DE19814097C1

DE19814097C1 - Redundant voltage supply for two-wire measuring transducer; has diode network connecting voltage sources in parallel, each providing output voltage switched between function testing and transducer supply value

Info

Publication number: DE19814097C1
Application number: DE1998114097
Authority: DE
Inventors: Reinhard John
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2018-03-31

Abstract

The supply has two voltage sources (300), each providing a stabilized output voltage to supply a measuring transducer (100), with a measuring resistor (320) to detect the measuring transducer output current coupled to a measured value indicator (500) via a galvanic separation stage. The voltage sources are connected in parallel via a diode network (401,402), and are switched between a function testing voltage output and a supply voltage output.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur redundanten Spannungsversorgung von Zweileiter-Meßumformern in der Automatisierungstechnik, die ein Meßsignal als eingeprägten Strom ausgeben.The invention relates to an arrangement for the redundant power supply of Two-wire transducers in automation technology that use a measurement signal output impressed current.

Dabei befindet sich der Meßumformer prozeßnah und dezentral im Feldbereich und ist mit Sensormitteln zur Aufnahme einer physikalischen Prozeßgröße und Mitteln zu deren Umwandlung in eine elektrische Größe ausgestattet.The transmitter is located close to the process and is decentralized in the field area with sensor means for recording a physical process variable and means their conversion into an electrical quantity.

Aus der DE 35 40 988 A1 ist eine Anordnung zur Spannungsversorgung eines Zweileiter- Meßumformers mit Strommeßwandler bekannt, der eine Eingangsmeßgröße in einen proportionalen Ausgangsstrom umformt. Der Meßumformer wird über eine periodisch umgepolte Konstantspannungsquelle versorgt, die über einen Übertrager mit einem weichmagnetischen Kern galvanisch getrennt die Ausgangswechselspannung der Spannungsversorgung des Zweileiter-Meßumformers bildet. In Abhängigkeit von der Meßgröße ändert sich die Sättigung des weichmagnetischen Kerns und damit das Tastverhältnis der Ausgangswechselspannung. Durch Integration wird primärseitig aus dem Tastverhältnis die Meßgröße zurückgewonnen.DE 35 40 988 A1 describes an arrangement for supplying voltage to a two-wire Transmitter with current transducer known that an input variable in a proportional output current transformed. The transmitter is periodic Reverse polarity constant voltage source supplied via a transformer with a soft magnetic core galvanically isolated the AC output voltage Power supply of the two-wire transmitter forms. Depending on the Measured variable changes the saturation of the soft magnetic core and thus that Duty cycle of the AC output voltage. Through integration, the Duty cycle recovered the measured variable.

Für eine Mehrzahl von Meßumformern sind in einem zentralen Wartenbereich Mittel zu deren Energieversorgung und zur Meßwertverarbeitung und -visualisierung vorgehalten.Means are available for a plurality of transmitters in a central waiting area their energy supply and for measured value processing and visualization held up.

Bei einem Zweileiter-Meßumformer wird über eine einzige Zweidraht-Leitung zwischen dem Meßumformer im Feldbereich und einer im Wartenbereich befindlichen Meßumformerversorgungseinheit sowohl die elektrische Energieversorgung der aktiven Baugruppen des Meßumformers als auch die Übertragung der Meßwerte zu den Mitteln der Meßwertverarbeitung und -visualisierung im Wartenbereich realisiert.In a two-wire transmitter, a single two-wire line connects between the transmitter in the field area and one in the waiting area Transmitter supply unit for both the electrical power supply active modules of the transmitter as well as the transmission of the measured values the means of processing and visualizing measured values in the waiting area.

Dazu wird ausgehend von einer in der Meßumformerversorgungseinheit angeordneten Spannungsquelle über die erste Ader der Zweidraht-Leitung, den Innenwiderstand des Meßumformers, die zweite Ader der Zweidraht-Leitung und einem in der Meßumformerversorgungseinheit angeordneten Meßwiderstand eine Stromschleife gebildet, deren Schleifenstrom in Abhängigkeit von der detektierten Prozeßgröße durch adäquate Veränderung des Innenwiderstands des Meßumformers bestimmt wird. Die am Meßwiderstand abfallende Spannung ist dann ein Maß für die detektierte Prozeßgröße des Meßumformers.For this purpose, starting from one arranged in the transmitter supply unit Voltage source via the first wire of the two-wire line, the internal resistance of the Transmitter, the second wire of the two-wire line and one in the Transmitter supply unit arranged measuring resistor a current loop formed, the loop current depending on the detected process variable determined by adequate change in the internal resistance of the transmitter becomes. The voltage drop across the measuring resistor is then a measure of the detected Process variable of the transmitter.

Zur Vermeidung von Erdschleifen weisen Meßumformerversorgungseinheiten regelmäßig Mittel zur galvanischen Trennung ihres Ausgangs von dem Meßwiderstand, den Mitteln zur Meßwertverarbeitung und der Spannungsquelle auf.To avoid earth loops, transmitter supply units have regular means for galvanic isolation of their output from the Measuring resistance, the means for processing measured values and the voltage source.

In sicherheitsrelevanten Bereichen, wie beispielsweise in Kraftwerken, sind besonders hohe Anforderungen an die Verfügbarkeit gemessener Prozeßgrößen gestellt. Eine für sich bekannte Vorgehensweise zur Erhöhung der Verfügbarkeit ist die redundante Ausführung von ausfallgefährdeten Baugruppen.In safety-related areas, such as in power plants, are special high demands are placed on the availability of measured process variables. One for The known procedure for increasing availability is the redundant one Execution of assemblies at risk of failure.

Aus der DE 44 22 262 A1 ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer konstanten Ausgangsspannung mit einer ausgangseitigen Entkopplungsdiode zur redundanten Speisung von Einrichtungen der elektrischen Nachrichtenübertragungstechnik bekannt, die einen Regler zur Kompensation des Spannungsabfalls über der ausgangseitigen Entkopplungsdiode aufweist.DE 44 22 262 A1 describes a circuit arrangement for generating a constant Output voltage with a decoupling diode on the output side for redundant Feeding facilities of electrical communication technology known, the a regulator to compensate for the voltage drop across the output side Has decoupling diode.

Aufgrund der Spannungsspeisung im Bereich der Zweileiter-Meßumformer ist die Parallelschaltung mehrerer Meßumformerversorgungseinheiten zur redundaten Speisung eines Zweileiter-Meßumformers grundsätzlich geeignet, jedoch mit folgenden Problemen behaftet.Due to the voltage supply in the area of the two-wire transmitter, the Parallel connection of several transmitter supply units for redundant Basically suitable for feeding a two-wire transmitter, but with following problems.

Soweit alle Meßumformerversorgungseinheiten einer Redundanzgruppe angeschaltet sind, ist zwar der Ausfall jeder Meßumformerversorgungseinheit erfaßbar aber das Meßsignal wird verfälscht, da sich der das Meßsignal repräsentierende, aufgeprägte Strom entsprechend der Anzahl parallelgeschalteter Meßumformerversorgungseinheiten teilt und somit zu einem fehlerhaften Spannungsabfall über den parallelgeschalteten Meßwiderständen führt.As far as all transmitter supply units of a redundancy group are switched on are, the failure of each transmitter supply unit is detectable but that The measurement signal is falsified because the impressed one representing the measurement signal Current according to the number of parallel connected Transmitter supply units and thus becomes a faulty one Voltage drop across the measuring resistors connected in parallel.

Soweit nur eine Meßumformerversorgungseinheit als aktive Einheit bestimmt wird und alle anderen Meßumformerversorgungseinheiten der Redundanzgruppe abgeschaltet sind, besteht für alle abgeschalteten Meßumformerversorgungseinheiten der Redundanzgruppe Ungewißheit über ihre Funktionstüchtigkeit. Bei Ausfall der aktiven Meßumformerversorgungseinheit besteht damit die Gefahr, daß trotz Redundanz keine funktionstüchtige Ersatzeinheit zur Verfügung steht.If only one transmitter supply unit is determined as the active unit and all other transmitter supply units of the redundancy group switched off are, for all switched off transmitter supply units Redundancy group uncertainty about their functionality. If the active fails Transmitter supply unit there is a risk that despite redundancy no functional replacement unit is available.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur redundanten Spannungsversorgung von Zweileiter-Meßumformern anzugeben, die es gestattet, die Funktionstüchtigkeit der passiven Meßumformerversorgungseinheiten zu überwachen und trotzdem die Beeinträchtigung der Meßwertübertragung vermeidet.The invention is therefore based on the object of an arrangement for redundant Specify the voltage supply of two-wire transmitters, which allows the Monitor the functionality of the passive transmitter supply units and still avoids the impairment of the measured value transmission.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.According to the invention, this object is achieved with the means of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in claims 2 to 12 specified.

