專利名稱：用于確定和/或監(jiān)測(cè)至少一個(gè)過程變量的測(cè)量設(shè)備的制作方法
用于確定和/或監(jiān)測(cè)至少一個(gè)過程變量的測(cè)量設(shè)備本發(fā)明涉及用于確定和/或監(jiān)測(cè)至少一個(gè)過程變量的測(cè)量設(shè)備，所述測(cè)量設(shè)備具有傳感器單元，所述傳感器單元具有對(duì)所述過程變量敏感的至少一個(gè)傳感器。所述過程變量是例如介質(zhì)的填充水平、密度、粘度、溫度、壓力或PH值。在過程和自動(dòng)化技術(shù)中已知許多各種各樣的測(cè)量設(shè)備用于確定和/或監(jiān)控過程變量。填充水平測(cè)量設(shè)備的一個(gè)示例是由受讓人以標(biāo)志“Liquiphant”制造和銷售的測(cè)量設(shè)備。“Liquiphant”設(shè)備利用振動(dòng)測(cè)量原理且其傳感器單元具有振蕩叉，所述振蕩叉能夠被激勵(lì)以進(jìn)行機(jī)械振蕩。為在有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域中使用，這樣的測(cè)量設(shè)備經(jīng)常具有電流隔離，通過所述電流隔離例如位于有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域中的接觸介質(zhì)的傳感器部分與供電、用戶界面等隔離。經(jīng)過電流隔離不僅發(fā)生最常見的傳感器單元的供電，還發(fā)生與傳感器單元的通信。通常，為此，測(cè)量設(shè)備包括兩個(gè)電子單元，在所述兩個(gè)電子單元之間存在電流隔離的接口。例如，這通過至少一個(gè)電容器或變壓器實(shí)現(xiàn)。DE 10 2006 051 900 Al中描述了一種經(jīng)由配備有變壓器的接口進(jìn)行的能量和數(shù)據(jù)傳輸形式。在這樣的情況下，從第一電子單元到第二電子單元的數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)由能量傳輸?shù)念l率和/或振幅的調(diào)制來進(jìn)行，從第二電子單元到第一電子單元的數(shù)據(jù)通過第二電子單元的電流需求的調(diào)制傳輸。兩個(gè)電子單元均包括處理器。變壓器的激活經(jīng)由模擬部件進(jìn)行，所述模擬部件設(shè)置信號(hào)傳輸?shù)膮?shù)，諸如例如，脈沖持續(xù)時(shí)間或間歇持續(xù)時(shí)間。固定的參數(shù)帶來的缺點(diǎn)是能量傳輸效率僅在特定條件下最大。能夠通過改變參數(shù)來影響效率的硬件電路的改造會(huì)涉及不切實(shí)際的電路復(fù)雜性。另一個(gè)缺點(diǎn)出現(xiàn)在測(cè)量設(shè)備啟動(dòng)的情況中。在啟動(dòng)過程中，必須遵守特定的規(guī)范。因此，例如4-20mA的設(shè)備一定不能采用處于該與測(cè)量值相關(guān)的區(qū)間內(nèi)的值，以防止觸發(fā)以下設(shè)備的相應(yīng)反應(yīng)。由于模擬部件不利用控制功能，因此，不能檢測(cè)到超過預(yù)定極限，其通常利用處于明顯低于或高于測(cè)量值范圍的電流例如〈3.6mA，來執(zhí)行設(shè)備的啟動(dòng)。啟動(dòng)則相應(yīng)地需要更多的時(shí)間。然而，測(cè)量設(shè)備應(yīng)盡可能快速地投入運(yùn)行。本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的測(cè)量設(shè)備，所述測(cè)量設(shè)備的能量和/或數(shù)據(jù)傳輸與現(xiàn)有需求匹配。此外，提供一種用于操作這樣的測(cè)量設(shè)備的方法，所述方法能夠使能量和/或數(shù)據(jù)傳輸與現(xiàn)有的需求匹配。與測(cè)量設(shè)備有關(guān)的目的通過以下特征實(shí)現(xiàn)，所述特征包括:所述第一微控制器產(chǎn)生至少一個(gè)信號(hào)，所述至少一個(gè)信號(hào)能夠在至少一個(gè)特征方面變化，并且所述第一微控制器將所述信號(hào)提供到所述傳輸單元；所述信號(hào)控制能量和數(shù)據(jù)傳輸；所述第一微控制器和/或所述第二微控制器確定至少一個(gè)當(dāng)前操作參數(shù)，并且所述第一微控制器根據(jù)所述操作參數(shù)設(shè)置所述信號(hào)的至少一個(gè)特征。