用于将感测的物理参数进行自校正的设备和方法技术

本公开的实施例涉及用于将感测的物理参数进行自校正的设备和方法。一种用于感测物理参数的设备包括传感器元件，该传感器元件被配置用于测量物理参数并且用于输出对应的测量信号，其中该测量信号可受到传感器元件的传感器漂移的影响。该设备包括校正器，该校正器用于校正由传感器元件输出的测量信号，以便获得经校正的信号，其中校正器被配置用于评估测量信号以确定传感器漂移对测量信号的漂移影响，并且用于校正测量信号以便至少部分地补偿漂移影响。该设备包括信号输出，其被配置用于输出经校正的信号。

Equipment and method for self calibration of sensed physical parameters

【技术实现步骤摘要】
用于将感测的物理参数进行自校正的设备和方法
本专利技术涉及一种用于感测物理参数的设备，诸如感测设备。本公开还涉及一种包括这种设备的无人机或无人驾驶飞行器。本专利技术还涉及一种用于感测物理参数的方法，并且具体涉及一种用于气压传感器的自适应漂移补偿滤波器的方法和实现。
技术介绍
使用感测或测量物理参数的感测元件来测量诸如温度、压力、重量、体积等的物理参数。设备受到导致结果不准确的传感器漂移的影响。
技术实现思路
因此，实施例的目的是提供用于感测物理参数的设备、用于携带这种设备的设备、以及用于测量允许精确结果的物理参数的方法。实施例提供了一种用于感测物理参数的设备。该设备包括传感器元件，该传感器元件被配置用于测量物理参数并且用于输出对应的测量信号，其中该测量信号能够受到传感器元件的传感器漂移的影响。该设备包括校正器，该校正器用于校正由传感器元件输出的测量信号，以便获得经校正的信号，其中该校正器被配置用于评估测量信号以确定传感器漂移对测量信号的漂移影响，并且用于校正测量信号以便至少部分地补偿漂移影响。该设备包括信号输出，该信号输出被配置用于输出经校正的信号。根据实施例的无人机或无人驾驶飞行器包括这种设备。一种用于感测物理参数的方法，包括：校正测量信号。以便获得经校正的信号，该测量信号通过使用传感器元件测量物理参数并且通过提供该测量信号而被获得。测量信号受到传感器元件的传感器漂移的影响。该方法包括：评估测量信号，以确定传感器漂移对测量信号的漂移影响；该方法包括：校正测量信号，以便至少部分地补偿漂移影响；并且该方法包括输出经校正的信号。在从属权利要求中限定了其他实施例。附图说明本文参考附图描述了实施例，其中：图1示出了根据实施例的设备的示意性框图；图2示出了受漂移影响的设备的两个示意性测量图，该图具有公共时间轴，并且图示了测量信号和环境温度；图3示出了根据实施例的设备的示意性框图，该设备包括具有补偿器的校正器，该补偿器被配置为用于将测量信号与校正因子组合以便提供经校正的信号；图4示出了根据实施例的设备的示意性框图，该设备包括结合图3所描述的特征，并且附加地包括漂移检测器，该漂移检测器被配置为输出指示存在漂移影响的触发信号；图5示出了根据实施例的可以结合到设备中的测量信号评估器的示意性框图；图6示出了根据实施例的可以结合到设备中的校正因子评估器的示意性框图；图7示出了根据实施例的可以结合到设备中的参考值更新器的示意性框图；图8示出了根据实施例的可以结合到设备中的校正因子更新器的示意性框图；图9示出了根据实施例的可以结合到设备中的补偿器的示意性框图；图10示出了根据实施例的可以结合到设备中的漂移检测器的示意性框图，该漂移检测器被配置用于检测关于温度变化的漂移影响的存在；图11示出了根据实施例的装置的示意性框图，该装置包括根据实施例的设备；以及图12示出了根据实施例的用于感测物理参数的方法的示意性流程图。在下面的描述中，即使在不同的附图中出现，相同或等同的元件或具有相同或等同功能的元件也由相同或等同的附图标记表示。具体实施方式在以下描述中，对多个细节进行阐述以提供对本专利技术的实施例的更透彻的解释。然而，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术的实施例。在其他实例中，以框图的形式而不是详细地示出了公知结构和设备，以避免模糊本专利技术的实施例。另外，除非另外特别指出，否则下文所描述的不同实施例的特征可以彼此组合。在下文中，参考测量物理参数。仅通过非限制性示例，这种物理参数可以是温度、距离、压力、体积、体积流、重量、电流、电压、电容、磁场、或任何其他合适的待测参数。为了测量物理参数，可以使用传感器元件来提供相应的测量信号。尽管下文所描述的实施例中的一些实施例可以是指气压传感器，但是实施例的范围不限于此，而是涉及要用相应的传感器元件测量的任何其他合适的物理参数。图1示出了根据实施例的设备或感测设备10的示意性框图。设备10包括传感器元件12，其被配置用于测量物理参数14。传感器元件12例如为，并且根据本文中的描述但不限于此，用于测量气压的气压传感器。漂移影响可能由设备10的温度变化引起。漂移影响本身可以以传感器元件12提供的压力值相对于温度改变的改变来表示。传感器元件12被配置用于输出或提供测量信号或测量结果信号16，即，与物理参数14成比例的信号。测量信号可以是未补偿信号，例如，未补偿压力信号。根据实施例，测量信号16可以是电信号，诸如电流信号或电压信号。根据实施例，测量信号16可以是适于提供指示待测物理参数14的信息的任何其他信号。这种信号的示例可以是气动系统或液压系统等中的压力。测量信号16可受传感器元件12的传感器漂移的影响。传感器漂移可以由设备10的改变或不稳定性触发、诱导或导致，该改变或不稳定性导致传感器元件12在恒定物理参数14的情况下输出变化的测量信号16。这种漂移影响的示例是温度诱导漂移，其可能由于传感器元件12或设备10的其他部件的材料的热诱导改变而导致传感器元件12面对变化的机械边界条件。设备10包括校正器18，其被配置用于校正测量信号16，以便获得经补偿或校正的信号22。校正器18被配置用于评估测量信号16，以确定传感器漂移对测量信号16的漂移影响。校正器18被配置用于校正测量信号16以至少部分地补偿漂移影响。校正器18可以关于指示测量信号16当前遭受漂移影响的信息来评估测量信号16。基于此，校正器18可以被配置用于针对漂移影响来校正测量信号16。漂移影响的确定越准确，则在经校正的信号22中补偿的漂移影响的量就越高。设备10包括信号输出24，其被配置用于输出经校正的信号22。仅通过非限制性示例，漂移影响表示为在恒定物理参数14下测量信号16随时间t的变化。通过示例，对校正信号22进行校正，以便对于恒定物理参数14随时间t恒定。图2示出了受漂移影响的设备的两个示意图或测量图，该图具有公共时间轴t，其中图261示出了指示压力P的示例测量信号16随时间t的值，其中图262图示了携带传感器元件的设备的环境温度T。值和趋势仅是示意性的，以便描述可能发生的影响。如图262所示，传感器元件测量压力P的环境温度T随时间t上升。作为物理参数而被测量的真实或实际压力P除了事件281，282和283之外保持恒定，在该事件281，282和283期间，设备被提升，从而导致压力降低。也就是说，气压计/高度计除了事件281至283之外保持静止，并且仅暴露于稳定的温度上升。测量信号16表明当温度升高时，测量压力在时间间隔Δt1期间下降。应当指出，由温度改变诱导的压力改变也可以相对于测量信号16的幅度而上升或下降。这种压力改变被认为是虚假改变，并且可以从实际环境气压改变中进行检测、分离和校正。例如，如果气压计也正在竖直地移动以便确定海拔，例如，在事件281，282和283期间，则这种区分在技术上具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于感测物理参数(14)的设备(10；30；40)，包括：/n传感器元件(12)，被配置用于测量所述物理参数(14)并且用于输出对应的测量信号(16)，其中所述测量信号(16)能够受到所述传感器元件(12)的传感器漂移的影响；/n校正器(18)，用于校正由所述传感器元件(12)输出的所述测量信号(16)，以便获得经校正的信号(22)，其中所述校正器(18)被配置用于评估所述测量信号(16)以确定所述传感器漂移对所述测量信号(16)的漂移影响，并且用于校正所述测量信号(16)以便至少部分地补偿所述漂移影响；以及/n信号输出(24)，被配置用于输出所述经校正的信号(22)。/n

