專利名稱：電傳感器以及自動選擇該電傳感器的接口模式的方法
技術領域：
本發明涉及工業傳感器,尤其涉及一種用于允許灌電流(current sinking)和拉電流(current sourcing)負載連接的這樣的傳感器的輸出電路。
背景技術：
電子傳感器可以用于將例如輸入信號提供給工業控制器等，這樣的信號允許控制器借助所存儲的控制程序對受控機器或過程的狀態作出響應、并且生成至致動器的輸出從而影響機器或過程的工作。一類工業傳感器提供可以指示兩種感測狀態之一的開關式輸出，例如，將二進制“接通”或“關斷”信號提供給附接的控制系統。這樣的開關式傳感器通常提供具有正和負引線以及輸出引線的電接口，其中，傳感器可以通過正和負引線接收電力并且通過輸出引線指示其狀態。輸出引線上的信號可以采用兩種接口標準之一。在第一標準中，激活狀態期間的輸出引線提供相對于地的正電壓，從而允許電流向地參考負載流出。這樣的傳感器具有“拉電流”接口。在第二標準中，激活狀態期間的輸出引線提供相對于正引線的地電壓，從而允許電流從正電壓參考負載流入。這樣的傳感器具有“灌電流”接口。在常見的開關式傳感器設計中，“拉式(sourcing)”傳感器的輸出可以利用如下PNP晶體管來實現其發射極附接到正電壓源而其集電極附接到傳感器的輸出引線。相反，“灌式(sinking)”傳感器的輸出可以利用如下NPN晶體管來實現其發射極附接到地而其集電極附接到傳感器的輸出引線。兩種傳感器類型提供相同的數據，但是就它們與附接裝置的接口而言卻是基本上不兼容的。這可能要求制造商或用戶儲備多種型號，從而導致高成本和可能的停工時間，如果不能得到正確型號的充足儲備的話。已經知道，通過以“推挽式”布置提供兩個晶體管并且僅激活特定接口所需要的晶體管來產生具有可以模擬“灌”或“拉”輸出的輸出的開關式傳感器。該晶體管的選擇可以通過在激活任一個晶體管之前測量傳感器的輸出引線上的電壓來自動地作出。如果傳感器正被期待灌式傳感器的裝置使用，則通常將在傳感器的輸出端與正電壓之間連接有負載，從而在傳感器輸出端上提供正電壓。該正電壓可以在傳感器被初始化時由微處理器讀取并且被用于選擇灌工作模式，在灌工作模式下，感測到的參數將僅激活NPN晶體管。相反，如果傳感器正被期待拉式傳感器的裝置使用，則通常將在傳感器的輸出端與地之間連接有負載，從而在傳感器的輸出端上提供地電壓。該地電壓可以在傳感器的初始化期間由微處理器讀取并且被用于選擇拉工作模式，且利用傳感器狀態的改變來激活PNP晶體管。
發明內容
在一些重要的開關式傳感器應用中，在傳感器被初始化時，負載可能未連接到傳感器輸出端(或者連接到電源或地)，從而使傳感器初始化期間的自動檢測過程失敗。盡管如此，本發明人已認識到通過在傳感器的工作期間對照已知的傳感器狀態分析傳感器輸出的電壓，可以與傳感器的工作同時地繼續自動檢測。傳感器輸出端上的預料之外的電壓可指示應當采用不同的輸出模式并可以相應地開關輸出。本發明人還認識到在傳感器并聯連接的一些情形中，自動檢測系統可能產生錯誤的結果。由于此原因，在本發明的一個實施例中，向自動檢測過程添加了人工選擇。具體地，本發明提供了一種具有開關式電輸出的電傳感器，該電傳感器包括感測物理狀況以產生傳感器信號的傳感器元件以及接收傳感器信號以基于傳感器信號產生開關式信號的閾值電路。第一固態開關裝置連接在電源與傳感器輸出端之間，以當第一固態開關裝置激活時向傳感器輸出端拉電流。第二固態開關裝置連接在地與傳感器輸出端之間，以當第二固態開關裝置激活時向傳感器輸出端中灌電流。自動檢測電路將開關式信號路由到第一固態開關裝置和第二固態開關裝置中的一個，并且與該路由同時地監視傳感器輸出端以推斷連接在傳感器輸出端與電源之間的負載和連接在傳感器輸出端與地之間的負載中的一個的存在，以確定開關式信號被路由到的第一固態開關裝置和第二固態開關裝置中的所述一個。