CN105987774B - 热电偶线测试电路 - Google Patents

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Abstract

热电偶线测试电路(C)，包括：电流源端子(S)，用于在测试模式期间经由第一端子(F1)而将测试电流供应到第一热电偶线(T1)；电流漏端子(G)，用于在所述测试模式期间经由第二端子(F2)而从第二热电偶线(T2)接收所述测试电流；参考电阻器(RRef)，用于产生参考电压，所述参考电阻器被布置在所述测试电流的电流电路中；以及处理单元(ADC、SO)，可联接到所述第一端子(F1)和所述第二端子(F2)以及所述参考电阻器(RRef)，且被配置成把所述第一端子(F1)与所述第二端子之间由所述测试电流引起的电压降与所述参考电压做比较。

Description

热电偶线测试电路
技术领域
本发明涉及热电偶线测试电路和用于测试热电偶的第一热电偶线和第二热电偶线的方法。
背景技术
已从专利公开US 3,468,164得知一种开放热电偶检测电路。该开放热电偶检测电路将连续测试信号提供给待测试的选择的热电偶。在故障或开放热电偶的状况下，与正常热电偶输出信号相比具有相反极性的全测试信号被施加到输出信号感测装置。去耦电路与测试信号振荡器变压器一起操作以防止共模电压和偏移电流流经测试信号供应器到接地。
然而，不仅可能发生开放热电偶的状况，而且热电偶的热电偶线还可能短路，例如，由于机械弯曲或由于因热电偶线的高温或老化所致的热电偶线之间的热绝缘的损失。
专利公开US 3,671,953公开一种警报信号器，其中该警报信号器具有热、冷和热电偶烧毁能力，而不需要针对热警报操作模式和冷警报操作模式的特定电阻器连接。警报烧毁开关在警报热电偶烧毁期间响应于信号器信号转译电路中的某些电压变化以提供对警报指示构件的电控制。烧毁开关还在热警报操作模式与冷警报操作模式两者期间充当恒定电流吸收器。
已从专利公开US 4,211,113得知一种温度测量技术，其中热电偶和参考电压源转而经由固态开关而将电压供应到变压器的中央抽头初级绕组。变压器次级绕组的输出电压经由模数转换器而施加到经晶体时钟调节的数字处理单元，其中该经晶体时钟调节的数字处理单元获得从热电偶信号导出的正电压和负电压的差、从参考电压导出的正电压和负电压以用于后续比率度量处理。
已从德州仪器公司2013年3月的应用报告SBAA201“采用ADS 1148和ADS 1248系列的装置进行RTD比率度量测量和滤波”得知针对温度传感器的测量而优化的装置。因此，在典型RTD测量应用中，ADS 1148和ADS 1248使用经由外部参考精密电阻器而馈送的内置电流数模转换器(IDAC)电流源而以比率度量拓扑来配置。然而，尚未从现有技术得知对热电偶的状况——如形成热电偶的热电偶线的劣化程度——的可靠诊断。
发明内容
因此，本发明的目标是改进检测从热电偶的正常操作条件偏差——如传感器的短路或热电偶线腐蚀——的能力。
该目标通过热电偶线测试电路和用于测试热电偶的第一热电偶线和第二热电偶线的方法来实现。
关于热电偶线测试电路，该目标通过一种热电偶线测试电路来实现，该热电偶线测试电路包括：电流源端子，用于在测试模式期间经由第一端子而将测试电流供应到第一热电偶线；电流漏端子，用于在该测试模式期间经由第二端子而从第二热电偶线接收该测试电流；参考电阻器，用于产生参考电压，该参考电阻器被布置在该测试电流的电流电路中；以及处理单元，操作联接到该第一端子和该第二端子以及该参考电阻器，其中该处理单元被配置成把该第一端子与该第二端子之间由测试电流引起的电压降与该参考电压做比较。
测试电路可为操作电子器件的一部分，而操作电子器件例如自身是温度计的发射器的一部分。
热电偶线可为导体，在与另一热电偶线接触时产生电压降。因此，第一热电偶线和第二热电偶线可为导体如合金的组合，且可根据其在已知的如E型、J型、K型等热电偶中的应用来调适。热电偶线还可包括：第一段，包括由上文所述的材料之一制成的导体；以及第二段，包括延伸线，其中延伸线用于将该第一段导体(展现热电效应)连接到测试电路。因此，第一热电偶线和第二热电偶线可包括延伸线，其中延伸线可例如由铜或甚至展现热电效应的材料制成。