優(yōu)選地，第一微控制器和/或第二微控制器將當(dāng)前操作狀態(tài)或能量傳輸?shù)漠?dāng)前效率確定為操作參數(shù)。不同的操作狀態(tài)是例如啟動(dòng)、測(cè)量操作、待機(jī)或節(jié)能模式。可設(shè)置的信號(hào)特征是例如頻率、脈沖持續(xù)時(shí)間、間歇持續(xù)時(shí)間或脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)間歇持續(xù)時(shí)間的比。目前在很長一段時(shí)間，在電子單元中可能存在的處理器只傳送二進(jìn)制控制信號(hào)用于控制下游部件，所述下游部件然后產(chǎn)生實(shí)際的信號(hào)用于能量和/或數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)本發(fā)明，初級(jí)側(cè)微控制器現(xiàn)在直接產(chǎn)生控制信號(hào)用于能量和/或數(shù)據(jù)傳輸。以這種方式，允許信號(hào)形式的高靈活性。通過可變頻率或可變的脈沖對(duì)間歇的比的方式，信號(hào)對(duì)于當(dāng)前存在的需求，諸如例如能量需求，是可適配的。第一微控制器使信號(hào)動(dòng)態(tài)適配于當(dāng)前需求，此外，相應(yīng)地能使信號(hào)適配于變化的環(huán)境條件，諸如例如溫度。信號(hào)的特征不是被固定地預(yù)先設(shè)置的，而是被有規(guī)律地控制的。在本發(fā)明的解決方案的第一實(shí)施例中，所述第一微控制器以這樣的方式使所述信號(hào)的至少一個(gè)特征適配于所述測(cè)量設(shè)備的當(dāng)前操作狀態(tài)和/或以使能量傳輸?shù)男首顑?yōu)化的方式設(shè)置所述特征。特別地，在連續(xù)監(jiān)測(cè)效率的情況下，選擇包括:通過使特征最佳地適配和/或考慮到預(yù)測(cè)性維護(hù)作出有關(guān)測(cè)量設(shè)備的狀態(tài)的聲明來控制效率。代替效率，例如，輸出電壓能夠被最優(yōu)化。在一個(gè)實(shí)施例中，由所述第一微控制器所設(shè)置的所述信號(hào)的特征是所述信號(hào)的頻率和/或脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)間歇持續(xù)時(shí)間的比。例如，微控制器中的至少一個(gè)將當(dāng)前效率確定為操作參數(shù)，并且所述第一微控制器適配信號(hào)的脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)間歇持續(xù)時(shí)間的比，用于優(yōu)化效率。在本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展的情況下，所述傳輸單元包括至少一個(gè)變壓器。在這種情況下，其能夠是正向轉(zhuǎn)換器或逆向轉(zhuǎn)換器。在本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備的實(shí)施例中，所述傳輸單元是推挽式轉(zhuǎn)換器，優(yōu)選地是推挽式通量轉(zhuǎn)換器。需要兩個(gè)控制信號(hào)用于推挽式激活，從而使第一微控制器相應(yīng)地產(chǎn)生第一信號(hào)和第二信號(hào)，其中第二信號(hào)基本上是第一信號(hào)的逆。測(cè)量設(shè)備的有益實(shí)施例提供:所述第一微控制器寄存所述傳輸單元的當(dāng)前輸入功率，所述第二微控制器寄存所述傳輸單元的當(dāng)前輸出功率，并且所述第一微控制器和/或所述第二微控制器根據(jù)所寄存的輸入功率和所寄存的輸出功率來確定能量傳輸?shù)漠?dāng)前效率。優(yōu)選地，所述第一微控制器確定效率?；谛蚀_定能量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴压ぷ鼽c(diǎn)。通過用于控制能量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)的可變性，能夠以傳輸在任何時(shí)間均在最佳工作點(diǎn)進(jìn)行的方式控制信號(hào)的特征。這使得測(cè)量設(shè)備非常具有能量效率。在特別有利的形式的實(shí)施例中，測(cè)量設(shè)備對(duì)效率進(jìn)行評(píng)估，以用于診斷目的，尤其是關(guān)于預(yù)測(cè)性維護(hù)的診斷目的。通過持續(xù)監(jiān)測(cè)效率，當(dāng)下降的效率將低于測(cè)量設(shè)備的操作不受干擾所需的值時(shí)能夠進(jìn)行預(yù)知，因此，維護(hù)或更換測(cè)量設(shè)備將是必要的。效率的劣化能夠由電子單元的部件的老化以及環(huán)境條件，諸如例如高水分含量或高溫，引起。在一個(gè)實(shí)施例中，所述測(cè)量設(shè)備還包括:用于監(jiān)測(cè)溫度的溫度傳感器。關(guān)于溫度的信息同樣能夠用于診斷。在與其相關(guān)的實(shí)施例中，所述第一微控制器和/或所述第二微控制器根據(jù)所確定的效率來確定在所述變壓器中是否存在線圈損壞并在線圈損壞的情況下產(chǎn)生相應(yīng)的故障報(bào)告。通過評(píng)估所確定的效率，測(cè)量設(shè)備能夠自監(jiān)測(cè)線圈損壞。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供:所述第一微控制器具有不同的操作模式，所述不同的操作模式以所述信號(hào)的至少一個(gè)特征的特定值為特征，操作模式與所述測(cè)量設(shè)備的每個(gè)操作狀態(tài)相關(guān)，并且所述微控制器根據(jù)當(dāng)前操作狀態(tài)設(shè)置所述操作模式。對(duì)于操作模式，至少一組特征的初始值被定義。隨著時(shí)間的推移，第一微控制器根據(jù)需要使特征適配于當(dāng)前需求。例如，如果所述傳感器單元的能量需求比預(yù)期的小，那么較小的能量傳輸是足夠的，則第一微控制器減小信號(hào)的脈沖持續(xù)時(shí)間或脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)間歇持續(xù)時(shí)間的比，以控制能量傳輸。如果有必要，第一微控制器使比回退。在進(jìn)一步的發(fā)展中，所述第一微控制器寄存所述傳感器單元的標(biāo)識(shí)或ID，并且以能量傳輸匹配于相應(yīng)傳感器單元的能量需求的方式根據(jù)所述傳感器單元的存在，設(shè)置所述信號(hào)的至少一個(gè)特征。此外，所述特征能被動(dòng)態(tài)控制。此外，本發(fā)明的目的通過用于操作具有上述特征的測(cè)量設(shè)備的方法實(shí)現(xiàn)。所述解決方案所包括的特征是:具有至少一個(gè)可變特征的至少一個(gè)信號(hào)被產(chǎn)生并被提供到所述傳輸單元；能量和數(shù)據(jù)傳輸由信號(hào)來控制；至少一個(gè)當(dāng)前操作參數(shù)被確定；并且所述信號(hào)的至少一個(gè)特征被根據(jù)操作參數(shù)來設(shè)置。術(shù)語“特征”是指用于信號(hào)的可變特征，諸如頻率和脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)間歇持續(xù)時(shí)間的比。在傳輸單元的優(yōu)選的實(shí)施例中，其包括推挽式轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選地，因此，為進(jìn)行控制，相應(yīng)地產(chǎn)生第一信號(hào)和第二信號(hào)，其中所述第二信號(hào)基本上是第一信號(hào)的逆。在方法的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)信號(hào)匹配于操作條件，即，例如傳感器側(cè)的能量消耗被確定并且能量傳輸被相應(yīng)地控制。因此，最優(yōu)化了能量傳輸效率。