技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于确定和/或监测介质的至少一个过程变量的电子振动传感器以及一种用于操作该电子振动传感器的方法。
背景技术
[0002] 电子振动传感器广泛应用于过程和/或自动化技术。在料位测量装置的情况下，电子振动传感器具有至少一个机械可振荡单元，诸如，例如，振荡叉、单杆或者膜。在操作期间，借助于通常是
机电换能器单元形式的驱动/接收单元(该驱动/接收单元可以是：例如，压电
驱动器或者电磁驱动器)来激励该至少一个机械可振荡单元以使机械可振荡单元执行机械振荡。然而，在流量测量装置的情况下，机械可振荡单元还可以被实施为可振荡的管，介质流过该可振荡的管，诸如，例如，在根据科里奥利原理工作的测量装置中。
[0003]
申请人以大量变型的方式制造对应的现场装置，并且在料位测量装置的情况下，例如，以商标LIQUIPHANT和SOLIPHANT进行销售。在大量出版物中大体上阐述了
基础测量技术。驱动/接收单元借助于电激励
信号来激励机械可振荡单元以使机械可振荡单元执行机械振荡。相反，驱动/接收单元可以接收机械可振荡单元的机械振荡并且将它们转换成电接收信号。驱动/接收单元相应地被设置为单独的驱动单元和单独的接收单元或者组合的驱动/接收单元。
[0004]
激励信号以及接收信号的特征在于：
频率、振幅和/或
相位。相应地，通常考虑这些变量的变化以确定感兴趣的过程变量，诸如，例如，容器中的介质的料位或者介质的
密度和/或
粘度或者介质通过管道或者管的流量。在用于介质的电子振动限位
开关的情况下，例如，区分可振荡单元是被介质
覆盖还是自由地振荡。在这种情况下，例如，基于不同的谐振频率并且因此，基于频移来区分这两种状态—自由状态和覆盖状态。只有当可振荡单元被介质覆盖时，才又可以利用这种测量装置来确定密度和/或粘度。
[0005] 在这种情况下，驱动/接收单元通常是反馈电振荡
电路的一部分，借助于该反馈电振荡电路，对机械可振荡单元的激励使机械可振荡单元执行发生机械振荡。对于激励，通常借助于控制回路来设置
相移的可预定期望值，从而设置激励信号与接收信号之间的相移的值。例如，对于谐振振荡，必须满足放大系数≥1的条件和振荡电路条件，根据该振荡电路条件，在振荡电路中产生的所有相位增加到360°的倍数。从
现有技术中已知用于激励机械可振荡单元以及设置可预定相移的多种方法。在这种情况下，基本地，将模拟激励和数字激励区分开来，其中，振荡电路可以是模拟部件，在每种情况下，该模拟部件都必须与使用的传感器的类型相匹配，和/或基于数字方法，原则上，该模拟部件普遍适用。
[0006] 经常应用的激励原理规定用于设置激励信号与接收信号之间的相移的可预定值的控制回路包括
放大器和
移相器，借助于该放大器和移相器，将接收信号耦合回发送信号。在DE102006034105A1中，例如，使用可调整的移相器。借助于控制单元来控制移相器，该控制单元测量早前放大的接收信号的频率并且至少基于存储的数据来控制放大器单元的频率相位依赖性。
[0007] 此外，从DE102007013557A1中已知放大器具有可设置的放大系数，借助于控制单元按照发送信号的振幅基本上在可预定振幅带内的方式来设置该放大系数。
[0008] 从DE102005015547A1中已知一种电子振动传感器，在该电子振动传感器的情况下，电子单元设置有用于设置相移的期望值的至少一个全通
滤波器。该全通滤波器根据频率并且以恒定的放大来改变
电信号的相位。特别地，可以按照可以设置激励信号与接收信号之间的相位的方式来控制全通滤波器。优选地，根据本发明的
实施例，在将接收信号馈送至全通滤波器之前，仅对接收信号进行滤波和/或放大，被如此进行处理并且然后，被引回。
