DE10158836B4 - Method and device for calibrating a sensor system - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Kalibrierung eines Sensorsystems, das mindestens einen Magnetfeldsensor (10; 50) und eine Signalverarbeitungsschaltung (12-38; 52-86) zum Verarbeiten von mindestens einem Signal des mindestens einen Magnetfeldsensors (10; 50) aufweist und in einem Normalbetriebsmodus Messungen über den mindestens einen Magnetfeldsensor (10; 50) durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem zum Kalibrieren in einen Kalibrierbetriebsmodus gebracht wird, in dem die Empfindlichkeit und/oder Messauflösung des Sensorsystems gegenüber dem Normalbetriebsmodus wesentlich erhöht ist bzw. sind.method for calibrating a sensor system comprising at least one magnetic field sensor (10; 50) and a signal processing circuit (12-38; 52-86) for Processing at least one signal of the at least one magnetic field sensor (10; 50) and in a normal mode of operation measurements over the at least one magnetic field sensor (10; 50), characterized that the sensor system for calibration in a calibration mode of operation in which the sensitivity and / or measurement resolution of the Sensor system opposite the normal operating mode is substantially increased or are.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Sensorsystems nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Sensorsystems nach dem Oberbegriff von Anspruch 12.The The invention relates to a method for calibrating a sensor system according to the preamble of claim 1 and an apparatus for calibrating a Sensor system according to the preamble of claim 12.

Bekanntermaßen müssen Sensorsysteme kalibriert werden, um möglichst genaue Meßergebnisse zu erhalten. Ein Sensorsystem kann beispielsweise ein elektronisches Meßsystem sein, das sowohl Sensoren als auch die erforderlichen elektronischen Schaltungen zum Auswerten bzw. Vorverarbeiten der von den Sensoren erzeugten Meßsignale umfaßt. Ein derartiges Sensorsystem umfaßt somit nicht nur die Anordnung oder Verschaltung von Sensoren, sondern auch die dazugehörige Messsignal-Verarbeitungselektronik (kurz Signalverarbeitungsschaltung) und insbesondere die entsprechenden Algorithmen zur Messsignalverarbeitung.As is known, sensor systems must be calibrated be as possible accurate measurement results to obtain. A sensor system may be, for example, an electronic measuring system be that both sensors and the required electronic Circuits for evaluating or preprocessing of the sensors generated measuring signals. One such sensor system comprises thus not only the arrangement or interconnection of sensors, but also the associated Measurement signal processing electronics (short signal processing circuit) and in particular the corresponding algorithms for measurement signal processing.

Problematisch bei der Kalibrierung von Sensorsystemen kann die Bereitstellung von Sensoreingangsgrößen sein, die unter realen Messbedingungen auftreten. Im folgenden soll dies beispielhaft anhand von Sensorsystemen erläutert werden, die als berührungslose Strommeßsysteme eingesetzt werden. Grundsätzlich besteht die vorgenannte Problematik jedoch bei einer Vielzahl von Sensorsystemen für verschiedenste physikalische Sensoreingangsgrößen.Problematic in the calibration of sensor systems may be the provision of sensor inputs, which occur under real measuring conditions. Below is this are explained by way of example with reference to sensor systems that are non-contact Strommeßsysteme be used. in principle However, the aforementioned problem exists in a variety of Sensor systems for various physical sensor input quantities.

Berührungslose Strommeßsysteme umfassen Stromsensoren, mit denen ein Strom über das von ihm erzeugte Magnetfeld gemessen werden kann. Hierzu eignen sich insbesondere die sogenannten Hall-Sonden, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Da derartige Hall-Sonden in der Regel einen gewissen Offset in ihren Ausgangssignalen aufweisen, ist es erforderlich diesen Offset zu korrigieren, vorzugsweise durch eine Kalibrierung der Hall-Sensoren. Zur Eliminierung des Offsets kann beispielsweise das aus der US 4,037,150 bekannte Spinning Current Prinzip angewandt werden.Non-contact current measuring systems comprise current sensors with which a current can be measured via the magnetic field generated by it. Particularly suitable for this purpose are the so-called Hall probes, which are known from the prior art. Since such Hall probes usually have a certain offset in their output signals, it is necessary to correct this offset, preferably by calibrating the Hall sensors. To eliminate the offset, for example, from the US 4,037,150 known spinning current principle are applied.

DE 199 08 473 beschreibt Hallsensoren mit einem reduziertem Offset-Signal. Ziel ist es, ein Offset-Signal unabhängig von Anzahl und Position der Inhomogenitäten im aktiven Bereich von Hallsensoren zu erhalten. Dies lässt sich gemäß DE 199 08 473 durch Veränderung der Form der vier Hallelektroden erreichen. DE 199 08 473 describes Hall sensors with a reduced offset signal. The aim is to obtain an offset signal independent of the number and position of the inhomogeneities in the active area of Hall sensors. This can be done according to DE 199 08 473 by changing the shape of the four Hall electrodes.

DE 199 46 935 offenbart eine Vorrichtung zur Strommessung mit magnetfeld-empfindlichen Differenzsensoren aus mindestens zwei Hallsensoren. Die mindestens zwei Hallsensoren werden dabei parallel zur Hauptstromrichtung so angebracht, dass ein aus einem Leiterblech ausgestanzter Leiter eine Hallsensoren einschließende S-Form aufweist. Die Hallsensoren sind daher an drei Seiten U-förmig von dem Stromführenden Leiter umgeben. DE 199 46 935 discloses a device for current measurement with magnetic field-sensitive differential sensors from at least two Hall sensors. The at least two Hall sensors are in this case mounted parallel to the main current direction such that a conductor punched out of a conductor sheet has an S-shape enclosing Hall sensors. The Hall sensors are therefore surrounded on three sides U-shaped by the current-carrying conductor.

DE 199 14 772 beschreibt einen Strommessaufnehmer bzw. eine Anordnung zur kontaktlosen Messung von Strom mit Hilfe von Hallsonden, bei der zwei Hallsonden derart angeordnet sind, dass beide Hallsensoren den Betrag des durch den Stromfluss erzeugten Magnetfeldes gleich messen, jedoch jeweils das Magnetfeld mit zueinander entgegengesetzten Vorzeichen messen. Messen nun beide Hallsensoren das evtl. vorhandene Störfeld in Betrag und Vorzeichen gleich, so kann durch Addition der beiden Messergebnisse das Störfeld, das störfeldfreie und durch den Strom des zu messenden Leiters erzeugte Magnetfeld gemessen werden und somit auf den fehlerfreien Wert des Stromes zurückgeschlossen werden. DE 199 14 772 describes a current sensor or an arrangement for the non-contact measurement of current by means of Hall probes, in which two Hall sensors are arranged such that both Hall sensors equal measure the amount of magnetic field generated by the current flow, but each measure the magnetic field with mutually opposite signs. If both Hall sensors now measure the possibly existing interference field in magnitude and sign, the magnetic field generated by the current of the conductor to be measured can be measured by addition of the two measurement results and thus deduced from the faultless value of the current.

Hall-Sensoren bzw. -Sonden werden unter anderem für die Messung von sehr hohen Strömen im Bereich von kA eingesetzt. Derartige Sensorsysteme werden auch als Hochstromsensoren bezeichnet. Ein Hochstromsensor kann beispielsweise bei einem Meßstrom von ca. –1,5 kA eine Spannung von typischerweise 0,5 Volt, bei 0 A von etwa 2,5 Volt und bei +1,5 kA von etwa 4,5 Volt liefern.Hall sensors or probes are used, inter alia, for the measurement of very high Pouring in Area used by n / a. Such sensor systems are also called High current sensors referred. A high-current sensor can, for example at a measuring current of about -1.5 For example, a voltage of typically 0.5 volts, at 0 A of about 2.5 Volts and at +1.5 kA of about 4.5 volts.

Ein typisches Sensormodul zur Hochstrommessung umfaßt wenigstens einen Hall-Sensor mit einer Signalverarbeitungsschaltung, insbesondere einer Verstärkerschaltung. Hall-Sensor und Verstärkerschaltung sind vorzugsweise auf einem Chip integriert. Der Chip wird mittels einer Befestigungskomponente in der Nähe der elektrischen Leitung montiert, die den zu messenden Strom führt. Um möglichst genaue Messungen zu erhalten, kommt es auf die exakte Positionierung des Chips an. Bei einem Leiter mit einem Querschnitt von beispielsweise 10 mm² kann der Chip mit dem Hall-Sensor mit einem Abstand von ca. 4 mm zur Achse des Leiters angebracht sein. Hierdurch entsteht am Ort des Sensors des Chips typischerweise ein Magnetfeld von etwa 75 mT bei einem elektrischen Strom durch die elektrische Leitung von 1,5 kA bzw. 50 μT/A.A typical sensor module for high current measurement comprises at least one Hall sensor with a signal processing circuit, in particular an amplifier circuit. Hall sensor and amplifier circuit are preferably integrated on a chip. The chip is mounted by means of a fastening component in the vicinity of the electrical line, which carries the current to be measured. In order to obtain the most accurate measurements possible, it depends on the exact positioning of the chip. In the case of a conductor with a cross-section of, for example, 10 mm ² , the chip with the Hall sensor can be arranged at a distance of approximately 4 mm from the axis of the conductor. As a result, at the location of the sensor of the chip, a magnetic field of approximately 75 mT is typically produced with an electrical current through the electrical line of 1.5 kA or 50 μT / A.