在一個(gè)變型中，第一電子單元識(shí)別所存在的傳感器類型，對(duì)應(yīng)于這樣的傳感器類型的典型需求，諸如例如能量需求，設(shè)置特征。隨著時(shí)間的推移，特征動(dòng)態(tài)地適配于當(dāng)前需求。在這種情況下，傳感器識(shí)別典型經(jīng)由與次級(jí)側(cè)的微控制器通信或經(jīng)由相應(yīng)設(shè)置的端口來進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，確定操作狀態(tài)并相應(yīng)地產(chǎn)生信號(hào)。例如，限定啟動(dòng)例程，利用啟動(dòng)例程系統(tǒng)能夠安全地從關(guān)斷狀態(tài)或從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)移到活躍測(cè)量狀態(tài)?，F(xiàn)在將基于測(cè)量設(shè)備和方法的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明。附圖的圖示顯示如下:

圖1為本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備的部件的示意性圖示；圖2為電子部件的框圖。圖1示出了本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備的基本部件。傳感器3和第二電子單元6形成傳感器單元。傳感器3是例如可振蕩的單元，具體是振蕩叉，所述可振蕩的單元由驅(qū)動(dòng)器單元激勵(lì)以執(zhí)行機(jī)械振蕩。其經(jīng)由以傳輸單元4的形式的電流隔離的接口與第一電子單元5連接。第一電子單元5將能量提供到傳感器單元，由此與傳感器3相關(guān)電流隔離的側(cè)能夠被稱為次級(jí)側(cè)，與第一電子單元5相關(guān)的側(cè)能夠被稱為初級(jí)側(cè)。除電源之外，其他部件，諸如例如顯示元件和接口，連接到相互作用元件或維修元件的接口也能夠位于初級(jí)側(cè)處。圖2公開了第一電子單元5、第二電子單元6和傳輸單元4的示意性框圖。第一電子單元5包括第一微控制器1，第一微控制器I具有數(shù)字接口 11、定時(shí)器12和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器13。第一微控制器I經(jīng)由電壓調(diào)節(jié)器55從電壓源Vcc獲得其所需的能量，電壓源Vcc為傳輸單元4提供電壓。傳輸單元4優(yōu)選是具有帶有中央抽頭的變壓器的推挽式轉(zhuǎn)換器，具體是推挽式通量轉(zhuǎn)換器。在初級(jí)側(cè)，變壓器的中間抽頭與供電電壓Vcc連接。相應(yīng)的另一端能經(jīng)由可控開關(guān)71、72與地連接。推挽式轉(zhuǎn)換器的操作利用第一微控制器I以數(shù)字方式進(jìn)行。數(shù)字接口 11控制定時(shí)器12的輸入。例如，數(shù)字接口 11是UART。在另一個(gè)實(shí)施例中，定時(shí)器12內(nèi)部操作，即通過在第一微控制器I內(nèi)的信號(hào)內(nèi)部操作。定時(shí)器12具有兩個(gè)輸出端,在所述兩個(gè)輸出端輸出第一信號(hào)SI和第二信號(hào)S2。在施加低電平期間，定時(shí)器12產(chǎn)生具有頻率f I的第一信號(hào)SI ;在高電平期間，則為頻率f2。換句話說，定時(shí)器12產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)SI，其中，頻率fl對(duì)應(yīng)于邏輯O，頻率f2對(duì)應(yīng)于邏輯I。第一信號(hào)SI控制第一開關(guān)71。第二信號(hào)S2控制第二開關(guān)72，并基本上對(duì)應(yīng)于第一信號(hào)SI的逆。然而，第二信號(hào)S2的脈沖邊沿通過以間歇時(shí)間tp偏移的方式與第一信號(hào)SI的脈沖邊沿相反，以使得兩個(gè)信號(hào)S1、S2在任何時(shí)間都不同時(shí)處于高電平，因?yàn)檫@會(huì)引起短路。開關(guān)71、72能夠例如通過晶體管的形式實(shí)現(xiàn)。不同的頻率Π和f2用于從初級(jí)側(cè)到次級(jí)側(cè)的通信。