Die Erfindung geht von einer Meßumformerversorgungseinheit aus, die Mittel zur Bereitstellung einer stabilisierten Ausgangsspannung zur Versorgung des Meßumformers und einen Meßwiderstand zur Erfassung des eingeprägten Stroms aufweist, wobei dem Meßwiderstand Mittel zur Meßwertverarbeitung nachgeschaltet sind und wobei der Ausgang der Meßumformerversorgungseinheit durch eine Trennanordnung bestehend aus einem Wechselrichter, einem Übertrager und einem Gleichrichter von dem Meßwiderstand, den Mitteln zur Meßwertverarbeitung und den Mitteln zur Bereitstellung einer stabilisierten Ausgangsspannung galvanisch getrennt ist.The invention is based on a transmitter supply unit, the means for Provision of a stabilized output voltage to supply the Transmitter and a measuring resistor for detecting the impressed current has, downstream of the measuring resistor means for processing measured values are and wherein the output of the transmitter supply unit by a Isolation arrangement consisting of an inverter, a transformer and a Rectifiers of the measuring resistor, the means for processing measured values and the Means for providing a stabilized output voltage galvanically isolated is.

In ihrem Wesen besteht die Erfindung darin, daß zwei gleichartige Meßumformerversorgungseinheiten ausgangsseitig über ein aus Dioden bestehendes Entkopplungsnetzwerk parallel geschaltet sind. Dabei sind die Dioden in Flußrichtung des Meßstroms in den Strompfad der jeweiligen Meßumformerversorgungseinheit eingefügt. Gleichnamige Anschlüsse der Dioden sind miteinander verbunden.The essence of the invention is that two of the same kind Transmitter supply units on the output side via a diode Decoupling network are connected in parallel. The diodes are in the direction of flow of the measuring current in the current path of the respective transmitter supply unit inserted. Connections of the same name of the diodes are interconnected.

Darüber hinaus ist vorgesehen, daß die Ausgangsspannung jeder Meßumformerversorgungseinheit in zwei Stufen wählbar ist, wobei die erste Spannungsstufe zur Funktionsüberprüfung der Meßumformerversorgungseinheit gegenüber der Versorgungsspannung des Meßumformers reduziert ist und die zweite Spannungsstufe auf die Versorgungsspannung des Meßumformers eingestellt ist.In addition, it is provided that the output voltage of each Transmitter supply unit can be selected in two stages, the first Voltage level for checking the function of the transmitter supply unit compared to the supply voltage of the transmitter is reduced and the second Voltage level is set to the supply voltage of the transmitter.

Bei zwei ausgangsseitig parallelgeschalteten Meßumformerversorgungseinheiten ist die Ausgangsspannung einer Meßumformerversorgungseinheit stets auf die zweite Spannungsstufe, nämlich auf die Versorgungsspannung des Meßumformers, eingestellt, während die Ausgangsspannung der anderen, parallelgeschalteten Meßumformerversorgungseinheit auf die erste Spannungsstufe zur Funktionsüberprüfung der Meßumformerversorgungseinheit eingestellt ist.With two transmitter supply units connected in parallel on the output side the output voltage of a transmitter supply unit always to the second Voltage level, namely to the supply voltage of the transmitter, set while the output voltage of the other, connected in parallel Transmitter supply unit to the first voltage level Function check of the transmitter supply unit is set.

Nachstehend wird zur Unterscheidung der gleichartig aufgebauten Meßumformerversorgungseinheiten diejenige Meßumformerversorgungseinheit, deren Ausgangsspannung auf die erste Spannungsstufe eingestellt ist, als redundante Meßumformerversorgungseinheit bezeichnet, während diejenige Meßumformerversorgungseinheit, deren Ausgangsspannung auf die zweite Spannungsstufe eingestellt ist, als speisende Meßumformerversorgungseinheit bezeichnet wird.The following is used to distinguish between those of the same structure Transmitter supply units are those transmitter supply units whose Output voltage is set to the first voltage level as redundant Transmitter supply unit, while that Transmitter supply unit, whose output voltage to the second Voltage level is set as a feeding transmitter supply unit referred to as.

Infolge der Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannungsstufe ist die zum Entkopplungsnetzwerk gehörende Diode der redundanten Meßumformerversorgungseinheit, deren Ausgangsspannung auf die erste Spannungsstufe eingestellt ist, gesperrt. Dadurch sind die zueinander parallelgeschalteten Meßumformerversorgungseinheiten speiseseitig voneinander entkoppelt.As a result of the voltage difference between the first and the second voltage level is the redundant diode belonging to the decoupling network Transmitter supply unit, whose output voltage to the first Voltage level is set, blocked. This makes them mutually exclusive Transmitter supply units connected in parallel from one another on the supply side decoupled.

Die galvanische Trennung zwischen dem Stromkreis des Meßwiderstandes und dem Ausgangsstromkreis jeder Meßumformerversorgungseinheit bewirkt, daß der Meßstrom nur durch den Meßwiderstand der speisenden Meßumformerversorgungseinheit fließt. Somit wird der Fluß des Meßstroms durch den logisch zum Meßwiderstand der speisenden Meßumformerversorgungseinheit parallelgeschalteten Meßwiderstand der redundanten Meßumformerversorgungseinheit verhindert.The electrical isolation between the circuit of the measuring resistor and the Output circuit of each transmitter supply unit causes the Measuring current only through the measuring resistance of the feeding Transmitter supply unit flows. Thus the flow of the measuring current through the logical to the measuring resistor of the supplying transmitter supply unit parallel measuring resistor of the redundant Transmitter supply unit prevented.

Darüber hinaus ist jede Meßumformerversorgungseinheit ausgangsseitig mit einer direkt oder indirekt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit gesteuerten Last ausgestattet, die bei gewählter erster Spannungsstufe eingeschaltet und bei gewählter zweiter Spannungsstufe ausgeschaltet ist.In addition, each transmitter supply unit is equipped with a directly or indirectly through the output voltage of the transmitter supply unit controlled load that is switched on when the first voltage level is selected and is switched off when the second voltage level is selected.

Dabei ist die sich aus der eingestellten Spannungsstufe ergebende Klemmenspannung an der gesteuerten Last für die direkt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit gesteuerte Last als Schaltkriterium vorgesehen. Für die indirekt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit gesteuerte Last ist als Schaltkriterium eine aus der eingestellten Spannungsstufe abgeleitete elektrische Größe.The resulting from the set voltage level Terminal voltage on the controlled load for the directly through the Output voltage of the transmitter supply unit controlled load as Switching criterion provided. For the indirectly through the output voltage of the Transmitter supply unit controlled load is one of the switching criteria set voltage level derived electrical quantity.

Vorteilhafterweise ist für diese abgeleitete elektrische Größe der durch den Meßumformer fließende Strom als Schaltkriterium vorgesehen.Advantageously, for this electrical quantity derived from the Transmitter flowing current provided as a switching criterion.

In vorteilhafter Weise wird dadurch erreicht, daß die direkt oder indirekt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit gesteuerte Last bei der speisenden Meßumformerversorgungseinheit ausgeschaltet ist, so daß eine Verfälschung des Meßstroms durch den Meßwiderstand infolge des Stroms durch die direkt oder indirekt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit gesteuerte Last vermieden wird.It is advantageously achieved that the directly or indirectly through the Output voltage of the transmitter supply unit controlled load at the feeding transmitter supply unit is switched off, so that a Falsification of the measuring current by the measuring resistor due to the current through the directly or indirectly through the output voltage of the transmitter supply unit controlled load is avoided.

Bei der redundanten Meßumformerversorgungseinheit ist hingegen die direkt oder indirekt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit gesteuerte Last eingeschaltet, wodurch ein den Zweileiter-Meßumformer simulierender Prüfstrom fließt, so daß die Funktionstüchtigkeit der redundanten Meßumformerversorgungseinheit einschließlich ihres Ausgangsstromkreises überwachbar ist.With the redundant transmitter supply unit, however, is the direct or indirectly controlled by the output voltage of the transmitter supply unit Load switched on, resulting in a test current simulating the two-wire transmitter flows, so that the functionality of the redundant Transmitter supply unit including its output circuit can be monitored.

Vorteilhafterweise genügt es dadurch selbst bei höchsten Anforderungen an die Verfügbarkeit der Meßumformerversorgung mit einem Redundanzpaar von Meßumformerversorgungseinheiten pro Meßumformer auszukommen.Advantageously, it is sufficient even with the highest demands on the Availability of the transmitter supply with a redundancy pair of Transmitter supply units per transmitter.

Ausgehend von der bekannten Meßumformerversorgungseinheit ist die erfindungsgemäß aufgebaute Meßumformerversorgungseinheit lediglich durch eine Diode für das Entkopplungsnetzwerk und die direkt oder indirekt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit gesteuerte Last, die, wie in einem Ausführungsbeispiel gezeigt wird, aus minimal drei Bauelementen besteht, ergänzt. Starting from the known transmitter supply unit Transmitter supply unit constructed according to the invention only by one Diode for the decoupling network and that directly or indirectly through the Output voltage of the transmitter supply unit controlled load, which, as in an embodiment is shown, consists of a minimum of three components, added.

