DE4241822C2 - Circuit arrangement for error detection when evaluating sensor signals - Google Patents

Circuit arrangement for error detection when evaluating sensor signals

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Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur Fehlerer­ kennung bei der Auswertung von Sensorsignalen nach dem Oberbe­ griff der Patent­ ansprüche 1 und 2.The invention is based on a circuit arrangement for errors identification when evaluating sensor signals according to the Oberbe attacked the patent claims 1 and 2.

Es ist bekannt, physikalische Größen, beispielsweise einen Druck mit Hilfe von Widerständen deren Widerstandswert sich unter Druckeinwir­ kung verändert, zu messen. Dabei werden diese Widerstände üblicher­ weise als Brückenschaltung zwischen die Versorgungsspannung und Mas­ se geschaltet. Wird auf wenigstens einen dieser Widerstände ein Druck ausgeübt, ändert sich die Brückenspannung, die abgegriffen wird und in einer nachgeschalteten Verstärkerschaltung auf auswert­ bare Werte verstärkt wird. Das Ausgangssignal der Verstärkerschal­ tung ist damit direkt druckabhängig.It is known to use physical quantities, for example a print With the help of resistors whose resistance value acts under pressure kung changed to measure. These resistances are becoming more common as a bridge circuit between the supply voltage and Mas se switched. Will respond to at least one of these resistors When pressure is applied, the bridge voltage changes, which tapped is evaluated in a downstream amplifier circuit value is reinforced. The output signal of the amplifier scarf tion is therefore directly dependent on pressure.

Eine solche Anordnung zur Druckmessung ist aus der nicht vorver­ öffentlichten DE 41 22 434 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung sind außerdem Maßnahmen vorgesehen, die den Sensor bei Auftreten einer Überspannung auf der Versorgungsleitung oder bei Verpolung schützen.Such an arrangement for pressure measurement is not from the previous public DE 41 22 434 A1 known. In this known arrangement are measures are also provided that the sensor when a Protect overvoltage on the supply line or reverse polarity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die eine sichere Fehlererkennung bei der Auswertung von Sensorsignalen gestattet.The invention has for its object a circuit arrangement specify which is a reliable error detection permitted when evaluating sensor signals.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung bei der Auswertung von Sensorsignalen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 2 hat gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Schaltungsan­ ordnung den Vorteil, daß eine zuverlässige Fehlererkennung möglich ist, wobei solche Fehler sowohl Kurzschlüsse als auch Unterbrechun­ gen der signalführenden Leitung umfassen können.A circuit arrangement according to the invention for error detection in the Evaluation of sensor signals with the features of claim 1 or 2 has compared to the circuit known from the prior art order the advantage that reliable error detection possible such faults are both short circuits and interruptions can include the signal-carrying line.

Erzielt wird dieser Vorteil in dem das Sensorausgangssignal schal­ tungsmäßig auf einen durch einen oberen und einen unteren Grenzwert vorgebbaren Bereich beschränkt wird, der auch bei einer Signalübersteuerung nicht verlassen werden kann. Ein weiterer, an den oberen Grenzwert anschließender, oberer Bereich und ein weiterer, an den unteren Grenzwert anschließender, unterer Bereich oder von diesen noch weiter getrennte Bereiche dienen als Fehlererkennungs­ bereiche zur Fehlererkennung. Ein Fehler wird dann erkannt, wenn das Ausgangssignal des Sensors in einen dieser Fehlererkennungsbereiche fällt.This advantage is achieved by stale the sensor output signal in terms of its ability to be specified by an upper and a lower limit Area is limited, too cannot be exited in the event of signal overload. Another, upper range adjoining the upper limit value and a further, lower range following the lower limit or areas further separated from these serve as error detection areas for error detection. A mistake will then detected when the output signal of the sensor in one of these error detection areas falls.

