电桥式传感器错误检查

摘要

一种用于检测在电桥式传感器(100)中的错误的方法(400)，所述电桥式传感器适配用于测量物理参数。该方法包括在第一方向上至少两次和在与第一方向相反的第二方向上至少一次偏置(410)电桥式传感器(100)的第一触点对；当偏置第一触点对时，在电桥式传感器的不同的触点对上测量(420)输出信号，因此获得代表物理参数且由时间间隔分开的至少三个输出测量值；组合(430)输出测量值以获得指示在电桥式传感器中的错误的输出值，其中被组合的输出测量值仅是当偏置第一触点对时被测量的那些输出测量值。

权利要求

1.一种用于检测在电桥式传感器(100)中的错误的方法(400)，所述电桥式传感器适配用于测量物理参数，所述方法包括：-在第一方向上至少两次和在与所述第一方向相反的第二方向上至少一次偏置(410)所述电桥式传感器(100)的第一触点对，所述偏置步骤通过以下方式：在经偏置的第一触点对的触点之间在所述第一方向上或在所述第二方向上施加电流或电压，其中，方向通过触点之间的感应电流的方向来确定，-当偏置所述第一触点对时，在所述电桥式传感器的不同的触点对上测量(420)输出信号，因此获得代表物理参数且由时间间隔分开的至少三个输出测量值，-其特征在于，所述方法包括：线性地组合(430)所述输出测量值以获得指示在所述电桥式传感器中的错误的输出值，其中被线性地组合的所述输出测量值仅是当偏置所述第一触点对时被测量的那些输出测量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述输出测量值之间的所述时间间隔是相等的。

3.根据权利要求1所述的方法(400)，其中当组合(430)所述输出测量值时，在当偏置所述第一触点对时获得的连续输出测量值之间的变化与在所述连续输出测量值之间的对应的时间间隔相关联。

4.根据权利要求1所述的方法(400)，其中所述组合(430)包括通过线性地组合所获得的输出测量值或在所获得的输出测量值之间的变化来获得输出值，并且其中所述输出测量值或在所获得的输出测量值之间的变化与加权因子相乘，并且其中所述时间间隔被用于计算所述加权因子。

5.根据权利要求4所述的方法(400)，其中当在第一方向上偏置(410)所述第一触点对时测量(420)第一输出测量值和第三输出测量值，并且其中当在与第一方向相反的第二方向上偏置(410)所述第一触点对时测量(420)第二输出测量值，其中所述第二输出测量值在第一输出测量值和第三输出测量值之间被测量，并且其中所述组合(430)包括取所述三个输出测量值的和，其中所述第二输出测量值的所述加权因子至少包括为2的因子。

6.根据权利要求1所述的方法(400)，其中所述电桥式传感器是磁性传感器。

7.根据权利要求6所述的方法(400)，其中所述磁性传感器是磁性霍尔传感器，或者隧道磁阻电桥式布置或者巨磁阻电桥式布置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，其中通过对所述输出信号采样来完成所述输出信号的测量。

9.一种用于检测在电桥式传感器(100)中的硬件错误的错误检测设备(200)，其中所述电桥式传感器包括：-具有至少四个触点的电桥式传感器元件(110)，

-开关电路(120)，所述开关电路(120)被布置为使得所述触点中的第一对能在第一方向上和相反的第二方向上被偏置，并且使得所述触点中的不同对的输出信号能被测量，所述偏置通过以下方式：在经偏置的第一触点对的触点之间在所述第一方向上或在所述第二方向上施加电流或电压，其中，方向通过触点之间的感应电流的方向来确定，其中所述错误检测设备(200)适配用于使用所述开关电路(120)在所述第一方向上至少两次和在所述第二方向上至少一次偏置所述电桥式传感器的所述第一触点对，并且其中所述错误检测设备(200)适配用于当偏置所述第一触点对时使用所述开关电路(120)测量与所述第一触点对不同的触点对的输出信号，因此获得代表由所述电桥式传感器感测的物理参数的至少三个输出测量值，其特征在于，所述错误检测设备(200)适配用于线性地组合所述输出测量值以获得指示在所述电桥式传感器(100)中的错误的输出值，其中被线性地组合的所述输出测量值仅是当偏置所述第一触点对时被测量的那些输出测量值。

