专利名称：故障状况期间的信号处理的制作方法
故障状况期间的信号处理背景技术
常规传感器装置通常被用来测量环境状况。通过由这些传感器装置产生的信号信息，使得电监测环境状况以及执行或制止执行一个或多个功能成为可能。
一种常规的传感器装置是压力换能器。举例来说，通常压力换能器产生诸如随被该传感器装置检测的当前压力状况而在工作范围内变化的电压的输出信号。如果在监测区域内检测到的压力比较高，则压力换能器将会产生输出信号以指示较高压力。如果在监测区域内由该传感器装置检测到的当前压力比较低，则压力换能器将会调整该输出信号以指示较低压力。
在某些情况下，由压力换能器产生的输出信号的幅值随检测到的压力的相应水平而成比例变化(例如通过幅度调整，频率调整，等等)。相应地，传统监测系统可以仅仅通过将该传感器装置产生的输出信号转换为相应压力值来确定监测区域的当前压力状况。
换能器容易出现故障。许多不同的因素都可以引起故障并且产生错误的输出信号 (即，信号与预期的传递函数不一致)。在可能的和适当的时候，传感器被设计成检测并且报告故障。常常将输出信号的一个范围指定用于故障报告通常所说的故障带。
产生模拟电压输出的换能器常常被对接到接收“系统”低通滤波器。该“系统”低通滤波器主要用 于在信号采样前减少传感器输出信号噪声，但是还必须提供足够的响应带宽以保持对应用关键的信号变化的可观测性。
虽然已经公开了避免噪音干扰故障报告(例如，消除尖峰脉冲(deglitch)电路) 的现有技术，但是对于某些故障表现形式——特别地是重复故障，其足够长时间以满足抗尖峰脉冲电路“经过确认的故障”要求但与接收系统低通滤波器的响应相比时间周期足够短，如图1所示，在低通滤波器之后有可能会以可以产生错误的范围内信号的方式报告故障。换句话说，在重复报告故障状况期间，输出信号的幅值可能不会精确地反映当前环境状况或者实际报告的故障状态。如果系统假定该错误的测量数据有效，则在该故障重复报告期间的输出信号采样可能导致非预期的或者严重的后果。
假定在如图1所示的例子中相应换能器的输出量在O到1. O倍的Vpwr (传感器的供电电压)之间。进一步假定在该例子中传感器被配置为当输出量110在O. 96 * Vpwr以上时指示出错状况。因此，传感器的常规工作范围在O到O. 96 ★ Vpwr之间以指示传感器装置正常工作。0.96 * Vpwr到Vpwr之间(例如，在最小故障阈值120以上)的值的产生表不与该传感器相关的故障。
在如图1所示的例子中，该传感器间歇性地发生故障。亦即，随时间推移，该传感器在时刻TO和Tl之间、时刻T2和T3之间等时间内产生代表所监测环境的正确的电压输出(例如，输入105)。然而，由于故障，该传感器在时刻Tl到T2之间、时刻T3到T4之间等时间内产生错误的输出值(例如，到低通滤波器的输入110)。如在图1中可以看到的一样，信号(105)与特定低通滤波器的性能相结合，产生错误值(110)，其产生如图1所示的大约O. 22 * Vpwr的锯齿形输出电压值。亦即，代替产生故障信号或者O.1 * Vpwr的值， 其会正确的反映所监测的环境，低通滤波器的输出110在出错状况期间产生绕大约O. 22 *Vpwr的值摆动的值。因为该低通滤波器的输出110不会高于O. 96 * Vpwr,接收低通滤波 器输出的系统不会在时刻Tl到T2之间、时刻T3到T4之间等时间内知晓该换能器的间歇 故障。因此，接收低通滤波器输出的系统可能在有故障的数据上操作。亦即，该系统可能检 测到传感器的电压为大约O. 2 * Vpwr，并不是检测到采样时出现出错状况。
图2为使用对数时标指示运行状况范围的示例性图表，其中，监测低通滤波器输 出的下游资源没有检测到换能器间歇性故障。如图所示，当间歇故障的持续时间低于11毫 秒时，监测低通滤波器输出的下游资源并不知晓出错了，因为低通滤波器输出处于O. O * Vpwr到O. 96 Vpwr之间的工作范围内。亦即，即使出错了，低通滤波器的故障输出对采样 低通滤波器输出的系统而言仍以正确信号出现。发明内容
此处的实施例不同于用于处理信号的常规系统。例如，与常规系统相比，此处某些 实施例的目的为在将向相应的系统通知故障状况方面提供更大的可能性。
例如，此处的一个实施例包括一种系统，其被配置为监测接收的信号。响应于检测 与接收的信号相关联的故障状况，该系统设置故障状态指示器以指示检测到的故障状态的 发生。该系统对该故障状态指示器的状态锁存或设置至少预定量的时间以指示检测到的故 障状况的发生。在时故障状态指示器设置至少预定量的时间以指示检测到故障状况的发生 之后，该系统再监测该信号的完整性。在一个实施例中，响应于在预定量的时间之后检测 到不再有与监测的信号相关联的故障，该系统修改该故障状态指示器以指示不存在故障状 况。
根据进一步的实施例，如上所讨论的预定量的时间基于低通滤波器的时间常数， tau，接收的信号通过低通滤波器传到下游设备。在一个实施例中，该预定量的时间大于4 倍的时间常数，tau。在更具体的实施例中，锁存故障状况(一旦被验证则认为有效)的最 小持续时间为4. 6 * tau ;此处tau为低通滤波器的时间常数，传感器信号通过该低通滤波 器传到下游装置。
