具有以存储装置为特征的组件的传感器 相关申请的引用
本申请要求于2008年11月5日提交的欧洲专利申请No.08168401.1和于2008年11月5日提交的美国临时专利申请No.61/111424的申请日的权益，因此上述申请的公开内容通过引用被结合于本申请中。
【技术领域】
本发明涉及传感器，特别是料位传感器，以及制造传感器的方法。
背景技术
在本申请的意义上来说，传感器可包括任意类型的测量装置，诸如料位传感器、压力传感器、极限料位传感器或温度传感器等(仅举出少数例子)。因此可利用不同的物理效应来测量。借助于雷达波、超声波、振动、导向微波(TDR，时域反射)或电容效应等可实现测量值的获取。
为了测定例如产品容器内的介质高度，用于执行无接触测量的已知料位传感器包括通过上述效应传送和接收信号的天线。在这种情况下，这样的料位传感器的天线被设置在例如所述容器内所述介质的上方。
上述传感器的电子模件通常包括多个电子组件。这些电子组件常常以相同的形式被安装到不同传感器中，使得取决于组件的相应组合获得不同的传感器或者具有不同特性的传感器。所述电子组件分别经历了必需的制造步骤和测试步骤，并直到所述电子模件完成时才组装。在这种情况下，只能光学识别不同的电子组件，导致存在组合错误的组件到电子模件中的风险。到目前为止，只能通过电子模件的最终功能测试来检测所述错误组装，该最终功能测试耗费时间且需要附加的生产步骤。还可以想象得到存在电子组件尚未经历全部测试步骤就被安装的情况。此外，安装相同结构的组件到不同传感器中可能需要修改和调节，所述修改和调节也需要附加的生产步骤并伴随较高的制造费用。
【发明内容】
所描述的代表性的实施例可同样应用于传感器和制造传感器的方法，因此针对传感器所描述的实施例也可以在该方法中实现，反之亦然。另外，针对传感器所描述的优点也可以通过所述制造传感器的方法获得。
本发明通过包括电子模件的传感器进一步发展了本领域的现有技术状况，所述电子模件包括多个电子组件和可电耦接到所述电子组件的处理器，其中所述组件分别以能够用各个组件的特定于组件的数据编程的可编程存储装置为特征，且其中所述处理器能够读出和评估所述存储装置的内容。这提供了在组件的制造之后或制造期间以及/或者在组件后来的功能测试之后或后来的功能测试期间，能够用属于个体组件的数据来对组件的存储装置编程的优点。因此，可提供关于个体组件的具体信息给处理器，处理器使用该信息来实现对操作的改进，以及对在处理器本身和对应组件之间、以及在各个组件之间的信息交换和相互作用的协调性的改进。例如由组件功能测试而获得的结果因此不会再被丢弃，而是可用作分别调节电子模件和传感器的操作的基础。这开发出了与之关联的许多选择和优点。例如，在已经组装组件之后，处理器可检查是否正确地组装了电子模件，即是否用正确的组件组装了电子模件。此外，处理器可根据相应地组合来配置电子模件或者根据测试结果校准电子模件。在组装之后，处理器也可检查各个组件是否成功通过了所有测试，以确保只有进行了完整测试的组件才会被销售。
这可确保和简化在传感器中个体电子组件的组装。
此外，所述存储装置可优选地包括永久性存储装置特别是具有单线接口的串行电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。由于永久性存储装置的使用，在组件的制造和测试之后，所述数据内容被永久地保存在组件的存储装置中(在拆下组件并将其用在另一电子模件中之后也是如此)。因为上述的电可擦可编程只读存储器可提供不需要单独的电压连接，而是由数据线汲取所需能源的优点，所以其可优选地用于所述目的。因此可省下相应的供电线。
还可以进一步发展本发明，使数据包括用来识别组件和/或制造者的识别码。除通过处理器和通过电子模件的自配置来自动检查正确组装以外，所述识别码还使处理器能够提取制造者的信息。因此，所述识别码还可用作不同的识别特征，使得可以实现防止再造和复制的保护(因为处理器不接受非由特定制造者所生产的组件)或者通知用户或制造者(例如在修理工作期间)。
