CN110890205A - 用于具有一个感应接口的现场设备的具有一个次级线圈的组合件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于具有一个感应接口的现场设备的具有一个次级线圈的组合件。本公开描述了用于现场设备的具有在的线圈架上布置的次级线圈的组合件，其中现场设备包括电子器件和连接到电子器件的感应接口，并且其中组合件能够以这种方式在现场设备中使用，使得现场设备能够经由其接口连接到上级单元的感应接口，使得组合件的次级线圈以及上级单元的感应接口的初级线圈一起形成用于传输数据和/或能量的换能器，这使得能够减小配备有组合件的现场设备的尺寸，并且优选地还有助于提高操作安全性，其中由次级线圈和至少一个电子部件形成的组合件电路被布置在线圈架上，至少一个电子部件经由与其连接的线路连接到次级线圈并且布置在线圈架上。

Description

用于具有一个感应接口的现场设备的具有一个次级线圈的组 合件
技术领域
本发明涉及一种用于现场设备的具有线圈架上布置的次级线圈的组合件，
其中，所述现场设备包括电子器件和连接到所述电子器件的感应接口，并且
其中，所述组合件能够以这种方式在现场设备中使用，使得现场设备能够以这种方式经由其接口连接到上级单元的感应接口，使得组合件的次级线圈以及上级单元的感应接口的初级线圈一起形成用于传输数据和/或能量的换能器。
背景技术
现场设备包括测量仪器和传感器，所述测量仪器和传感器目前已经使用在测量和自动化技术以及用于测量能够利用相应设备测量的量的分析技术的多种应用中。
这些现场设备通常包括电子器件和连接到所述电子器件的接口，现场设备能够以这种方式经由所述接口连接到诸如测量换能器或发射器等上级单元，使得现场设备能够由上级单元供应有能量，和/或数据能够从现场设备传输到上级单元和/或从上级单元传输到现场设备。
DE 10 2013 114 135A1描述了一种现场设备，所述现场设备包括电子器件和感应接口，所述感应接口连接到所述电子器件并且配备有次级线圈，并且所述现场设备能够以这种方式经由其接口连接到上级单元的感应接口，使得次级线圈与上级单元的感应接口的初级线圈一起形成用于传输数据和/或能量的换能器。
另外，DE 10 2013 114 135A1描述了现场设备和上级单元的接口作为感应耦合插头连接。在这种情况下，所述接口包括相互补充的、可机械互连的连接元件，在所述连接元件中的每个中，换能器的两个线圈中的一个以这种方式被布置，使得连接元件的经由两个线圈的机械连接同时也引起感应耦合。
存在优选地使用其中具有最小可能尺寸的现场设备的大量应用。对于现场设备被设计为传感器的情况尤其如此。同时，对这些现场设备的性能和操作可靠性的要求正在增加，这意味着现场设备变得越来越复杂，并且因此在电子器件方面需要大量空间。
这些电子器件通常包括与现场设备的实际功能无关但仍然对其操作需要的部件和/或部分电路。
这种情况的示例是用于抑制电磁干扰的电子器件的部件或部分电路。
这种情况的另一个示例是支持在易爆区域中使用现场设备的部分电路。在易爆区域中，适用特殊的安全规定，其目标是避免可能会致使爆炸的火花。例如，通过将现场设备设计为本质安全设备，可以实现这种防爆。本质安全设备是其中设备中的电气变量电流、电压和功率值始终低于指定极限值的设备。三个极限值被选择，使得在发生故障的情况下(例如，短路)，释放的最大能量不足以生成点火火花或过热。这种限制通常通过在这些现场设备的电子器件上配备有输入侧上的限制电路来实现，所述限制电路致使电流、电压和功率的相应限制。
为了容纳这些部件和/或部分电路，现场设备中需要附加的空间，因此空间不再可用于与现场设备的实际功能相关的电子器件的电路部件，并且因此最终导致现场设备的尺寸增加。
发明内容
本发明的目标是指定一种具有在线圈架上布置的次级线圈的组合件，其能够减小配备有所述组合件的现场设备的尺寸，并且优选地还有助于提高操作安全性。
为此目的，本发明包括用于现场设备的具有在线圈架上布置的次级线圈的组合件，
其中，所述现场设备包括电子器件和连接到所述电子器件的感应接口，并且