Besonders vorteilhaft ist eine Beschaltung derart, daß das Ausgangs­ signal des Sensors mit Anwachsen der zu messenden physikalischen Eingangsgröße kleiner wird. Es kann damit ohne zusätzlichen Aufwand, allein mit den ohnehin vorhandenen Gegebenheiten ein schaltungsbedingter elektrischer Grenzwert, der nicht unterschritten werden kann, zur Begrenzung des unteren Fehlerbereiches definiert werden. Kurze Über­ steuerungen lösen dabei keine irrtümliche Fehlerreaktion aus.Wiring such that the output is particularly advantageous signal from the sensor with an increase in the physical to be measured Input size becomes smaller. It can do so without additional effort, alone with the existing conditions a circuit-related electrical limit, which cannot be fallen below, for Limitation of the lower error range can be defined. Brief about controls do not trigger an erroneous error reaction.

Durch Erzeugung eines geeigneten Offsets wird die der physikalischen Eingangsgröße umgekehrt proportionale Signalkennlinie so verschoben, daß der oberhalb des durch den Offset als Grenzwert definierte Bereich als Fehlererkennungs­ bereich ausgenutzt werden kann.By generating a suitable offset, the physical Input variable, inversely proportional signal characteristic, shifted so  that the area above the area defined by the offset as the limit value is used as error detection area can be exploited.

Die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen sind so ausgelegt, daß der obere und der untere Fehlererkennungsbereich durch Schaffung von zwei elektrischen Spannungsbereichen, die auch nicht durch Signalübersteuerung erreicht werden können, realisiert wird, so daß eine Fehlererken­ nung bei einem analogen Ausgangssignal des Sensors eindeutig bewirkt wird.The circuit arrangements according to the invention are designed so that the upper and the lower fault detection area by creating two electrical ones Voltage ranges that are also not due to signal overload can be achieved, is realized so that an error detection with an analog output signal from the sensor.

Zeichnungdrawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigtTwo embodiments of the invention are shown in the drawing represents and are explained in more detail in the following description. It shows

Fig. 1 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung bei der Auswertung von Sensorsignalen, Fig. 1 shows a first preferred embodiment of a circuit arrangement for detecting faults in the evaluation of sensor signals,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung und Fig. 2 shows a circuit arrangement and

Fig. 3a, 3b und 3c die zugehörigen Signalver­ läufe und Fehlererkennungsbereiche.Runs Fig. 3a, 3b and 3c, the associated Signalver and error detection fields.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Bei dem in Fig. 1 angegebenen Ausführungsbeispiel ist das Sensor­ element mit 10 bezeichnet, es ist beispielsweise eine Hallelement, welches zum Abgriff eines Magnetfeldes dient. Das Sensorelement 10 ist zwischen eine Versorgungsspannung UV und einen Operationsverstärker 11 ge­ schaltet, die Ausgangsspannung dieses Verstärkers 11 wird mit Hilfe einer mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 11 in Verbindung stehenden Serien­ schaltung eines Widerstandes 12 und einer Zenerdiode 13 sowie eines parallel dazu liegenden veränderbaren Widerstandes 14, dessen Mit­ tenabgriff mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 11 verbunden ist, ein­ gestellt.In the embodiment shown in Fig. 1, the sensor element is designated 10 , it is for example a Hall element, which is used to tap a magnetic field. The sensor element 10 is switched between a supply voltage UV and an operational amplifier 11 , the output voltage of this amplifier 11 is connected by means of a series circuit of a resistor 12 and a Zener diode 13 and a variable resistor lying in parallel with the inverting input of the operational amplifier 11 14 , whose tenabgriff is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 11 , a.

Das Ausgangssignal des Sensorelementes 10 wird über zwei temperatur­ abhängige Widerstände 14, 15 einem weiteren Operationsverstärker 16 zugeführt. Dieser Operationsverstärker 16 liegt über eine Diode 17 an der Versorgungsspannung UV, sein Ausgang ist über einen Kondensator 18 auf den invertierenden Eingang des Operationssverstärkers 16 rückgekoppelt. Der nichtinvertierende Eingang des Operationssverstärkers 16 ist über einen Kon­ densator 19 auf Masse geführt, zwischen dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 16 und Masse liegt ein Kondensator 20. The output signal of the sensor element 10 is fed to a further operational amplifier 16 via two temperature-dependent resistors 14 , 15 . This operational amplifier 16 is connected to the supply voltage UV via a diode 17 , its output is fed back via a capacitor 18 to the inverting input of the operational amplifier 16 . The non-inverting input of the operational amplifier 16 is grounded via a capacitor 19 , a capacitor 20 is located between the inverting input of the operational amplifier 16 and ground.