Kleinste Lagetoleranzen des Chips und des Hall-Sensors führen jedoch zu erheblichen Änderungen im magnetischen Feld, das indirekt zum Normalabstand von der Achse des Leiters abnimmt. Infolge des Montageprozesses des Chips ist allerdings die Position des Hall-Sensors innerhalb des Gehäuses nur auf ca. 0,1 mm genau festlegbar. Dadurch ergibt sich von Haus aus eine Ungenauigkeit von etwa 0,1/4, d.h. 2,5%. Um diese Ungenauigkeit auszugleichen, muß der Hall-Sensor nach seiner Montage im Gehäuse bzw. im Modul bzgl. seiner absoluten Empfindlichkeit kalibriert werden. Gerade bei Hochstromsensoren ist dies jedoch aufgrund der hohen zu messenden Ströme wirtschaftlich kaum möglich. Dies liegt vor allem daran, dass zur Kalibrierung eine Referenzgröße von etwa 1 kA mit ausreichender Genauigkeit und zeitlicher Stabilität in den zu messenden Leiter eingeprägt werden muß.Smallest tolerances of the chip and the Hall sensor, however, lead to significant changes in the magnetic field, which decreases indirectly to the normal distance from the axis of the conductor. As a result of the assembly process of the chip, however, the position of the Hall sensor within the housing can only be accurately fixed to about 0.1 mm. This results in an inherent inaccuracy of about 0.1 / 4, ie 2.5%. To compensate for this inaccuracy, the Hall sensor must be calibrated after its mounting in the housing or in the module with regard to its absolute sensitivity. Especially with high current sensors, this is due to the high to mes Streams economically hardly possible. This is mainly due to the fact that for calibration a reference size of about 1 kA must be impressed with sufficient accuracy and temporal stability in the conductor to be measured.

Derartige Probleme treten im Prinzip bei jedem Sensorsystem auf, das in der Realität mit Sensoreingangsgrößen arbeitet, die nur unter großem technischen Aufwand über einen für eine Kalibrierung ausreichend langen Zeitraum mit hinreichender Genauigkeit eingeprägt werden können. Wie oben erläutert ist dies jedoch oftmals wirtschaftlich nicht sinnvoll oder manchmal technisch auch gar nicht möglich.such In principle, problems occur with every sensor system that exists in the reality works with sensor inputs, the only under great technical Effort over one for a calibration sufficiently long period with sufficient accuracy imprinted can be. As explained above However, this is often not economically sensible or sometimes technically not possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Sensorsystems vorzuschlagen, bei denen mit einer Referenzmessgröße, die sehr viel geringer als eine zu messende Größe ist, eine für die Meßpraxis ausreichend genaue Kalibrierung des Sensorsystems durchgeführt werden kann. Vorzugsweise soll ein Hochstrom-Sensorsystem mit einem Referenzstrom von nur etwa 10 A auf etwa 1% absolut genau kalibriert werden können.task The present invention is therefore a method and a To propose a device for calibrating a sensor system, those with a reference metric that is much lower is a measurable quantity, one for the measuring practice sufficiently accurate calibration of the sensor system are performed can. Preferably, a high-current sensor system with a reference current can be calibrated from only about 10 A to about 1% with absolute accuracy.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Kalibrierung eines Sensorsystems mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine entsprechende Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.These The object is achieved by a method for calibrating a sensor system with the features of claim 1 and by a corresponding device solved with the features of claim 12. Preferred embodiments arise from the dependent ones Claims.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass ein Sensorsystem einen Normal- und einen Kalibrierbetriebsmodus umfaßt. Der Kalibrierbetriebsmodus zeichnet sich nun dadurch aus, dass die Empfindlichkeit und/oder Messauflösung des Sensorsystems gegenüber dem Normalbetriebsmodus wesentlich erhöht ist bzw. sind. Dadurch ist es beispielsweise im Falle eines Hochstromsensors möglich, dass im Kalibrierbetriebsmodus mit einem sehr viel geringeren Referenzstrom als im Normalbetriebsmodus gearbeitet werden kann. Das Sensorsystem kann somit wirtschaftlicher kalibriert werden.One essential idea of the invention is that a sensor system includes a normal and a calibration mode of operation. Of the Calibration mode is now characterized by the fact that the sensitivity and / or measurement resolution of Sensor system opposite the normal operating mode is substantially increased or are. This is For example, in the case of a high-current sensor, it is possible that in calibration mode with a much lower reference current can be used as normal operating mode. The sensor system can thus be calibrated more economically.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf Hochstrom-Sensorsysteme beschränkt, sondern kann bei jedem Sensorsystem vorteilhaft eingesetzt werden, bei dem es schwierig ist, eine einer Betriebsmeßgröße entsprechende Referenzmessgröße zur Kalibrierung mit hinreichender Genauigkeit und zeitlicher Stabilität einzuprägen. Beispiele von Sensorsystemen, bei denen die Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann sind Hochdruck- und Beschleunigungsmesssysteme. Um die Kalibrierung für den Normalbetriebsmodus reproduzierbar zu machen, sollte die Erhöhung der Empfindlichkeit und/oder Messauflösung im Kalibrierbetriebsmodus wenigstens so genau und reproduzierbar sein, wie die Genauigkeit des kalibrierten Sensorsystems angestrebt wird. Typischerweise wird im Kalibrierbetriebsmodus die Empfindlichkeit und/oder Auflösung des Sensorsystems um wenigsten zwei Größenordnungen gegenüber dem Normalbetriebsmodus erhöht.The Invention is self-evident not limited to high-current sensor systems, but can be at any Sensor system can be used advantageously in which it is difficult is one corresponding to a Betriebsmeßgröße Reference measured variable for calibration to impress with sufficient accuracy and temporal stability. Examples of sensor systems in which the invention is advantageously used can be high-pressure and acceleration measuring systems. To the Calibration for To make the normal operating mode reproducible, the increase of the Sensitivity and / or measurement resolution in calibration mode at least as accurate and reproducible as the accuracy the calibrated sensor system is desired. Typically will In calibration mode, the sensitivity and / or resolution of the Sensor system by at least two orders of magnitude compared to the Normal operating mode increased.

Die Erhöhung der Empfindlichkeit und/oder Messauflösung in Kalibrierbetriebsmodus kann beispielsweise durch eine Reduzierung der Messbandbreite gegenüber der Messbandbreite im Normalbetriebsmodus erzielt werden.The increase sensitivity and / or measurement resolution in calibration mode can for example by reducing the measuring bandwidth compared to the Measurement bandwidth can be achieved in normal operating mode.

Alternativ oder auch zusätzlich könnte man sich eine Erhöhung der Messauflösung und/oder Empfindlichkeit auch durch eine erhöhte Leistungsaufnahme im Kalibrierbetriebsmodus gegenüber der Leistungsaufnahme im Normalbetriebsmodus vorstellen, indem das Sensorsystem bei höheren (Kalibrier-)Betriebsspannungen und/oder höherer Stromaufnahme betrieben wird.alternative or in addition could you get an increase the measurement resolution and / or sensitivity also by increased power consumption in the calibration mode of operation across from Imagine the power consumption in the normal operating mode by the Sensor system at higher (Calibration) operating voltages and / or higher power consumption operated becomes.

Bei einer Low-Power-Anwendung empfiehlt es sich, den Duty-Cycle (= Verhältnis aus aktiver Zeit zur Summe aus aktiver Zeit und sleeping time) der Signalverarbeitungsschaltung zu erhöhen.at For a low-power application, it is recommended that the duty cycle (= ratio of active time to the sum of active time and sleeping time) of the signal processing circuit to increase.

Falls der Temperaturgang des Sensorsystems hinlänglich genau bekannt ist, kann man es im Kalibrierbetriebsmodus auch bei einer Temperatur betreiben, bei der das effektive Sensor-Eingangsrauschen minimal ist.If the temperature response of the sensor system is known with sufficient accuracy can you can also operate it at a temperature in calibration mode, at the effective sensor input noise is minimal.

Die Kalibrierung kann derart erfolgen, dass während des Kalibrierbetriebsmodus insbesondere nach einer Erhöhung der Sensorempfindlichkeit ein Nullpunktsabgleich des mindestens einen Sensors erfolgt und anschließend mindestens eine Sensoreingangsgröße an den mindestens einen Sensor angelegt wird; hierbei ist diese mindestens eine Sensoreingangsgröße klein im Vergleich zu der oder den Sensoreingangsgröße(n) im Normalbetriebsmodus, die nach abgeschlossener Kalibrierung etwa zum Vollausschlag des Sensorsystem-Ausgangssignals oder der Sensorsystem-Ausgangssignale führt bzw. führen. Durch die erhöhte Empfindlichkeit führt bzw. führen die Sensoreingangsgröße(n) aber während der Kalibrierung dennoch zu einem Vollausschlag des Sensorsystem-Ausgangssignals bzw. der Sensorsystem-Ausgangssignale oder zumindest zu einem großen Signalhub am Sensorausgang.The Calibration may be performed such that during the calibration mode of operation especially after an increase the sensor sensitivity a zero balance of at least a sensor takes place and then at least one sensor input to the at least one sensor is applied; this is at least a sensor input size small compared to the sensor input (s) in the normal operating mode, the after completion of the calibration, for example at full scale of the sensor system output signal or the sensor system output signals leads or lead. Due to the increased sensitivity leads or lead the Sensor input size (s) but during the Calibration nevertheless to a full scale of the sensor system output signal or the sensor system output signals or at least to a large signal swing at the sensor output.

Die Sensoreingangsgröße(n), welche als Kalibrier-Referenz verwendet wird bzw. werden, ist bzw. sind wohldefiniert, da sie entweder im Datenblatt des Sensorsystems oder des mindestens einen Sensors spezifiziert ist bzw. sind, oder dem mindestens einen Sensor während der Kalibrierung mittels Datentransfer mitgeteilt wird bzw. werden.The Sensor input size (s), which is used as a calibration reference is or are well-defined, as they are either in the datasheet of the sensor system or of the at least one sensor is specified, or the at least one sensor during the calibration is communicated by means of data transfer.

Vorzugsweise kalibriert sich das Sensorsystem im Kalibrierbetriebsmodus automatisch selbst über eine Kalibrierlogik.Preferably the sensor system calibrates automatically in calibration mode itself over a calibration logic.

Während der Kalibrierung kann auch ein Kalibrierprotokoll erzeugt werden, das an mindestens einem Ausgang des Sensorsystems ausgegeben wird. Anhand dieses Protokolls kann beispielsweise der Ablauf der Kalibrierung ausgewertet werden.During the Calibration can also be a calibration protocol generated is output at at least one output of the sensor system. Based This protocol can, for example, the sequence of calibration be evaluated.