其中，所述组合件能够以这种方式在现场设备中使用，使得现场设备能够经由其接口连接到上级单元的感应接口，使得组合件的次级线圈以及上级单元的感应接口的初级线圈一起形成用于传输数据和/或能量的换能器，其特征在于
组合件电路被布置在线圈架上，所述组合件电路由次级线圈以及由至少一个电子部件形成，所述至少一个电子部件被布置在线圈架上并且经由与其连接的线路连接到次级线圈。
根据本发明的组合件提供的优点在于，其在功能上相对较大的线圈架(无论如何都需要)也用作用于容纳部件的电路架。因此，这些组合件均不需要现场设备中的附加印刷电路板或布置在现场设备中的印刷电路板上的附加空间。结果实现的空间节省意味着配备有根据本发明的组合件的现场设备可以具有相应的小总体尺寸。
另一个优点是线圈架的成形可以在很宽的范围内自由选择，并且因此可以最佳地适于现场设备中的条件。这还可以进一步节省空间，从而允许现场设备的尺寸保持很小。
另外，本发明在制造技术方面提供的优点在于，可以预制组合件，并且在将组合件的组合件电路用于现场设备中之前，所述组合件电路能够独立地对要在现场设备中附接到的其的电子器件进行测试。
组合件的第一改进方案，其特征在于
线圈架被设计为注塑成型的电路架，所述注塑成型的电路架至少分段地具有施加到其和/或引入其的金属导体迹线，并且所述金属导体迹线形成次级线圈和线路，或者
线圈架被设计为三维塑料主体，在所述三维塑料主体上布置柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板被配备有组合件电路的部件并且包括次级线圈和线路。
第二改进方案，其特征在于
线圈架包括承载次级线圈的基本上圆柱形的架区域，所述架区域具有适于现场设备的用于接纳次级线圈的接口壳体的形状的形状，
线圈架包括与其架区域邻接的至少一个延伸部，所述延伸部被配备有所述部件中的至少一个或者包括配备有部件的安装表面，
次级线圈被布置在圆柱形架区域的部分区域上，所述部分区域与所述圆柱形架区域的在两侧上与所述部分区域相邻的区域相比具有更小的外直径，和/或
组合件包括接触销，所述接触销经由至少分段地安置在线圈架上或线圈架中的线路连接到组合件电路，并且所述接触销用塑料封装或用塑料挤出涂覆，组合件电路能够经由所述接触销连接到现场设备的电子器件。
第三改进方案，其特征在于
组合件电路包括在承载次级线圈的基本上圆柱形架区域上布置的至少一个部件，和/或在线圈架的模制到承载次级线圈的基本上圆柱形架区域上的延伸部上布置的至少一个部件，
组合件电路的部件各自被设计为利用SMD焊接方法、利用导电粘合剂或通过热压接合施加到线圈架的部件，和/或
线圈架包括至少一个空腔，在所述至少一个空腔中布置组合件电路的至少一个部件。
第四改进方案，其特征在于
电绝缘覆盖层被布置在次级线圈上，和/或被布置在线圈架的外圆周表面上布置的线路的线路区段中的至少一个或所有上，和/或
覆盖相应部件的覆盖物，也就是引入到围绕所述部件并且布置在线圈架中的空腔中的电绝缘覆盖物、漆层、塑料层或树脂，该覆盖物被布置在组合件电路中的至少一个或所有部件上。
第五改进方案，其特征在于组合件电路
包括次级线圈下游的用于抑制电磁干扰的电路，和/或以与次级线圈串联连接的铁素体形式的部件，
包括次级线圈下游的用于限制电流、电压和/或功率的限制电路，和/或
具有连接在次级线圈下游的调整电路，所述调整电路包括组合件电路的被设计为调整元件的至少一个部件，并且所述至少一个部件以这种方式被设计，使得其致使组合件电路的至少一个电气性质具有为此指定的值。
根据第五改进方案的第三替选方案的组合件的另一改进方案，其特征在于调整元件
包括与次级线圈串联连接的调整电阻器，所述调整电阻器的电阻值以这种方式被度量，使得组合件电路具有指定的总电阻，和/或
包括与次级线圈并联连接的调整电容器，所述调整电容器的电容值以这种方式被度量，使得组合件电路具有指定的总电容。
第六改进方案的特征在于，组合件电路包括连接在次级线圈下游的电路，所述电路以这种方式被设计，使得其实现电流、电压和/或功率的限制，并且以这种方式被设计，使得其致使组合件电路的至少一个电气性质具有为其指定的值。