根据进一步的实施例，该最小持续时间取决于许多参数(例如，系统采样周期，输 出信号范围容差，等等)。可以选择锁存故障状况的最小持续时间以确保下游装置检测到有 效的故障信号。
根据此处的实施例的系统可以包括输出信号发生器。该输出信号发生器基于接收 的信号以及故障状况产生输出信号。例如，该输出信号发生器基于接收的信号改变或者调 整该输出信号的幅值。例如，该输出信号发生器将该输出信号通过低通滤波器发送到下游 资源。在故障状态指示器在至少预定量的时间上指示检测到故障状况的期间，输出信号发 生器将该输出信号的幅值设置在故障带(例如，电压范围)之内。由于输出信号发生器将代 通滤波器的输入设置在故障带至少预定量的时间，确保将该故障状况通知到下游资源。在 一个实施例中，该下游资源以足够高的速率对输出信号进行采样以检测出错状况的发生。
根据进一步的实施例，设置输出信号的幅值可以包括将输出信号的幅值设置在故 障带内至少为低通滤波器时间常数的4倍的时间以通知下游资源所检测到的故障状况。
在更进一步的实施例中，如上所述，该系统可以将接收的信号(或者从诸如换能 器的源接收到的信号的经过处理后的版本)输入到低通滤波器电路。低通滤波器电路的输出可以被配置为向下游资源输出该信号的经过低通滤波后的版本。同样地，如上所述，该系 统将输入到低通滤波器电路的信号幅值修改为在故障电压范围之内至少预定量的时间以 确保将该检测到的故障状态通知到下游资源。换句话说，即使该传感器输出电压中实际出 错的时间也许小于该预定量的时间，该系统将输入到低通滤波器的信号幅值修改为在该故 障范围之内至少预定量的时间以使得该低通滤波器输出的幅值至少瞬间指示该故障状况 发生。
在一个实施例中，如上所述，传感器装置可以产生由该系统所接收的信号。该故障 电压范围可以被配置为落在由该传感器装置输出的标称电压范围之外。
根据另一实施例，设置故障状态指示器指示所检测到故障状况的可以包括激活计 时器以记录时间的。基于该计时器所记录的时间，该系统在至少该预定量的时间上保持该 故障状态指示器的状态以指示该所检测到的故障。
该系统可以包括应用一组规则以确定故障状况是否发生的故障检测电路。在一个 实施例中，该系统应用一组规则以检验接收的信号的完整性。其它的实施例可以包括监测 表示与接收的信号相关联的完整性水平的其它信号的属性。其后，假设该信号验证失败指 示存在故障状况，该系统给下游资源提供故障状况通知。
在更进一步的实施例中，在不存在故障状况时，系统通过将输出信号的幅值设置 为基本上等于接收的信号的幅值来产生输入到低通滤波器的信号。如前面所讨论的，接收 的信号的幅值可以依据由产生接收的信号的传感器装置所检测到的环境状况而变化。在故 障状况期间，该系统将输出信号的幅值调整为基本上不同于接收的信号的幅值至少预定量 的时间，以确保将故障状况通过滤波器通知到下游资源。
根据进一步的实施例，该系统将该输出信号的幅值调整为基本上不同于接收的信 号的幅值预定量的时间的至少一部分，即使与接收的信号相关联的故障状况在预定量的时 间期满之前终止。换句话说，在预定量的时间或者故障状况锁存期间，故障状况也许不再存 在。在这时，该系统继续将输入到低通滤波器的输出信号的幅值设置在故障范围内，即使接 收的信号再次正常。因此，接收的信号可以为一个幅值，而由该系统产生的输出信号可为不 同的幅值(即，在故障带内)。
总之，此处的实施例在实现低通滤波器的系统中避免信号的错误解释。例如，传感 器故障信号被锁存至少预定量的时间以确保监测低通滤波器输出的下游系统检测到该故 障状况。
这些及其他实施例的变形在下面进行详细说明。
如上所述，需注意的是此处的实施例可以包括一个或多个计算机化装置、硬件处 理器装置、或类似装置的配置以执行和/或支持此处公开的任意或全部的操作方法。换句 话说，一个或多个计算机化装置，处理器，数字信号处理器，等等，可以被编程和/或配置为 以此处所说明的方式进行操作以实现此处讨论的不同实施例。
此处的其它实施例包括软件程序以执行上面总结的以及下面详细公开的步骤与 操作。一个这样的实施例包含计算机可读、硬件存储资源，在其上以编码方式包括计算机程 序逻辑、指令等等，当它们在具有处理器和相应存储器的计算机化装置中执行时，其编程和 /或使得该处理器执行此处公开的任意操作。这样的布置可以通过类似软件，固件，代码和 /或其它数据(例如数据结构)来提供，它们布置或者编码在计算机可读介质上，诸如光学介质(例如，CD-ROM)，软盘或硬盘或其它介质，例如在一个或多个ROM、RAM、PROM芯片内的 固件或微代码、或者专用集成电路(ASIC)。软件或固件或其它这样的配置可以被安装在计 算机化装置之上以使得该计算机化装置执行在这里说明的技术。
相应地，本发明的一个特定实施例涉及计算机程序产品，其包括其上存储有指令 以实现此处实施例的计算机可读硬件存储介质。例如，在一个实施例中，当这些指令由相应 的计算装置的处理器执行时，使处理器监测所接收的信号；响应于检测到与接收的信号 相关联的故障状况，设置故障状态指示器以指示该检测到的故障状况；设置该故障状态指 示器的状态至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生；以及在设置该故障状态指 示器至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生之后响应于检测到不再存在与接 收的信号相关联的故障，修改该故障状态指示器以指示不存在该故障状况。
