DE102005033919A1

DE102005033919A1 - Method and device current measurement

Info

Publication number: DE102005033919A1
Application number: DE200510033919
Authority: DE
Inventors: Christian Gruber; Robert Miessl; Markus Beil; Markus Thanheiser; Gernot Etzlstorfer; Jovan Knezevic; Erich Liepold
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-01-25
Also published as: DE112006002576A5; WO2007009425A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strommessung, insbesondere zur Messung des von einer Baugruppe aufgenommenen Stromes. Hierzu ist eine Strommesseinheit in den Stromlaufpfad der Baugruppe geschaltet. Die gemessenen Stromwerte werden über einen steuerbaren Verstärker einem A/D-Wandler zugeführt, dessen digitalisierten Werte an eine Mikro-Computereinheit geleitet werden, wobei der Verstärker derart angesteuert wird, dass der A/D-Wandler weitgehend mit maximaler Auflösung wandelt.The invention relates to a method for current measurement, in particular for measuring the current consumed by an assembly. For this purpose, a current measuring unit is connected to the current path of the assembly. The measured current values are fed to an A / D converter via a controllable amplifier, the digitized values of which are sent to a micro-computer unit, the amplifier being controlled in such a way that the A / D converter converts largely with maximum resolution.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strommessung, insbesondere zur Messung des von einer Baugruppe aufgenommenen Stromes.The The invention relates to a method for current measurement, in particular for measuring the current consumed by an assembly.

Es ist bekannt bei elektrischen Baugruppen zum Zweck der Überwachung und der Gewinnung von Informationen über die Baugruppen den Strom, der von der jeweiligen Baugruppe aufgenommen wird, zu messen.It is known in electrical assemblies for the purpose of monitoring and gaining information about the assemblies the stream that taken by the respective assembly to measure.

Im Weiteren ist es Stand der Technik umschaltbare Eingangsverstärkerstufen einem A/D-Wandler voranzustellen. Hierdurch ergeben sich verschiedene Messbereiche, je nachdem, in welchem Messbereich das Signal zu finden ist, wird der entsprechende Messbereich automatisch angewählt.in the Further, prior art switchable input amplifier stages precede an A / D converter. This results in different Measuring ranges, depending on which measurement range to find the signal is, the corresponding measuring range is automatically selected.

Aus EP 0 271 849 A2 ist ein Impedanzmessgerät, insbesondere zur Bestimmung der durch Eintauchen einer flüssigkeitveränderlichen Impedanz eines kapazitiven Sensors, bekannt. Das Impedanzmessgerät hat als Signalquelle einen digitalen Sinusgenerator, welcher das zu untersuchende Messobjekt speist. Mit Null-Durchgangsdetektoren werden die Null-Durchgänge von Strom und Spannung am Messobjekt detektiert, damit ein Start-Stopp-Zähler betrieben werden kann. Dessen Ausgangsignal ist ein Maß für den zeitlichen Abstand der Null-Durchgänge, aus welchem sich mit Hilfe der bekannten Signalfrequenzen des digitalen Sinusgenerators die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung des Messobjekts berechnen lässt.Out EP 0 271 849 A2 is an impedance measuring device, in particular for determining the by immersing a liquid-variable impedance of a capacitive sensor, known. The impedance meter has as a signal source a digital sine-wave generator, which feeds the test object to be examined. With zero-crossing detectors, the zero crossings of current and voltage are detected at the DUT so that a start-stop counter can be operated. Its output signal is a measure of the time interval of the zero crossings, from which can be calculated using the known signal frequencies of the digital sine-wave generator, the phase shift between the current and voltage of the measurement object.

Aus DE 20 012 567 U1 ist ein digitales Multimeter, insbesondere Handmultimeter zur Durchführung von Strom-, Spannungs-, Widerstands- und/oder Kapazitätsmessungen, mit einer mit Messeingangsbuchsen des Multimeters verbundenen elektronischen Auswerteschaltung, einer Anzeigevorrichtung, die mit Ausgängen der Auswerteschaltung verbunden ist, sowie einer Umschaltvorrichtung, bekannt. Durch die Umschaltvorrichtung ist das Multimeter zwischen unterschiedlichen Mess-Betriebszuständen umschaltbar, wobei die Messeingangsbuchsen die Auswerte- und Anzeigevorrichtung und die Umschaltvorrichtung in/an einem handhaltbaren Gehäuse angeordnet sind. Am Gehäuse sind die Elemente einer Strommesszange angeordnet, wobei mindestens eine Prüfvorrichtung zur Feststellung der elektrischen Sicherheit einer Anlage oder eines Verbrauches in das Multimeter integriert ist.Out DE 20 012 567 U1 is a digital multimeter, in particular handheld multimeter for performing current, voltage, resistance and / or capacitance measurements, with an electronic evaluation circuit connected to measuring input sockets of the multimeter, a display device which is connected to outputs of the evaluation circuit, as well as a switching device known. By means of the switching device, the multimeter can be switched between different measuring operating states, wherein the measuring input sockets the evaluation and display device and the switching device are arranged in / on a hand-held housing. On the housing, the elements of a clamp meter are arranged, wherein at least one test device for determining the electrical safety of a system or consumption is integrated into the multimeter.

