动态传感器量程选择制造技术

一种用于使用动态量程来感测现象的设备包括：感测元件，其配置成使用第一量程来测量现象并提供该现象的值的模拟指示；模数转换器（ADC），其耦合至感测元件并且配置成将模拟指示转换成数字指示；以及处理器，其耦合至ADC和感测元件并且配置成分析数字指示以确定感测元件的第二量程以及使感测元件从第一量程改变至第二量程以测量该现象，该第一量程不同于该第二量程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动态传感器量程选择背景存在用于检测各种量(诸如，速度、加速度、温度、压力、光、运动、磁场等)的传感器。一些现有传感器(诸如Bosch SMB 380)允许由执行调整操作的用户设置它们的量程以设置相对静态的量程。一旦被设置，传感器就使用该量程来检测因传感器而异的现象/环境。众多机械和电气设备(从汽车到蜂窝电话)均使用某种类型的传感器。取决于应用，关注的可能是不同的传感器量程和偏移量。例如，运动检测应用可能关注某个感兴趣阈值附近的传感器读数。显著低于或高于该阈值的值对于该应用而言可能是不相关的，但是 紧邻该阈值的读数可能需要精确地知晓。在如今的传感器中，测量精度通常由传感器输出位宽(其是数字传感器中的模数转换器(ADC)的功能)和传感器被编程覆盖的量程来确定。例如，加速计的典型量程在_2g与+2g之间、-4g与+4g之间、以及-Sg与+Sg之间。运动检测应用传感器可具有mg数量级的测量精度。然而，在如今的传感器设计中，假定6位输出和+/_2g的量程，测量精度变成4g/64=g/16或数十到IOOmg数量级，由此比期望的准确性要低一些。传感器参数通常在生产期间根据客户需要进行微调。在其他情形中，传感器参数可由用户通过选择位于传感器硬件外部的某些电子组件(例如，电容器和/或电阻器)的标称值来定制。传感器参数在整个操作周期或者甚至整个设备寿命期间保持不变。传感器现在正以用户在需要时可通过向该传感器发送重新配置命令来改变的可定制的“运行中”参数为特征。例如，磁罗盘通常具有约O. 7高斯(其是最大地球磁场)的量程。单量程罗盘设计有较宽的量程(通常2-6高斯)以容适罗盘可能接近设备内部或外部的金属物体。许多现有技术罗盘以用户可选择的量程为特征。作为另一示例，为了容适不同的运动模式，加速计往往设计有用户可选择量程(诸如2g、4g、8g)，并且陀螺仪往往设计有每秒100度和每秒300度的用户可选择量程。对于以可配置的量程为特征的传感器，这些量程通常由应用设置成对于给定模式而言尽可能窄。这是因为传感器误差(噪声、偏移、漂移、数字传感器的量化误差)通常不取决于测得的参数值，而是取决于传感器量程。有时，误差直接与量程成正比，或者即使不成正比，误差在较宽的量程下也会较高。因此，减小量程通常将导致测量误差的减小。然而，对于给定模式以及事先不知道使用哪个模式的多个模式而言，量程被设成最宽量程。概述用于使用动态量程来感测现象的设备的示例包括感测元件，其配置成使用第一量程来测量现象并提供该现象的值的模拟指示；模数转换器(ADC)，其耦合至感测元件并且配置成将模拟指示转换成数字指示；以及处理器，其耦合至ADC和感测元件并且配置成分析数字指示以确定感测元件的第二量程以及使感测元件从第一量程改变至第二量程以测量该现象，该第一量程不同于该第二量程。这样的设备的实施例可包括以下特征中的一个或多个。处理器被配置成确定感测元件的期望量程并向感测元件提供信号以使感测元件将该期望量程用作测量现象的第二量程。处理器被配置成确定现象的值是否落在第一量程内以及第一量程是否是感测元件的最小可用的量程；以及响应于该值落在第一量程内并且第一量程大于最小可用的量程，使第二量程小于第一量程。处理器被配置成响应于确定现象的值落在第一量程之外而使第二量程大于第一量程。替换地或补充地，这样的设备的实施例可包括以下特征中的一个或多个。处理器被配置成基于现象的预期测量值使感测元件从第一量程改变至第二量程以测量该现象。处理器被配置成响应于确定现象的值正快速地变化而使感测元件改变至第二量程。处理器被配置成响应于确定现象的值落在第一量程的边界的阈值内而使感测元件改变至第二量程。处理器被配置成根据预定义的可用量程序列使感测元件改变至第二量程。用于感测现象的设备的示例包括感测元件，配置成使用量程和偏移量的组合来并发地测量现象以及为量程和偏移量的组合提供与现象的值对应的相应模拟输出；模数转换器(ADC)，其耦合至感测元件并且配置成将模拟输出转换成数字输出；以及处理器，其耦合至ADC并且被配置成分析数字输出以及使数字输出之一由该设备输出。 这样的设备的实施例可包括以下特征中的一个或多个。这些组合包括不同的偏移量和相似的量程。相似的量程是可供感测元件使用的最小量程。用于感测现象的设备的另一示例包括测量装置，用于使用量程和偏移量的组合来测量现象并且并发地为量程和偏移量的每一种组合提供与现象的值对应的相应模拟输出；模数转换器(ADC)，其耦合至测量装置并且配置成将模拟输出转换成数字输出；以及选择装置，其耦合至ADC并且用于选择性地使数字输出之一由该设备输出。这样的设备的实施例可包括以下特征中的一个或多个。这些组合包括不同的偏移量和相似的量程。相似的量程是可供感测元件使用的最小量程。用于感测现象的方法的示例包括使用感测元件应用第一量程来感测现象；提供应用第一量程的感测的结果的第一指示；使用感测元件应用第二量程来感测该现象，第二量程不同于第一量程；以及提供应用第二量程的感测的结果的第二指示。此类方法的实施例可包括以下特征中的一个或多个。该方法还包括确定第一指示是否指示有效的、落在量程内的测量；以及使用感测元件应用第二量程来感测该现象是响应于确定第一指示指示无效的、落在量程之外的测量；其中第二量程大于第一量程。该方法还包括确定第一指示是否指示有效的、落在量程内的测量；确定第一量程是否是感测元件的最小可用量程；以及使用感测元件应用第二量程来测量该现象是响应于第一指示指示对第一值的有效的、落在量程内的测量并且第一量程大于感测元件的最小可用量程；其中第二量程小于第一量程。第二量程是感测元件的最小可用量程，该方法还包括设置感测元件的偏移量，以使得第一值将落在通过偏移量调整的第二量程内。