测试电路可以是包括是电气组件或电子组件的电路，电气组件或电子组件被配置成执行所描述的功能性。通过参考电阻器，提供比率度量拓扑，其中该比率度量拓扑实现可联接到第一端子和第二端子的热电偶线的电阻的高准确度测量。因此，在此配置中，测试电流有时流经第一热电偶线和第二热电偶线以及参考电阻器。参考电阻器两端产生的电压被用作参考电压。此参考电压然后例如在处理单元的操作输入处或在处理单元的参考电压输入处或供应电压输入处供应到处理单元。然而，第一端子和第二端子可仅连接到处理单元的操作输入部。
测试电流可被产生，如IDAC输出，且可从电流源流动到电流漏如接地。因此，可仅使用单个电流源如所述IDAC。
处理单元可包括单个或多个操作输入部。然而，处理单元可包括单个操作输入部以及耦合到该操作输入部的多路复用器输出部，使得在不同输入信号——如第一端子和第二端子或一或更多个抽头——之间切换来测量参考电阻器两端的电压降。根据不同状况，处理单元可包括模数转换器即ADC。
在优选实施例中，处理单元有时操作地联接到该第一端子和该第二端子且有时联接到该参考电阻器，如通过开关或多路复用器。优选地，处理单元的操作输入部可经受不同输入信号。可提供用于处理单元的参考电压或供应电压，其与测试电流或参考电阻器所产生的参考电压无关，处理单元很可能是该ADC。在ADC的状况下，参考电阻器所产生的参考电压可以是ADC所需要的进行操作的参考电压。然而，可将恒定参考电压供应到ADC以进行操作。
因此，处理单元被配置成在该测试电流流经所述热电偶线和该电阻器(次序可任意)时分接两根热电偶线两端(即热电偶的热电偶线可连接到的第一端子与第二端子之间)的电压降和该参考电阻器所引起的电压降。
处理单元还可被配置成存储两根热电偶线两端的电压降的值且将其与参考电阻器两端的电压降的值做比较或反过来，且确定这些热电偶线的欧姆电阻。第一端子与第二端子之间的电压降是热电偶线之间的热电效应所导致的电压与热电偶线的内部欧姆电阻(因测试电流所致)的叠加。通过在没有测试电流流经热电偶线时测量第一端子与第二端子之间的电压降，可消除热电效应所引起的电压降且因此确定热电偶线的内部欧姆电阻所引起的电压降。此内部欧姆电阻可接着用于确定热电偶线的状况且因此例如通过与先前值或阈值的比较来诊断热电偶。
处理单元可具有两阶段监视或诊断模式，其中在第一阶段中，测试电流流经热电偶线和参考电阻器，且其中在第二阶段中，测试电流仅流经参考电阻器，即，没有测试电流施加到热电偶线。然而，可存在单阶段监视或诊断模式，其中测试电流流经热电偶线和参考电阻器。
在另一优选实施例中，参考电压(在供应测试电流时由参考电阻器引起)用作处理单元的参考电压或供应电压，且因此分别馈送到处理单元(例如，ADC)的参考电压输入部或供应电压端子。在该模式下，第一端子与第二端子之间的电压降直接与参考电阻器两端的电压降做比较。可提供开关，其中开关引导测试电流流经热电偶线和参考电阻或仅流经参考电阻。开关还可用于将电流源与热电偶线和参考电阻器去耦接。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元还被配置成确定该第一端子与该第二端子之间存在的电阻，即，确定该第一热电偶线和该第二热电偶线的欧姆电阻。处理单元还可被配置成输出表示热电偶线的该欧姆电阻或处理单元的操作输入处存在的输入信号与处理单元的参考输入处存在的参考信号的比率的输出信号。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元被配置成确定该第一热电偶线和该第二热电偶线的缺陷。因此，输出信号可与所提供或设置的参考信号或参考值进行比较。此参考信号或参考值因此是可由用户设置的阈值以用来监视或诊断附接到第一端子和第二端子的热电偶线。
在热电偶线测试电路的实施例中，该参考电阻器被布置在该电流源端子与该第一端子之间，或该参考电阻器被布置在该第二端子与该电流漏端子之间。然而，在每一状况下，测试电流可被设置成至少在测试电路的操作模式之一下在参考电阻器和热电偶线上流动。