此外，本发明包括具有根据本发明的组合件的现场设备，所述现场设备的特征在于
所述现场设备包括连接到所述组合件的电子器件，
所述现场设备包括感应接口，所述现场设备能够经由所述感应接口连接到上级单元的包括初级线圈的感应接口，并且
所述接口包括接口壳体，组合件以这种方式被插入到所述接口壳体中，使得现场设备能够经由现场设备和上级单元的接口连接到上级单元，使得组合件的次级线圈与上级单元的接口的初级线圈一起形成用于传输数据和/或能量的换能器。
现场设备的第一改进方案，其特征在于
电子器件包括印刷电路板，所述印刷电路板被布置在电子器件壳体中并且在一侧或两侧上被配备有电子部件，
电子器件壳体的内部直接邻近接口壳体的内部，并且
组合件
a)包括接触销，所述接触销的导电端连接到在印刷电路板上提供的端子触点和/或通过焊接接缝焊接到端子触点上，所述焊接接缝也用于机械地紧固印刷电路板，
b)包括至少一个延伸部，所述至少一个延伸部延伸到电子器件壳体中，并且被配备有组合件电路的至少一个部件，并且具有适于电子器件壳体的形状的形状，和/或
c)包括插入式设备，印刷电路板被插入所述插入式设备中。
现场设备的第二改进方案，其特征在于，所述组合件包括至少一个延伸部，所述至少一个延伸部基本上平行于印刷电路板延伸到电子器件壳体中并且具有安装表面，所述安装表面在面向印刷电路板的侧上配备有组合件电路的至少一个部件。
现场设备的第三改进方案的特征在于
现场设备的接口包括连接元件，所述连接元件能够以这种方式机械地连接到上级单元的接口的互补连接元件，使得经由在现场设备的连接元件中布置的组合件的次级线圈和在上级单元的连接元件中布置的初级线圈存在感应耦合，和/或
电子器件壳体的内部和/或接口壳体的邻接内部用树脂封装。
本发明还包括一种用于生产根据本发明的一个或多个现场设备的方法，其特征在于
通过制造组合件的线圈架并为所述线圈架配备有部件来预制对应于现场设备的数量的若干组合件，所述线圈架包括布置在其上的次级线圈和需要用于连接组合件电路的部件的线路，并且
每个组合件被分别插入现场设备中的一个中，并且其组合件电路连接到现场设备的电子器件。
所述方法的另一改进方案，其特征在于，在相应组合件的制造的框架内实施调整方法，其中组合件电路的至少一个电气性质的总值是通过组合件电路的至少一个部件的对应度量来调整的，所述至少一个部件用作用于调整相应性质的调整元件并且是以这种方式将布置在其线圈架上的，使得所述总值基本上等于用于相应组合件的指定值，使得所述至少一个电气性质包括组合件电路的总电阻和/或组合件电路的总电容。
前面提及的另一改进方案，其特征在于，在多个现场设备的制造中，例程使得：预制相同的电子器件；预制利用调整方法调整的相同组合件；以及调整的组合件与相同的电子器件中的一个结合以各自直接地使用在现场设备中的一个中，而无需使相应的电子器件适于相应的组合件。
附图说明
现在将使用示出了两个示例性实施例的附图中的各图详细解释本发明以及其优点。在各图中，相同的元件由相同的附图标记表示。
图1示出测量系统，所述测量系统具有现场设备和能够连接到所述现场设备的上级单元；
图2示出形成为插入式连接件的接口；
图3示出图1的测量系统的框图；
图4示出组合件的第一示例；
图5示出组合件的第二示例；
图6示出包括图4的组合件的现场设备的区段；
图7示出包括图5的组合件的现场设备的区段；并且
图8到图11各自示出组合件电路的示例。
具体实施方式
本发明涉及一种组合件，所述组合件具有用于现场设备的布置在线圈架上的次级线圈；一种现场设备，所述现场设备配备有根据本发明的组合件；以及用于制造这些现场设备中的一个或多个的方法。本发明可以在现场设备中使用，所述现场设备包括电子器件和连接到所述电子器件的感应接口。可以在这些现场设备中使用的组合件被设计，使得它们可以以这种方式在相应的现场设备中使用，使得现场设备可以经由其接口以这种方式连接到上级单元的感应接口，使得次级线圈与上级单元的感应接口的初级线圈一起形成用于传输数据和/或能量的换能器。出于说明的目的，图1示出包括现场设备3的测量系统的示意图，所述现场设备3配备有根据本发明的组合件1a或1b和可以连接到所述现场设备3的上级单元5。