【技术特征摘要】
20181016 EP 18200717.91.一种用于感测物理参数(14)的设备(10；30；40)，包括：
传感器元件(12)，被配置用于测量所述物理参数(14)并且用于输出对应的测量信号(16)，其中所述测量信号(16)能够受到所述传感器元件(12)的传感器漂移的影响；
校正器(18)，用于校正由所述传感器元件(12)输出的所述测量信号(16)，以便获得经校正的信号(22)，其中所述校正器(18)被配置用于评估所述测量信号(16)以确定所述传感器漂移对所述测量信号(16)的漂移影响，并且用于校正所述测量信号(16)以便至少部分地补偿所述漂移影响；以及
信号输出(24)，被配置用于输出所述经校正的信号(22)。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述校正器(18)包括：
补偿器(32)，被配置用于将所述测量信号(16)与校正因子(34)组合，以便获得所述经校正的信号(22)；以及
漂移评估器(36)，被配置用于评估所述测量信号(16)以确定所述漂移影响，并且用于适配所述校正因子(34)以便至少部分地补偿所述漂移影响。


3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述校正器(18)包括：
校正因子更新器(38)，被配置用于适配施加到所述测量信号(16)的校正因子(34)，以用于获得所述经校正的信号(22)，以便至少部分地补偿所述漂移影响；
测量信号评估器(44)，被配置用于关于所述测量信号(16)的快速变化来评估所述测量信号(16)；
校正因子评估器(54)，被配置用于关于所述校正因子(34)的缓慢变化来评估所述校正因子(34)；
其中所述校正器(18)被配置为：响应于检测到的所述测量信号(16)的快速变化和/或响应于检测到的所述校正因子(34)的缓慢变化来更新所述校正因子(34)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述校正器(18)包括测量信号评估器(44)，所述测量信号评估器(44)被配置用于关于所述测量信号(16)的快速变化来评估所述测量信号(16)，其中所述校正器(18)被配置用于将幅度大于阈值(76)的所述测量信号(16)的快速改变与所述物理参数(14)的改变相关联，并且用于将幅度小于阈值(76)的所述测量信号的快速改变与所述漂移影响相关联。


5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述校正器包括测量信号评估器(44)，所述测量信号评估器(44)被配置用于从所述测量信号(16)中分离漂移分量，其中所述校正器(18)被配置用于适配所述物理参数(14)的参考值(42)，所述参考值(42)被用于确定校正值(34)、并且进一步被用于基于经适配的滤波器系数(52)来校正所述测量信号(16)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述校正器(18)被配置用于使用可变校正因子(34)来校正所述测量信号(16)，其中所述校正器(18)包括校正因子评估器(54)，所述校正因子评估器(54)被配置用于关于所述校正因子(34)的缓慢变化来评估所述校正因子(34)，其中所述校正器(18)被配置用于将幅度大于阈值(88)...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·S·查菲卡，A·卡尔班德，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE