本發(fā)明涉及一種測量系統(tǒng)或測量裝置，用于測量物理量或物理量的變化，在其中，根據(jù)連續(xù)的測量值區(qū)域而展開地實現(xiàn)對測量的信號的分析，或在刻度盤上不同刻度地輸出對測量的信號的分析。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的在于，提供一種成本有利的解決方案，用于針對測量系統(tǒng)中的確定的測量區(qū)域而更精確地呈現(xiàn)測量值。此外，應(yīng)實現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)，其可以實現(xiàn)在該大分散的測量區(qū)域中的開關(guān)點。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給出有利的擴展方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，用于測量諸如壓力、密度、溫度或液位的物理量或物理量變化的測量系統(tǒng)設(shè)置有傳感器部分、處理單元(Auswerteeinheit)和顯示單元。傳感器部分被設(shè)置成用于將物理量或物理量變化轉(zhuǎn)換成測量變量，且處理單元被設(shè)置成用于將測量變量轉(zhuǎn)換成測量值。根據(jù)本發(fā)明的基本概念，處理單元具有用于將物理量或物理量變化在預(yù)定的測量區(qū)域中不同刻度地作為測量值輸出的措施。

對此，作為用于將物理量或物理量變化在預(yù)定的測量區(qū)域中不同刻度地作為測量值輸出的措施，處理單元可具有帶有預(yù)定功能的傳動機構(gòu)或機構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利擴展方案，物理量或物理量變化可通過在刻度顯示器上的機械機構(gòu)，特別經(jīng)由指針，通過電子顯示器，或通過電測量導(dǎo)線模擬地或數(shù)字地在預(yù)定的測量區(qū)域中不同刻度地作為測量值輸出。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利擴展方案，物理量或物理量變化可通過刻度顯示器上的機械機構(gòu)通過具有至少兩個不同傳動比的傳動機構(gòu)在預(yù)定的測量區(qū)域中不同刻度地特別通過指針輸出。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利擴展方案，用于顯示測量值的刻度顯示器具有至少兩個配設(shè)于不同測量區(qū)域的、具有不同刻度展開的刻度區(qū)域，特別是具有大刻度展開的第一刻度區(qū)域和具有小刻度展開的第二刻度區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利擴展方案，在具有大刻度展開的測量區(qū)域中，至少一個開關(guān)點以可變化的形式可預(yù)定或可編程。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利擴展方案，傳感器部分與傳動機構(gòu)嚙合，該傳動機構(gòu)具有至少兩個驅(qū)動齒部，該驅(qū)動齒部與作用到指針軸上的從動齒部共同作用，其中，所述驅(qū)動齒部和/或從動齒部設(shè)置有至少兩個不同的作用直徑。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利擴展方案，傳感器部分與傳動機構(gòu)嚙合，該傳動機構(gòu)具有驅(qū)動齒部，該驅(qū)動齒部與作用到指針軸上的從動齒部共同作用，其中，所述驅(qū)動齒部和/或從動齒部設(shè)置有作用直徑，該作用直徑根據(jù)測量區(qū)域連續(xù)地或逐步地改變。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利擴展方案，傳感器部分具有波登管，該波登管與所述驅(qū)動齒部或各驅(qū)動齒部嚙合，使得波登管的偏轉(zhuǎn)促使所述從動齒部或各從動齒部的操縱。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利擴展方案，設(shè)置有用于測量壓力的測量系統(tǒng)，其中，在4至7巴(bar)的區(qū)域中，優(yōu)選在5至6巴的區(qū)域中設(shè)置有刻度展開，該刻度展開大于在該區(qū)域外的刻度展開。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利擴展方案，設(shè)置有用于溫度補償?shù)販y量壓力的裝置，用于確定電氣配電裝置的SF6或另一絕緣氣體的密度。優(yōu)選地，信號的溫度補償出現(xiàn)在信號的展開或不同轉(zhuǎn)換之前。

根據(jù)本發(fā)明，該系統(tǒng)具有處理單元，該處理單元在之前確定的測量區(qū)域中以更大的分辨率提供測量信號。對此，在該測量區(qū)域中設(shè)置有更大的刻度展開，該刻度展開應(yīng)設(shè)置有更大的分辨率。

