CN101223438B - 用于测量探头的信号传输设备和相关的传输方法 - Google Patents

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Abstract

用于连接测量探头(1)，特别是pH测量探头或氧气测量探头以及信号处理单元(3)的信号传输设备，其包括差分放大器(OV)，在其同相输入端施以由测量探头(1)的电极(15；16)提供的输入信号(u10)，相应的低阻抗输出信号(u1)由该差分放大器传递给传输线(L)，通过该传输线将输出信号(u1)传输给信号处理单元(3)。根据本发明，差分放大器(OV)的输出端一方面通过第一电阻(R1)与传输线(L)及差分放大器(OV)的反相输入端相连，另一方面与第一控制单元(TR1)的输入端(inp)相连，通过它可以注册信号，例如由信号处理单元(3)施加给传输线(L)的时钟信号和/或数据。

Description

用于测量探头的信号传输设备和相关的传输方法
技术领域
本发明涉及测量探头使用的信号传输设备，具体涉及电化学测量探头，如pH值测量探头或氧气测量探头，它还涉及根据权利要求1、8和12的前序部分分别描述的传输方法和测量探头。
背景技术
根据[1]U.Tietze，Ch.Schenk，Halbleiterschaltungs-technik，11.Auflage，1.Nachdruck，Springer Verlag，Berlin 1999，Kapitel 22，第1189 und 1190页(U.Tietze，Ch.Schenk，Semiconductor Circuit Design，第11版，第2次印刷，Springer出版社，Berlin 1999，第22章，1189-1190页)，在将测量得到的电子信号发送至例如处理单元中的A/D转换器前通常需要首先变换此信号。根据[1]，需要用于此目的的测量电路，其传递由低阻抗电压源提供的输出信号。不施加负载测量高阻抗信号源电压的优选方法是将运算放大器作为阻抗变换器使用。根据[1]，需要注意的事实是，高阻抗输入导线对电容干扰十分敏感。
根据[1]的第23.4章1256-1258页，传感器和检测信号的位置通常由具有强干扰的大的距离和区域分开。因此用于放大测量信号的放大器，如在[1]中第1189页，图22.1中示出的阻抗变换器，被放置在离传感器很近的位置。
根据[2]，WO 92/21962，越来越趋向于使用电极系统，主要是玻璃电极，来测量液体中的氢离子浓度，即pH值测量，例如用于监测例如食品加工科技领域中的化学和生物工艺。为此目的而更多的使用电极使得对于长期使用的测量精度有更为严格的要求。保持满意的测量精度要求持续监测使用的电极的状况，因为例如由于对离子敏感膜的损坏、对隔膜的污染、电极内的导体断路和/或短路都会对测量精度造成破坏。尽量消除这些性能破坏因素的需求使得对故障识别方法的需求越来越大，故障识别方法允许不中断电极使用的过程、特别是不从被测量的介质中卸除或撤除玻璃电极而对玻璃电极工作条件和正确功能进行监控。
根据[2]，包括玻璃电极和参考电极的测量探头被插入测量介质中，其接收来自高阻抗源的不同幅度和持续时间的方波脉冲；测量通过探头阻抗改变的测量探头的电压，将测量值与实验或计算确定的未接触的测量探头参考值对比。此设置中的方波脉冲在处理器的模拟输出端输出，通过独立的传输线传递给测量探头。
在EP 0 419 769 A2[3]描述的工艺中，通过由控制单元传递的对称双极电流脉冲的进行监测。电流脉冲的周期长度可自由选取，可以根据测试探头所需的精度进行设定。此方法需要相对大量的电路，特别是用于生成对称双极电流脉冲的两路控制线，它允许在正极电压源和负极电压源间转换，或者在测量pH值的测量阶段和测试电极的测试阶段间转换。
在EP 0 497 994 A1[4]中公开了一种测试pH测量电极的方法，除了玻璃电极和参考电极还包括辅助电极。公开的概念中进一步包括两个处理设备，其分别由第一发电机和第二发电机提供AC测试电压。此结构中的第一发电机的工作频率是第二发电机工作频率的整数倍。这样使得可以分别监测玻璃电极和参考电极。在第一个实例中，测试由玻璃电极和辅助电极形成的链路的电阻，而在第二个实例中测试由参考电极和辅助电极形成的链路的电阻。通过上面描述的发电机频率比，可以得到两个处理单元输出信号间足够精确的差值，在每个实例中，通过一个电极的处理电路中的相敏整流器抑制另一个电极的输出信号。因此处理设备不再直接检测玻璃电极和参考电极间的电位差。然而，它们检测玻璃电极和辅助电极间的电位差，以及参考电极和辅助电极间的电位差。因为这两个电位差都是针对相同的辅助电极的，因此玻璃电极和参考电极间的电位差可以通过差分放大器确定。使用此测量电路，测量探头因此接收两个不同发电机的AC测试电压。这些AC测试电压然后被用于随之的信号相位相干处理，因此还必须通过合适的导线从处理单元正常传输到测量探头。
但是，使用额外的导线进行信号传输增加了成本和复杂度。同时，已经安装的系统缺少需要的导线，很难改进翻新或需要很高的成本，并且系统需要停工。这代表了一种劣势，因为随着小型化的发展趋势以及由此带来的智能构件分散布置的可能性，传输附加信号的要求在增加，更先进的为分散安装而设计的测量探头在现有系统中只能得到有限的使用。
因此本发明的目标是提出一种改进的用于测量探头的信号传输设备，进一步提出用于该信号传输设备的传输方法和测量探头，具体是pH值测量探头或氧气测量探头。
发明内容
本发明的目标由具有权利要求1、8和12中分别定义的特征的信号传输设备、传输方法以及测量探头实现。本发明的优势实施例在其他权利要求中进行了描述。
用于测量探头的信号传输设备包括差分放大器，在其同相输入端可以施加由测量探头电极提供的输入信号，在其输出端相应的低阻抗输出信号可以传递给传输线，通过传输线可以将输出信号传输给处理单元。
根据本发明，差分放大器的输出端一方面通过第一电阻与传输线以及此差分放大器的反相输入端相连，另一方面与第一控制单元的输入端相连，第一控制单元用于注册信号，例如由信号处理单元提供给传输线的时钟信号和/或数据。
如[1]第1189页中所推荐的，通过使用差分放大器作为阻抗变换器，可以不对源加负载测量高阻抗电压源的电压，例如插入至液体中的pH测量链的电压。差分放大器具有高输入阻抗以及低输出阻抗，它确保测量得到的信号以低阻抗通过传输线。如果差分放大器的放大倍数是1，则传递给传输线的输出电压与测量得到的输入电压水平保持完全一致，与接收端上处理单元施加的负载无关。如果给传输线提供的电压具有相对高的阻抗，例如通过处理单元，此情况会通过差分放大器对输出电流的改变立刻得到改正。在此类电路安排中，迄今为止经过传输线的传输只是单向的从测量探头至处理单元，从处理单元往测量探头的信号传输发生在不同的线上。
与此对比的，本发明提出的概念允许传输线上的双向信号传输，传输线通过第一电阻连接至差分放大器的低阻抗输出端。由于在差分放大器的反相输入端额外连接传输线，传输线上的电压保持在输入电压乘以放大倍数的电平。如果传输线和差分放大器的反相输入端互相短路，传输线上的输出电压与在差分放大器的同相输入端的无负载输入电压完全相等，这样就保证了物理量的精确测量，这正是使用此测量探头执行测量的目标。
施加于传输线上的电压，或者导入传输线中的电流立刻通过改变差分放大器输出端上的电位而由差分放大器进行补偿，这样所得的进入传输线的电流通过第一电阻以及差分放大器的内阻流失。因此施加于传输线上的电压引起差分放大器输出端、进而引起第一控制单元的输入端的电压成比例改变。尽管在传输线中的电压保持在测量得到的信号电平，但还是可以从处理单元往测量探头通过传输线传输信号。
如上面引言中所描述的，在EP 0 419 769 A2中描述的方法中如pH测量探头的监测通过由控制单元生成的对称双极电流脉冲执行。在处理单元中以相位相干的方式评估所得信号分布。因此根据本发明可以由处理单元将时钟信号输入传输线，由第一控制单元接收，形成根据时钟信号定时的双极电流脉冲。
为执行此概念，在处理单元中提供的、特别用作数据或时钟信号的传递的信号源通过第二电阻与传输线相连。通过此信号源发出的信号，作为测量探头一部分的第一控制单元和作为处理单元一部分的第二控制单元可以互相同步。信号源还可以由第二控制单元根据要传输的数据和/或时钟信号控制。作为信号源的替代，可以提供可控开关，与传输线或分压器连接的电阻通过该可控开关可以与特定电位如地电位相连。
由信号源向传输线传递的时钟信号和/或数据在第一控制单元内重新生成。优选的，在[3]或[4]中描述的双极电流脉冲测试信号，如具有第一频率fG或另一频率fR的对称方波信号，或从所述时钟信号和/或数据获得的其他信号如正弦信号或三角信号被传输给测量探头中的至少一个电极。在电极上所得的电压的时间分布通过至少一个差分放大器和至少一条传输线传输给对它们进行评估的第二控制单元。
如果对测量探头的每个电极单独进行监测，可以提供多个相同的信号传输设备。这种情况下，测量探头中只使用一个控制单元就足够了，因为电极的测试信号是根据通过一条传输线传输的信号生成的。如果为电极使用不同频率fG、fR的信号，如[4]所述，为第一频率fG传输时钟信号，并且例如使用分频器从第一频率得到额外频率fR、......等。
在本申请中只传输少量的数据和时钟信号的条件下，可以在接收数据或时钟信号的第一和/或第二控制单元提供时间窗口。在这些时间窗口之外控制单元被锁住，这样就抑制了干扰因素。时间窗口可以根据传输的信号的极性和/或频率形成，而且，如果适用的话，根据使用的传输协议形成。如果例如期望的是正极脉冲，则负极脉冲会被忽略。数据包还可以以更大的时间间隔周期性传输，在同等量级的时间窗口中接收。
优选的，在控制单元中布置微处理器。由于微处理器的强大能力，因此可以在测量探头中执行大量的操作。例如可以由处理单元注册和询问测量探头的循环荷载。
优选用作差分放大器的是具有电压输入和电压输出的运算放大器，或具有电流输入和电压输出的运算放大器(互阻放大器)。
根据本发明的信号传输设备以及根据本发明的方法可以用于任何所需的传感器或测量探头，例如pH测量探头或在[5]“ProcessMeasurement Solution Catalog 2005/06”，Metteler Toledo GmbH，CH-8902 Urdorf中第24、25、66和67页中描述的氧气测量探头类型。
因此，如果将本发明的信号传输设备与传统的信号线一起用于信号的双向传输以实现额外的功能，则可以扩展现有系统而无需做额外的安装。
附图说明
下面将结合参考附图对本发明进行更详细的阐述。
图1示出的是根据本发明概念的操作单级系统，具有容器8、81、82，其中使用了三个测量探头1a、1b、1c，它们通过测量转换器或信号处理单元3a、3b，分段耦合器30及总线系统与主机300相连；
图2概要示出了测量探头1插入测试液体6中，其通过根据本发明的信号传输设备2与信号处理单元3相连；
图3示出的是根据本发明的信号传输设备的电路原理图，其中运算放大器OV用作阻抗变换器，其同相输入端与测量探头1的电极相连，其输出端通过第一电阻R1与传输线L相连，传输线L与处理单元中的信号源SQ2相连；
图4示出的是图3中的信号传输设备加入了作为可控信号源SQ2′的开关，当它闭合时，传输线L通过第二电阻R2与地电位相连；
图5示出的是根据本发明的信号传输设备，其具有两个信号通路用于双向信号传输；以及
图6示出的是根据本发明的信号传输设备。其具有两个信号通路，只有一条通路用于双向信号传输。
具体实施方式
图1示出的系统具有容器组8，其包含装有处理材料6的容器81，它可以通过连接管道82与下一个处理级的系统单元相连。处理材料6的特性通过测量探头1a、1b、1c进行测量，探头通过根据本发明的信号传输设备2与信号处理单元3a或3b相连。除其它功能外，信号处理单元3a、3b作为测量转换器通过分段耦合器30与主机300相连。
pH测量探头的主要结构为单棒测量链，其包含玻璃电极16、参考电极15以及辅助电极18，如图2所示。包括导体元件16的玻璃电极和包含参考元件15的参考电极在测量探头1中的结构性绑在一起。在内管11内的第一腔室和附近的薄壁玻璃球或玻璃膜111中，导体元件16插入预定pH值的溶液中或者由内部缓冲液14中，内部缓冲液建立玻璃膜111内部和导体元件16间的传导连接。测量时在导体元件16上建立的电压电位(参看图5，信号源SQ1G)与参考元件15的电压电位(参看图5，信号源SQ1R)进行比较，参考元件15插入在外管12中的电解质或外部缓冲液13中，外部缓冲液通过有孔分隔壁或隔膜121缓慢扩散至测试材料6中。
在内部缓冲空间中安装有温度测量传感器17，通过它可以实现温度影响的自动补偿和温度循环测量。
根据本发明的信号传输设备2在下面进行更详细的阐述，它被安装在测量探头1的头部，通过信号线LG、LR、LT与信号处理单元3相连。
图3示出的是安装在测量探头1上的、根据本发明的信号传输设备，其包括差分放大器OV，它的同相输入端接收由玻璃电极16生成的输入信号u10(参看测量点MP1)，通过该放大器，具有低阻抗的相应输出信号u1被传递给传输线L，通过传输线将输出信号u1传输至信号处理单元3。电压u10是前面提到的当玻璃电极16插入测试材料时立即生成的电压电位。本例中的测试材料6和玻璃膜111形成电压源SQ1，其内阻主要由玻璃膜111的电阻RG决定。
差分放大器OV的输出端(参看测量点MP2)，即示出电压u2′的位置，通过第一电阻R1与传输线以及差分放大器OV的反相输入端(参看测量点MP3)相连。由于差分放大器的两个输入端的电压差基本为零，测量点MP3上的电压u1与差分放大器OV的同相输入端的输入电压u10及在测量点MP1上的电压一样。即使在信号处理单元3通过第二电阻R2给传输线施加电压时，测量点MP3上的电压u1与测量点MP1上的电压u10同样保持相同电位。结果是流过第二电阻R2的电流i2总是等于流过第一电阻R1的电流i1。如果，信号源SQ2通过电阻R2给传输线L施加电压u2且传输线L没有其它负载，则下述等式成立：