Damit ist als weiterer Vorteil der geringe Aufwand für die technischen Mittel zur Verwaltung der Mitglieder der Redundanzgruppe sowie bei der Auswahl der aktiven Einrichtung aus der Redundanzgruppe bei ausschließlich paariger Redundanz zu verzeichnen.Another advantage is the low cost of the technical means Management of the members of the redundancy group and the selection of the active ones Setup from the redundancy group with only pair redundancy record.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigenThe invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show the necessary drawings

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Speisung eines Zweileiter-Meßumformers Fig. 1 is a block diagram of the supply of a two-wire transmitter

Fig. 2 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer redundanten Spannungsversorgung von Zweileiter-Meßumformern Fig. 2 is a circuit diagram of a first embodiment of a redundant power supply for two-wire transmitters

Fig. 3 eine detailierte Darstellung der Trennanordnung Fig. 3 shows a detailed representation of the separation arrangement

Fig. 4 eine erste Ausführungsform der spannungsgesteuerten Last Fig. 4 shows a first embodiment of the voltage controlled load

Fig. 5 eine Darstellung der Übertragungskennlinie der spannungsgesteuerten Last nach der ersten Ausführungsform Fig. 5 is an illustration of the transmission characteristic of the voltage controlled load according to the first embodiment

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der spannungsgesteuerten Last Fig. 6 shows a second embodiment of the voltage controlled load

Fig. 7 eine Darstellung der Übertragungskennlinie der spannungsgesteuerten Last nach der zweiten Ausführungsform Fig. 7 is an illustration of the transmission characteristic of the voltage controlled load according to the second embodiment

Fig. 8 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer redundanten Spannungsversorgung von Zweileiter-Meßumformern Fig. 8 is a circuit diagram of a second embodiment of a redundant power supply for two-wire transmitters

Fig. 9 eine Ausführungsform der stromgesteuerten Last Fig. 9 shows an embodiment of the current controlled load

Fig. 10 eine Darstellung der Übertragungskennlinie der stromgesteuerten Last Fig. 10 is an illustration of the transmission characteristic of the current-controlled load

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in Fig. 1 zunächst das Grundprinzip der Speisung eines Zweileiter-Meßumformers 100 mit gleichzeitiger Meßwertübertragung dargestellt, auf das in der weiteren Beschreibung Bezug genommen wird.For a better understanding of the invention, the basic principle of feeding a two-wire transmitter 100 with simultaneous transmission of measured values is shown in FIG. 1, to which reference is made in the further description.

Dieses Grundprinzip besteht darin, daß eine Meßumformerversorgungseinheit 300 über eine Zwei-Draht-Leitung 200 mit einem Zweileiter-Meßumformer 100 verbunden ist. Dabei wird eine Stromschleife ausgehend von einer Spannungsquelle 310 über eine Hinleitung 201 der Zweidraht-Leitung 200, den Meßumformerinnenwiderstand 110, eine Rückleitung 202 der Zwei-Draht-Leitung 200 und einem Meßwiderstand 320 gebildet, über die sowohl der Speisestrom fließt als auch der mit dem Zweileiter- Meßumformer 100 gewonnene Meßwert übertragen wird.This basic principle is that a transmitter supply unit 300 is connected to a two-wire transmitter 100 via a two-wire line 200 . A current loop is formed from a voltage source 310 via an outgoing line 201 of the two-wire line 200 , the transmitter internal resistor 110 , a return line 202 of the two-wire line 200 and a measuring resistor 320 , through which both the supply current flows and that with the Two-wire transmitter 100 measured value is transmitted.

Dabei wird als Hinleitung 201 der Zwei-Draht-Leitung 200 diejenige Leitung bezeichnet, die von der Spannungsquelle 310 der Meßumformerversorgungseinheit 300 zum Zweileiter-Meßumformer 100 hin führt, während als Rückleitung 202 der Zwei-Draht-Leitung 200 diejenige Leitung bezeichnet, die vom Zweileiter- Meßumformer 100 zum Meßwiderstand 320 der Meßumformerversorgungseinheit 300 führt.The outgoing line 201 of the two-wire line 200 is the line that leads from the voltage source 310 of the transmitter supply unit 300 to the two-wire transmitter 100 , while the return line 202 of the two-wire line 200 is the line that leads from the two-wire - Transmitter 100 leads to the measuring resistor 320 of the transmitter supply unit 300 .

Die Spannungsquelle 310 und der Meßwiderstand 320 sind Bestandteile der Meßumformerversorgungseinheit 300, die in einem Wartenbereich angeordnet ist. Im Gegensatz dazu ist der Zweileiter-Meßumformer 100 dezentral im Feldbereich angeordnet und mit Sensormitteln zur Aufnahme einer physikalischen Prozeßgröße und Mitteln zu deren Umwandlung in eine elektrische Größe ausgestattet.The voltage source 310 and the measuring resistor 320 are components of the transmitter supply unit 300 , which is arranged in a waiting area. In contrast, the two-wire transmitter 100 is arranged decentrally in the field area and is equipped with sensor means for recording a physical process variable and means for converting it into an electrical variable.

Die Spannungsquelle 310 ist auf eine konstante Gleichspannung an den Ausgangsklemmen der Meßumformerversorgungseinheit 300 zum Anschluß der Zwei- Draht-Leitung 200 eingestellt. In Abhängigkeit von der in eine elektrische Größe umgewandelten physikalischen Prozeßgröße wird der Meßumformerinnenwiderstand 110 derart moduliert, daß der sich in der Stromschleife einstellende Meßstrom i_M proportional zu der physikalischen Prozeßgröße ist. Unabhängig von der Entfernung zwischen der Meßumformerversorgungseinheit 300 und dem Zweileiter-Meßumformer 100 und der daraus resultierenden Leitungslänge der Zwei-Draht-Leitung 200 fällt über dem vom Meßstrom i_M durchflossenen Meßwiderstand 320 eine zum Meßstrom i_M proportionale Meßspannung u_M ab.The voltage source 310 is set to a constant DC voltage at the output terminals of the transmitter supply unit 300 for connecting the two-wire line 200 . Depending on the physical process variable converted into an electrical variable, the internal transmitter resistor 110 is modulated in such a way that the measuring current i _M which arises in the current loop is proportional to the physical process variable. Regardless of the distance between the transmitter supply unit 300 and the two-wire transmitter 100 and the resultant line length of the two-wire line 200 , a measuring voltage u _M proportional to the measuring current i _M drops across the measuring resistor 320 through which the measuring current i _M flows.

Die Meßspannung u_M wird in einem an den Meßwiderstand 320 angeschlossenen Meßverstärker 330 verstärkt, dem Meßwertverarbeitungsmittel 500 nachgeschaltet sind. Die Meßwertverarbeitungsmittel 500 können dabei Mittel zur Meßwertvisualisierung umfassen.The measuring voltage u _M is amplified in a measuring amplifier 330 connected to the measuring resistor 320 , to which the measuring value processing means 500 are connected. The measured value processing means 500 can include means for visualizing the measured values.

Ausgehend von dem in Fig. 1 dargestellten Grundprinzip ist in Fig. 2 unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel eine erfindungsgemäße Anordnung zur redundanten Spannungsversorgung eines Zweileiter-Meßumformers 100 mit zwei gleichartigen Meßumformerversorgungseinheiten 300 in einer ersten Ausführungsform dargestellt.Based on the basic principle shown in FIG. 1, an arrangement according to the invention for redundant voltage supply of a two-wire transmitter 100 with two similar transmitter supply units 300 is shown in a first embodiment in FIG. 2 using the same reference numerals for the same means.

Zur Vermeidung von Erdschleifen weisen die Meßumformerversorgungseinheiten 300 Mittel 360 zur galvanischen Trennung ihres Ausgangs zum Anschluß der Zwei-Draht- Leitung 200 von dem Meßwiderstand 320, dem Meßwertverarbeitungsmittel 500 und der Spannungsquelle 310 auf.To avoid earth loops, the transmitter supply units 300 have means 360 for galvanically isolating their output for connecting the two-wire line 200 from the measuring resistor 320 , the measured value processing means 500 and the voltage source 310 .

Soweit der Zweileiter-Meßumformer 100 in einem explosionsgefährdeten Feldbereich angeordnet ist, sind die Meßumformerversorgungseinheiten 300 einschlägigen Rechtsvorschriften entsprechend mit für sich bekannten Mitteln zur Strombegrenzung 350 und zur Spannungsbegrenzung 340 ausgestattet.Insofar as the two-wire transmitter 100 is arranged in a potentially explosive field area, the transmitter supply units 300 are equipped with relevant means for current limitation 350 and voltage limitation 340 in accordance with the relevant legal provisions.

Entsprechend einem ersten Merkmal der Erfindung sind die beiden gleichartigen Meßumformerversorgungseinheiten 300 ausgangsseitig über ein aus Dioden 401 und 402 bestehendes Entkopplungsnetzwerk 400 parallel geschaltet. Dabei sind die Dioden 401 und 402 in Flußrichtung des Meßstroms i_M in den Strompfad der jeweiligen Meßumformerversorgungseinheit 300 eingefügt. Gleichnamige Anschlüsse der Dioden 401 und 402 sind miteinander verbunden.According to a first feature of the invention, the two similar transmitter supply units 300 are connected in parallel on the output side via a decoupling network 400 consisting of diodes 401 and 402 . The diodes 401 and 402 are inserted in the flow direction of the measuring current i _M into the current path of the respective transmitter supply unit 300 . Connections of the same name of the diodes 401 and 402 are connected to one another.

