JP6985799B2 - 測定回路 - Google Patents

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Description

本発明は、測定対象から測定信号を生成するように構成された検出素子と、補助信号を生成するように構成されたシグナル・インジェクタと、第1の信号ラインを介して検出素子の第1の極に接続された第1の入力を備えた第1の上流増幅器、及び第2の信号ラインを介して検出素子の第2の極に接続された第1の入力を備えた第2の上流増幅器を備えた評価回路とを備える測定回路に関する。
上記タイプの測定回路は、米国特許第6,498,501(B2)号により知られている。この測定回路は、検出素子を測定増幅器及び故障指示信号増幅器に接続する2つの信号ラインの対称配置を備える。測定素子は、これらの増幅器へ対称入力信号を送り出す。測定増幅器は、その入力信号の差を表す測定信号を送り出す。故障指示信号増幅器は、入力信号の和を表す故障指示信号を送り出す。この回路の検出素子は、圧電変換器によって与えられる。
シグナル・インジェクタによって生成される補助信号は、さらなるテスト信号注入ラインを介して圧電変換器の端子に注入される。検出回路は、圧電変換器に並列に接続された2つのインジェクション・キャパシタをさらに備える。両インジェクション・キャパシタは、別個のテスト信号注入ラインに接続されており、テスト信号注入ラインを介して信号インジェクション・キャパシタによって補助テスト信号がシグナル・インジェクタの出力から検出回路の中に注入することができるようになっている。次いで、テスト信号は、それぞれの信号ラインを介して注入箇所から評価回路へ送信される。これによって、監視される振動機械の動作中だけでなく、振動機械が停止しているときも、測定回路が測定回路の品質を評価することを可能にする。このようにして、測定回路の常時監視が実現され得る。2つの別個の非対称電荷増幅器上の圧電素子から正電荷及び負電荷を取り入れ、次いで第3の増幅器上で一方を他方から取り去ることによって、2つの主な利点が達成される。1つ目は、高いコモン・モード除去比(CMRR:Common−Mode Rejection Ratio)であり、2つ目は、低ノイズ・レベルである。
しかしながら、これらの有利な特徴にもかかわらず、この回路は、いくつかの不利益を被る。詳細には、上記回路は、検出素子に接続されるテスト信号専用の追加の導体を必要とする。この追加の導体のため、上記回路は、センサを交換せずに、すでに組み込まれた測定チェーンに据え付けることができない。それ以上に、第3のコネクタが、センサ及びケーブルの設計及び製造にさらなる複雑さをもたらし、したがって、コストをより高いものにし、より多くの量の構成部品により回路の信頼性に影響を及ぼす。
米国特許第6,498,501(B2)号 米国特許出願第2014/0225634(A1)号
本発明の目的は、上述した利点のうちの少なくとも1つを改善するとともに、最初に記載した測定回路にその測定チェーンの改善された信頼できる制御を与え、特に、検出素子で実際の測定を行っている最中の間ずっと、検出素子から届く測定信号の完全性の連続的なテストを可能にすることである。さらなる目的は、測定回路内の測定問題の原因を特定することを可能にすること、特に、信号ライン及び/又は検出素子及び/又は残りの電子構成部品についての別個のテスト能力を可能にすることである。別の目的は、すでに存在する検出素子及び/又はすでに存在する信号ラインの変更が必要とされない、異なる検出ユニット及び/又は評価ユニット、特に、新しいテスト回路及び/又は評価回路に関してアップグレード可能である能力を最初に記載した測定回路に与えること、特に、検出素子及び/又は信号ラインの交換及び/又は変更が必要とされないように測定回路を据え付ける可能性を与えることである。
これらの目的の少なくとも1つは、請求項1に記載の測定回路により達成される。従属請求項は、好ましい実施例を定める。
したがって、本発明は、第1の上流増幅器がシグナル・インジェクタに接続された第2の入力を備えることを示唆する。評価回路は、シグナル・インジェクタに接続された第1の入力を有する第1の下流増幅器と、第1の上流増幅器の出力に接続された第2の入力とをさらに備える。したがって、シグナル・インジェクタによって生成された補助信号をシグナル・インジェクタから検出素子へ供給するために追加の信号ライン、詳細には第3の信号ラインは必要とされず、省略可能である。
一方、測定回路の信頼性は、特に、検出素子のかなり感度のよい範囲内で、回路の複雑さを減少させることによって、このように改善することができる。より詳細には、航空機のエンジン又は陸上タービンなどの回転機械の監視時に典型的には遭遇するような大変苛酷な環境内で作動するとき、例えばかなり複雑な計算ハードウェア及び/又はソフトウェアが必要とされないそのような環境に対して、より信頼できる及び/又は費用対効果の高い解決策を提供することができる。他方では、詳細には検出素子の範囲内で、補助信号を供給するための追加の信号ラインを省略することによって、回路の複雑さを減少させることで、すでに用いられている測定回路の検出素子及び/若しくは信号ラインを本発明による測定回路にアップグレードすること、並びに/又は本発明による測定回路をすでに運転が行われている測定回路に組み込むことを可能にする。
同時に、本発明は、詳細には第1及び第2の上流増幅器並びに下流増幅器の上述の有利な配線を用いることによって、高品質の測定を確実にすることを可能にする。詳細には、本発明は、非常に低いノイズ・レベル及び非常に良好なコモン・モード除去を確実にすることができる。本発明は、信頼できる故障特定を実現することもできる。好ましくは、第1及び第2の上流増幅器と第1の下流増幅器の各出力のうちの少なくとも1つの出力は、故障特定ソースとして用いられる。詳細には、好ましくは、第1の下流増幅器の少なくとも出力は、このために用いられる。より好ましくは、シグナル・インジェクタによって生成される補助信号に応答して実質的に異なる出力信号を発生させるこれらの出力のうちの異なる少なくとも2つは、故障特定ソースとして用いられる。最も好ましくは、それぞれの第1及び第2の上流増幅器並びに第1の下流増幅器の出力は、故障特定ソースとして用いられる。
好ましくは、検出素子の極は、検出素子から生成された荷電信号及び/又は検出素子へ導入された荷電信号を収集するように構成されたそれぞれの電極に接続される。好ましくは、検出素子の第1の極は、第1の電極に接続され、検出素子の第2の極は、第2の電極に接続される。好ましくは、電極は、検出素子の極に配置される。好ましくは、電極は、正反対の電荷、より詳細には正電荷及び負電荷を収集するように適合される。詳細には、好ましくは、極の少なくとも1つは、正電荷を収集するように適合された正電極に接続されるとともに、好ましくは、極の少なくとも1つは、負電荷を収集するように適合された負電極に接続される。好ましくは、各電極は、正及び負電極として用いることができる。検出素子の極に接続された電極同士の間の静電容量は、その後検出用静電容量と呼ばれる。