在这方面，提出了所述识别码特别地包括序列号。这样的单独序列号只由组件的制造者发布一次并明确地分配给该组件。在获得所述组件期间，可提供给客户序列号范围的信息。在电子模件的配置期间和在后来的传感器操作期间，可将组件序列号结合到监测过程中。确切地说，这指的是当接通传感器时，传感器将检查序列号。如果序列号不位于软件期望的范围内，或者不具有软件期望的值，传感器将不会启动它的适当操作模式。照这样可甚至更好地实现上述的关于电子模件自配置、组装检查和复制保护的优点。
可实现另一实施例：数据包括在组件的功能测试期间测定的测试数据。这提供了可根据测试结果实现校准的优点。这转而提供了下述优点：组件对其它组件和电子模件的适应不但能够调节到各个组件的类型，而且能够调节到组件的个体，使得也可实现诸如制造公差和误差校正等其它方面。根据本发明，现在可传送测试结果或检查结果和个体组件的相关调节值到完成的电子模件中，使得个体组件的适应可由处理器自动实现，从而可以取消在另一生产步骤期间进行手动适应。
在此情况下，测试数据可优选地包括测量值或由测试测定的组件制造不规则性。
本发明可用处理器所期望的数据来验证所述数据，以检查组件是否被正确地组装。这可提供的优点是，组件的不正确组合能由处理器检查并自动检测出来。为此目的，处理器检查实际的组件组合与想要的传感器的预期组合是否一致。例如，可将识别码或序列号看作用来识别组件的数据。由于该数据，在电子模件的组装之后，电子模件可自动使其本身经过正确组合验证，使得可以取消后来的为此目的的功能测试。
此外，可提出可根据所述数据来配置电子模件的操作。在这种情况下，处理器例如基于识别码或序列号来识别相关组件，从而基于该信息来调节电子模件。处理器配置个体组件之间的相互调节并配置其本身和各个组件之间的相互作用。在所述配置期间，组件类型可被识别，且由处理器借助于上述选项来选择在处理器和对应的组件之间以及可能地，在个体组件之间通信的方式。基于组件的识别，处理器也可执行对该组件或其它组件的调节(假设适用的话)。这指的是可得到对不同通信方式和不同调节方式的分类，处理器根据组件的识别从所述分类中做出适当的选择。
根据本发明另一进一步发展，根据所述数据可校准电子模件的操作。在这种情况下，所述数据可包括制造数据和测试数据。与上述配置对比，在这种情况下不仅实现了向预先用数值定义的通信方式或系列调节方式的分配，而且实现了对所储存的组件测试结果的完全的个体适应。这包括了诸如提高了完成的电子模件的功能准确性的制造公差的补偿或者误差校正等方面。如上所述，这样就可传送测试结果和检查结果和个体组件的相关调节值到完成的电子模件中，使得个体组件的适应可由处理器自动实现，从而不必在另一生产步骤中进行手动适应。
【附图说明】
下面参照附图描述根据本发明的代表性实施例。
图1示意性示出了根据本发明的代表性实施例的料位传感器的电子模件的结构。
图2示出了用来制造传感器的本发明的方法，以及
图3示出了根据本发明的代表性实施例的料位传感器。
【具体实施方式】
图3示出了根据本发明的代表性实施例的料位传感器10。在料位传感器10中安装了电子模件11。传感器10还以天线23为特征，该天线23被设置在容器25内并伸入待测量的产品24中。
图1示意性示出了根据本发明的代表性实施例的料位传感器10的电子模件11的结构。所述电子模件11包括微波组件12、频率控制组件13、用来给电子模件11和料位传感器10供电的电力供应组件14、接口组件15和检测器组件16。所述个体组件12至16分别以存储装置17至21为特征。所用的各个存储装置17至21包括可电编程且可不取决于电力供应地保留所储存的数据的永久性存储装置。优选地采用具有单线接口的串行电可擦可编程只读存储器。除接地以外，这些电可擦可编程只读存储器只需要单个数据线，通过所述单个数据线它们也可获得所需电能。
所述检测器组件16也以可电连接到个体存储装置17至21的微处理器22为特征。此外，电子组件12至15也可包括适合专门任务的微处理器。