Der Ablauf der Kalibrierung wird in einer bevorzugten Ausführungsform über mindestens eine Sensoreingangsgröße des mindestens einen Sensors gesteuert. Hierbei kann die Kalibrierung durch ein Handshake-Verfahren zwischen dem am Ausgang des Sensorsystems ausgegebenen Kalibrierprotokoll und der mindestens einen Sensoreingangsgröße durchgeführt werden.Of the Sequence of calibration is in a preferred embodiment over at least a sensor input of at least controlled by a sensor. Here, the calibration can be done by a Handshake procedure between the output at the output of the sensor system Calibration and the at least one sensor input size are carried out.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Sensorsystems, das mindestens einen Sensor und eine Signalverarbeitungsschaltung zum Verarbeiten von mindestens einem Signal des mindestens einen Sensors und einen Normalbetriebsmodus zum Durchführen von Messungen über den mindestens einen Sensor aufweist. Das Sensorsystem ist zum Kalibrieren in einen Kalibrierbetriebsmodus bringbar, in dem es derart eingestellt ist, dass Empfindlichkeit und/oder Messauflösung des Sensorsystems gegenüber dem Normalbetriebsmodus wesentlich erhöht ist bzw. sind.The The invention further relates to a device for calibrating a Sensor system, the at least one sensor and a signal processing circuit for processing at least one signal of the at least one Sensors and a normal mode of operation to take measurements over the has at least one sensor. The sensor system is for calibration be brought into a calibration mode of operation in which it is set in such a way that sensitivity and / or measurement resolution of the sensor system compared to Normal mode is substantially increased or are.

Vorzugsweise ist im Kalibrierbetriebsmodus die Messbandbreite gegenüber der Messbandbreite im Normalbetriebsmodus verringert.Preferably is the measurement bandwidth in the calibration mode of operation Measurement bandwidth reduced in normal operating mode.

Alternativ oder auch zusätzlich kann im Kalibrierbetriebsmodus die Leistungsaufnahme gegenüber der Leistungsaufnahme im Normalbetriebsmodus erhöht sein, indem das Sensorsystem mit einer Betriebsspannung und/oder einem Betriebsstrom betrieben wird, die bzw. der größer als im Normalbetriebsmodus ist bzw. sind.alternative or in addition In the calibration mode, the power consumption over the Power consumption in normal operation mode may be increased by the sensor system operated with an operating voltage and / or an operating current becomes larger than in normal operating mode is or are.

Bei einer Low-Power-Anwendung des Sensorsystems sollte der Duty-Cycle der Signalverarbeitungsschaltung erhöht sein.at A low power application of the sensor system should be the duty cycle the signal processing circuit to be increased.

Vorzugsweise ist das Sensorsystem im Kalibrierbetriebsmodus zum Betrieb bei einer Temperatur ausgebildet, bei der das effektive Sensor-Eingangsrauschen minimal ist. Hierdurch können besonders genaue Messungen erzielt werden.Preferably is the sensor system in calibration mode for operation with one Temperature is formed, at which the effective sensor input noise is minimal. This allows particularly accurate measurements can be achieved.

Schließlich ist das Sensorsystem in einer besonders bevorzugten Ausführungsform derart ausgebildet, dass während des Kalibrierbetriebsmodus ein Nullpunktsabgleich des mindestens einen Sensors erfolgt und anschließend mindestens eine Sensoreingangsgröße an den mindestens einen Sensor angelegt wird, die klein im Vergleich zu der oder den Sensoreingangsgröße(n) im Normalbetriebsmodus ist bzw. sind, die nach abgeschlossener Kalibrierung etwa zum Vollausschlag des Sensorausgangssignals oder der Sensorausgangssignale führt bzw. führen.Finally is the sensor system in a particularly preferred embodiment designed so that during of the calibration mode, a zero adjustment of at least a sensor takes place and then at least one sensor input to the at least one sensor is created, which is small compared to the sensor input (s) in the Normal operating mode is or are after completion of calibration about to the full scale of the sensor output signal or the sensor output signals leads or to lead.

Das Sensorsystem kann derart ausgebildet sein, dass die Sensoreingangsgröße(n) während der Kalibrierung durch einen Datentransfer an den mindestens einen Sensor übermittelt wird bzw. werden.The Sensor system may be configured such that the sensor input (s) during calibration transmitted by a data transfer to the at least one sensor will or will be.

Ferner kann das Sensorsystem derart ausgebildet sein, dass es sich im Kalibrierbetriebsmodus über eine Kalibrierlogik automatisch selbst kalibriert.Further the sensor system can be designed such that it is in calibration mode via a Calibration logic automatically calibrated itself.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Sensorsystem derart ausgebildet, dass während der Kalibrierung ein Kalibrierprotokoll erzeugt wird, das an mindestens einem Ausgang des Sensorsystems ausgegeben wird.In a further preferred embodiment the sensor system is designed such that during calibration Calibration protocol is generated, the at least one output of the sensor system is output.

Das Sensorsystem kann auch derart ausgebildet sein, dass der Ablauf der Kalibrierung über mindestens eine Sensoreingangsgröße des mindestens einen Sensors gesteuert wird.The Sensor system can also be designed such that the process the calibration over at least a sensor input of at least a sensor is controlled.

Vorzugsweise ist das Sensorsystem derart ausgebildet, dass die Kalibrierung durch ein Handshake-Verfahren zwischen dem an dem mindestens einen Ausgang des Sensorsystems ausgegebenen Kalibrierprotokoll und der mindestens einen Sensoreingangsgröße durchgeführt wird.Preferably the sensor system is designed such that the calibration by a handshake procedure between the at least one output of the sensor system output calibration protocol and the at least a sensor input is performed.

Der mindestens eine Sensor kann ein vorzugsweise integrierter Drucksensor insbesondere geringer Empfindlichkeit sein (beispielsweise ein sogenannter Hochdrucksensor mit einem FS von z.B. 200 bar), der somit bei kleinen, ungefährlichen Drucken beispielsweise von etwa 1 bar kalibriert werden kann.Of the at least one sensor may be a preferably integrated pressure sensor in particular low sensitivity (for example, a so-called High pressure sensor with FS of e.g. 200 bar), which is thus at small, harmless Print can be calibrated, for example, from about 1 bar.

Der mindestens eine Sensor kann auch ein vorzugsweise integrierter Beschleunigungssensor insbesondere geringer Empfindlichkeit sein, der somit bei kleinen, genau reproduzierbaren Beschleunigungswerten kalibriert werden kann.Of the At least one sensor may also be a preferably integrated acceleration sensor in particular low sensitivity, thus at small, exactly reproducible Acceleration values can be calibrated.

Schließlich kann der mindestens eine Sensor auch ein vorzugsweise integrierter Magnetfeldsensor insbesondere geringer Empfindlichkeit sein, der somit bei kleinen, leistungsschwachen Magnetfeldern kalibriert werden kann.Finally, can the at least one sensor is also a preferably integrated magnetic field sensor particularly low sensitivity, which is therefore at low, low-power magnetic fields can be calibrated.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der vorzugsweise integrierte Magnetfeldsensor in ein Modul eingebaut sein, das ferner einen Stromleiter und Befestigungselemente zum Befestigen des Moduls umfasst. Dadurch wird ein berührungsloser Hochstromsensor ausgebildet. Durch den besonderen Kalibriermodus kann dieser Hochstromsensor bei kleinen Referenzströmen – wie sie in einer Fertigungslinie leicht zur Verfügung gestellt werden können – kalibriert werden.In a particularly preferred embodiment, the preferably integrated magnetic field sensor may be incorporated in a module, which further comprises a conductor and fastening elements for securing the module. As a result, a non-contact high-current sensor is formed. Due to the special calibration mode, this high Current sensor for small reference currents - as they can be easily made available in a production line - calibrated.

Der mindestens eine Sensor kann als vorzugsweise integrierter Magnetfeldsensor mindestens eine Hallsonde, insbesondere eine Spinning Current Hallsonde bzw. 90°-geschaltete Hallsonde sein.Of the At least one sensor can be used as a preferably integrated magnetic field sensor at least one Hall probe, in particular a spinning current Hall probe or 90 ° -switched Hall probe be.

Darüber hinaus kann eine derartige gechoppte Hallsonde in ein analoges Frontend, d.h. eine analoge Signalverarbeitungselektronik integriert sein, in der durch gechoppte Offsetfehler-Kompensation die Offsets der mindestens einen Hallsonde und/oder von mindestens einen Verstärker (bis beispielsweise zu einem Demodulator) durch eine Rückkopplungsschaltung in der Signalverarbeitungsschaltung mit hoher Schleifenverstärkung weitgehend unterdrückt werden, so dass Verstärker mit moderaten Aussteuergrenzen verwendet werden können.Furthermore can such a chopped Hall probe in an analog front end, i.e. be integrated with an analog signal processing electronics, in chopped offset error compensation the offsets of at least one Hall probe and / or at least one amplifier (up to for example, to a demodulator) by a feedback circuit in the signal processing circuit with high loop gain largely repressed be, so that amplifier can be used with moderate control limits.

Weiterhin kann der spezielle Kalibrierbetriebsmodus durch ein fest definiertes Kalibrierprotokoll und eine intelligente Kalibrierlogik zu einem selbstkalibrierenden Sensor ausgebaut werden. Die Zielwerte des Kalibriervorgangs können mittels Datenaustausch beispielsweise zwischen einem ASIC mit der Signalverarbeitungsschaltung und einer Kalibriereinrichtung in weiten Grenzen flexibel gehalten werden. Alternativ können sie per Datenblatt fest vorgegeben sein, so dass kein Datenaustausch notwendig wird, und somit der Kalibriervorgang einfacher und schneller ablaufen kann.Farther The special calibration operating mode can be defined by a defined Calibration protocol and intelligent calibration logic to a self-calibrating Sensor be removed. The target values of the calibration process can be determined by means of Data exchange, for example, between an ASIC with the signal processing circuit and a calibration device are kept flexible within wide limits. Alternatively you can they are fixed by data sheet, so that no data exchange becomes necessary, and thus the calibration easier and faster can expire.