[0009] 然而，在模拟激励的情况下，构成振荡电路的模拟部件必须不可避免地与利用的传感器的类型相匹配。此外，传感器的稳健性(尤其关于外部振动)取决于用于信号调节和/或信号评估的滤波器的选择性，其中，所利用的滤波器确定电子单元的
相位差的斜率。相位差的斜率越大，滤波器所覆盖的
频率范围越小。相应地，在给定的情况下，可以得出以下事实：传感器不再以谐振方式进行振荡。
[0010] 从DE102009026685A1中已知一种激励方法，在该激励方法的情况下，借助于在可振荡单元的工作范围内相继地具有一个接一个的离散激励频率的可预定频带内进行所谓的频率扫描来激励机械可振荡单元以使机械可振荡单元执行机械振荡。接收对应的接收信号。在这种情况下，借助于频率扫描，确定该激励频率，在该激励频率下，可振荡单元以振荡频率进行振荡，该振荡频率与相移的可预定值对应。然后，向可振荡单元提供该激励频率。这种方法的有利的进一步发展是DE102009028022A1的主题，在DE102009028022A1中，通过仅在某些时间点选择性地对接收信号相位进行
采样和评估来简化对接收信号的评估。同样，在DE102010030982A1中，提供在相对于发送信号
指定的离散时间点对接收信号进行采样以在每种情况下，将接收信号的采样
电压值与接收信号在该时间点假设的期望值相比较，当存在相移的可预定值时，并且在电压值偏离期望值的情况下，基于偏差的符合来减少或者增加发送信号的频率。
[0011] 然而，在借助于频率扫描进行激励以及对接收信号的特定相位和/或振幅进行评估的情况下，必须注意：频率扫描的扫描速度与频率
分辨率之间具有相关性。
[0012] 在DE00102010030982A1中公开了电子振动传感器将激励信号与接收信号之间的相移控制到可预定值的另一数字机会。此处所描述的方法基于相位控制回路(也称为
锁相回路或者PLL)的功能原理。在这种情况下，按照在激励信号与接收信号之间存在相移的可预定值的方式来设置激励信号的频率。
[0013] 已经将这种类型的激励与借助于频率扫描在评估速度方面具有明显优点的激励进行了比较。然而，需要至少一个相位检测器，该至少一个相位检测器影响稳健性，除了别的之外，尤其是在发生外部振动的情况下，控制的
稳定性。而且，会降低控制回路的精确度。为了评估可以稳定地发生，此外，还必须确保激励信号的振幅保持在恒定值。
[0014] 为了减少在发生外部振动(诸如，例如，来自
泵或者
超声波清洗器的振动)时在电子振动传感器的操作中的问题，DE102012101667A1提出为电子振动传感器配置控制/评估单元，使得在存在至少一个外部振动的情况下，根据外部振动的频率和/或振幅，按照接收信号基本上不受外部振动的干扰和/或外部振动的至少一个频率被抑制的方式来控制振荡激励。
[0015] 为了能够独立于干扰影响进行工作，先前未发布的德国
专利申请No.102014119061.0(US2017343459)提供了一种具有电子单元的电子振动传感器，该电子单元包括自适应滤波器。在电子振动传感器的持续操作中，将滤波器特性设置成在激励信号与接收信号之间存在期望的相移。本申请通过引用的方式并入下文。
发明内容
[0016] 从现有技术出发，本发明的目的是提供一种电子振动传感器和一种用于操作该传感器的方法，该电子振动传感器和方法与其它传感器和方法的区别在于：高度的测量可靠性。
[0017] 通过一种用于确定和/或监测容器中的介质的至少一个过程变量的电子振动传感器来实现本发明的目的，该电子振动传感器包括：
[0018] 机械可振荡单元，
[0019] 驱动/接收单元，以及
[0020] 电子单元，该电子单元具有至少一个自适应滤波器，
[0021] 其中，电子单元被实施为交替地执行第一操作模式和第二操作模式，[0022] 其中，驱动/接收单元被实施为在第一操作模式期间，借助于电激励信号来激励机械可振荡单元以使机械可振荡单元执行机械振荡，
[0023] 其中，电子单元被实施为在第二操作模式期间：
[0024] -中断借助于激励信号的对机械可振荡单元的激励，
