CN109564121A - 驱动电路、由此形成的变换器电子器件和由此形成的测量系统 - Google Patents

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Abstract

驱动电路包括：信号发生器，信号发生器具有频率控制输入端、振幅控制输入端和信号输出端；末端级，末端级具有信号输入端和负载输出端；以及振幅控制装置，该振幅控制装置具有振幅输入端、振幅输出端和电压测量输入端。信号发生器被设立成用于，在其信号输出端上输出至少有时是周期性的电的模拟信号，模拟信号具有通过施加在频率控制输入端上的预定了频率控制值的信号频率和通过施加在振幅控制输入端上的预定了振幅控制值的电压和/或电流振幅。末端级被设立成用于，通过包含该负载输出端的电流回路来驱动具有与施加在信号输入端上的电输入端信号的信号电压和/或信号电流有关的电流强度的负载电流以及在该负载输出端上提供具有与负载电流的电流强度有关的电压水平的负载电压。此外，振幅控制装置被设立成用于，反复获知在振幅输入端上的振幅实际值与振幅额定值之间的振幅偏差。此外，振幅控制装置被设立成用于，反复获知指示值，指示值以信号指示施加在电压测量输入端上的测量电压的绝对值是否过高，也就是该绝对值是否已经超过阈值，并且在使用指示值的情况下获知振幅控制值，使得在测量电压的绝对值过高的情况下减小振幅控制序列的相继跟随的振幅控制值，以及在振幅输出端上输出在时间上依次计算的振幅控制值的幅度控制序列。信号发生器的信号输出端又与末端级的信号输入端电连接，并且末端级的负载输出端与振幅控制装置的电压测量输入端电连接。此外，振幅控制装置的振幅输出端与信号发生器的振幅控制输入端电连接。

Description

驱动电路、由此形成的变换器电子器件和由此形成的测量 系统
技术领域
本发明涉及一种用于尤其是感应式的负载电路的驱动电路，以及一种由此形成的尤其是本质安全的变换器电子器件，或者一种具有这种变换器电子器件的尤其构造为双线现场设备和/或振动式的(vibronisch)测量系统。
背景技术
在工业测量和自动化技术中，为了产生以模拟或数字方式表示测量变量的测量值信号使用到被安装在现场或过程附近的测量系统(所谓的现场设备)。各个所要检测的测量变量例如可以是能流动的或能灌注的、例如也就是液态的、粉末状的、蒸汽状的或气态的介质的质量流量或质量流率、密度、粘度、料位或限位、压力、温度等，该介质被引导或预存在相应的过程容器中，如例如管线路或罐中。此外，针对这种对于本领域技术人员来说并且本身就是公知的现场设备的更多的示例在DE-A 39 34 007、EP-A 1 058 093、EP-A 1 158289、EP-A 525 920、EP-A 984 248、US-A 37 64 880、US-A 38 78 725、US-A 43 08 754、US-A 43 17 116、US-A 44 68 971、US-A 45 24 610、US-A 45 74 328、US-A 45 94 584、US-A 46 17 607、US-A 46 56 353、US-A 47 68 384、US-A 48 50 213、US-A 49 26 340、US-A 50 24 104、US-A 50 52 230、US-A 50 68 592、US-A 51 31 279、US-A 52 07 101、US-A 52 31 884、US-A 53 59 881、US-A 53 63 341、US-A 54 16 723、US-A 54 69 748、US-A 55 35 243、US-A 56 04 685、US-A 56 72 975、US-A 56 87 100、US-A 57 42 225、US-A 57 42 225、US-A 57 96 011、US-A 59 59 372、US-A 60 06 609、US-A 60 14 100、US-A 61 40 940、US-B 62 36 322、US-B 62 69 701、US-B 62 85 094、US-B 63 11 136、US-B 63 97 683、US-B 64 76 522、US-B 64 80 131、US-B 64 87 507、US-B 65 12 358、US-B 65 35 161、US-B 65 74 515、US-B 65 77 989、US-B 66 62 120、US-B 67 69 301、US-B 67 76 053、US-B 67 99 476、US-B 72 00 503、US-B 76 30 844、US-A 2008/0015799、US-A 2011/0271756、US-A 2015/0177192、WO-A 2014/163635、WO-A 00/14485、WO-A 00/26739、WO-A 00/36379、WO-A 00/48157、WO-A 00/67087、WO-A 01/02816、WO-A02/086426、WO-A 02/103327、WO-A 02/45045、WO-A 2004/048905、WO-A 2005/040735、WO-A2006/130087、WO-A 2010/014102、WO-A88/02476、WO-A 88/02853或WO-A 95/16897中被详尽且详细地描述。其中所示的测量系统分别具有用于检测各自的(多个)测量变量的物理电学的测量转换器和与之电连接的、通常由外部供应电能的变换器电子器件，该变换器电子器件具有控制测量转换器的(有时也被称为运行电路的)电路装置以及与该电路装置连接的、例如借助微处理器和/或借助数字的信号处理器形成的用于产生表示至少一个测量变量的测量值的测量和控制电路。为了容纳形成该变换器电子器件的电子器件结构组件，现场设备还包括电子器件壳体，该电子器件壳体如在US-A 63 97 683或WO-A 00/36379中提出地可以远离测量转换器地布置并且可以仅经由柔性的线路与该测量转换器连接，或者该电子器件壳体也如例如在EP-A 903 651或EP-A 1008 836中示出地直接布置在测量转换器上或单独地将测量转换器包套的测量转换器壳体上。
测量转换器分别被设置成用于，被置入到分别引导介质的容器的器壁中或被置入到分别引导介质的线路的，例如管线路的走向中，并且被用于产生至少一个表示至少一个测量变量的电的测量信号。为此，各自的测量转换器，也就是设置在其中的促动器(执行器)，在测量系统的运行中通过由被设置在变换器电子器件中的驱动电路发生的、例如是双极型的和/或至少偶尔是周期性的驱动信号被如下这样地操控，即，使得它以适用于测量的方式作用到介质上，以便在那里作出与待检测的测量变量相对应的、可相应地转变成至少一个测量信号的响应。在此，驱动信号例如可以是在电流强度、电压水平和/或信号频率方面被相应调节的模拟信号，或者是合适的有节拍的二进制信号。作为针对借助例如主要是感应式的促动器或执行器将这种主动的、也就是电的驱动信号相应地转换成用于检测测量变量的测量效果的测量转换器的示例尤其列举的是，根据回波原理工作的HF发送接收传感器、或用于测量流动的介质的具有至少一个产生由驱动信号来操控的磁场的线圈的流量测量转换器、例如还有具有至少一个振动的测量管和作用到其上的机电式的振荡激励器的振动型的测量转换器、或者还有至少一个由驱动信号操控的超声波发送器等。例如，在US-A-2011/0271756中所示的所讨论的类型的驱动电路尤其具有信号发生器以及末端级，信号发生器具有频率控制输入端、振幅控制输入端和信号输出端，末端级具有信号输入端和负载输出端。