用于在安全關鍵的應用范疇中監測DSP的電路裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種在安全關鍵的應用范疇中通過傳感器觸發的包括DSP的控制和/或顯示系統的電路裝置和一種用于監測DSP的方法，其中，使傳遞給DSP的定位和/或位置信號關于其信息量減少，將減少后的信息量輸入給定位和位置計算級并且檢驗由DSP測定的單義的定位和/或位置是否在精度和/或多義性的范疇中包含在由定位和位置計算電路確定的不精確和/或多義的定位和/或位置中，并且在檢驗結果為否定時發出傳感器錯誤信號。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種在安全關鍵的應用范疇中傳感器觸發的控制和/或顯示系統的、包括數字信號處理器(DSP)的電路裝置以及一種用于在安全關鍵的應用范疇中監測DSP的方法，其中，DSP由定位和/或位置傳感器的定位和/或位置信號測定物體的當前定位和/或位置。
技術介紹
數字信號處理器和其應用可能性是眾所周知的。也已知這種DSP可用于定位和位置傳感器的定位和位置信號的信號處理范疇中，在此可以以較少的研發費用研制出復雜的系統和電路裝置。由于集成電路非常復雜并且電路圖通常不向公眾公開，這些電路通常不能被充分分析和充分測試。但對于安全關鍵的應用而言，這些是這種電路應用的基本前提。至少必須能夠通過冗余且獨立研發的第二電路檢測電路中可能出現的錯誤。原則上可使用來自兩個彼此獨立的源的DSP并且通過比較這兩個DSP發出的信號來檢測錯誤，但這幾乎使制造成本翻倍，因而對于廉價的電路裝置而言不存在這種可能性。
技術實現思路
因此，本專利技術的任務是找到一種將這種DSP研發簡單的優勢與檢驗必要性相結合的可能性，且無需使用兩個不同的DSP。該任務通過獨立權利要求的特征得以解決。本專利技術有利的擴展方案為從屬權利要求的技術方案。專利技術人已有如下認識在控制系統中借助不同的傳感器采集過程值。一些過程值、尤其是位置值通過傳感器來測定，所述傳感器需要分析評估多個交流電壓相互間的比值，例如線性位置傳感器、如LVDT (線性可變差動變壓器)、以及角度傳感器、如RVDT (旋轉可變差動變壓器)、分解器和同步器。這些傳感器通常通過交流電壓來激勵并且返回一個或多個次級交流電壓。位置信息不僅包含在相對于激勵電壓的次級電壓的振幅中，而且也包含在相位中。在引入數字信號處理器(DSP)之前，通過定制電路采集這種傳感器，即一部分借助分立兀件，一部分在集成電路中。對于同步傳感器而言，例如將輸入濾波器、輸入放大器、轉換器(斯科特-T變壓器)和分解器數字轉換器(RDC)構造在一個印刷電路板上。現在可借助數字信號處理器來采集這種傳感器數據，所述處理器能夠在高采樣頻率中同時處理多個模擬的輸入信號和輸出信號。這種數字信號處理器的優點在于一可在DSP中進行測量鏈的所有功能、即轉換和分析評估，可省略放大步驟。- DSP可采集多個傳感器。—也可由同一DSP產生激勵電壓。一米集以聞精度進行。一可通過軟件調整測量鏈的傳遞函數和其它特性。-可通過軟件實現錯誤識別、如斷線，無需額外的檢驗電路。—成本低。—功耗低。一在印刷電路板上的安裝空間小。—平均無故障時間(MTBF= Mean Time Between Failures)高。一在集成期間并且在日后在現場可通過軟件上傳進行改變。在某些應用中，測量值可用于安全關鍵的功能中，也就是說，錯誤的數值將導致身體和生命、環境或財產的巨大風險。對于復雜的電子元件、例如DSP通常無法以足夠的可靠度證明無缺陷性。因此DSP不能毫無問題地用于安全關鍵的應用中。即使使用兩個冗余的DSP也無法補救所有錯誤情況，因為這兩個級(Instanz)可能因共同的原因出現錯誤。而使用兩個冗余設置的不同的DSP會使DSP的大部分優點喪失，正如通過一個完整的傳統電路來監測DSP。出于這個原因，理想的是提供一種裝置或方法，其能夠以最小的附加電路花費用來檢驗由DSP采集到的測量值。與傳統的電路相反，在此可利用對檢驗值精度、傳遞速度和單義性方面不那么嚴格的要求。由此并且通過使用其它現有的元件本專利技術提供了一種簡單且廉價的方法來檢驗由DSP采集到的傳感器值使得其適合用于安全關鍵的應用中。如將次級交流電壓整流，它們可通過任何常規的Α/D轉換器(模擬/數字轉換器)來采集。控制系統需要至少有一個中央處理器(CPU)，該中央處理器借助由傳統電路和/或數字信號處理器采集到的過程數據進行控制計算。所述中央處理器通常支持至少一個模擬輸入信道，該輸入信道借助多路復用器可采集任意數量的模擬電壓，盡管采樣頻率減小。但卻無法單義地由整流后的電壓確定傳感器位置。另外，整流構成低通濾波過程并導致時間延遲和信號放大。出于這個原因，整流后的次級電壓不能以和用于計算傳感器位置的正常算法相同的方式被處理。