例如，本发明可以在现场设备3中使用，所述现场设备3被设计为传感器或测量设备。在这种情况下，现场设备3包括测量设备9，所述测量设备9也在图1中示出并且连接到其电子器件7(诸如，例如用于测量变量的计量获取的传感器元件)，并且电子器件7包括测量电路11，经由所述测量电路11测量装置9被供应有能量并且所述测量电路11以这种方式被设计，使得其产生被测量的测量变量的测量值，和/或在测量操作期间再现测量值的电气信号。
可选地，现场设备3和上级单元5的接口13、15可以被设计为感应耦合插入式连接件，所述插入式连接件包括可以彼此机械地连接的相互补充的连接元件17、19。图2以举例方式示出连接元件17、19，所述连接元件17、19可以通过卡口连接彼此连接。在连接元件17、19中的每个中，以这种方式布置变压器的两个线圈中的一个，使得连接元件17、19的机械连接还同时地实现形成换能器的两个线圈的感应耦合。
现场设备3和上级单元5以这种方式被设计，使得能量和/或数据可以经由换能器传输，所述换能器包括初级线圈L1和联接到所述初级线圈L1的次级线圈L2。为此目的，现场设备3和上级单元5可以包括使能够能量传输和/或数据传输的现有技术电路。图3以举例方式示出包括上级单元5和与其连接的现场设备3的测量系统的替选电路图，其中上级单元5向现场设备3供应有能量并且现场设备3以有用信号形式将数据传输到上级单元5，所述信号是由上级单元5经由换能器21传输的载波信号的幅度调制生成的，并且用于向现场设备3供电。该数据可以包括例如利用连接到测量设备9的测量电路11确定的测量值。
这里以举例方式示出的上级单元5包括载波信号发生器，所述载波信号发生器具有直流电压源UDC和位于直流电压源UDC下游的DC-AC转换器23，在直流电压源UDC的输出端处提供了具有由DC-AC转换器23设置的载波信号频率的载波信号。现场设备3的连接到次级线圈L2的电子器件7包括用于调制载波信号的幅度的调制器25。调制器25包括与次级线圈L2并联连接的负载R，所述负载在将由现场设备3传输的数字有用信号指定的时间处经由安置在负载R上游的可控开关(此处未详细指定)连接。负载R的连接经由初级线圈L1产生电压下降的突然电压降。因此，使用与初级线圈L1并联连接的解调器27用来提取有用信号。经由初级线圈L1下降的电压被施加到其输入端。解调器27包括整流器29、整流器29下游的带通滤波器31、以及带通滤波器31下游的具有可调比较器阈值的比较器33，在该比较器33的输出端提供了反映所接收的有用信号的信息信号。然而，可替选地，还可以使用适于传输能量和/或数据的其它现有技术。具体地，这些包括用于将能量从上级单元传输到现场设备和/或用于将数据从现场设备传输到上级单元和/或从上级单元传输到现场设备的电路。
图4和图5各自示出可在图1中示出的现场设备3中使用的组合件1a、1b的示例。根据本发明的组合件1a、1b的特征在于，在它们的线圈架35、37上布置有由次级线圈L2和至少一个电子部件39形成的组合件电路42，所述至少一个电子部件39经由与其连接的线路41连接到次级线圈L2并且布置在线圈架35、37上。
这些组合件1a、1b以及配备有所述组合件1a、1b的现场设备3具有上面已经提及的优点。组合件1a、1b和/或包括组合件1a、1b的现场设备3的各个部件可以可选地彼此单独地和/或组合地具有下面详细描述的可用特征。
因此，线圈架可以例如被设计为三维塑料主体，所述塑料主体上布置有柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板被配备有组合件电路的部件并且包括次级线圈和线路。
可替选地，线圈架35、37可以被设计为根据图5和图6中示出的当前优选实施例的注塑成型的电路架，其中金属导体迹线至少分段地施加到其上和/或插入其中，并且形成次级线圈L2和线路41。