Insbesondere empfiehlt sich ein Kalibrierprotokoll in dem

• (1) beispielsweise der mindestens eine Sensor mittels seines Ausgangssignals den Status seines Kalibrierzustands angibt (indem der Abgleich an einem Ausgang des Sensorsystems mitverfolgt werden kann und bei Terminierung das Ausgangssignal einen eindeutigen Spannungswert einnimmt) und
• (2) beispielsweise dem mindestens einen Sensor über mindestens eine Sensoreingangsgröße mitgeteilt werden kann, dass nun eine weitere Phase des Kalibriervorgangs begonnen bzw. beendet wird (indem beispielsweise ein Anlegen bzw. Ausschalten eines Magnetfelds eine Schaltschwelle triggert im Falle eines berührungslosen Stromfeld-Sensorsystems). D.h. im Kalibrierprotokoll wird ein Handshake-Verfahren zwischen den Signalen Sensoreingangsgröße und Sensorausgangsgröße angewandt.

In particular, a calibration protocol is recommended in the

• (1) For example, the at least one sensor indicates by means of its output signal the status of its calibration state (by the calibration can be followed at an output of the sensor system and terminating the output signal assumes a unique voltage value) and
• (2) For example, the at least one sensor can be informed via at least one sensor input that now another phase of the calibration process is started or terminated (for example, by applying or switching off a magnetic field triggers a switching threshold in the case of a non-contact current field sensor system). This means that in the calibration protocol a handshake procedure is used between the signals sensor input and sensor output.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:The Invention will now be described below with reference to figures of the drawing shown in more detail. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines ASICs des erfindungsgemäßen Sensorsystems zur Messung eines linearen Magnetfeldes mittels Hallsonden, 1 A first embodiment of an ASIC of the sensor system according to the invention for measuring a linear magnetic field by means of Hall probes,

2 den Strom- und Spannungsverlauf ausgewählter Signale des Sensorsystems beim Ablauf eine Kalibrierungsprozedur, und 2 the current and voltage curve of selected signals of the sensor system in the course of a calibration procedure, and

3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines ASICs des erfindungsgemäßen Sensorsystems zur Messung eines linearen Magnetfeldes mittels Hallsonden. 3 a second embodiment of an ASIC of the sensor system according to the invention for measuring a linear magnetic field by means of Hall probes.

1 zeigt das Blockschaltbild des signalverarbeitenden Teils bzw. einer Signalverarbeitungsschaltung eines Sensorsystems zur Messung eines linearen Magnetfeldes mittels Hallsonden als Sensoren, der als ASIC (Application Specific Integrated Circuit) ausgebildet ist. Das lineare Magnetfeld eines zu messenden Stroms wird durch wenigsten eine Hallsonde 10 gemessen. In der Praxis realisieren in der Regel zwei Hallsonden eine Differenzfeldmessung. Die Hallsonden werden dann im sogenannten Spinning Current Mode betrieben (bzw. im 90° geschalteten Modus, wenn man nur zwischen zwei Richtungen hin- und herschaltet; durch den Pfeil im Block 10 angedeutet): numeriert man vier (nicht dargestellte) Anschlüsse zweier Hallsonden im Uhrzeigersinn mit 1, 2, 3, 4 dann wird in einer Taktphase 1 die Hallsonde an den Kontakten 1, 3 mit Strom versorgt und die Summe aus Hallsonden-Offset und Hallspannung an den Kontakten 2, 4 abgegriffen und an die Eingänge eines Vorverstärkers 14 gelegt. In der anschließenden Taktphase 2 wird die Hallsonde an den Kontakten 2, 4 mit Strom versorgt und die Differenz aus Hallsonden-Offset und Hallspannung an den Kontakten 1, 3 abgegriffen. 1 shows the block diagram of the signal processing part or a signal processing circuit of a sensor system for measuring a linear magnetic field by means of Hall sensors as sensors, which is designed as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The linear magnetic field of a current to be measured is determined by at least one Hall probe 10 measured. In practice, two Hall probes usually realize a difference field measurement. The Hall probes are then operated in the so-called Spinning Current Mode (or in the 90 ° switched mode, if you only switch back and forth between two directions, by the arrow in the block 10 indicated): number four (not shown) connections of two Hall probes clockwise with 1 . 2 . 3 . 4 then it will be in a clock phase 1 the Hall probe on the contacts 1 . 3 supplied with power and the sum of Hall probe offset and Hall voltage at the contacts 2 . 4 tapped and to the inputs of a preamplifier 14 placed. In the subsequent clock phase 2 is the Hall probe on the contacts 2 . 4 supplied with power and the difference between Hall probe offset and Hall voltage at the contacts 1 . 3 tapped.

Die Signale der Hallsonde 10 werden mittels des Vorverstärkers 14 in einem Normalbetriebsmodus etwa um den Faktor 42 verstärkt. In einem Kalibrierbetriebsmodus wird hingegen die Verstärkung des Vorverstärkers 14 um einen definierten Faktor von etwa 150 erhöht. In der Praxis geschieht dies, indem man noch einen zusätzlichen Kalibrierverstärker 16 mit einer definierten Verstärkung von etwa 150 mittels eines ersten Schalters S1 in den Signalpfad schaltet. Der Verstärkungsfaktor von etwa 150 ist etwa gleich dem Verhältnis aus halbem Full Scale Range (0.5·300A) zu Referenzstrom während eines Kalibriervorgangs (10A).The signals of the Hall probe 10 be by means of the preamplifier 14 in a normal operating mode about the factor 42 strengthened. In a calibration mode, on the other hand, the gain of the preamplifier 14 increased by a defined factor of about 150. In practice, this is done by adding an additional calibration amplifier 16 switches with a defined gain of about 150 by means of a first switch S1 in the signal path. The gain factor of about 150 is approximately equal to the ratio of half full scale range (0.5 x 300A) to reference current during a calibration process (10A).

Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 14 wird einer Rückkopplungsschleife bzw. -schaltung zugeführt, in welcher eine Offset-Rückkopplungsschaltung 18 aus dem Ausgangssignal durch periodisches Umpolen und Auf integrieren zwei Fehlersignale erzeugt. Diese Fehlersignale werden wiederum in den Vorverstärker 14 durch Subtraktion vom Signal der Hallsonde 10 mittels eines Subtrahierers 12 eingespeist und führen so zu einer Kompensation des Sondenoffsets und zugleich auch zu einer Kompensation des Offsets der gesamten Kette umfassend den Vorverstärker 14 und den Kalibrierverstärker 16.The output signal of the preamplifier 14 is fed to a feedback loop in which an offset feedback circuit 18 from the output signal by periodic polarity reversal and integrate two error signals generated. These error signals are in turn in the preamplifier 14 by subtraction from the signal of the Hall probe 10 by means of a subtractor 12 one fed and thus lead to a compensation of the probe offset and at the same time to a compensation of the offset of the entire chain comprising the preamplifier 14 and the calibration amplifier 16 ,

Diese Kompensation der beiden Offsets der Hallsonde 10 und der oben erwähnten Kette sollte vorgenommen werden, da ansonsten der Ausgang des Vorverstärkers 14 in Begrenzung gehen würde: wenn z.B. der Vorverstärker 14 einen kleinen Offset von etwa 1 mV aufweist, so würde dieser mit einer Verstärkung von 42·150 = 6300 auf etwa 6.3 V verstärkt werden; in der Realität ist die Ausgangsspannung natürlich auf eine Betriebsspannung von z.B. 3 V begrenzt, so dass in diesem Fall der Vorverstärker 14 übersteuert würde.This compensation of the two offsets of the Hall probe 10 and the chain mentioned above should be made, otherwise the output of the preamplifier 14 would go into limitation: if, for example, the preamplifier 14 has a small offset of about 1 mV, this would be amplified to about 6.3 V with a gain of 42 x 150 = 6300; In reality, the output voltage is naturally limited to an operating voltage of, for example, 3V, so in this case the preamplifier 14 would be overdriven.

Weiterhin wird das Ausgangssignal des Vorverstärkers 14 einem Demodulator 20 zum Demodulieren des dem gemessenen Magnetfeld entsprechenden Signals zugeführt und anschließend durch einen ersten oder einen zweiten Tiefpassfilter 22 bzw. 24 tiefpassgefiltert. Beide Tiefpassfilter 22 und 24 sind alternativ mittels eines zweiten Schalters S2 in den Signalpfad schaltbar. Der erste Tiefpassfilter 22 besitzt eine Grenzfrequenz von fg_Norm, der zweite Tiefpassfilter eine Grenzfrequenz von fg_cal. Hierbei gilt: fg_Norm >> fg_cal Nach der Tiefpassfilterung wird eine sogenannte Nullfeldspannung, die von einer einstellbaren Gleichspannungsquelle 28 erzeugt wird, mittels eines Addierers 26 zum Ausgangssignal eines der Tiefpassfilter 22 oder 24 hinzuaddiert. Anschließend wird das so erzeugte Signal durch einen Ausgangsverstärker 30 verstärkt und niederohmig an einem Ausgangspin 36 zur Verfügung gestellt.Furthermore, the output signal of the preamplifier 14 a demodulator 20 for demodulating the signal corresponding to the measured magnetic field and subsequently through a first or a second low-pass filter 22 respectively. 24 low-pass filtered. Both low-pass filters 22 and 24 are alternatively switchable by means of a second switch S2 in the signal path. The first low pass filter 22 has a cutoff frequency of fg _Norm , the second low-pass filter has a cutoff frequency of fg _cal . The following applies: fg _standard >> fg _cal After low-pass filtering, a so-called zero-field voltage is generated by an adjustable DC voltage source 28 is generated by means of an adder 26 to the output signal of one of the low-pass filters 22 or 24 added. Subsequently, the signal thus generated is passed through an output amplifier 30 amplified and low impedance at a Ausgangspin 36 made available.

Das Signal des Ausgangsverstärkers 30 wird ferner dem nichtinvertierenden Eingang eines Komparators 34 zugeführt, an dessen invertierenden Eingang die Kalibrierreferenz-Spannung einer einstellbaren Kalibrierspannungsquelle 32 anliegt. Das Ausgangssignal des Komparators 34 wird einer digitalen Abgleichsteuerung 38 zugeführt, welche Signale zum Einstellen der Schalter S1 und S2 und der Verstärkung des Vorverstärkers 14 (GDAC) und der Spannung der einstellbaren Gleichspannungsquelle 28 (ODAC) erzeugt.The signal of the output amplifier 30 is also the non-inverting input of a comparator 34 fed to the inverting input of the calibration reference voltage of an adjustable calibration voltage source 32 is applied. The output signal of the comparator 34 becomes a digital balancing controller 38 which signals are used to set the switches S1 and S2 and the gain of the preamplifier 14 (GDAC) and the voltage of the adjustable DC voltage source 28 (ODAC) generated.