因此，本發明的至少一個實施例的一個特征是允許在如下情況下自動檢測灌模式或拉模式在傳感器的初始化時未明確地建立負載，因為負載未連接到傳感器、未被施加有電力或者采用了開關式電力連接。自動檢測電路可以在拉模式下將開關式信號路由到第一固態開關裝置而在灌模式下將開關式信號路由到第二固態開關裝置；且在當第一固態開關裝置關斷時傳感器輸出端具有高電壓的情況下，自動檢測電路可以將其模式從拉模式改變為灌模式，并且其中，在當第二固態開關裝置關斷時傳感器輸出端具有低電壓的情況下，自動檢測電路將其模式從灌模式改變為拉模式。因此，本發明的至少一個實施例的一個特征是允許在沒有實際傳感器輸出的干涉的情況下進行自動檢測。第一固態開關裝置可以是發射極連接到電源而集電極連接到傳感器輸出端的PNP晶體管，且第二固態開關裝置可以是集電極連接到傳感器輸出端而發射極連接到地的NPN晶體管。因此，本發明的至少一個實施例的一個特征是提供一種利用常見的推挽式輸出電路設計來工作的系統。自動檢測電路可以包括閾值檢測器，該閾值檢測器將傳感器輸出電壓與小于電源電壓并且大于地電壓的電壓相比較。因此，本發明的至少一個實施例的一個特征是提供可用于簡單模式自動檢測的簡
單二進制信號。自動檢測電路可以包括微處理器，該微處理器執行所存儲的程序以監視傳感器輸出電壓。因此，本發明的至少一個實施例的一個特征是允許復雜的自動檢測算法。
自動檢測電路可以進一步包括選擇輸入端，該選擇輸入端使得開關式信號預定地路由到第一固態開關裝置和第二固態開關裝置中的一個，而無論傳感器輸出端的電壓如何。因此，本發明的至少一個實施例的一個特征是允許本發明在多個傳感器并聯連接的情況下工作。可替選地或另外地，在當第一固態開關裝置接通時傳感器輸出端不拉電流的情況下，自動檢測電路可以將其模式從拉模式改變為灌模式，并且其中，在當第二固態開關裝置接通時傳感器輸出端不灌電流的情況下，自動檢測電路將其模式從灌模式改變為拉模式。因此，本發明的至少一個實施例的一個特征是允許不僅當輸出晶體管關斷時而且還當輸出晶體管接通時進行自動模式檢測。從傳感器輸出端灌電流和拉電流可以根據因流過晶體管的電流而下降的傳感器輸出端的電壓來推斷。因此，本發明的至少一個實施例的一個特征是允許通過傳感器輸出電壓的簡單監視來推斷電流。根據本發明的電傳感器中的傳感器元件選自于感測物理狀況的傳感器元件，所述物理狀況選自于包括光強度、磁阻、溫度、壓力和電容的組。根據本發明的電傳感器中的傳感器元件選自于感測物理狀況的傳感器元件，所述物理狀況選自于包括電感、超聲強度、磁場和渦流電阻的組。這些具體特征和優點可以僅適用于落入權利要求之內的一些實施例，并因此不限定本發明的范圍。
圖1是提供了電力線、地線和輸出線的現有技術三線傳感器的立體圖；圖2是向連接到地的負載提供拉配置的圖1的傳感器的輸出電路的示意圖；圖3是示出了給予連接到正電壓的負載的灌配置的類似于圖2的圖；圖4是本發明的框圖，本發明提供了由微處理器控制的用以推斷應當采用灌配置還是拉配置的輸出監視電路，并且還示出了用以超馳自動檢測過程并且人工選擇工作模式的至微處理器的教導輸入；圖5是輸出監視電路的示意圖以及示出了本發明的至少一個實施例中的各種電壓電平的解釋的曲線圖；圖6是示出了用于提供教導輸入的按鈕開關的傳感器外殼的立體圖；圖7是比如可以防止自動檢測并需要人工配置選擇的并聯連接的多個傳感器的示意圖；以及圖8是示出了根據本發明的一個實施例的輸出電壓的解釋的至PNP或NPN晶體管的輸出驅動信號的圖。