Ein veränderbarer Widerstand 21 liegt zwischen der Versorgungsspan­ nung UV und Masse. Sein Mittenabgriff ist mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 16 verbunden und über einen weiteren verän­ derbaren Widerstand 22 mit dem Ausgang A der Schaltungsanordnung, an dem das Ausgangssignal UA abgenommen werden kann.A variable resistor 21 is between the supply voltage UV and ground. Its center tap is connected to the inverting input of the operational amplifier 16 and, via a further changeable resistor 22, to the output A of the circuit arrangement, at which the output signal UA can be obtained.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 16 ist über einen veränderbaren Widerstand 23 mit einem Spannungsteiler, der die veränderbaren Widerstände 24 und 25 umfaßt und zwi­ schen der Versorgungsspannung UV und Masse liegt, verbunden. Dabei ist der gemeinsame Anschluß der drei veränderbaren Widerstände 23, 24 und 25 ebenfalls mit dem Ausgang A der Schaltungsanordnung verbunden.The output of the operational amplifier 16 is connected via a variable resistor 23 to a voltage divider which comprises the variable resistors 24 and 25 and is between the supply voltage UV and ground. The common connection of the three variable resistors 23 , 24 and 25 is also connected to the output A of the circuit arrangement.

Zwischen der Versorgungsspannung UV und Masse liegt ein Kondensator 26, ein weiterer Kondensator 27 liegt zwischen der Versorgungsspannung UV und Fz. Masse. Ein weiterer Kondensator 28 liegt zwischen dem Signal­ ausgang A der Schaltungsanordnung und Fz. Masse (Fahrzeug-Masse), und ein Kondensator 29 liegt zwischen dem An­ schluß El. Masse (Elektronik-Masse), und dem Anschluß Fz. Masse (Fahrzeug-Masse).A capacitor 26 is located between the supply voltage UV and ground, a further capacitor 27 is located between the supply voltage UV and vehicle ground. Another capacitor 28 is between the signal output A of the circuit arrangement and Fz. Ground (vehicle ground), and a capacitor 29 is between the circuit on El. Ground (electronics ground), and the connection vehicle mass (vehicle ground).

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 darge­ stellt. Dabei besteht der Sensor 10, der beispielsweise ein Drucksensor ist, aus einer Brückenschaltung mit den Widerständen 30, 31, 32, 33, wobei sie mit ihrer Versorgungsdiagonalen über einen temperaturabhängigen Widerstand 34 an die Versorgungsspannung UV angeschlossen sind, während die andere Seite der Versorgungs­ diagonalen mit Masse verbunden ist.Another embodiment is shown in Fig. 2 Darge. The sensor 10 , which is, for example, a pressure sensor, consists of a bridge circuit with the resistors 30 , 31 , 32 , 33 , their diagonals being connected to the supply voltage UV via a temperature-dependent resistor 34 , while the other side of the supply diagonals is connected to ground.

Dabei ist der Widerstandswert wenigstens eines, vorzugsweise aller Widerstände 31 bis 34 von der Meßgröße, also in diesem Fall vom zu bestimmenden Druck abhängig, die Ausgangsspannung des Sensorelementes 10 ist mit Uan bezeichnet. The resistance value of at least one, preferably all, of resistors 31 to 34 is dependent on the measured variable, that is to say in this case on the pressure to be determined, the output voltage of sensor element 10 is denoted by Uan.