i1＝i2
uR1/R1＝uR2/R2
(u2′-u1)/R1＝(u1-u2)/R2
因而，差分放大器输出端的电压u2′符合下述等式：
u2′＝(u1-u2)R1/R2+u1
如果电阻R1和R2的电阻值相等，则下述等式成立：
u2′＝(u1-u2)+u1
u2′＝2u1-u2
因此，差分放大器OV输出端即测量点MP2处的电压等于u1(即u10)叠加上电压差(u1-u2)。该电压u2′传输至安装在测量探头1中的控制单元TR1的输入端，该控制单元可以简单的生成与电压u2成正比例的信号，进而从它传递另外的信号，或如果传递的是数据，则评估数据。
如图4所示，测量点MP5处的电压u2也可以通过可控开关SQ2′设置成预定的电位，如地电位，此时，差分放大器OV输出端的电压(即测量点MP2处的电压)u2′的值如下：
u2′＝(u1-0)R1/R2+u1
u2′＝u1(R1/R2)+u1
u2′＝u1(R1/R2+1)
如果开关处于打开位置，u1＝u2，因此：
u2′＝(u1-u1)R1/R2+u1
u2′＝u1
因而，通过操作开关SQ2′，电压u2在两个值间切换，由此，可以从处理单元3或第二控制单元TR2往测量探头1或第一控制单元TR1传输时钟脉冲或数据。但如果只使用一个开关SQ2′，就只能传输单极信号，这样如果需要双极信号，它们必须从第一控制单元TR1中的单极信号得到。由开关SQ2′生成的时钟信号和/或数据通过第一控制单元TR1进行注册、可能的重新生成以及处理。
因而，如[3]和[4]中所描述的，可以从第一控制单元TR1的输出端通过第三优选为复数阻抗的元件R3，将优选为双极对称方波形式的测试信号sw传送到电极16，即测量点MP1。还可以优选在短时间窗口内以周期性间隔将数据叠加至输入信号u10，使用第二控制单元TR2将数据从测量信号中分离出来。如图4箭头所示，数据dd从处理单元3往测量探头1传输，数据du从测量探头1往处理单元3传输。
图5示出了根据本发明的信号传输设备，其包含两个信号路径，它的设计结构实际与图3中的电路结构基本相同，其中每个信号路径用于双向信号传输，信号通路分别与电极15和16相连，例如与测量探头1的玻璃电极和参考电极相连。为信号路径分别提供了第一控制单元TR1G、TR1R，通过它们注册和处理由处理单元3，具体的由处理单元3中的控制单元TR2G、TR2R提供的时钟和/或数据。如[4]所述，通过复数阻抗元件R3G、R3R，具体的是通过RC元件RTG、CTG和RTR、CTR将不同频率的测试信号fG、fR从两个第一控制单元TR1G、TR1R发送给电极15、16。来自处理单元3中提供的信号源SQ2G、SQ2R的信号类似的通过复数阻抗元件R2G、R2R，具体的通过RC元件RXG、CXG和RXR、CXR发送给各个相关的传输线LG、LR。
图6示出了根据本发明的具有两条信号路径的信号传输设备，其中只有一条用于双向信号传输。第二条信号通路的测试信号和时钟信号由分频器DIV产生，因而电路结构很大程度上得以降小。使用此结构，使用第一频率fG来得到比优选频率fG更高的第二频率，该频率为fG的整数倍，除数因子小于1时，fG比fR小，除数因子大于1时fG大于fR。当然也可能在第二条或别的信号路径上实现双向信号传输。
通过优选实施例进行阐述的根据本发明的信号传输设备可以通过任意选取的协议传输数据和信号。通过在第一和第二控制单元TR1、TR2中使用微处理器，可以传输将来可能实现的应用中用到的批量数据。
要注意的是，信号传输设备的主要元件可以安装在测量探头中，这样根据本发明的测量探头1可以在现有系统中安装以替代传统的测量探头。
还要注意的是，根据本发明的信号传输设备可用在任何传递以电流或电压表示所测量的数值的测量探头和传感器中。根据信号的不同，可以选择[1]中第482页示出的差分放大器或运算放大器中任意一个。
参考文献
U.Tietze，Ch.Schenk，Halbleiterschaltungstechnik，11.Auflage，1.Nachdruck，Springer Verlag，Berlin 1999(U.Tidtze，Ch.Schenk，Semiconductor Circuit Design，第11版，第2次印刷，Springer出版社，Berlin1999)
WO 92/21962
EP 0 419 769 A2
EP 0 497 994 A1
Process Measurement Solutions Catalog 2005/06，Mettler-ToledoGmbH，CH-8902 Urdorf(参看http://www.mtpro.com)