對(duì)于邏輯O的傳輸，定時(shí)器12產(chǎn)生具有頻率fl的信號(hào)；對(duì)于邏輯I的傳輸，則為頻率f2。在同一時(shí)間，還能夠利用信號(hào)SI和S2控制能量傳輸。信號(hào)S1、S2的脈沖持續(xù)時(shí)間越長，所供應(yīng)的能量的量越大，其中該能量的傳輸具有由變壓器鐵心的飽和設(shè)定的極限。在通信階段之外，例如，具有邏輯I的信號(hào)S1、S2具有頻率f2。因此，具有頻率f2的信號(hào)S1、S2的脈沖持續(xù)時(shí)間確定所傳輸?shù)哪芰?。根?jù)本發(fā)明，能量傳輸與當(dāng)前能量需求匹配。為此，在次級(jí)側(cè)上的第二微控制器2確定當(dāng)前能量需求，并將其通知第一微控制器1，第一微控制器I據(jù)此相應(yīng)地設(shè)置脈沖持續(xù)時(shí)間和間歇持續(xù)時(shí)間的比。頻率fl、f2是第一微控制器I的系統(tǒng)時(shí)鐘的因數(shù)，并能夠根據(jù)需要調(diào)整。由于第二信號(hào)S2基本上等于第一信號(hào)SI的逆，這意味著，在改變特征的情況下，第一信號(hào)SI的特征和第二信號(hào)S2的特征同等地改變。與在第一電子單元5的情況中相同，第二電子單元6包括第二微控制器2，第二微控制器2具有定時(shí)器22、數(shù)字接口 21和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器23。第二微控制器2的供電來自傳輸單兀4的電壓控制器65。電壓控制器65將所傳輸?shù)碾妷嚎刂频降诙⒖刂破?的輸入電壓所需要的電壓。第二微控制器2的地電位在這里以Vss標(biāo)記。為對(duì)所傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行解碼，在次級(jí)側(cè)的第二電子單元6包括解調(diào)器63。解調(diào)器63將頻率調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換回二進(jìn)制信號(hào)。例如，解調(diào)器63是低通濾波器或帶通濾波器，其極限頻率、相應(yīng)的極限頻率分別被設(shè)置成對(duì)應(yīng)于頻率Π和f2。第二電子單元6包括電流轉(zhuǎn)換器61和電平轉(zhuǎn)換器62。電流轉(zhuǎn)換器61包含電阻器，所述電阻器用于將所施加的電壓改變成相應(yīng)的電流并將該電流引至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器
23。電平轉(zhuǎn)換器62接收所轉(zhuǎn)換的電壓并將其轉(zhuǎn)送到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器23，其中電壓被調(diào)節(jié)到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器23的可數(shù)字化區(qū)域，相應(yīng)地是第二微控制器2的供電電壓。根據(jù)電流和電壓的當(dāng)前值，第二微控制器2確定當(dāng)前功率。為與初級(jí)側(cè)進(jìn)行通信，次級(jí)側(cè)利用脈沖狀電流調(diào)制。為此，在邏輯I存在期間，與數(shù)字接口 21的信號(hào)輸出連接的電流調(diào)制器64增加次級(jí)側(cè)的電流需求。在有益的實(shí)施例中，電流需求對(duì)于由數(shù)字接口 21所輸出的信號(hào)的整個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間不是均勻地增加，而是相反，在脈沖持續(xù)時(shí)間期間產(chǎn)生多個(gè)短電流脈沖，從而保持小的額外電流消耗。為了解碼電流調(diào)制且因而解碼從次級(jí)側(cè)傳輸?shù)男畔?，在初?jí)側(cè)第一電子單元5包括電流轉(zhuǎn)換器51。電流轉(zhuǎn)換器51在兩個(gè)開關(guān)71、72之后被連接，并與第一微控制器I的地連接。電流轉(zhuǎn)換器51包含至少一個(gè)具有已知值的電阻器，電流經(jīng)由所述電阻器被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓。為確定電流消耗，電流轉(zhuǎn)換器51將該電壓提供到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器13。此外，電流轉(zhuǎn)換器51包含解調(diào)器，解調(diào)器準(zhǔn)備用于數(shù)字接口 11的通信信號(hào)，然后其將準(zhǔn)備好的信號(hào)提供到數(shù)字接口 U。