Die andere Diagonale der Brückenschaltung ist über einen Widerstand 35 an den nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 36 und über den Widerstand 37 an den invertierenden Eingang des Opera­ tionsverstärkers 36 angeschlossen. Der Operationsverstärker 36 ist über seinen Versorgungsanschluß und einen Widerstand 38 an die Ver­ sorgungsspannung UV gelegt, weiterhin ist er mit Masse verbunden.The other diagonal of the bridge circuit is connected via a resistor 35 to the non-inverting input of an operational amplifier 36 and via the resistor 37 to the inverting input of the operational amplifier 36 . The operational amplifier 36 is connected to the supply voltage UV via its supply connection and a resistor 38 , and it is also connected to ground.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 36 ist über einen Widerstand 38 und einen Kondensator 39 mit dem invertierenden Eingang verbun­ den. Weiterhin ist die Parallelschaltung eines Kondensators 40 und zweier Widerstände 41, 42 zwischen dem invertierenden Eingang und Masse vorhanden.The output of the operational amplifier 36 is connected via a resistor 38 and a capacitor 39 to the inverting input. Furthermore, a capacitor 40 and two resistors 41 , 42 are connected in parallel between the inverting input and ground.

Zwischen der Versorgungsspannung UV und Masse sowie dem Versorgungsan­ schluß des Operationsverstärkers 36 liegt der Widerstand 38, in Serie zu diesem ist eine Zenerdiode 43 geschaltet, zu der ein Kondensator 44 parallel liegt.Between the supply voltage UV and ground and the supply circuit of the operational amplifier 36 is the resistor 38 , in series with this a Zener diode 43 is connected to which a capacitor 44 is connected in parallel.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 36 ist über einen Widerstand 45 mit einem Stromspiegel, der aus den Transistoren 46 und 47 be­ steht, verbunden. Der Emitter des Transistors 46 des Stromspiegels führt über einen Widerstand 48 auf Masse, der Emitter des Transi­ stors 47 des Stromspiegels führt über einen Widerstand 49 auf Masse und der Kollektor des Transistors 47 ist sowohl mit dem Signalaus­ gang A der Schaltungsanordnung als auch über einen Widerstand 50 mit der Versorgungsspannung UV verbunden.The output of the operational amplifier 36 is connected via a resistor 45 to a current mirror consisting of the transistors 46 and 47 be. The emitter of the transistor 46 of the current mirror via a resistor 48 to ground, the emitter of the transi stors 47 of the current mirror via a resistor 49 to ground and the collector of the transistor 47 with both the Signalaus gear A of the circuit arrangement and via a resistor 50 connected to the supply voltage UV.

Parallel zum Widerstand 50 liegt ein Kondensator 51. In der Verbin­ dung zwischen dem Ausgang A der Schaltungsanordnung und dem Widerstand 50 sowie dem Kollek­ tor des Transistors 47 liegen noch Widerstände 52 und 53, die als Serienschaltung mit dem nichtinvertierenden Eingang des Opera­ tionsverstärkers 36 verbunden sind. Ein Kondensator 54 liegt zwi­ schen dem Ausgang A der Schaltungsanordnung und dem Anschluß GND. Zwischen den Anschluß GND und Masse liegt ein Kondensator 55.A capacitor 51 is connected in parallel with the resistor 50 . In the connec tion between the output A of the circuit arrangement and the resistor 50 and the collector gate of the transistor 47 are still resistors 52 and 53 , which are connected as a series circuit to the non-inverting input of the operational amplifier 36 . A capacitor 54 is located between the output A of the circuit arrangement and the connection GND. A capacitor 55 is located between the GND terminal and ground.

Die zum Sensor 10 gehörende Schaltungsanordnung besteht, wie in Fig. 2 gezeigt, aus einem einzigen Hybrid, dessen Anschlüsse der Versorgungsanschluß UV, der Ausgang A sowie der Masseanschluß GND über Kabel oder einen Ka­ belbaum beispielsweise mit einem als Auswerteschaltung dienenden Steuergerät 56 in einem Kraftfahr­ zeug verbunden werden können. Dabei liegt ein Pull-up-Widerstand 57 zwischen dem Versorgungsanschluß UV und dem mit dem Ausgang A der Schaltungsanordnung verbind­ baren Anschluß. Dieser Anschluß führt zu einem Analog/Digitalwandler 58, dessen digitales Ausgangssignal als Sensorausgangssignal im Steuergerät 56 bzw. einer sonstigen Auswerteschaltung weiterverwertet wird.The circuit arrangement belonging to the sensor 10 , as shown in FIG. 2, consists of a single hybrid, the connections of which are the supply connection UV, the output A and the ground connection GND via cable or a cable harness, for example with a control unit 56 serving as an evaluation circuit in a motor vehicle stuff can be connected. A pull-up resistor 57 is located between the supply connection UV and the connection which can be connected to the output A of the circuit arrangement. This connection leads to an analog / digital converter 58 , the digital output signal of which is further processed as a sensor output signal in the control unit 56 or another evaluation circuit.