信号发生器被设立成用于，在其信号输出端上输出至少是有时是周期性的、必要时也至少是有时是谐波式的电的模拟信号，该模拟信号具有通过施加在频率控制输入端上的(例如也就是由测量和控制电路提供的)、预定了频率控制值的信号频率和通过施加在振幅控制输入端上的(例如也就是同样由测量和控制电路提供的)、预定了振幅控制值的电压和/或电流振幅，而末端级被设立成用于，通过其负载输出端对具有与施加在信号输入端上的电的输入端信号的信号电压和/或信号电流有关的电流强度的负载电流进行驱动以及提供具有与负载电流的电流强度有关的电压水平的负载电压。在上述的驱动电路中，信号发生器的信号输出端与末端级的信号输入端电连接，并且末端级的负载输出端与(在此构造为物理电学的测量转换器的机电式的或电磁式的执行器的组成部分的或者借助至少一个线圈形成的)负载电路电连接，使得由末端级输出的负载电流的电流强度依赖于由信号发生器输出的电的模拟信号的电压和/或电流，并且负载电压经由负载电路下降。为了产生表示借助测量系统所要检测的(多个)测量变量的测量值的目的，将至少一个测量信号在进一步的进程中被输送给上述的被设置在变换器电子器件中的测量和控制电路。此外，测量和控制电路被设立成用于，为驱动电路计算相应的控制指令或设定参数，例如也就是结合振幅实际值和振幅额定值来计算当前的振幅控制值，和/或结合频率实际值和频率额定值计算当前的频率控制值，并且例如以数字值的形式传送到该驱动电路上。
此外，所描述类型的测量系统通常还经由与变换器电子器件联接的数据传输系统彼此连接，并且/或者与相应的例如借助过程控制计算机形成的(中央)评估单元连接，测量系统将测量值信号例如经过(4mA至20mA)的电流环路和/或经过数字的数据总线发送到那里，并且/或者以相应的方式从它们接收运行数据和/或控制指令。在此，将尤其是串行的、现场总线系统，如例如PROFIBUS-PA、FOUNDATION FIELDBUS以及相应的传输协议用作数据传输系统。借助过程控制计算机可以进一步处理所传输的测量值信号并将其作为相应的测量结果例如在显示器上可视化或者例如也转换成针对设定设备，如例如磁阀、电动马达等的用于过程管理的控制信号。此外，所讨论的类型的现代的测量系统经常是指所谓的双线现场设备，也就是如下现场设备，在其中，变换器电子器件与外部的电能供应部在形成电流环路的情况下仅经由唯一成对的电线路来电连接并且被由能量供应部所供给的供应电流穿流，并且在其中，变换器电子器件还经由同一成对的电线路将瞬时的测量值传输到设置在外部的电能供应部中的并且/或者与该外部的电能供应部电耦合的评估单元上。针对这种构造为必要时也是本质安全的双线现场设备的测量系统的示例除了上述的US-A2011/0271756之外尤其也摘引WO-A 05/040735、WO-A 04/048905、WO-A 02/45045、WO-A 02/103327、WO-A 00/48157、WO-A 00/26739、WO-A 94/20940、US-B 67 99 476、US-B 65 77989、US-B 66 62 120、US-B 65 74 515、US-B 65 35 161、US-B 65 12 358、US-B 64 80131、US-B 63 11 136、US-B 62 85 094、US-B 62 69 701、US-A 61 40 940、US-A 60 14100、US-A 59 59 372、US-A 57 42 225、US-A 56 72 975、US-A 55 35 243、US-A 54 16723、US-A 52 07 101、US-A 50 68 592、US-A 49 26 340、US-A 46 56 353、US-A 43 17116、US-A 37 64 880、US-A 2008/0015799、US-B 72 00 503、US-B 76 30 844、WO-A 00/67087、WO-A 2010/014102、EP-A 1 147 841、EP-A 1 058 093、EP-A 525 920或DE-A 39 34007。上述的双线现场设备例如会被如下这样地设计，即，使目前在被当作电流环路的一部分的唯一成对的线路中流动的供应电流的被设定到处于4mA和20mA(＝毫安)之间的绝对值的瞬时电流强度同时也表示目前由测量系统产生的模拟的测量值。因此，这种双线现场设备存在的特别的问题也在于，可由变换器电子器件转化或由其转化的可用的至少是标称的电功率在运行期间可能会以实际上不可预测的方式在较宽的范围上发生振荡。
此外，所讨论的类型的测量系统也经常被如下这样地构成，即，使其满足根据固有的爆炸安全性的要求。因此，这种现场设备仅以如下那样较低的功率来运行，缺少达到点火条件而不电触发火花或电弧或在现场设备内部也不会逐点地达到点火温度。本质安全的防爆装置例如根据欧洲标准EN 50014和EN 50 020来给定，或者当电子装置，因此是现场设备，被构造成使得在其中出现的最大的电流、电压和功率绝对部超过预定的电流极限值、电压极限值和功率极限值时，该本质安全的防爆装置相当于其中所限定的“本质安全(Ex-i)”防爆保护类型。该极限值被分别如下这样地选择，即，使得在发生故障，例如短路时，最大释放的能量并不足以产生可点火的火花，或者不超过最大转化的电功率1W(＝瓦特)。电压例如可以被动地通过Z二极管保持在预定的极限值以下，电流，例如也就是上述的负载电流可以被动地通过相应的限流电阻地保持在预定的极限值以下，而(最大可用的)功率通过相应地组合主动和/或被动的限制电压和电流的部件来保持在预定的极限值以下。
因此，所讨论的类型的测量系统可能发生的是，有时无法借助驱动电路的末端级来设定负载电流的对于包含测量转换器的负载电路的最佳的运行来说实际上是必需的电流强度，因此供给到测量变换器的驱动信号将偶尔无法以所需的信号质量来提供，例如也就是在偶尔出现的如下情况时如此，即，瞬时可用的电功率相比在驱动电路中对于最佳的运行来说瞬时地实际上是必需的功率由于受测量系统的影响的局限性而过小，或者在如下情况时如此，即，由于测量和控制电路的测量信号的信号电平过低地将控制指令或设定参数发送到驱动电路上而可能会导致伴随负载电流或负载电压失真(削波)地过度控制驱动电路的末端级。驱动电路这种过载情形在构造为双线现场设备的测量系统的情况下尤其由于所要检测的测量变量的最小的绝对值而出现，并且/或者在借助振动型的测量转换器形成的必要时也是本质安全地设计的振动式的测量系统的情况下由于至少一个测量管的被激发的机械振荡的非常高和/或快速增加的机械衰减而出现，如该过载情形尤其是在测量高粘度的液体和/或分散体，如例如具有气体包含物的液体时，或在(感应式的)负载电路中或在启动测量系统期间出现过高的互感时被观察到。然而，如尤其是在开头提到的US-A2011/0271756或US-A 2015/0177192中被探讨地，在上述类型的振动式的测量系统中，为了确保所致力于的高的测量精度而例如可以反过来地要求的是，在各自的促动器或由此形成的负载电路中流动的负载电流，但是至少是其中与所要利用的测量效果相对应的频谱分量，在振幅、相位和时间变化曲线，例如大致是尽可能理想的正弦形状方面在测量期间尽可能准确地相当于之前详细规定的预定；因此这方面例如确保了至少一个测量管的振荡仅在特定的振荡模式下和/或以特定的频率被激发，或者避免了激发不期望的振荡和频率，或者确保了测量系统稳定地在指定的工作区域内起作用。此外，也可以要求的是，在测量系统运行期间负载电流偶尔有针对性地下降，例如以便能够在测量系统中实施诊断功能。