好ましくは、第2の上流増幅器は、シグナル・インジェクタに接続されていない第2の入力を備える。第1の好ましい構成によれば、第2の上流増幅器の第2の入力は、アースに接続される。第2の好ましい構成によれば、第2の上流増幅器の第2の入力は、第1の上流増幅器の第2の入力が接続されるシグナル・インジェクタとは異なる第2のシグナル・インジェクタに接続される。好ましくは、第2のシグナル・インジェクタは、第1の上流増幅器の第2の入力に接続されたシグナル・インジェクタによって供給されるテスト信号とは異なる周波数範囲内のテスト信号を供給するように構成されている。このようにして、本発明による故障特定方法は、回路内の異なるシグナル・インジェクタによって生成された少なくとも2つの異なるテスト信号を加えることによって、1つの回路内で有利に再現及び/又は共存することができる。
好ましくは、評価回路は、第2の下流増幅器を備える。好ましくは、第2の下流増幅器は、第2の上流増幅器の出力に接続された第1の入力を有する。詳細には、好ましくは、第2の下流増幅器は、シグナル・インジェクタが接続されていない上流増幅器に接続された第1の入力を有する。好ましくは、第2の下流増幅器は、第1の下流増幅器の出力に接続された第2の入力を有する。上述のやり方で第2の下流増幅器を備える回路は、故障検知信頼性をさらに向上させることができる。好ましくは、詳細には、第2の下流増幅器の少なくとも出力は、故障特定ソースとして用いられる。
本出願の文脈では、好ましくは、増幅器は、それぞれの入力信号、詳細には電圧を供給できる少なくとも1つの入力と、出力信号、詳細には電圧を入力信号のうちの少なくとも1つから詳細には増幅信号の形態で供給する少なくとも1つの出力とを備えた構成要素として定められる。好ましくは、差動増幅器は、2つの入力、詳細には反転入力及び非反転入力と、2つの入力におけるそれぞれの入力信号の間の差を表す出力信号を供給する出力とを有する増幅器として定められる。好ましくは、それぞれの差動増幅器の第1の入力は、反転信号を送り出す反転入力と非反転信号を送り出す非反転入力との一方に対応する。好ましくは、それぞれの差動増幅器の第2の入力は、反転入力及び非反転入力のうちの他方に対応する。詳細には、好ましくは、反転入力は、入ってくる信号値の加法的逆元を与えるように構成される。好ましくは、非反転入力は、入ってくる信号値に実質的に対応する代数的符号を有する信号値を与えるように構成される。次いで、好ましくは、出力信号は、反転入力及び非反転入力によって与えられるこれらの信号値の和を表す。好ましくは、加算増幅器は、第1の入力及び第2の入力と、第1の入力における入力信号と第2の入力における入力信号との和を表す出力信号を供給する出力とを有する増幅器として定められる。
好ましい実施によれば、少なくとも1つの増幅器、詳細には少なくとも1つの差動増幅器は、演算増幅器の入力のうちの少なくとも1つと演算増幅器の出力との間の反作用(retroaction)が与えられる演算増幅器として設けられる。詳細には、フィードバック抵抗及び/又はフィードバック静電容量並びに/或いは他のフィードバック構成要素は、反作用を与えるために、演算増幅器の入力のうちの少なくとも1つと出力との間に並列接続で設けることができる。したがって、好ましくは、演算増幅器の出力におけるフィードバック信号の強度、詳細にはその2つの入力におけるそれぞれの入力信号の間の差を表す出力信号は、この反作用によって変調される。本実施では、又は別の好ましい実施によれば、少なくとも1つの増幅器、詳細には少なくとも1つの差動増幅器は、増幅器の入力と増幅器の出力との間に実質的に反作用が与えられない非反作用増幅器(non−retroaction amplifier)として与えられる。
好ましくは、第1の上流増幅器及び第2の上流増幅器のうちの少なくとも1つは、差動増幅器を備える。より好ましくは、第1の上流増幅器及び第2の上流増幅器は、差動増幅器をそれぞれ備える。好ましくは、第1の上流増幅器及び/又は第2の上流増幅器の第1の入力は、それぞれの差動増幅器の反転入力及び非反転入力のうちの一方に対応する。好ましくは、第1の上流増幅器及び/又は第2の上流増幅器の第2の入力は、それぞれの差動増幅器の反転入力及び非反転入力のうちの他方の入力に対応する。好ましい構成によれば、第1の信号ライン及び第2の信号ラインは、それぞれの差動増幅器の反転入力又は非反転入力の対応する入力に接続される。好ましくは、第1の上流増幅器及び第2の上流増幅器のうちの少なくとも1つ又は両上流増幅器の差動増幅器は、出力信号が反作用によって変調される演算増幅器として与えられる。
好ましくは、第1の下流増幅器は、差動増幅器を備える。好ましくは、第1の下流増幅器の第1の入力は、差動増幅器の反転入力及び非反転入力のうちの一方に対応する。好ましくは、第1の下流増幅器の第2の入力は、それぞれの差動増幅器の反転入力及び非反転入力のうちの他方の入力に対応する。好ましくは、シグナル・インジェクタは、第1の上流増幅器とは異なる、第1の下流増幅器におけるそれぞれの差動増幅器の反転入力及び非反転入力のうちの一方の入力に接続される。好ましくは、第2の下流増幅器は、差動増幅器を備える。好ましくは、第1の下流増幅器の第1の入力は、差動増幅器の反転入力及び非反転入力のうちの一方に対応する。好ましくは、第1の下流増幅器の第2の入力は、それぞれの差動増幅器の反転入力及び非反転入力のうちの他方の入力に対応する。好ましくは、第2の下流増幅器は、2で除算された、詳細には反転入力及び非反転入力における2つの入力信号の差に実質的に対応する出力における出力信号を与えるように構成される。好ましくは、第1の下流増幅器及び第2の下流増幅器のうちの少なくとも1つ又は両下流増幅器の差動増幅器は、出力信号が反作用によって実質的に変調されない非反作用増幅器として与えられる。
好ましい構成によれば、評価回路は、加算増幅器を備える。好ましくは、加算増幅器の第1の入力は、第2の上流増幅器の出力に接続される。好ましくは、加算増幅器の第2の入力は、第1の下流増幅器の出力に接続される。上述のやり方で加算増幅器を備える回路は、故障検知信頼性をさらに向上させることができる及び/又は信号評価の複雑さを減少させる。好ましくは、加算増幅器の少なくとも出力は、故障特定ソースとして用いられる。
好ましい構成によれば、評価回路は、好ましくは第1の上流増幅器及び第2の上流増幅器のうちの少なくとも1つの入力、詳細には第1の入力の上流で、第1の信号ライン及び第2の信号ラインのうちの少なくとも1つに接続される少なくとも1つのエントリー静電容量(entry capacitance)を備える。より好ましくは、それぞれのエントリー静電容量は、第1の信号ラインと第2の信号ラインの両方に接続される。好ましくは、エントリー静電容量は、アースに接続される。好ましくは、エントリー静電容量は、実質的にそれぞれの上流増幅器の入力に設けられる。エントリー静電容量は、実質的に回路全体をチェックするために、評価回路から用いることができるのが有利である。詳細には、エントリー静電容量は、別の目的のためにさらに使用されてもよく、詳細には、フィルタなどの測定回路の別の電子構成部品の一部であってもよい。