Durch Schaffung eines Offsets von beispielsweise 0,5 V, der gleichzeitig der untere Grenzwert des Bereichs ist, auf den das Sensor­ ausgangssignal beschränkt ist, wird bei einer Kennlinie, die einer physikalischen Eingangsgröße proportional ist, ein Bereich I geschaffen, der zwischen 0 und 0,5 V liegt und vom Signal nicht erreicht werden kann. Dieser Bereich kann als unterer Fehlererkennungsbereich benutzt werden.By creating an offset of, for example, 0.5 V, which is also the lower limit of the range to which the sensor output signal is limited, at a characteristic curve that is proportional to a physical input variable is created, a range I, which is between 0 and 0.5 V and from Signal cannot be reached. This area can be used as the bottom Error detection area can be used.

Ein zweiter solcher Fehlererkennungsbereich II liegt zwischen bei­ spielsweise 4,5 und 5 V. Er wird durch Begrenzung der elektrisch-ge­ wandelten physikalischen Größe auf 4,5 Volt erreicht. Der Wert 4,5 V ist gleichzeitig der obere Grenzwert des Bereichs, auf den das Sensorausgangssignal beschränkt ist. Die obere Grenze des Fehlererkennungsbereichs II ist durch die Versorgungsspannung UV bedingt. A second such error detection area II is included for example 4.5 and 5 V. It is limited by the electrical ge converted physical size reached 4.5 volts. The 4.5 V value is also the upper limit of the range which the sensor output signal is limited. The upper The limit of error detection range II is determined by the supply voltage UV.  

In Fig. 3a, in der das Ausgangssignal des Sensors 10 als Ausgangsspannung UA über der zu messenden Größe, beispielsweise dem Druck p aufgetragen ist, sind die beiden Bereiche I, II eingetragen, die sich jeweils an den vorgegebenen Bereich, auf den das Sensorausgangs­ signal beschränkt ist, anschließen.In Fig. 3a, in which the output signal of the sensor 10 is plotted as the output voltage UA over the quantity to be measured, for example the pressure p, the two areas I, II are entered, each corresponding to the predetermined area to which the sensor output signal is limited, connect.

Mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird definiert der positive Aussteuerbereich begrenzt. Dabei wird der Operationsverstärker 16 mit offenem Kollektor über das variable Widerstandsnetzwerk 23, 24 und 25 betrieben. Der aus den Widerständen 23 und 24 gebildete Spannungsteiler sorgt bei stromlosem, offenem Kollektor des Operationsverstärkers 16 für den oberen Grenzwert des Ausgangssignales des Sensors 10. Der untere Grenzwert für das Ausgangssignal des Sensors 10 wird mit Hilfe des Spannungsteilers 23 und 24 sowie mit dem Widerstand 25 erzielt. Dieses Widerstands­ netzwerk (23, 24, 25) sorgt bei maximalem Kollektorstrom für den unteren Grenzwert.With the circuit arrangement according to FIG. 1, the positive modulation range is limited. The operational amplifier 16 is operated with an open collector via the variable resistor network 23 , 24 and 25 . The voltage divider formed from the resistors 23 and 24 provides for the upper limit value of the output signal of the sensor 10 when the collector of the operational amplifier 16 is open and de-energized. The lower limit value for the output signal of the sensor 10 is achieved with the aid of the voltage divider 23 and 24 and with the resistor 25 . This resistance network ( 23 , 24 , 25 ) ensures the lower limit value at maximum collector current.