[0025] -接收机械可振荡单元的机械振荡并且将这些机械振荡转换成电接收信号，[0026] -按照在激励信号与接收信号之间存在可预定相移的方式来设置自适应滤波器的滤波器特性的至少一个值，并且
[0027] -根据接收信号来确定至少一个过程变量。
[0028] 由于合适地设置了滤波器特性，因此，在激励信号与接收信号之间产生了某一期望的可预定相移，即，相移的期望值。
[0029] 滤波器的滤波器特性很一般地描述滤波器的行为，从而描述其滤波器性能，并且由滤波器要求确定，诸如，通过和阻挡区域。在给定的情况下，滤波器要求同样包括相对于群传播时间、最大过冲、边沿陡度、中心频率、品质因数等的规范。例如，可以使用已知滤波器特性中的一种滤波器特性，贝塞尔、勒让德、巴特沃斯、切比
雪夫、高斯等。根据所选择的滤波器特性，可以针对滤波器形成传递函数，借助于该传递函数，完全确定振幅、相位和频率。
[0030] 在操作期间，自适应滤波器的滤波器特性是可调整的。因此，例如，可以设置滤波器的与带宽相关的品质因数以及中心频率的
位置。相应地，通过设置合适的滤波器特性，可以合适地设置滤波器的
输入信号与
输出信号之间的相移Φfilter。由于将滤波器的输入信号与输出信号之间的相移设置为可预定值，因此，按照在激励信号与接收信号之间发生可预定相移Φsoll＝360°-Φfilter的方式来设置激励信号的频率。由于使用自适应滤波器，因此，可以
修改滤波器，可以增加滤波器的品质因数，而不限制特定的频率范围，诸如，将是固定滤波器的情况。经由滤波器来设置可预定相移很有利地独立于产生的干扰影响(诸如，例如，外部振动)，使得本发明的电子振动传感器特别稳健地操作。
[0031] 通过使用自适应滤波器，本发明的现场装置适用于大量应用。例如，可以按照不同的相位设置精确度以及与之相关联的不同工作速度来操作现场装置。而且，设置可预定相移的不同值可简单地实施，并且可以经由
软件有利地发生。按照这种方式，针对不同的可预定相移，可以使用一个相同的电子单元和一种相同的布置。此外，本发明的解决方案可以有利地应用于用于激励可振荡单元的振荡电路的数字以及模拟实施例两者，并且简单地适用于不同的传感器，尤其是不同的可振荡单元。
[0032] 根据本发明，电子振动传感器在第一操作模式和第二操作模式下交替操作。在第一操作模式(在下文中也称为激励序列)期间，借助于驱动/接收单元来激励机械可振荡单元以执行机械振荡。在第二操作模式(也称为测量/控制序列)期间，中断对可振荡单元的激励。因此，在第二操作模式期间，不向激励/接收单元提供电激励信号。在第二操作模式期间，可振荡单元按照阻尼振荡的形式以其本征频率继续进行振荡。将振荡转换成电接收信号，根据该电接收信号，又确定至少一个过程变量，并且通过合适的设置(至少设置滤波器特性)来将激励信号与接收信号之间的当前相移控制到可预定值或者用于可预定相移。因此，基于接收信号来产生激励信号。
[0033] 关于本发明的过程(根据该过程，交替地执行两种操作模式)的决定性优点的特征在于：对机械振荡的检测可以按照接收信号以及其独立于激励信号执行的评估的形式发生。当例如，在结构上，可以发生激励信号与接收信号之间的耦合时，这是特别有利的。例如，当激励信号和接收信号发生重叠时，是这种情况。
[0034] 在优选实施例中，激励信号是矩形信号。然而，应该注意，本领域的技术人员已知的用于激励信号的其它信号形式(诸如，三
角形信号、正弦信号等)也是可能的，并且落入本发明的范围内。
[0035] 另一优选实施例规定电子单元包括用于在第一操作模式与第二操作模式之间来回切换的至少一个开关元件。借助于开关元件，例如，可以使驱动/接收单元与电子单元分离。
[0036] 在特别优选的实施例中，电子单元被实施为通过设置自适应滤波器的中心频率来设置可预定相移。因此，中心频率按照在激励信号与接收信号之间存在某一可预定相移的方式发生变化。