好ましくは、少なくとも1つのフィードバック静電容量は、第1の上流増幅器及び第2の上流増幅器のうちの少なくとも1つに並列に接続される。より好ましくは、それぞれのフィードバック静電容量は、第1の上流増幅器及び第2の上流増幅器に並列に接続される。好ましくは、フィードバック静電容量は、実質的にそれぞれの増幅器の入力における分岐点を発端とし実質的にそれぞれの増幅器の出力における分岐点まで並列に接続される。好ましくは、それぞれの増幅器の入力における分岐点は、第1及び第2の信号ラインのうちの少なくとも1つが接続される入力に位置する。したがって、検出素子から生成される電荷は、それぞれのフィードバック静電容量へ供給され、それぞれの増幅器における電圧を発生させることができる。好ましい構成によれば、それぞれの増幅器の入力における分岐点は、それぞれの差動増幅器の反転入力に位置する。好ましくは、第1の上流増幅器及び第2の上流増幅器に並列に接続されたフィードバック静電容量の値は、ほぼ同一である。このようにして、良好なコモン・モード除去比を実現することができる。
好ましくは、測定回路は、検出素子を備えた検出ユニットを備える。好ましくは、測定回路は、評価回路を備えた評価ユニットを備える。好ましくは、測定回路は、出力端子を備える。好ましくは、検出ユニット及び評価ユニットは、出力端子を介して互いに接続される。このようにして、好ましくは、検出ユニットは、評価ユニットから取り外し可能であり、詳細には別の検出ユニットを評価ユニットに接続することによって交換可能である。詳細には、この利点は、シグナル・インジェクタを検出素子に接続するための別個の第3の信号ラインを有しない上述の回路により実現することができる。好ましくは、出力端子は、第1の信号ラインのためのセパレート・コネクタ、及び/又は第2の信号ラインのためのセパレート・コネクタを備える。
好ましくは、検出ユニットは、検出素子が内部に配置されるセンサ・ハウジングを備える。好ましくは、検出素子は、その後ハウジング静電容量と呼ばれる静電容量が検出素子の各極とセンサ・ハウジングとの間に設けられるようにセンサ・ハウジング内に配置される。好ましくは、センサ・ハウジングは、アースに接続される。好ましい構成によれば、評価回路は、センサ・ハウジング内に含まれない。これは、検出素子を評価回路に簡単に取り付けること、及び/又は検出素子を評価回路から簡単に除去することを可能にする。しかしながら、評価ユニットの少なくとも一部、例えば第1の上流増幅器及び/又は第2の上流増幅器は、センサ・ハウジング内及び/又は検出素子近くに含まれることも考えられる。
好ましい構成によれば、第1の信号ライン及び第2の信号ラインは、少なくとも1つのケーブル、より好ましくは共通ケーブル内に少なくとも部分的に含まれる。好ましくは、ケーブルは、ケーブル・シースを少なくとも部分的に備える。好ましくは、第1の信号ライン及び第2の信号ラインは、その後シース静電容量と呼ばれる静電容量が各信号ラインとケーブル・シースとの間に設けられるようにケーブル内に少なくとも部分的に配置される。好ましくは、第1の信号ライン及び第2の信号ラインは、その後ライン静電容量と呼ばれる静電容量が信号ライン同士の間に設けられるようにケーブル内に少なくとも部分的に配置される。好ましくは、ケーブルは、鉱物絶縁(MI:mineral insulated)ケーブル及び/又はケーブル接続を少なくとも部分的に備える。好ましくは、MIケーブル及び/又はケーブル接続は、検出素子、より好ましくはセンサ・ハウジングと出力端子との間に配置される。
好ましくは、第1の信号ライン及び第2の信号ラインのうちの少なくとも1つは、分離電磁シールドを少なくとも部分的に備える。好ましくは、ケーブルは、少なくとも1つの信号ラインのための分離電磁シールドを少なくとも部分的に備え、より好ましくは、信号ラインごとに、詳細には、第1の信号ラインのための第1のシールド及び/又は第2の信号ラインのための第2のシールドを少なくとも部分的に備える。好ましくは、信号ラインごとのシールドは、共通ケーブル・シースによって少なくとも部分的に囲まれる。好ましくは、第1のシールド及び/又は第2のシールドは、その後シールド静電容量と呼ばれる静電容量が各シールドとそれぞれの信号ラインとの間に設けられるようにケーブル内に少なくとも部分的に配置される。この場合には、好ましくは、実質的に無視できるほど小さい静電容量が、信号ライン同士の間に及び/又は、シールド同士の間に、及び/又は信号ラインとケーブル・シースとの間に設けられる。好ましくは、ケーブル・シースは、アースに接続される。好ましくは、少なくとも1つのシールドを備えたケーブルは、中低ノイズ(MTLN:medium to low noise)ケーブルとして少なくとも部分的に設けられる。好ましくは、MTLNケーブルは、出力端子と評価ユニットとの間に配置される。代替として又は加えて、MTLNケーブルは、検出素子、より好ましくは、センサ・ハウジングと出力端子との間に配置される。
好ましい構成によれば、第1の信号ライン及び第2の信号ラインは、少なくとも1つのMIケーブル内に部分的に含まれる、及び/又は少なくとも1つのMTLNケーブル内に部分的に含まれる。好ましくは、検出ユニットは、MIケーブル及び/又はMTLNケーブルを備える。好ましくは、評価ユニットは、MTLNケーブルを備える。例えば、第1の信号ライン及び/又は第2の信号ラインは、MIケーブルだけ又はMTLNケーブルだけ、或いは異なるケーブル・タイプ又は異なるケーブル・タイプの組み合わせの内に少なくとも部分的に含まれるとも考えられることも理解される。詳細には、別の好ましい構成によれば、第1の信号ライン及び第2の信号ラインが含まれるケーブルが実質的に設けられない。この構成では、好ましくは、検出素子は、評価回路の近くに位置する。詳細には、検出素子及び評価回路は、共通ハウジングによって囲まれてもよく、及び/又は評価回路は、検出素子に実質的に直接接続されてもよい。
好ましくは、評価回路は、第1の下流増幅器、第2の下流増幅器、第1の上流増幅器、及び第2の上流増幅器のうちの少なくとも1つの下流で得られた信号、詳細には電圧から得られた値を評価するロジックが構成されている。それぞれの増幅器の下流で得られた前記信号は、それぞれの増幅器の出力から得られた又はそれぞれの増幅器の出力の下流から得られた信号を含むことができる。詳細には、好ましくは、評価回路は、第1の下流増幅器及び第2の下流増幅器のうちの少なくとも1つの出力で又は出力の下流で、信号、詳細には電圧から得られた値を評価するロジックが構成されている。