同時，在具有更大分辨率的該區(qū)域中提供可變化的開關(guān)點，通過其可在超過額定或低于額定的情況下觸發(fā)報警或其他的開關(guān)過程。

特別地，在電氣配電裝置中，通常監(jiān)控絕緣氣體的壓力或密度。針對這種“氣體絕緣配電裝置”(GIS)的氣體例如是SF6、六氟化硫。該氣體在電氣高壓開關(guān)中用作為絕緣氣體，從而相比于使用外界空氣而可實現(xiàn)更高的功率，因為外界空氣的絕緣強度僅在高壓下是有限的，且要保持大很多的距離。

對此，SF6例如可保持在1.2至2巴的壓力下。確定的裝置在20℃的情況下保持在0.4與0.6或0.8Mpa之間。

可根據(jù)溫度通過氣體的體積膨脹而偏差地控制該值，因此也開始溫度補償?shù)乇O(jiān)控壓力，且由此獲取正比于密度的信號。該壓力或氣體密度通常在氣體絕緣的配電裝置中被監(jiān)控，從而監(jiān)控確定的壓力或密封范圍內(nèi)的運行。對此有利的是，設(shè)置一個或更多個開關(guān)點或開關(guān)，使得在低于額定的情況下給出提醒或警報。同時，設(shè)置另一開關(guān)點或開關(guān)，使得同樣表現(xiàn)出不可靠的過壓。然而，因為工作區(qū)域、特別針對配電裝置的最佳壓力區(qū)域是非常小的，因此特別對于傳統(tǒng)壓力計通常很難緊鄰可靠地且精確地定位多個開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明提出所涉及的刻度區(qū)域，其涉及通過測量裝置覆蓋的最佳工作區(qū)域以及閾值的區(qū)域，使得針對該區(qū)域提供具有伸長的或更大程度展開的分辨率的改進刻度區(qū)域。

這樣的解決方案對于食品和相關(guān)產(chǎn)品工序也是有用的，然而也用于具有敏感壓力區(qū)域的、特別具有必須精確設(shè)置和保持的更大壓強的所有工序。

例如，作為解決方案提出，設(shè)置具有機構(gòu)的波登壓力計，該機構(gòu)以兩個不同的轉(zhuǎn)換部工作。在波登壓力計中，測量管或波登管通常通過鉸接來驅(qū)動作為驅(qū)動齒部的齒輪段，其與作為可旋轉(zhuǎn)指針的從動齒部的嚙合軸嚙合，該指針在壓力改變時將其機械轉(zhuǎn)換地顯示在刻度盤上。

若驅(qū)動齒部的齒段在空出部或在延長引導(dǎo)部中保留另一齒段，該另一齒段在另一作用直徑或作用半徑上具有齒部，且其與另一段錯開地布置使得其可與第二相應(yīng)齒部，即指針軸的從動齒部嚙合，則在波登管偏移時可以首先嚙合具有第一傳動比的齒部，且在壓力進一步升高時與第一齒段脫離嚙合，且與指針的作用連接幾乎過渡到第二齒部，其形成嚙合，且在壓力進一步升高時驅(qū)動至指針軸。

在此當然也可以考慮從一個齒部過渡到另一個齒部。當不導(dǎo)致沖擊、嚙合中斷或終止或卡住時是有利的。因此可提供無摩擦地過渡到另一齒部，齒段可相互定位，和/或指針軸上的至少一個齒輪、齒部旋轉(zhuǎn)至另一個，且在定向時或之后可相應(yīng)地針對平穩(wěn)運行而固定。這點通過螺栓夾緊、粘合劑或通過其他措施實現(xiàn)。

盡管如此，也可設(shè)想，也通過其他傳動機構(gòu)或齒部實現(xiàn)刻度展開。因此例如可以是錐齒輪上的齒段通過兩個旋轉(zhuǎn)軸的擺動而運行。在此期間刻度盤連續(xù) 展開。

根據(jù)轉(zhuǎn)換、傳動機構(gòu)或齒部，也可以實現(xiàn)刻度盤的對數(shù)展開，使得特別在刻度盤端部處的分辨率非常大。然而，通過不同的齒段也可排列不同的刻度或展開。分級也是可以的，或僅刻度盤的特定中間區(qū)域具有改進的分辨率。

