Maßkörper nimmt die Mittigkeit beziehungsweise Gleichzeitigkeit ab und die Signalerzeugung wird kritischer. Durch das oben beschriebene Verfahren lässt sich der Beiwert für Mittigkeit und Gleichzeitigkeit bestimmen.

Erfindungsgemäß wird ein Messsignal bereitgestellt, welches ein primäres Messwertsignal enthält, welches die Messwerte enthält. Das Messsignal um- fasst ferner ein Beiwertsignal, welches die Gewinnung der Messwerte charakterisiert und insbesondere deren Sicherheit beziehungsweise Reserve charakterisiert. Bei einem Ausführungsbeispiel werden Beiwertsignale den primären Messwertsignalen angehängt beziehungsweise überlagert. Es ergibt sich ein entsprechender Signalzug. Bei entsprechender Ausbildung dieses Signals kann durch eine übergeordnete Steuerung entschieden werden, ob das Beiwertsignal genutzt wird oder nicht.

Das Beiwertsignal lässt sich durch ein entsprechendes Diagnosetool in dem Steuergerät 28 auswerten. Gegebenenfalls ist eine Justierung des Sensor- geräts 12 möglich, wenn beispielsweise der Beiwert zu gering ist beziehungsweise wird .

Es ist beispielsweise auch möglich, dass sich der Beiwert an bestimmten Positionen oder Messbereichen ändert. Solch eine Änderung kann während des Betriebs (beispielsweise nach einem Crash oder einem Serviceeinsatz) auftreten, wenn sich relevante Eigenschaften wie beispielsweise ein Luftspalt ändern. Durch eine regelmäßige Bestimmung des Beiwerts können solche Effekte frühzeitig erkannt werden und entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Grundsätzlich können Beiwerte bei Sensorsystemen für die Weg- und Abstandsmessung vorteilhaft gewonnen und übertragen werden. Grundsätzlich ist aber eine Beiwertgewinnung und Übertragung bei jedem Sensorsystem möglich.

Bezugszeichenliste Sensorsystem

Sensorgerät

Ausgang

Sensoreinheit

Gehäuse

Wandlereinheit

Beiwertermittlungseinheit

Verstärker

Schnittstelle

Steuergerät

Schnittstelle

Auswertungseinheit

Erster Anschluss

Zweiter Anschluss

Leitung

Beiwertsignal

Messwertsignal

Messwert-Datenbit

Errorbit

Warnbit

Clockimpuls

Datenbit

Datum

Errorbit

Warnbit

Startbit

CDS CRC über Datenbits

Datum

CRC über Datenbits, CRC der Datenbits und Beiwert Signal

Signal

Inkrementsignal

Analoges Signal

a Nulldurchgang

b Nulldurchgang

Nulldurchgang

High

Flanke

Signal

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