Aus DE 100 36 644 A1 ist ein weiteres digitales Multimeter, insbesondere Handmultimeter zur Durchführung von Strom-, Spannungs-, Widerstands- und/oder Kapazitätsmessungen bekannt. Das digitale Multimeter ist mit Messausgangsbuchsen ausgestattet und weist eine Anzeigevorrichtung auf, die wiederum mit Ausgängen der Auswertevorrichtung verbunden ist. Schließlich ist ein Wählschalter vorhanden, durch welchen das Multimeter zwischen unterschiedlichen Mess-Betriebszuständen und Messbereichen umschaltbar ist.Out DE 100 36 644 A1 is another digital multimeter, in particular handheld multimeter for performing current, voltage, resistance and / or capacitance measurements known. The digital multimeter is equipped with measuring output sockets and has a display device, which in turn is connected to outputs of the evaluation device. Finally, there is a selector switch, by means of which the multimeter can be switched between different measuring operating states and measuring ranges.

Aus DE 43 31 796 A1 ist ein Multimeter mit einer automatischen Messfunktionseinstellung und automatischen Messbereichserkennung offenbart. Das Erkennen erfolgt bei hochohmigem Eingangswiderstand des Multimeters. Bei als Impedanzen erkannten Messgrößen wird automatisch auf einen niederohmigen Eingangswiderstand umgeschaltet, die Messgröße wird niederohmig gemessen und nachfolgend angezeigt, und bei einer Bereichsänderung wird wieder zum Anfang der Messprozedur zurückgekehrt.Out DE 43 31 796 A1 a multimeter with an automatic measurement function setting and automatic measuring range detection is disclosed. The detection takes place with high impedance input resistance of the multimeter. When detected as impedances measured variables is automatically switched to a low-impedance input resistance, the measured variable is measured low impedance and displayed below, and in a range change is returned to the beginning of the measurement procedure.

Nachteilig bei dieser bekannten Technik ist es jedoch, dass jeder dieser Messbereiche jeweils kalibriert werden muss. Dies wird zumeist in bzw. währende der Fertigung vorgenommen. Weiterhin ist es nachteilig, dass diese Kalibrierung während der Fertigung den Alterungsprozess der Bauelemente nicht berücksichtigen kann.adversely However, with this known technique it is that each of these measuring ranges each must be calibrated. This is usually in or during the Manufacturing done. Furthermore, it is disadvantageous that this calibration while Manufacturing does not take into account the aging process of the components can.

Insbesondere im Bereich des Einklemmschutzes bei Kraftfahrzeugen, wie zum Beispiel bei Fensterhebern oder automatisch schließenden Türen oder Schiebedächern oder Verdecken ist eine Überwachung der eingangs genannten Art erforderlich. Um eine Aussage über den Stand eines Fensters oder eines automatisch betätigten Teiles oder Objektes geben zu können, darf es keine Unstetigkeit beim Umschalten der Messbereiche geben, das heißt die Ergebnisse müssen stetig sein, auch bei Wechsel des Messbereiches. Wäre dies nicht der Fall, würden die entsprechenden Einrichtungen ein Fehlverhalten aufweisen.Especially in the field of anti-jamming in motor vehicles, such as with window regulators or automatically closing doors or sliding roofs or Covering is a surveillance of the type mentioned above required. To make a statement about the Stand of a window or an automatically operated part or object to be able to give there must be no discontinuity when switching the measuring ranges, this means the results must be steady, even when changing the measuring range. Would this not the case, would the corresponding facilities have a misconduct.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer Strommesseinheit aufzuzeigen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet.task It is the object of the present invention to provide a method and an apparatus for the calibration of a current measuring unit, which show the avoids the aforementioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird anhand der Ansprüche 1, 8 und 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der weiteren Beschreibung sowie der zugehörigen Figur.These Task is based on the claims 1, 8 and 14 solved. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent based on the further description and the accompanying figure.

Die Erfindung beruht auf einer Anordnung, welche aus mindestens einem Umschalt-Verstärker, einer Gleichstromquelle, welche in Form eines Spannungteilers mit einem eingeprägten Strom realisiert ist, einer Messeinheit, insbesondere einer Strommesseinheit, und einer Umschalteinheit für Messbereiche besteht.The invention is based on an arrangement which consists of at least one switching amplifier, a DC power source, which is realized in the form of a voltage divider with an impressed current, a measuring unit, in particular a current measuring unit, and a switching unit for Messbe rich exists.

In der weiteren Beschreibung wird der Begriff Gleichstomquelle verwendet, wobei es sich aber bei der realisierten Ausgestaltung um einen Spannungsteiler handelt.In in the further description, the term direct current source is used, but it is in the realized embodiment to a voltage divider is.

Diese Anordnung wird in der Fertigung kalibriert. Es wird aber nur für den einen Messbereich eine Kalibrierung vorgenommen, alle weiteren Messbereiche werden zur Laufzeit von der Messeinrichtung automatisch selbst und regelmäßig kalibriert, dies geschieht wie folgt.These Arrangement is calibrated in the manufacturing. But only for the one Measuring range one calibration made, all other measuring ranges be automatically and at runtime by the measuring device itself regularly calibrated, this happens as follows.