好ましい構成によれば、評価回路は、第1の下流増幅器と第2の下流増幅器の両方の出力又は出力の下流における信号、詳細には電圧から得られた値を評価するロジックが構成されている。好ましい構成によれば、評価回路は、第1の下流増幅器の出力又は出力の下流における信号、詳細には電圧から得られた値と第2の下流増幅器の出力又は出力の下流における信号、詳細には電圧から得られた値とを比較するロジックが構成されている。
好ましい構成によれば、評価回路は、加算増幅器の出力又は出力の下流における信号、詳細には電圧から得られた値を評価するロジックが構成されている。好ましい構成によれば、評価回路は、第2の下流増幅器の出力又は出力の下流における信号、詳細には電圧から得られた値と加算増幅器の出力又は出力の下流における並びに前記第1の上流増幅器及び第2の上流増幅器のうちの少なくとも1つの出力又は出力の下流における信号、詳細には電圧から得られた値の組み合わせから得られた値とを比較するロジックが構成されている。
好ましくは、評価回路は、事後処理ユニットを備える。好ましくは、第1の上流増幅器、第2の上流増幅器、第1の下流増幅器、第2の下流増幅器、及び加算増幅器のうちの少なくとも1つの出力は、事後処理ユニットに接続される。より好ましくは、第1及び第2の上流増幅器のうちの少なくとも1つの出力及び第1の及び第2の下流増幅器のうちの少なくとも1つの出力は、事後処理ユニットに接続される。好ましくは、事後処理ユニットは、シグナル・インジェクタによって生成されたテスト信号から検出素子によって生成された測定信号を分離するロジックが構成されている。好ましくは、事後処理ユニットは、事後処理ユニットに接続された増幅器の出力からの出力信号を評価するロジックが構成されている。
好ましくは、第1の上流増幅器、第2の上流増幅器、第1の下流増幅器、第2の下流増幅器、及び加算増幅器のうちの少なくとも1つの出力信号から評価された値は、第1の信号ライン及び第2の信号ラインのうちの少なくとも1つの検出用静電容量、ライン静電容量、ハウジング静電容量、シース静電容量、シールド静電容量、フィードバック静電容量、及びエントリー静電容量の少なくとも1つ及び/又は組み合わせの変化を示す。
好ましくは、第1の上流増幅器、第2の上流増幅器、第1の下流増幅器、第2の下流増幅器、及び加算増幅器のうちの少なくとも1つの出力信号から評価された値は、信号の組み合わせ、詳細には信号の和に関連している。好ましくは、信号は、電圧として与えられる。好ましくは、信号の少なくとも一部は、静電容量、詳細には第1の信号ライン及び第2の信号ラインのうちの少なくとも1つの検出用静電容量、ライン静電容量、ハウジング静電容量、シース静電容量、シールド静電容量、フィードバック静電容量、及びエントリー静電容量のうちの少なくとも1つの静電容量間の電圧降下に関連している。
好ましくは、前記増幅器のうちの少なくとも1つの出力又は出力の下流から評価された信号の組み合わせは、検出素子によって生成された信号Uvibを含む。好ましくは、前記増幅器のうちの少なくとも1つの出力又は出力の下流から評価された信号の組み合わせは、シグナル・インジェクタによって生成された信号Uを含む。好ましくは、増幅器のうちの少なくとも1つの出力又は出力の下流から評価された信号の組み合わせは、第1の信号ラインと第2の信号ラインとの間の静電容量の静電容量値C3を表す信号UC3を含む。詳細には、静電容量値C3は、検出用静電容量の静電容量値C13及びライン静電容量の静電容量値C23、又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つを含むことができる。
好ましくは、前記増幅器のうちの少なくとも1つの出力又は出力の下流から評価された信号の組み合わせは、信号ラインのうちの1つ、詳細には第1の信号ラインとこの信号ラインの周囲部との間に静電容量の静電容量値C2を表す信号UC2を含む。詳細には、静電容量値C2は、それぞれの信号ラインのハウジング静電容量の静電容量値C12、シース静電容量の静電容量値C22、シールド静電容量の静電容量値C42のうちの少なくとも1つ、又はこれらの組み合わせを含むことができる。前記増幅器のうちの少なくとも1つの出力又は出力の下流から評価された信号の組み合わせは、信号ラインのうちの1つ、詳細には第2の信号ラインとこの信号ラインの周囲部との間の静電容量の静電容量値C1を表す信号UC1を含むことができる。詳細には、静電容量値C1は、それぞれの信号ラインのハウジング静電容量の静電容量値C11、シース静電容量の静電容量値C21、シールド静電容量の静電容量値C41のうちの少なくとも1つ、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
好ましい構成によれば、評価回路は、
− 信号が
output52=Uvib+U+UC2+UC3、又はUoutput52=−Uvib−U−UC2−UC3
に対応する、第1の上流増幅器の出力又は出力の下流
− 信号が
output51=−Uvib−UC3、又はUoutput51=Uvib+UC3、及び
に対応する、第2の上流増幅器の出力又は出力の下流
− 信号が
output53=Uvib+UC2+UC3、又はUoutput53=−Uvib−UC2−UC3
に対応する、第1の下流増幅器の出力又は出力の下流
のうちの少なくとも1つからの信号から得られた値を評価するロジックが構成されている。好ましくは、評価回路は、これらの出力信号のうちの少なくとも2つ、より好ましくは出力信号のうちの全部から得られた値を評価するロジックが構成されている。
好ましくは、フィードバック静電容量のうちの少なくとも1つは、静電容量C2を表す信号UC2
C2=C2×U/C51
に対応するように第1の上流増幅器に接続され、
ただし、C51は、このフィードバック静電容量の値に対応する。好ましくは、静電容量C3を表す信号UC3は、次いで、
C3=C3×U/C51
に対応する。
その結果、第1の上流増幅器の出力信号は、
Figure 0006985799

に対応することができる。
第2の上流増幅器の出力信号は、
Figure 0006985799

に対応することができる。
第1の下流増幅器の出力は、
Figure 0006985799

に対応することができる。
また、第2の下流増幅器の出力は、
Figure 0006985799

に対応することができる。
これらの出力信号の逆元も考えられることが理解される。
好ましくは、評価回路は、詳細には上述の評価に基づいて、以下の故障、すなわち、
− 検出素子の断線
− ケーブル、詳細にはMTLNケーブルの断線
− 少なくとも1つの増幅器の飽和
− アースへの接続損失、及び
− 詳細にはケーブル接続間のオープン回路
のうちの少なくとも1つを特定するロジックが構成されている。
より好ましくは、これらの故障全ては、評価ユニットによって特定可能である。