在热电偶线测试电路的实施例中，用于设置测试电流电路的开关被布置在该电流源端子与该第一端子之间，或该开关被布置在该第二端子与该电流漏端子之间。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元拥有操作输入部，且被配置成在其操作输入部接收该参考电压。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元拥有用于接收该参考电压的参考电压端子。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元被配置成处理第一端子与第二端子之间存在的电压以确定热电偶的缺陷。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元包括模数转换器，其中该模数转换器操作联接到该第一端子和该第二端子且被配置成把该第一端子与该第二端子之间的电压与该参考电压比较。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元被配置成在该测试模式期间在电流被供应时且在没有电流被供应时分接或确定该第一端子与该第二端子之间的该电压。如上所述，监视、验证或诊断热电偶线可通过单阶段操作模式或两阶段操作模式来实现。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元被配置成考虑该参考电阻器的电阻以确定第一热电偶线和第二热电偶线的电阻且因此确定热电偶的缺陷。
在热电偶线测试电路的实施例中，该参考电阻器的电阻值存储在该处理单元中，优选存储在该处理单元的存储器单元中。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元被配置成基于第一热电偶线和第二热电偶线的电阻来确定热电偶的缺陷。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元被配置成重复地——优选周期性地——确定所述热电偶线的该电阻。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元被配置成比较所述电阻值的至少两个值以确定热电偶中的缺陷。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元被配置成把该第一热电偶线和该第二热电偶线的该电阻与阈值比较。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元被配置成在热电偶的所确定的内部电阻/电压或增量超过例如来自热电偶/延伸线的内部电阻的早先/先前值的该所存储的内部电阻值的情况下输出警报信号。
在热电偶线测试电路的实施例中，该处理单元包括正常模式，在该正常模式下，没有电流供应且处理单元被配置成处理第一端子与第二端子之间的电压降以确定热电压且因此确定温度。
关于方法，该目标通过一种用于测试热电偶的第一热电偶线和第二热电偶线的方法来实现，该方法包括以下步骤：产生流经该第一热电偶线和该第二热电偶线的测试电流；把第一热电偶线和第二热电偶线两端的电压降与参考电阻器所产生的参考电压比较；以及基于该参考电阻器的电阻来确定该第一热电偶线和该第二热电偶线的电阻。
在该方法的实施例中，该方法还包括以下步骤：基于所确定的电阻来确定该第一热电偶线和该第二热电偶线中的缺陷。
在该方法的实施例中，该方法还包括以下步骤：在没有测试电流产生时，把第一热电偶线和第二热电偶线两端的电压降与参考电阻器所产生的参考电压比较。
在该方法的实施例中，该方法还包括以下步骤：确定或分接在测试电流被供应的时间点的第一热电偶线和第二热电偶线两端的电压降与没有测试电流供应的时间点的第一热电偶线和第二热电偶线两端的电压降之间的电压差。
在该方法的实施例中，该方法还包括以下步骤：在该第一热电偶线和该第二热电偶线两端的该电压降超过阈值的情况下输出警报信号。