為此，須在計算時考慮信號采集時的時間延遲和基于相位信息損失的多義性:一采集整流后的次級電壓、例如X和y ;—使一個或兩個電壓反相:x*=— X, y*= — y,以補償整流期間相位信息的損失；—與P= (X，y)和P* = f (x*, y)關聯計算傳感器位置。低通濾波和其它引入信號鏈中的時間延遲可通過傳遞函數f(t)來表示。為了補償該傳遞函數，可借助倒置的傳遞函數轉化采集到的電壓或計算出的傳感器位置。由于用于補償信號延遲(例如F1D元件)的超前特性(Voreilverhalten)通常導致背景噪聲的高度放大，所以優選將該傳遞函數用于由數字信號處理器計算出的傳感器位置P:P' =f (P(t))通常，P信號鏈g(t)中的時間延遲明顯小于P或PM言號鏈中的時間延遲，因此可忽略該時間延遲。如情況并非如此，則可如下導出P’:P' =g_1f(P(t))在到目前為止的過程中，未考慮電壓對(X，/)和0Λ/)。但所述電壓對也可被計算或者原始位置P可被減小到大致相應于P、P*的值域上，該值域通常由m=180度的模除(Modulo-Operation)來產生P’ ’ = P’ mod (m)現在，P、p*值中的至少一個必須幾乎/精確地與P’’ 一致，否則P值錯誤。此外，可監測X和y電壓，以便檢驗所述值是否位于有效范圍內。根據上面所述的基本思想，專利技術人提出了一種電路裝置和一種方法。因此，在利用DSP的安全關鍵的應用范疇中，通過傳感器觸發的控制和/或顯示系統的根據本專利技術的電路裝置包括一至少一個傳感器，該傳感器向DSP發出交替的具有振幅和相位的差動電壓形式的定位和/或位置信號，DSP由輸入的信號計算出相對精確和單義的定位和/或位置信息、一信號調節電路，該信號調節電路使所述定位和/或位置信號關于其信息量減少、一第一子元件，該第一子元件從關于其信息量減少的定位和/或位置信號進行關于其精度減少的和/或多義的定位和位置計算、一第二子元件，該第二子元件用作控制級，其檢驗由DSP測定的單義的定位和/或位置是否在精度和/或多義性的范疇中與由定位和位置計算電路確定的不精確和/或多義的定位和/或位置一致和/或被包含在其中，以及一第三子元件，該第三子元件在控制級的檢驗結果為否定時發出傳感器錯誤信號。有利的是，可這樣構造信號調節電路，使得其僅傳遞定位和/或位置信號的振幅。尤其是為了實現簡單的、可根據現有安全規定完全被分析和測試的電路規定，信號調節電路由模擬構件構成，尤其是包括至少一個整流器二極管和至少一個后接的低通濾波器。此外有利的是，至少一個子元件通過計算單元和在運行中在其中被執行的軟件的組合來實現。根據本專利技術的電路裝置的一種具體應用，該電路裝置尤為適合用于安全關鍵的應用中，例如所述至少一個傳感器是飛機著陸襟翼的位置傳感器。此外，專利技術人還提出一種用于在安全關鍵的應用范疇中監測DSP的方法，其中，DSP由定位和/或位置傳感器的定位和/或位置信號測定物體的當前定位和/或位置，其方式是一使傳遞給DSP的定位和/或位置信號關于其信息量減少，一將減少的信息量輸入給定位和位置本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.10.01 DE 102010047269.71.在利用DSP的安全關鍵的應用范疇中通過傳感器觸發的控制和/或顯示系統的電路裝置，包括:1.1至少一個傳感器，該傳感器向DSP發出形式為交替的差動電壓的定位和/或位置信號，所述差動電壓具有振幅和相位，DSP由輸入的信號計算出相對精確和單義的定位和/或位置信息；1.2信號調節電路，該信號調節電路使所述定位和/或位置信號關于其信息量減少；1.3第一子元件，該第一子元件從關于信息量減少的定位和/或位置信號中進行關于精度減少的和/或多義的定位和位置計算；1.4第二子元件，該第二子元件用作控制級，檢驗由DSP測定的單義的定位和/或位置是否在精度和/或多義性的范疇中與由定位和位置計算電路確定的不精確的和/或多義的定位和/或位置一致和/或被包含在其中，以及 1.5第三子元件，該第三子元件在控制級的檢驗結果為否定時發出傳感器錯誤信號。2.根據上述權利要求1的電路裝置，其特征在于，這樣構造信號調節電路，使得該信號調節電路僅傳遞定位和/或位置信號的振幅。3.根據上述權利要求2的電路裝置，其特征在于，所述信號調節電路由模擬構件構成。4.根據上述權利要求1至3之一的電路裝置，其特征在于，所述信號調節電路包括至少一個整流二極管和至少一個隨后的低通濾波器。5.根據上述權利要求1至3之一的電路裝置，其特征在于，至少一個子元件通過包括計算單元和運行時在計算單元中被執行的軟件的組合來實現。6.根據上述權利要求1至2之一的電路裝置，其特征在于，所述至少一個傳感器是著陸襟翼的位置傳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：N·庫爾茨，C·博納茨，E·馬赫，
申請(專利權)人：迪爾航空航天有限公司，
類型：
國別省市：