[0037] 在另一特别优选的实施例中，电子单元包括相位控制单元，尤其是基于锁定放大器的原理的相位控制单元，该相位控制单元按照对于滤波器的输入信号与输出信号之间的相移，存在可预定值的方式来控制自适应滤波器的中心频率。因此，借助于控制自适应滤波器的输入信号与输出信号之间的相移来发生对激励信号与接收信号之间的可预定相移的设置。原则上，涉及锁定放大器的情况尤其是极窄带
带通滤波器。相应地，该过程允许以特别好的
信噪比来进行控制。
[0038] 可替代地，另一实施例规定电子单元包括环形
缓冲器和/或移相器，借助于该环形缓冲器和/或移相器，可预定相移是可设置的。例如，在文献DE10161071A1和DE10161072A1中基本地描述了借助于环形缓冲器和/或移相器来设置激励信号与电子振动传感器的接收信号之间的相移的可预定值。参照本发明，例如，可以将接收信号的离散值存储在
存储器元件中并且然后，以可设置的时间延迟将其传递至自适应滤波器。然后，通过两个测量获得激励信号与接收信号之间的可预定相移，通过借助于滤波器特性设置的自适应滤波器的输入信号与输出信号之间的相移，以及通过借助于环形缓冲器和/或移相器产生的相移Φrb。按照这种方式，可预定相移Φsoll为Φsoll＝360°-Φfilter-Φrb。有利地，通过该过程，可以独立于可预定相移的值来将自适应滤波器设置为其中心频率。该设置与滤波器的输入信号和输出信号之间的相移0°或者90°对应。如果需要激励信号与接收信号之间的可预定相移的另一值，该另一值不与值Φsoll＝360°-Φfilter对应，则补充地，借助于环形缓冲器和/或相位
控制器，必须设置合适的附加相移，使得建立所需的可预定相移Φsoll＝360°-Φfilter-Φrb。
[0039] 通过设置可预定相移，可振荡单元以对应的频率执行机械振荡。优选地，在受控状态下，可振荡单元在基
本振荡模式下执行谐振振荡。有利地，通过将中心频率设置为激励信号的频率，已知机械可振荡单元的振荡频率。因此，在进行激励期间直接检测到机械可振荡单元的振荡频率，这意味着在电子单元内有关信号评估的简化。
[0040] 在优选实施例中，可以设置自适应滤波器的带宽和/或品质因数。在这种情况下，品质因数经由频率与带宽有联系。
[0041] 大带宽使得能够简单并且快速地找到可振荡单元的谐振频率，因为按照这种方式，利用大
频谱内的频率来激励可振荡单元。有利地，因此，还可以在宽频带内满足振荡电路条件。然而，如果在最大可
访问频率间隔内没有检测到谐振，则例如，机械可振荡单元会阻塞和/或具有
缺陷。
[0042] 在基于相位控制回路的原理的数字激励的情况下，相反，直接控制激励信号与接收信号之间的相移，这需要振荡系统的稳定的状态。因此，基本地，必须已知谐振频率。然而，由于在操作期间，振荡系统的品质因数可以连续变化，因此，在应用相位控制回路的情况下搜索并且控制谐振频率比本发明所描述的情况复杂得多。对于本发明，例如，控制其品质因数恒定的
数字滤波器的中心频率。此外，由于通过控制自适应滤波器的输入信号与输出信号之间的相移来设置可预定相移，因此，可以避免使用至少一个压控
振荡器(VCO)。
[0043] 为了精确测量，又有利的是：选择尽可能小的带宽以尽可能地使测量的精确度最大化。小带宽有利地实现了干扰影响显著减少。
[0044] 在优选实施例中，自适应滤波器是谐振滤波器。在替代优选实施例中，自适应滤波器是带通滤波器，尤其是
低通滤波器，尤其是二阶低通滤波器。例如，如果将自适应滤波器的中心频率控制到输入频率，从而控制到从可振荡单元接收到的信号的频率，则得到应用输入信号与输出信号之间的相移Φfilter为0°的带通滤波器的情况。在二阶低通滤波器的情况下，尤其是在谐振增加的情况下，相反，
谐振器滤波器产生-90°的相移。根据传感器单元的实施例，然后，针对激励信号与接收信号之间的可预定相移得到的另一值引起谐振激励。