该方法还包括确定现象的预期值，其中第二量程基于该现象的预期测量值。该方法还包括确定第一指示是否指示有效的落在量程内的测量；以及使用感测元件应用第二量程来感测该现象是响应于确定现象的值正快速地变化。使用感测元件应用第二量程来感测该现象是响应于确定现象的值落在第一量程的边界的阈值内。该方法还包括根据预定义的可用量程序列来选择第二量程。一种驻留在计算机可读介质上的计算机程序产品的示例包括计算机可读指令，这些计算机可读指令被配置成使处理器分析对由感测元件使用第一量程感测的现象的值的指示；基于对使用第一量程感测的值的指示来确定感测元件的第二量程；以及使感测元件从第一量程改变至第二量程以感测该现象，该第一量程不同于该第二量程。此类计算机程序产品的实施例可包括以下特征中的一个或多个。配置成使处理器分析该指示的指令被配置成使处理器确定现象的值是否落在第一量程内以及第一量程是否是感测元件的最小可用的量程；以及响应于该值落在第一量程内并且第一量程大于最小可用的量程，使第二量程小于第一量程。配置成使感测元件改变至第二量程的指令被配置成使处理器响应于确定现象的值落在第一量程之外而使第二量程大于第一量程。该计算机程序产品还包括配置成使处理器确定现象的预期测量值的指令，其中配置成使感测元件改变至第二量程的指令被配置成基于现象的预期测量值来设置第二量程。配置成使感测元件改变至第二量程的指令被配置成响应于确定现象的值正快速地变化而使感测元件改变至第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.19 US 12/763,0171.一种用于使用动态量程来感测现象的设备，所述设备包括 感测元件，其配置成使用第一量程来测量所述现象并提供所述现象的值的模拟指示； 模数转换器(ADC)，其耦合至所述感测元件并且配置成将所述模拟指示转换成数字指示；以及 处理器，其耦合至所述ADC和所述感测元件并且配置成分析所述数字指示以确定所述感测元件的第二量程以及使所述感测元件从所述第一量程改变至所述第二量程以测量所述现象，所述第一量程不同于所述第二量程。2.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述处理器被配置成确定所述感测元件的期望量程并且向所述感测元件提供使所述感测元件将所述期望量程用作所述第二量程以测量所述现象的信号。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述处理器被配置成确定所述现象的所述值是否落在所述第一量程内并且所述第一量程是否是所述感测元件的最小可用量程，以及响应于所述值落在所述第一量程内并且所述第一量程大于所述最小可用量程而使所述第二量程小于所述第一量程。4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述处理器被配置成响应于确定所述现象的所述值落在所述第一量程之外而使所述第二量程大于所述第一量程。5.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述处理器被配置成基于所述现象的预期测量值来使所述感测元件从所述第一量程改变至所述第二量程以测量所述现象。6.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述处理器被配置成响应于确定所述现象的所述值在快速地变化而使所述感测元件改变至所述第二量程。7.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述处理器被配置成响应于确定所述现象的所述值落在所述第一量程的边界的阈值内而使所述感测元件改变至所述第二量程。8.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述处理器被配置成根据预定义的可用量程序列而使所述感测元件改变至所述第二量程。9.一种用于感测现象的设备，所述设备包括 感测元件，配置成使用多个量程和偏移量组合来并发地测量所述现象并且针对所述量程和偏移量组合提供与所述现象的值对应的相应模拟输出； 模数转换器(ADC)，其耦合至所述感测元件并且配置成将所述模拟输出转换成多个数字输出；以及 处理器，其耦合至所述ADC并且被配置成分析所述数字输出和使所述数字输出中的一个数字输出由所述设备输出。10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述多个组合包括不同的偏移量和相似的口里feo11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述相似的量程是可供所述感测元件使用的最小量程。12.一种用于感测现象的设备，所述设备包括 测量装置，用于使用多个量程和偏移量组合来测量所述现象并且并发地针对所述量程和偏移量组合中的每一个组合提供与所述现象的值对应的相应模拟输出； 模数转换器(ADC)，其耦合至所述测量装置并且被配置成将所述模拟输出转换成多个数字输出；以及 选择装置，其耦合至所述ADC并且用于使所述数字输出中的一个数字输出由所述设备输出。13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述多个组合包括不同的偏移量和相似的量程。14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述相似的量程是可供所述感测元件使用的最小量程。15.一种用于测量现象的方法，所述方法包括 使用感测元件应用第一量程来感测所述现象； 提供对应用所述第一量程的所述感测的结果的第一指示； 使用所述感测元件应用第二量程来感测所述现象，所述第二量程不同于所述第一量程；以及 提供对应用所述第二量程的所述感测的结果的...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·库里克，J·佐姆坡，C·A·赛伯特，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：