具體實施例方式開關傳感器的背景現在參照圖1，標準的商業上可獲得的傳感器10可以提供保持傳感器元件15的傳感器體12。傳感器元件15可以是本領域中已知的各種不同元件類型中的任何一種，這些元件類型包括光學傳感器、磁阻傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電容傳感器、電感傳感器、超聲傳感器、霍爾效應傳感器和渦流傳感器等。傳感器10可以進一步提供三個導電引線14，包括電力引線16、地引線18和輸出引線20。一般而言，傳感器10通過參考地引線18的電力引線16來接收用于工作的電力，并且通過輸出引線20提供指示傳感器狀態的雙狀態或二進制信號。現在參照圖2和圖3，通過輸出引線20提供的該雙狀態或二進制信號在傳統上通過使從輸出引線20到電力引線16或地引線18的導電路徑完整或斷開來產生。在前一種情形中，如圖2所示，傳感器10提供“拉電流”接口，該“拉電流”接口通常由PNP晶體管22實現，PNP晶體管22的發射極連接到電力引線16而其集電極連接到輸出引線20，以從輸出引線20向負載24拉或輸出電流，負載24連接到地。當PNP晶體管22激活時，電流從輸出引線20經過負載24被拉到地引線18。負載24表示傳感器10所連接到的輸入電路(例如，至可編程邏輯控制器的輸入模塊)的電等價物，并且可以具有等于所連接的裝置的輸入阻抗的值的對地電阻。圖3示出了由傳感器10提供“灌電流”接口的情形。這樣的接口通常由NPN晶體管26實現，NPN晶體管26的發射極連接到地引線18而其集電極連接到輸出引線20。在該情形中，負載24連接在電力引線16與輸出引線20之間，使得當晶體管26激活時，電流經過負載24被輸入到傳感器10中。開關傳感器硬件現在參照圖4，在本發明中，提供PNP晶體管22和NPN晶體管26兩者，PNP晶體管的發射極連接到電力引線16而其集電極連接到輸出弓I線20，NPN晶體管的集電極連接到輸出引線20而其發射極連接到地引線18。在傳感器10的工作中，取決于傳感器10的上述“拉電流”或“灌電流”模式，晶體管22和26中只有一個晶體管將被使用。晶體管22和26的基極連接到微處理器30的分開的數字輸出端，其可以通過低電壓(例如，0V)輸出來激活PNP晶體管22以使得PNP晶體管22在發射極與集電極之間傳導電流，并且可以通過高狀態輸出(例如，24V)來去激活PNP晶體管22以使得PNP晶體管22停止從發射極到集電極的傳導。同樣地，來自微處理器30的至NPN晶體管26的基極的高狀態輸出將使得在NPN晶體管26的集電極與發射極之間傳導電流，而至NPN晶體管26的低狀態輸出將停止從集電極到發射極的傳導。一般而言，有源晶體管22或26將根據經由傳感器元件15接收到的信號的狀態來接通或關斷。傳感器元件15可以是上述公知類型的傳感器元件中的任何一種，并且可以將傳感器信號34傳達到微處理器30的模擬輸入端，其可以根據本領域中的公知技術、通過閾值的施加來將傳感器信號34轉換成二進制值。該閾值可以是固定的或者可以依據傳感器信號34的過渡方向來提供開關滯后(例如，在施密特觸發器操作中)。二進制值指示傳感器10的狀態是激活狀態還是非激活狀態。微處理器30還可以接收來自于電力引線16的電力并且連接到地引線18，從而為微處理器提供電力。可以將教導輸入36從對應的按鈕38提供給微處理器30的一個或多個數字輸入端。另外，微處理器30可以將一個或多個輸出信號提供給一個或多個對應的指示器LED 40，如將要討論的。另外地或可替選地，教導輸入36可以連接到引線17，引線17可以與引線16、20和18 —起連接到工業控制器(未示出)，以便在執行于工業控制器上的控制程序的控制下遠程操作教導輸入36，或者以便附接到遠程開關。