Im ersten Messbereich wird zunächst eine Strommessung vorgenommen. Wenn hier ein ausreichender Strom fließt, wird testweise kurzzeitig in den höheren Strommessbereich geschaltet. Dort wird nunmehr ebenfalls die Messung vorgenommen. Bei der Messung des ersten Messbereichs wurde das gemessene Ergebnis gespeichert, fixiert und abgeglichen mit dem tatsächlichen Stromwert. Faktisch erfolgte eine Eichung für diesen ersten Messbereich. Anschließend wird das Ergebnis des gemessenen Wertes für den höheren Strommessbereiches mit dem Wert des ersten Messbereichs verglichen. Aus dem Verhältnis der Messergebnisse wird ein Korrelationsfaktor ermittelt. Dieser Faktor gibt das Verhältnis der Verstärkungen der beiden Messbereiche zueinander an. Auf diese Weise kann der Messbereich für den höheren Strommessbereich auf den ersten, der bereits in der Fertigung kalibriert wurde, abgestimmt werden. Dies erfolgt dann für sämtliche weiteren Strommessbereiche analog. Die Stetigkeit der Stromverläufe, auch bei einem Wechsel des Strommessbereichs, ist somit sichergestellt. Notwendigerweise setzt dieses Verfahren voraus, dass sich der Strom während der Umschaltvorgänge/Messbereichswechsel nicht wesentlich ändert. In vorteilhafter Weise wird daher bei dem beschriebenen Vorgehen eine Konstantstromquelle verwendet um die Korrelationsfaktoren zu gewinnen.in the first measuring range is first made a current measurement. If there is enough power here flows, is temporarily switched to the higher current measuring range as a test. There is now also made the measurement. In the measurement of the first measuring range, the measured result was stored, fixed and balanced with the actual current value. real a calibration was carried out for this first measuring range. Subsequently, the result of the measured value for the higher one Current measuring range compared with the value of the first measuring range. Out of proportion The measurement results are determined by a correlation factor. This Factor indicates the ratio of reinforcements of the two measuring ranges to each other. In this way, the Measuring range for the higher Current measuring range at first, already calibrated in the production was to be voted on. This then takes place for all other current measuring ranges analogous. The continuity of the current courses, even with a change of the current measuring range, is thus ensured. Necessarily This procedure requires that the current during the Switchover / measuring range change does not change significantly. Advantageously, therefore, in the described procedure a constant current source uses the correlation factors win.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass vor den Umschaltverstärker ein Tiefpass zwischengeschaltet wird, der nur die Gleichstromanteile des zu messenden Stromes an die Messeinrichtung heranlässt. Die ggf. im Strom vorhandenen Stromrippel werden bei der Strommessung ausgefiltert.In a further advantageous embodiment of the invention, this is achieved in that interposed in front of the switching amplifier, a low-pass filter becomes, the only DC components of the current to be measured the measuring device comes on. The current ripple, if present in the current, will be used in the current measurement filtered out.

Sollen bzw. müssen aber gerade die Stromrippel für eine weitere Verarbeitung des Stromsignals ausgewertet werden, um beispielsweise den Stand eines Rotors eines Elektromotors zu bestimmen, um daraus den Ort des beweglichen Elementes, welches vom Elektromotor bewegt wird, zu bestimmen, so kann nicht mehr mit einem Tiefpass gearbeitet werden, da in diesem Fall eben gerade die vom Tiefpass ausgefilterten Stromrippel von Interesse sind. Da aber der Wechselanteil bei dieser Anordnung zur Messung des Stromes naturgemäß und technisch bedingt sehr stark schwankt, kann der vorliegende Strom nicht zur Kalibrierung der Messeinrichtung herangezogen werden.Should or have to but just the current ripple for further processing of the current signal to be evaluated for example, to determine the level of a rotor of an electric motor, from this, the location of the movable element, that of the electric motor is moving, to determine, so can no longer with a low pass be worked, since in this case just the filtered from the low-pass filter Current ripples are of interest. But since the alternating share in this Arrangement for measuring the current naturally and technically very much fluctuates greatly, the current present can not be used for calibration the measuring device are used.

Um dennoch eine Kalibrierung zu ermöglichen, wird nunmehr in den Stromkreis, anstelle des zu messenden Objektes, eine Gleichstromquelle geschaltet. Es wird quasi anstelle des zu messenden Stromes der Baugruppe der Strom der Gleichstromquelle gemessen. Dieser Austausch des Messobjektes erfolgt zyklisch stets dann, wenn die Messeinrichtung nicht benötigt wird, beispielsweise bei Stillstand des Fensterhebers oder des zu überwachenden Bauteils, in regelmäßigen Zeitabständen während der gesamten Baugruppenlebenszeit.Around still allow for calibration is now in the circuit, instead of the object to be measured, a DC power source connected. It is almost instead of too Measuring current of the module, the current of the DC power source measured. This exchange of the measured object always takes place cyclically when the measuring device is not needed, for example at Standstill of the window regulator or the component to be monitored, at regular intervals throughout the entire Assemblies lifetime.

