CN110823281B - 电路装置 - Google Patents

Abstract

电路装置，具有：控制器单元，其具有处理器、总线连接端和信号输出端；第一和第二传感器单元，其构成集成的传感器单元且分别包括处理器、总线连接端、信号输入端和信号输出端；总线线路，控制器单元、第一和第二传感器单元连接在总线线路上；支路线路，控制器单元、第一传感器单元和第二传感器单元借助支路线路串联连接，其以“菊花链”布置实现；第一和第二参考电位，控制器单元和传感器单元分别与第一和第二参考电位连接，每个信号输出端在第一状态中处在或接近第一参考电位或在第二状态中处在或接近第二参考电位；设有终端电阻以结束总线线路；传感器单元用于借助处理器监测信号输出端的电位，在电位变换时将终端电阻与总线线路连接或分离。

Description

电路装置

技术领域

本发明涉及一种电路装置。

背景技术

由DE 10 2016 002 488 B3已知一种具有传感器单元的串联连接的电路装置。

发明内容

在该背景下，本发明的任务在于提出一种改进现有技术的设备。

该任务通过具有根据本发明的技术方案的电路装置来实现。本发明的有利的构型是优选的实施方式。

根据本发明的主题提供一种电路装置，其具有控制器单元、第一传感器单元和第二传感器单元。

控制器单元具有处理器、总线连接端和信号输出端。

传感器单元构造为集成的传感器单元并且分别具有处理器、总线连接端、信号输入端和信号输出端。

总线连接端包括至少一个总线线路。

控制器单元、第一传感器单元和第二传感器单元连接在至少一个总线线路上。

在此设有支路线路，其中，控制器单元、第一传感器单元和第二传感器单元借助支路线路串联连接。

控制器单元的信号输出端与第一传感器单元的信号输入端连接，而第一传感器单元的信号输出端与第二传感器单元的信号输入端连接。

设有第一参考电位和第二参考电位，其中，控制器单元和传感器单元分别与第一参考电位和第二参考电位连接。

每个信号输出端在第一状态中处在第一参考电位或接近第一参考电位，或者在第二状态中处在第二参考电位或接近第二参考电位。

设有终端电阻，用以结束(abschlieβen)总线线路。优选地，终端电阻具有120欧姆的值。

传感器单元设置用于借助处理器来监测信号输出端的电位，并且在电位变换的情况下将终端电阻与总线线路连接或将终端电阻与总线线路分离。

应注意到，表述“置于参考电位”当前也包括如下状态：在所述状态的情况下信号输入端以及信号输出端借助所谓的“上拉”电阻或“下拉”电阻由于电阻上的电压降而不处在相应的参考电位。

此外应注意到，控制器单元和传感器单元借助支路线路以所谓的“菊花链(daisychain)”布置来连接。

由此，在控制线路的信号输出端和第一传感器单元的信号输入端上存在相同的电位。

相应地适用如下：在借助支路线路连接的两个传感器单元的信号输出端和信号输入端上分别存在相同的电位，也就是说，要么第一参考电位要么第二参考电位。

也可以理解，代替仅仅第一和第二传感器单元也可以将恰好三个或恰好四个传感器单元或优选多个传感器单元串联连接。优选地，术语“多个”理解为传感器单元的数量大于四、尤其大于八且优选大于三十，尤其数量处在范围2与254之间。

应注意到，术语“集成”当前表示如下传感器单元：所述传感器单元已经在内部具有用于结束信号输入端和信号输出端的电阻。借助分立的结构元件的外部连接变得多余。

传感器单元尤其构成为浇铸(vergieβen)的结构元件，该结构元件优选地仅还具有总线连接端和信号连接端以及供电电压连接端。

电路装置的优点在于：在所谓的热的状态中(即在所施加的供电电压的情况下)也可以容易地改变连接在总线上的传感器单元的数量。

尤其可以在现有的布置的情况下简单地增加传感器单元的数量，因为在增加传感器单元的数量后自动地始终正确地终结(terminieren)总线连接端。

如果借助支路线路串联连接的传感器单元的数量减少，那么相应地适用。通过在信号输出端中的一个处的电位变换来自动地发起新的终结。

为此，借助处理器来监测信号输出端的电位。在电位变换(即从第二参考电位变到第一参考电位)的情况下，借助处理器且借助在相应的传感器单元内的可控的终端开关来切换两个总线线路之间的终端电阻。