在US-A 2015/0177192所示的变换器电子器件中，为了避免或提前探测驱动电路的过载而借助测量和控制电路持续地测量并评估在末端级的输出端的、因此是经由负载电路下降的负载电压和由末端级驱动的或者说流过负载电路的负载电流。一旦由此识别到，存在或即将发生这种过载情形，也就是例如负载电流超过了对此设置的表示最大许可的负载电流的阈值，或者负载电压超过了对此设置的表示最大许可的负载电压的阈值，或者瞬时在负载电路中转化的电功率超过了对此预定的表示最大许可的功率的阈值，就针对至少一个测量管的分别所要设定的振荡振幅来预定相应减小的振幅额定值，或者由测量和控制电路传送到驱动电路上。
然而，这种方法或这种电路装置的缺点在于，对此附加的电子部件和结构组件，如例如被负载电流流过的、因此反作用到驱动电路上的针对与负载电流成比例的测量电压的感测电阻器以及至少两个附加的用于对负载电流或负载电压进行数字化的A/D传感器，它们将再次更多地提高驱动电路的功率需求。
发明内容
基于此，本发明的任务是，说明一种适用于主动的测量转换器，因此也就是适用于双线现场设备和/或适用于振动式的测量系统的驱动电路，在其中，即使在没有直接测量负载电流的情况下也避免了或者至少提前探测到并且能够因此快速地再次消除上述的过载情形；这方面特别是也以如下方式来进行，即，可以在不再是线性的饱和范围中避免对各自的末端级的持续的过度控制或对末端级的未被识别的或持续的运行。
为了解决该任务，本发明在于一种驱动电路，其包括：信号发生器和(例如借助(双极型的)直流电压运行的)末端级以及(例如借助微处理器形成的)振幅控制装置，信号发生器具有频率控制输入端、振幅控制输入端和信号输出端，末端级具有信号输入端和负载输出端，振幅控制装置具有(数字或模拟的)振幅输入端、(数字或模拟的)振幅输出端和电压测量输入端。信号发生器特别是被设立成用于，在其信号输出端上输出至少是有时是周期性的(例如也至少有时是谐波式的)电的模拟信号，该模拟信号具有通过施加在频率控制输入端上的、数字或模拟的、预定了频率控制值的信号频率和通过施加在振幅控制输入端上的(数字或模拟的)、预定了振幅控制值的电压和/或电流振幅。根据本发明的驱动电路的末端级被设立成用于，通过包含该负载输出端的电流回路对具有与施加在信号输入端上的电的输入端信号的信号电压和/或信号电流有关的电流强度的负载电流进行驱动以及在该负载输出端上提供具有与负载电流的电流强度有关的电压水平的负载电压。此外，根据本发明的驱动电路的振幅控制装置被设立成用于，反复获知振幅偏差，也就是陈列在振幅输入端上的振幅实际值与例如该预存在振幅控制装置中的并且/或者被传送到该振幅控制装置上的振幅额定值之间的(相对或绝对的)偏差。此外，振幅控制装置被设立成用于，反复获知指示值、以及在振幅输出端上输出振幅控制序列，也就是在时间上依次计算的振幅控制值的序列，指示值以信号指示施加在电压测量输入端上的测量电压的绝对值是否过高，也就是该绝对值是否已经超过例如该预存在振幅控制装置中的并且/或者被传送到该振幅控制装置上的阈值，并且在使用该指示值的情况下获知尤其用于减小或最小化振幅偏差的和/或是数字的振幅控制值，使得在测量电压的绝对值过高的情况下尤其是即使在递增的振幅偏差的情况下也减小并且/或者逐步地也减小振幅控制序列的相继跟随的振幅控制值。此外，在本发明的驱动电路中，信号发生器的信号输出端与末端级的信号输入端电连接并且末端级的负载输出端与振幅控制装置的电压测量输入端电连接，使得由末端级输出的负载电流的电流强度与由信号发生器输出的电的模拟信号的电压和/或电流有关，并且将负载电压施加在振幅控制装置的电压测量输入端上，并且此外，振幅控制装置的振幅输出端与信号发生器的振幅控制输入端电连接，使得模拟信号的电压和/或电流振幅通过施加在振幅控制输入端上的振幅控制序列的振幅控制值来预定。
此外，本发明在于一种变换器电子器件，其具有这种驱动电路和例如构造为物理电学的测量转换器的机电式的或电磁式的执行器的组成部分的并且/或者借助至少一个线圈形成的负载电路。此外，在根据本发明的变换器电子器件中，末端级的负载输出端与振幅控制装置的电压测量输入端和负载电路电连接，使得负载电压不仅施加在振幅控制装置的电压测量输入端上而且经由负载电路下降。
此外，本发明在于一种测量系统，其具有这种例如也是本质安全的变换器电子器件以及与该变换器电子器件联接的测量转换器，测量转换器被设立成用于，检测至少一个物理的测量变量，例如也就是在管线路中引导的流体的质量流率和/或密度和/或粘度或者是预存在容器中的能灌注的介质的料位，并且转换成相对应的测量信号，使得测量信号以至少一个信号参数、例如信号振幅、信号频率的和/或相位角的变化来跟随该物理的测量变量的变化。
根据本发明的驱动电路的第一设计方案设置的是，振幅控制装置被设立成用于，获知对于预定的测量时间区间来说测量电压整体上过高的时间占比，并且振幅控制装置被设立成用于，如下这样地获知指示值，即，将该时间占比例如相对地或关于该测量区间进行量化。
根据本发明的驱动电路的第二设计方案设置的是，负载电压、因此是施加在振幅控制装置的电压测量输入端上的测量电压至少有时具有周期性的变化曲线，例如使得负载电压或测量电压在至少两个周期的时间段上以预定的、也就是相当于频率控制值的频率来改变。
根据本发明的驱动电路的第三设计方案设置的是，振幅控制装置被设立成，在测量电压的绝对值过高的情况下分别如下这样地计算各自的下一振幅控制值，即，使下一振幅控制值分别小于前一振幅控制值。
根据本发明的驱动电路的第四设计方案设置的是，振幅控制装置被设立成，如下这样地获知指示值，使得该指示值以信号指示施加在电压测量输入端上的测量电压的绝对值是否过低，也就是该绝对值是否至少已经低过阈值。
根据本发明的驱动电路的第五设计方案设置的是，振幅控制装置被设立成，如下这样地计算振幅控制值，即，在测量电压的绝对值过低的情况下例如逐步提高振幅控制序列的相继跟随的振幅控制值。
根据本发明的驱动电路的第六设计方案设置的是，振幅控制装置被设立成，计算以指示值加权的振幅偏差，使得该经加权的振幅偏差在测量电压过高的情况下小于振幅偏差。
根据本发明的驱动电路的第七设计方案设置的是，振幅控制装置被设立成，计算以指示值加权的振幅额定值，使得该经加权的振幅额定值在测量电压过高的情况下小于振幅额定值。
根据本发明的驱动电路的第八设计方案设置的是，振幅控制装置被设立成用于，获知在什么程度上测量电压过高或对测量电压过高超出的限度进行量化。
根据本发明的驱动电路的第九设计方案设置的是，振幅控制装置被设立成，如下这样地获知指示值，即，使该指示值量对测量电压过高超出的限度进行量化。
根据本发明的驱动电路的第十设计方案设置的是，振幅控制装置具有第一比较器，其具有非反相的电压输入端和反相的电压输入端，其中，振幅控制装置的电压测量输入端借助该非反相的电压输入端来形成，并且其中，该反相的电压输入端施加有第一参考电压。此外，本发明的该设计方案是被改进地设置的是，振幅控制装置具有第二比较器，其具有非反相的电压输入端和反相的电压输入端，振幅控制装置的电压测量输入端由该反相的电压输入端形成，并且其中，该非反相的电压输入端施加有与第一参考电压有偏差的第二参考电压。
根据本发明的变换器电子器件的第一设计方案设置的是，负载电路具有线圈。
根据本发明的变换器电子器件的第二设计方案设置的是，负载电路具有尤其用于根据负载电路的本质安全性来限制负载电流的或保障变换器电子器件的电流强度的电阻元件。
根据本发明的变换器电子器件的第一改进方案，该变换器电子器件还具有用于将变换器电子器件与远离的评估和供应单元联接起来的双线联接电路。