Claims (15)

1.用于测量探头(1)的信号传输设备，所述信号传输设备包含差分放大器(OV)，在该差分放大器的非反相输入端可以施加由所述测量探头(1)的电极(15；16)提供的输入信号(u10)，从该差分放大器的输出端将相应的低阻抗输出信号(u1)传递给传输线(L)，通过该传输线所述输出信号(u1)被传递给信号处理单元(3)，其特征在于：所述差分放大器(OV)的输出端一方面通过第一电阻(R1)与所述传输线(L)及所述差分放大器(OV)的反相输入端相连，另一方面与第一控制单元(TR1)的输入端(inp)相连，所述第一控制单元用于注册由所述信号处理单元(3)施加给所述传输线(L)的信号和/或数据。
2.根据权利要求1的信号传输设备，其特征在于：所述差分放大器(OV)是具有电压输入和电压输出的运算放大器，或具有电流输入和电压输出的互阻放大器。
3.根据权利要求1或权利要求2的信号传输设备，其特征在于：所述差分放大器(OV)用作阻抗变换器。
4.根据权利要求1或2的信号传输设备，其特征在于：在信号处理单元(3)中用于传递数据或时钟信号的信号源(SQ2)通过第二电阻(R2)与所述传输线(L)相连，
和/或在信号处理单元(3)中的信号源(SQ2)通过第二电阻(R2)与所述传输线(L)相连，且通过控制线(c1)与同样在所述信号处理单元(3)中的第二控制单元(TR2)相连，所述信号处理单元用于处理从所述测量探头(1)传输来的信号和/或数据，可以被提供来自所述信号源(SQ2)的时钟信号或将待传输的数据和/或时钟信号传输给所述信号源(SQ2)。
5.根据权利要求4的信号传输设备，其特征在于：由所述信号源(SQ2)传递给所述传输线(L)的时钟信号和/或数据在所述第一控制单元(TR1)中重新生成，从时钟信号和/或数据生成的测试信号被提供给所述测量探头(1)中的至少一个电极(15；16)，在所述电极(15；16)上产生的所得电压分布可以通过至少一个差分放大器(OV；OVG、OVR)和至少一条传输线(L；LG、LR)传输给所述第二控制单元(TR2)，然后在所述第二控制单元(TR2)进行处理。
6.根据权利要求5的信号传输设备，其特征在于：由所述电极(15；16)传递的所述信号通过作为阻抗变换器的各个相关的差分放大器(OVG、OVR)和各个相关的传输线(LG、LR)被传输给所述信号处理单元(3)，其中时钟信号和/或数据只通过所述传输线(LG、LR)中的一条传输，仅由第一控制单元(TR1)重新生成，所述第一控制单元(TR1)包含分频器(DIV)，通过所述分频器为所述出现的电极(16)重新生成测试信号(fG、fR、......)。
7.根据权利要求5的信号传输设备，其特征在于：连接所述信号源(SQ2)到所述传输线(L；LG、LR)的所述第二电阻(R2)以及连接至少一个第一控制单元(TR1)到所述相关的电极(15；16)的第三电阻(R3)为复数阻抗元件。
8.根据权利要求7的信号传输设备，其特征在于：所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)是具有电阻(RT1；RX1)和电容(CT1；CX1)的RC元件。
9.根据权利要求1的信号传输设备，其特征在于：所述测量探头(1)是电化学测量探头。
10.根据权利要求9的信号传输设备，其特征在于：所述测量探头(1)是PH测量探头或氧气测量探头。
11.一种在测量探头(1)和信号处理单元(3)间传输信号的方法，其中所述信号处理单元(3)包含差分放大器(OV)，在所述差分放大器的非反相输入端接收由所述测量探头(1)的电极(15；16)提供的输入信号(u10)，而且所述差分放大器将相应的低阻抗输出信号(u1)传递给传输线(L)，所述传输线进而将所述输出信号(u1)传输给信号处理单元(3)，其特征在于：所述差分放大器(OV)的输出端一方面通过第一电阻(R1)与所述传输线(L)及所述差分放大器(OV)的反相输入端相连，另一方面与第一控制单元(TR1)的输入端(inp)相连，所述第一控制单元用以注册由所述信号处理单元(3)施加给所述传输线(L)的信号和/或数据。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于：所述信号处理单元(3)上出现的信号源(SQ2)通过第二电阻(R2)将可由第二控制单元(TR2)施加的数据或时钟信号传送到所述传输线(L)，并且/或者所述信号处理单元(3)上出现的所述信号源(SQ2)通过第二电阻(R2)发送时钟信号至所述传输线(L)，并通过控制线发送所述时钟信号至所述第二控制单元(TR2)。
13.根据权利要求11或12的方法，其特征在于：通过所述传输线(L)传输的时钟信号和/或数据在所述第一控制单元(TR1)中重新生成，由时钟信号和/或数据生成测试信号，将所述测试信号提供给所述测量探头(1)中的至少一个电极(15；16)，在所述电极(15；16)上的所得电压分布通过至少一个差分放大器(OV；OVG、OVR)和至少一条传输线(L；LG、LR)传输给所述第二控制单元(TR2)，然后在所述第二控制单元(TR2)进行评估。
14.根据权利要求11或12的方法，其特征在于：在所述第一和/或第二控制单元(TR1、TR2)中形成所述数据和/或时钟信号预期到达的时间窗口，其根据传输的所述信号的极性和/或频率，且根据使用的传输协议。
15.一种测量探头(1)，其具有根据权利要求1或2的信号传输设备。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8554505B2 (en) 2008-05-13 2013-10-08 Mettler-Toledo Ag System and method for calibrating and monitoring the condition of a sensor device
WO2015025451A1 (ja) 2013-08-23 2015-02-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ゲート駆動回路
EP3546975B1 (en) * 2018-03-29 2024-09-04 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG Test arrangement and test method for characterizing a differential probe