10.根据权利要求9所述的错误检测设备(200)，其中所述错误检测设备(200)适配用于当组合所述输出测量值时将在当偏置所述第一触点对时获得的连续输出测量值之间的变化与在所述连续测量值之间的对应时间间隔相关联。

11.一种用于测量物理参数的传感器(300)，所述传感器包括：

-电桥式传感器(100)，包括具有至少四个触点的传感器元件(110)，

-根据权利要求9或10中任一项所述的错误检测设备(200)，

-和输出块(310)，其适配用于基于所获得的输出测量值来获得指示所述物理参数的场值。

说明书

电桥式传感器错误检查

技术领域

[0001] 本发明涉及电桥式传感器的领域。更具体而言，它涉及用于检测电桥式传感器中的硬件故障的方法和系统。

背景技术

[0002] 电桥式传感器典型地通过偏置一触点对并在另一触点对上测量输出信号来操作。输出信号典型地是由于在电桥式传感器中电阻值的变化而变化的差分信号。由于物理参数的变化，电桥式传感器中的电阻值可以变化。物理参数可以例如是外部压力或外部磁场。

[0003] 电桥式传感器可以例如是可以在许多应用中使用的磁性传感器。这些应用中的许多是安全性关键的应用，诸如例如在汽车行业中的应用。因此，这些传感器的正确运转是非常重要的，且最好地这可以在磁性传感器启动时被测试，但也在磁性传感器正常运行期间被测试。

[0004] 磁性传感器中的硬件故障可以例如通过双模块冗余来检测。在这种情况下，传感器被复制。然后可以检测到两个传感器中的一个中的错误，因为两个传感器的输出不同。这样的系统显然是稳健的，但需要传感器的复制。在硅基集成电路的情况下，由于读出链的完全冗余，这导致更多的硅表面。

[0005] 因此，在用于检测电桥式传感器中的错误的方法和系统中存在改进的空间。

发明内容

[0006] 本发明的实施例的目的是提供用于检测电桥式传感器中的缺陷的良好的方法和系统。

[0007] 上述目标通过根据本发明的方法和设备来实现。

[0008] 在第一方面，本发明的实施例涉及一种用于检测在适配用于测量物理参数的电桥式传感器中的错误的方法。该方法包括：在第一方向上至少两次和在与所述第一方向相反的第二方向上至少一次偏置所述电桥式传感器的第一触点对；当偏置所述第一触点对时，在所述电桥式传感器的不同的触点对上测量输出信号，因此获得代表物理参数且由时间间隔分开的至少三个输出测量值；组合所述输出测量值以获得指示在所述电桥式传感器中的错误的输出值，其中被组合的所述输出测量值仅是当偏置所述第一触点对时被测量的那些输出测量值。

[0009] 本发明的实施例的优点是，只有当偏置第一触点对时被测量的那些输出测量值被组合，并且至少三个输出测量值被完成。电桥式传感器的输出信号包括代表物理参数的部分，并且可以包括独立于物理参数的偏移部分。由于相同的触点对被偏置，所以在输出测量值上的偏移与如果通过偏置不同的触点对将获得输出信号相比更加相似，并且因此可以减小其对输出值的影响并且因此可以获得对电桥式传感器中的错误更敏感的输出值。此外，由于相同的触点对被偏置，所以物理参数对输出测量值的影响总是相同的，并且因此通过组合输出测量值可以减小其对输出值的影响，并且因此可以获得对电桥式传感器中的错误更敏感和/或不太容易用于假错误检测的输出值。此外，通过测量至少三次，也可以减小物理参数的变化对输出值的影响，并且因此可以获得对于电桥式传感器中的错误甚至更敏感和/或不太容易用于假错误检测的输出值。

[0010] 本发明的实施例的优点是三个测量值足以获得指示电桥式传感器中的错误的输出信号，并且物理参数的变化对该输出信号比对所获得的输出测量值具有更小的影响。

[0011] 本发明的实施例的优点是，当偏置不同的触点对时在输出值中将呈现的偏移的差异不会在偏置总是相同的触点对和在仅组合当偏置第一触点对时获得的测量值时正在发生。因此可以获得对偏移差异的更少依赖的输出值，并且因此由在电桥式传感器中的错误引起的差异可更容易被检测到。