別の好ましい構成では、その中で、評価ユニットは検出素子に実質的に直接接続されてもよく、詳細にはその中で、第1の信号ライン及び第2の信号ラインが含まれるケーブルが実質的に設けられなくてもよく、シース静電容量及び/又はシールド静電容量及び/又はライン静電容量が、回路に実質的に存在しなくてもよい。好ましくは、信号UC3は、検出用静電容量、詳細には検出用静電容量値C13を直接表す。好ましくは、信号UC2は、ハウジング静電容量値C12を直接表す。好ましくは、信号UC1は、ハウジング静電容量値C11を直接表す。詳細には、ライン静電容量値C23、シース静電容量値C21、C22、及びシールド静電容量値C41、C42は、この場合には存在しない又は無視できるほど小さいものであり得る。多くの他の構成が考えられ、例えば、シース静電容量及び/又はシールド静電容量が実質的に存在しないが、少なくとも1つのライン静電容量、少なくとも1つのハウジング静電容量、及び少なくとも1つの検出用静電容量が回路内に存在することができる構成が考えられることが理解される。
上述の測定回路の可能性のある応用分野は、振動センサ、加速度計、圧力センサ、アコースティック・エミッション・センサ、又は同様の検出デバイスを含む。振動センサの場合には、好ましくは、測定対象は、検出素子に動作可能に接続された回転機械又は任意の他の振動構造を備える。詳細には、本発明による測定回路は、振動又は回転のうちの少なくとも1つを検知するために用いられる。測定対象は、例えば航空機のエンジン又はガスタービン又は蒸気タービンなどの陸上タービン或いは任意の他の振動構造によって構成することができる。加速度計の場合には、好ましくは、測定対象検出素子に機械的に結合される震動質量を含む。圧力センサの場合には、好ましくは、測定対象は、例えば膜を介して検出素子に動作可能に接続することができるガス及び/又は液体を含む。アコースティック・エミッション・センサの場合には、好ましくは、測定対象は、検出素子によって検知することができる音波の放出源を含む。好ましくは、回路の検出素子は、圧電変換器によって実現される。好ましくは、変換器は、詳細には測定対象の振動及び/又は回転に対応する荷電信号を与えるそれぞれの極に接続された2つの別個の電極を備える。
本発明は、本発明のさらなる特性及び利点を示す図面を参照して、好ましい実施例によって以下でより詳細に説明される。図面、明細書、及び特許請求の範囲は、当業者が別個に考えることも、さらなる適切な組み合わせで使用することもできる組み合わせで多数の特徴を含む。
第1の実施例による測定回路の概略図である。 第2の実施例による測定回路の概略図である。 第3の実施例による測定回路の概略図である。 第4の実施例による測定回路の概略図である。 第5の実施例による測定回路の概略図である。 第6の実施例による測定回路の概略図である。
図1には、測定回路1の基本的な実施例が示される。測定回路1は、センサ10と、鉱物絶縁(MI)ケーブル接続20と、出力端子30と、中から低ノイズ(MTLN)ケーブル40と、電子測定ユニット50とを備える。センサ10は、例えば、任意のタイプの圧電センサであり得る。センサ10は、センサ・ハウジング11と、検出素子12、詳細には圧電検出素子とを備える。検出素子12は、センサ10が発生した電荷をピックアップするような働きをそれぞれする正及び負電極が配置される陽極及び陰極15、16を備える。検出素子12は、測定対象17に動作可能に接続され、測定対象17からの測定信号に対応する電荷を生成するように構成される。検出ユニット39は、センサ10とMIケーブル20とを備える。評価ユニット49は、MTLNケーブル40と電子測定ユニット50とを備える。電極15、16は、2つの導体13、14及びMIケーブル20によって出力端子30に接続される。検出素子12の両極15、16は、ハウジング11から絶縁される(検出素子は電気的に浮遊している)。検出素子12は、値C13の内部静電容量18を有する。導体13、14のそれぞれの電線とハウジング11との間の静電容量25、26は、それぞれ値C11及びC12を有する。センサ10は、アース27に接続される。
MIケーブル20は、センサ10の導体13、14に接続された2つの導体21、22を備える。この場合には、それらは、互いから別々にシールドされていない。MIケーブル20は、電磁シールドの形態でケーブル・シース28をさらに備える。導体21、22とシールド28との間のそれぞれの静電容量33、34は、それぞれ値C21及びC22を有する。導体21、22の間の静電容量35は、値C23を有する。
導体21、22は、センサ10から届くMIケーブル20からMTLNケーブル40へ移行する出力端子30へ導かるそれぞれのラインを形成する。MTLNケーブル40は、出力端子30から電子測定ユニット50へ行く。MTLNケーブル40は、互いからシールドされた2つの導体ケーブル41、42を備える。各導体41、42とそれぞれの電磁シールド43、44との間の静電容量45、46は、それぞれ値C41及びC42を有する。MTLNケーブル40は、導体41、42を囲むケーブル・シース47と、それぞれのシールド43、44とをさらに備える。ケーブル・シース47は、電磁シールドとしても与えられる。シールド47は、アース36に接続される。出力端子30は、MIケーブル20の導体21、22をMTLNケーブル40の導体ケーブル41、42に接続するそれぞれのコネクタ31、32を備える。
したがって、センサ10の第1の導体14、MIケーブル20の第1の導体22、出力端子30の第1のコネクタ32、及びMTLNケーブル40の第1の導体42は、互いに接続され、センサ10の第1の電極16から電子測定ユニット50へ導く第1の信号ライン38を形成する。したがって、センサ10の第2の導体13、MIケーブル20の第2の導体21、出力端子30の第2のコネクタ31、及びMTLNケーブル40の第2の導体41は、互いに接続され、センサ10の第2の電極15から電子測定ユニット50へ導く第2の信号ライン37を形成する。
電子測定ユニット50は、評価回路48を備える。評価回路48は、4つの増幅器51、52、53、54と、処理ユニット55とを備える。増幅器は、第1の上流増幅器52と、第2の上流増幅器51と、第1の下流増幅器53と、第2の下流増幅器54とを備える。第1の上流増幅器52は、第1の信号ライン38に接続された第1の入力を備える。第1の上流増幅器52は、その第1の入力によって供給される反転入力及び第2の入力によって供給される非反転入力を有する差動増幅器である。第2の上流増幅器51は、第2の信号ライン37に接続された第1の入力を備える。第2の上流増幅器51は、その第1の入力によって供給される反転入力及び第2の入力によって供給される非反転入力を有する差動増幅器でもある。