相应地，在信号输出端的电位从第一参考电位变换到第二参考电位的情况下借助处理器打开可控的终端开关，也就是说，两个总线线路不再借助终端电阻连接。

应注意到，关于终结仅仅考虑这样的电位变换：该电位变换由上拉电阻和下拉电阻的协作产生。

即使在给传感器单元施加供电电压后，通过简单且成本有利的方式实施自动的终结。

以所谓的“拨动”开关(“dip”-Schalter)来调节终端电阻变得多余。尤其在现场应用“菊花链”连接的传感器单元时显著地提高可靠性且降低安装成本，其方式是：可靠地阻止终端电阻的错误连接。

在一种扩展方案中，在信号输出端与后续的传感器单元的信号输入端连接的情况下，信号输出端采用第二状态。

在一种实施方式中，第一参考电位构成为供电电压而第二参考电位构成为接地电位，或者第一参考电位构成为接地电位而第二参考电位构成为供电电压。

在另一扩展方案中，在第一状态中终端电阻与总线线路连接。

在一个实施方式中，信号输出端具有第一电阻且信号输入端具有第二电阻。优选地，第一电阻具有与第二电阻不同的电阻值。尤其信号输出端借助第一电阻与第一参考电位连接而信号输入端借助第二电阻与第二参考电位连接。

在一种扩展方案中，第一电阻具有第二电阻的至少两倍大的电阻值，从而在两个传感器单元连接的情况下，只要未借助与第一电阻并联布置的可控开关将电位钳位到第一参考电位，相应的信号输出端就采用第二参考电位。

换句话说，信号输出端保持开路，即未与后续的传感器单元的信号输入端连接，借助第一电阻将传感器单元的每个信号输出端钳位到第一参考电位。优选地，第一电阻是第二电阻的五倍、最高优选十倍。

在另一扩展方案中，每个传感器单元包括可切换的终端电阻。

在一种实施方式中，在信号输出端上的第一电阻的连接端与信号输出端之间设有二极管。

在另一扩展方案中，借助支路线路相互连接的传感器单元分别包括一个电感式的传感器和/或电容式的传感器和/或光学传感器和/或超声波传感器。优选地，这样的传感器用在用于对容器的料位(Füllstand)进行测量的系统中。

附图说明

以下参照附图详细阐述本发明。在此，同类的部分以同样的附图标志来标记。所示出的实施方式是极其示意性的，也就是说，间距以及横向和纵向的延伸不是按比例的并且——只要未另外说明——也不具有彼此能推导的几何关系。附图示出：

图1a示出用于实施该方法的电路装置的视图；

图1b示出用于实施该方法的图1a的电路装置的详细视图。

具体实施方式

图1a的示图示出用于实施该方法的电路装置的视图，其具有如下的电路装置10：该电路装置具有控制器单元M、第一传感器单元S1、第二传感器单元S2和第三传感器单元S3。可以理解，控制器单元M和传感器单元S1至S3分别与供电电压VCC和接地电位MA连接。

此外，每个传感器单元S1至S3具有可切换的、优选集成的终端电阻TR(在图1b中示出)，用以——只要传感器单元S1至S3中的一个布置为最后的传感器单元——按照规定来终结总线线路B1和B2。

此外，每个传感器单元S1至S3具有处理器(未示出)。

控制器单元M和传感器单元S1至S3分别具有一个信号输出端OUT。此外，传感器单元S1至S3分别附加地还具有一个信号输入端IN。

控制器单元M借助第一总线线路B1和第二总线线路B2与传感器单元S1至S3并联连接。在控制器单元M与传感器单元S1至S3之间构造有支路线路STRL。控制器单元M与传感器单元S1至S3借助支路线路STRL地以所谓的“菊花链”布置来串联连接，其方式是：控制器单元M的信号输出端与第一传感器单元S1的信号输入端IN连接，而第一传感器单元S1的信号输出端与第二传感器单元S2的信号输入端IN连接。

此外，第二传感器单元S2的信号输出端与第三传感器单元S3的信号输入端IN连接。第三传感器单元S3的信号输出端OUT是未连接的。由此，第三传感器单元S3在当前的电路装置10中是最后的传感器单元。

在图1b的示图中示出用于实施该方法的图1a的电路装置10的详细视图。以下仅阐述与图1a的示图的区别。

在所有的传感器单元S1至S3处借助处理器来监测信号输出端OUT的电位。在电位变换(即从第二参考电位变到第一参考电位)的情况下，借助处理器且借助相应的传感器单元S1至S3内的可控的终端开关TRSA来切换两个总线线路B1与B2之间的终端电阻TR。相应地在信号输出端OUT的电位从第一参考电位变换到第二参考电位的情况下，借助处理器来打开可控的终端开关TRSA，也就是说，两个总线线路B1和B2不再借助终端电阻TR连接。应注意到，关于终结仅仅考虑这样的电位变换：该电位变换由上拉电阻R1和下拉电阻R2的协作产生。