[0045] 实施例规定可预定相移是+/-90°、+/-45°或者0°。虽然可预定相移90°或者0°(这取决于传感器单元，尤其是驱动/接收单元的实施例)导致对可振荡单元的谐振激励，但是在给定的情况下，对于确定密度或者粘度，可预定相移+/-45°是优选的。
[0046] 另一实施例规定电子单元包括用于将激励信号的振幅控制到可预定值或者在可预定间隔内的值的振幅控制单元。有利地，利用振幅控制单元，可以控制振幅动态范围。按照这种方式，除了别的之外，可以补偿在浸入不同介质的情况下可振荡单元的振荡振幅的阻尼。因此，在每种情况下，向可振荡单元提供具有合适的振幅的信号，按照接收信号的振幅在特定可选间隔内的方式来选择该合适的振幅。在传感器的稳定状态下，相应地，控制振幅特别有利。
[0047] 此外，有利的是：电子单元被实施为在未超过(subceed)振幅的可预定
阈值的情况下，执行频率扫描以借助于频率扫描来激励可振荡单元，并且相继地在可预定频率间隔内将自适应滤波器的中心频率设置为一个接一个的离散激励频率。例如，在操作中，一旦未超过在谐振频率下的振幅的可预定阈值，就可以借助于频率扫描来将操作从进行相位控制改变为使用激励的传感器的驱动。在这点上，将自适应滤波器的中心频率设置为在可预定频带内的一个接一个的离散频率。一旦超过振幅的阈值(因此，例如，可振荡单元再次自由地进行振荡)，就可以将操作切换回原始模式，在该原始模式下，激励借助于可预定相移发生。
[0048] 在实施例中，电子单元被实施为在第一操作模式的执行期间存储和/或装设与电子单元相关联的部件中的至少一个部件的至少一个值和/或参数，尤其是滤波器特性、相位控制单元或者振幅控制单元的值和/或参数。因此，在第一操作模式期间，没有对接收信号进行主动评估，因为其与激励信号耦合。相应地，也没有将当前相移控制到激励信号与接收信号之间的可预定相移。因此，在第一操作模式的持续时间期间，电子单元的单独的部件的值和/或参数几乎被固定。
[0049] 在这点上，有利的是：此外，电子单元被实施为在第二操作模式的执行开始时，为至少一个部件设置至少一个存储的和/或装设的参数和/或值。因此，在每种情况下，第二操作模式以在前一第二操作模式期间最后存储和/或装设的值和/或参数开始。
[0050] 有利地，过程变量是容器中的介质的指定料位、密度和/或粘度。
[0051] 同样有利的是：可振荡单元是膜、单杆或者振荡叉。
[0052] 此外，有利的是：驱动/接收单元是电磁或者压电驱动/接收单元，尤其是包括单个压电元件的电磁或者压电驱动/接收单元。尤其是在具有至少一个线圈的电磁驱动/接收单元的情况下，由于
磁场的形成，在激励信号与接收信号之间会存在耦合，使得信号评估会相对复杂或者甚至不可能进行信号评估。取决于应用的评估方法，对于具有单个压电元件作为驱动和接收单元的机电换能器单元而言，也是这种情况。在后一种驱动/接收单元的情况下，尤其是在信号评估基于电压发生时，形成耦合。
[0053] 此外，通过一种用于操作用于确定和/或监测容器中的介质的至少一个过程变量的电子振动传感器(尤其是前述实施例中的至少一个实施例的电子振动传感器)的方法来实现本发明的目的，
[0054] 其中，交替地，执行第一操作模式和第二操作模式，
[0055] 其中，在第一操作模式期间，借助于电激励信号来激励机械可振荡单元，以使机械可振荡单元执行机械振荡，
[0056] 其中，在第二操作模式期间，
[0057] -中断借助于激励信号的对机械可振荡单元的激励，
[0058] -接收机械可振荡单元的机械振荡并且将这些机械振荡转换成电接收信号，[0059] -按照在激励信号与接收信号之间存在可预定相移的方式来设置自适应滤波器的滤波器特性的至少一个值，并且
[0060] -根据接收信号来确定至少一个过程变量。