根据本发明的变换器电子器件的第一改进方案的第一设计方案，双线联接电路被设立成用于，由评估和供应单元例如经过(4mA至20mA的)电流环路引来对于驱动电路的运行所需的电功率。
根据本发明的变换器电子器件的第二改进方案的第一设计方案，双线联接电路被设立成用于，借助测量和控制电路生成的测量数据被传送到以评估和供应单元上，尤其是通过对在双线联接电路中流动的和/或用于为驱动电路和/或测量和控制电路提供电功率的电流的调制来进行传送。
根据本发明的变换器电子器件的第二改进方案，该变换器电子器件还包括测量和控制电路，其具有测量信号输入端、例如数字的频率输出端和例如数字的振幅输出端，
根据变换器电子器件的第二改进方案的第一设计方案，测量电路被设立成用于，由施加在测量信号输入端上的输入端信号获知信号频率和信号振幅，
根据变换器电子器件的第二改进方案的第二设计方案，测量和控制电路还被设立成用于，在振幅输出端上输出振幅序列，也就是结合输入端信号获知的、例如也就是量化输入端信号的信号振幅的和/或是数字的振幅值的序列，并且在频率输出端上输出频率序列，也就是结合输入端信号获知的、例如也就是量化针对输入端信号所要设定的信号频率的和/或是数字的频率值的序列。
根据本发明的测量系统的设计方案设置的是，测量和控制电路的频率输出端与驱动电路的信号发生器的频率控制输入端电连接，使得施加到其频率控制输入端上的频率控制值相当于频率序列的频率值，测量和控制电路的振幅输出端与驱动电路的振幅控制装置的振幅输入端电连接，使得陈列到其振幅输入端上的振幅实际值相当于振幅序列的振幅值，并且测量转换器与测量和控制电路的测量信号输入端电耦合，使得测量和控制电路接收到至少一个测量信号，并且频率序列和振幅序列与测量信号有关。本发明的该设计方案经改进地还设置的是，测量转换器与负载电路电地和/或电磁地耦合，使得测量信号的时间变化曲线与负载电流和/或负载电压的时间变化曲线有关，例如使得测量信号的信号频率与负载电流和负载电压的频率有关，并且/或者使得测量信号的信号振幅与负载电流的电流强度和/或负载电压的电压水平有关，并且/或者测量转换器具有例如与负载电路的线圈交互作用的磁体机械连接的测量管，测量管被设立成用于，引导流体的测量物质，例如也就是被流体的测量物质穿流并且在其期间允许振动，或者测量转换器具有永磁体，其与加入负载电路中的线圈交互作用。替选或补充地，测量和控制电路还被设立成用于，基于测量信号获知表示至少一个物理的测量变量的(数字和/或模拟的)测量值。
根据本发明的测量系统的改进方案，该测量系统还包括尤其远离变换器电子器件的评估和供应单元，其中，变换器电子器件与该评估和供应单元联接。
根据测量系统的改进方案的第一设计方案设置的是，变换器电子器件由评估和供应单元引来对于驱动电路的运行所需的电功率。
根据测量系统的第二改进方案的设计方案设置的是，变换器电子器件将借助测量和控制电路生成的测量数据，例如分别将表示在管线路中流动的介质的质量流率的质量流量测量值、分别将表示介质的密度的密度测量值或分别将表示介质的粘度的粘度测量值传送到评估和供应单元上，例如也就是通过对在被设置于变换器电子器件中的双线联接电路中流动的电流的调制来进行传送。
本发明的基本思路在于，针对驱动电路的伴随着负载电流的失真即将发生或实际上已经出现的过载情形被间接地、也就是结合超过相应预定的阈值地通过在此期间所设定的必要时按照始终没有失真的负载电压来非常快速地探测到。一旦探测到负载电压的振幅过高，则通过降低针对信号发生器的振幅控制值，来以非常简单但有效的方式可以将驱动电路又引回到线性的工作范围内。本发明的优点尤其可以在于，一方面非常廉价地能够实现对过载情形的探测，并且另一方面能够实现对附加的电功率的需求非常低。然而，还可以看出本发明的另外的优点是，也可以将对驱动电路中的过载情形的根据本发明的探测整合到已经建立起来的电路设计中。例如，在振动式的测量系统中，这方面也可以在很大程度上保留在各自的驱动电路上游的针对机械振荡的振幅调节装置的情况下来进行。
附图说明
下面结合实施例详细阐述本发明及其另外的有利的改进方案，这些实施例在附图中被示出。在所有附图中，相同的部分设有相同的附图标记；当需要概览或以其它方式显得有意义时，则在下面附图中省略已经提到的附加标记。此外，由附图以及从属权利要求本身得到了另外的有利的设计方案或改进方案，尤其是最初仅单独阐述的本发明的部分方面的组合。
在附图中：
图1示出在此构造为紧凑式测量设备的用于在管线路中流动的介质的测量系统；
图2示意性的按照框图的类型示出根据图1的测量系统的设计变型方案，其具有变换器电子器件和与之联接的主动的测量转换器；
图3示意性地按照框图的类型示出根据图2的变换器电子器件，因此是适用于根据图1的测量系统的用于(在此被构造为具有至少一个振荡的测量管的振动型的测量转换器的)主动的测量转换器的驱动电路；
图4示意性地按照框图的类型示出针对根据图3的驱动电路的设计变型方案；并且
图5示出可在根据图3或4的驱动电路中的被探测到的(测量)电压的时间变化曲线。
具体实施方式
在图1或2中示出了能被接入到(未示出的)过程线路，例如工业设施的管线路中的例如借助科里奥利质量流量测量设备、密度测量设备、粘度测量设备或类似测量设备形成的用于能流动的、尤其是液态的或能灌注的介质的测量系统，该测量系统在于此所示的实施例中被用于测量和/或监测在管线路中引导的或能在其中流动的介质的至少一个另外的物理的测量变量，如例如质量流率、密度或粘度或类似测量变量。(在此借助内嵌式测量设备以结构紧凑的方式实现的)测量系统为此包括经由入口端部#111以及出口端部#112与过程线路联接的物理电学的测量转换器MW，该测量转换器与测量系统的尤其在运行中从外部经过联接线缆和/或借助内部的蓄能器供应电能的变换器电子器件UE联接。根据本发明的设计方案，测量转换器特别是被设立成用于，如下这样地检测至少一个物理的测量变量，并转化成相对应的、例如该电的测量信号，即，使得该测量信号以至少一个信号参数、例如信号振幅的、信号频率的和/或相位角的变化跟随该物理的测量变量的变化。为此，根据本发明的另外的设计方案，在测量转换器中设置有例如借助至少一个传感器51或如也在图2中指明的借助例如与传感器51结构相同的另外的(第二)传感器52形成的传感器装置。至少一个传感器51例如可以是电动力学的、例如也就是具有至少一个线圈L传感器的用于检测测量变换器的机械振荡的振荡传感器，因此，由传感器装置所提供的测量信号s1、s2与之相应的是振荡测量信号。
此外，测量转换器MW还是借助执行器41，例如也就是机电式的、电声学的或电磁式的激励器将(在此由变换器电子器件UE提供的)电的、例如是双极型的和/或至少有时是周期性的驱动信号e1或其电的信号功率相应地转化成用于检测测量变量的测量效果(如例如科里奥利力或在介质中的被感应的电压)的主动的测量转换器。因此，测量转换器MW例如可以是在运行中相应地被所要测量的介质，如例如液体和/或其他穿流的流量测量转换器，如例如具有测量管和作用到测量管上的机电式的振荡激励器的振动型的测量转换器(该测量管被设立成用于引导流体的测量物质，尤其是被流体的测量物质穿流并在此期间允许振动)、用于能传导的液体的磁感应式的测量转换器、或具有至少一个声学的发送器的用于流体的超声波测量转换器，或者例如也可以是按照回波原理工作的用于电磁微波的HF发送接收器。对于所提到的测量转换器MW是那种用于流动的介质的振动型的测量转换器的情况，根据本发明的设计方案还设置的是，测量转换器具有至少一个借助例如构造为电动力学的振荡激励器的并且/或者借助沉入衔铁式线圈装置(L驱控)形成的、因此也就是感应式的执行器41激发用于机械振荡的测量管10。例如如下可以被当作振荡，即，其由于穿流过测量变换器的介质中的科里奥利力而具有与瞬时的测量流率有关的振荡形状和/或与在测量转换器中引导介质的瞬时的密度有关的有用频率和/或与在测量转换器中引导的介质的瞬时的粘度有关的衰减。该测量管10可以(如图2指明或由图1和2组合起来容易看到地)与执行器41和必要时测量转换器的另外的部件一起被安装在测量转换器壳体100的内部。