根据另一实施例，当由相应的计算装置的处理器执行时，该指令使得该处理器接 收信号，该接收到的信号幅值变化取决于由产生该接收到的信号的传感器装置所检测到的 环境状况；处理该接收到的信号以产生输出信号；将该输出信号发送到远程资源以通知该 远程资源由该传感器装置检测到的环境状况；以及响应于检测到与该接收到的信号相关联 的故障状况的发生，将发送的输出信号的幅值改变为基本上不同于该接收到的信号以通知 远程资源该故障状况。
出于清楚的原因增加了这些步骤的顺序。需注意的是这些步骤可以以任意合适顺 序来执行。
本发明的其它实施例包括软件程序，固件，和/或相应的硬件以执行上面所总结 的以及下面详细公开的任意方法实施例的步骤和操作。
同样地，可以理解，如此处所讨论的系统、方法、设备、在计算机可读存储介质上的 指令等等可以严格地体现为软件程序、固件、或者软件。此处的实施例还可以体现为软件、 固件、和/或硬件的混合。
正如以上的讨论，此处的技术非常适合于在处理信号的软件、固件、和/或硬件应 用中使用。然而，应当注意到此处的实施例不局限于在这些应用中使用并且在此处讨论的 这些技术也非常适合于其他应用。
另外，尽管此处的每个不同的特征、技术、配置等可能是在本发明的不同位置所讨 论，可预期的是每个构思可以彼此独立地实行或彼此相结合地实行。相应地，此处所描述的 一个或多个本发明、实施例等等能够以多种不同方式来具体化实施和显示。
同样地，需注意的是此处实施例的初步讨论没有详细说明本发明或请求保护的发 明的每个实施例和/或所增加的新颖性特征。作为替代，该发明内容仅仅介绍了一般性实 施例和对应的超出常规技术的新颖点。对于本发明的补充细节和/或可能前景(变换)，读 者请直接阅读在后面进一步讨论的本发明的具体实施方式
部分和相应附图。
上文及本发明的其他目的、特征、和优点将通过此处优选实施方式随后的更详细 的描述来加以呈现，如附图中所示，其中相同的附图标记指示不同视图中的相同部分。这些 附图不一定是按比例的，其重点在于示出其实施方式、原理、思想等。
图1是说明现有技术中故障状况出现的示例性时序图。
图2是说明能够对于特定错误报告模式和低通滤波器产生错误信号的故障报告 周期的范围的示例性时序图。
图3是根据此处的实施例来说明系统的示例图。
图4是根据此处的实施例来说明传感器装置的标称输出信号范围和故障带例子 的示例图。
图5是根据此处实施例来说明信号产生的示例图。
图6是根据此处的实施例来说明用于执行计算机代码，软件，应用，逻辑等的示例 计算机架构的示例图。
图7是根据此处的实施例来说明处理接收的信号和产生输出电压的示例性方法 的流程图。
图8是根据此处的实施例来说明处理接收的信号和产生输出电压的示例性方法 的流程图。
具体实施方式
根据此处的实施方式，系统被配置为监测接收信号。响应于检测与接收信号相关 的故障状况，该系统设置故障状态指示器以指示所检测的故障状况的发生。该系统设置故 障状态指示器的状态至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的出现。这确保下游资源 能够检测到故障发生。在设置该故障状态指示器至少预定量的时间以指示检测到的故障状 况的发生之后，该系统再次监测信号的完整性。在预定量的时间之后，响应于检测到的不再 存在与该监测信号相关联的故障，该系统改变该故障状态指示器以指示不存在故障状况。
图3是根据此处的实施方式来说明系统/流程图的示例图。
如图所示，诸如传感器装置的信号源310产生信号312。需注意的是信号312可以 代表由信号源310产生的任意类型的信号信息。作为非限定性示例，由信号源产生的信号 312的幅值、频率等的改变取决于诸如由该信号源310感测到的环境状况的参数。
需注意的是信号312可以代表任意合适参数，诸如温度，压力，等等。
在运行期间，信号处理器140的块320消除信号312的尖峰脉冲以产生信号322。 消除尖峰脉冲的方法可以包括现有技术中已知的任何合适方法。
块325监测信号322的错误。错误可以是诸如信号322落在所要求的工作范围之 外的状况。如果没有错误状态被块325检测到，则如块335所指示的不执行任何动作。相反 的，相应于检测到了与信号322相关联的错误状况，块325通知块340检测到了错误状况。
在从块325接收到故障状况发生的通知时，块340设置故障状态寄存器365。设置 该故障状态寄存器365产生故障状态指示器信号368以指示检测到的错误状况。
同样地，响应于从块325接收到故障状况发生的通知，块340初始化计时器345。 块350监测该计时器345以检测该计时器到达最小值X的时间。当从检测到该错误状况开 始已经经过该最短时间X(例如，预定量的时间)时，块350为块355提供通知。例如，响应 于检测到从检测到该错误状况已经过去最短时间量X，块350将该状况通知块355。