在第一传感器单元S1处以及在其他的传感器单元S2和S3处，信号输出端OUT的线路可以在内部借助可控开关T1与供电电压VCC连接。

此外，线路还借助第一电阻R1与供电电压VCC连接。附加地，输出端OUT还借助二极管D1得到保护。

信号输出端OUT借助支路线路STRL与第二传感器单元S2的信号输入端IN连接。在第二传感器单元S2中，信号输入端IN借助第二电阻R2与接地电位MA连接。

Claims (10)

1.一种电路装置(10)，所述电路装置具有：

-控制器单元(M)，其中，所述控制器单元(M)具有处理器、总线连接端和信号输出端(OUT)；

-第一传感器单元(S1)和第二传感器单元(S2)，其中，所述传感器单元(S1，S2)构造为集成的传感器单元(S1，S2)且分别包括处理器、总线连接端、信号输入端(IN)和信号输出端(OUT)；

-至少一个总线线路(B1，B2)，其中，所述控制器单元(M)、所述第一传感器单元(S1)和所述第二传感器单元(S2)连接在所述至少一个总线线路(B1，B2)上；

-支路线路(STRL)，其中，所述控制器单元(M)、所述第一传感器单元(S1)和所述第二传感器单元(S2)借助所述支路线路(STRL)串联连接，其方式是：所述控制器单元(M)的信号输出端(OUT)与所述第一传感器单元(S1)的信号输入端(IN)连接而所述第一传感器单元(S1)的信号输出端(OUT)与所述第二传感器单元(S2)的信号输入端(IN)连接；

-第一参考电位和第二参考电位，其中，所述控制器单元(M)和所述传感器单元(S1，S2)分别与所述第一参考电位和所述第二参考电位连接；

其特征在于，每个信号输出端(OUT)在第一状态中处在所述第一参考电位或接近所述第一参考电位，或者在第二状态中处在所述第二参考电位或接近所述第二参考电位；

-设有终端电阻(TR)，用以结束所述总线线路(B1，B2)；

-所述传感器单元(S1，S2)设置用于借助所述处理器来监测所述信号输出端(OUT)的电位，并且在电位变换的情况下将所述终端电阻(TR)与所述总线线路(B1，B2)连接或将所述终端电阻(TR)与所述总线线路(B1，B2)分离。

2.根据权利要求1所述的电路装置(10)，其特征在于，在所述控制器单元(M)的信号输出端(OUT)与所述第一传感器单元(S1)的信号输入端(IN)连接的情况下并且在所述第一传感器单元(S1)的信号输出端(OUT)与所述第二传感器单元(S2)的信号输入端(IN)连接的情况下，所述控制器单元(M)的信号输出端(OUT)采用所述第二状态。

3.根据权利要求1或2所述的电路装置(10)，其特征在于，所述第一参考电位构成为供电电压(VCC)而所述第二参考电位构成为接地电位(MA)，或者所述第一参考电位构成为接地电位(MA)而所述第二参考电位构成为供电电压(VCC)。

4.根据权利要求1或2所述的电路装置(10)，其特征在于，在所述第一状态中所述终端电阻与所述总线线路(B1，B2)连接。

5.根据权利要求1或2所述的电路装置(10)，其特征在于，所述控制器单元(M)的和所述传感器单元(S1，S2)的信号输出端(OUT)具有第一电阻(R1)，且所述传感器单元(S1，S2)的信号输入端(IN)具有第二电阻(R2)，且所述第一电阻(R1)具有与所述第二电阻(R2)不同的电阻值，且所述信号输出端(OUT)借助所述第一电阻(R1)与第一参考电位连接，且所述信号输入端(IN)借助所述第二电阻(R2)与第二参考电位连接。

6.根据权利要求5所述的电路装置(10)，其特征在于，在所述信号输出端(OUT)上的第一电阻(R1)具有在信号输入端(IN)上的第二电阻(R2)的至少两倍大的电阻值。

7.根据权利要求5所述的电路装置(10)，其特征在于，与所述控制器单元(M)的和所述传感器单元(S1，S2)的第一电阻(R1)并联布置有可控开关(T1)，用以借助所述可控开关(T1)将所述信号输出端(OUT)与所述第一参考电位连接并且将所述信号输出端(OUT)钳位到所述第一参考电位。

8.根据权利要求1或2所述的电路装置(10)，其特征在于，每个传感器单元(S1，S2)包括可切换的终端电阻。

9.根据权利要求1或2所述的电路装置(10)，其特征在于，所述传感器单元(S1，S2)分别包括一个电感式的传感器和/或电容式的传感器和/或光学传感器和/或超声波传感器。

10.一种用于测量容器的料位的系统，所述系统包括根据上述权利要求中任一项所述的电路装置(10)。

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