Die entsprechende Kennlinie ist in Fig. 3a oder 3b dargestellt. Dabei ist zu erkennen, daß die Ausgangsspannung UA bei zunehmender Meßgröße, also entweder dem Druck oder der Beschleunigung oder ähn­ lichem gleichfalls ansteigt. Oberhalb und unterhalb der Kennlinie sind die Berei­ che II und I definiert, in die die Kennlinie nicht fallen darf.The corresponding characteristic is shown in Fig. 3a or 3b. It can be seen that the output voltage UA also increases with increasing measured variable, that is, either the pressure or the acceleration or the like. Areas II and I are defined above and below the characteristic curve, into which the characteristic curve must not fall.

Werden die Bereiche I und II so festgelegt wie in Fig. 3b ange­ geben, ist also zwischen dem oberen und unteren Grenzwert der Meßgröße und dem benachbarten Feh­ lererkennungsbereich jeweils ein weiterer Bereich vorgesehen, so daß die Fehlererkennungsbe­ reiche zwischen z. B. 0 V und 0,3 V und zwischen 4,7 und 5,0 V lie­ gen, läßt sich eine noch zuverlässigere Fehlererkennung durchführen.If the areas I and II are set as shown in FIG. 3b, another area is provided between the upper and lower limit of the measured variable and the adjacent error detection area, so that the error detection ranges between z. B. 0 V and 0.3 V and between 4.7 and 5.0 V lie conditions, an even more reliable error detection can be carried out.

Die Fehlererkennung ist durch Vergleich der Sensorspannung mit einem oberen und einem unteren Grenzwert möglich, wobei das Überschreiten des oberen Grenzwertes und das Unterschreiten des unteren Grenzwer­ tes eine Fehlererkennung auslöst. Der Vergleich findet dabei nach Umsetzung des in der Schaltungsanordnung aufbereiteten Ausgangssignals des Sensors 10 durch einen A/D-Wandler 58 in einer Auswerteeinrichtung, z. B. in einem Steuergerät 56 statt. Ein Fehler kann angezeigt werden oder in einem Fehlerspeicher fest­ gehalten werden.The error detection is possible by comparing the sensor voltage with an upper and a lower limit value, whereby exceeding the upper limit value and falling below the lower limit value triggers an error detection. The comparison takes place after conversion of the output signal of the sensor 10 processed in the circuit arrangement by an A / D converter 58 in an evaluation device, e.g. B. in a control unit 56 instead. An error can be displayed or saved in an error memory.