块355重复监测信号322以检测与信号322相关联的错误状况已终结的时间。在 检测到该错误状况不再存在时(即，该信号源310和/或信号322此刻已正常)，块355产 生故障状态清除信号360。块355发送该故障状态清除信号360到故障状态寄存器365的CLEAR输入端。故障状态清除信号360的产生导致该故障状态寄存器365修改故障状态指 示器信号368并且中止标记之前检测到的故障状况。换句话说，接收故障状态清除信号360 产生故障状态指示器信号368以中止标记错误状况的发生。相应地，响应于该错误状态的 探测，故障状态指示器电路330中的故障状态寄存器365产生该错误至少最短时间X。
信号处理电路370将信号322或者基本上相似的信号发送到输出信号发生器375。 通常，当未检测到错误状况时(例如，当故障状态指示器信号365被清除以指示无错误时)， 输出信号发生器375产生与信号322相同或者基本上类似的输出信号376。然而，当故障状 态指示器信号368基于设置指示错误状况时，该输出信号发生器375将信号376设置为故 障带内的取值。在一实施例中，在该故障状态指示器信号368指示错误状况期间，输出信号 发生器375将信号376设置在该故障带内。
低通滤波器380接收由输出信号发生器375产生的信号376。该低通滤波器可以 被配置为根据任意合适频率进行滤波。如其名称所暗示的，低通滤波器380过滤较高频率 分量，但是允许信号376的较低频率分量作为信号386通过下游传递到设备390。
需注意的是如图3中所公开的故障状态指示器电路330，信号处理器140，以及信 号处理方法能够以许多不同的方式来实现。例如，故障状态指示器电路330可以通过硬件 电路来实现。在一实施例中，块340可以由多种硬件实现方式来实现，诸如双逻辑缓冲器 (two logic buffers)，每个从块325输出的“是”路径上接收输入。第一逻辑缓冲器输出 端被连接到故障状态寄存器365的设置(SET)输入端。第二逻辑缓冲区输出端被连接到块 345的“初始化(INITIALIZE) ”输入端。
块345可以如计数器电路一样来实现，诸如串联连接的T触发器。在一个实 施例中，该触发器的输出值对应于与限定时间值(例如，最高位或进位电路(a most significant bit or carry circuit))相一致的 T 触发器输出状态。
块350可以使用具有从块340输入并且输出到块355的逻辑缓冲器来实现。
块355可以由两个与非(NAND)门和逻辑非门来实现。例如，块355的“是”输出 端可以被连接到该逻辑非门的输入端，该逻辑非门的输出端可以连接到逻辑与非门的第一 输入端；块320的输出端可以连接到逻辑与非门的第二输入端，并且该逻辑与非门的输出 端可以连接到块360。
故障状态寄存器365可以使用如图所示的具有设置(SET)输入端和清除(CLEAR) 输入端的SR触发器(SRflip flop)来实现。
根据另一实施例，在图3中所讨论的技术可以通过软件来实现，诸如指令、逻辑、 可执行代码等。
根据又一实施例，在图3中所讨论的技术可以通过固件来实现。
根据又一进一步的实施例，在图3中所讨论的技术可以通过硬件、软件和/或固件 的组合来实现。
因此，根据此处的实施例，信号处理器140被配置为监测由信号源310产生的信号 312。响应于检测与信号312和/或信号322相关联的故障状况，信号处理器140的故障状 态指示器电路330设置故障状态指示器信号368以指示检测到的故障状况的发生。基于接 收自故障状态寄存器365的故障状态指示器信号368，该故障状态指示器电路330锁存或者 设置故障状态指示器信号368的状态至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生。
在设置该故障状态指示器信号368至少预定量的时间以指示与由信号源310产生 的信号312相关联的检测到的故障状况的发生之后，故障状态指示器电路368再次监测信 号322的完整性。在一个实施例中，响应于在预定量的时间之后检测到不再有与该监测信 号相关联的故障，故障状态指示器电路368修改该故障状态指示器信号368以指示不存在 故障状况。
根据进一步的实施例，设置故障状态指示器信号368的预定量的时间(例如，最短 时间值X)可以基于低通滤波器380的时间常数(例如，产生_3dB信号衰减)tau，传感器信 号通过该低通滤波器380到达下游资源390。
在一个实施例中，该预定量的时间大于4倍的时间常数tau。在更具体的实施例 中，锁存故障状况(一旦被验证则为有效)的最短持续时间为4. 6 * tau ;此处tau为低通 滤波器380的时间常数。
根据进一步的实施例，需注意的是锁存故障状态指示器信号368以指示故障状况 的最短持续时间可以取决于许多参数(例如，系统采样周期性，输出信号范围容差，等等)。 可以选择锁存故障状况的最短持续时间X以确保下游资源390检测到有效故障信号。