Durch die Einspeisung eines konstanten Stromes, dessen Stromwert bekannt ist, bzw. dessen Stromwert konstant ist – wobei der Alterungsprozess der Bauelemente der Konstantstromquelle nicht berücksichtigt werden braucht, da nur eine stetige Anpassung der Messbereiche erfolgen muss – wird eine kontinuierliche Kalibrierung der Messvorrichtung erreicht, auch während des Betriebes der Vorrichtung. Dieser hier dann verwendete Strom ist definiert bekannt und das Ergebnis der Messung kann mit dem vordefiniert bekannten Strom verglichen werden. Insoweit kann für jeden Messbereich eine Kalibrierung vorgenommen werden, wobei die Messbereiche zueinander abgestimmt werden; eine Kontinuität der Messung, auch bei einem Wechsel von einem Messbereich zu einem Anderen, ist somit gewährleistet.By the feeding of a constant current whose current value is known is or whose current value is constant - whereby the aging process of Components of the constant current source need not be taken into account, since only a constant adjustment of the measuring ranges must take place - becomes a continuous Calibration of the measuring device achieved, even during the Operation of the device. This is the current used here defined and the result of the measurement can be predefined with the known power to be compared. In that regard, for everyone Measuring range can be made a calibration, with the measuring ranges coordinated with each other; a continuity of the measurement, even at one Changing from one measuring range to another is thus guaranteed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kalibrierung in der Endabnahme nicht mehr notwendig. Es wird eine Gleichstromquelle integriert. Diese Gleichstromquelle wird regelmäßig und kontinuierlich, wenn das zu überwachende Bauteil bzw. die Baugruppe nicht in Betrieb ist, anstelle dieser in den Stromlaufpfad geschaltet. Wie bereits eingangs beschrieben, kann somit, soweit der Strom, welcher von der Konstantstromquelle erzeugt wird, weitgehend genau bekannt ist, dieser zur Kalibrierung verwendet werden. Vorteilhaft erweist sich insbesondere, dass die altersbedingte Bauteildrift dann miterfasst wird und ausgeglichen wird.In a further advantageous embodiment of the invention is a Calibration in final acceptance no longer necessary. It will be one DC power source integrated. This DC power source is regular and continuously, if that is to be monitored Component or the module is not in operation, instead of this switched into the circuit path. As already described at the beginning, can thus, as far as the current, which from the constant current source is generated, is largely known exactly, this for calibration be used. In particular, it proves advantageous that the age-related component drift is then recorded and compensated becomes.

Führt man die Messung nunmehr für alle Messbereiche durch, so kann eine Kalibrierung eines jeden Messbereichs erfolgen. Die Messung ist somit stets korrekt und kann nachjustiert werden.Leading the measurement now for through all measuring ranges, so can a calibration of each measuring range respectively. The measurement is thus always correct and can be readjusted become.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestattung der Erfindung ist es nicht mehr notwendig den exakten Wert der Gleichstromquelle zu kennen, da vielmehr nun nur ein Faktor zwischen denn einzelnen Messbereichen ermitteln wird. Hierzu wird die Gleichstromquelle zur Messung auf die Messvorrichtung geschaltet, anschließend werden die einzelnen Messbereiche durchgeschaltet und der fließende Konstantstrom wird in jedem Messbereich gemessen, das heißt eine Messung wird für jeden Messbereich, jeweils mit dem konstanten Gleichstrom durchgeführt. Anschließend werden die einzelnen Messergebnisse miteinander korreliert, das heißt aus dem Verhältnis der Messergebnisse wird ein Korrelationsfaktor ermittelt, beruhend auf der Tatsache, dass der gemessene Strom einen konstanten Wert hatte, während der Messungen. Es kann somit ausgehend vom ersten Messbereich jeder weitere Messbereich auf den ersten Messbereich abgestimmt werden. Anhand des Verhältnisses der Messwerte der einzelnen Messbereiche wird jeweils ein Faktor für das Verhältnis der Messbereiche zueinander ermittelt. Da der Gleichstrom für alle Messbereiche gleich groß ist, kann der Korrelationsfaktor für alle Messbereiche zueinander oder jeweils zum ersten Messbereich exakt errechnet bzw. bestimmt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, it is no longer necessary to know the exact value of the DC power source, since now only a factor between the individual measuring ranges will be determined. For this purpose, the DC power source for measurement on the measuring device switched, then the individual measuring ranges are switched through and the flowing constant current is measured in each measuring range, that is, a measurement is carried out for each measuring range, each with the constant direct current. Subsequently, the individual measurement results are correlated with one another, that is to say a correlation factor is determined from the ratio of the measurement results, based on the fact that the measured current had a constant value during the measurements. It is thus possible, starting from the first measuring range, to tune each further measuring range to the first measuring range. On the basis of the ratio of the measured values of the individual measuring ranges, a factor for the ratio of the measuring ranges to each other is determined in each case. Since the DC current is the same for all measuring ranges, the correlation factor can be exactly calculated or determined for all measuring ranges relative to one another or to the first measuring range.

In vorteilhafter Weise wird zum Einbringen eines Gleichstromes ein Widerstand, der von einem Transistor geschaltet wird oder direkt von einem Prozessorport angesteuert wird, verwendet; es kann aber auch der Strom, der direkt von einem Port des Prozessors geliefert wird, verwendet werden. Weiterhin kann ein Abgleich in der Fertigung des ersten Messbereichs unterbleiben, wenn der eingeprägte Gleichstrom der Konstantstromquelle auf der Baugruppe absolut gesehen genau genug ist.In Advantageously, for introducing a direct current Resistor switched by a transistor or directly is driven by a processor port used; but it can also the power delivered directly from a port of the processor will be used. Furthermore, an adjustment in production omit the first measuring range when the impressed DC the constant current source on the module absolutely exactly is enough.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels gemäß der beigefügten Figur beschrieben.in the Further, the invention with reference to a specific embodiment according to the attached figure described.