Bei gegen Bezugspotential positiver Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheiten 300 und Anordnung der Dioden 401 und 402 im Stromfpfad der Hinleitung 201 sind die Katoden der Dioden 401 und 402 miteinander verbunden. Die Dioden 401 und 402 sind physischer Bestandteil der jeweiligen Meßumformerversorgungseinheit 300.When the output voltage of the transmitter supply units 300 is positive against the reference potential and the diodes 401 and 402 are arranged in the current path of the outgoing line 201 , the cathodes of the diodes 401 and 402 are connected to one another. Diodes 401 and 402 are physical components of the respective transmitter supply unit 300 .

Nach einem zweiten Merkmal der Erfindung ist die Ausgangsspannung jeder Meßumformerversorgungseinheit 300 in zwei Stufen wählbar, wobei die erste Spannungsstufe 311 zur Funktionsüberprüfung der Meßumformerversorgungseinheit 300 gegenüber der Versorgungsspannung des Meßumformers 100 reduziert ist und die zweite Spannungsstufe 312 auf die Versorgungsspannung des Meßumformers 100 eingestellt ist.According to a second feature of the invention, the output voltage of each transmitter supply unit 300 can be selected in two stages, the first voltage stage 311 for checking the function of the transmitter supply unit 300 being reduced compared to the supply voltage of the transmitter 100 and the second voltage stage 312 being set to the supply voltage of the transmitter 100 .

Dazu weist die Spannungsquelle 310 einen Umschalter 313 auf, mit dem die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit 300 auf eine erste Spannungsstufe 311 und eine zweite Spannungsstufe 312 einstellbar ist.For this purpose, the voltage source 310 has a changeover switch 313 with which the output voltage of the transmitter supply unit 300 can be set to a first voltage level 311 and a second voltage level 312 .

Gemäß Fig. 2 ist der Umschalter 313 der Spannungsquelle 310 der redundanten Meßumformerversorgungseinheit 300, zu der die Diode 401 gehört, auf die erste Spannungsstufe 311 eingestellt. Der Umschalter 313 der Spannungsquelle 310 der speisenden Meßumformerversorgungseinheit 300, zu der die Diode 402 gehört, ist auf die zweite Spannungsstufe 312 eingestellt.Referring to FIG. 2, the changeover switch of redundant Meßumformerversorgungseinheit 300, to which the diode 401 is one set 313 of power source 310 to the first voltage level 311th The changeover switch 313 of the voltage source 310 of the supplying transmitter supply unit 300 , to which the diode 402 belongs, is set to the second voltage stage 312 .

Infolge der Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannungsstufe 311 und 312 ist die zum Entkopplungsnetzwerk 400 gehörende Diode 401 der redundanten Meßumformerversorgungseinheit 300, deren Ausgangsspannung auf die erste Spannungsstufe 311 eingestellt ist, gesperrt. Die Diode 402 der speisenden Meßumformerversorgungseinheit 300, deren Ausgangsspannung auf die zweite Spannungsstufe 312 eingestellt ist, ist leitend. Dadurch sind die zueinander parallelgeschalteten Meßumformerversorgungseinheiten 300 speiseseitig voneinander entkoppelt.As a result of the voltage difference between the first and the second voltage stage 311 and 312 , the diode 401 of the redundant transmitter supply unit 300 belonging to the decoupling network 400 and whose output voltage is set to the first voltage stage 311 is blocked. The diode 402 of the supplying transmitter supply unit 300 , whose output voltage is set to the second voltage stage 312 , is conductive. As a result, the transmitter supply units 300 connected in parallel with one another are decoupled from one another on the supply side.

Die galvanische Trennung 360 zwischen dem Stromkreis des Meßwiderstandes 320 und dem Ausgangsstromkreis über den Zweileiter-Meßumformer 100 jeder Meßumformerversorgungseinheit 300 bewirkt, daß der Meßstrom i_M nur durch den Meßwiderstand 320 der speisenden Meßumformerversorgungseinheit 300 fließt. Somit wird der Fluß des Meßstroms i_M durch den logisch zum Meßwiderstand 320 der speisenden Meßumformerversorgungseinheit 300 parallelgeschalteten Meßwiderstand 320 der redundanten Meßumformerversorgungseinheit 300 verhindert.The electrical isolation 360 between the circuit of the measuring resistor 320 and the output circuit via the two-wire transmitter 100 of each transmitter supply unit 300 causes the measuring current i _M to flow only through the measuring resistor 320 of the supplying transmitter supply unit 300 . Thus, the flow of the sensing current i _M by the logically connected in parallel with the measuring resistor 320 of the feeding Meßumformerversorgungseinheit 300 sense resistor 320 of the redundant Meßumformerversorgungseinheit 300 is prevented.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist jede Meßumformerversorgungseinheit 300 ausgangsseitig mit einer direkt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit gesteuerten Last, nachstehend als spannungsgesteuerte Last 370 bezeichnet, ausgestattet, die bei gewählter erster Spannungsstufe 311 eingeschaltet und bei gewählter zweiter Spannungsstufe 312 ausgeschaltet ist.According to a further feature of the invention, each transmitter supply unit 300 is equipped on the output side with a load which is controlled directly by the output voltage of the transmitter supply unit, hereinafter referred to as voltage-controlled load 370 , which is switched on when the first voltage stage 311 is selected and is switched off when the second voltage stage 312 is selected.

Bei der speisenden Meßumformerversorgungseinheit 300 ist die spannungsgesteuerten Last 370 somit hochohmig ausgeschaltet, wodurch jegliche Verfälschung des Meßstroms i_Mvermieden wird.In the case of the supplying transmitter supply unit 300 , the voltage-controlled load 370 is thus switched off with high resistance, thereby avoiding any falsification of the measuring current i _M.

Bei der redundanten Meßumformerversorgungseinheit 300 fließt über die spannungsgesteuerte Last 370 in Abhängigkeit von deren ohmschen Widerstand ein Prüfstrom i_P, der über dem Meßwiderstand 320 eine Prüfspannung u_P abfallen läßt. An Hand dieser Prüfspannung u_P ist die Funktionsfähigkeit der redundanten Meßumformerversorgungseinheit 300 feststellbar.In the redundant transmitter supply unit 300 , a test current i _P flows via the voltage-controlled load 370 as a function of its ohmic resistance, and causes a test voltage u _{P to} drop across the measurement resistor 320 . The functionality of the redundant transmitter supply unit 300 can be determined on the basis of this test voltage u _P.

Dabei ist es besonders zweckmäßig, die spannungsgesteuerte Last 370 möglichst nahe dem Ausgang der Meßumformerversorgungseinheit 300 anzuordnen, damit die Stromschleife des Prüfstroms i_P möglichst alle Bauelemente und Komponenten, wie die Spannungsquelle 310, der Meßwiderstand 320, die Trennanordnung 360, die Spannungsbegrenzung 340 und die Strombegrenzung 350, der Meßumformerversorgungseinheit 300 erfaßt. Zumindest ist die Trennanordnung 360 der spannungsgesteuerten Last 370 bezüglich der Spannungsquelle 310 vorgeschaltet. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist die spannungsgesteuerte Last 370 von den Ausgangsklemmen der Meßumformerversorgungseinheit 300 zum Anschluß der Zwei-Draht-Leitung 200 lediglich und notwendigerweise durch die Diode 401 beziehungsweise 402 des Entkopplungsnetzwerks 400 getrennt. It is particularly expedient to arrange the voltage-controlled load 370 as close as possible to the output of the transmitter supply unit 300 , so that the current loop of the test current i _P, if possible, all components and components, such as the voltage source 310 , the measuring resistor 320 , the isolating arrangement 360 , the voltage limiter 340 and the Current limit 350 , the transmitter supply unit 300 detects. At least the isolating arrangement 360 is connected upstream of the voltage-controlled load 370 with respect to the voltage source 310 . As shown in FIG. 2, the voltage-controlled load 370 is only and necessarily separated from the output terminals of the transmitter supply unit 300 for connecting the two-wire line 200 by the diode 401 or 402 of the decoupling network 400 .

Bei einer Störung der speisenden Meßumformerversorgungseinheit 300 wird der Umschalter 313 der gestörten Meßumformerversorgungseinheit 300 auf die erste Spannungsstufe 311 der Spannungsquelle 310 eingestellt und der Umschalter 313 der redundanten Meßumformerversorgungseinheit 300 auf die zweite Spannungsstufe 312 der Spannungsquelle 310 eingestellt. Die Stromversorgung des Zweileiter- Meßumformers 100 wird ununterbrochen durch die nunmehr speisende, redundante Meßumformerversorgungseinheit 300 fortgesetzt.A failure in the feeding Meßumformerversorgungseinheit 300, the changeover switch 313 of the faulty Meßumformerversorgungseinheit 300 of the power source 310 is set to the first voltage level 311 and the switch 313 of the redundant Meßumformerversorgungseinheit 300 set to the second voltage level of the voltage source 312 310th The power supply of the two-wire transmitter 100 is continued without interruption by the now feeding, redundant transmitter supply unit 300 .