如上所述,根据此处实施例的该信号处理器140可以包括输出信号发生器375。输 出信号发生器375基于由信号源310产生的信号312或信号322和故障状态指示器信号 368来生成信号376。在一个实施例中，当未检测到故障状况时，输出信号发生器375改变 或者调整信号376的幅值以大体上跟踪信号312或信号322。如上所述，输出信号发生器 375将信号376通过低通滤波器380发送到下游资源390。
当该故障状态指示器信号368在至少预定量的时间X上指示检测到的故障状况时 的时间期间，输出信号发生器375将输出信号376的幅值设置在故障带(例如，诸如O. 96 * Vpwr至1. O * Vpwr之间的电压范围)内以指示错误状态。在一个实施例中，输出信号 发生器375中止将信号376设置在该故障带范围内以代替将信号376设置为基本上跟踪信 号 322。
根据此处的实施例，由于输出信号发生器375在至少预定量的时间上将输入到低 通滤波器的信号376设置到故障带，确保将与信号源310相关联的故障状况通知到下游资 源390。在一个实施例中，下游资源390以足够高的速率来采样信号386以检测错误状况的 发生。将信号376的幅值锁存到诸如O. 96Vpwr的阈值之上的值阈值量的时间(例如，最低 量)确保下游资源390被保证检测到错误状况。
根据进一步的实施例，设置信号368的幅值可以包括将信号368的幅值设置在故 障带内至少为低通滤波器380时间常数的4倍，以通知下游资源390检测到的故障状况。
在更进一步的实施例中，如上所述，信号处理器140可以将由信号源310(或从诸 如换能器的信号源接收到的信号的已处理版本)产生的信号312或信号322输入到低通滤 波器380。低通滤波器380电路的输出端可以被配置输出给下游资源390的经过低通滤波 的信号版本。同样地，如上所述，信号处理器140可以被配置为将输入到低通滤波器380电 路的信号376的幅值修改为在故障电压范围之内至少预定量的时间，以确保将该检测到的 故障状况通知到下游资源。换句话说，即使该传感器(例如，信号源310)的输出电压(例 如，信号312)上的实际误差也许发生短于预定量的时间，该系统将输入到低通滤波器380 的信号376的幅值修改为在故障范围之内至少预定量的时间，以便低通滤波器380的输出信号386的幅值至少在瞬间指示故障状况发生。
根据又一进一步的实施例，需注意的是信号处理器140可以包括应用一组规则以 确定故障状况是否发生的故障检测电路。亦即，在一个实施例中，信号处理器140和/或故 障状态指示器电路330应用一组规则以检验接收到的信号的完整性。其它实施例能够包括 监测可指示与接收信号相关联的完整性水平的其它信号(例如，除信号312，信号322等之 外的信号)的属性。其后，假设信号验证失败指示存在故障状况，系统为下游资源提供该故 障状况的通知。
在更进一步的实施例中，在未检测到故障状况时，信号处理器140通过将输出信 号386的幅值设置为基本上等于诸如信号312、信号322等的接收信号的幅值来产生输入到 低通滤波器380的信号376。如前面所讨论的，接收到的信号312的幅值可以依据由产生被 监测信号的相应传感器装置所检测到的环境状况来改变。在故障状况期间，信号处理器140 将输出信号386的幅值调整为基本上不同于接收信号的幅值至少预定量的时间，以确保将 故障状况通过滤波器通知到下游资源390。如例子所示，块325可检测与信号322相关联的 故障状况，然后激活故障状况寄存器365以指示该错误。在计时器345超时(timeout)之 前监测的信号322也许再次变正常。然而，输出信号发生器375产生在故障带的信号376 以指示错误状况，即使监测的信号也许再次变正常，其中该监测的信号322正确代表当前 状况。在这些状况下，信号处理器140将输出信号376的幅值调整为基本上不同于接收信 号322的幅值预定量的时间的至少一部分，即使与接收信号相关联的故障状况也许在预定 量的时间期满之前终止。换句话说，在预定量的时间期间或者如故障状态指示器电路330 所指示的故障状况锁存期间，在技术上，故障状况可不再存在。在这时，信号处理器140的 输出信号发生器375继续将输入到低通滤波器380的输出信号376的幅值设置在故障范围 之内，即使接收的信号322再次正确。因此，接收的信号322也许会指示一个幅值，而由该 系统产生的输出信号可能为不同的幅值(即，在故障带内)。
图4是根据此处的实施例来说明诸如信号源310的传感器装置的标称输出信号范 围和故障带例子的示意图。如图所示，传感器装置的输出电压(例如，312)在大于标称最 大量激励时箝位在最小箝位电平和最大箝位电平之间的幅值上。如前面所讨论的，当传感 器(例如，信号源310)检测到故障状况，该传感器产生传感器装置的在最小故障水平和最 大故障水平所定义的范围之内的输出电压。在一个实施例中，这个范围被定义为大于故障 阈值(例如，大于O. 96 Vpwr)的电压。