依据模件设计将个体组件12至16以同样的形式安装到多个装置中。在此过程期间，所述组件经历了对应的制造步骤和测试步骤。在制造步骤之后，诸如识别码特别是序列号等与制造相关的数据被储存在组件12至16各自的存储装置17至21中。所述识别码一方面可提供关于组件类型的信息；另一方面，可保证与制造者的确切联系。
在这种情况下，诸如自动光学检测(AOI)、确保防爆准则的测试(IC(集成电路)测试)或者功能测试、特别是针对错误诊断以及/或者测量值或制造不规则性等测试可以想到被用作测试步骤。所述测量值或制造不规则性是相对于组件在一定输入值或在特定变量测量值的期望标称输出值的偏差。在成功地完成所述测试步骤之后或在成功地完成所述测试步骤期间，对应的信息被储存在组件12至16各自的存储装置17至21中，其中积累的相关测试数据也被储存。所述存储是通过为此目的不论以何种方式连接到组件的测试装置实现的。
在表1中提供了储存在存储装置12至16中的可能的数据内容的一个例子。在所述例子中所使用的存储模块具有128字节的存储容量并经历4个测试步骤。在其它方面表1是自明的。
表1
在经历所有制造步骤和测试步骤之后，用电插头型连接或用不可再分开的导电连接装置(例如焊接连接)将个体组件12至16组装到电子模件11中。
在组件12至16已经组装到电子模件11中之后，微处理器22被电连接到存储装置17至21。在电子模件11的组装随后进行的初始启动期间，微处理器22对个体存储装置17至21进行读出。
基于所读出的数据，微处理器22可以对个体组件、电子模件11从而传感器执行配置、验证和/或校准。
在所述配置期间，微处理器22可依据制造订单的说明书来检查正确组装。为此目的，基于制造数据(例如识别码或序列号)或者基于通过所述组件的功能测试(即通过比较各个存储装置17至21的数据内容和微处理器基于制造订单或者基于微处理器型号预计的数据内容)而测定的测试数据，可识别组件12至16。另外，微处理器22可独立地配置电子模件11并从而也配置料位传感器10。例如，在检测器组件16的信号处理期间，天线23的不同频率(不同雷达频率、微波频率或超声波频率)或者微波组件12的不同频率需要对模拟/数字转换器进行不同的调节，其中可由微处理器22以独立协调的方式来执行对个体组件12至16的调节。
在所述验证期间，针对是否成功通过了所有测试的事实，评估各个存储装置17至21的测试数据，以确保不会对尚未成功通过所有测试的组件发货。为此目的，通过从所述存储装置中读出的数据内容来评估所述测试的状态。
在所述校准期间，为电子模件11的操作而传送诸如与个体组件相关的调节值等的测试数据。例如，在电力供应组件14的功能测试期间获得了数字/模拟转换器的驱动控制(用来生成电力供应组件14的电流输出水平)的校准数据并将其作为测试数据储存在电力供应组件14的存储装置19中。在电子模件的组装之后，微处理器22可用上述获得的校准数据来控制电力供应组件14，使得料位传感器具有所需的电流输出水平。到目前为止，这需要在料位传感器的最后的调节站点处手动校准电流输出。
借助于储存制造数据和/或测试数据可实现的另一功能是复制保护或制造者验证。在这种情况下，存储装置17至21的内容包括识别码或不同序列号，其中，在部件的运输期间把每批货物的序列号范围告知收货方。这些序列号可从完成的装置中被读出并因此用来验证电子模件是否实际上源于特定制造者。
图2示出了用来制造传感器的本发明的方法。所述方法中，在步骤S100中测定多个电子组件12至16中的特定于组件的数据。后来在步骤S101中将所述特定于组件的数据储存在组件12至16各自的存储装置17至21中。在步骤S102将所述组件12至16组装到电子模件11中，其中将所述组件12至16电耦接到处理器22。在初始启动期间，在步骤S103中读出因此可由处理器22存取的所述数据并在后来的步骤S104中评估所述数据。
作为补充，应当注意到“包括”和“以......为特征”这样的用语不排除其它元件或其它步骤，且“一个”不排除多个。还应当注意到参考上述另外的技术发展之一描述的特征或步骤也可与其它上述另外的技术发展的其它特征或步骤组合使用。权利要求中的参考符号不应理解为限制性的含义。