[0012] 物理参数中的变化对输出值的影响可以被降低，因为至少三个输出测量值被取得，并且因为这些输出测量值在偏置相同触点对时被取得。当偏置相同触点对时，物理参数对输出测量值的影响比当偏置不同触点对时更相似。这具有优点：与当使用在偏置不同的触点对时获得的输出测量值时相比，更高阶的偏差被抵消得更多，并且得到的输出值较少依赖于电桥式传感器的一阶近似值或二阶近似值。因此，当始终偏置相同的触点对时，更可能地减小变化的物理参数的影响。

[0013] 本发明的实施例的优点是可以检测导致输出值的差异的硬件中的错误。输出值中的这种差异可以例如由在不同输出测量值的测量之间发生的缺陷引起。硬件故障可以例如在电桥式传感器(例如霍尔传感器)以及开关网络中发生。错误检测可以例如通过检查输出值是否界定在上限阈值和下限阈值之间来完成。如果不是，则检测到硬件错误。由此有利的是，通过取得至少3个输出测量值，通过在两个方向上偏置一个触点对，并且通过考虑时间间隔组合该至少3个输出测量值来减小物理参数和偏移对输出值的影响。

[0014] 在本发明的实施例中，在输出测量值之间的时间间隔是相等的。

[0015] 本发明的实施例的优点是，在前两个输出测量值之间由线性变化的物理参数引起的输出测量值的变化与在第二输出测量值和第三输出测量值之间的变化相同。因此，通过组合3个输出测量值，可以减小变化的物理参数对输出值的影响。

[0016] 在本发明的实施例中，当组合输出测量值时，在当偏置第一触点对时获得的连续输出测量值之间的变化与在连续输出测量值之间的对应的时间间隔相关联。

[0017] 本发明的实施例的优点是，通过将在连续输出测量值之间的变化与在连续测量值之间的对应的时间间隔相关联，可以减小由于变化的物理参数引起的在输出测量值中的变化对输出值的影响。

[0018] 在本发明的实施例中，在连续的测量值之间的时间间隔可以是不同的。在那种情况下，对于前两个测量值，由变化的物理参数引起的连续输出测量值之间的差异将不同于对于第二测量值和第三测量值(例如，在线性变化的物理参数的情况下，该变化将是成比例的)。然而，通过将这些变化与对应的时间间隔相关联，仍然可能减小变化的物理参数对输出值的影响。

[0019] 时间间隔可以是预定义的时间间隔。它们可以由用户定义。它们也可以在测量值之间被适应性地控制。

[0020] 在本发明的实施例中，组合只有一个输出对的信号的测量值以获得输出值。在本发明的实施例中，只有该输出对的输出信号被测量。这允许简化读出电路。

[0021] 在本发明的实施例中，组合包括通过数学地组合，例如线性地组合所获得的输出测量值或在所获得的输出测量值之间的变化来获得输出值。在本发明的实施例中，输出测量值或在所获得的输出测量值之间的变化与加权因子相乘，并且时间间隔被用于计算加权因子。在本发明的实施例中，当在第一方向上偏置第一触点对时测量第一输出测量值和第三输出测量值，并且当在与第一方向相反的第二方向上偏置第一触点对时测量第二输出测量值。在第一输出测量值和第三输出测量值之间测量第二输出测量值，并且组合包括取三个输出测量值的总和，其中第二输出测量值的加权因子至少包括为2的因子。

[0022] 本发明的实施例的优点是3个输出测量值足以获得对变化的物理参数和偏移具有减小的依赖性的输出值。这通过对第二输出测量值使用加权为2的因子来实现，该第二输出测量值当在相反方向上偏置第一触点对时被测量并且在第一输出测量值和第三输出测量值之间被测量。