2 zeigt den Strom- und Spannungsverlauf ausgewählter Signale des Sensorsystems beim Ablauf einer Kalibrierungsprozedur: eine Spannung VDD (oberes Diagramm) initiiert den Kalibriermodus (Spannungspegel VDDnormal und VDDcal) zu einem Zeitpunkt t1 und veranlasst die permanente Programmierung eines OTPROMs (One Time Programable Read Only Memory) zu einem Zeitpunkt t10 (Spannungspegel VDDprog). Die Signale Vout (Spannung, mittleres Diagramm) und Ical (Strom, unteres Diagramm) implementieren ein Handshake-Verfahren, indem der Strom Ical auf die Spannung Vout antwortet (zu Zeitpunkten t3, t4) sowie auch umgekehrt (zu Zeitpunkten t5, t6). Der Spannungspegel Vout1 ist das Ergebnis eines Nullpunktsabgleichs, Vout2 das eines Referenzstromabgleichs und Vout3 resultiert aus einem Nullfeld-Spannungsabgleich. 2 shows the current and voltage curve of selected signals of the sensor system in the course of a calibration procedure: a voltage VDD (upper diagram) initiates the calibration mode (voltage level VDDnormal and VDDcal) at a time t1 and causes the permanent programming of an OTPROM (One Time Programmable Read Only Memory) at a time t10 (voltage level VDDprog). The signals Vout (voltage, middle diagram) and Ical (current, bottom diagram) implement a handshake method in which the current Ical responds to the voltage Vout (at times t3, t4) and vice versa (at times t5, t6). The voltage level Vout1 is the result of a zero balance, Vout2 that of a reference current balance and Vout3 results from a zero field voltage balance.

Im Kalibrierbetriebsmodus soll mit einem Referenzstrom von nur etwa 10 A der ASIC auf ca. 1% abgeglichen werden. Der Referenzstrom ist hier der im Kalibrierbetriebsmodus zu messende Strom. Diesem Referenzstrom entspricht eine magnetische Induktion von etwa 500 μT, die auf ca. 0.5% genau aufzulösen ist. Das bedeutet ein äquivalentes magnetisches Eingangsrauschen von etwa 2.5 μT_RMS. Eine Rauschspannungsdichte von etwa 224 nT_RMS/sqrt(Hz) ist Stand der Technik (dies wird z.B. im Linear Hall Sensor ASIC TLE4990 erreicht). Daraus folgt, dass während der Kalibrierung die Bandbreite des Hochstromsensor-ASICs auf etwa 125 Hz begrenzt werden muß. Das im Blockschaltbild der 1 eingezeichnete zweite Tiefpassfilter 24 hat demzufolge eine Grenzfrequenz, durch die im Kalibrierbetriebsmodus die Grenzfrequenz im Signalpfad auf etwa 125 Hz heruntergesetzt werden kann, während im Normalbetriebsmodus das erste Tiefpassfilter 22 mit einer Grenzfrequenz zwischen 30kHz und 100kHz eingesetzt wird.In the calibration operating mode, the ASIC should be adjusted to approx. 1% with a reference current of only approx. 10 A. The reference current here is the current to be measured in the calibration operating mode. This reference current corresponds to a magnetic induction of about 500 μT, which is to resolve exactly to about 0.5%. This means an equivalent input magnetic noise of about 2.5 μT _RMS . A noise voltage density of about 224 nT _RMS / sqrt (Hz) is the prior art (this is for example in the linear Hall sensor ASIC TLE4990 reached). It follows that during calibration, the bandwidth of the high current sensor ASIC must be limited to about 125 Hz. The block diagram of the 1 drawn second low-pass filter 24 has a cutoff frequency by which the cutoff frequency in the signal path can be reduced to approximately 125 Hz in the calibration operating mode, while in the normal operating mode the first lowpass filter 22 is used with a cutoff frequency between 30kHz and 100kHz.

Im Kalibriervorgang wird folgende definierte Meßsequenz durchgeführt (siehe 2): Dem ASIC wird mittels einer Impulsfolge der Spannung VDD auf einer VDD-Leitung mitgeteilt, dass ein Kalibriervorgang gestartet wird. Im vorliegenden Fall wird die Spannung von der normalen Betriebsspannung VDD = 5 V für eine Dauer von etwa 10 μs bis etwa 1 ms auf etwa 8 V (Spannungspegel VDDnormal) erhöht und anschließend wieder auf etwa 5 V (Spannungspegel VDDcal) reduziert.In the calibration process, the following defined measurement sequence is performed (see 2 ): The ASIC is informed by means of a pulse train of the voltage VDD on a VDD line that a calibration process is started. In the present case, the voltage is increased from the normal operating voltage VDD = 5 V for a period of about 10 μs to about 1 ms to about 8 V (voltage level VDDnormal) and then reduced again to about 5 V (voltage level VDDcal).

Sobald VDD = 5 V ist, beginnt ein Nullpunktsabgleich, in dem der Kalibrierverstärker 16 durch entsprechendes Schalten des Schalters S1 in den Signalpfad eingeschaltet wird, durch Umschalten auf den zweiten Tiefpassfilter 24 mittels des Schalters S2 die Grenzfrequenz der Tiefpassfilterung auf 125 Hz gedrosselt wird und die Eingänge des Vorverstärkers 14 kurzgeschlossen werden. Der ASIC exekutiert nun einen Nullpunktsabgleich, in dem er die einstellbare Gleichspannungsquelle 28 so einstellt, dass die Spannung am Ausgangspin 36 etwa 50% der Betriebsspannung ist. Dazu vergleicht er mittels des Komparators 34 die Spannung am Ausgangspin 36 mit einem Wert von etwa 0.5·VDD und übergibt das Ergebnis binär (0 = kleiner, 1 = größer) der digitalen Abgleichsteuerung 38. Diese inkrementiert bzw. dekrementiert die einstellbare Gleichspannungsquelle 28 mit einer Geschwindigkeit, die der 125 Hz Bandbegrenzung angepasst ist, wobei aufeinanderfolgende In-/Dekremente binär gewichtet sind, um den Nullpunksabgleich zu beschleunigen.As soon as VDD = 5 V, a zero-point adjustment begins, in which the calibration amplifier 16 is switched on by appropriate switching of the switch S1 in the signal path, by switching to the second low-pass filter 24 Switched by the switch S2, the cutoff frequency of the low-pass filtering to 125 Hz and the inputs of the preamplifier 14 be shorted. The ASIC now executes a zero point adjustment, in which it selects the adjustable DC voltage source 28 so adjusts that the voltage at the output pin 36 is about 50% of the operating voltage. He compares by means of the comparator 34 the voltage at the output pin 36 with a value of about 0.5 · VDD and passes the result to binary (0 = smaller, 1 = larger) of the digital trim control 38 , This increments or decrements the adjustable DC voltage source 28 at a speed adapted to the 125 Hz band limitation, with consecutive increments / decrements being binary weighted to accelerate the zero point adjustment.

Währenddessen kann ein Anwender des Sensorsystems den Abgleich anhand der Ausgangsspannung am Ausgangspin 36 beobachten. Der Algorithmus der digitalen Abgleichsteuerung 38 terminiert, wenn die einstellbare Gleichspannungsquelle 28 mehrmals um 1 LSB rauf und runter geht. Der ASIC speichert den Einstell- bzw. ODAC-Wert der einstellbaren Gleichspannungsquelle 28 in einem Register und signalisiert dem Anwender das Ende des Nullpunktabgleichs, indem er den Ausgangspin 36 auf Masse zieht. In Vorbereitung für den anschließenden Referenzstromabgleich wird die Verstärkung des Vorverstärkers 14 auf ein Minimum gesetzt (der Vorverstärker 14 ist als Programmable Gain Amplifier PGA ausgeführt) und die Vorverstärkereingänge werden nicht mehr kurzgeschlossen.Meanwhile, a user of the sensor system can adjust based on the output voltage at the output pin 36 observe. The algorithm of digital alignment control 38 terminated when the adjustable DC voltage source 28 several times to 1 LSB up and down goes. The ASIC stores the setting or ODAC value of the adjustable DC voltage source 28 in a register and signals the user the end of the zero point adjustment by the output pin 36 pulls on earth. In preparation for the subsequent reference current adjustment is the gain of the preamplifier 14 set to a minimum (the preamp 14 is designed as a Programmable Gain Amplifier PGA) and the preamplifier inputs are no longer shorted.

Dies ist das Zeichen für den Anwender, den Referenzstrom Ical von etwa 10 A in den Leiter einzuprägen. Durch das Magnetfeld steigt die Spannung am Ausgangspin 36 auf über 50% von VDD an. Bei ca. 70% VDD erkennt der ASIC, dass der Anwender reagiert hat, und jetzt ein Referenzstrom in den Leiter eingeprägt wird. Der ASIC versucht daraufhin automatisch mittels Abstimmen des Vorverstärkers 14 am Ausgangspin 36 eine Spannung von etwa 90% VDD zu erzeugen. Dazu wird wieder der Komparator verwendet, dessen Kalibrierreferenz-Spannung nun aber bei etwa 90% von VDD liegt. Auch dieser Abgleich terminiert ähnlich wie der Nullpunktsabgleich und führt zu dem Ergebnis, dass die Empfindlichkeit des ASICs im Kalibrierbetriebsmodus auf S_cal = 0.4·VDD/Ical eingestellt ist. Im Normalbetriebsmodus, wenn die Kalibrierverstärker 16 aus dem Signalpfad herausgenommen wird, ist die Empfindlichkeit folglich S_cal = 0.4·VDD/(150·Ical). Der Referenzstrom kann ein fester Wert sein, der im Datenblatt des ASICs definiert ist. Das Ergebnis des Referenzstromabgleichs wird ebenfalls in einem Register gespeichert. Wiederum signalisiert der ASIC dem Anwender das Ende des Referenzstromabgleichs, indem er das Ausgangspin 36 auf Masse zieht.This is the sign for the user to impress the reference current Ical of about 10 A in the conductor. The magnetic field increases the voltage at the output pin 36 to over 50% of VDD. At approximately 70% VDD, the ASIC recognizes that the user has responded, and now a reference current is impressed into the conductor. The ASIC will automatically try to tune the preamplifier 14 at the exit pin 36 to generate a voltage of about 90% VDD. Again, the comparator is used, but its calibration reference voltage is now at about 90% of VDD. This adjustment also terminates in a similar way as the zero point adjustment and leads to the result that the sensitivity of the ASIC in the calibration operating mode is set to S _cal = 0.4 · VDD / Ical. In normal operation mode, if the calibration amplifier 16 is taken out of the signal path, the sensitivity is thus S _cal = 0.4 · VDD / (150 · Ical). The reference current may be a fixed value as defined in the data sheet of the ASIC. The result of the reference current adjustment is also stored in a register. Again, the ASIC signals the end of the reference current balance to the user by sending the output pin 36 pulls on earth.