所確定的電流值除用于確定由電流調(diào)制傳輸?shù)男畔?nèi)容之外，還確定當(dāng)前初級(jí)側(cè)功率。為此，另外知道當(dāng)前所施加的電壓是必要的。與當(dāng)前所施加的電壓有關(guān)的信息從電平轉(zhuǎn)換器52被提供到第一微控制器I。電平轉(zhuǎn)換器52使電壓適配于模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器13的可數(shù)字化區(qū)域并將該電壓轉(zhuǎn)發(fā)至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器13。在已知標(biāo)度比的情況下，微控制器I因而知道實(shí)際電壓，使得其然后能夠確定功率。優(yōu)選地，第二微控制器2將在次級(jí)側(cè)測(cè)量的功率傳輸?shù)降谝晃⒖刂破鱅。第一微控制器I然后確定當(dāng)前傳輸效率。如果效率不是最佳，則第一微控制器I以效率提高的方式控制例如信號(hào)S1、S2的特征。如果盡管調(diào)整了特征但效率增加還是不如預(yù)期，則可能存在線圈損壞，微控制器I產(chǎn)生故障報(bào)告。在一個(gè)實(shí)施例中，微控制器I首先使兩個(gè)線圈分離地工作，并為每一種情況確定效率。在另一個(gè)實(shí)施例中，在次級(jí)側(cè)報(bào)告功率或所傳輸?shù)哪芰繙p少時(shí)，第一微控制器I使所提供的能量增加。如果功率，相應(yīng)地所傳輸?shù)哪芰?，不增加，則第一微控制器I產(chǎn)生錯(cuò)誤報(bào)告。錯(cuò)誤報(bào)告例如通過打開設(shè)備上的LED實(shí)現(xiàn)，或經(jīng)由總線系統(tǒng)以維護(hù)請(qǐng)求的形式發(fā)出。優(yōu)選地，在第一微控制器I中實(shí)現(xiàn)不同的操作模式，所述不同的操作模式由一組特定特征進(jìn)行區(qū)別。于是，與每個(gè)操作狀態(tài)相關(guān)的是操作模式。操作狀態(tài)被自動(dòng)識(shí)別，相應(yīng)的操作模式組，即信號(hào)S1、S2，利用相應(yīng)的頻率fl、f2和相應(yīng)的脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)間歇持續(xù)時(shí)間的比來產(chǎn)生。操作狀態(tài)是例如使測(cè)量設(shè)備在啟動(dòng)情況中或從待機(jī)狀態(tài)投入運(yùn)行。優(yōu)選地，指定利用動(dòng)態(tài)電流控制的啟動(dòng)例程。4-20mA的電流消耗的設(shè)備在啟動(dòng)期間必須處于4-20mA的范圍之外。根據(jù)本發(fā)明，在第一電子單元5中利用電流轉(zhuǎn)換器51實(shí)現(xiàn)控制功能，利用電流轉(zhuǎn)換器51可寄存當(dāng)前電流消耗。因此，優(yōu)選地，僅利用絕不低于禁止區(qū)域的電流，在給定的情況下，如果電流消耗上升，控制電流下降。這加快了啟動(dòng)過程并因此提高了測(cè)量設(shè)備的可用性。另一個(gè)操作狀態(tài)是測(cè)量操作的操作狀態(tài)。主要是，在測(cè)量操作期間，能量被從初級(jí)側(cè)傳輸?shù)酱渭?jí)側(cè)，其中對(duì)應(yīng)于邏輯I的信號(hào)處于傳輸單元上。相應(yīng)的頻率和脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)間歇持續(xù)時(shí)間的比匹配于傳感器單元的能量需求，相應(yīng)地匹配于次級(jí)側(cè)的能量需求。