[0023] 在本发明的实施例中，电桥式传感器是磁性传感器。

[0024] 在本发明的实施例中，磁性传感器是磁性霍尔传感器，或隧道磁阻电桥式布置，或巨磁阻电桥式布置。

[0025] 在本发明的实施例中，通过对输出信号采样来完成输出信号的测量。

[0026] 在第二方面，本发明的实施例涉及一种用于检测在电桥式传感器中的硬件错误的错误检测设备。该电桥式传感器包括：具有至少四个触点的传感器元件，开关电路，所述开关电路被布置为使得触点中的第一对可以在第一方向上和相反的第二方向上被偏置，并且使得触点中的不同对的输出信号可以被测量。该错误检测设备适配用于使用开关电路在第一方向上至少两次和在第二方向上至少一次偏置电桥式传感器的第一触点对，并且错误检测设备适配用于当偏置所述第一触点对时使用开关电路测量与所述第一触点对不同的触点对的输出信号，由此获得代表由电桥式传感器感测的物理参数的至少三个输出测量值。此外，该错误检测设备适配用于组合输出测量值以获得指示在电桥式传感器中的错误的输出值，其中被组合的输出测量值仅是当偏置第一触点对时被测量的那些输出测量值。

[0027] 在本发明的实施例中，错误检测设备适配用于当组合输出测量值时将在当偏置第一触点对时获得的连续输出测量值之间的变化与在连续测量值之间的对应的时间间隔相关联。

[0028] 在第三方面，本发明的实施例涉及一种用于测量物理参数的传感器。该传感器包括：包括具有至少四个触点的传感器元件的电桥式传感器，根据本发明的实施例的错误检测设备，和输出块，所述输出块适配用于基于所获得的输出测量值来获得指示所述物理参数的场值。

[0029] 本发明的实施例的优点是即使当传感器是可操作时也可以检测到硬件故障。此外，有利的是，与测量物理参数所需的那些相比，对于错误检测设备不需要额外的输出信号测量。因为不需要额外的测量，错误检测设备将不会限制传感器的带宽或响应时间。本发明的实施例的优点是即使存在错误检测设备传感器性能也可以被保持。因此，原因是错误检测设备使用在传感器的正常工作期间使用的输出测量值。传感器性能包括响应时间、信噪比级别和电源电流电平。此外，在根据本发明的实施例中，将不需要额外的晶体管用于测量对于错误检测设备所需的输出信号。

[0030] 在本发明的实施例中，电桥式传感器可以是包括具有至少四个触点的霍尔元件的磁性霍尔传感器。测量可以通过对输出信号采样来完成。物理参数可以是其中霍尔传感器被定位的磁场的大小。

[0031] 本发明的实施例的优点是可以检测电桥式传感器(例如霍尔元件)中或被连接电路中的错误，而不需要电桥式传感器(例如霍尔元件)的复制。

[0032] 本发明的实施例的优点在于还在零磁场的情况下可以获得错误值。在0B时，霍尔电压由于偏移和由于电桥的偏置将不为零。

[0033] 本发明的特别和优选方面在所附独立和从属权利要求中阐述。从属权利要求中的特征可以与独立权利要求的特征以及其他从属权利要求的特征适当地结合，而不仅仅是如在权利要求中明确阐述的。

[0034] 本发明的这些以及其他方面从下文所描述的(诸)实施例中将变得显而易见并且将参考这些实施例来进行阐明。

附图说明

[0035] 图1示出了其中可以使用根据本发明的实施例的方法和/或设备来检测错误的电桥式传感器的示意图。

[0036] 图2示出了根据本发明的实施例的与电桥式传感器相组合的错误检测设备的示意总览。

[0037] 图3示出了根据本发明的实施例的方法的流程图。

[0038] 图4和图5图示了电桥式传感器的第一触点对的偏置。

[0039] 图6示出了根据本发明的实施例的当偏置第一触点对时的输出测量值的绝对值。

[0040] 图7示出了具有在漏极节点和源极节点之间的寄生电阻路径的缺陷晶体管的模型。

[0041] 权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

[0042] 在不同的附图中，相同的附图标记指示相同或相似的元素。

具体实施方式

[0043] 将针对具体实施例且参考特定附图来描述本发明，但是本发明不限于此而仅由权利要求书来限定。所描述的附图只是示意性的且非限制性的。在附图中，出于图示性目的，可将元素中的一些元素的尺寸放大且不按比例绘制。尺寸和相对尺寸不对应于本发明实践的实际缩减。