シグナル・インジェクタ56、詳細には信号発生器は、必要とされるテスト信号を供給する。信号発生器56は、アース60に接続される。第1の上流増幅器52の第2の入力は、信号発生器56に接続される。第2の上流増幅器52の第2の入力は、アース59に接続される。第1の下流増幅器54は、シグナル・インジェクタ56に接続された第1の入力と、第1の上流増幅器52の出力に接続された第2の入力とを有する。第2の下流増幅器54は、第2の上流増幅器52の出力に接続された第1の入力と、第1の下流増幅器53の出力に接続された第2の入力とを有する。第1の下流増幅器53及び第2の下流増幅器54は、その第1の入力に対応する反転入力と、その第2の入力に対応する非反転入力とを有するそれぞれの差動増幅器によってやはり与えられる。
それぞれのフィードバック静電容量57、58は、上流増幅器51、52に並列で接続される。フィードバック静電容量57及び58の値は、それぞれC51及びC52である。良好なコモン・モード除去比を得るために、静電容量C51及びC52は、同一であるべきである。4つの増幅器51、52、53、54の図示した構成は、本発明が実施できるやり方のうちの1つを示す。詳細には、増幅器51〜54はそれぞれ、差動増幅器を形成する。上流増幅器51、52は、その入力の1つとそれぞれの増幅器51、52の出力との間に接続されたフィードバック静電容量57、58を介して反作用が生じる演算増幅器をそれぞれ形成する。下流増幅器53、54は、それぞれの増幅器53、54の入力と出力との間に反作用が与えられない非反作用増幅器をそれぞれ形成する。少なくとも3つの増幅器を使用すると、非常に低いノイズ・レベル及び非常に良好なCMMRを可能にする。
シグナル・インジェクタ56が生成する補助テスト信号の振幅は、値Uを有する。Uは、それが測定用電子機器に過負荷をかけない限り幅広い制限の範囲内で自由に選択することができる。しかしながら、BITEの連続使用の場合、56により生成される電圧が常にそこにあるので、周波数は測定信号の帯域幅の外側で選択されるべきである。テスト周波数は、選択した周波数が測定にアクティブに使用されない限り、検出素子の帯域幅の範囲内とすることもできる。
検出素子12によって生成された電荷は、値Qvibを有する。生成された電荷は、値C51、C52を有するフィードバック静電容量57、58になり、Uvib=Qvib/C51(=Qvib/C52)の電圧を発生させる。第1の上流増幅器52、第2の上流増幅器51、第1の下流増幅器53、及び第2の下流増幅器54の出力は、それぞれの出力チャンネル61、62、63、64を介して事後処理ユニット55へ接続される。処理ユニット55は、検出素子12によって供給された測定信号をシグナル・インジェクタ56によって供給されたテスト信号から分離し、異なる増幅器51、52、53、54から取得された出力値を解析する。この解析の結果は、故障の性質及び位置に関しての情報を与える。使用されるメカニズムは、以下に説明する。
測定回路1における静電容量の上述した値は、検出用静電容量C13のための値、ライン静電容量C23の値、ハウジング静電容量C11、C12の値、シース静電容量C21、C22の値、シールド静電容量C41、C42の値、及びフィードバック静電容量C51、C52の値を含む。
測定用電子機器50から見られる静電容量値は、
C1=C11+C21+C41
C2=C12+C22+C42
C3=C13+C23
である。
図1に示した回路では、異なる増幅器51、52、53、54の出力は、以下の通りである。
Figure 0006985799

便宜上、
=C3+C2/2
と定める。
静電容量の値の変動は、測定された出力電圧に直接影響を及ぼすことが理解できる。異なる出力の解析から、健全性チェックは、測定ユニットの様々な構成要素に対して行われ得る。正常状態の下では、テスト周波数の範囲内の出力の値は、校正プロセスにより定められた限度内である。もしシステム全体の中に悪いところが何かある場合、様々な可能性のある故障は、出力で読み取った値について特定可能な結果を有する。C1、C2、又はC3が変化する場合、テスト信号に対応する出力電圧の成分が変化する。
下記は、そのようなシステムについて最もよく生じる故障のいくつかに関して示した上述した回路の故障特定能力のほんのわずかな実例である。
Figure 0006985799
詳細には、これらのステップのいくつかは、正確な校正を必要とし得るが他のものは必要としない。好ましくは、故障箇所を突き止める精密さの量は、エンド・ユーザによって選ぶことができる。さらにより好ましい選択肢では、校正は、故障の正確な位置を検知することを可能にするのにはるかに十分に行われ得る。例えば、C2について測定された値、C2−C42/2に対応する値は、故障がMTLNケーブルの中ほどで生じたことを推定するのに使用することができる。これらの選択肢は、測定回路のユーザの好みに任される。便宜上、他の差動増幅器は、直接UC2及び/又はUC3を選び出すために加えられ、それらを選び出すのに必要とされる計算能力を減少させることができる。
図2は、測定回路71の第2の実施例を示す。図1に示した測定回路1に関する対応する特徴は、同じ参照数字で示される。測定回路71は、加算増幅器67が追加されている評価回路78を備える。加算増幅器67は、第2の上流増幅器51の出力に接続された第1の入力と、第1の下流増幅器53の出力に接続された第2の入力とを有する。加算増幅器67の出力は、出力チャンネル65を介して処理ユニット55に接続される。加算増幅器の出力信号は、UC2に対応する。ユーザが直接アクセスできるよう望むものに応じて、出力としてUC3の値、又は出力としてUC2とUC3の両方の値、又は出力としてUCzの値を与える対応する組立体も考えられる。
図3は、測定回路81の第3の実施例を示す。図1に示された測定回路1及び図2に示された測定回路71に関して対応する特徴は、同じ参照数字で示される。測定回路81は、処理ユニット55に加えられた追加のロジック構成要素85を備える。ロジック構成要素85は、第2の下流増幅器54の出力における信号から得られた値と加算増幅器67の出力における及び第2の上流増幅器51の出力における信号から得られた値の組み合わせから得られた値とを比較するように構成されている。
測定回路81は、図2に示した測定回路71上へ構築され、電子機器をより正確に確認するための追加のステップを提供することを可能にする。C3の値を与える第2の上流増幅器51の出力、C2の値を与える加算増幅器67の出力、及びCz=C3+C2/2の値を与える第1の下流増幅器53の出力を有すると、C2及びC3について取得された値を用いてCzの値を計算し、その結果をチェックすることができる。この結果が異なる場合、電子機器内の問題が特定される。
図4は、測定回路91の第4の実施例を示す。図1に示した測定回路1、図2に示した測定回路71、及び図3に示し測定回路81に関して対応する特徴は、同じ参照数字で示される。図1に示した測定回路1と比較すると、追加のシールド93は、MIケーブル20の導体21の周りに設けられ、及び/又は追加のシールド94は、MIケーブル20の導体22の周りに設けられる。また、2つの静電容量95、96が加えられ、各静電容量95、96は、シース28をMIケーブル20のそれぞれの導体21、22に接続する。静電容量95、96は、C24及びC25の値をそれぞれ有する。