图5是根据此处的实施例说明锁存故障状况的示例性时序图。一般而言，输出信 号发生器375产生信号376以在时刻T51之前和时刻T53之后跟踪信号312。如图中500 所示，当信号源310产生大于相应阈值的输出量时错误或故障状况在时刻T51发生。相应 于如在此处讨论的错误状况的发生，输出信号发生器375在时刻T51和时刻T53之间将信 号376的幅值保持在阈值之上(以指示该错误状况)。时刻T53之后，由于信号312不再满 足故障状态条件，并且由于已经过去预定时间，输出信号发生器375再次生成基本上等于 信号312的信号376。
图6是根据此处的实施例的提供计算机处理的计算机系统600的示例性方框图。 如上所述，还需注意的是象此处所讨论的任何或全部技术可以由诸如计算机系统600、软 件、硬件、固件等如图所示的资源来实现。
需注意的是以下讨论提供了基础实施例以指示如何执行与如前面所述的信号处 理器系统140相关联的功能。然而，应该注意到用于执行如此处所述操作的实际配置可以 依据相应的应用而改变。信号处理器140的任意部分或全部可以通过计算机系统600和相 应设备来实现。
如图所示，当前例子中的计算机系统600包括互连装置611，其耦合计算机可读存 储介质612，诸如非短时型介质、计算机可读的、硬件存储介质等，在其中可以存储和检索数 字信息。计算机系统600可以进一步包括处理器613、I/O接口 614和通信接口 617。
I/O接口 614提供与储存库180，以及如果存在的话，显示屏、外围设备616 (诸如 键盘、计算机鼠标等等)的连通性。
计算机可读存储介质612(例如硬件存储介质)可以是诸如存储器、光存储器、硬 盘驱动器、软盘、等任意合适装置和/或硬件。计算机可读存储介质可以是非短时性存储介 质以存储与信号处理器应用140-1相关联的指令。该指令由相应的诸如信号处理器140的 设备来执行以完成如此处所讨论的操作。
通信接口 617使得计算机系统600能够通过网络190通信以从远端资源检索信息 并且与其它的计算机、交换机、客户端、服务器等进行通信。I/o接口 614还能够使得处理器 613从储存库180检索或尝试检索存储的信息。
如图所示，计算机可读存储介质612可以被编码为由处理器613执行的网络应用 140-1,如同信号处理器处理140-2 —样。
在示例性实施例中，需注意的是计算机系统600还可以被体现为包括用于存储数 据和/或逻辑指令的计算机可读存储介质(例如，硬件，非短时性介质)。计算机系统600 可以包括处理器以执行如此处所讨论的指令和网络管理操作。相应地，当执行时，与信号处 理器应用140-1相关联的代码可以支持诸如数据分组转发、控制面分组处理等等如此处所 讨论的处理功能。
在一实施例操作期间，为了启动、运行、执行、解释或者以其他方式完成存储在计 算机可读存储介质612中的信号处理器应用140-1的指令，处理器613通过使用互连装置 611存取计算机可读存储介质612。信号处理器应用140-1的执行产生处理器613中的处 理功能。换句话说，与处理器613相关联的信号处理器处理140-2代表了在计算机系统600 内的处理器之内或之上执行信号处理器应用140-1的一个或多个方面。
本领域普通技术人员将会理解，计算机系统600可以包括其它的处理和/或软件 和硬件部件，诸如控制硬件处理资源分配和使用以执行信号处理器应用140-1的操作系 统。
根据不同的实施例，需注意的是计算机系统可以是任意类型的各种装置，包括，但 不限于，个人计算机系统、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、网络本(netbook)计 算机、主机系统、手持式计算机、工作站、网络计算机、应用服务器、存储装置，诸如相机，录 像摄像机，机顶盒，移动装置，电视游戏控制器，手持视频游戏装置的消费电子装置，诸如交 换机、调制解调器、路由器的外围设备，或者，一般而言，任意类型的计算或电子装置。
由信号处理器140中的部件所支持的功能将会通过图7-8中的流程图讨论进行。 如上所述，由相应的开关和/或其它的硬件所执行的信号处理器应用140-1可以被配置为 执行如下所述流程图中的步骤。
需注意的是将会存在与上述图1至6中所讨论的构思相重复的内容。同样地，需 注意的是该流程图中的步骤不必总是按所示顺序来执行。这些步骤可以以任意合适的顺序 来执行。
图7是根据此处的实施例说明信号处理方法的流程图700。
在步骤710中，信号处理器140监测来自传感器装置的信号。
在步骤720中，响应于检测与接收到的信号相关联的故障状况，信号处理器140将 故障状态指示器设置为指示检测到的故障状况。
在步骤730中，信号处理器140将故障状态指示器的状态至少预定量的时间设置 为指示检测到的故障状态的发生。
在步骤740中，至少预定量的时间设置该故障状态指示器以指示检测到的故障状 况的发生之后，该信号处理器140继续监测由传感器装置产生的信号。响应于检测到不再 存在与该监测信号相关联的故障，该信号处理器140修改该故障状态指示器以指示不存在 故障状况。
图8是根据此处的实施例说明信号处理方法的流程图800。
在步骤810中，信号处理器140接收来自传感器的信号。接收到的信号的幅值依 据由产生该信号的传感器装置所检测到的环境状况而改变。
在步骤820中，信号处理器140处理该接收到的信号以产生输出信号。