[0044] 此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二等被用于在相似的元件之间进行区分，而不一定用于在时间上、空间上、排序上或以任何其它方式描述序列。应该理解，如此使用的这些术语在合适情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以除了本文描述或说明的之外的其他顺序来操作。

[0045] 要注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置；它并不排除其他要素或步骤。因此，该术语被解释为指定所陈述的特征、整数、步骤或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或部件，或其群组的存在或添加。因此，措辞“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由部件A和B构成的设备。这意味着该设备的唯一与本发明有关的部件是A和B。

[0046] 贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部引用同一实施例，而是可以引用同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，如从本公开中将对本领域普通技术人员显而易见的，特定特征、结构或特性可以用任何合适的方式进行组合。

[0047] 类似地，应当领会，在本发明的示例性实施例的描述中，出于精简本公开和辅助对各个发明性方面中的一者或多者的理解的目的，本发明的各个特征有时被一起编组在单个实施例、附图或其描述中。然而，这种公开的方法不应被解释为反映所要求保护的本发明需要比每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反，如所附权利要求所反映的，发明性方面存在于比单个前述公开的实施例的全部特征更少的特征。因此，详细描述之后所附的权利要求由此被明确纳入该详细描述中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。

[0048] 此外，尽管本文所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但没有其他实施例中包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合旨在落在本发明的范围内，并且形成如本领域技术人员所理解的不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。

[0049] 在本文所提供的描述中，阐述了众多具体细节。然而应理解，在没有这些具体细节的情况下也可实践本发明的实施例。在其他实例中，公知的方法、结构和技术未被详细示出以免混淆对本描述的理解。

[0050] 在第一方面，本发明的实施例涉及用于检测在电桥式传感器100中的错误的方法400。电桥式传感器适配用于测量物理参数，诸如例如磁场。这种电桥式传感器包括不同的触点对。为了测量物理参数，一个触点对被偏置410，而在另一个触点对上测量指示物理参数的输出信号。输出信号的测量可以例如通过对输出信号采样来完成。这可以例如当输出信号稳定时在其期间第一触点对被偏置的阶段结束时来完成。然而，本发明不限于此。测量输出信号也可以例如通过对输出信号积分来完成。该积分例如可以在在其期间第一触点对被偏置的阶段的一部分上来完成。

[0051] 该方法包括在第一方向上至少两次和在与第一方向相反的第二方向上至少一次偏置410电桥式传感器100的第一触点对。电流或电压可以在第一触点对上被偏置。

[0052] 在参考在第一方向上偏置触点对的本发明的实施例中，参考在该触点对上施加具有第一极性的电流或电压。在参考在与第一方向相反的第二方向上偏置触点对的本发明的实施例中，参考在该触点对上施加具有第二极性的电流或电压，其中第二极性与第一极性相反。

[0053] 此外，该方法包括当偏置第一触点对时在电桥式传感器的不同触点对上测量420输出信号。输出信号可以是电压或电流。输出信号可以是数字化的输出信号。它可以在其被数字化之前被预处理(例如放大)。通过在第一方向上至少两次并且在第二方向上至少一次偏置第一触点对，获得代表物理参数并且由时间间隔分开的至少三个输出测量值。物理参数可以例如是外部磁场。

[0054] 在本发明的实施例中，可以将相位自旋(phase spinning)应用于电桥式传感器。然而，被组合以获得指示在电桥式传感器中的错误的输出值的输出测量值仅是当偏置第一触点对时被测量的那些输出测量值。

[0055] 该方法此外包括将输出测量值组合430以获得指示在电桥式传感器中的错误的输出值的步骤。在这个步骤中，被组合的输出测量值仅是当偏置第一触点对时被测量的那些输出测量值。

[0056] 在图3的流程图中图示了根据本发明的实施例的方法步骤的示例性实施例。首先重复偏置410和测量420步骤直到获得至少3个输出测量值。接下来，输出测量值被组合430以获得指示电桥式传感器中的错误的输出值。

[0057] 如下面将说明，根据本发明的实施例，通过组合由偏置电桥式传感器的第一触点对所获得的至少三个输出测量值，可以减小偏移和物理参数的变化对输出值的影响。与现有的只可以校正一阶偏差的方法相比，这具有减少假错误检测的机会的优点。