対照的に、測定回路1におけるものと同じ構成が追加のシールド93及び/又は追加のシールド94を適用するときに使用される場合、測定回路1はセンサ/ケーブル・システムに故障があるのかなお判定することができるが、測定回路1は、問題が検出素子12及びそれに接続されたMIケーブル20に由来するのか、又はMTLNケーブル40に由来するのか判定できない場合もいくらかある。例えば、出力端子30の近くの導体22の端における又は出力端子30の近くの導体42の始まりにおける問題は、同じ出力値という結果になり得る。したがって、選択肢は、追加の基準として静電容量95、96を追加することである。
図5は、測定回路101の第5の実施例を示す。図1に示した測定回路1、図2に示した測定回路71、図3に示した測定回路81に関して対応する特徴は、同じ参照数字で示され、図4に示した測定回路91は、同じ参照数字で示される。図1に示した測定回路1と比較すると、測定回路101は、2つのエントリー静電容量103、104が加えられる評価回路108を備える。第1のエントリー静電容量104は、第1の上流増幅器52の第1の入力における第1の信号ライン38に接続される。第2のエントリー静電容量103は、第2の上流増幅器51の第1の入力における第2の信号ライン37に接続される。各エントリー静電容量103、104は、アース105、106に接続される。エントリー静電容量103、104は、それぞれの値C53、C54を有する。
図6は、測定回路111の第6の実施例を示す。図1に示された測定回路1に関して対応する特徴は、同じ参照数字で示される。測定回路1と比較すると、測定回路111は、検出素子12に直接接続される評価回路118を備える。詳細には、ケーブルは、センサ10と電子測定ユニット50の間に設けられていない。したがって、実質的にライン静電容量、シース静電容量、及びシールド静電容量がこの回路内に存在しない。回路111では、したがって、故障特定は、検出用静電容量18の値C13及びハウジング静電容量25、26の値C11、C12を決定及び/又は監視することに純粋に基づき得る。次いで、信号UC3は検出用静電容量値C13を直接表し、次いで、信号UC2はハウジング静電容量値C12を直接表し、次いで、好ましくは、信号UC1はハウジング静電容量値C11を直接表す。詳細には、ライン静電容量値C23、シース静電容量値C21、C22、及びシールド静電容量値C41、C42は、この場合には存在していない又は無視できるほど小さい。評価回路118及び検出素子12、より詳細にはセンサ10及び電子測定ユニット50は、共通ハウジング内に含まれる。
電子機器モジュールの問題は、前述の方法を集めた様々なやり方で診断することができる。第2の上流増幅器51及び第1の下流増幅器53からUtをチェックすること又はUvib値をチェックすることは、それを行うための2つの簡単なやり方である。しかしながら、電子機器全体を素早くチェックするやり方は、図5に見られるように、エントリー静電容量103、104を加えることである。エントリー静電容量103、104は、それぞれの電荷増幅器51、52のエントリー・ラインに配置された2つのキャパシタである。しばしば、そのようなキャパシタは、フィルタ処理のためにすでに存在する。それらの値C53、C54を有するこれらのキャパシタ103、104は、上述した値C1及びC2に加わる追加の成分として出力上に現れる。これらのキャパシタ103、104も検知することができない場合、問題は、電子機器に直接起因し得る。
上述した測定回路は、参照により本明細書に含まれる米国特許第6,498,501(B2)号及び米国特許出願第2014/0225634(A1)号に開示された測定回路のさらなる発展を表し、上記米国特許及び米国特許出願に開示された任意の他の構成要素及び/又は構成及び/又は応用例を含むことができる。
前述の説明から、特許請求の範囲によってのみ定められる本発明の保護範囲を逸脱することなく、本発明による測定回路の多数の変更例は、当業者には明らかである。
1 測定回路
10 センサ
11 センサ・ハウジング、ハウジング
12 検出素子
13 導体、第2の導体
14 導体、第1の導体
15 陰極、電極、極、第2の電極
16 陰極、電極、極、第1の電極
17 測定対象
18 内部静電容量
20 鉱物絶縁(MI)ケーブル接続、MIケーブル
21 導体、第2の導体
22 導体、第1の導体
25 静電容量
26 静電容量
28 ケーブル・シース、シールド、シース
30 出力端子
31 コネクタ、第1のコネクタ、第2のコネクタ
32 コネクタ
33 静電容量
34 静電容量
35 静電容量
36 アース
37 第2の信号ライン
38 第1の信号ライン
39 検出ユニット
40 中から低ノイズ(MTLN)ケーブル、MTLNケーブル
41 導体ケーブル、導体、第2の導体
42 導体ケーブル、導体、第1の導体
43 電磁シールド、シールド
44 電磁シールド、シールド
45 静電容量
46 静電容量
47 ケーブル・シース、シールド
48 評価回路
49 評価ユニット
50 電子測定ユニット
51 増幅器、第2の上流増幅器、上流増幅器
52 増幅器、第1の上流増幅器、第2の上流増幅器、上流増幅器
53 増幅器、第1の下流増幅器、下流増幅器
54 増幅器、第2の下流増幅器、第1の下流増幅器、下流増幅器
55 処理ユニット
56 シグナル・インジェクタ、信号発生器
57 フィードバック静電容量
58 フィードバック静電容量
59 アース
61 出力チャンネル
62 出力チャンネル
63 出力チャンネル
64 出力チャンネル
65 出力チャンネル
68 加算増幅器
71 測定回路
78 評価回路
82 測定回路
85 追加のロジック構成要素、ロジック構成要素
91 測定回路
93 追加のシールド
94 追加のシールド
95 静電容量
96 静電容量
101 測定回路
103 エントリー静電容量、第2のエントリー静電容量、キャパシタ
104 エントリー静電容量、第1のエントリー静電容量、キャパシタ
105 アース
106 アース
108 評価回路
111 測定回路

Claims (15)

  1. 測定対象(17)から測定信号を生成するように構成された検出素子(12)と、補助信号を生成するように構成されたシグナル・インジェクタ(56)と、第1の信号ライン(38)を介して前記検出素子(12)の第1の極(16)に接続された第1の入力を備えた第1の上流増幅器(52)、及び第2の信号ライン(37)を介して前記検出素子(12)の第2の極(15)に接続された第1の入力を備えた第2の上流増幅器(51)を備えた評価回路(48、78、88、98、108、118)とを備える測定回路において、前記第1の上流増幅器(52)は、前記シグナル・インジェクタ(56)に接続された第2の入力を備え、前記評価回路(48、78、88、98、108、118)は、前記シグナル・インジェクタ(56)に接続された第1の入力と前記第1の上流増幅器(52)の出力に接続された第2の入力とを有する第1の下流増幅器(53)を備えることを特徴とする測定回路。