Durch dieses Zeichen wird dem Anwender signalisiert, den Referenzstrom durch den Leiter auszuschalten. Da dadurch das Magnetfeld zum Großteil verschwindet (bis auf Hintergrundfelder und ev. unerwünschte Remanenzerscheinungen), unterschreitet das Signal einen kritischen Wert, wodurch der ASIC erkennt, dass der Anwender reagiert hat. Somit beginnt er den Nullfeldspannungs-Abgleich: hierzu wird die Kalibrierverstärker 16 aus dem Signalpfad entfernt und es werden die Eingänge des Vorverstärkers 14 wieder kurzgeschlossen. Ferner wird zur Beschleunigung des Abgleichs die Grenzfrequenz der Tiefpassfilterung von etwa 150 Hz auf ca. 30 kHz. 100 kHz durch Umschalten auf den ersten Tiefpassfilter 22 mittels des ersten Schalters S1 hochgesetzt, denn die extreme Bandbegrenzung braucht der ASIC nur bei maximaler Verstärkung, wenn also der Kalibrierverstärker 16 in den Signalpfad eingefügt ist.This symbol signals the user to switch off the reference current through the conductor. Since the magnetic field largely disappears (except for background fields and possibly undesired remanence phenomena), the signal falls below a critical value, whereby the ASIC recognizes that the user has reacted. Thus, it begins the zero field voltage adjustment: this is the calibration amplifier 16 removed from the signal path and it will be the inputs of the preamplifier 14 shorted again. Further, to speed up the adjustment, the cut-off frequency of the low-pass filtering is from about 150 Hz to about 30 kHz. 100 kHz by switching to the first low-pass filter 22 high set by the first switch S1, because the extreme band limitation needs the ASIC only at maximum gain, so if the calibration amplifier 16 inserted in the signal path.

Es wird die gleiche Abgleichroutine ausgeführt wie beim Nullpunktabgleich, d.h. es wird wieder der aktuelle ODAC-Wert so lange in- bzw. dekrementiert, bis die Ausgangsspannung am Ausgangspin 36 automatisch auf etwa 50% VDD getrimmt ist. Dieser aktuelle ODAC-Wert überschreibt den zuvor im Nullpunktabgleich ermittelten ODAC-Wert. Beide Werte unterscheiden sich in der Praxis zumeist, da der Offset auch durch die Spinning Current Hall Technik nicht vollkommen eliminiert wird und somit mit unterschiedlichen Verstärkungen multipliziert wurde. Für den Normalbetrieb ist aber jener ODAC-wert relevant, der ohne Einfügen des Kalibrierverstärkers 16 resultiert. Daher wird dieser Wert zuletzt ermittelt und überschreibt den ersten Wert. Diese Reihenfolge kann natürlich auch geändert werden, wenn man zusätzliche Register verwendet, welche die Kalibrierdaten zwischenspeichern.The same adjustment routine is executed as for the zero point adjustment, ie the current ODAC value is again incremented or decremented until the output voltage at the output pin 36 automatically trimmed to about 50% VDD. This current ODAC value overwrites the ODAC value previously determined in the zero point adjustment. Both values differ in practice mostly because the offset is not completely eliminated by the Spinning Current Hall technique and thus multiplied by different gains. For normal operation, however, the ODAC value is relevant, without inserting the calibration amplifier 16 results. Therefore, this value is determined last and overwrites the first value. Of course, this order can also be changed if additional registers are used, which buffer the calibration data.

Die oben erwähnten Tätigkeiten eines Anwenders können selbstverständlich automatisch durchgeführt werden. Die hierfür erforderlichen schaltungstechnischen Maßnahmen sind einem Fachmann auf dem Gebiet der Sensorsysteme geläufig. An dieser Stelle sei nur angemerkt, dass beispielsweise ein entsprechend programmierter Mikroprozessor die Tätigkeiten des Anwenders übernehmen kann. Der Mikroprozessor steuert dann automatisch das An- und Abstellen sowie Einstellen des Referenzstroms.The mentioned above activities of a user Of course automatically performed become. The one for this necessary circuit measures are a specialist in the field of sensor systems. At this point be just noted that, for example, a suitably programmed Microprocessor the activities of the user can. The microprocessor then automatically controls the on and off and setting the reference current.

Aufgrund der großen Empfindlichkeit des Sensorsystems während des Kalibrierbetriebsmodus kann es bei falscher Auslegung des Systems passieren, dass Störeinstrahlungen (EMV) vom Sensor als Signal „beginne Referenzstrommessung" bzw. „beende Referenzstrommessung" interpretiert werden. Da jedoch das System im Normalbetriebsmodus hochgradig störfest sein soll, ist es bei einiger Vorsicht auch möglich, während des Kalibrierbetriebsmodus keine unzulässig großen Störungen auf den Sensor einwirken zu lassen, insbesondere da der Sensor bereits im vollständigen Modul (mit EMV-Kapazitäten und Schirmgehäuse) kalibriert werden kann. Zusätzliche Störsicherheit wird erreicht, wenn die Signale „beginne Referenzstrommessung" bzw. „beende Referenzstrommessung" während einer Mindestzeitdauer anliegen müssen, ehe sie vom ASIC interpretiert werden. Da diese Signale durch Weiterverarbeitung der Ausgangsspannung am Ausgangspin 36 gewonnen werden, sind sie bereits zu größten Teil von kurzzeitigen Störungen durch das zweite Tiefpassfilter 24 bereinigt. Zudem können eventuelle Spikes am Ausgangspin 36 beispielsweise durch ein daran angeschlossenes Digitalspeicher-Oszilloskop oder auch automatisch mittels einer entsprechenden Vorrichtung detektiert und der Kalibriervorgang erneut gestartet werden.Due to the high sensitivity of the sensor system during the calibration mode of operation, if the system is configured incorrectly, interference from the sensor may be interpreted as a signal "start reference current measurement" or "end reference current measurement". However, since the system should be highly immune to interference in normal operation mode, it is also possible with some caution not to cause impermissibly large disturbances on the sensor during the calibration mode of operation, especially since the sensor is already calibrated in the complete module (with EMC capacitance and shield case) can be. Additional interference immunity is achieved when the signals "start reference current measurement" or "end of reference current measurement" must be present for a minimum period of time before they are interpreted by the ASIC. Since these signals by further processing of the output voltage at the output pin 36 they are already for the most part subject to short-term disturbances by the second low-pass filter 24 adjusted. In addition, any spikes at the exit pin 36 for example, detected by a connected digital storage oscilloscope or automatically by means of a corresponding device and the calibration process can be restarted.

Das Ende des Nullfeldspannungsabgleichs wird dem Anwender wiederum angezeigt, indem der ASIC den Ausgangspin 36 auf Masse zieht. Dann kann der Anwender die Betriebsspannung auf z.B. 17 V erhöhen. Dadurch wird der ASIC veranlasst seine aktuellen Bitkombinationen für die Werte GDAC und ODAC in sein OTPROM zu schreiben und anschließend durch das Setzen eines Memlock-Bits ein weiteres, ungewolltes Ändern des OTPROM zu verhindern. Der ASIC ist somit kalibriert. Wenn der Anwender die Betriebsspannung nicht erhöht, so ist der ASIC zwar auch kalibriert, aber seine Kalibrierkonstanten gehen beim nächsten Power-Down verloren.The end of the zero field voltage adjustment is again displayed to the user by the ASIC the output pin 36 pulls on earth. Then the user can increase the operating voltage to eg 17V. This causes the ASIC to write its current bit combinations for the GDAC and ODAC values to its OTPROM, and then prevent further unwanted OTPROM changes by setting a memlock bit. The ASIC is thus calibrated. If the user does not increase the operating voltage, the ASIC is also calibrated, but its calibration constants will be lost at the next power-down.

Der oben beschriebene Abgleichvorgang mittels Komparator 34 und digitaler Abgleichsteuerung 38 kann natürlich unter Zuhilfenahme eines ADCs (Analog-Digital Converter) anstelle des Komparators 34 wesentlich verbessert werden. Der ADC teilt dann der digitalen Abgleichsteuerung 38 mit, wie weit der aktuelle Meßwert am Ausgangspin 36 vom Zielwert entfernt ist, so dass die Anzahl der Iterationen stark reduziert werden kann, wodurch der Kalibriervorgang beschleunigt wird.The adjustment process described above using a comparator 34 and digital balancing control 38 of course, with the help of an ADC (Analog-Digital Converter) instead of the comparator 34 be significantly improved. The ADC then shares the digital trim control 38 with, how far the current measured value at the output pin 36 away from the target value so that the number of iterations can be greatly reduced, thereby speeding up the calibration process.