[0058] 当同样讨论根据本发明的实施例的错误检测设备时，根据本发明的实施例的方法的更多细节和可能的实现方案将在以下段落中被阐述。

[0059] 在第二方面，本发明的实施例涉及一种用于检测在电桥式传感器100中的硬件错误的错误检测设备200。该电桥式传感器可以例如是霍尔传感器、TMR(隧道磁阻)、GMR(巨磁阻)或压力传感器。电桥式传感器包括具有至少四个触点的传感器元件110。

[0060] 电桥式传感器此外包括开关电路120，所述开关电路120被布置为使得触点中的第一对(例如，d/b)可以在第一方向上和相反的第二方向上被偏置，并且使得触点中的不同对(例如，a/c)的输出信号可以被测量。由此可以获得代表由电桥式传感器100感测的物理参数的输出测量值。

[0061] 图1示出了其中可以使用根据本发明实施例的方法和/或设备来检测错误的电桥式传感器100的示意图。在这个示例中，电桥式传感器100是磁性霍尔传感器并且传感器元件110是霍尔元件。传感器元件包括四个触点(a，b，c，d)。然而，传感器元件可以包括更多个触点。触点被布置为使得可能偏置第一触点对(例如d/b)，导致从被偏置的第一触点对的一个触点到被偏置的第一触点对的另一个触点的电流，并且选择对应的第二触点对(例如a/c)用于测量代表物理参数的输出信号。在霍尔元件的情况下，这个物理参数是磁场。

[0062] 图1还示出了包括与传感器元件110上的触点连接的多个晶体管(M11,M12,M13,M14,M21,M22,M22,M23,M24,M31,M32,M32,M33,M34,M41,M42,M42,M43,M44)的开关网络120。通过控制这些晶体管的栅极，可能偏置传感器元件110的特定触点对并测量另一个触点对的输出信号。在本发明的特定实施例中，传感器元件偏置对和读出对可以按先后顺序读取并随时间上重复或随机地重复。指示电桥式传感器中的错误的输出值通过组合当偏置特定触点对(其可以在两个方向上被偏置)时被测量的输出测量值来获得。传感器元件可以是半导体芯片。霍尔元件可以例如由诸如硅或GaAs之类的不同材料制成。

[0063] 错误检测设备200适配用于使用开关电路120在第一方向上至少两次和在第二方向上至少一次偏置电桥式传感器的第一触点对(例如，d/b)。

[0064] 错误检测设备200适配用于使用开关电路120在第一方向上至少两次和在第二方向上至少一次偏置电桥式传感器的第一触点对(例如，d/b)。

[0065] 错误检测设备200此外适配用于当偏置第一触点对时测量与第一触点对不同的触点对(例如，a/c)的输出信号，因此获得至少三个输出测量值。因此，监控电路可以利用开关电路120。输出测量值可以例如是在触点对(不同于第一触点对)上的电压或通过触点对的电流。

[0066] 错误检测设备200可以包括多路复用器，用于控制开关电路120偏置传感器元件的触点对，并且控制开关电路120使得可以测量触点的不同对的输出信号。这允许在两个方向上偏置第一触点对。读出输出信号可以每次在相同触点对上被完成。当在相反方向上偏置时，不需要交换读出触点对以用于测量输出信号。在这种情况下，使输出测量值反转就足够了。

[0067] 图2示出了根据本发明的实施例的与电桥式传感器100相组合的错误检测设备200的示意总览。

[0068] 错误检测设备200适配用于组合输出测量值以获得指示在电桥式传感器100中的错误的输出值，其中被组合的输出测量值仅是当偏置第一触点对时被测量的那些输出测量值。

[0069] 在电桥式传感器100中可能存在不同的硬件错误。在传感器元件110本身中可能存在硬件错误，在与传感器元件的触点中可能存在错误，在开关电路120中可能存在错误。

[0070] 在电桥式传感器中可能的硬件故障可能是晶体管的故障。导致在晶体管的漏极节点和源极节点之间的寄生电阻路径的硬件缺陷可以被建模，如图7中所图示。当晶体管710关断时(即，当沟道打开时)，该寄生路径720引起泄漏。