  2. 前記評価回路(48、78、88、98、108、118)は、前記第2の上流増幅器(51)の出力に接続された第1の入力と、前記第1の下流増幅器(53)の出力に接続された第2の入力とを有する第2の下流増幅器(54)を備えることを特徴とする、請求項1に記載の測定回路。
  3. 前記第2の上流増幅器(51)は、アース又は第2のシグナル・インジェクタに接続された第2の入力を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の測定回路。
  4. 前記第1の上流増幅器(52)及び前記第2の上流増幅器(51)のうちの少なくとも1つは、差動増幅器の第1の入力における入力信号と前記差動増幅器の第2の入力における入力信号との間の差を表す出力信号を供給するように構成された前記差動増幅器を備えることを特徴とする、請求項1から3の一項に記載の測定回路。
  5. 前記第1の下流増幅器(53)は、差動増幅器の第1の入力における入力信号と前記差動増幅器の第2の入力における入力信号との間の差を表す出力信号を供給するように構成された前記差動増幅器を備えることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一項に記載の測定回路。
  6. 前記差動増幅器それぞれの前記第1の入力は、反転信号を送り出す反転入力と非反転信号を送り出す非反転入力とのうちの一方に対応し、前記差動増幅器それぞれの前記第2の入力は、前記反転入力と前記非反転入力とのうちの他方に対応し、前記シグナル・インジェクタ(56)は、前記第1の上流増幅器(52)とは異なる、前記第1の下流増幅器(53)における前記反転入力及び非反転入力のうちの一方の入力に接続されることを特徴とする請求項4及び5に記載の測定回路。
  7. 前記測定回路は、前記検出素子(12)を含む検出ユニット(39)と、前記評価回路(48、78、88、98、108、118)を含む評価ユニット(49)と、出力端子(30)とを備え、前記検出ユニット(39)及び前記評価ユニット(49)は、前記出力端子(30)を介して互いに接続可能であることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか一項に記載の測定回路。
  8. 前記評価回路(48、78、88、98、108、118)は、前記シグナル・インジェクタ(56)によって生成されたテスト信号から、前記検出素子(12)によって生成された測定信号を分離するロジックが構成された処理ユニット(55、85)を備えることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一項に記載の測定回路。
  9. 前記評価回路(48、78、88、98、108、118)は、前記第1の上流増幅器(52)、前記第2の上流増幅器(51)、及び前記第1の下流増幅器(53)のうちの少なくとも1つの下流で取得された信号から得られた値を評価するロジックが構成されていることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか一項に記載の測定回路。
  10. 前記評価回路(48、78、88、98、108、118)は、第1の入力と、第2の入力と、前記第1の入力における入力信号と前記第2の入力における入力信号との和を表す出力信号を供給する出力とを備えた加算増幅器(67)を備えており、前記第1の入力は、前記第2の上流増幅器(51)の出力に接続され、前記第2の入力は、前記第1の下流増幅器(53)の出力に接続されることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか一項に記載の測定回路。
  11. 前記評価回路(48、78、88、98、108、118)は、前記加算増幅器(67)の下流で取得された信号から得られた値を評価するロジックが構成されていることを特徴とする請求項10に記載の測定回路。
  12. 前記評価回路(48、78、88、98、108、118)は、前記第2の下流増幅器(54)の下流で取得された信号から得られた値を、前記加算増幅器(67)の下流で取得された信号から得られた値と前記第1の上流増幅器(52)及び第2の上流増幅器(51)のうちの少なくとも1つの下流で取得された信号から得られた値との組み合わせから得られた値と比較するロジックが構成されていることを特徴とする、請求項10又は請求項11に記載の測定回路であって、請求項10は直接又は間接的に請求項2に従属するところの、測定回路。
  13. 前記第1の信号ライン(38)及び前記第2の信号ライン(37)のうちの少なくとも1つは、分離電磁シールド(43、44、93、94)を少なくとも部分的に備えることを特徴とする、請求項1から12までのいずれか一項に記載の測定回路。
  14. 前記評価回路は、前記第1の上流増幅器(52)及び前記第2の上流増幅器(51)のうちの少なくとも1つの入力の上流で前記第1の信号ライン(38)及び前記第2の信号ライン(37)のうちの少なくとも1つに接続される少なくとも1つの静電容量(103、104)を備えることを特徴とする、請求項1から13までのいずれか一項に記載の測定回路。
  15. 前記評価回路(48、78、88、98、108、118)は、
    − 信号が
    output52=Uvib+U+UC2+UC3、又はUoutput52=−Uvib−U−UC2−UC3
    に対応する、前記第1の上流増幅器(52)、
    − 信号が
    output51=−Uvib−UC3、又はUoutput51=Uvib+UC3
    に対応する、前記第2の上流増幅器(51)、及び
    − 信号が
    output53=Uvib+UC2+UC3、又はUoutput53=−Uvib−UC2−UC3
    に対応する、前記第1の下流増幅器(53)、
    のうちの少なくとも1つの下流で取得された前記信号から得られた値を評価するロジックが構成されており、
    vibは、前記検出素子(12)によって生成された信号に対応し、Uは、前記シグナル・インジェクタ(56)によって生成された信号に対応し、UC2は、前記信号ライン(37、38)のうちの一方と前記信号ラインの周囲部との間の静電容量の静電容量値C2を表す信号に対応し、UC3は、前記第1の信号ライン(38)と前記第2の信号ライン(37)との間の静電容量の静電容量値C3を表す信号に対応することを特徴とする、請求項1から14までのいずれか一項に記載の測定回路。
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