優(yōu)選地，初級(jí)側(cè)具有用于自動(dòng)傳感器類型識(shí)別的功能，并選擇對(duì)應(yīng)于傳感器具體能量消耗的特征。有益的是，對(duì)于能與初級(jí)側(cè)連接的每個(gè)傳感器單元，第一微控制器I具有與該傳感器單元的測(cè)量操作相關(guān)的操作模式，其中一個(gè)操作模式還能夠與多個(gè)傳感器單元相關(guān)。當(dāng)然，在測(cè)量操作期間，在需要的情況中，例如在增加電流需求或?yàn)閮?yōu)化效率的情況下，這里還進(jìn)行特征的動(dòng)態(tài)適配。附圖標(biāo)記表I 第一微控制器11數(shù)字接口12定時(shí)器13模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器2 第二微控制器21數(shù)字接口22定時(shí)器23模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器
3傳感器4傳輸單元5第一電子單元51電流轉(zhuǎn)換器52電平轉(zhuǎn)換器55電壓控制器6第二電子單元61電流轉(zhuǎn)換器62電平轉(zhuǎn)換器63解調(diào)器64電流調(diào)制器65電壓控 制器71開關(guān)72開關(guān)SI(第一)信號(hào)S2第二信號(hào)Vss第二微控制器的基準(zhǔn)電位Vcc直流電壓源
權(quán)利要求
1.一種用于確定和/或監(jiān)測(cè)至少一個(gè)過程變量的測(cè)量設(shè)備，所述測(cè)量設(shè)備包括:傳感器單元，所述傳感器單元具有至少一個(gè)傳感器(3 )，所述至少一個(gè)傳感器(3 )對(duì)過程變量敏感；第一電子單元(5)，所述第一電子單元(5)與能量供應(yīng)單元相關(guān)并且具有第一微控制器(O ;以及第二電子單元(6)，所述第二電子單元(6)與所述傳感器單元相關(guān)并具有第二微控制器(2)，并且所述第二電子單元(6)經(jīng)由電流隔離的傳輸單元(4)與所述第一電子單元(5)連接，用于能量和數(shù)據(jù)傳輸， 其特征在于 所述第一微控制器(5)產(chǎn)生至少一個(gè)信號(hào)(S1、S2)，所述至少一個(gè)信號(hào)(S1、S2)能夠在至少一個(gè)特征方面變化，并且所述第一微控制器(5)將所述信號(hào)提供到所述傳輸單元(4)，所述信號(hào)(S1、S2)控制能量和數(shù)據(jù)傳輸， 所述第一微控制器(I)和/或所述第二微控制器(2)確定至少一個(gè)當(dāng)前操作參數(shù)，并且 所述第一微控制器(I)根據(jù)所述操作參數(shù)設(shè)置所述信號(hào)(S1、S2)的至少一個(gè)特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量設(shè)備， 其特征在于 所述第一微控制器(I)使所述信號(hào)(S1、S2)的至少一個(gè)特征適配于所述測(cè)量設(shè)備的當(dāng)前操作狀態(tài)和/或以使能量傳輸?shù)男首顑?yōu)化的方式設(shè)置所述特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量設(shè)備， 其特征在于 由所述第一微控制器(I)所設(shè)置的所述信號(hào)(S1、S2)的所述特征是所述信號(hào)(S1、S2)的頻率和/或脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)間歇持續(xù)時(shí)間的比。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量設(shè)備， 其特征在于 所述傳輸單元(4)包括至少一個(gè)變壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量設(shè)備， 其特征在于 所述傳輸單元(4)是推挽式轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量設(shè)備， 其特征在于 所述第一微控制器(I)寄存所述傳輸單元(4)的當(dāng)前輸入功率， 所述第二微控制器(2)寄存所述傳輸單元(4)的當(dāng)前輸出功率，并且所述第一微控制器(I)和/或所述第二微控制器(2)根據(jù)所寄存的輸入功率和所寄存的輸出功率來確定能量傳輸?shù)漠?dāng)前效率。