In einem verbesserten System kann nach dem Einprägen des Referenzstroms und vor dem Programmieren des OTPROMs ein Datentransfer stattfinden, in dem der Anwender dem ASIC mitteilt, wie groß der Kalibrierstrom war. Dadurch vereinfachen sich die Anforderungen für die Kalibrierstromquelle, da sie dann lediglich stabil sein muß, nicht aber absolut genau, denn die Absolutgenauigkeit wird durch ein Rückmessen des Kalibrierstroms ermittelt und dem ASIC nach Ende der Referenzstrom-Abgleichs-Phase mitgeteilt. Daraus kann sich der ASIC mittels interner Kalibrierlogik die real erzielte Empfindlichkeit ausrechnen und gegebenenfalls durch Korrektur seines Kalibrierbit-Musters kleine Referenzstromfehler kompensieren.In an improved system can after the impressing of the reference current and before the programming of the OTPROM a data transfer take place, where the user tells the ASIC how big the calibration current was. Thereby simplify the requirements for the calibration power source, since then it only has to be stable, but not absolutely accurate, because the absolute accuracy is by a back measurement of the calibration determined and the ASIC after the end of the reference current adjustment phase communicated. From this, the ASIC can use internal calibration logic calculate the real achieved sensitivity and, if necessary, by Correction of its calibration bit pattern small reference current error compensate.

Weiterhin kann vor dem Beginn der Referenzstrommessung ein Datentransfer stattfinden, der dem ASIC die gewünschte Zielempfindlichkeit mitteilt. Dadurch kann der Anwender durch Wahl des Kalibrierstroms in gewissen Grenzen die Endauflösung des Systems bestimmen.Farther can be a data transfer before the start of the reference current measurement, the desired ASIC Target sensitivity communicates. This allows the user by choice the calibration current within certain limits, the final resolution of the Determine the system.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des signalverarbeitenden Analogteils eines integrierten Magnetfeldsensors mit einer Spinning Current Hallsonde 50, die zwei Meßsignale liefert, und einer Rückkopplungsschleife, die ein zum Offset der Hallsonde 50 und einer Vorverstärkerkette proportionales Fehlersignal extrahiert und als Kompensation in Vorverstärker 52 und 54 einspeist. 3 shows a second embodiment of the signal processing analog part of an integrated magnetic field sensor with a spinning current Hall probe 50 , which supplies two measuring signals, and a feedback loop, which is used to offset the Hall probe 50 and preamplifier chain proportional error signal extracted and as compensation in preamplifier 52 and 54 feeds.

Die beiden Meßsignale der Hallsonde 50 werden jeweils den Vorverstärkern 52 und 54 zugeführt. Die Ausgangssignale der Vorverstärker 52 und 54 werden jeweils über einen einstellbaren Spannungsteiler 56 auf die invertierenden Eingänge der Vorverstärker 52 bzw. 54 rückgekoppelt, wodurch die Verstärkung einstellbar ist. Die beiden dem Magnetfeld proportionalen Ausgangssignale der Vorverstärker 52 und 54 werden durch Signal-Demodulatoren 58 demoduliert und jeweils durch einen Tiefpassfilter 60 bzw. 62 gefiltert; anschließend werden die tiefpassgefilterten Signale dem nichtinvertierenden bzw. invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 64 zugeführt. Zu dessen einzigen Ausgangssignal wird eine Nullfeldspannung einer einstellbaren Gleichspannungsquelle 72 durch einen Addierer 66 hinzuaddiert. Schließlich wird das so erzeugte Signal mittels eines Leistungsverstärkers 68 an einem Ausgangspin 70 zur Verfügung gestellt.The two measuring signals of the Hall probe 50 are each the preamplifiers 52 and 54 fed. The output signals of the preamplifier 52 and 54 each via an adjustable voltage divider 56 on the inverting inputs of the preamplifier 52 respectively. 54 fed back, whereby the gain is adjustable. The two proportional to the magnetic field output signals of the preamplifier 52 and 54 be through signal demodulators 58 demodulated and each through a low-pass filter 60 respectively. 62 filtered; Subsequently, the low-pass filtered signals are the non-inverting or inverting input of a differential amplifier 64 fed. Its only output signal is a zero field voltage of an adjustable DC voltage source 72 through an adder 66 added. Finally, the signal thus generated by means of a power amplifier 68 at an exit pin 70 made available.

Nicht gezeigt ist die digitale Abgleichschaltung, welche die Ausgangsspannung mißt und mit einer Referenzspannung vergleicht, sowie bei Bedarf die Verstärkung der Vorverstärker 52 und 54 über das Signal GDAC (bei Kalibrierstromabgleich) oder die Spannung der einstellbaren Gleichspannungsquelle 72 über das Signal ODAC (beim Nullpunkt- und beim Nullfeldspannungs-Abgleich) derart nachregelt, dass die Ausgangsspannung am Ausgangspin 70 mit der Referenzspannung in Übereinstimmung gebracht wird. In gewissen Phasen des Kalibriervorgangs kann ein zusätzlicher (nicht dargestellter) Verstärker in die Vorverstärker 52 und 54 eingefügt werden, der die Verstärkung erhöht. Dies unterscheidet sich in der Funktionsweise im Prinzip nicht von den Vorverstärkern 52 und 54 mit einstellbarer Verstärkung. Auch die Kurzschlußschalter an den Eingängen der Vorverstärker 52 und 54 sind nicht dargestellt. Die Grenzfrequenz der Tiefpassfilter 60 und 62 nach den beiden Demodulatoren 58 sind variabel und können während des Kalibriervorgangs hinreichend stark reduziert werden.Not shown is the digital trimming circuit, which measures the output voltage and compares it to a reference voltage and, if necessary, the gain of the preamplifiers 52 and 54 via the GDAC signal (for calibration current calibration) or the voltage of the adjustable DC voltage source 72 via the signal ODAC (at the zero point and the zero field voltage adjustment) readjusted in such a way that the output voltage at the output pin 70 is matched with the reference voltage. At certain stages of the calibration process, an additional amplifier (not shown) may be incorporated in the preamplifiers 52 and 54 be inserted, which increases the gain. In principle, this does not differ in its operation from the preamplifiers 52 and 54 with adjustable gain. Also the shorting switches on the inputs of the preamplifiers 52 and 54 are not shown. The cutoff frequency of the low-pass filter 60 and 62 after the two demodulators 58 are variable and can be reduced sufficiently during the calibration process.

Der Rückkopplungspfad wird durch eine Serienschaltung aus Offset-Demodulatoren 74, zwei Offset-Tiefpassfilter 76 und 78, einem Offset-Integrator 80 mit differentiellen Ausgang, zwei Kondensatoren 82 und 84 sowie einem Stromverstärker 86 gebildet. Der Offset-Integrator 80 erzeugt ein differentielles Fehlersignal, das mittels des Stromverstärkers 86 in einen Strom gewandelt wird. Dieser Strom stellt im Prinzip den Fehler bzw. Offset in den Signalen der Hallsonde 50 dar und wird daher den invertierenden Eingängen der Vorverstärker 52 und 54 zugeführt zur Kompensation.The feedback path is through a series circuit of offset demodulators 74 , two offset low-pass filters 76 and 78 , an offset integrator 80 with differential output, two capacitors 82 and 84 and a power amplifier 86 educated. The offset integrator 80 generates a differential error signal by means of the current amplifier 86 is converted into a stream. This current is in principle the error or offset in the signals of the Hall probe 50 and therefore becomes the inverting inputs of the preamplifiers 52 and 54 supplied for compensation.

1010

HallsondeHall probe

1212

Subtrahierersubtractor

1414

Vorverstärkerpreamplifier

1616

Kalibrierverstärkercalibration amplifier

1818

Offset-RückkopplungsschaltungOffset feedback circuit

2020

Demodulatordemodulator

2222

erstes Tiefpassfilterfirst Low Pass Filter

2424

zweites Tiefpassfiltersecond Low Pass Filter

2626

Addiereradder

2828

einstellbare Gleichspannungsquelleadjustable DC voltage source

3030

Ausgangsverstärkeroutput amplifier

3232

einstellbare Kalibrierspannungsquelleadjustable Kalibrierspannungsquelle

3434

Komparatorcomparator

3636

Ausgangspinoutput pin

3838

digitale Abgleichsteuerungdigital balance control

5050

Spinning Current HallsondeSpinning Current Hall Probe

5252

Vorverstärkerpreamplifier

5454

Vorverstärkerpreamplifier

5656

einstellbarer Spannungsteileradjustable voltage divider

5858

(Signal-)Demodulatoren(Signal) demodulators

6060

TiefpassfilterLow Pass Filter

6262

TiefpassfilterLow Pass Filter

6464

Differenzverstärkerdifferential amplifier

6666

Addiereradder

6868

Leistungsverstärkerpower amplifier

7070

Ausgangspinoutput pin

7272

einstellbare Gleichspannungsquelleadjustable DC voltage source

7474

Offset-DemodulatorenOffset demodulators

7676

Offset-TiefpassfilterOffset low-pass filter

7878

Offset-TiefpassfilterOffset low-pass filter

8080

Offset-IntegratorOffset integrator

8282

Kondensatorcapacitor

8484

Kondensatorcapacitor

8686

Stromverstärkercurrent amplifier

Claims (27)