Die Figur zeigt einen A/D-Wandler 1, einen Umschaltverstärker 2, eine Strommesseinheit 3, eine Baugruppe 4, eine Gleichstromquelle 5, eine Mikro-Computereinheit 6, sowie die Schalter S1 und S2 und die für die Baugruppe 5 vorhandene Versorgungsspannung U.The figure shows an A / D converter 1 , a switching amplifier 2 , a current measuring unit 3 , an assembly 4 , a DC power source 5 , a micro-computer unit 6 , as well as the switches S1 and S2 and those for the module 5 existing supply voltage U.

Mittels der Strommesseinheit 3 soll der in die Baugruppe 4 fließende, bzw. von der Baugruppe aufgenommene Strom ermittelt werden. Die Strommesseinheit 3 ist daher insbesondere als Shunt ausgebildet, mittels welchen der Stromfluss ermittelt werden kann.By means of the current measuring unit 3 should the in the assembly 4 flowing, or absorbed by the module current can be determined. The current measuring unit 3 is therefore designed in particular as a shunt, by means of which the current flow can be determined.

Im Normalbetrieb sind die Schalter S1 und S2, wobei die Schalter S1 und S2 über die Mikro-Computereinheit 6 schaltbar sind, derart angeordnet, dass die Baugruppe 4 an der Versorgungsspannung U anliegt und über diese mit Energie versorgt wird. Die Mikro-Computereinheit 6 verfügt über zwei Steuerleitungen St2, St3, mittels derer sie die Schalter S2 und S1 schaltet. Da die Schalter S1 und S2 stets synchron zu schalten sind, kann eine der Steuerleitungen St2, St3 auch entfallen und die Schalter S1, S2 werden nur über eine Steuerleitung angesteuert. In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Schalter S1, S2 als Transistoren ausgeführt, insbesondere als Schalttransistoren.In normal operation, the switches are S1 and S2, with the switches S1 and S2 via the microcomputer unit 6 are switchable, arranged such that the assembly 4 is applied to the supply voltage U and is supplied via this with energy. The micro-computer unit 6 has two control lines St2, St3, by means of which it switches the switches S2 and S1. Since the switches S1 and S2 are always to be synchronized, one of the control lines St2, St3 can also be dispensed with and the switches S1, S2 are only activated via a control line. In an advantageous embodiment, the switches S1, S2 are designed as transistors, in particular as switching transistors.