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3962697A (en) * 1975-06-16 1976-06-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Low level bio-telemetry system using C/MOS multiplexing
EP0153437A1 (en) * 1983-05-24 1985-09-04 Radiometer A/S Electrochemical measuring electrode device and method for transmission of signals therefrom
CN1045901A (zh) * 1990-05-19 1990-10-03 石油地球物理勘探局装备研究所 新型阻抗变换器
EP0419769A2 (de) * 1989-09-29 1991-04-03 Mettler-Toledo AG Verfahren zur fortlaufenden Ueberwachung eines Elektrodensystems für potentiometrische Messungen
EP0497994A1 (de) * 1991-01-28 1992-08-12 KNICK ELEKTRONISCHE MESSGERÄTE GMBH & CO. Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung von ionen- oder redoxpotential-sensitiven Messketten
CN1434423A (zh) * 2003-02-28 2003-08-06 浙江大学 深海非接触式信号双向传输装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0542939A1 (de) 1991-06-07 1993-05-26 Ingold Messtechnik Ag VERFAHREN ZUR ÜBERWACHUNG DER FUNKTIONSFÄHIGKEIT VON pH-SONDEN
US5500879A (en) * 1992-08-14 1996-03-19 Adtran Blind signal separation and equalization of full-duplex amplitude modulated signals on a signal transmission line
US6604050B2 (en) * 2000-06-16 2003-08-05 Bayer Corporation System, method and biosensor apparatus for data communications with a personal data assistant
CN1671437A (zh) 2002-07-31 2005-09-21 菲舍尔和佩克尔保健有限公司 增湿系统的隔离式温度传感器
US7256575B2 (en) * 2004-06-01 2007-08-14 Tektronix, Inc. Wide bandwidth attenuator input circuit for a measurement probe
US7200503B2 (en) * 2004-12-29 2007-04-03 Endrss + Hauser Flowtec Ag Field device electronics fed by an external electrical energy supply