在该方法的实施例中，该方法还包括以下步骤：确定热电偶线的电阻的两次测量——优选两次相继测量——之间的改变以确定热电偶线的缺陷。
改进的监视电路是基于热电偶的固有欧姆电阻及其变化如在短时间间隔上的变化的准确测量。基于热电偶的欧姆电阻的突然的正或负变化的检测，诊断算法可检测错误条件。
因此，通过本发明，可确定热电偶的欧姆电阻。虽然热电偶所产生的热电压通常是所要的结果，但在诊断相位期间，此电压只会是有害的。然而，可存在另一操作模式，其中处理单元用于确定热电压以确定热电偶的热结(hot junction)处的温度。
本发明利用比率度量做法来测量形成热电偶的热电偶线的欧姆电阻。
在比率度量测量中，在热电偶中注入测试电流；用于激励热电偶的电阻的相同测试电流也用于激励参考电阻器。因为R＝V/I，所以如果I相同，那么参照表1，在两个部分(热电偶和参考电阻器的欧姆电阻)中电阻与电压之间存在正比。
表1：
且因此
如果RRref是已知的，那么可通过上述比例推断RTC。
其中RTC是热电偶的欧姆电阻，VRTC是因欧姆电阻所致的热电偶两端的电压降，RRef是参考电阻器的电阻，VTC是热电偶两端的总电压降，且I是所注入的测试电流。
当测试电流I在热电偶中注入时，热电偶所连接到的端子处的电压VTC是热电偶的电偶分量所产生的电压VRTC和热电压Vthermo(因赛贝克效应而存在的电压)的叠加，被分接或测量。然而，出于验证、诊断或监视热电偶线的目的，仅热电偶的欧姆电阻是所关注的。
为了应用比率度量测量，必须去除热电压Vthermo，否则比率度量原理的比例性将被违背：VTC＝Vthermo+VRTC。
为了隔离因欧姆电阻所致的电压降VRTC，热电压Vthermo必须被测量且从VTC去除。
因此，可通过VRTC＝VTC-Vtherma来推断VRTC。在开关被设置成防止测试电流流经热电偶线的情况下进行的测量因此对于隔离此“热电压”效应以便稍后将其从电流流经热电偶的热电偶线时进行的测量去除来说是必要的。
为了减去处理单元如ADC所做的两次测量，这两次测量必须是同质的；这意味将被减去的两次测量必须通过具有相同配置的ADC且在相同电压作为其参考输入的情况下来测量。
因此，根据图1，ADC具有参考电压，为推断热电偶的电阻而做的所有测量是在ADC的参考输入处具有相同参考电压的情况下进行。
在图2中，ADC具有其参考输入处所连接的参考电阻器RRef所产生的参考电压，然后此电阻器RRef必须以一定电流来激励以另外产生必须在所有测量期间实质以相同方式激励的电压。
当开关被设置成脱离测试电流时，没有电流流动到热电偶中，然而开关可被配置成使测试电流流经RRef。否则，ADC将不具有参考输入，且将不能够产生模拟输入的数字转换。
因此，必须考虑到，在ADC具有用于产生其参考信号的参考电阻器RRef的状况下，参考电阻器RRef将至少在测试电路的测试模式期间始终被激励。
附图说明
根据附图来更详细地描述本发明：
图1示出热电偶线测试电路的第一实施例，其中参考电阻器两端的电压降所产生的参考电压在ADC的参考输入处作为参考电压来供应，
图2示出热电偶线测试电路的第二实施例，其中参考电阻器两端的电压降所产生的参考电压被供应到ADC的操作输入。
具体实施方式
图1示出热电偶线测试电路C，热电偶线测试电路C经由第一端子F1和第二端子F2联接到形成热电偶TC的第一热电偶线T1和第二热电偶线T2。电路C可布置在温度发射器的外壳H内。电路C还可以是用于提供发射器的其它功能的操作电子器件的一部分。