[0061] 本发明的方法适用于用于激励可振荡单元的振荡电路的数字实施例以及模拟实施例两者。同样，取决于应用，本发明的方法允许实施不同的相位设置精确度，以及取决于应用，将设置不同的可预定相移。
[0062] 加以必要的变通，结合电子振动传感器所描述的本发明的各个实施例也适用于本发明的方法。
附图说明
[0063] 现在将基于附图更详细地描述本发明以及其有利实施例，在图中：
[0064] 图1是根据现有技术的电子振动传感器的示意图，
[0066] 图3是用于说明(a)第一操作模式和(b)第二操作模式的本发明的电子单元的另一实施例。
具体实施方式
[0067] 图1示出了电子振动传感器1。包括振荡叉形式的可振荡单元4，该可振荡单元4部分地延伸到位于容器3中的介质2中。借助于激励/接收单元5来激励可振荡单元以使机械可振荡单元执行机械振荡。激励/接收单元5可以是：例如，压电叠堆或者双压电晶片驱动器。然而，应该理解，电子振动传感器的其它实施例也落入本发明的范围内。此外，示出了电子单元6，借助于该电子单元6，发生信号记录、信号评估和/或信号供应。
[0068] 本发明的电子单元的框图是图2的主题。在将接收信号UE馈送至自适应滤波器7之前，接收信号UE首先通过
模数转换器10。然后，设置自适应滤波器的滤波器特性，使得在自适应滤波器的输入信号与输出信号之间存在合适的相移Φfilter。按照这种方式，在激励信号与接收信号之间产生可预定相移Φsoll＝360°-Φfilter。因此，通过合适的设置滤波器特性来设置可预定相移。例如，为此，可以使用相位控制单元8，借助于该相位控制单元8，按照在激励信号与接收信号之间，存在可预定相移Φsoll的方式来控制自适应滤波器的中心频率fm。相位控制单元8又可以例如，基于锁定放大器的原理。
[0069] 除了别的之外，可以通过莱尔的阻尼比率D的变化来设置自适应滤波器7的品质因数Q。在这种情况下，利用以下关系： 其中，莱尔的阻尼比率又由可振荡单元的机械性能确定。
[0070] 此外，自适应滤波器7的品质因数Q遵循关系 其中，B是带宽，而fm是自适应滤波器的中心频率。本发明的实施例规定自适应滤波器7的品质因数Q和/或其带宽B是可设置的。
[0071] 接收信号UE的特征在于：其频率、振幅和相位。如果通过将自适应滤波器7的中心频率fm设置为自适应滤波器的输入频率来发生对相位控制单元8的相位控制，则在任何时候，可振荡单元4进行振荡的频率都是已知的。
[0072] 此外，可选地，振幅控制单元9(此处，用虚线示出)可以被集成到电子单元6中。借助于振幅控制单元9，将激励信号UA的振幅A控制到可预定值或者在可预定间隔内的值。例如，为此，可以应用传统的PI控制器。
[0073] 在应用自适应滤波器7来激励机械可振荡单元7的情况下，有利地，在进行评估之前，不需要额外的滤波器用于进行信号滤波。
[0074] 在经由电子单元的输出级11来将激励信号UA传输至传感器单元4、5之前，激励信号UA通过
数模转换器10a。可选地，此外，在从传感器单元4、5接收到的接收信号UE通过输入级12之后将其转发至模数转换器10之前，可以引导其通过
抗混叠滤波器13(用虚线示出)。
[0075] 为了执行两种操作模式15、16，此外，电子单元包括开关元件14。现在将在下文中基于示出了本发明的电子单元6的另一实施例的图3来说明在两种操作模式15、16期间的过程。对于该示例，驱动/接收单元5是电磁驱动/接收单元。然而，这不是绝对必要的。
[0076] 图3a图示了也称为激励序列的第一操作模式15。向可振荡单元4提供矩形信号形式的激励信号UA，并且激励可振荡单元4以执行机械振荡。因此，可振荡单元4按照这种方式存储振荡
能量。来自可振荡单元4的接收信号UE被
叠加在激励信号UA上。接收信号UE通过