Die für sich bekannte Trennanordnung 360 ist in Fig. 3 detailiert dargestellt. Die von der Spannungsquelle 310 abgegebene bezugspotentialgebundene Gleichspannung wird mit einem Wechselrichter 361 in eine adäquate Wechselspannung umgewandelt. Die so erhaltene, gleichwohl bezugspotentialgebundene Wechselspannung wird mit dem Übertrager 362 in eine bezugspotentialfreie Wechselspannung umgesetzt, die mit dem Gleichrichter 363 in eine bezugspotentialfreie Gleichspannung umgeformt wird.The separation arrangement 360 known per se is shown in detail in FIG. 3. The reference potential-bound direct voltage output by the voltage source 310 is converted into an adequate alternating voltage using an inverter 361 . The AC voltage thus obtained, which is nonetheless tied to reference potential, is converted by the transformer 362 into an AC voltage which is free of reference potential and which is converted by the rectifier 363 into a DC potential free of reference potential.

In Fig. 4 ist eine erste vorteilhafte Ausführungsform der spannungsgesteuerten Last 370 gezeigt, die sich durch die geringe Anzahl benötigter Bauelemente auszeichnet. Unter der Typbezeichnung SCI7700YTA ist eine integrierte Schaltung der Fa. EPSON handelsüblich, die einen Operationsverstärker 378, eine Referenzspannungsquelle 379 und eine Transistorschaltstufe 373 mit separat herausgeführtem, offenem Drain- Anschluß aufweist. Dabei ist der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 378 intern mit dem positiven Betriebsspannungsanschluß des Operationsverstärkers 378 verbunden. Der negative Betriebsspannungsanschluß des Operationsverstärkers 378 ist mit dem Source-Anschluß der Transistorschaltstufe 373 und über die Referenzspannungsquelle 379 mit dem nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 378 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 378 ist mit dem Gate-Anschluß der Transistorschaltstufe 373 verbunden.In Fig. 4 shows a first advantageous embodiment of the voltage controlled load 370 is shown, which is characterized by the small number of required components. An integrated circuit from EPSON is commercially available under the type designation SCI7700YTA, which has an operational amplifier 378 , a reference voltage source 379 and a transistor switching stage 373 with a separately led, open drain connection. The inverting input of operational amplifier 378 is internally connected to the positive operating voltage connection of operational amplifier 378 . The negative operating voltage connection of the operational amplifier 378 is connected to the source connection of the transistor switching stage 373 and via the reference voltage source 379 to the non-inverting input of the operational amplifier 378 . The output of operational amplifier 378 is connected to the gate terminal of transistor switching stage 373 .

Die spannungsgesteuerte Last 370 ist ein polarisierter Zweipol und weist einen PLUS- Anschluß und einen MINUS-Anschluß auf. Der PLUS-Anschluß der spannungsgesteuerten Last 370 ist mit dem positiven Betriebsspannungsanschluß des Operationsverstärkers 378 und über einen Lastwiderstand 376 mit dem separat herausgeführten, offenen Drain-Anschluß der Transistorschaltstufe 373 verbunden. The voltage controlled load 370 is a polarized bipolar and has a PLUS connection and a MINUS connection. The PLUS connection of the voltage-controlled load 370 is connected to the positive operating voltage connection of the operational amplifier 378 and, via a load resistor 376, to the separately led, open drain connection of the transistor switching stage 373 .

Der MINUS-Anschluß der spannungsgesteuerten Last 370 ist über eine Z-Diode 371 mit dem negativen Betriebsspannungsanschluß des Operationsverstärkers 378 verbunden.The minus connection of the voltage-controlled load 370 is connected via a Zener diode 371 to the negative operating voltage connection of the operational amplifier 378 .

Die Z-Spannung der Z-Diode 371 ist so gewählt, daß die Summe aus der Referenzspannung der Referenzspannungsquelle 379 und der Z-Spannung der Z- Diode 371 größer ist als die erste Spannungsstufe 311 und kleiner als die zweite Spannungsstufe 312 der Spannungsquelle 310 ist.The Z voltage of the Z diode 371 is selected such that the sum of the reference voltage of the reference voltage source 379 and the Z voltage of the Z diode 371 is greater than the first voltage stage 311 and less than the second voltage stage 312 of the voltage source 310 .

Zur nachstehenden Beschreibung der Funktionsweise wird auf die Fig. 5 Bezug genommen, in der die Übertragungskennlinie der spannungsgesteuerten Last nach der Fig. 4 dargestellt ist. Dabei seien die Z-Spannung der Z-Diode 371 zu 15 V und die Referenzspannung der Referenzspannungsquelle 379 zu 4 V vorausgesetzt.For the description of the mode of operation below, reference is made to FIG. 5, in which the transmission characteristic of the voltage-controlled load according to FIG. 4 is shown. The Z voltage of the Z diode 371 at 15 V and the reference voltage of the reference voltage source 379 at 4 V are assumed.

Solange die Spannung über der spannungsgesteuerten Last 370 kleiner ist als die Z- Spannung der Z-Diode 371, wird der Stromfluß durch die spannungsgesteuerte Last 370 und damit deren Widerstand durch den geringen Sperrstrom der Z-Diode 371 bestimmt.As long as the voltage across the voltage-controlled load 370 is lower than the Z-voltage of the Z-diode 371 , the current flow through the voltage-controlled load 370 and thus its resistance is determined by the low reverse current of the Z-diode 371 .

Sobald die Spannung U_G1 über der spannungsgesteuerten Last 370 die Z-Spannung der Z-Diode 371 zuzüglich der minimalen Betriebspannung des SCI7700YTA von etwa 1,5 V überschreitet, wird der Ausgang des Operationsverstärkers 378 infolge des durch die Referenzspannungsquelle 379 vorgespannten nichtinvertierenden Eingangs des Operationsverstärkers 378 gegenüber dem negativen Betriebsspannungsanschluß des Operationsverstärkers 378 positiv und damit die Transistorschaltstufe 373 leitend. In diesem Betriebszustand der spannungsgesteuerten Last 370 wird der Stromfluß durch die spannungsgesteuerte Last 370 und damit deren Widerstand durch das Verhältnis der Differenz aus der Spannung über der spannungsgesteuerten Last 370 und der Z-Spannung der Z-Diode 371 zum Lastwiderstand 376 bestimmt.As soon as the voltage U _G1 across the voltage-controlled load 370 exceeds the Z-voltage of the Z-diode 371 plus the minimum operating voltage of the SCI7700YTA of approximately 1.5 V, the output of the operational amplifier 378 becomes due to the non-inverting input of the operational amplifier biased by the reference voltage source 379 378 positive with respect to the negative operating voltage connection of the operational amplifier 378 and thus the transistor switching stage 373 conductive. In this operating state of the voltage-controlled load 370 , the current flow through the voltage-controlled load 370 and thus its resistance is determined by the ratio of the difference between the voltage across the voltage-controlled load 370 and the Z voltage of the Z diode 371 to the load resistor 376 .

Sobald die Spannung U_G2 über der spannungsgesteuerten Last 370 die Summe aus der die Z-Spannung der Z-Diode 371 und der Referenzspannung der Referenzspannungsquelle 379 überschreitet, wird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 378 infolge positiveren Potentials am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 378 als an seinem nichtinvertierenden Eingang das Potential am negativen Betriebsspannungsanschluß des Operationsverstärkers 378 annehmen und damit die Transistorschaltstufe 373 schlagartig gesperrt. In diesem Betriebszustand der spannungsgesteuerten Last 370 wird der Stromfluß durch die spannungsgesteuerte Last 370 und damit deren Widerstand durch den geringen Ruhestrom des Operationsverstärkers 378 bestimmt.As soon as the voltage U _G2 across the voltage-controlled load 370 exceeds the sum of the Z voltage of the Z diode 371 and the reference voltage of the reference voltage source 379 , the output voltage of the operational amplifier 378 becomes due to a more positive potential at the inverting input of the operational amplifier 378 than at its non-inverting one Input the potential at the negative operating voltage connection of the operational amplifier 378 and thus the transistor switching stage 373 suddenly blocked. In this operating state of the voltage-controlled load 370 , the current flow through the voltage-controlled load 370 and thus its resistance is determined by the low quiescent current of the operational amplifier 378 .

Die erste Spannungsstufe 311 ist zwischen den Spannungen U_G1 und U_G2 bemessen und auf 18 V eingestellt. Die zweite Spannungsstufe 312 ist größer als die Spannung U_G2 und auf 20 V eingestellt.The first voltage stage 311 is dimensioned between the voltages U _G1 and U _G2 and set to 18 V. The second voltage stage 312 is greater than the voltage U _G2 and set to 20 V.

Neben der geringen Anzahl benötigter Bauelemente zeichnet sich diese Ausführungsform der spannungsgesteuerten Last 370 durch einen geringen Reststrom im hochohmig gesperrten Zustand und eine im wesentlichen sägezahnförmige Übertragungskennlinie, deren Rampenfußpunkt mit der Z-Spannung der Z-Diode 371 zusammenfällt und deren Rampe bei der Summe aus der der Z-Spannung der Z-Diode 371 und der Referenzspannung der Referenzspannungsquelle 379 ihren Höhepunkt hat.In addition to the small number of required components, this embodiment of the voltage-controlled load 370 is characterized by a low residual current in the high-impedance blocked state and an essentially sawtooth-shaped transmission characteristic whose ramp base coincides with the Z voltage of the Z diode 371 and whose ramp is the sum of the two the Z voltage of the Z diode 371 and the reference voltage of the reference voltage source 379 peak.

