用于生成并且同时监控测量电流的电流生成设备制造技术

公开了用于生成并且同时监控测量电流的电流生成设备。本发明专利技术涉及生成并监控料位计、压力计、流量计或评测设备的独立于负载的输出电流。在独立于生成测量电流的网络而实现的开关电路中可以连续生成或在特定时间间隔内生成等于或不等于测量电流、但相对于测量电流反相的电流，其中，所生成的电流可以在比较点处馈入测量电路中并且被加起来。补偿原则使得可以确定测量电流是否对应于标称值，其中，通过包含第二电流源的第二开关电路将测试电流馈入第一电路中。根据馈入的测试电流以及标称值可以计算待分接的电压的特定期望值。如果所测量的电压偏离期望值，则测量电流与标称值的偏离被检测到并可以输出给用户。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电流的生成和监控。本专利技术特别涉及用于生成并且同时监控料位计、 压力计或流量计的测量电流的电流生成设备，涉及具有电流生成设备的料位计，涉及具有 电流生成设备的压力计，涉及具有电流生成设备的流量计，涉及用于生成并且同时监控测 量电流的方法，涉及程序单元，以及涉及计算机可读介质。
技术介绍
现场设备(诸如料位计、压力计和流量计等)广泛用于现今工业活动的各个领域 以便确定箱或管中的测量值。通过不同的数据传输技术将测量值发送到控制或管理中心。 在这种情况下，基于电磁波的模拟和数字无线电传输是一种优选方式，例如用于将由现场 的对应传感器确定的电平转发到中心局。如果部分传输受限于电线，则要被转发的测量值是根据双线或四线技术借助于电 流而被发送的。在某些情况下，这种测量电流(即例如与电流环路中物理存在的测量值成 比例地输出的测量电流)可以用在与安全有关的监控电路中用于安全功能。在这种情况 下，出于各种技术原因，可能出现实际生成的测量电流与对应于实际存在的物理测量值的 可应用的标称值之间的偏离。这种偏离的一个原因例如可能是电流限定网络中的组件故 障。
技术实现思路
公开了用于生成并且同时监控料位计、压力计或流量计的测量电流的电流生成设 备，料位计，压力计，流量计，用于生成并且同时监控测量电流的方法，根据独立权利要求的 特征的程序单元和计算机可读介质。在从属权利要求中阐述了本专利技术的其它扩展。所描述的示例性实施例也涉及所述电流生成设备、料位计、压力计、流量计和方法。应该注意，本专利技术上下文中的术语“传感器”也与术语“料位计”、“压力计”或“流 量计”以及其它测量设备相关。术语“传感器值”类似地与术语“测量值”相关。此外，本专利技术上下文中的术语“期望值”是指在测量电流与标称值一致时补偿电压 或补偿电流的值。该期望值还取决于所施加的测试电流的选取值。本专利技术上下文中的术语“电流源”还表示该电流源可以输出独立于负载的电流。根据本专利技术的一个示例性实施例，公开了一种用于生成并且同时监控料位计、压力计或流量计的测量电流的电流生成设备。在这种情况下，该电流生成设备的特征在于用 于生成测量电流的第一电流源和用于生成补偿电流的第二电流源。在这种情况下，补偿电 流用于补偿测量电流的至少一部分。该电流生成设备的特征还在于用于基于补偿电流来 检测测量电流与标称值的偏离的检测电路。在这种情况下，电流生成设备可以例如包括两个独立的开关电路，这两个独立的 开关电路分别包含所描述的电流源中的一个。还可以将这两个开关电路布置在电路板上， 并且以集成电路的形式将这些开关电路集成到电路板中。电流生成设备还可以形成料位 计、压力计或流量计的组成部分。然而，还可以实现一种被布置为远离测量设备的以分离的 外部设备形式的电流生成设备。测量电流还对应于由传感器先前确定或读取的测量值。在这种情况下，测量电流是由第一电流源生成的，例如，这是由微控制器对第一电流源的控制或调节所导致的。在这 种情况下，测量电流与由传感器确定的测量值成比例。测量电流还可以被称为第一电流源的在第一电流环路内或在第一电路内流动的 独立于负载的输出电流。术语“独立于负载的电流”是指以下事实电流源的电流可以独立 于环路中的电阻器而基本上保持恒定。然而，“独立于负载的电流”还可以包括具有任何频 率和波形的交变电流。“独立于负载的电流”的值很大程度上与第一电路中的负载电阻器无关。还应该注意，补偿电流对应于相应的补偿电压。在本专利技术的上下文中，补偿电流的 生成、测量以及比较可以类似地总是基于补偿电压。