此外可以以有利的方式如下这样地设计尤其是可编程的和/或可远程参数化的变换器电子器件ME，即，其在测量系统运行中可以利用其上级的(未示出的)电子数据处理系统、例如可存储编程的控制装置(SPS)、个人计算机和/或工作站，经过数据传输系统，例如现场总线系统和/或无线地经过无线电来交换测量数据和/或其它的运行数据，如例如当前的电流值或用于控制测量系统的设定值和/或诊断值。在此，变换器电子器件UE例如可以具有如下这种联接电路，其在运行中由被设置在上述的数据处理系统中的远离测量系统的(中央)评估和供应单元来供电。例如，变换器电子器件UE可以在此还被如下这样地构造，即，使其能够经由例如被配置成4mA至20mA的电流环路的双线连接部2L来与外部的电子数据处理系统电连接，并且经由此被供应电能，以及可以向数据处理系统传输测量值。此外，变换器电子器件UE还可以为此具有能够将变换器电子器件与双线连接部2L联接起来的双线联接电路，经由该双线联接电路使得变换器电子器件UE由上述的评估和供应单元引来对于变换器电子器件的运行所需的电功率，例如形式为由评估和供应单元经过(4mA至20mA)电流环路供入的供应直流电流和与之相对应的在双线联接电路的输入端上的端子电压，并且经由该双线联接电路将在运行中变换器电子器件生成的测量数据或者测量值传送到评估和供应单元上，例如通过对供应直流电流进行(负载)的调制来进行传送。
为了操控测量转换器，例如也是本质安全的并且/或者标称地以1W或略少的最大功率运行的变换器电子器件UE，如图2、3或4中示意性地根据框图类型示出地，还具有尤其也就是用于生成上述驱动信号e1或用于驱动执行器41的驱动电路Exc。该驱动电路Exc根据本发明的另外的设计方案与此外设置在变换器电子器件UE中的(在此也就是构造为物理电学的测量转换器的上述执行器41的组成部分的并且/或者借助至少一个线圈L驱控形成的)负载电路LC电连接。根据本发明的另外的设计方案，也如图3或4中分别指明地，在负载电路中设置有尤其用于根据负载电路的本质安全性来限制负载电流的或用于限制保障以此形成的变换器电子器件的电流强度的电阻元件Rex-i。
驱动电路Exc如在图3或4中示意性示出地包括例如借助数字信号处理器和/或借助数字模拟传感器形成的具有频率控制输入端(F设置)、振幅控制输入端(X设置)和信号输出端(sin驱控)的信号发生器SIN。该信号发生器SIN被设立成用于，在其信号输出端上输出有至少有时是周期性的、例如也至少有时至少是谐波式的电的模拟信号usin(t)，该电的模拟信号具有通过施加在频率控制输入端上的(数字或必要时也是模拟的)、预定了频率控制值f设置的信号频率(f驱控)和通过施加在振幅控制输入端上的(数字或必要时也是模拟的)、预定了振幅控制值X设置的电压振幅和/或电流振幅。对于上述的测量转换器MW是指这种振动型的测量转换器的情况，该频率控制值f额定例如可以相当于借助驱动电路Exc激发的、因此是至少一个测量管10的被当作上述有用频率的机械共振频率(f设置←f驱控)。此外，驱动电路具有借助例如是双极型的运行直流电压U运行的末端级Tr，该末端级具有尤其是高欧姆的并且/或者具有大于0.5MΩ的输入端电阻的信号输入端和负载输出端。该直流电压U运行还可以例如也是信号发生器SIN的提及的数字模拟传感器的运行和/或参考电压。末端级Tr尤其被设立成用于，通过包含该负载输出端的电流回路来驱动负载电流ie1(t)，该负载电流具有与施加在信号输入端的例如是双极型的并且/或者至少有时是周期性的电的输入端信号的信号电压和/或信号电流有关的电流强度，以及在该负载输出端上提供有负载电压ue1(t)，该负载电压具有与负载电流ie1(t)的电流强度有关的电压水平。换句话说，因此末端级Tr被用于，其将施加在其信号输入端上的电的输入端信号或控制信号转换成在负载输出端上的相应的电的输出端信号(e1)，也就是放大了输入端信号，从而使与之相对应的、必要时仅相当于输入端信号的振幅调制的输出端信号具有如下电功率，该电功率在其时间变化曲线基本上相当于输入端信号的时间变化曲线的情况下高于输入端信号的电功率。如从图3看出的是，此外，在根据本发明的驱动电路中，末端级Tr的信号输入端与信号发生器SIN的信号输出端电连接，从而使从末端级输出的负载电流ie(t)与从信号发生器SIN输出的电的模拟信号的电压usin(t)和/或电流isin(t)有关，或者从信号发生器输出的模拟信号借助末端级Tr放大，并且转换成在负载输出端上输出的输出信号。对于在图3或4中分别示出的测量转换器的负载输出端和执行器41彼此电连接的情况，该在负载输出端上输出的输出端信号因此被当作上述的驱动信号e1。为此，根据本发明的另外的设计方案，末端级的负载输出端与负载电路LC电连接，使得负载电压经由负载电路下降。负载电压ue(t)例如可以如下这样地构造，即，使其至少有时具有周期性的变化曲线，尤其是也就是使得负载电压ue(t)在至少两个周期的时间段内以预定的、也就是相当于频率控制值f设置的频率(f驱控)发生改变。为了将负载电流ie(t)的电流强度，例如也就是其峰值或其有效值或者负载电压ue(t)的电压水平，例如也就其峰值或其有效值，设定到分别相应预定的额定值，或者为了设定驱动信号e1的振幅，根据本发明的驱动电路Exc还具有(例如至少部分地借助上述微处理器并且/或者借助上述的信号处理器形成的)振幅控制装置AMP，该振幅控制装置具有(数字或模拟的)振幅输入端和(数字或模拟的)振幅输出端。
根据本发明的驱动电路Exc的振幅控制装置AMP还被设立成用于，反复获知振幅偏差ΔX，也就是陈列在振幅输入端上的振幅实际值X实际与(在此是标称的、也就是表示被针对驱动电路Exc的正常或不受干扰的运行预定的振幅的)振幅额定值X标称之间的(相对或绝对的)偏差。(|X实际-X标称|→ΔX、|X实际-X标称|/X标称→ΔX)。该振幅额定值X标称例如可以直接预存在振幅控制装置AMP中，并且/或者如图3中指明地，由测量和控制电路在运行中传送给振幅控制装置。此外，振幅控制装置AMP被设立成，反复获知，例如也就是基于上述的振幅偏ΔX来计算(在此表示目前所要操控的或能借助末端级进行实际操控的最大的电压(峰值)的)振幅控制值X驱控，以及在振幅输出端上输出振幅控制序列，也就是在时间上依次计算的振幅控制值的序列。振幅控制装置的振幅输出端又与信号发生器的振幅控制输入端电连接，使得模拟信号的电压振幅和/或电流振幅通过振幅控制序列的施加在振幅控制输入端上的振幅控制值(X设置)来预定。
在根据本发明的测量系统中，上述测量转换器MW例如可以电和/或电磁地与负载电路耦合，使得测量信号的时间变化曲线与负载电流ie(t)和/或负载电压的频率有关，例如使得测量信号的信号频率与负载电流的和/或负载电压的频率有关，并且/或者使得测量信号s1的信号振幅与负载电流ie(t)的电流强度和/或负载电压的电压水平ue(t)有关。尤其是对于上述的测量转换器是振动型的测量转换器的情况，机械地与各自的测量管10连接的磁体也可以与被加入到负载电路LC中的线圈L驱控交互作用，也就是与该线圈电磁耦合。该磁体例如可以是尤其棒状的或杯状的永磁体。