In Fig. 6 ist eine zweite vorteilhafte Ausführungsform der spannungsgesteuerten Last 370 gezeigt, die aus einer Transistorstufe 372 mit einem Arbeitswiderstand 375 und an ihrem Steuereingang mit einem Spannungsteiler, der aus einer Z-Diode 371 und einem Spannungsteilerwiderstand 374 besteht, und der ein Schaltverstärker 373 mit einem Belastungswiderstand 376 nachgeschaltet ist, besteht. Die Z-Spannung der Z- Diode 371 ist so bemessen, daß ihr Wert zwischen den Spannungen der ersten und der zweiten Spannungsstufe 311 und 312 liegt. Die spannungsgesteuerte Last 370 ist ein polarisierter Zweipol und weist einen PLUS-Anschluß und einen MINUS-Anschluß auf.In Fig. 6 shows a second advantageous embodiment of the voltage controlled load 370 is shown, which consists of a transistor stage 372 with a load resistor 375 and at its control input to a voltage divider comprising a Zener diode 371 and a voltage dividing resistor 374, and a switching amplifier 373 is connected downstream with a load resistor 376 . The Z voltage of the Z diode 371 is dimensioned such that its value lies between the voltages of the first and second voltage stages 311 and 312 . The voltage controlled load 370 is a polarized bipolar and has a PLUS connection and a MINUS connection.

In einer ersten Variante der zweiten Ausführungsform der spannungsgesteuerten Last 370 sind die Transistoren der Transistorstufe 372 und des Schaltverstärkers 373 wie in Fig. 6 dargestellt vom bipolaren Typ. Der PLUS-Anschluß der spannungsgesteuerten Last 370 ist mit der Kathode der Z-Diode 371, dem freien Anschluß des Arbeitswiderstands 375 und dem freien Anschluß des Belastungswiderstands 376 verbunden. Der MINUS-Anschluß der spannungsgesteuerten Last 370 ist dem freien Anschluß des Spannungsteilerwiderstands 374 und den Emittern der Transistoren der Transistorstufe 372 und des Schaltverstärkers 373 verbunden. Die Transistoren der Transistorstufe 372 und des Schaltverstärkers 373 arbeiten in Kollektorschaltung. Die Basis des Transistors der Transistorstufe 372 ist über einen Basiswiderstand 377 an den Abgriff des Spannungsteilers angeschlossen.In a first variant of the second embodiment of the voltage-controlled load 370 , the transistors of the transistor stage 372 and of the switching amplifier 373 are of the bipolar type, as shown in FIG. 6. The PLUS connection of the voltage-controlled load 370 is connected to the cathode of the Zener diode 371 , the free connection of the load resistor 375 and the free connection of the load resistor 376 . The minus terminal of the voltage-controlled load 370 is connected to the free terminal of the voltage divider resistor 374 and the emitters of the transistors of the transistor stage 372 and of the switching amplifier 373 . The transistors of the transistor stage 372 and the switching amplifier 373 operate in a collector circuit. The base of the transistor of transistor stage 372 is connected to the tap of the voltage divider via a base resistor 377 .

Zur nachstehenden Beschreibung der Funktionsweise wird auf die Fig. 7 Bezug genommen, in der die Übertragungskennlinie der spannungsgesteuerten Last 370 nach der Fig. 6 dargestellt ist. Dabei seien die Z-Spannung der Z-Diode 371 zu 18 V und der Widerstand 376 zu 10 kΩ vorausgesetzt.For the following description of the mode of operation, reference is made to FIG. 7, in which the transmission characteristic of the voltage-controlled load 370 according to FIG. 6 is shown. The Z voltage of the Z diode 371 to 18 V and the resistor 376 to 10 kΩ are assumed.

Solange die Spannung über der spannungsgesteuerten Last 370 kleiner ist als die Z-Spannung der Z-Diode 371, ist der Transistor der Transistorstufe 372 gesperrt und der Transistor des Schaltverstärkers 373 erhält Basisstrom über den Arbeitswiderstands 375 und ist geöffnet. Der Stromfluß durch die spannungsgesteuerte Last 370 und damit deren Widerstand wird durch den Belastungswiderstands 376 bestimmt. Der Prüfstrom steigt proportional zur Spannung über der spannungsgesteuerten Last 370.As long as the voltage across the voltage-controlled load 370 is less than the Z voltage of the Zener diode 371 , the transistor of the transistor stage 372 is blocked and the transistor of the switching amplifier 373 receives base current through the load resistor 375 and is open. The current flow through the voltage controlled load 370 and thus its resistance is determined by the load resistor 376 . The test current increases in proportion to the voltage across the voltage controlled load 370 .

Sobald die Spannung U_G2 über der spannungsgesteuerten Last 370 die Summe aus der die Z-Spannung der Z-Diode 371 und der Flußspannung der Basis-Emitter-Diode des Transistors der Transistorstufe 372 überschreitet, wird der Transistor der Transistorstufe 372 leitend und sperrt den Transistor des Schaltverstärkers 373. Der Stromfluß durch die spannungsgesteuerte Last 370 und damit deren Widerstand wird im wesentlichen durch den Kollektorstrom des Transistors der Transistorstufe 372 bestimmt. Dazu ist der Widerstandswert des Arbeitswiderstands 375 so hochohmig gewählt, daß der Querstrom durch die spannungsgesteuerte Last 370 bei eingestellter zweiter Spannungsstufe 312 gegenüber dem Meßstrom i_M vernachlässigbar ist. In einer realisierten Ausführungsform ist der Widerstandswert des Arbeitswiderstands 375 zu 10 MΩ bemessen. Bei einer Speisespannung von 20 V bei gewählter zweiter Spannungsstufe 312 beträgt der Querstrom 2 µA; das sind 0,01% vom Endwert des maximal 20 mA betragenden Meßstroms i_M und somit vernachlässigbar.As soon as the voltage U _G2 across the voltage-controlled load 370 exceeds the sum of the Z voltage of the Z diode 371 and the forward voltage of the base-emitter diode of the transistor of the transistor stage 372 , the transistor of the transistor stage 372 becomes conductive and blocks the transistor of the switching amplifier 373 . The current flow through the voltage-controlled load 370 and thus its resistance is essentially determined by the collector current of the transistor of the transistor stage 372 . For this purpose, the resistance value of the load resistor 375 is chosen so high that the cross-current through the voltage-controlled load 370 is negligible compared to the measuring current i _M when the second voltage stage 312 is set. In a realized embodiment, the resistance value of the load resistor 375 is dimensioned to 10 MΩ. With a supply voltage of 20 V with a selected second voltage level 312 , the cross current is 2 µA; that is 0.01% of the final value of the maximum measuring current i _M 20 and is therefore negligible.

In einer zweiten Variante der zweiten Ausführungsform der spannungsgesteuerten Last 370 sind die Transistoren der Transistorstufe 372 und des Schaltverstärkers 373 vom unipolaren Typ. Bei gleichem Aufbau und gleicher Funktion ist unter Berücksichtigung der Bauartunterschiede für Transistoren vom unipolaren Typ der Basiswiderstand 377 verzichtbar.In a second variant of the second embodiment of the voltage-controlled load 370 , the transistors of the transistor stage 372 and of the switching amplifier 373 are of the unipolar type. With the same structure and the same function, taking into account the design differences for transistors of the unipolar type, the base resistor 377 can be dispensed with.

Ausgehend von dem in Fig. 1 dargestellten Grundprinzip und der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform ist in Fig. 8 unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel eine erfindungsgemäße Anordnung zur redundanten Spannungsversorgung eines Zweileiter-Meßumformers 100 mit zwei gleichartigen Meßumformerversorgungseinheiten 300 in einer zweiten Ausführungsform dargestellt.Based on the basic principle shown in FIG. 1 and the first embodiment shown in FIG. 2, an arrangement according to the invention for redundant voltage supply of a two-wire transmitter 100 with two similar transmitter supply units 300 in a second embodiment is shown in FIG. 8 using the same reference symbols for the same means shown.

Entsprechend einem ersten Merkmal der Erfindung sind die beiden gleichartigen Meßumformerversorgungseinheiten 300 ausgangsseitig über ein aus Dioden 401 und 402 bestehendes Entkopplungsnetzwerk 400 parallel geschaltet. Dabei sind die Dioden 401 und 402 in Flußrichtung des Meßstroms i_M in den Strompfad der jeweiligen Meßumformerversorgungseinheit 300 eingefügt. Gleichnamige Anschlüsse der Dioden 401 und 402 sind miteinander verbunden. According to a first feature of the invention, the two similar transmitter supply units 300 are connected in parallel on the output side via a decoupling network 400 consisting of diodes 401 and 402 . The diodes 401 and 402 are inserted in the flow direction of the measuring current i _M into the current path of the respective transmitter supply unit 300 . Connections of the same name of the diodes 401 and 402 are connected to one another.

Gemäß Fig. 8 ist der Umschalter 313 der Spannungsquelle 310 der redundanten Meßumformerversorgungseinheit 300, zu der die Diode 401 gehört, auf die erste Spannungsstufe 311 eingestellt. Der Umschalter 313 der Spannungsquelle 310 der speisenden Meßumformerversorgungseinheit 300, zu der die Diode 402 gehört, auf die zweite Spannungsstufe 312 eingestellt.According to Fig. 8, the changeover switch of redundant Meßumformerversorgungseinheit 300, to which the diode 401 is one set 313 of power source 310 to the first voltage level 311th The changeover switch 313 of the voltage source 310 of the supplying transmitter supply unit 300 , to which the diode 402 belongs, is set to the second voltage stage 312 .