Verfahren zur Kalibrierung eines Sensorsystems, das mindestens einen Magnetfeldsensor (10; 50) und eine Signalverarbeitungsschaltung (12-38; 52-86) zum Verarbeiten von mindestens einem Signal des mindestens einen Magnetfeldsensors (10; 50) aufweist und in einem Normalbetriebsmodus Messungen über den mindestens einen Magnetfeldsensor (10; 50) durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem zum Kalibrieren in einen Kalibrierbetriebsmodus gebracht wird, in dem die Empfindlichkeit und/oder Messauflösung des Sensorsystems gegenüber dem Normalbetriebsmodus wesentlich erhöht ist bzw. sind.Method for calibrating a sensor system comprising at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) and a signal processing circuit ( 12 - 38 ; 52 - 86 ) for processing at least one signal of the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) and in a normal operating mode measurements via the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ), characterized in that the calibration sensor system is brought into a calibration mode in which the sensitivity and / or measurement resolution of the sensor system compared to the normal operating mode is substantially increased or are. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Kalibrierbetriebsmodus die Messbandbreite gegenüber der Messbandbreite im Normalbetriebsmodus verringert wird.Method according to claim 1, characterized in that that in the calibration mode of operation the measuring bandwidth is opposite to the Measurement bandwidth is reduced in the normal operating mode. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kalibrierbetriebsmodus die Leistungsaufnahme gegenüber der Leistungsaufnahme im Normalbetriebsmodus erhöht wird, indem das Sensorsystem mit einer Betriebsspannung und/oder einem Betriebsstrom betrieben wird, die bzw. der größer als im Normalbetriebsmodus ist bzw. sind.Method according to claim 1 or 2, characterized that in calibration mode of operation the power consumption is higher than the Power consumption in normal operation mode is increased by the sensor system operated with an operating voltage and / or an operating current becomes larger than in normal operating mode is or are. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Low-Power-Anwendung des Sensorsystems der Duty-Cycle der Signalverarbeitungsschaltung (12-38; 52-86) erhöht wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a low-power application of the sensor system of the duty cycle of the signal processing circuit ( 12 - 38 ; 52 - 86 ) is increased. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem im Kalibrierbetriebsmodus bei einer Temperatur betrieben wird, bei der das effektive Sensor-Eingangsrauschen minimal ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor system is in calibration mode of operation operated at a temperature at which the effective sensor input noise is minimal. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Kalibrierbetriebsmodus ein Nullpunktsabgleich des mindestens einen Magnetfeldsensors (10; 50) erfolgt und anschließend mindestens eine Sensoreingangsgröße an den mindestens einen Magnetfeldsensor (10; 50) angelegt wird, die klein im Vergleich zu der oder den Sensoreingangsgröße(n) im Normalbetriebsmodus ist, die nach abgeschlossener Kalibrierung etwa zum Vollausschlag des Sensorsystem-Ausgangssignals oder der Sensorsystem-Ausgangssignale führt bzw. führen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, during the calibration operating mode, a zero point adjustment of the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) and then at least one sensor input quantity to the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) is applied, which is small compared to the sensor input (s) in the normal operating mode, which leads to complete calibration of the sensor system output signal or the sensor system output signals after completion of the calibration. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreingangsgröße(n) während der Kalibrierung durch einen Datentransfer an den mindestens einen Magnetfeldsensor übermittelt wird bzw. werden.Method according to Claim 6, characterized that the sensor input (s) during the Calibration transmitted by a data transfer to the at least one magnetic field sensor will or will be. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sensorsystem im Kalibrierbetriebsmodus über eine Kalibrierlogik (38) automatisch selbst kalibriert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor system in Kalibrierbetriebsmodus via a calibration logic ( 38 ) automatically calibrates itself. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Kalibrierung ein Kalibrierprotokoll erzeugt wird, das an mindestens einem Ausgang (36; 70) des Sensorsystems ausgegeben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the calibration, a calibration protocol is generated, which at at least one output ( 36 ; 70 ) of the sensor system is output. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf der Kalibrierung über mindestens eine Sensoreingangsgröße des mindestens einen Magnetfeldsensors (10; 50) gesteuert wird.A method according to claim 9, characterized in that the sequence of the calibration via at least one sensor input quantity of the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) is controlled. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung durch ein Handshake-Verfahren zwischen dem an dem mindestens einem Ausgang des Sensorsystems (36; 70) ausgegebenen Kalibrierprotokoll und der mindestens einen Sensoreingangsgröße durchgeführt wird.A method according to claim 10, characterized in that the calibration by a handshake method between the at the at least one output of the sensor system ( 36 ; 70 ) and the at least one sensor input is performed. Sensorsystem, das mindestens einen Magnetfeldsensor (10; 50) und eine Signalverarbeitungsschaltung (12-38; 52-86) zum Verarbeiten von mindestens einem Signal des mindestens einen Magnetfeldsensors (10; 50) und einen Normalbetriebsmodus zum Durchführen von Messungen über den mindestens einen Magnetfeldsensor (10; 50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem zum Kalibrieren in einen Kalibrierbetriebsmodus bringbar ist, in dem es derart eingestellt ist, dass Empfindlichkeit und/oder Messauflösung des Sensorsystems gegenüber dem Normalbetriebsmodus wesentlich erhöht ist bzw. sind.Sensor system comprising at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) and a signal processing circuit ( 12 - 38 ; 52 - 86 ) for processing at least one signal of the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) and a normal operating mode for making measurements via the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ), since characterized in that the sensor system for calibration in a calibration mode can be brought, in which it is set such that sensitivity and / or measurement resolution of the sensor system compared to the normal operation mode is substantially increased or are. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Kalibrierbetriebsmodus die Messbandbreite gegenüber der Messbandbreite im Normalbetriebsmodus verringert ist.Device according to claim 12, characterized in that that in the calibration mode of operation the measuring bandwidth is opposite to the Measurement bandwidth is reduced in normal operating mode. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Kalibrierbetriebsmodus die Leistungsaufnahme gegenüber der Leistungsaufnahme im Normalbetriebsmodus erhöht ist, indem das Sensorsystem mit einer Betriebsspannung und/oder einem Betriebsstrom betrieben wird, die bzw. der größer als im Normalbetriebsmodus ist bzw. sind.Device according to claim 12 or 13, characterized that in calibration mode of operation the power consumption is higher than the Power consumption in normal operation mode is increased by the sensor system operated with an operating voltage and / or an operating current becomes larger than in normal operating mode is or are. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Low-Power-Anwendung des Sensorsystems der Duty-Cycle der Signalverarbeitungsschaltung (12-38; 52-86) erhöht ist.Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that in a low-power application of the sensor system, the duty cycle of the signal processing circuit ( 12 - 38 ; 52 - 86 ) is increased. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem im Kalibrierbetriebsmodus zum Betrieb bei einer Temperatur ausgebildet ist, bei der das effektive Sensor-Eingangsrauschen minimal ist.Device according to one of claims 12 to 15, characterized that the sensor system in the calibration mode of operation for a temperature is formed at which the effective sensor input noise is minimal. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem derart ausgebildet ist, dass während des Kalibrierbetriebsmodus ein Nullpunktsabgleich des mindestens einen Magnetfeldsensors (10; 50) erfolgt und anschließend mindestens eine Sensoreingangsgröße an den mindestens einen Magnetfeldsensor (10; 50) angelegt wird, die klein im Vergleich zu der oder den Sensoreingangsgröße(n) im Normalbetriebsmodus ist bzw. sind, die nach abgeschlossener Kalibrierung etwa zum Vollausschlag des Sensorausgangssignals oder der Sensorausgangsignale führt bzw. führen.Device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the sensor system is designed such that during the Kalibrierbetriebsmodus a zero point adjustment of the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) and then at least one sensor input quantity to the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ), which is small compared to the sensor input (s) in the normal operating mode, which after completion of the calibration result in approximately the full scale of the sensor output signal or the sensor output signals. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem derart ausgebildet ist, dass die Sensoreingangsgröße(n) während der Kalibrierung durch einen Datentransfer an den mindestens einen Magnetfeldsensor (10; 50) übermittelt wird bzw. werden.Apparatus according to claim 17, characterized in that the sensor system is designed such that the sensor input variable (s) during the calibration by a data transfer to the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) is or will be transmitted. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem derart ausgebildet ist, dass es sich im Kalibrierbetriebsmodus über eine Kalibrierlogik (38) automatisch selbst kalibriert.Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the sensor system is designed such that it is in the calibration mode of operation via a calibration logic ( 38 ) automatically calibrates itself. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem derart ausgebildet ist, dass während der Kalibrierung ein Kalibrierprotokoll erzeugt wird, das an mindestens einem Ausgang (36; 70) des Sensorsystems ausgegeben wird.Device according to one of claims 12 to 19, characterized in that the sensor system is designed such that during the calibration, a calibration protocol is generated, which at at least one output ( 36 ; 70 ) of the sensor system is output. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem derart ausgebildet ist, dass der Ablauf der Kalibrierung über mindestens eine Sensoreingangsgröße des mindestens einen Magnetfeldsensors (10; 50) gesteuert wird.Apparatus according to claim 20, characterized in that the sensor system is designed such that the sequence of the calibration via at least one sensor input quantity of the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) is controlled. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem derart ausgebildet ist, dass die Kalibrierung durch ein Handshake-Verfahren zwischen dem an dem mindestens einen Ausgang des Sensorsystems (36; 70) ausgegebenem Kalibrierprotokoll und der mindestens einen Sensoreingangsgröße durchgeführt wird.Apparatus according to claim 21, characterized in that the sensor system is designed such that the calibration by a handshake method between the at the at least one output of the sensor system ( 36 ; 70 ) and the at least one sensor input is performed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnetfeldsensor (10; 50) ein Drucksensor ist.Device according to one of claims 12 to 22, characterized in that the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) is a pressure sensor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnetfeldsensor (10; 50) ein Beschleunigungssensor ist.Device according to one of claims 12 to 22, characterized in that the at least one magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) is an acceleration sensor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (10; 50) in ein Modul eingebaut ist, das ferner einen Stromleiter und Befestigungselemente zum Befestigen des Moduls aufweist, so dass ein berührungsloser Stromsensor ausgebildet ist.Device according to one of claims 12 to 24, characterized in that the magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) is installed in a module, which further comprises a conductor and fastening elements for fixing the module, so that a non-contact current sensor is formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (10; 50) mindestens eine Hallsonde, insbesondere eine Spinning Current Hallsonde bzw. 90°-geschaltete Hallsonde, aufweist.Device according to one of claims 12 to 25, characterized in that the magnetic field sensor ( 10 ; 50 ) has at least one Hall probe, in particular a spinning current Hall probe or 90 ° -switched Hall probe. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungsschaltung eine Rückkopplungsschaltung (18; 74-86) mit hoher Schleifenverstärkung aufweist, um einen Offset der mindestens einen Hallsonde (10; 50) und/oder von mindestens einem Verstärker (14-16; 52, 54) zu unterdrücken.Apparatus according to claim 26, characterized in that the signal processing circuit comprises a feedback circuit ( 18 ; 74 - 86 ) having a high loop gain, to offset the at least one Hall probe ( 10 ; 50 ) and / or at least one amplifier ( 14 - 16 ; 52 . 54 ) to suppress.