为了处理由测量转换器提供的测量信号，根据本发明的另外的设计方案，变换器电子器件还具有测量和控制电路DSV。该测量和控制电路DSV如图3中示意性示出地与测量转换器MW或其传感器装置51(或者说51、52)电连接并且特别是被设立成用于，基于在运行中的测量转换器MW的至少一个测量信号s1获知表示至少一个测量变量(如例如质量流率的)测量值，并且例如以数字值的形式相应地输出。由测量转换器生成的(例如也就是分别构造为振荡测量值的)测量信号s1、s2(其在振动型的测量转换器的情况下分别具有信号分量，该信号分量具有瞬时的例如在100Hz(＝赫兹)与2kHz之间的相当于至少一个振荡的测量管的振荡频率f驱控的信号频率)如也在图2中示出地被输送给变换器电子器件UE或输送给被设置在其中的测量和控制电路DSV，在那里这些测量信号首先借助相应的输入电路进行预处理，例如也就是进行预先放大、过滤和数字化，以便随后可以进行适当评估。根据本发明的另外的设计方案，测量和控制电路DSV因此具有至少一个测量信号输入端，并且测量电路还被设立成用于，从施加在测量输入端上的输入端信号获知信号频率和信号振幅。此外，测量和控制电路DSV也如在图3或4中分别指明地具有(数字或模拟的)频率输出端和(数字或模拟的)振幅输出端。此外，测量和控制电路DSV还被设立成用于，在振幅输出端上输出振幅序列，也就是一系列结合输入端信号获知的、例如也就是量化输入端信号的信号振幅的和/或是数字的振幅值X设置，并且在频率输出端上输出频率序列，也就是结合输入端信号获知的、例如量化针对输入端信号所要设定的信号频率的和/或是数字的频率值f实际的序列。根据本发明的另外的设计方案还设置的是，测量和控制电路DSV的频率输出端与驱动电路Exc的信号发生器SIN的频率控制输入端电连接，使得施加在其频率控制输入端上的频率控制值f设置相当于频率序列的频率值f实际。此外，测量和控制电路DSV的振幅输出端可以与驱动电路Exc的振幅控制装置AMP的振幅输入端电连接，使得陈列在振幅输入端上的振幅值X实际相当于振幅序列的振幅值X实际。
根据本发明的另外的设计方案，测量转换器还与测量和控制电路的测量信号输入端电耦合，使得测量和控制电路接收到至少一个测量信号，并且使频率序列和振幅序列与测量信号有关。对上述测量转换器是这种振动型的测量转换器的情况，频率序列的频率值如已述地相当于至少一个测量管的振荡的借助由驱动电路Exc生成的驱动信号e1分别所要设定的振荡频率，例如也就是至少一个测量管的被激发的共振频率，或者说振幅序列的振幅值可以相当于至少一个测量管的振荡的借助驱动信号分别所要设定的振荡振幅。根据本发明的另外的设计方案，测量和控制电路还被设立成，基于测量信号获知表示至少一个物理测量变量的(模拟和/或是数字的)测量值。
根据本发明的另外的设计方案，测量和控制电路DSV借助被设置在变换器电子器件UE中的例如借助数字信号处理器DSP实现的微型计算机并借助相应地在该微型计算机中执行的并在其中运行的程序代码来实现。程序代码例如可以永久地存储在微计算机的非易失性的数据存储器EEPROM中，并且在启动程序代码时例如加载到例如被整合到微型计算机中的易失性的数据存储器RAM中。在此不言而喻地，测量信号如已经指明地为了在微型计算机中进行处理借助变换器电子器件ME的相应的(A/D)传感器转换成相应的数字信号，为此参见例如开头提及的US B 63 11 136或US-A 2011/0271756。测量和控制电路DSV可以除了与测量转换器通讯之外在运行中还可以与驱动电路Exc通讯，例如也就是以便在计算测量值时相应地考虑以此生成的振幅控制值(X驱控)。
驱动电路Exc和上述测量和控制电路DSV以及另外的用于测量系统运行的变换器电子器件UE的电子部件，如例如用于提供内部的供应直流电压的内部的供能电路VS和/或用于与上级的测量数据处理系统或外部的现场总线通讯的发送和接收电路COM可以(如也从图1和2的组合来容易看出的)例如被安装在相应的尤其是防撞击和/或防爆的并且/或者严密气密地构造的电子器件壳体200中。为了可视化由测量系统内部产生的测量值和/或必要时是测量系统内部生成的状况消息，如例如故障消息或现场报警，测量系统还可以具有至少是有时与测量和控制电路通讯的显示和操作元件HMI，如例如在上述电子器件壳体200中被安置在被相应设置在其中的窗口后面的LCD、OLED或TFT显示屏以及相应的输入按键和/或触摸屏。测量转换器MW与变换器电子器件UE的电联接可以借助相应的联接线路来实现，该联接线路从电子器件壳体200例如经过线缆贯通部出来。在此，联接线路可以至少部分地构造为至少分区段地被电绝缘部包封的导线构成，例如是“(双绞线)”线路、扁带状线缆和/或同轴线缆。替选或补充地，联接线路也可以至少分区段地借助尤其是柔性的、必要时涂漆的电路板的导体迹线来形成。
如开头提及的那样，在所讨论的类型的测量系统中，尤其是即使在双线现场设备或振动式的测量系统中，获知针对至少一个测量变量的测量值的测量精度也与如下有关，即，驱动电路在专用于此的工作范围内起作用，因此并不过载或至多只是短暂过载。特别地，也避免了在各自的测量期间发生过度控制末端级的过载情形，以便确保所输出的负载电流ie(t)或所输出的负载电压ue(t)相比位于输入端上的模拟信号并不失真，因此以便确保如此形成的驱动信号e1或测量转换器的相应激发实际上与保存在测量和控制电路中的并传送到信号发生器上的预定相应。例如避免了相当于图5所示的时间变化曲线的负载电压ue(t)的变化曲线，或至少应该，也如在图5中指明地，顶多仅暂时地能够。为了检测即将发生的或实际已经出现的驱动电路Exc的、例如也就是末端级Tr被过度控制的过载情形，根据本发明的驱动电路的振幅控制装置还具有电压测量输入端(UM)，其尤其具有高欧姆的或大于0.5MΩ(＝兆欧姆)的输入电阻。此外，振幅控制装置特别是也被设立成用于，反复获知指示值J，其以信号指示施加在电压测量输入端上的测量电压uM(t)的绝对值|uM(t)|＝UM是否过高，也就是绝对值|uM(t)|＝UM是否超过为此预定阈值根据本发明的另外的设计方案，振幅控制装置AMP也还被设立成用于，在测量电压uM的绝对值UM过高的情况下或者对各自的下一振幅控制值分别进行如下这样地计算，即，使下一振幅控制值分别小于前一振幅控制值。
根据本发明的其他的设计方案，振幅控制装置还设立成用于，获知在什么程度上测量电压过高或对测量电压过高超出的限度进行量化，例如也就是获知测量电压的电压振幅的绝对值超过阈值UTH1多少，并且/或者测量电压的绝对值在预定的时间区间内超过阈值UTH1多长时间，或者振幅控制装置还被设立成用于，如下这样地获知指示值J，即，使该指示值对测量电压，因此是负载电压ue(t)过高超出的限度进行量化。例如，如图5中指明地，为了获知指示值J的目的，可以借助振幅控制装置获知时间占比ΔT1，以该时间占比，测量电压uM(t)或负载电压ue(t)针对例如以20ms(＝毫秒)和/或以大于前述信号频率f驱控的振荡周期预定的(例如现在的或最接近的)测量区间ΔTM来说整体上过高或者曾经是过高的，并且可以因此基于此来由振幅控制装置AMP生成指示值J，使得该时间占比例如相对于或关于该测量区间ΔTM进行量化(ΔT1/ΔTM→J)。因此，根据本发明的另外的设计方案还设置的是，振幅控制装置AMP基于条件J＝J最大·ΔT1/ΔTM来计算指示值J，或者由振幅控制装置获知指示值满足该条件，其中，J最大表示先前确定的最大许可的例如也就是与阈值UTH1相对应的或与其等效的值(J最大～UTH1)。上述测量区间ΔTM可以还以有利的方式被如下这样地定大小，即，满足条件ΔTM≥f驱控 -1，尤其是也满足条件20·f驱控 -1>ΔTM≥f驱控 -1。