电路C包括模数转换器ADC，模数转换器ADC经由其操作输入部O1、O2而联接到第一端子F1和第二端子F2。ADC的参考电压输入部P1、P2经由第一抽头F3和第二抽头F4而联接到参考电阻器RRef。电路C还包括用于供应测试电流的电流源端子S。电流源可包括可被集成到ADC中的IDAC。电流源S可经由开关W1而联接到第一热电偶线T1和第二热电偶线T2。因此可设置，在开关W1处于第一位置的情况下，源自电流源的测试电流经由第一电流路径流经热电偶线T1、T2和参考电阻器RRef。开关W1被配置成使得在开关处于第二位置的情况下测试电流经由第二电流路径仅流经参考电阻器。测试电流在两种情况下都从电流源S端子流动到电流漏端子G，其中电流漏端子G可为接地电位。开关W1还可具有其它设置，其中例如电流源端子与第一端子F1和第二端子F2以及参考电阻器RRef隔离。与如图1所示的实施例不同，参考电阻器RRef还可被布置在开关W1与第一端子之间的电流路径中，而不是第二端子F2与电流漏端子G之间。电流路径或电流电路是测试电流从电流漏流动到电流源的路程。
在第一阶段中，例如经由W1设置测试电流流经热电偶TC和参考电阻器RRef。在此第一阶段中，端子F1、F2之间的电压降由ADC例如通过将端子F1、F2连接到ADC的操作输入来测量。此电压降基本上由两个分量组成，即因赛贝克效应而由热电压产生的分量和因流经热电偶线T1、T2的测试电流产生的热电偶线的欧姆电阻引起的分量。
ADC的操作输入部O1、O2处的电压降可由ADC与ADC的参考电压输入部P1、P2处的参考电压进行比较。输出信号因此与操作输入处的信号与参考输入处的信号的比率成比例。输出信号可被传输到处理单元的另一部分SO，其中SO用于进一步处理，例如，用于输出警报信号。
在第二阶段中，测试电流被设置成仅流经参考电阻器RRef。在此阶段期间，还测量第一端子F1与第二端子F2之间的电压降(虽然在热电偶线中未有测试电流存在)且将其与参考电阻器RRef两端的电压降进行比较。然而，第一端子F1与第二端子F2之间的电压降现在基本上仅因赛贝克效应所致。因此，可消除第一阶段期间热电压对第一端子F1与第二端子F2之间的电压降的贡献，且可确定热电偶的欧姆电阻。当然，可颠倒阶段的次序或可添加中间阶段。
如图1所示，单个激励源S可用于将测试电流注入到热电偶中且执行精确电阻测量。热电偶TC被视为纯电阻传感器，即，如基于铂的电阻传感器。图1和图2的电路体系结构的另一重要益处在于有可能去除所有内部电阻，即，在电流源S与第一端子F1之间和第二端子F2与电流漏G之间的电流路径中存在的电阻。此体系结构允许仅测量端子F1和F2上所连接的热电偶中所产生的电压降。当用于在F1和F2输入上测量的装置展现高输入阻抗(如可在市场上购得的若干模数转换器)时，测量输入F1和F2上的电阻所产生的误差是可忽略的。
在根据图1和图2的实施例中，热电偶的测量周期被划分为两个部分：热电偶的热电压的一次正常测量以及新的诊断期，其中在新的诊断期，收集额外信息以执行高级诊断。诊断期可包括上文所述的两个阶段。
在正常操作期间，电流源S通过开关W1切断或与第一端子F1和第二端子F2且因此与热电偶TC隔离。这防止任何激励电流流动到热电偶传感器中。通过在热电偶端子F1、F2上测量，正常热电压贡献被测量且产生热电压Vthermo。
在诊断期期间，激励电流源S用于将电流注入到热电偶传感器中。热电偶的端子F1、F2处的电压Vdiag将被测量。此电压是两个贡献Vres和Vth的总和：正常热电偶的热电压Vth以及源于激励电流的热电偶的固有电阻所产生的电压降Vres。此最后一项可通过去除正常操作期间或诊断期的第二阶段期间所测量的热电压的贡献来隔离。在计算电压Vres之后，可基于比率度量原理而以高精度测量热电偶插入物的电阻。
此外，在此诊断期期间，将还可检测热电偶线断裂。热电偶端子F1、F2上所测量的电压的正溢流将被视为热电偶的断裂损坏的结果。
因此，根据此第一实施例，热电偶线测试电路C可包括：电流源端子S，用于在测试模式期间经由第一端子F1供应测试电流给第一热电偶线T1；电流漏端子G，用于在该测试模式期间经由第二端子F2从第二热电偶线T2接收该测试电流；参考电阻器RRef，用于在第一参考端子P1和第二参考端子P2处产生参考电压，参考电阻器RRef被布置在该测试电流的电流电路中；以及处理单元ADC和/或SO，可联接到或操作中连接到该第一端子F1和该第二端子F2以及所述参考端子P1、P2，且被配置成测量且比较该测试电流在该第一输入端子F1与该第二输入端子F2之间引起的电压降与该测试电流在第一参考输入P1与第二参考输入P2之间所连接的该参考电阻RRef上引起的电压降。