Die Baugruppe 4 ist beispielsweise eine Fensterhebergruppe, das heißt sie weist insbesondere einen Gleichstrommotor auf, der ein elektrisch zu betätigenden Elements, beispielsweise ein elektrisch betätigbares Fenster, oder auch einen Sitz, in einem Kraftfahrzeug bewegt. Die Mikro-Computereinheit 6 oder eine entsprechende Auswerteinheit ermittelt anhand des in die Baugruppe 4 fließenden Stromes, insbesondere anhand der Stromrippel die jeweilige Positionierung des Fensters. Hierzu wird über die Strommesseinheit 3 der jeweilige Strom, das heißt die Stromaufnahme der Baugruppe 4, ermittelt. Hierzu werden die Messwerte, welche die Strommesseinheit 3 ermittelt, über den Umschaltverstärker 2 an den A/D-Wandler 1 geführt. Die Daten des A/D-Wandlers 1 ließt die Mikro-Computereinheit 6 aus und verarbeitet diese weiter. Anhand dieser Daten ermittelt die Mikro-Computereinheit 6 den Stromverlauf über die Zeit und kann über einen so genannten Rippel-Counter die Stellung des elektrisch betätigbaren Fensters ermitteln. Bei dem A/D-Wandler 1 handelt es sich um einen handelsüblichen acht oder zehn Bit A/D-Wandler. Es tritt aber das Problem auftritt, dass die Genauigkeit eines 8 Bit A/D-Wandlers auf 256 Stufen Auflösung oder eine 10 Bit A/D-Wandlers auf 1024 Stufen Auflösung beschränkt ist. Da jedoch eine möglichst hohe Auflösung des gemessenen Stromes und der Stromänderung in einem kleineren Bereich erfasst werden soll, ist es vorteilhaft, den A/D-Wandler 1 stets mit seiner maximalen Auflösung anzusteuern. Dies wird dadurch erreicht, dass über den Umschaltverstärker 2 Messbereiche vorgegeben werden. Bei der Überwachung des Einklemmschutzes für einen Fensterheber oder ein elektrisch zu bewegendes Bauteil in einem Kraftfahrzeug liegt der Strom in einer Größenordnung von 0 bis ca. 40 A. Es hat sich somit als vorteilhaft erwiesen, mindestens zwei Messbereiche, beispielsweise jeweils für einen ersten Bereich 1 von 0 bis 25 A und einen zweiten bereich von 20 bis 40 A zu verwenden. Je nachdem in welchem Bereich sich die Werte des Stromes befinden, steuert die Mikro-Computereinheit 6 den Umschaltverstärker 2 derart an, dass Messbereich der gewechselt so wird, dass der A/D-Wandler 1 stets mit optimaler Auflösung arbeitet. Daher handelt es sich bei dem Umschaltverstärker 2 um einen steuerbaren Umschaltverstärker, wobei diverse Messbereiche vordefinierbar sind. Die Steuerung des Umschaltverstärkers 2 erfolgt durch die Mikro-Computereinheit 6 über die Steuerleitung St1. Die Umschaltung erfolgt anhand einer vorgebbaren Hysterese.The assembly 4 For example, it is a power window group, that is, it has in particular a DC motor, which moves an electrically operated element, such as an electrically operable window, or a seat in a motor vehicle. The micro-computer unit 6 or a corresponding evaluation unit determined based on the in the module 4 flowing current, in particular based on the current ripple the respective positioning of the window. This is done via the current measuring unit 3 the respective current, that is the current consumption of the module 4 , determined. For this, the measured values, which are the current measuring unit 3 determined, via the switching amplifier 2 to the A / D converter 1 guided. The data of the A / D converter 1 reads the micro-computer unit 6 and process it further. Based on this data, the microcomputer unit determines 6 the current over time and can determine the position of the electrically operable window via a so-called ripple counter. In the A / D converter 1 is a commercially available eight or ten bit A / D converter. However, there is a problem that the accuracy of an 8-bit A / D converter is limited to 256-step resolution or a 10-bit A / D converter is limited to 1024-step resolution. However, since the highest possible resolution of the measured current and the current change should be detected in a smaller range, it is advantageous to use the A / D converter 1 always with its maximum resolution to control. This is achieved by using the switching amplifier 2 Measuring ranges are specified. When monitoring the anti-jamming protection for a window regulator or a component to be moved electrically in a motor vehicle, the current is in the order of magnitude of 0 to approximately 40 A. It has thus proven to be advantageous to use at least two measuring ranges, for example for a first region 1 from 0 to 25 A and a second range from 20 to 40 A. Depending on the area in which the values of the current are located, the micro-computer unit controls 6 the switching amplifier 2 such that measurement range is changed so that the A / D converter 1 always works with optimal resolution. Therefore, it is the switching amplifier 2 a controllable switching amplifier, wherein various measuring ranges are predefinable. The control of the switching amplifier 2 done by the micro-computer unit 6 via the control line St1. The switchover is based on a predefinable hysteresis.

Da das Ergebnis der Messung des zu messenden Stroms für jeden der umschaltbaren Messbereiche zum vorherigen Messbereich kontinuierlich und gleichbleibend erfolgen muss, muss gewährleistet bleiben, dass auch bei Messbereichumschaltung der gemessene Stromwert nicht durch die Umschaltung des Messbereichs unrichtig bestimmt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass für jeden einzelnen Messbereich eine Kalibrierung der Messanordnung vorgenommen wird. Vorzugsweise wird die Kalibrierung zunächst für einen Messbereich am Abschluss der Fertigung vorgenommen. Es wird ein definierter eingeprägter Strom durch die Messeinrichtung 3 geleitet und das Ergebnis mit dem eingeprägten Strom verglichen und ein Korrekturfaktor errechnet, mittels welchem dann der exakte Strom festgelegt wird. Anschließend wird selbige Prozedur für jeden weiteren Messbereich vorgenommen.As the result of the measurement of the mes If, for each of the switchable measuring ranges, current must be continuous and consistent with the previous measuring range, it must be ensured that the measured current value is not determined incorrectly even when the measuring range is switched over. This is achieved by calibrating the measuring arrangement for each individual measuring range. Preferably, the calibration is first carried out for a measuring range at the end of production. It becomes a defined impressed current through the measuring device 3 passed and compared the result with the impressed current and calculates a correction factor, which then determines the exact current. Subsequently, the same procedure is carried out for each additional measuring range.