为了尽可能快速地将过高探测到的负载电压引回到对于驱动电路是实际上指定的工作范围内，振幅控制装置AMP也还可以被设立成用于，依赖于所获知的过高的测量电压uM(t)的程度来进行计算各自的下一个、因此是更小的振幅控制值，例如使得该下一振幅控制值与前一振幅控制值之间的差与在(目前过高的)测量电压uM(t)的绝对值与阈值UTH1之间的差成正比例。根据本发明的另外的设计方案，振幅控制装置AMP因此被设立成用于，反复计算以(各自当前的)指示值J来加权的振幅额定值X限制(X限制＝J·X标称)和/或以指示值来加权的振幅偏差ΔX限制(ΔX限制＝J·ΔX)，使得该经加权的振幅额定值X限制在测量电压过高的情况下小于振幅额定值X标称，或者说使得该经加权的振幅偏差X限制在测量电压uM(t)过高的情况下小于振幅偏差ΔX。对于前述的借助振幅控制装置AMP首先获知加权的振幅偏差ΔX限制的情况，振幅控制装置AMP也还可以被设立成用于，基于该经加权的振幅偏差ΔX限制来计算振幅控制值。为了计算振幅控制值的目的，(其基于作为输入变量的振幅偏差ΔX和指示值J或已经加权的振幅偏差ΔX限制)可以在振幅控制装置AMP中还实施有相应的(数字)调节器，其例如具有至少部分成正比例的和/或至少部分成积分的调节器特性(P调节器、I调节器或PI调节器)。
根据本发明的另外的设计方案，振幅控制装置还反过来地被设立成用于，如下这样地获知指示值，即，使该指示值以信号指示施加在电压测量输入端上的测量电压的绝对值是否过高或可能过高，也就是对该绝对值是否至少超过阈值UTH1或必要时还超过相应预定的另外的(也就是比(第一)阈值UTH1要低的)(第二)阈值UTH2。替选或补充地，振幅控制装置还可以被设立成用于，如下这样地计算振幅控制值，即，使在测量电压uM(t)的，因此是负载电压ue(t)的绝对值UM过低的情况下，例如也就是逐步地提高振幅控制序列的相继跟随的振幅控制值。
前述阈值UTH1或者是必要时同样是必需的阈值UTH2例如可以被预存在振幅控制装置中，例如以数字的预定值的形式预存，或者如图3和4中所示地，在振幅控制装置中借助比较器结合相应地施加在相应的参考电压输入端上的参考电压(+U运行-Uε)或(-U运行+Uε)以模拟的预定值UTH1＝|+U运行-Uε|＝|-U运行+Uε|的形式来生成。此外，振幅控制装置AMP还被设立成用于，在使用该指示值J时计算尤其用于减小或最小化振幅偏差的和/或是数字的振幅控制值，使得在测量电压uM(t)的绝对值UM过高的情况下减小振幅控制序列的相继跟随的振幅控制值X驱控，必要时也减小尽管如此仍是持续过高或仍递增的振幅偏差ΔX，例如逐步地，必要时也以预定的或恒定的步幅来减小。如图3或4所示地，根据本发明的另外的设计方案，末端级Tr的负载输出端与振幅控制装置AMP的电压测量输入端电连接，使得负载电压ue(t)施加在振幅控制装置的电压测量输入端上，因此被当作在绝对值方面进行监测的测量电压uM(t)(|ue(t)|→UM)。通过选定合适的、例如也就是与驱动电路Exc的动态或借助信号发生器SIN、末端级Tr以及振幅控制装置AMP形成的用于负载电压ue(t)的电压调节器相协调的阈值UTH1＝|+U运行-Uε|＝|-U运行+Uε|或者通过相应地选定必要时与该阈值相应的参考电压|+U运行-Uε|、|-U运行+Uε|，可以以非常简单的但却高效的方式来确保，末端级Tr或以此形成的驱动电路Exc在很大程度上只在稳定的工作范围内运行，或者末端级Tr顶多只非常短暂地被过度控制。
根据本发明的另外的设计方案，用于获知指示值J的振幅控制装置具有第一比较器COMP1，其具有非反相的电压输入端(“+”)和反相的电压输入端(“-”)，其中(如图4中所示地)振幅控制装置的电压测量输入端借助所述非反相的电压输入端形成，并且其中，该反相的电压输入端施加有第一参考电压(+U运行-Uε)。此外，振幅控制装置还可以具有第二比较器COMP2，其具有非反相的电压输入端和反相的电压输入端，其中，振幅控制装置的电压测量输入端借助反相的电压输入端形成，并且其中，所述非反相的电压输入端施加有与第一参考电压(+U运行-Uε)有偏差的第二参考电压(-U运行+Uε)。

Claims (18)

1.驱动电路，所述驱动电路包括：
-信号发生器，所述信号发生器具有
--频率控制输入端，
--振幅控制输入端，
--以及信号输出端；
-尤其是借助(双极型)直流电压(U运行)运行的末端级(Tr)，所述末端级具有
--信号输入端，
--以及负载输出端；
-以及尤其是借助微处理器形成的振幅控制装置，所述振幅控制装置具有
--尤其是数字的振幅输入端，
--尤其是数字的振幅输出端，
--以及电压测量输入端；
--其中，所述信号发生器被设立成用于，在所述信号发生器的信号输出端上输出至少有时是周期性的、尤其至少有时是谐波式的、电的模拟信号，所述模拟信号具有通过施加在所述频率控制输入端上的、尤其是数字的、预定了频率控制值的信号频率和通过施加在所述振幅控制输入端上的、尤其是数字的、预定了振幅控制值的电压和/或电流振幅；
--其中，所述末端级(Tr)被设立成用于，通过包含所述负载输出端的电流回路来驱动具有与施加在所述信号输入端上的电输入端信号的信号电压和/或信号电流有关的电流强度的负载电流，ie1(t)，以及在所述负载输出端上提供具有与所述负载电流，ie1(t)，的电流强度有关的电压水平的负载电压，ue1(t)；
--其中，所述振幅控制装置被设立成用于，
--反复获知振幅偏差(ΔX)，也就是在陈列在所述振幅输入端上的振幅实际值与尤其是被预存在所述振幅控制装置中的并且/或者被传送到所述振幅控制装置上的振幅额定值之间的、尤其是相对或绝对的、偏差，
--反复获知指示值(J)，所述指示值以信号指示施加在所述电压测量输入端上的测量电压的绝对值是否过高，也就是该绝对值是否已经超过尤其是被预存在所述振幅控制装置中的并且/或者被传送到所述振幅控制装置上的阈值(UTH1)，并且在使用所述指示值(J)的情况下获知尤其是用于使所述振幅偏差减小或最小化的并且/或者是数字的振幅控制值(X驱控)，使得在所述测量电压的过高的绝对值和/或以信号指示所述测量电压的绝对值过高的指示值(J)的情况下，尤其是即使在递增的振幅偏差的情况下也减小并且/或者尤其是逐步地减小振幅控制序列的相继跟随的振幅控制值；
--以及在所述振幅输出端上输出振幅控制序列，也就是在时间上依次计算的振幅控制值的序列；
-其中，所述信号发生器的信号输出端与所述末端级的信号输入端电连接，并且所述末端级的负载输出端与所述振幅控制装置的电压测量输入端电连接，
--使得由所述末端级输出的负载电流的电流强度与由所述信号发生器输出的电的模拟信号的电压和/或电流有关，
--并且使得所述负载电压施加在所述振幅控制装置的电压测量输入端上；
-并且其中，所述振幅控制装置的振幅输出端与所述信号发生器的振幅控制输入端电连接，使得所述模拟信号的电压和/或电流振幅通过施加在所述振幅控制输入端上的振幅控制序列的振幅控制值来预定。
2.根据前述权利要求中任一项所述的驱动电路，
-其中，所述振幅控制装置被设立成用于，获知对于预定的测量时间区间来说测量电压整体上过高的时间占比；
-并且其中，所述振幅控制装置被设立成用于获知所述指示值，从而将所述时间占比进行，尤其是相对或关于所述测量区间的，量化。