图2示出检测相对于热电偶的正常操作条件的偏离的替代实施例。ADC现由与参考电阻器两端的电压降所引起的参考电压无关的参考电压来供应。然而，与根据图1所述相同的原理适用。
在诊断期的第一阶段期间，电流通过电流源S而注入热电偶线中。为了注入此测试电流，开关W2被设置成将电流源联接到第一端子F1和/或第二端子F2以及与其联接的热电偶线T1、T2。开关还可用于使测试电流偏离热电偶线T1、T2且将电流直接注入参考电阻器RRef中。
多路复用器被设置成将第一端子与第二端子之间的电压降或参考电阻器两端的电压降选择性地联接到ADC的操作输入部O1、O2。因此，当测试电流被注入时，第一端子与第二端子之间以及参考电阻器两端的电压降可联接到ADC的操作输入。ADC接着输出电压降Vdiag与从电压供应PS供应到ADC的参考电压的比率或参考电阻器RRef两端的电压降与电压供应PS所供应的参考电压的比率。电压供应PS所提供的参考电压被供应到ADC的参考电压输入部P1、P2。此参考电压因此用于操作ADC和/或用于比较ADC的操作输入部O1、O2处的电压输入与从电压供应PS供应的参考电压。
在诊断期的第二阶段中，电流源通过W2而接通。通过在端子F1和F2上测量电压，热电压分量被测量且可从在激励电流源活动的情况下在第一阶段的测量移除。
减法的结果接着除以在第一阶段Rref两端测量的电压。在诊断期的所有三次测量期间，ADC参考输入P1和P2始终连接到电压源PS以确保诊断期的测量之间的一致性。根据图2中的实施例的热电压分量的测量与为了测量温度而进行的正常测量相同，但在诊断相位中是必要的。然而，可在诊断期期间使用在正常测量相位期间确定以便确定温度的热电压。
因此基于伪比率度量方法来计算热电偶内部电阻。
该输出可接着被发送到处理单元的另一部分SO，例如，寄存器或微处理器或存储器单元，以便消除热电压Vth且确定热电偶线T1、T2的内部电阻Rres。
因此，根据此实施例，热电偶线测试电路C可包括：电流源端子S，用于在测试模式期间经由第一输入端子F1供应测试电流给第一热电偶线T1；电流漏端子G，用于在该测试模式期间经由第二输入端子F2从第二热电偶线T2接收该测试电流；以及参考电阻器，用于在端子F3和F4处产生电压降，参考电阻器RRef被布置在该测试电流的电流电路中；以及处理单元ADC、SO，可联接到或可操作地连接到该第一输入端子F1和该第二输入端子F2，且在输入端子F3和F4处可联接到或可操作地连接到该参考电阻器RRef，且在参考端子P1和P2处可联接到或可操作地连接到参考电压PS，且被配置成测量且比较该测试电流在两个所述端子F1与F2之间引起的电压降以及该测试电流在两个所述端子F3、F4之间引起的电压降与该参考电压PS在所述参考端子P1和P2处所提供的电压降。
测试电路C实现改进的诊断的方法。可在热电偶的测量周期开始时以固定时间间隔执行诊断期。在每一诊断期结束时，如上所述，基于V_res和V_ref的测量来计算关于热电偶TC绝对电阻R_sens的实际信息。在可能的替代实施例中，可基于实际参考测量或估计来定义传感器电阻的典型值R_typ。绝对电阻可取代为相对值：
Rsens/Rtyp
作为第一步骤，将实际R_sens值与两个阈值R_min和R_max(R_max>Rmin)进行比较以确保热电偶电阻处于特定范围内。阈值R_min和R_max可为可根据应用来调整的。在值处于此区间之外的情况下，可取决于所选择的准则来产生诊断信息。
在第二步骤中，使用热电偶传感器电阻的增量改变。将实际Rsens值与R_sens的先前值进行比较，且将实际R_sens与先前R_sens的差除以实际R_sens来计算增量值R_inc。
将增量电阻R_inc与两个阈值R_inc_min和R_inc_max(R_inc_max>R_inc_min)进行比较以确保热电偶电阻改变处于特定范围内。阈值R_inc_min和R_inc_max可根据应用来调整。在值处于此区间之外的情况下，产生诊断信息。
