[發明專利]時間同步冗余傳感器

在審

• 申請號: 201410113724.7
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN104038333A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: E·A·沃爾夫;D·L·科克姆;T·R·馬赫;C·A·尼科爾斯
• 申請（專利權）人: 森薩塔科技公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00;G08C19/00;G05B9/03
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 楊小明

背景技術

1、技術領域

此處公開的本發明涉及傳感器的冗余使用，傳感器例如溫度傳感器或壓力傳感器，特別是，提供冗余感測的協調。

2、相關現有技術說明

大量工業過程需要獲知環境溫度以及壓力狀況。例如，在自動推進系統中，期望獲知燃氣壓力和溫度，從而能夠有效控制燃燒。已經發明了大量的傳感器來解決這一需求。

通常來講，這些傳感器基于持續變化的原則來監測溫度和壓強中的其中的至少一個。在某些實施例中，這些傳感器適合用在惡劣的環境中。正如猜測的，這些傳感器中某些屬于復雜設備(并且因此造價不菲)。

設備越復雜越容易失效，這已經成為廣泛共識。相應地，某些環境采樣協議要求使用冗余傳感器。

冗余采樣允許使用這些傳感器的系統將兩個(或者更多個)傳感器的輸出進行比較，從而確定傳感器測量值的有效性。理論上講，一個傳感器上的單點故障不會影響另一個傳感器的輸出。如果兩個傳感器測量的數據一致，系統會做出合理假設，假設兩個傳感器都在正常工作。如果兩個(或更多個)傳感器的數據不一致，那么系統可以做出合理假設，假設至少一個傳感器故障。

現有技術對這一問題的解決方案的一個實例在附圖1中示出。附圖1示出冗余傳感器5的實施例。在該實例中，冗余傳感器5包括第一感測元件6-1以及第二感測元件6-2。(注意為了簡化，附圖標記“6”總體上指感測元件，并且6-X表示具體的感測元件。另外，這里通常使用這一慣例)。每個感測元件6都處于一個感測環境中(即，用于感測周圍條件的環境)。每個感測元件6-1，6-2連接到各自的感測電路8，例如集成電路(IC)8-1，8-2。每個感測電路8為感測元件6供電，信號接收，放大等。每個感測電路8(此后僅為了方便都稱為“IC”)向其他設備傳送數據，例如數字總線合成器3。然后數字總線合成器3將來自傳感器2的數據傳送到另一個系統。

通常來講，在附圖1所示的一個實施例中，數字總線合成器3從每個IC8采集數據，并且將數據放在一個共用數字輸出總線(沒有示出)上。使用該數據的系統將接收到一個單獨的信息，該信息包含來自兩個傳感器中的每一個的數據。系統作出比較從而確定傳感器是否提供足夠相關的數據。

通常來講，這種布置類型對工作來說就夠了。也就是說，在靜態環境下，這種類型的合并方式足夠了。然而在動態環境下，例如當傳感器測量液體燃料壓力的時候，系統中會有持續不斷的脈動或者回轉壓力。如果異步地操作這兩個(或更多個)傳感器，就會在不同時刻測量壓力。數字總線合成器3會采集異步數據，將他們合并到一個通訊程序包中，并且將其發給系統。如果兩個樣本之間的采樣延遲足夠長，那么傳感器會在兩個極為不同的液位上適當的對壓力進行測量。這兩個異步采樣值的系統比較會表現出極為不一致，無意中引起故障的傳感器的錯誤報故障。

因此，所需要的是能夠提供兩個或多個傳感器之間數據相關性的方法和裝置，其中該數據是基于持續變化的原則提供的。優選地，這些方法和裝置大大降低了傳感器故障的誤報。

發明內容

在一個實施例中，提供一個傳感器。傳感器包括至少兩個感測元件，配置用于異步地感測該激勵并且提供所感測的數據；一個時鐘，配置提供每次感測的時間；至少一個信號調適電路，配置用于從感測到的數據提供經過調適的數據；以及合成電路，配置用于提供數字數據序列，包括經調適的數據以及所感測的數據之間的時間中的至少一個。

在另一個實施例中，提供傳感器，所述傳感器包括：至少兩個感測元件，配置用于同步地感測激勵并且提供感測的數據；至少一個信號調適電路，配置從感測到的數據提供經過調適的數據；以及合成電路，配置提供包括經調適的數據的數字數據序列。

在另一個實施例中，提供一種從冗余傳感器提供合成數據的方法。該方法包括接收從至少兩個感測元件中的每個感測到的數據；接收與至少兩個感測元件的每個的采樣時間相關聯的時間數據；將時間數據與感測到的數據相關從而提供合成數據；并且調適合成數據從而提供經調適的數據。

附圖說明

根據如下連同附圖進行的說明，本發明的特征和優點將變得清晰，其中：

附圖1為流程圖，說明現有技術中冗余傳感器的內容；

附圖2到5為流程圖，說明根據這里教導的冗余傳感器實施例；并且

附圖6說明用于冗余傳感器的數據傳輸的數據存儲緩存器之間的關系。

具體實施方式