3.根据前述权利要求中任一项所述的驱动电路，其中，所述负载电压、因此是施加在所述振幅控制装置的电压测量输入端上的测量电压至少有时具有周期性的变化曲线，尤其是使得所述负载电压或所述测量电压在至少两个周期的时间段上以预定的、也就是相当于所述频率控制值的频率来改变。
4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动电路，
-其中，所述振幅控制装置被设立成，在所述测量电压的过高的绝对值的情况下，分别来计算各自的下一振幅控制值，使得所述下一振幅控制值分别小于前一振幅控制值；并且/或者
-其中，所述振幅控制装置被设立成获知所述指示值，使得所述指示值以信号指示施加在所述电压测量输入端上的测量电压的绝对值是否过低，也就是所述绝对值是否至少已经低过所述阈值；并且/或者
-其中，所述振幅控制装置被设立成计算振幅控制值，使得在所述测量电压的过低的绝对值的情况下，尤其是逐步地提高所述振幅控制序列的相继跟随的振幅控制值；并且/或者
-其中，所述振幅控制装置被设立成计算以所述指示值加权的振幅偏差，使得该经加权的振幅偏差在过高的测量电压的情况下小于所述振幅偏差；并且/或者
-其中，所述振幅控制装置被设立成计算以所述指示值加权的振幅额定值，使得该经加权的振幅额定值在过高的测量电压的情况下小于所述振幅额定值；并且/或者
-其中，所述振幅控制装置被设立成用于，获知在什么程度上所述测量电压过高或对所述测量电压过高超出的限度进行量化；并且/或者
-其中，所述振幅控制装置被设立成获知所述指示值，使得所述指示值对所述测量电压过高超出的限度进行量化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动电路，其中，所述振幅控制装置具有第一比较器，所述第一比较器具有非反相的电压输入端和反相的电压输入端，其中，所述振幅控制装置的电压测量输入端借助所述非反相的电压输入端来形成，并且其中，所述反相的电压输入端施加有第一参考电压。
6.根据前一权利要求所述的驱动电路，其中，所述振幅控制装置具有第二比较器，所述第二比较器具有非反相的电压输入端和反相的电压输入端，其中，所述振幅控制装置的电压测量输入端借助所述反相的电压输入端形成，并且其中，所述非反相的电压输入端施加有与所述第一参考电压有偏差的第二参考电压。
7.变换器电子器件，所述变换器电子器件包括：
-根据前述权利要求中任一项所述的驱动电路；
-以及负载电路，尤其是构造为物理电学的测量转换器的机电式的或电磁式的执行器的组成部分的并且/或者借助至少一个线圈形成的负载电路；
-其中，末端级的负载输出端不仅与振幅控制装置的电压测量输入端电连接而且也与所述负载电路电连接，使得负载电压不仅施加在所述振幅控制装置的电压测量输入端上而且也经由所述负载电路下降。
8.根据前一权利要求所述的变换器电子器件，
-其中，所述负载电路具有线圈；并且/或者
-其中，所述负载电路具有尤其是用于根据所述负载电路的本质安全性来限制负载电流的或用于限制保障所述变换器电子器件的电流强度的电阻元件。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的变换器电子器件，所述变换器电子器件还包括用于将所述变换器电子器件联接到与其远离的评估和供应单元上的双线联接电路。
10.根据前一权利要求所述的变换器电子器件，其中，所述双线联接电路被设立成用于，由所述评估和供应单元，尤其是经过(4mA至20mA的)电流环路，引来对于所述驱动电路的运行所需的电功率。
11.根据权利要求9或10所述的变换器电子器件，其中，所述双线联接电路被设立成用于，将借助测量和控制电路所生成的测量数据传送到所述评估和供应单元上，尤其是通过对在所述双线联接电路中流动的并且/或者用于为所述驱动电路和/或所述测量和控制电路提供电功率的电流的调制来进行传送。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的变换器电子器件，所述变换器电子器件还包括：测量和控制电路，所述测量控制电路具有
-测量信号输入端，
-尤其是数字的频率输出端
-以及尤其是数字的振幅输出端，
--其中，所述测量电路被设立成用于，由施加在所述测量信号输入端上的输入端信号不仅获知信号频率而且也获知信号振幅，
--并且其中，所述测量和控制电路还被设立成用于，在所述振幅输出端上输出振幅序列，也就是结合所述输入端信号获知的、尤其是将所述输入端信号的信号振幅量化的并且/或者是数字的振幅值的序列，并且在所述频率输出端上输出频率序列，也就是结合所述输入端信号获知的、尤其是将针对所述输入端信号所要设定的信号频率量化的并且/或者是数字的频率值的序列。
13.测量系统，所述测量系统包括：
-根据前一权利要求所述的变换器电子器件；
-以及电联接到所述变换器电子器件上的测量转换器，所述测量转换器被设立成用于，检测至少一个物理测量变量，尤其是在管线路中引导的流体的质量流率和/或密度和/或粘度或者是预存在容器中的能灌注的介质的料位，并且将所述至少一个物理测量变量转换成相对应的测量信号，使得所述测量信号以至少一个信号参数的、尤其是信号振幅的、信号频率的和/或相位角的变化跟随所述物理的测量变量的变化。
14.根据前一权利要求所述的测量系统，
-其中，所述测量和控制电路的频率输出端与所述驱动电路的信号发生器的频率控制输入端电连接，使得施加到所述信号发生器的频率控制输入端上的频率控制值相当于频率序列的频率值；
-其中，所述测量和控制电路的振幅输出端与所述驱动电路的振幅控制装置的振幅输入端电连接，使得陈列到所述振幅控制装置的振幅输入端上的振幅实际值相当于振幅序列的振幅值；
-并且其中，所述测量转换器与所述测量和控制电路的测量信号输入端电耦合，使得所述测量和控制电路接收至少一个测量信号，并且使得不仅频率序列而且振幅序列都与所述测量信号有关。
15.根据前一权利要求所述的测量系统，
-其中，测量和控制电路被设立成用于基于所述测量信号来获知表示所述至少一个物理测量变量的、尤其是数字的测量值；并且/或者
-其中，所述测量转换器与负载电路电耦合和/或电磁耦合，使得所述测量信号的时间变化曲线与负载电流和/或负载电压的时间变化曲线有关；尤其是使得所述测量信号的信号频率与负载电流或负载电压的频率有关，并且/或者使得所述测量信号的信号振幅与负载电流的电流强度和/或负载电压的电压水平有关；并且/或者
-其中，所述测量转换器具有尤其也就是与所述负载电路的线圈交互作用的磁体机械连接的测量管，所述测量管被设立成用于引导流体的测量物质，尤其也就是被流体的测量物质穿流，并且在此期间允许振动；并且/或者
-其中，所述测量转换器具有尤其是棒状的或杯状的永磁体，所述永磁体与加入所述负载电路中的线圈交互作用。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的测量系统，所述测量系统还包括：尤其是远离所述变换器电子器件的评估和供应单元，其中，所述变换器电子器件联接到所述评估和供应单元上。
17.根据前一权利要求所述的测量系统，其中，所述变换器电子器件由所述测量和供应单元引来对于所述驱动电路的运行所需的电功率。
18.根据前一权利要求所述的测量系统，其中，所述变换器电子器件将借助所述测量和控制电路生成的测量数据，尤其是分别表示在管线路中流动的介质的质量流率的质量流量测量值、分别表示介质的密度的密度测量值，或者分别表示介质的粘度的粘度测量值传送到所述评估和供应单元上，尤其是通过对设置在所述变换器电子器件中的双线联接电路中流动的电流的调制来进行传送。
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