應理解的是，可以使用包括電平調節器、緩沖電路和電壓保護電路的附加電路來提供微處理器與它的各種輸入和輸出電壓之間的接口，為清晰起見在此將它們省略，但本領域的普通技術人員將會理解。微處理器30還可以與閾值電路42通信，閾值電路42監視輸出引線20處的相對于地引線18的電壓，以向微處理器30提供模式信號44用于確定PNP晶體管22還是NPN晶體管26應當激活，以便控制輸出引線20的電壓。現在參照圖5，閾值電路42在一個實施例中提供電壓比較器而在第二個實施例中提供范圍調節器，這兩者中的任一者在一個例子中可以利用NPN晶體管46來實現，NPN晶體管46的發射極連接到地而集電極連接到上拉電阻器48 (上拉電阻器48的另一端子連接到正電壓源)和下拉電阻器50 (下拉電阻器50的另一端子連接到地)，使得當晶體管46關斷時電阻器48與電阻器50的結點具有高電壓，而當晶體管46接通時電阻器48與電阻器50的結點具有低電壓。該結點提供連接到微處理器30的自動檢測輸入44，并且電阻器48和電阻器50被調節為提供用于微處理器30的適當輸入電壓范圍。晶體管46的基極連接到兩個電阻器52之間的結點，這兩個電阻器52形成連接在輸出引線20與地引線18之間的分壓器。在第一實施例中，電阻器52所構成的分壓器以略微低于電力引線16的電壓的閾值電壓60來提供晶體管46在接通狀態56和關斷狀態58之間的開關。還是參照圖4，相應地，當負載24連接于輸出引線20與電力引線16之間的位置A處(電壓62處，通常為24V)或者連接到更高的外部電壓64時，晶體管46將提供“接通狀態”56。相反，當輸出引線20處于地電壓66或者處于比地電壓66略微高了例如晶體管26的飽和電壓的電壓68時，“關斷狀態”58將產生。該配置向微處理器30提供開關或二進制輸入。在一個可替選實施例中，電阻器52所構成的分壓器可以簡單地提供地電壓66與更高的外部電壓64之間的電壓范圍到微處理器30的對應模擬輸入范圍的電壓范圍的電平轉移映射。該配置向微處理器30提供可以由內部A/D轉換器分析的模擬電壓。上電時的自動檢測參照圖4、圖5和圖8，當剛開始向傳感器10施加電力時，晶體管22和26均關斷，且輸出引線20處的電壓可以被監視。如果該電壓低于閾值電壓60，則微處理器在假設負載連接在意在用于拉電流工作的位置B處的假設下工作，且微處理器30僅驅動PNP晶體管22 (根據從傳感器元件15接收到的傳感器信號34的狀態)，讓晶體管26關斷。相反，當晶體管22和26在上電時均關斷時，如果輸出引線20的電壓高于閾值電壓60，則微處理器30在假設負載24連接在用于灌電流工作的位置A處的假設下工作，且PNP晶體管22關斷，而NPN晶體管26根據來自傳感器元件15的傳感器信號34而接通和關斷。上電之后的自動檢測在微處理器30上電時，有可能的是負載24還未連接到輸出弓丨線20，或者負載20連接到輸出引線20并且還連接到在上電時切斷的外部電壓(有效地斷開負載24)。為了應對該可能性，本發明可以甚至在啟動之后繼續自動檢測過程。然而在啟動之后，輸出引線20的電壓是負載24的連接(在位置A或B處的連接)以及晶體管22和26的工作狀態這兩者的函數。盡管如此，微處理器30可以通過觀察輸出引線20上的電壓以及晶體管22和26的電流狀態這兩者在該時間期間推斷負載在位置A或B處的連接。參照圖8，在啟動之后推斷負載24的連接的過程中，微處理器30的程序可以評估晶體管狀態與輸出引線20上的輸出電壓的多達八種不同組合。所述組合中的四種與連接到地引線18 (位置B及拉電流模式)的負載24相關聯，如圖8的表格的左列中所示，且所述組合中的四種與連接到電力引線16 (位置A及灌模式)的負載相關聯。