具有两个传输通道的测量传感器 |
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| 申请号 | CN201180030171.3 | 申请日 | 2011-06-17 | 公开(公告)号 | CN102947684A | 公开(公告)日 | 2013-02-27 |
| 申请人 | 菲尼克斯电气有限两合公司; | 发明人 | 海因茨-W.·迈尔·迈尔; 法比安·青克; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出了一种测量 传感器 ，具有第一传输通道(100)，其以模拟方式处理模拟测量输入 信号 (I)后将其作为经过处理的测量信号输出。另外， 测量传感器 具有第二传输通道(200)，其处理模拟测量 输入信号 (I)后将其作为影响信号输出，其中，合成经过处理的测量信号及影响信号后将其作为测量 输出信号 (O)输出。在本发明的另一 实施例 中，测量系统具有 温度 传感器和根据本发明的测量传感器。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种测量传感器，具有： |
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| 说明书全文 | 具有两个传输通道的测量传感器技术领域背景技术[0003] 通常，这些测量传感器被构造成仅是模拟的或仅是数字的。 [0005] 典型地，在后处理中进行线性化，既使得测量信号发生器的非线性在输出信号中基本上不再明显，也使得模拟数据转换的非线性在输出信号中基本上不再明显。该线性化既可基于通常已知的物理特性，也可基于测量信号发生器和/或数字测量传感器的测量参数。 [0007] 在模拟构造中，对输入侧阶跃的响应时间通常短得多；然而，在模拟构造中，实现线性化难得多并且昂贵得多。 发明内容[0008] 因此，由本发明所解决的问题是提供一种测量传感器，所述测量传感器以发明的方式解决现有技术的一个或多个缺陷。 [0009] 为此，本发明提出了一种包括第一传输通道的测量传感器，所述第一传输通道以模拟方式处理模拟测量输入信号后将其作为经过处理的测量信号输出。测量传感器还包括第二传输通道，所述第二传输通道处理模拟测量输入信号后将其作为影响信号输出，其中合成经过处理的测量信号及影响信号后将其作为测量输出信号输出。 [0010] 在本发明的另一改进中，第二传输通道以数字方式处理模拟测量输入信号。 [0011] 在本发明的又一改进中，第一传输通道具有调制器和解调器。 [0012] 根据本发明的另一实施例，第一传输通道具有变换器。 [0013] 根据本发明的另一实施例，第二传输通道具有模拟—数字转换器和数字—模拟转换器。 [0014] 在本发明的另一改进中，第二传输通道具有光电耦合器。 [0015] 在本发明的又一改进中，第二传输通道具有算术运算单元。 [0016] 根据本发明的另一实施例，影响信号向测量输出信号贡献小于一半、优选地+/-5～10%。 [0017] 根据本发明的又一实施例，为了将测量输入信号与测量输出信号比较，第二传输通道具有测量输出信号的反馈。 [0018] 根据本发明的另一实施例，反馈实现成使得其可被断开。 [0019] 在本发明的另一改进中，模拟测量输入信号是温度测量输入信号。 [0021] 在下文中，将参考图1更详细地说明本发明。图1示出根据本发明的测量传感器的示意图。 具体实施方式[0022] 图1示出了根据本发明的测量传感器。所述测量传感器具有第一传输通道100和第二传输通道200。 [0023] 第一传输通道100以模拟方式处理来自模拟信号发生器的模拟测量输入信号I后将其作为经过处理的测量信号输出。 [0024] 类似地，第二传输通道200处理模拟测量输入信号I后将其作为影响信号输出。 [0025] 合成经过处理的测量信号及影响信号后将其作为测量输出信号O输出。 [0026] 与其中以模拟方式处理来自测量信号发生器的模拟测量输入信号I的第一传输通道100形成对比，第二传输通道200以数字方式处理来自测量信号发生器的模拟测量输入信号I。 [0027] 在测量传感器的模拟支路中，即在第一传输通道中，可设置有用于信号处理的调制器100和解调器200。