在各情況下，對于機械刻度展開，也可更好地布置機械開關(guān)或開關(guān)點。這樣的開關(guān)例如是簧片開關(guān)、電感式傳感器、微型開關(guān)或磁性彈簧觸點，其通過指針突出部或指針處的磁體被激活。同樣也可設(shè)想，開關(guān)點通過指針軸的霍爾、GMR或AMR傳感器借助于磁體被感知，其中，之前確定或存儲位置。

同樣地，也可以將本發(fā)明轉(zhuǎn)換成半或全電子產(chǎn)品。因此，壓力也可借助于壓電、薄膜或陶瓷或電容壓力測量單元被感知，且在電子電路中實現(xiàn)測量值/信號轉(zhuǎn)換。對此，針對區(qū)域的刻度展開可存儲在微處理器或ASIC中，且相應(yīng)地通過4至20mA-格式的模擬信號或作為HART信號以電子的方式被輸出。同樣地，用于具有展開的刻度盤的普通壓力觸感器或顯示器或改進傳輸?shù)膯为毜娘@示器可被配置用于具體的測量區(qū)域。

顯示器，即，例如LCD/TFT/eInk或點矩陣顯示器也可包括圖形件，其具有結(jié)合刻度盤的顯示或指針功能。甚至在此可以的是，展開的刻度盤的區(qū)域也可之后由用戶限定或改變。

同樣地，用于警報的開關(guān)點可自由改變和配置，如配置狀態(tài)燈，或可用于額定區(qū)域(綠色)或邊界區(qū)域(紅色)的背景顏色設(shè)定。

附圖說明

圖1示出壓力測量裝置的一個實施例，具有在預(yù)定測量區(qū)域中不同刻度展開；

圖2以分解圖示出一個實施例的壓力測量裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

圖3示出壓力測量裝置的另一個實施例；

圖4示出傳動機構(gòu)的一個實施方式，其可用于根據(jù)本發(fā)明的測量系統(tǒng)；

圖5示出壓力測量裝置的一個實施例，具有不同的刻度展開，特別具有在預(yù)定測量區(qū)域中更大的刻度展開；

圖6示出電子實施的測量系統(tǒng)的一個實施例；

圖7示出用于說明不同刻度展開的視圖。

具體實施方式

在下文中，借助附圖描述本發(fā)明的實施例。

圖1示出具有壓力接頭2和作為刻度盤的刻度板3的測量裝置1，指針4可在該刻度板上轉(zhuǎn)動。在此，第一刻度盤部分5被壓印，其例如從1至5巴延伸，且具有展開的刻度盤的第二刻度盤部分6例如從5巴延伸至6巴，其允許更好地讀出在該區(qū)域中的測量值。然后，呈現(xiàn)另一第三刻度盤部分7，其例如從6至10巴在此以如在刻度盤部分5中的分辨率呈現(xiàn)壓力。

對此，圖2以分解圖示出內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在此，與壓力接頭2密封連接的、優(yōu)選焊接的波登管10成"C"形彎曲，且在其自由端部11固定端塊12。施加壓力時，C管延伸，且通過錐體狀旋轉(zhuǎn)連接部13向上移動鏈接部14。此外，第一齒段15借助于杠桿臂16被運動，且銷狀旋轉(zhuǎn)連接部17被運動以圍繞軸18旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)運動式，該軸相對于測量裝置1固定地、可旋轉(zhuǎn)固定地支承在殼體中未示出的承載部中。

第一齒段15具有例如模制的齒部20，其與指針軸22上的齒輪22嚙合。通過齒段15的旋轉(zhuǎn)嚙合，在壓力提高時，指針軸22順時針旋轉(zhuǎn)，且指針4同樣順時針地在這里未示出的刻度盤上或在第一刻度盤區(qū)域上運動。進一步旋轉(zhuǎn)時，齒段端部23處的齒部脫離。然而第二齒段30同時在此通過其齒部31與指針軸22上的第二齒輪32嚙合。通過第一齒段15的齒部位于第一半徑R1上且第二齒段30的齒部位于大于半徑R1的半徑R2上，指針根據(jù)從動齒部與驅(qū)動齒部哪個段嚙合以不同的傳動比被驅(qū)動，且產(chǎn)生針對測量值的不同的刻度盤分辨率或刻度盤展開，該測量值可相應(yīng)地在刻度板3的刻度盤上被顯示。

此外，鉸接部件14由雙金屬片制成，其在溫度影響下改變其長度或鉸接點/孔之間的距離。通過該方式，氣體的溫度特性(膨脹)相對于測量值被補償。此外，通過該補償，密度相對于刻度盤偏轉(zhuǎn)而顯示出來。