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist jede Meßumformerversorgungseinheit 300 ausgangsseitig mit einer indirekt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit gesteuerten Last, nachstehend als stromgesteuerte Last 380 bezeichnet, ausgestattet, die bei gewählter erster Spannungsstufe 311 eingeschaltet und bei gewählter zweiter Spannungsstufe 312 ausgeschaltet ist.According to a further feature of the invention, each transmitter supply unit 300 is equipped on the output side with a load which is indirectly controlled by the output voltage of the transmitter supply unit, hereinafter referred to as current-controlled load 380 , which is switched on when the first voltage stage 311 is selected and is switched off when the second voltage stage 312 is selected.

Bei der speisenden Meßumformerversorgungseinheit 300 ist die stromgesteuerten Last 380 somit hochohmig ausgeschaltet, wodurch jegliche Verfälschung des Meßstroms i_M vermieden wird.In the supplying transmitter supply unit 300 , the current-controlled load 380 is thus switched off with high resistance, thereby avoiding any falsification of the measuring current i _M.

Bei der redundanten Meßumformerversorgungseinheit 300 fließt über die stromgesteuerte Last 380 in Abhängigkeit von deren ohmschen Widerstand ein Prüfstrom i_P, der über dem Meßwiderstand 320 eine Prüfspannung u_P abfallen läßt. An Hand dieser Prüfspannung u_P ist die Funktionsfähigkeit der redundanten Meßumformerversorgungseinheit 300 feststellbar.In the redundant transmitter supply unit 300 , a test current i _P flows via the current-controlled load 380 as a function of its ohmic resistance, and causes a test voltage u _{P to} drop across the measuring resistor 320 . The functionality of the redundant transmitter supply unit 300 can be determined on the basis of this test voltage u _P.

Dabei ist es besonders zweckmäßig, die stromgesteuerte Last 380 möglichst nahe dem Ausgang der Meßumformerversorgungseinheit 300 anzuordnen, damit die Stromschleife des Prüfstroms i_P möglichst alle Bauelemente und Komponenten, wie die Spannungsquelle 310, der Meßwiderstand 320, die Trennanordnung 360, die Spannungsbegrenzung 340 und die Strombegrenzung 350, der Meßumformerversorgungseinheit 300 erfaßt. Zumindest ist die Trennanordnung 360 der stromgesteuerten Last 380 bezüglich der Spannungsquelle 310 vorgeschaltet. Gemäß der Darstellung in Fig. 8 ist die stromgesteuerte Last 380 von den Ausgangsklemmen der Meßumformerversorgungseinheit 300 zum Anschluß der Zwei- Draht-Leitung 200 lediglich und notwendigerweise durch die Diode 401 beziehungsweise 402 des Entkopplungsnetzwerks 400 getrennt.It is particularly expedient to arrange the current-controlled load 380 as close as possible to the output of the transmitter supply unit 300 , so that the current loop of the test current i _P, if possible, all components and components, such as the voltage source 310 , the measuring resistor 320 , the isolating arrangement 360 , the voltage limiter 340 and the Current limit 350 , the transmitter supply unit 300 detects. At least the isolating arrangement 360 is connected upstream of the current-controlled load 380 with respect to the voltage source 310 . As shown in FIG. 8, the current-controlled load 380 is only and necessarily separated from the output terminals of the transmitter supply unit 300 for connecting the two-wire line 200 by the diode 401 or 402 of the decoupling network 400 .

In Fig. 9 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der stromgesteuerten Last 380 gezeigt, die sich durch die geringe Anzahl benötigter Bauelemente auszeichnet. Die stromgesteuerten Last 380 ist eine indirekt durch die Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit 300 gesteuerte Last, für die als Schaltkriterium der aus der eingestellten Spannungsstufe 311 und 312 durch den Meßumformer 100 fließenden Meßstrom i_M vorgesehen ist. FIG. 9 shows an advantageous embodiment of the current-controlled load 380 , which is characterized by the small number of components required. The current-controlled load 380 is a load which is controlled indirectly by the output voltage of the transmitter supply unit 300 and for which the measurement current i _M flowing from the set voltage stage 311 and 312 through the transmitter 100 is provided as the switching criterion.

Vereinbarungsgemäß ist die Meßumformerversorgungseinheit 300 bei gewählter erster Spannungsstufe 311 redundant geschaltet und bei gewählter zweiter Spannungsstufe 312 speisend. Demzufolge fließt bei gewählter zweiter Spannungsstufe 312 ein Meßstrom i_M mit einer Spanne von 4...20 mA über die Zwei- Draht-Leitung 200 und den Meßumformerinnenwiderstand 110, während die Meßumformerversorgungseinheit 300 bei gewählter erster Spannungsstufe 311 von der Zwei-Draht-Leitung 200 entkoppelt ist.According to the agreement, the transmitter supply unit 300 is connected redundantly when the first voltage stage 311 is selected and is feeding when the second voltage stage 312 is selected . Accordingly, when the second voltage stage 312 is selected, a measuring current i _M with a span of 4-20 mA flows over the two-wire line 200 and the transmitter internal resistor 110 , while the transmitter supply unit 300 with the selected first voltage stage 311 flows from the two-wire line 200 is decoupled.

Die stromgesteuerten Last 380 ist ein polarisierter Dreipol und weist einen Spannungsanschluß 387, einen ersten Stromanschluß 388 und einen zweiten Stromanschluß 389 auf. Der erste Stromanschluß 388 ist über einen vom Meßstrom i_M durchflossenen Widerstand 384 mit dem zweiten Stromanschluß 389 verbunden. Der Spannungsanschluß 387 ist über eine erste Transistorstufe, die aus einem ersten Transistor 382 und einem Widerstand 385 gebildet ist, und eine zweite Transistorstufe bestehend aus einem zweiten Transistor 383 und einem Widerstand 386 mit dem zweiten Stromanschluß 389 verbunden. Der erste Transistor 382 ist vom bipolaren Typ, der zweite Transistor 383 ist vom unipolaren Typ. Die Basis-Emitter-Diode des ersten Transistors 382 ist dem Widerstand 384 parallel geschaltet.The current controlled load 380 is a polarized three pole and has a voltage connection 387 , a first current connection 388 and a second current connection 389 . The first current connection 388 is connected to the second current connection 389 via a resistor 384 through which the measuring current i _M flows. The voltage connection 387 is connected to the second current connection 389 via a first transistor stage, which is formed from a first transistor 382 and a resistor 385 , and a second transistor stage consisting of a second transistor 383 and a resistor 386 . The first transistor 382 is of the bipolar type, the second transistor 383 is of the unipolar type. The base-emitter diode of the first transistor 382 is connected in parallel with the resistor 384 .

Zur nachstehenden Beschreibung der Funktionsweise wird auf die Fig. 10 Bezug genommen, in der die Übertragungskennlinie der stromgesteuerten Last 380 nach der Fig. 9 dargestellt ist. Dabei seien der Widerstand 384 zu 300 Ω, der Widerstand 385 zu 10 MΩ und der Widerstand 386 zu 10 kΩ vorausgesetzt.For the following description of the mode of operation, reference is made to FIG. 10, in which the transmission characteristic of the current-controlled load 380 according to FIG. 9 is shown. Resistance 384 to 300 Ω, resistance 385 to 10 MΩ and resistance 386 to 10 kΩ are assumed.

Bei gewählter erster Spannungsstufe 311 ist die Meßumformerversorgungseinheit 300 redundant geschaltet und der Meßstrom i_M gleich Null. Demzufolge ist der Spannungsabfall über dem Widerstand 384 gleich Null und der erste Transistor 382 ist gesperrt. Das Gate des zweiten Transistors 383 ist mit dem Widerstand 385 vorgespannt, so daß der zweite Transistor 383 leitend ist. Durch den Drainwiderstand 386 stellt sich ein Prüfstrom i_P von etwa 2 mA vom Spannungsanschluß 387 zum zweiten Stromanschluß 389 ein.When the first voltage stage 311 is selected, the transmitter supply unit 300 is connected redundantly and the measuring current i _{M is} equal to zero. As a result, the voltage drop across resistor 384 is zero and first transistor 382 is blocked. The gate of the second transistor 383 is biased with the resistor 385 so that the second transistor 383 is conductive. A test current i _P of approximately 2 mA is established by the drain resistor 386 from the voltage connection 387 to the second current connection 389 .

Bei gewählter zweiter Spannungsstufe 312 ist die Meßumformerversorgungseinheit 300 speisend und der Meßstrom i_Mnimmt einen Wert innerhalb der Spanne 4...20 mA ein. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 384 übersteigt die Flußspannung der Basis-Emitter-Diode des ersten Transistors 382, der dadurch leitend wird und den zweiten Transistor 383 sperrt. Die stromgesteuerte Last 380 ist bezüglich der Ausgangsspannung der Meßumformerversorgungseinheit 300 hochohmig.When the second voltage stage 312 is selected, the transmitter supply unit 300 is feeding and the measuring current i _M assumes a value within the range 4 ... 20 mA. The voltage drop across the resistor 384 exceeds the forward voltage of the base-emitter diode of the first transistor 382 , which thereby becomes conductive and blocks the second transistor 383 . The current-controlled load 380 is high-impedance with respect to the output voltage of the transmitter supply unit 300 .