[0071] 这些泄漏可以导致输出值中的差异，并且因此可以使用根据本发明的实施例的设备和方法来检测。

[0072] 根据本发明的错误检测设备可以检测这些错误中的任何错误，如果错误改变了输出值的话。为了检测这种变化，错误检测设备可以包括上限阈值和/或下限阈值。一旦输出值越过这样的阈值，错误检测设备就可以触发错误信号。在本发明的实施例中，这些阈值可以由电桥式传感器的设计来定义，它们可以被校准或者它们甚至可以在电桥式传感器的操作期间被动态地补偿(例如，用于补偿传感器的温度依赖性，用于补偿应力，用于补偿电压和/或电流偏置)。在电桥式传感器是磁性霍尔传感器的本发明的实施例中，错误阈值可以以磁场单位来计算。在根据本发明的实施例的实施例中，对于非缺陷的传感器，错误值可以在零附近。

[0073] 图4图示了电桥式传感器，其中偏置电路120的晶体管M13和M33被切换为使得第一触点对(db)在第一方向上被偏置。晶体管M23和M43被切换为使得可以测量不同触点对(ac)的输出信号。

[0074] 图5图示了电桥式传感器，其中偏置电路120的晶体管M12和M32被切换为使得第一触点对(db)在与第一方向相反的第二方向上被偏置。晶体管M22和M42被切换为使得可以测量不同触点对(ac)的输出信号。在本发明的实施例中，晶体管M23和M43可以用于测量输出信号。

[0075] 如果在当在第一方向上偏置并且进行相应的输出测量时或者当在第二相反方向上偏置并且进行相应的测量时被使用的晶体管中的一个或多个晶体管中发生故障，则这可以导致通过组合这些输出测量值获得的所获得的输出值中的变化。

[0076] 在磁性霍尔传感器的情况下，输出测量值可以是取决于磁场B的电压。在以下段落中说明的示例性实施例中，输出测量值是电压。该电压包括取决于磁场的第一项和为偏移的第二项。偏移值可以具有不同的原因，诸如感测元件内的制造容差、机械应力和温度梯度。在读出中的偏移值可能在不同的读出配置中非对称地出现。

[0077] 当在第一时间t1，在第一方向上偏置电桥式传感器的第一触点对时，可以获得以下输出测量值：

[0078] 偏置bd:V感测,ac(t1)＝Vac(B(t1),t1)+V关,ac

[0079] 当在第一时间t2，在第二方向上偏置第一触点对并且如前在相同的触点对上测量输出电压时，可以获得以下输出电压：

[0080] 偏置db:V感测,ac(t2)＝-Vac(B(t2),t2)-V关,ac

[0081] 当在第二方向上偏置第一触点对并且在反转触点对之后测量相同触点对的输出电压，可获得以下的输出电压：

[0082] 偏置db:V感测,ca(t2)＝Vca(B(t2),t2)+V关,ca

[0083] 当在第三时间t3在第一方向上偏置电桥式传感器的第一触点对时，可以获得以下输出测量值：

[0084] 偏置bd:V感测,ac(t3)＝Vac(B(t3),t3)+V关,ac

[0085] 在存在线性变化的磁场的情况下，电压Vac的绝对值正在线性增加。具有在t1、t2和t3之间的恒定的时间间隔时，这会导致以下的输出测量值：

[0086] Vac(B(t2),t2)＝-Vac(B(t1),t1)–ΔV

[0087] Vac(B(t3),t3)＝Vac(B(t1),t1)+2.ΔV

[0088] 其中ΔV是由于线性变化的磁场而在恒定的时间间隔上的输出测量值的变化。

[0089] 图6示出了在存在线性增加的磁场的情况下当在第一方向上两次(在时刻t1和t3)和在相反的方向上一次(在时刻t2)偏置第一触点对并且在对应的第二触点对上读出电压时的输出测量值的绝对值。X轴是时间轴，且Y轴是电压轴。因为线性增加的磁场，被测量的电压正在线性增加。

[0090] 图表图示了在第一测量电压的绝对值与第二测量电压的绝对值之间的差等于在第二测量电压的绝对值与第三测量电压的绝对值之间的差。因此，可能获得对磁场的线性变化不敏感的输出值。

[0091] 该示例的输出测量值可以如下组合以获得指示电桥式传感器中的错误的输出值：

[0092] 输出值＝V感测,ac(t1)+2.V感测,ac(t2)+V感测,ac(t3)