Um diesen Prozess zu automatisieren, wird eine Gleichstromquelle 5, welche über die Schalter S1 und S2 anstelle der Baugruppe 4 in die Anordnung geschaltet werden kann, vorgesehen. Diese Gleichstromquelle 5 liefert einen definierten konstanten Strom bekannter Größe. Dieser wird durch die Strommesseinheit 3 geleitet und das Ergebnis über die Mikro-Computereinheit 6 verglichen und die Messwerte entsprechend oben beschriebener Vorgehensweise angepasst.To automate this process, becomes a DC power source 5 , which via the switches S1 and S2 instead of the module 4 can be switched into the arrangement provided. This DC power source 5 provides a defined constant current of known magnitude. This is done by the current measuring unit 3 directed and the result through the micro-computer unit 6 compared and adapted the measured values according to the procedure described above.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Gleichstromquelle 5 in die Baugruppe 4 oder die Messvorrichtung 1, 2, 3 integriert. In vorteilhafter Weise kann diese durch einen Widerstand, welcher an einem Port der Mikro-Computereinheit 6 angeschlossen ist, oder der Strom, der durch den Port selbst ausgegeben wird, hierzu verwendet. Es kann aber auch die Spannungsversorgung U und ein Widerstand als Gleichstromquelle verwendet werden; in diesem Fall muss aber gewährleistet sein, dass die Spannungsversorgung U konstant ist. Es kann aber auch ein Spannungsteiler hierzu verwendet werden. Die Kalibrierung muss nunmehr nicht mehr während der Fertigung vorgenommen werden, sondern kann jederzeit während des Betriebes erfolgen. Hierzu wird insbesondere ein Zeitpunkt ausgewählt, in welchem die Baugruppe 4 nicht in Betrieb ist. Erkennt die Mikro-Computereinheit 6, dass die Baugruppe 4 nicht in Betrieb ist, so schaltet sie zu festen Zeitenzyklen die Schalter S1 und S2 derart um, dass anstelle der Baugruppe 4 die Gleichstromquelle 5 an der Strommesseinheit 3 anliegt und misst die dann vorliegenden Werte und vergleicht diese mit dem eingeprägten Strom. Anschließend wird über sämtliche Messbereiche die Messung vorgenommen und die Mikro-Computereinheit 6 ermittelt die Verhältnisse der einzelnen Messbereiche und deren Ergebnisse zueinander und kann hier einen Korrelationsfaktor ermitteln, anhand welchem Korrekturen der jeweiligen Messbereiche bei den Messungen erfolgen bzw. von der Mikro-Computereinheit 6 vorgenommen werden.In a further advantageous embodiment of the invention is the DC power source 5 into the assembly 4 or the measuring device 1 . 2 . 3 integrated. Advantageously, this may be provided by a resistor connected to a port of the microcomputer unit 6 connected, or the current that is output by the port itself, used for this purpose. But it can also be the power supply U and a resistor used as a DC power source; In this case, however, it must be ensured that the voltage supply U is constant. But it can also be a voltage divider used for this purpose. The calibration no longer has to be done during production, but can be done at any time during operation. For this purpose, in particular a time is selected in which the assembly 4 not in operation. Detects the micro-computer unit 6 that the assembly 4 is not in operation, it switches at fixed time cycles the switches S1 and S2 such that instead of the module 4 the DC source 5 at the current measuring unit 3 is present and measures the values then present and compares them with the impressed current. Subsequently, the measurement is made over all measuring ranges and the micro-computer unit 6 determines the ratios of the individual measuring ranges and their results to one another and can here determine a correlation factor on the basis of which corrections of the respective measuring ranges take place during the measurements or from the microcomputer unit 6 be made.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Mikro-Computereinheit 6 als Mikro-Controller oder als Mikroprozessor ausgestaltet.In an advantageous embodiment of the invention, the micro-computer unit 6 designed as a micro-controller or as a microprocessor.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Messbereich bzw. die Messbereiche der Strommesseinrichtung 4 abgeglichen wobei zunächst ein erster Messbereich der Strommesseinrichtung 3 abgeglichen wird. Nach dem Abgleich des ersten Messbereichs der Strommesseinrichtung 3 der Stromfluss in die Baugruppe 4 mit dem abgeglichenen Messbereich der Strommesseinrichtung 3 gemessen und anschließend wird auf einen anderen nicht abgeglichener Messbereich der Strommesseinrichtung 3 umgeschaltet. Der in die Baugruppe 4 fließende Strom wird nunmehr mit diesem zweiten nicht abgeglichenen Messbereich bestimmt. Das Ergebnis der Messungen wird ins Verhältnis gesetzt und aus diesem Verhältnis wird ein Korrelationsfaktor bestimmt, welcher das Verhältnis der Verstärkung zwischen beiden Messbereichen angibt. Anschließend wird mit allen weiteren vorhandenen Messbereichen ebenso verfahren.In a further embodiment of the invention, the measuring range or the measuring ranges of the current measuring device 4 adjusted first with a first measuring range of the current measuring device 3 is adjusted. After balancing the first measuring range of the current measuring device 3 the current flow into the module 4 with the adjusted measuring range of the current measuring device 3 is measured and then moved to another unadjusted measuring range of the current measuring device 3 switched. The in the assembly 4 flowing current is now determined with this second unbalanced measuring range. The result of the measurements is put into proportion and from this ratio a correlation factor is determined which indicates the ratio of the gain between the two measurement ranges. Subsequently, the procedure is the same with all other existing measuring ranges.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Abgleich des ersten Messbereichs der Strommesseinrichtung 3 fertigungsseitig vorgenommen. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Abgleich des ersten Messbereichs der Strommesseinrichtung 3 bei einem definierten Betriebszustand der Baugruppe 4, wobei vorteilhafterweise die Baugruppe 4 ein Elektromotor ist. Bei diesem Abgleich wird der Stromfluss in die Baugruppe 4 bei einem definierten Betriebszustand der Baugruppe 4 vorgenommen, so zum Beispiel beim der Leerlauf, Gleichlauf, Anlaufstart, der Freilaufphase oder dem Blockzustand eines Elektromotors.In an advantageous embodiment of the invention, the adjustment of the first measuring range of the current measuring device 3 made on the production side. In another advantageous embodiment of the invention, the adjustment of the first measuring range of the current measuring device takes place 3 at a defined operating state of the module 4 , wherein advantageously the assembly 4 an electric motor. During this adjustment, the current flow in the module 4 at a defined operating state of the module 4 made, for example, when the idle, synchronous, start-up, the freewheeling phase or the block state of an electric motor.