Der Stromfluß durch die stromgesteuerte Last 380 und damit deren Widerstand wird im wesentlichen durch den Kollektorstrom des ersten Transistors 382 bestimmt. Der Widerstandswert des Arbeitswiderstands 385 ist mit 10 MΩ so hochohmig gewählt, daß der Querstrom durch die stromgesteuerte Last 380 bei eingestellter zweiter Spannungsstufe 312 gegenüber dem Meßstrom i_M vernachlässigbar ist. Bei einer Speisespannung von 20 V beträgt der Querstrom 2 µA; das sind 0,01% vom Endwert des maximal 20 mA betragenden Meßstroms i_M und somit vernachlässigbar.The current flow through the current-controlled load 380 and thus its resistance is essentially determined by the collector current of the first transistor 382 . The resistance value of the load resistor 385 is chosen with 10 MΩ so high that the cross current through the current-controlled load 380 with the second voltage stage 312 set is negligible compared to the measuring current i _M. With a supply voltage of 20 V the cross current is 2 µA; that is 0.01% of the final value of the maximum measuring current i _M 20 and is therefore negligible.

Die Schaltschwelle, bei welchem Strom I_T die stromgesteuerte Last 380 zwischen dem hochohmigen Zustand und der Prüfstromgenerierung wechselt, ist durch den Wert des Widerstands 384 wählbar. Die eingangs vereinbarte Bemessung zu 300 Ω bewirkt bei einem Stromfluß von I_T = 2 mA durch den Widerstand 384 einen der Schwellspannung der Basis-Emitter-Diode des ersten Transistors 382 entsprechenden Spannungsabfall.The switching threshold at which current I _{T changes} the current-controlled load 380 between the high-resistance state and the test current generation can be selected by the value of the resistor 384 . The initially agreed dimensioning of 300 Ω causes a voltage drop corresponding to the threshold voltage of the base-emitter diode of the first transistor 382 at a current flow of I _T = 2 mA through the resistor 384 .

Zur Unterscheidung des Prüfstroms I_P vom Meßstrom i_M ist vorgesehen, den Prüfstroms i_P außerhalb der Spanne des Meßstroms i_Mzu bemessen.To distinguish the test current I _P from the measurement current i _{M, it} is provided that the test current i _P be measured outside the range of the measurement current i _M.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, den Prüfstroms I_P so zu bemessen, daß sein Maximalwert kleiner als der Minimalwert des Meßstroms i_M ist, wie in den Fig. 5, 7 und 10 dargestellt ist.It is preferably provided that the test current I _P is dimensioned such that its maximum value is less than the minimum value of the measurement current i _M , as shown in FIGS. 5, 7 and 10.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, den Prüfstroms i_P oberhalb der Spanne des Meßstroms i_M so einzustellen, daß die Strombegrenzung 350 anspricht.However, provision can also be made to set the test current i _P above the span of the measurement current i _M so that the current limit 350 responds.

Vorteilhafterweise ist damit ein weiteres Element der Meßumformerversorgungseinheit 300 prüfbar.A further element of the transmitter supply unit 300 can thus advantageously be checked.

Reference list

100100

Meßumformer
Transmitter

110110

Meßumformerinnenwiderstand
Transmitter internal resistance

200200

Zwei-Draht-Leitung
Two-wire line

201201

Hinleitung
Forwarding

202202

Rückleitung
Return

300300

Meßumformerversorgungseinheit
Transmitter supply unit

310310

Spannungsquelle
Voltage source

311311

erste Spannungsstufe
first voltage level

312312

zweite Spannungsstufe
second voltage level

313313

Umschalter
switch

320320

Meßwiderstand
Measuring resistor

330330

Meßverstärker
Measuring amplifier

340340

Spannungsbegrenzung
Voltage limitation

350350

Strombegrenzung
Current limitation

360360

Trennanordnung
Separation arrangement

361361

Wechselrichter
Inverter

362362

Übertrager
Transformer

363363

Gleichrichter
Rectifier

370370

spannungsgesteuerte Last
voltage controlled load

371371

Z-Diode
Zener diode

372372

, ,

373373

Transistoren
Transistors

374374

bis to

377377

Widerstände
Resistances

378378

Operationsverstärker
Operational amplifier

379379

Referenzspannungsquelle
Reference voltage source

380380

stromgesteuerte Last
current controlled load

382382

, ,

383383

Transistoren
Transistors

384384

bis to

386386

Widerstände
Resistances

387387

Spannungsanschluß
Voltage connection

388388

erster Stromanschluß
first power connection

389389

zweiter Stromanschluß
second power connector

400400

Entkopplungsnetzwerk
Decoupling network

401401

, ,

402402

Dioden
Diodes

500500

Meßwertverarbeitungsmittel
Measurement processing means

Claims

1. Arrangement for the redundant voltage supply of two-wire transmitters ( 100 ), which output a measurement signal as impressed current, with transmitter supply units ( 300 ), each with means ( 310 ) for providing a stabilized output voltage for supplying the transmitter ( 100 ) and a measuring resistor ( 320 ) for recording the impressed current,

1. the measuring resistor ( 320 ) being connected downstream of measured value processing means ( 500 ),
2. wherein the output of each transmitter supply unit ( 300 ) through a separation arrangement ( 360 ) consisting of an inverter ( 361 ), a transformer ( 362 ) and a rectifier ( 363 ) from the measuring resistor ( 320 ), the measured value processing means ( 500 ) and the means ( 310 ) is galvanically isolated to provide a stabilized output voltage,
3. two transmitter supply units ( 300 ) are connected in parallel on the output side via a decoupling network ( 400 ) consisting of diodes ( 401 , 402 ), the diodes ( 401 , 402 ) being arranged in the current path of the output voltage of each transmitter supply unit ( 300 ),
4. wherein the output voltage of each transmitter supply unit ( 300 ) can be selected in two stages, the first voltage stage ( 311 ) for checking the function of the transmitter supply unit ( 300 ) compared to the supply voltage of the transmitter ( 100 ) is reduced and the second voltage stage ( 312 ) to the supply voltage the transmitter ( 100 ) is set and
5. wherein each transmitter supply unit ( 300 ) is equipped on the output side with a load ( 370 , 380 ) controlled as a function of the selected voltage level ( 311 , 312 ), which is switched on when the first voltage level ( 311 ) is selected and is switched off when the second voltage level ( 312 ) is selected is.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the separating arrangement ( 360 ) between the controlled load ( 370 , 380 ) and the means ( 310 ) is arranged to provide a stabilized output voltage.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the output of each transmitter supply unit ( 300 ) is equipped with means ( 340 ) for limiting the output voltage, which are inserted between the separating arrangement ( 360 ) and the controlled load ( 370 , 380 ).

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switching criterion of the controlled load ( 370 ) is the resulting from the set voltage level ( 311 , 312 ) terminal voltage on the voltage-controlled load ( 370 ).

5. Arrangement according to claim 4, characterized in

1. that the voltage-controlled load ( 370 ) from a collector stage ( 372 , 375 ), the base voltage divider ( 371 , 374 ) has a Zener diode ( 371 ) and which is followed by a switching amplifier ( 373 , 376 ) with a load resistor ( 376 ) , exists and
2. that the Z voltage of the Z diode ( 371 ) between the voltages of the first and the second voltage stage ( 311 , 312 ) is dimensioned.

6. Arrangement according to claim 4, characterized in

1. that the voltage-controlled load ( 370 ) consists of a voltage comparator with an operational amplifier circuit ( 378 ) with an integrated reference voltage source ( 379 ) and a switching amplifier ( 373 ), the switching amplifier ( 373 ) being assigned a load resistor ( 376 ) which is associated with a Z Diode ( 371 ) is connected in series, and
2. that the Z voltage of the Z diode ( 371 ) between the voltages of the first and the second voltage stage ( 311 , 312 ) is dimensioned.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switching criterion of the controlled load ( 380 ) is an electrical variable derived from the set voltage level ( 311 , 312 ).

8. The arrangement according to claim 7, characterized in that the switching criterion of the controlled load ( 380 ) is the current flowing through the transmitter ( 100 ) and the controlled load ( 380 ) is a current-controlled load ( 380 ).

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the current-controlled load ( 380 ) has a first transistor stage ( 382 , 385 ), one of the first downstream, second transistor stage ( 383 , 386 ) and a resistor ( 384 ) in the current path of the measuring current and that the resistor ( 384 ) is arranged in the control circuit of the first transistor stage ( 382 , 385 ).

10. Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the current through the controlled load ( 370 , 380 ) when the first voltage stage ( 311 ) is set is smaller than the smallest current impressed by the measurement signal.

11. Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the current through the controlled load ( 370 , 380 ) when the first voltage stage ( 311 ) is set is greater than the largest current impressed by the measurement signal.

12. The arrangement according to claim 11, characterized in that the current through the controlled load ( 370 , 380 ) when the first voltage stage ( 311 ) is set is greater than the current limit value of the current limitation ( 350 ).