电流-电压转换器17、自适应滤波器7和电压-电流转换器18。在激励序列15期间，不发生对当前存在的在激励信号UA与接收信号UE之间的相移Φ的主动测量。而且，不执行对自适应滤波器7的滤波器特性的至少一个值的主动控制。电子单元6的用于控制和/或相位测量的部件(诸如，例如，自适应滤波器7或者控制单元8a和检测单元8b)(也称为测量单元)和相位控制单元8处于所谓的保持模式，即，其操作被暂停或者被停用。自适应滤波器7的滤波器特性保持恒定。存储在第二操作模式16期间设置的这些部件8a、8b、7的最新内部参数和/或值，并且这些参数和/或值用作在随后对这些部件8a、8b、7执行的第二操作模式16的初始值。可以将这些参数和/或值存储在部件8a、8b、7内或者与电子单元6相关联的存储器单元(未示出)中。
[0077] 在第二操作模式16(也称为测量/控制序列)期间，开关元件14借助于激励信号UA来中断传感器单元4、5的提供。在图3b中示出了这一情况。可振荡单元4现在以其本征谐振频率f0进行振荡，并且相应地执行阻尼谐振振荡。激励信号UA不再叠加在接收信号UE上，使得信号评估可以在电子单元6中发生。继续控制激励信号UA与接收信号UE之间的当前相移Φ。在电磁驱动/接收单元5的情况下，例如，使得可预定相移ΔΦsoll为0°。例如，可以合适地设置自适应滤波器7的中心频率fm以便控制当前相移Φ。在按顺序紧接的测量/控制序列16期间，安装用于控制和相位测量的电子单元6的部件8a、8b、7的内部参数和/或值相继地发生变化，直到发生对传感器单元4、5的谐振激励。在电子振动传感器1的稳定状态下，在激励信号UA与接收信号UE之间存在相位相等，并且将滤波器7的中心频率fm调谐到可振荡单元
4的谐振频率f0的值。因此，在每个测量控制序列6中，例如，减小中心频率fm与谐振频率f0之间的间隔。
[0078] 第一操作模式15和第二操作模式16的持续时间是可选择的，并且可以适用于满足特定传感器单元的需要和对传感器的预期应用。要注意，第二操作模式的持续时间与可振荡单元的阻尼共振振荡的衰减常数相匹配。然而，尤其是在强阻尼介质的情况下，必须同时确保持续时间足够长以确保进行稳定的控制以及测量激励信号UA与接收信号UE之间的相移。然而，基本上，尤其是在借助于矩形信号来激励可振荡单元4的情况下，此外，有利的是，在每种情况下，在第一操作模式15开始的时间点(在每种情况下，该时间点后是第二操作模式16)，可振荡单元4的振荡相匹配，使得正确地完成在两种操作模式15、16之间的来回切换。例如，这可以通过在第二操作模式16期间检测可振荡单元4的振荡的过零点(与静止位置对应)来发生。为此，电子单元6可以例如，具有用于检测可振荡单元的振荡的振幅的单元(未示出)。这种振幅检测单元可以例如，被集成为振幅控制单元9(诸如，在图2中示出的)的部件或者单独的单元。
[0079] 参考符号列表
[0080] 1 电子振动传感器
[0081] 2 介质
[0082] 3 容器
[0083] 4 可振荡单元
[0084] 5 机电换能器单元
[0085] 6 电子单元
[0086] 7 自适应滤波器
[0087] 8 相位控制单元、8a 相位检测、8b 控制
[0088] 9 振幅控制单元
[0089] 10、10a 模数转换器、
数模转换器[0090] 11 输出级
[0091] 12 输入级
[0092] 13 抗混叠滤波器
[0093] 14 开关元件
[0094] 15 第一操作模式或者激励序列
[0095] 16 第二操作模式或者测量/控制序列
[0096] 17 电流-电压转换器
[0097] 18 电压-电流转换器
[0098] UA 激励信号
[0099] UE 接收信号
[0100] fm 自适应滤波器的中心频率
[0101] f 0可振荡单元的谐振频率
[0102] Asoll 振幅的期望值
[0103] Φ 相位
[0104] Φsoll 激励信号与接收信号之间的可预定相移
[0105] Φfilter 自适应滤波器的输入信号与输出信号之间的相移
[0106] Q 品质因数
[0107] B 带宽