與電流工作模式不一致的輸出電壓指示了傳感器10的工作模式(例如，灌和拉)應當被改變。還參照圖4，考慮第一種情況傳感器10在拉電流模式下工作，以經由PNP晶體管22通過輸出引線20輸出電流。如果如假設那樣負載24連接到地(位置B)，則在時刻tQPNP晶體管22的接通將導致輸出引線20的電壓上升到大約電力引線16的電壓(B卩，24伏)減去PNP晶體管22的飽和電壓，而PNP晶體管22的關斷將導致輸出引線的零電壓，這是因為負載24將電壓拉向地。然而，如果當PNP晶體管22接通時負載24實際上連接到電力引線16，則在時刻h輸出引線20的電壓將等于電力引線16的24V電壓，而當PNP晶體管22關斷時該電壓將保持相同。因此，在 微處理器30上執行的程序可以在傳感器元件15的一次狀態改變之后推斷工作模式應當是“拉電流”這一錯誤的假設，并且可以將工作模式改變為“灌電流”。相反，考慮以下情形傳感器10在灌電流模式下工作，以經過NPN晶體管26通過輸出引線20接收電流，其中，在PNP晶體管22保持關斷時開關NPN晶體管26。如果如假設那樣負載24連接到電源(位置A)，當在時刻tQ NPN晶體管26接通時，輸出引線20處的電壓將下降到接近地(比地高了 NPN晶體管26的飽和電壓)，而當晶體管26關斷時，該電壓將上升到電力引線16的電壓，通常為24V。另一方面，如果負載24實際上連接到地(位置B)，當NPN晶體管26接通或關斷時，輸出引線20的電壓將為0V。因此，能夠在傳感器元件15的一次開關周期之后再次檢測到配置中的錯誤，并且相應地改變微處理器30的模式。上述檢測過程需要傳感器10從開到關的一次狀態改變。在一個可替選實施例中，無需等待傳感器信號34的開關、通過分析比如由流經晶體管22或晶體管26的電流所指示的從地引線18或從電力引線16的微小電壓偏移就可以檢測傳感器10的模式的誤配置(例如，拉電流或灌電流)。該微小電壓偏移可以由晶體管22或26的飽和壓降提供，或者由其它介入的電阻值提供。因此，當傳感器10在PNP晶體管22接通的拉電流模式下工作時，輸出引線20處的輸出值等于沒有因PNP晶體管22的飽和電壓而減小的電力引線16的電壓(24V)將指示傳感器模式的誤配置。當傳感器10在灌電流模式下工作時，可以執行類似的分析。當傳感器10在晶體管26接通的灌電流模式下工作時，輸出引線20的電壓等于地電壓而不是比地高了 NPN晶體管26的飽和電壓的電壓將指示傳感器模式誤配置。當晶體管22和26均關斷時，誤配置在如圖8所示的電壓中當然是頗為顯然的，而無需狀態改變或細微電壓檢測。如上所述，可替選地，通過晶體管22和26的這種電流感測可以通過電流路徑中的小串聯電阻或其它電流感測技術(例如，流過光隔離器的電流)來提供。現在參照圖6，本發明的傳感器10可以包括大致矩形的外殼61，外殼61具有面朝后的電連接器63，電連接器63包含電力引線16、輸出引線20、地引線18以及可能的附加編程引線。外殼61的前表面可以例如包括當傳感器10是光學傳感器時允許接收光的窗口65。外殼61的頂表面可以暴露按鈕38和指不器LED 40。按鈕38可以用于向微處理器30(圖4中示出)提供教導信號，其人工地使微處理器30在灌模式和拉模式之間切換并且禁止自動檢測。應理解的是，也可以使用具有附加按鈕或開關38的其它接口。此外，如上所述，可以通過線17從工業控制器等遠程接收至微處理器30的教導信號。現在參照圖7，該人工選擇在如下情況下可能是必要的多個傳感器IOa-1Oc可能并聯連接在負載24兩端，并且自動配置技術因此受到傳感器中的一個例如IOa的阻礙，當另一傳感器IOb自動檢測負載24而其晶體管22和26均關斷時，傳感器IOa將輸出引線20的電壓拉為低。