[0093] 在存在线性变化场的情况下，且当在测量值之间呈现恒定的时间间隔时，该等式可以被重新表述为：

[0094] 输出值＝Vac(B(t1),t1)+V关,ac+2.(-Vac(B(t1),t1)–ΔV-V关,ac)+Vac(B(t1),t1)+2.ΔV+V关,ac

[0095] 从这个公式可以看出，在这个公式中的不同项互相抵消。这是理想的情况，其中变化的磁场是线性变化的并且其中偏移在测量值之间是相同的。然而，同样在非理想的情况下，可以获得与输出测量值相比具有对偏移值和磁场的减少的依赖性的输出值。

[0096] 这种减少的依赖性可以通过始终偏置相同的触点对来实现。在那种情况下，在不同输出测量值的偏移之间的差小于如果不同输入对将被偏置的情况。此外，被施加的场对输出测量值的影响也比当偏置不同触点对时的情况更相似。附加地，通过获得由时间间隔分开的至少三个输出测量值，可以实现减少的依赖性。

[0097] 时间间隔不一定需要相等。当组合输出测量值时，通过将在输出测量值之间的变化与在输出测量值之间的对应的时间间隔相关联，可以获得具有对变化的磁场的减小的依赖性的输出值。以下给出一个示例，然而本发明不限于这个示例。

[0098] Vac(B(t2),t2)＝-Vac(B(t1),t1)–ΔV.Δt1

[0099] Vac(B(t3),t3)＝Vac(B(t1),t1)+ΔV.(Δt1+Δt2)

[0100] 其中ΔV是由于线性变化的磁场而按每时间单位的输出测量值的变化。

[0101] 因此可以获得以下变化：

[0102] V感测,ac(t1)+V感测,ac(t2)＝–ΔV.Δt1

[0103] V感测,ac(t2)+V感测,ac(t3)＝ΔV.Δt2

[0104] 当组合输出测量值时通过将这些变化与对应的时间间隔相关联，可以减小变化的磁场对输出值的影响。例如，这可以如下面示例中的说明来完成：

[0105] 输出值＝(V感测,ac(t1)+V感测,ac(t2))/Δt1+(V感测,ac(t2)+V感测,ac(t3))/Δt2＝0[0106] 例如，如果该输出越过阈值，则可以检测到导致输出值变化的电桥式传感器中的错误。本发明的实施例的优点是变化的磁场对输出值的影响和偏移对输出值的影响被减小，因为这允许减小阈值。减小阈值增加了针对在电桥式传感器中的错误的灵敏度，但可能增加假错误检测的风险。因为变化的磁场，可能发生假错误检测。本发明实施例的优点是变化的磁场对输出值的影响被减小，因为这也减小了假错误检测的机会。优点是，这可以通过在两个方向上仅偏置一个触点对并且通过将在测量值之间的变化与对应的时间间隔相关联来实现。

[0107] 在本发明的实施例中，输出值可以通过线性地组合所获得的输出测量值或在所获得的输出测量值之间的变化来获得，其中输出测量值或在所获得的输出测量值之间的变化与加权因子相乘，并且其中使用时间间隔来计算加权因子。

[0108] 在本发明的实施例中，在测量值之间的时间间隔可以是可配置的。例如可能取决于外部磁场的动态来改变时间间隔。输出测量值之间的时间间隔可以例如被设置为比变化的物理参数的最高频率的半个周期短。

[0109] 在本发明的实施例中，第一触点对可以在第一方向上偏置多于两次，并且在与第一方向相反的第二方向上偏置多于一次。这允许增加输出测量值的数量并增加输出值的信噪比。

[0110] 在第三方面，本发明的实施例涉及一种用于测量物理参数的传感器300。该物理参数可以例如是磁场。传感器包括电桥式传感器100，该电桥式传感器100包括具有至少四个触点的传感器元件110。该传感器此外包括根据本发明的实施例的错误检测设备200和输出块310，所述输出块310适配用于基于所获得的输出测量值来获得指示物理参数的场值。图2中示出了这种传感器的示意图。错误检测设备可以包括用于基于所获得的输出值生成错误比特和/或错误信号的装置。