Die in Fig. 3c aufgezeigte invertierte Kennlinie, bei der das Ausgangssignal des Sensors 10 umgekehrt proportional zur Meßgröße ist, ergibt sich mit einer Schaltungsanordnung nach Fig. 2. Fig. 3c gibt insbesondere die von selbst wirkende Beschränkung im unteren Signalbereich wieder. Wegen dieser Beschrän­ kung können auch kurze Übersteuerungen, beispielsweise kurze Druck­ spitzen beim Drucksensor 10 nicht dazu führen, daß das Ausgangssignal des Drucksensors 10 in den Fehlererkennungsbereich I gelangt und so zu einer irrtümlichen Fehler­ erkennung führt.The inverted characteristic curve shown in FIG. 3c, in which the output signal of the sensor 10 is inversely proportional to the measured variable, results with a circuit arrangement according to FIG. 2. FIG. 3c in particular shows the self-acting limitation in the lower signal range. Because of this restriction, short overrides, for example short pressure peaks in the pressure sensor 10, cannot lead to the output signal of the pressure sensor 10 reaching the error detection area I and thus leading to an erroneous error detection.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 wird die aus den vier Widerständen 30, 31, 32, 33 bestehende Brückenschaltung von der Meßgröße aktiv der­ art verstimmt, daß die Widerstände 30 und 33 vergrößert und die Widerstände 31 und 32 verringert werden. Das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung liegt dann bei fehlendem Ausgangssignal des Sensors auf dem durch den Offset bestimmten oberen Grenzwert. Bei einer Beaufschlagung mit einem Sensorausgangssignal wird die Ausgangsspannung kleiner, bis sie bei weiterer Erhöhung der Meßgröße widerstandsbedingt durch das aus den Widerständen 49, 50, 57 bestehende Widerstandsnetzwerk, wobei der Widerstand 50 und der Pull-up-Widerstand 57 parallel geschaltet sind, an den unteren Grenzwert gelangt.In the circuit arrangement according to FIG. 2, the bridge circuit consisting of the four resistors 30 , 31 , 32 , 33 is actively detuned by the measured variable in such a way that the resistors 30 and 33 are enlarged and the resistors 31 and 32 are reduced. In the absence of an output signal from the sensor, the output signal of the circuit arrangement is then at the upper limit value determined by the offset. When a sensor output signal is applied, the output voltage becomes lower until it increases due to the resistance due to the resistance network consisting of the resistors 49 , 50 , 57 , the resistor 50 and the pull-up resistor 57 being connected in parallel to the reaches the lower limit.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung bei der Auswertung von Sensorsignalen, mit einem Sensor, dessen Ausgangssignal in der Schal­ tungsanordnung aufbereitet wird, wobei die Schaltungsanordnung mindestens einen Operationsverstärker sowie Mittel umfaßt, die die Sensorsignale elektrisch auf einen durch einen oberen und einen unteren Grenzwert vorgebbaren Bereich beschränken und ein weiterer, an den oberen Grenzwert anschließender (II) und ein weiterer, an den unteren Grenzwert anschließender unterer Bereich (I) festgelegt wird, die das Sensorsignal bei fehlerlosem Zustand des Sensors nicht erreichen kann und in ein mit der Schaltungsanordnung verbundenen Auswerteschaltung immer dann, wenn das auf­ bereitete Signal in den oberen oder unteren Bereich (II, I) fällt, ein Feh­ ler erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Operationsverstärker (16) mit offenem Kollektor betrieben wird, dem ein Widerstandsnetzwerk (23, 24, 25) mit mindestens drei einstellbaren Widerständen (23, 24, 25) zugeordnet ist, so daß bei stromlos offenem Kollektor des Operationsverstärkers (16) durch die beiden zwischen den Operationsverstärker (16) und die Versorgungsspannung (UV) geschalteten, einstellbaren Widerstände (23, 24) eine Begren­ zung des Sensorsignals bei fehlerlosem Zustand auf den oberen Grenzwert und bei maximalem Kollektorstrom des Operationsverstärkers (16) durch die mindestens drei einstellbaren Widerstände (23, 24, 25) des Widerstands­ netzwerks (23, 24, 25) eine Begrenzung des Sensorsignals bei fehlerlosem Zustand auf den unteren Grenzwert erfolgt. 1. Circuit arrangement for error detection in the evaluation of sensor signals, with a sensor whose output signal is processed in the circuit arrangement, the circuit arrangement comprising at least one operational amplifier and means which electrically limit the sensor signals to a range which can be predetermined by an upper and a lower limit value and a further region (I) adjoining the upper limit value and a further lower region (I) adjoining the lower limit value is defined, which the sensor signal cannot reach when the sensor is in an error-free state, and always in an evaluation circuit connected to the circuit arrangement , if the signal falls into the upper or lower range (II, I), an error is detected, characterized in that the at least one operational amplifier ( 16 ) is operated with an open collector, to which a resistor network ( 23 , 24 , 25 ) adjustable with at least three en resistors ( 23 , 24 , 25 ) is assigned so that when the collector of the operational amplifier ( 16 ) is open when de-energized, the adjustable resistors ( 23 , 24 ) connected between the operational amplifier ( 16 ) and the supply voltage (UV) limit a limitation of the sensor signal in the faultless state to the upper limit value and at the maximum collector current of the operational amplifier ( 16 ) by the at least three adjustable resistors ( 23 , 24 , 25 ) of the resistor network ( 23 , 24 , 25 ) a limitation of the sensor signal in the faultless state to lower limit. 2. Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung bei der Auswertung von Sensorsignalen, mit einem Sensor, dessen Ausgangssignal in der Schal­ tungsanordnung aufbereitet wird, wobei die Schaltungsanordnung mindestens einen Operationsverstärker sowie Mittel umfaßt, die die Sensorsignale elektrisch auf einen durch einen oberen und einen unteren Grenzwert vorgebbaren Bereich beschränken und ein weiterer, an den oberen Grenzwert anschließender oberer (II) und ein weiterer, an den unteren Grenzwert anschließender unterer Bereich (I) festgelegt wird, die das Sensorsignal bei fehlerlosem Zustand des Sensors nicht erreichen kann und in ein mit der Schaltungsanordnung verbundenen Auswerteschaltung immer dann, wenn das auf­ bereitete Signal in den oberen oder unteren Bereich (II, I) fällt, ein Feh­ ler erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem mindestens einen Operationsverstärker (36) das Ausgangssignal des Sen­ sors (10) zugeführt wird, der Ausgang des mindestens einen Operationsverstärkers (36) über eine Stromspiegelschaltung mit Widerstandsnetzwerk (45-50) mit einer Ausgangsklemme (A) der Schaltungsanordnung verbunden ist und die Dimensionierung der Stromspiegelschal­ tung mit Widerstandsnetzwerk (45-50) so erfolgt, daß deren Ausgangssignal bei fehlendem Ausgangssignal des Sensors (10) den durch ein Offset bestimm­ ten oberen Grenzwert annimmt und bei einer Beaufschlagung mit dem Sensorsignal durch die Kombination zweier einstell­ barer Widerstände (49, 50) des Widerstandsnetzwerkes (45, 48-50) mit einem Pull-up-Widerstand (57) die Ausgangsspan­ nung so weit verringert wird, bis sie bei weiterer Zunahme des Sensorsignals den unteren Grenzwert annimmt. 2. Circuit arrangement for error detection in the evaluation of sensor signals, with a sensor whose output signal is processed in the circuit arrangement, the circuit arrangement comprising at least one operational amplifier and means which electrically limit the sensor signals to a range which can be predetermined by an upper and a lower limit value and a further upper range (II) adjoining the upper limit value and a further lower range (I) adjoining the lower limit value are defined, which the sensor signal cannot reach when the sensor is in an error-free state and always in an evaluation circuit connected to the circuit arrangement then, when the prepared signal falls in the upper or lower range (II, I), an error is detected, characterized in that the output signal of the sensor ( 10 ) is fed to the at least one operational amplifier ( 36 ), the output of the at least one operational amplifier kers ( 36 ) via a current mirror circuit with a resistor network ( 45-50 ) is connected to an output terminal (A) of the circuit arrangement and the dimensioning of the current mirror circuit with a resistor network ( 45-50 ) takes place in such a way that the output signal thereof when the sensor does not have an output signal ( 10 ) assumes the upper limit determined by an offset and, when subjected to the sensor signal by combining two adjustable resistors ( 49 , 50 ) of the resistor network ( 45 , 48-50 ) with a pull-up resistor ( 57 ), the output span voltage is reduced until it assumes the lower limit value as the sensor signal increases further. 3. Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung bei der Auswertung von Sensorsignalen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung ein Steuergerät (56) ist, dem das in der Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung aufbereitete Sensorsignal über einen Analog-/Digital-Wandler (58) zugeführt wird.3. Circuit arrangement for error detection in the evaluation of sensor signals according to claim 1 or 2, characterized in that the evaluation circuit is a control unit ( 56 ) to which the sensor signal prepared in the circuit arrangement for error detection is fed via an analog / digital converter ( 58 ) becomes. 4. Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung bei der Auswertung von Sensor­ signalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) eine Brückenschaltung aus druckabhängigen Widerständen (30-33) ist, daß bei einer Druckerhöhung der Widerstandswert zweier Widerstände der Brückenschaltung (30-33) erhöht und der Widerstandswert der beiden anderen Widerstände (31, 32) der Brückenschaltung (30-33) verringert wird.4. Circuit arrangement for error detection in the evaluation of sensor signals according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 10 ) is a bridge circuit made of pressure-dependent resistors ( 30-33 ) that when the pressure increases, the resistance value of two resistors of the bridge circuit ( 30 -33 ) is increased and the resistance value of the two other resistors ( 31 , 32 ) of the bridge circuit ( 30-33 ) is reduced. 5. Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung bei der Auswertung von Sensorsignalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) ein Beschleunigungssensor ist.5. Circuit arrangement for error detection in the evaluation of sensor signals according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 10 ) is an acceleration sensor.
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