Außerdem ist es vorteilhaft vor der Zuleitung des zu messenden Stromes zur Strommesseinrichtung 3 diesen über einen Tiefpass zu filtern.In addition, it is advantageous before the supply of the current to be measured to the current measuring device 3 to filter this over a low pass.

Claims

Method for calibrating a current measuring device ( 1 . 2 . 3 ) for measuring the of an assembly ( 4 ), wherein a current measuring unit ( 3 ) in the circuit path of the module ( 4 ) and the measured current values via a controllable amplifier ( 2 ) having at least one amplification factor, an A / D converter ( 1 ), the digitized values of which are sent to a computer unit ( 6 ), the amplifier ( 2 ) from the microcomputer unit ( 6 ) and the microcomputer unit ( 6 ) the amplification factors of the amplifier ( 2 ), so that the A / D converter ( 1 ) largely with maximum resolution, since characterized in that a DC source ( 5 ) with as constant a current as possible, which instead of the assembly ( 4 ) in the current flow path of the current measuring unit ( 3 ) is switched by micro-computer unit ( 6 ) every single amplification factor of the amplifier ( 2 ), thus creating measurement ranges, and for each measurement range, that of the current measurement unit ( 3 ), and for each of the measuring ranges, the values are compared with each other whereby correlation factors are determined, so that the measured current for each measuring range continuously becomes the previous and subsequent measuring range.

Method according to claim 1, characterized in that that the measuring ranges to each other via the correlation factors be matched.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the direct current source ( 5 ) is realized in the form of a voltage divider.

Method one or more of the preceding Claims, characterized in that the DC power source in the manufacturing process is adjusted.

Method one or more of the preceding claims, characterized in that the switching of the DC power source ( 5 ) instead of the assembly ( 4 ) is performed cyclically and / or at fixed intervals.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching on of the DC power source ( 5 ) instead of the assembly ( 4 ) takes place when the measuring unit ( 3 ) is not needed.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching on of the DC power source ( 5 ) instead of the assembly ( 4 ) occurs when the assembly ( 4 ) is not in operation.

Method for adjusting the measuring ranges of a current measuring device ( 3 ) wherein a first measuring range of the current measuring device ( 3 ), characterized in that after the adjustment of the first measuring range of the current measuring device ( 3 ) the current flow into an assembly ( 4 ) with the adjusted measuring range of the current measuring device ( 3 ) and then to a second unbalanced measuring range of the current measuring device ( 3 ) is switched over and into the assembly ( 4 ) is determined with this second unbalanced measuring range, the result of the measurements is put into proportion and from this ratio a correlation factor is determined, which indicates the ratio of the gain between the two measuring ranges.

A method according to claim 8, characterized in that the adjustment of the first measuring range of the current measuring device ( 3 ) takes place on the production side.

A method according to claim 8, characterized in that the adjustment of the first measuring range of the current measuring device ( 3 ) at a defined operating state of the module ( 4 ) he follows.

Method according to claim 10, characterized in that the assembly ( 4 ) is an electric motor.

Method according to claim 11, characterized in that the defined operating state of the assembly ( 4 ) is the idle, the synchronization, the start-up, the freewheeling phase or the block state of an electric motor.

Method according to one or more of claims 8 to 12, characterized in that before the supply of the current to be measured to the current measuring device ( 3 ) this lowpass filter is filtered.

Device for current measurement consisting of a current measuring device ( 1 . 2 . 3 ), which corresponds to that of an assembly ( 4 ) measured current, wherein a current measuring unit ( 3 ) of the current measuring device ( 1 . 2 . 3 ) in the circuit path of the module ( 4 ) and the measured current value via a controllable amplifier ( 2 ), which has at least one amplification factor, from an A / D converter ( 1 ) digitizes a micro-computer unit ( 6 ), the micro-computer unit ( 6 ) the amplifier ( 2 ) such that the A / D converter ( 1 ) largely with maximum resolution, characterized in that a direct current source ( 5 ) is arranged with a constant current as possible, which via switches (S1, S2) from the micro-computer unit ( 6 ), instead of the assembly ( 4 ) in the current flow path of the current measuring unit ( 3 ) and the microcomputer unit ( 6 ) the current of the DC power source ( 5 ) with each gain of the amplifier ( 2 ), which results in measuring ranges, and current value measured for each measuring range by the microcomputer unit ( 6 ) is related to each measuring range, and the microcomputer unit ( 6 ) Determines correlation factors for the measuring ranges, so that the measured current, with a change of the current measuring range, is continuous for each measuring range to the previous and subsequent measuring range.

Device according to Claim 14, characterized in that the amplifier ( 2 ) a switch amplifier having at least two gain factors.

Device according to claim 14 or 15, characterized in that the direct current source ( 5 ) a port of the micro-computer unit ( 6 ) or on a port of the micro-computer unit ( 6 ) is connected resistor.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the switches (S1, S2) are transistors are.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the microcomputer unit ( 6 ) the DC power source ( 5 ) instead of the assembly ( 4 ) in the current flow path of the current measuring unit ( 3 ) switches when the module ( 6 ) is not in operation.