用于工业应用中的热电偶通常基于具有金属护套的矿物绝缘电缆。此坚固构造通常确保整个热电偶电阻不因处理温度的改变而极快改变。此新实施例中所使用的测量的最小间隔小于一秒。在这样的短间隔中，即使热电偶的较长部分与处理温度接触且处理温度不稳定，热电偶传感器电阻的改变也不相关。
在每一状况下，测量的最小间隔远比环境温度的改变快，这样消除了环境温度对增量值R_inc的计算的影响。
在替代实施例中，可记录R_inc的若干连续增量值以便获得电阻增量的曲线。在此状况下，将基于测量轮廓与预定义曲线的比较来发布诊断信息。

Claims (16)

1.一种用于测试热电偶的第一热电偶线(T1)和第二热电偶线(T2)的热电偶线测试电路(C)，包括：
电流源端子(S)，用于在测试模式期间，经由第一端子(F1)供应测试电流给第一热电偶线(T1)；
电流漏端子(G)，用于在所述测试模式期间，经由第二端子(F2)从第二热电偶线(T2)接收所述测试电流；
参考电阻器(RRef)，用于产生参考电压，所述参考电阻器被布置在所述测试电流的电流电路中；
处理单元(ADC、SO)，可联接到所述第一端子(F1)和所述第二端子(F2)以及所述参考电阻器(RRef)；以及
开关(W1、W2)，所述开关实施为引导所述测试电流在第一阶段中流经所述热电偶线(T1、T2)和所述参考电阻器(RRef)或者在第二阶段中仅流经所述参考电阻器(RRef)，
其中所述处理单元(ADC、SO)被配置成：
在所述第一阶段和所述第二阶段中，分接所述第一端子(F1)与所述第二端子之间由所述测试电流引起的电压降并且将所述电压降与所述参考电压做比较，其中在所述第一阶段中的所述电压降由热电效应所引起的热电压(Vthermo)所产生的分量和所述热电偶线(T1、T2)的电阻分量所产生的电压分量(VRTC)组成，并且其中在所述第二阶段中的所述电压降仅由所述热电压(Vthermo)组成，
消除在所述第二阶段期间测量的所述热电压(Vthermo)对所述第一阶段期间分接的所述电压降的贡献，
基于参考电阻器(RRef)的电阻来确定所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)的欧姆电阻，以及
确定所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)的缺陷。
2.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，
其中所述处理单元(ADC、SO)还被配置成确定所述第一端子(F1)与所述第二端子(F2)之间存在的电阻。
3.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，
其中所述处理单元(ADC、SO)被配置成——基于所述测试电流引起的所述电压降——确定所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)的缺陷。
4.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，其中
所述参考电阻器(RRef)被布置在所述电流源端子(S)与所述第一端子(F1)之间，或
所述参考电阻器(RRef)被布置在所述第二端子(F2)与所述电流漏端子(G)之间。
5.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，其中
用于注入所述测试电流的开关(W1、W2)被布置在所述电流源端子(S)与所述第一端子(F1)之间，或
所述开关(W1、W2)被布置在所述第二端子(F2)与所述电流漏端子(G)之间。
6.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，其中
所述处理单元(ADC、SO)拥有操作输入部(O1、O2)，且被配置成在其操作输入部(O1、O2)接收所述参考电压。
7.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，