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3962697A (en) * 1975-06-16 1976-06-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Low level bio-telemetry system using C/MOS multiplexing
EP0153437A1 (en) * 1983-05-24 1985-09-04 Radiometer A/S Electrochemical measuring electrode device and method for transmission of signals therefrom
EP0419769A2 (de) * 1989-09-29 1991-04-03 Mettler-Toledo AG Verfahren zur fortlaufenden Ueberwachung eines Elektrodensystems für potentiometrische Messungen
CN1045901A (zh) * 1990-05-19 1990-10-03 石油地球物理勘探局装备研究所 新型阻抗变换器
EP0497994A1 (de) * 1991-01-28 1992-08-12 KNICK ELEKTRONISCHE MESSGERÄTE GMBH & CO. Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung von ionen- oder redoxpotential-sensitiven Messketten
CN1434423A (zh) * 2003-02-28 2003-08-06 浙江大学 深海非接触式信号双向传输装置

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20080716

Assignee: Mettler-Toledo Instrument (Shanghai) Co., Ltd.

Assignor: Mettler Toledo AG

Contract record no.: 2010990000172

Denomination of invention: Signal transmission device for a measuring probe and method for doing the same.

License type: Exclusive License

Record date: 20100406

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Granted publication date: 20111026

Termination date: 20150711

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