在步骤830中，信号处理器140将输出信号发送到远程设备以通知该远程设备由 该传感器装置检测到的环境状况。
在步骤840，响应于检测与接收到的信号相关联的故障状况的发生，信号处理器 140将发送的输出信号的幅值修改为基本上不同于接收到的信号以通知远程资源该故障状 况。
还需注意的是此处的技术非常适合于在处理任意多种不同类型的信号中使用。然 而，应当注意到，此处的实施例不局限于在这些应用中使用并且在比处讨论的这些技术也 非常适合于其他应用。
基于此处阐明的说明书，许多具体细节已经被阐明以提供所要求保护的主题的彻 底理解。然而，可以被本领域普通技术人员所理解，无需这些具体细节所要求保护的主题也 可以被实现。在其他实例中，可以被本领域普通技术人员所理解方法，设备，系统，等等没有 进行详细地描述以免�：怂蟊；さ闹魈�。
具体实施方式
中的有些部分以算法或对诸 如计算机数据存储器，诸如内存，的计算系统存储器中存储的二进制数字信号或数据位的 操作的符号表示的形式进行展现。这些算法描述或表现是普通技术人员在数据处理领域 将他们的工作内容实质传达给该领域其他技术人员的所使用的技术的示例。如此处所描 述的算法，并且通常的，被认为是有条理的操作顺序或导致所要求的结果的相似的处理。在 上下文中，操作或处理涉及物理量的物理操纵。典型地，尽管不是必须，这些量可以采用能 被存储、传递、组合、比较或者其他形式操纵的电或磁信号的形式。主要出于通用方式的原 因，当涉及类似位、数据、值、元素、符号、字符、术语、数、数字等等的信号时其便利性已经过 验证。然而，应当理解，所有这些和类似术语都与合适的物理量相关并且仅仅是方便的标记 的。除非特别申明，否则如下文所表明的，应当理解，贯穿本说明书讨论所使用的术语，诸如 “处理”、“计算机计算(computing) ”、“计算”、“确定”或涉及诸如计算机或相似电子计算装置的计算平台的动作或处理的类似说法，其操纵或变换代表在存储器、寄存器或其它的信 息存储装置、传送装置、或计算平台的显示设备之内的实际电子或磁性量的数据。
虽然本发明已经参考这些优选实施例来详细展示和描述，本领域普通技术人员应 该可以理解在不脱离如所附权利要求所限定的本申请思想和范围的基础上在形式和细节 上可以具有多种变化形式。这些变化都确定被本申请的范围所覆盖。同样地，也不意味着 被限定为上面本申请的具体实施方式
。相反，对本发明的任何限定都在所附的权利要求中 提出。
权利要求
1.一种方法，包括 监测接收的信号； 响应于检测到与接收的信号相关联的故障状况，设置故障状态指示器以指示检测到的故障状况； 设置故障状态指示器的状态至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生；以及在设置故障状态指示器至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生之后响应于检测到不再有与接收的信号相关联的故障，修改该故障状态指示器以指示不存在故障状况。
2.如权利要求1所述的方法，其中预定量的时间大于4倍的tau，其中tau为故障状态指示器所通过的低通滤波器的时间常数。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括 生成输出信号； 基于接收的信号的幅值来改变输出信号的幅值； 将输出信号通过低通滤波器发送到下游资源；以及 在故障状态指示器指示检测到的故障状况至少预定量的时间的时间期间 将输出信号的幅值设置在故障带之内。
4.如权利要求3所述的方法，其中设置输出信号的幅值进一步包括 将输出信号的幅值设置在故障带内至少4倍于低通滤波器时间常数的时间以通知下游资源检测到的故障状况。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括 将接收的信号输入到低通滤波器电路，低通滤波器电路的输出被配置为将接收的信号的经过低通滤波的版本输出到下游资源；以及 将输入低通滤波器电路的信号的幅值修改为在故障电压范围之内至少预定量的时间，以确保通知下游资源检测到的故障状况。
6.如权利要求5所述的方法，其中传感器装置生成接收的信号；以及 其中故障电压范围落在由传感器装置输出的标称电压范围之外。
7.如权利要求1所述的方法，其中将故障状态指示器设置为指示检测到的故障状况包括 激活计时器以记录时间； 基于由计时器记录的时间在至少预定量的时间上保持故障状态指示器的状态以指示检测到的故障。
8.如权利要求1所述的方法，其中监测接收的信号进一步包括 应用规则组以检验接收的信号；以及 响应于检测到接收的信号违反规则组中的至少一个规则，提供故障状况的通知。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括 基于接收的信号产生输出信号以发送到低通滤波器； 在不存在故障状况时，将输出信号的幅值设置为基本上等于接收的信号的幅值，接收的信号的幅值改变取决于由产生接收的信号的传感器装置所检测到的环境状况；以及将输出信号的幅值调整为基本上不同于接收的信号的幅值至少预定量的时间。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括 将输出信号的幅值调整为基本上不同于接收的信号的幅值至少预定量的时间，即使与接收的信号相关联的故障状况在预定量的时间期满前终止。