在此狀態下，傳感器IOb將錯誤地推斷負載24連接在其輸出引線20與地引線18之間。通過按下按鈕38直到LED 40點亮從而示出特定工作模式(拉電流或灌電流)為止，可以去激活自動檢測并指示正確的模式。應理解的是，可以為此目的而采用各種不同的接口。第二 LED 40可以顯示傳感器10的狀態是激活的或非激活的，其獨立于作為灌電流或拉電流的傳感器工作模式，從而在工作模式改變時降低用戶混淆。本文中使用的某些術語僅出于參照的目的，因此并非趨于限制。例如，術語例如“上”、“下”、“高于”以及“低于”指的是所參照的附圖中的方向。術語例如“前”、“后” “背”、“底部”和“側”描述了部件的部位在參照討論時描述部件的文本和相關附圖所清楚制定的一致但任意的坐標系內的方位。這樣的術語可以包括上述特定的詞、其派生詞以及具有相似意思的詞。類似地，除非上下文清明確指出，術語“第一”、“第二”以及其它涉及結構的數值術語并非意味著次序或順序。當介紹本公開內容和示例性實施例的元素或特征時，冠詞“一”、“一個”、“該”以及“所述”趨向于意味著存在一個或多個這樣的元素或特征。術語“包含”、“包括”和“具有”趨向于開放性的包括，從而意味著除了那些具體提及的之外還可以存在其他元素或特征。還要理解的是，本文中描述的方法步驟、過程以及操作不應當被理解成必須要求以所討論或示出的具體順序來執行，除非被特定地指明執行順序。還要理解的是，可以采用附加或可替選的步驟。關于“控制器”和“處理器”可以理解為包括可以在單機環境和/或分布式環境中通信的一個或多個控制器或處理器，并且可以因此被配置成通過有線通信或無線通信與其它處理器通信，其中，這樣的一個或多個處理器可以被配置成對可以為相同或不同的一個或多個處理器受控裝置進行操作。此外，關于存儲器，除非另有說明，可以包括一個或多個處理器可讀和可訪問存儲器元件和/或部件，它們可以在處理器控制裝置內部或者在處理器控制裝置外部，并且可以通過有線網絡或者無線網絡訪問。具體地，意圖在于本發明不限于文中包括的實施例和說明，并且應當將權利要求理解成包括所述實施例的改進形式，包括實施例的一部分以及不同實施例的元素的組合，只要其在權利要求的范圍內即可。本文描述的所有出版物，包括專利出版物或者非專利出版物，均由此通過引用合并到本申請中。
權利要求
1.一種提供開關式電輸出的電傳感器，所述電傳感器包括 傳感器元件，所述傳感器元件感測物理狀況以產生傳感器信號； 閾值電路，所述閾值電路接收所述傳感器信號以基于所述傳感器信號產生開關式信號; 第一固態開關裝置，所述第一固態開關裝置連接在電源與傳感器輸出端之間，以當所述第一固態開關裝置激活時向所述傳感器輸出端拉電流； 第二固態開關裝置，所述第二固態開關裝置連接在地與所述傳感器輸出端之間，以當所述第二固態開關裝置激活時向所述傳感器輸出端中灌電流；以及 自動檢測電路，所述自動檢測電路將所述開關式信號路由到所述第一固態開關裝置和所述第二固態開關裝置中的一個，并且與該路由同時地監視所述傳感器輸出端以推斷連接在所述傳感器輸出端與電源之間的負載和連接在所述傳感器輸出端與地之間的負載中的一個的存在，以確定所述開關式信號被路由到的所述第一固態開關裝置和所述第二固態開關裝置中的所述一個。
2.根據權利要求1所述的電傳感器，其中，所述自動檢測電路在拉模式下將所述開關式信號路由到所述第一固態開關裝置而在灌模式下將所述開關式信號路由到所述第二固態開關裝置；且在當所述第一固態開關裝置關斷時所述傳感器輸出端具有高電壓的情況下，所述自動檢測電路將其模式從拉模式改變為灌模式，并且其中，在當所述第二固態開關裝置關斷時所述傳感器輸出端具有低電壓的情況下，所述自動檢測電路將其模式從灌模式改變為拉模式。