其中所述处理单元(ADC、SO)拥有用于接收所述参考电压的参考电压端子(P1、P2)。
8.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，
其中所述处理单元(ADC、SO)包括模数转换器(ADC)，所述模数转换器(ADC)操作中联接到所述第一端子(F1)和所述第二端子(F2)且被配置成把所述第一端子(F1)与所述第二端子(F2)之间的电压与所述参考电压做比较。
9.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，
其中所述处理单元(ADC、SO)被配置成在所述测试模式期间，在所述测试电流被注入时以及在没有测试电流被注入时，确定所述第一端子(F1)与所述第二端子(F2)之间的所述电压。
10.根据权利要求9所述的热电偶线测试电路(C)，
其中所述测试电流用所述第一端子(F1)和/或所述第二端子(F2)从所述电流源注入。
11.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，其中所述处理单元(ADC、SO)被配置成考虑所述参考电阻器(RRef)的电阻以确定所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)的电阻且因此确定热电偶的缺陷。
12.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，其中所述处理单元(ADC、SO)被配置成基于所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)的所述欧姆电阻来确定所述热电偶(TC)的缺陷。
13.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，其中所述处理单元(ADC、SO)被配置成把所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)的所述欧姆电阻与阈值做比较。
14.根据权利要求1所述的热电偶线测试电路(C)，其中所述处理单元(ADC、SO)包括正常模式，在该正常模式下，没有测试电流供应，且所述处理单元(ADC、SO)被配置成处理所述第一端子(F1)与所述第二端子(F2)之间的所述电压降以确定热电压且因此确定温度。
15.一种用于测试热电偶(TC)的第一热电偶线(T1)和第二热电偶线(T2)的方法，包括以下步骤：
产生流经所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)的测试电流；
引导所述测试电流在第一阶段中流经所述热电偶线(T1、T2)和参考电阻器(RRef)或者在第二阶段中仅流经所述参考电阻器(RRef)；
在所述第一阶段和所述第二阶段中，分接第一端子(F1)与第二端子之间由所述测试电流引起的电压降并且将所述电压降与参考电压做比较，其中在所述第一阶段中的所述电压降由热电效应所引起的热电压(Vthermo)所产生的分量和所述热电偶线(T1、T2)的电阻分量所产生的电压分量(VRTC)组成，并且其中在所述第二阶段中的所述电压降仅由所述热电压(Vthermo)组成；
消除在所述第二阶段期间测量的所述热电压(Vthermo)对所述第一阶段期间分接的所述电压降的贡献；以及
基于参考电阻器(RRef)的电阻来确定所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)的欧姆电阻；以及
确定所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)的缺陷。
16.根据权利要求15所述的方法，包括以下步骤：
在没有测试电流被产生时，把所述第一热电偶线(T1)和所述第二热电偶线(T2)两端的所述电压降与所述参考电阻器(RRef)所产生的参考电压做比较。
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