在此優(yōu)選地，在VOR傳動比改變之前，測量元件的或測量管的偏轉(zhuǎn)進行溫度補償，例如以被集成到機構(gòu)中的雙金屬片的形式。然而，對此其他解決方案也是可以的，如以蠟填充的波紋管件，其在溫度影響下改變其長度或幾何形狀。

圖3示出另一實施方式1C，其中，簧片開關(guān)40、41被置于刻度盤3C后面 的可旋轉(zhuǎn)的且可固定的部分42、43上。通過被置于指針4C上的磁體44，開關(guān)功能可在相應(yīng)的壓力/指針運動的情況下被實現(xiàn)。然而盡管如此，磁體彈簧觸點也可通過指針直接產(chǎn)生影響。

在該點上，也指出WIKA行“開關(guān)量規(guī)”的或WIKA行GDM100-X或GDM233.X的產(chǎn)品的替選開關(guān)結(jié)構(gòu)形狀。

圖4示出具有在兩個齒輪50和51的兩個傳動作用半徑R1A/R1B和R2A/R2B之間的過渡區(qū)域中的轉(zhuǎn)動比改變時的另一實施方式，具有帶有連續(xù)嚙合的傳動機構(gòu)。

盡管如此，也可看到且設(shè)想下述設(shè)計方案，即，流暢的或?qū)?shù)的傳動比也是可以的。

如在這里可看到的，齒部直接在下述過渡區(qū)域中嚙合，即，在該區(qū)域中傳動比通過作用半徑的轉(zhuǎn)換而改變。因此可設(shè)想，該改變連續(xù)進行，且刻度盤朝向端部，即，一直展開。

基于該考慮和發(fā)明，現(xiàn)在同樣可設(shè)想，測量元件的或板簧的非線性特性可通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換而線性化。

圖5示出對應(yīng)于圖4的刻度盤，其例如在4和5巴之間的過渡區(qū)域中非線性地展開，因為在此如在圖4中所示的齒部的過渡部已經(jīng)改變了或擴展了刻度盤分辨率，其中，在5和6巴之間再次以相對于下壓力區(qū)域的展開的或張大的分辨率實現(xiàn)具有恒定的、線性傳遞/刻度因子的線性描述。

圖6示出電子形式的實施方式1D，具有電子顯示器60。盡管如此，該實施方式也可設(shè)想用于溫度、液位或各其他測量變量。在此，數(shù)字顯示器61結(jié)合電子進度條62或電子指針63。

刻度盤64和針對展開的刻度盤65的測量值區(qū)域(在此在5和6巴之間)、用于壓力閾值66的開關(guān)點SP1和SP2、照明區(qū)域67和彩色背景可通過下述方式關(guān)聯(lián)壓力，即，設(shè)備通過按鍵菜單引導(dǎo)部68或通過額外設(shè)備/線纜被設(shè)置。

圖7示出用于圖6中的這樣的設(shè)備的存儲的功能，用于實現(xiàn)相對于例如在5和6巴之間的傳感器的詳細的信號值的刻度盤展開。該功能被存儲在存儲器中，且由CPU使用，用于產(chǎn)生顯示。

在此同時結(jié)合圖6也可設(shè)想，在此指針固定，且刻度盤在指針之后受激地旋轉(zhuǎn)。在此，因此在另一上壓力曲線中可在矩陣、TFT或eInk顯示器上逆時針 地旋轉(zhuǎn)到視界部分中，且還釋放6-8巴的上刻度盤上的視界，其再次未展開地被呈現(xiàn)。

此外可以的是，通過激活確定的觸發(fā)機構(gòu)，在顯示器上顯示QR編碼，其在使用智能手機時引起輔助動畫，但是仍可以設(shè)想在達到規(guī)定的極限值時顯示之前被存儲在設(shè)備中的指令序列、圖像序列、警告或提示序列且促使執(zhí)行確定的處理。這也可以是針對再校準間隔的提醒，其時間受控地出現(xiàn)在顯示器上，且可借助于符號事先可察覺，且可通過菜單被調(diào)用。

本發(fā)明不限制于前述的實施例。本發(fā)明可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進行修改。同樣地，從屬權(quán)利要求中的各個方面可相互結(jié)合。