检测电路还可以实现为，例如，用于在第一节点(或比较点)与基准点(例如微控 制器)之间进行电压测量的简单电路的形式。然而，还可以想到实现更复杂类型的电路。在检测测量电流与标称值的偏离时的一个重要方面是测量对应位置处的补偿电 流或补偿电压。例如，可以测量降落在第一电流感测电阻器单元处的补偿电压，第一电流感 测电阻器单元可以包括电阻器。然而，还可以想到使用其它电气、电子、光或磁的检测方法。 在补偿电压的在前测量之后，将补偿电压的测量值与预定期望值和/或所存储的期望值进 行比较。换句话说，补偿电流的量值的期望值或补偿电压的量级的期望值被提供给电流生 成设备，并且用作用于检测偏离的基础。在这种情况下，期望值例如可以是零，但还可以不 等于零。检测是通过对补偿电压的测量结果与期望值进行比较来实现的，并且如果可行的 话，可以在偏离的情况下相应地通知给用户。还可以重新调节生成测量电流的电流源。还可以例如将测量电流的标称值存储在第二电流源中。然而，还可以将该标称值 在外部存储于控制并调节两个电流源的微控制器内。在这种情况下，标称值对应于应该出 现在正确运转的系统中的不存在任何故障的完整系统中的测量电流，所述完整系统包括电 流生成设备、传感器以及到中心局的所有数据传输部件。补偿电流可以例如产生于测量电流与由第二电流源生成的测试电流的加法。该加 法可以在物理上发生在例如后面描述的比较点处。测试电流I·可以例如等于反相的标称值(即。然而，还可以考虑馈入以 下测试电流该测试电流的量值对应于反相的标称值的倍数，即1 =，其中，X可 以是任何正分数有理数或负分数有理数。补偿电压的期望值导致对该测试电流的选择值的依赖性。因为根据本专利技术的该示例性实施例对测量电流进行监控，所以可以公开对例如以 独立于负载的输出电流的形式的测量电流进行监控，所述独立于负载的输出电流独立于基 准误差以及例如模数转换器的分辨率或限制、非线性以及温度改变。如果标称值以及测试电流Isw是经由同一电子网络(例如下图1中的电阻器 108)传送的，则关于其物理特性的偏离可以彼此抵消，这是因为补偿原则也适用于这种情 况。举例来说可以是在操作期间由温度波动导致的值改变以及组件或网络的非线性。根据该示例性实施例，因此可以不再需要完全地或部分地将测量电流映射到特别 网络中和/或将测量电流传送到额外的监控电路中用于与潜在的标称值进行比较。根据本专利技术的一个示例性实施例，电流生成设备的特征在于电流感测电阻器单 元，其中补偿电流流经电流感测电阻器单元。因此可以在电流感测电阻器单元上借助于电压测量来检测测量电流与标称值的 偏离的值。换句话说，电流生成设备可以实现为这样的方式补偿电流或补偿电压与测量电 流距标称值的偏离成比例。下图1示出该类型的一个可能的示例性实施例。根据本专利技术的另一示例性实施例，公开了一种电流生成设备，其中，第一电流源提 供第一电路，第二电流源将测试电流馈入第一电路中。电流生成设备进一步实现为以下方 式测试电流的馈入生成补偿电流。除了其它方面，下图1中还描述了该示例性实施例。换句话说，在独立于生成测量 电流的网络而实现的开关电路中连续地或在某个期望时间间隔内生成等于或不等于测量 电流、但相对于测量电流反相的电流，其中该电流在比较点处馈入第一电路中。在馈入时监 控(即，测量)该比较点处的累积电流，如果系统的功能没有故障，则累积电流需要具有期 望值。这对应于基于补偿原则测量偏离和(如果可行的话)检测偏离。换句话说，补偿电流是在第一电路中生成的，在第一电路中也流动着测量电流。该 第一电路被设计为通过电气测量电流将测量值传送到显示器或控制单元。根据本专利技术的另一示例性实施例，电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流生成设备（１００），用于生成并且同时监控料位计、压力计或流量计（１０２）的测量电流（１０１），其中，所述电流生成设备包括：第一电流源（１０３），用于生成测量电流；第二电流源（１０４），用于生成补偿电流（１０５）以便补偿所述测量电流的至少一部分；以及检测电路（１０６），用于基于所述补偿电流来检测所述测量电流与标称值（１０７）的偏离。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯布莱辛，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]