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量設(shè)備， 其特征在于 所述第一微控制器(I)和/或所述第二微控制器(2)根據(jù)所確定的效率來確定在所述變壓器中是否存在線圈損壞并在線圈損壞的情況下產(chǎn)生相應(yīng)的故障報(bào)告。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量設(shè)備， 其特征在于 所述第一微控制器(I)具有不同的操作模式，所述不同的操作模式以所述信號(hào)(S1、S2)的至少一個(gè)特征的特定值為特征， 操作模式與所述測(cè)量設(shè)備的每個(gè)操作狀態(tài)相關(guān)，并且 所述第一微控制器(I)根據(jù)所述當(dāng)前操作狀態(tài)設(shè)置所述操作模式。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量設(shè)備， 其特征在于 所述第一微控制器(I)寄存所述傳感器單元的標(biāo)識(shí)，并且以能量傳輸匹配于相應(yīng)傳感器單元的能量需求的方式根據(jù)所述傳感器單元的存在，設(shè)置所述信號(hào)(S1、S2)的至少一個(gè)特征。
10.一種用于操作測(cè)量設(shè)備的方法，所述測(cè)量設(shè)備用于確定和/或監(jiān)測(cè)至少一個(gè)過程變量，并且所述測(cè)量設(shè)備包括:至少一個(gè)傳感器單元，所述至少一個(gè)傳感器單元具有至少一個(gè)傳感器(3)，所述至少一個(gè)傳感器(3)對(duì)所述過程變量敏感；第一電子單元(5)，所述第一電子單元(5)與能量供應(yīng)單元相關(guān)并且具有第一微控制器(I);以及第二電子單元(6)，所述第二電子單元(6)與所述傳感器單元相關(guān)并具有第二微控制器(2)，并且所述第二電子單元(6)經(jīng)由電流隔離的傳輸單元(4)與所述第一電子單元(5)連接，用于能量和數(shù)據(jù)傳輸， 其特征在于 具有至少一個(gè)可變特征的至少一個(gè)信號(hào)(S1、S2)被產(chǎn)生并被提供到所述傳輸單元(4)， 能量和數(shù)據(jù)傳輸由信號(hào)(S1、S2)來控制， 至少一個(gè)當(dāng)前操作參數(shù)被確定，并且 所述信號(hào)(S1、S2)的至少一個(gè)特征被根據(jù)所述操作參數(shù)來設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于確定和/或監(jiān)測(cè)至少一個(gè)過程變量的測(cè)量設(shè)備，其包括傳感器單元；第一電子單元(5)，其與能量供應(yīng)單元相關(guān)，并具有第一微控制器(1)；以及第二電子單元(6)，其與傳感器單元相關(guān)并具有第二微控制器(2)，并且經(jīng)由電流隔離的傳輸單元(4)與第一電子單元(5)連接，用于能量和數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)本發(fā)明，第一微控制器(5)產(chǎn)生在至少一個(gè)特征方面可變化的至少一個(gè)信號(hào)(S1、S2)并且將其提供到傳輸單元(4)；信號(hào)(S1、S2)控制能量和數(shù)據(jù)傳輸；第一微控制器(1)和/或第二微控制器(2)確定至少一個(gè)當(dāng)前操作參數(shù)；并且第一微控制器(1)基于該操作參數(shù)調(diào)整信號(hào)(S1、S2)的至少一個(gè)特征。
文檔編號(hào)G08C17/04GK103221789SQ201180055736
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者阿爾明·韋內(nèi)特, 卡伊·烏彭坎普, 佛朗哥·費(fèi)拉多, 沃爾夫?qū)げ剪敋J 申請(qǐng)人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司