3.根據權利要求1所述的電傳感器，其中，所述第一固態開關裝置是發射極連接到所述電源而集電極連接到所述傳感器輸出端的PNP晶體管，且所述第二固態開關裝置是集電極連接到所述傳感器輸出端而發射極連接到地的NPN晶體管。
4.根據權利要求1所述的電傳感器，其中，所述自動檢測電路包括閾值檢測器，所述閾值檢測器將傳感器輸出電壓與小于所述電源的電壓并且大于所述地的電壓的電壓相比較。
5.根據權利要求1所述的電傳感器，其中，所述自動檢測電路包括微處理器，所述微處理器執行所存儲的程序以監視傳感器輸出電壓。
6.根據權利要求1所述的電傳感器，其中，所述自動檢測電路進一步包括選擇輸入端，所述選擇輸入端使得所述開關式信號預定地路由到所述第一固態開關裝置和所述第二固態開關裝置中的一個，而無論所述傳感器輸出端的電壓如何。
7.根據權利要求1所述的電傳感器，其中，所述自動檢測電路在拉模式下將所述開關式信號路由到所述第一固態開關裝置而在灌模式下將所述開關式信號路由到所述第二固態開關裝置；且在當所述第一固態開關裝置接通時所述傳感器輸出端不拉電流的情況下，所述自動檢測電路將其模式從拉模式改變為灌模式，并且其中，在當所述第二固態開關裝置接通時所述傳感器輸出端不灌電流的情況下，所述自動檢測電路將其模式從灌模式改變為拉模式。
8.根據權利要求7所述的電傳感器，其中，從所述傳感器輸出端灌電流和拉電流是根據因流過晶體管的電流而下降的所述傳感器輸出端的電壓來推斷的。
9.一種自動地選擇提供開關式電輸出的電傳感器的接口模式的方法，所述方法包括以下步驟(a)感測物理狀況以基于所述物理狀況產生開關式信號； (b)根據模式狀態、使用所述開關式信號來控制第一固態開關裝置和第二固態開關裝置中的一個，所述第一固態開關裝置連接在電源與傳感器輸出端之間以向所述傳感器輸出端拉電流，所述第二固態開關裝置連接在地與所述傳感器輸出端之間以當所述第二固態開關裝置激活時向所述傳感器輸出端中灌電流；以及 (C)當指示了電流模式狀態與所述傳感器輸出端所附接的負載不一致的、電流模式狀態與所述傳感器輸出端的預定組合發生時，改變所述模式狀態。
10.一種提供開關式電輸出的電傳感器，所述電傳感器包括 傳感器元件，所述傳感器元件感測物理狀況以產生傳感器信號； 閾值電路，所述閾值電路接收所述傳感器信號以基于所述傳感器信號產生開關式信號; 第一固態開關裝置，所述第一固態開關裝置連接在電源與傳感器輸出端之間，以當所述第一固態開關裝置激活時向所述傳感器輸出端拉電流； 第二固態開關裝置，所述第二固態開關裝置連接在地與所述傳感器輸出端之間，以當所述第二固態開關裝置激活時向所述傳感器輸出端中灌電流；以及 選擇輸入端，所述選擇輸入端使得所述開關式信號預定地路由到所述第一固態開關裝置和所述第二固態開關裝置中的一個，而無論所述傳感器輸出端的電壓如何。
全文摘要
提供了一種電傳感器以及自動選擇該電傳感器的接口模式的方法，該電傳感器可以通過監視其開關式輸出的電壓以確定與灌模式和拉模式這兩種工作模式中的每一種相關聯的負載配置，來將自身自動地配置成灌模式或拉模式。自動檢測通過與關于傳感器的輸出的預期狀態的認識相配合地監視輸出電壓或電流，可以不僅在傳感器啟動時發生而且還在傳感器工作期間發生。對于多個傳感器并聯連接的情形，可以提供工作模式的人工選擇以及自動檢測特征的超馳。
文檔編號G01D5/12GK103063234SQ20121024110
公開日2013年4月24日 申請日期2012年7月11日 優先權日2011年7月11日
發明者賈格吉特·S·蒂亞拉, 曼弗雷德·維塞爾, 布賴恩·阿萊·施里韋爾 申請人:洛克威爾自動控制技術股份有限公司