11.一种方法，包括 接收信号，接收的信号的幅值改变取决于由产生接收的信号的传感器装置所检测到的环境状况； 处理接收的信号以产生输出信号； 将输出信号发送到远程资源以通知远程资源由传感器装置检测到的环境状况；以及响应于检测到与接收的信号相关联的故障状况的发生，将发送的输出信号的幅值修改为基本上不同于接收的信号以通知远程资源故障状况。
12.如权利要求11所述的方法，其中发送输出信号包括 对于在故障状况发生之前的第一持续时间 将输出信号的幅值设置为基本上等于接收的信号的幅值； 将输出信号发送到远程资源以通知远程资源由传感器装置检测到的环境状况；以及 其中修改输出信号的幅值包括 响应于检测到故障状态，对于第二持续时间 将输出信号的幅值设置为基本上不同于接收的信号的幅值的值。
13.如权利要求11所述的方法，其中修改输出信号的幅值包括设置输出信号的幅值大于阈值时间值，以使得远程资源能够检测到故障状况。
14.如权利要求11所述的方法，其中修改输出信号的幅值包括调整输出信号的幅值长于最短持续时间值并且至少与故障状况坚持的一样长。
15.如权利要求11所述的方法，进一步包括 在将发送的输出信号的幅值修改为指示故障状况的水平之后 响应于检测到故障状况在控制系统中不再存在，将发送的输出信号的幅值设置为基本上等于接收的信号。
16.如权利要求11所述的方法，其中改变输出信号的幅值包括将发送的输出信号的幅值调整为基本上不同于接收的信号的幅值比故障状况发生期间更长的持续时间。
17.一种计算机可读存储硬件，具有在其上存储的指令，当处理装置执行时，所述指令使得该处理装置执行以下操作 监测接收的信号； 响应于检测到与接收的信号相关联的故障况，设置故障状态指示器以指示检测到的故障状况； 设置故障状态指示器的状态至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生；以及 在设置故障状态指示器至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生之后 响应于检测到不再存在与监测的信号相关联的故障，修改故障状态指示器以指示不存在故障状况。
18.—种系统,包括 处理器电路； 存储单元，其存储与由处理器装置执行的应用相关联的指令；以及互连装置，其耦合处理器和存储单元，处理器电路配置为执行应用以及完成以下操作 监测接收的信号； 响应于检测到与接收的信号相关联的故障状况，设置故障状态指示器以指示检测到的故障状况； 设置该故障状态指示器的状态至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生；以及 在设置该故障状态指示器至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生之后 响应于检测到不再存在与监测的信号相关联的故障，修改故障状态指示器以指示不存在故障状况。
19.一种系统,包括 监测接收的信号的故障检测电路；以及 锁存电路 设置故障状态指示器以指示与由故障检测电路检测到的接收的信号相关联的故障状态； 设置故障状态指示器的状态至少预定量的时间以指示故障状况的发生；以及 在设置该故障状态指示器至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生之后 响应于检测到不再存在与监测的信号相关联的故障，修改该故障状态指示器以指示不存在故障状况。
20.如权利要求19所述的系统，进一步包括 产生输出信号的输出信号发生器，输出信号发生器改变输出信号的幅值以在故障状况之前基本上跟踪接收的信号的幅值；以及 在故障状态指示器指示检测到的故障状态时，输出信号发生器将输出信号的幅值设置在故障带之内至少预定量的时间。
21.如权利要求20所述的系统，其中在故障状态指示器指示该故障状况时，输出信号发生器将输出信号的幅值调整为基本上不同于接收的信号的幅值预定量的时间的一部分。
全文摘要
本发明涉及故障状况期间的信号处理。一种系统，被配置为监测接收的信号。响应于检测到与接收的信号相关联的故障状况，该系统设置故障状态指示器以指示检测到的故障状况的发生。该系统设置该故障状态指示器的状态至少预定量的时间以指示检测到的故障状况的发生。在设置故障状态指示器至少预定量的时间以指示检测到故障状况的发生之后，该系统监测信号的完整性。在该预定量的时间之后，响应于检测到不再存在与监测的信号相关联的故障，该系统改变该故障状态指示器以指示不存在故障状况。
文档编号G01D18/00GK103017810SQ20121022849
公开日2013年4月3日 申请日期2012年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者D·L·科克姆 申请人:森萨塔科技公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