它们在第一传输通道100内的目的是将来自测量信号发生器的测量输入信号I转换成所期望的输出信号。通过调制器100与解调器的合适选择，可从而调整所期望的测量输入信号I的输入范围和所期望的输出范围。 [0028] 第一传输通道100还可包括变换器110。通过变换器110，可转换比率，从而允许所期望的测量输入信号I的输入范围和所期望的输出范围的进一步调整，并且通过适当的设计，可实现测量输入信号与后续的处理步骤的电隔离。 [0029] 第二传输通道200具有模拟—数字转换器210和数字—模拟转换器230。它们在第一传输通道200内的目的是将来自测量信号发生器的测量输入信号I转换成所期望的输出信号。通过合适地选择或规划模拟—数字转换器210和/或数字-模拟转换器230，可合适地调整所期望的测量输入信号I的输入范围和所期望的输出范围。 [0030] 第二传输通道200还可具有光电耦合器，通过所述光电耦合器，可实现测量输入信号与随后的处理步骤的电隔离。 [0031] 此外，模拟—数字转换器210与数字—模拟转换器230可具有算术运算单元。例如，该算术运算单元可用于进行范围转换和线性化。 [0032] 将来自第一传输通道100的输出信号和来自第二传输通道200的称作影响信号的输出信号供给至合成单元140。 [0033] 通过该单元，可不同地配置信号中的每个信号流入合成的测量输出信号O的程度。 [0034] 通过将第一传输通道100实现为模拟传输通道和将第二传输通道200实现为数字传输通道，可利用两种处理类型的相应优点。在可经由数字传输通道进行测量信号发生器与测量传感器的部件公差的线性化和参数化的同时，模拟传输通道使得快速响应时间成为可能。 [0035] 在一个优选的实施例中，第二传输通道的比率低，即影响信号向测量输出信号贡献低于一半、优选地+/-5～10%。 [0036] 如有必要，测量传感器可具有输出级300，用于放大经由合成单元140接收的合成信号。 [0037] 在本发明的另一实施例中，第二传输通道200可具有实际测量输出信号O的反馈410，用于将测量输入信号I与实际测量输出信号O比较。 [0038] 如果比较指示实际输出信号O与测量输入信号I没有相关至所期望的程度，则可借助于切换连接420控制测量传感器的输出支路中的切换级400，以便使输出信号处于较安全的状态。该状态例如可由SIL预定。 [0039] 切换级400例如可实现为晶体管，其中切换连接420控制栅极或基极等。 [0040] 反馈410与切换连接420可设计成使得它们可被断开。 [0041] 输出级300还可以可选择地借助于反馈切换。 [0042] 于是可以模拟和数字方式实现指示实际输出信号O与测量输入信号I是否相关至所期望的程度的比较。 [0043] 如果以数字方式进行比较，实际输出信号O在被处理之前经受模拟-数字转换。测量输入信号I已数字地出现在模拟-数字转换器210的下游，因此可在合适的位置进行比较。该比较例如可在算术运算单元230中或者在算术运算单元210中进行。 [0044] 尽管已作为单独的单元描述了独立部件，但对本领域的技术人员显而易见的是，该说明仅作为功能的例证，并且决不表示具体技术实现的确定。例如，容易想到的是，模拟-数字转换器210与算术运算单元形成单一功能单元。还可想到的是，模拟-数字转换器210与数字-模拟转换器230形成单一功能单元。 [0045] 此外，切换级400与输出级300可形成单一功能单元。 [0047] 因此，还提出了提供一种具有例如Pt100-Sensot的温度传感器和根据本发明的测量传感器的测量系统。在该类型的测量系统中，通过参数化，可在测试区中进行单一调整，使得整个系统可用于安全相关的应用。 [0048] 附图标记列表： [0049] 100第一传输通道 [0050] 110调制器 [0051] 120变换器 [0052] 130解调器 [0053] 140合成单元 [0054] 200第二传输通道 [0055] 210模拟—数字转换器 [0056] 220隔离单元 [0057] 230模拟—数字转换器 [0058] 300输出级 [0059] 400切换级 [0060] 410反馈 [0061] 420切换连接 |
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