为了生产这些线圈架35、37，可以使用现有技术的方法来产生注塑成型的电路架，也称为模塑互连设备(MID)，诸如双组分注塑成型或激光直接结构化。在双组分注塑成型中，基体由第一塑料制成，然后在所述第一塑料上施加可金属化的塑料。随后使可金属化塑料的表面活性化并用形成导体迹线的金属喷镀进行电镀。在激光直接结构化中，基体由掺杂有可激光活性化金属化合物的热塑性材料制成。在这里，通过激光活性化的基体表面也用形成导体迹线的金属喷镀进行电镀涂覆。
包括柔性印刷电路板的组合件以及线圈架35、37被设计为注塑成型的电路架的组合件1a、1b提供优于用主高压线缠绕的线圈架的优点，排除了线断裂。
可选地，电绝缘覆盖层43(诸如漆层或塑料层)可以被布置在次级线圈L2上和/或被布置在线圈架35、37的给定圆周表面上的线路41的至少一个或所有线路区段上。图4以举例方式示出作为涂层施加到次级线圈L2的覆盖层43。以这种方式，尤其避免了可能由湿气致使的短路。
上面提及的实施例实现了组合件1a、1b并且因此配备有所述组合件1a、1b的现场设备3的高度操作安全性和可靠性。
优选地，线圈架35、37包括承载次级线圈L2的基本上圆柱形的架区域44，所述架区域44具有适于现场设备3的用于接纳次级线圈L2的接口壳体45的形状的形状。
该架区域44例如可以被设计为形成线圈架35的区域。该版本在图4中示出。可替选地，架区域44可以被设计为线圈架37的部分区域。该版本在图5中示出。
图6示出现场设备3的包括接口壳体45、图4中示出的组合件1a和现场设备3的连接的电子器件7的区段的截面图。图7示出现场设备3的包括接口壳体45、图5中示出的组合件1b和现场设备3的连接的电子器件7的区段的截面图。在这些示例中，接口壳体45围绕基本上圆柱形的内部，所述圆柱形的内部中布置有相应的线圈架35、37的圆柱形架区域44。另外，接口壳体45包括可从外部进入的接口开口47，所述接口开口47在外侧的所有侧面上被接口壳体45的围绕架区域44的内部壳体壁区域围绕，并且在所述接口开口47中可以从外侧插入与现场设备3的连接元件17互补并且图2中示出的上级单元5的连接元件19的包括初级线圈L1的区域。
作为替选或除此之外，组合件1a、1b优选地包括涂覆有塑料或封装在塑料中的接触销49，所述接触销49经由线路41连接到由次级线圈L2和连接到所述次级线圈L2上的部件39形成的组合件电路42，并且经由所述接触销49所述组合件电路42可以电气连接到电子器件7，所述线路41至少分段地布置在其线圈架35、37上和/或线圈架35、37中。图4和图5示出一个示例，其中接触销49被设计为在圆柱形架区域44的一个端面上布置的并且平行于架区域44的纵向轴线突出的接触销49。
在图6和图7中示出的现场设备3中，电子器件7包括印刷电路板55，所述印刷电路板55被布置在电子器件壳体51中并且在一侧或两侧配备有电子器件7的电子部件53。为了实现尽可能小的现场设备尺寸，这些电子器件壳体51优选地具有直接邻近于接口壳体45的内部的内部。在该实施例中，相应的组合件1a、1b与电子器件7的电气连接可以例如通过将接触销49的导电端焊接到为此目的提供在印刷电路板55上的连接触点来实现。这样，经由将接触销49连接到端子触点的焊接接缝，也同时实现了印刷电路板55的机械紧固。作为由焊接接缝实现的紧固的替选或除此之外，线圈架35、37的圆柱形架区域44在其面向现场设备3中的印刷电路板55的一侧上可以具有附图中未详细示出的插头连接器，印刷电路板55可以插入所述插头连接器中。
可选地，电子器件壳体51的内部并且优选地还有接口壳体45的相邻内部可以用例如硅胶灌封料的树脂化合物封装。这提供了以下优点：在相应内部中布置的电气部件39、线路41和电子部件53被树脂化合物保护免受潮湿。另一个优点是树脂还同时实现印刷电路板55的附加机械支撑。后一个优点尤其有利，因为印刷电路板55的安装仅经由焊接实现。
在线圈架35上布置的部件39可以包括例如在圆柱形架区域44上布置的至少一个部件39。图4中示出了这种情况的一个示例。
可替选或除此之外，线圈架37可以具有在其圆柱形架区域44上形成的至少一个延伸部分57，所述圆柱形架区域44上布置组合件电路42的部件39中的至少一个，和/或所述圆柱形架区域44包括配备有组合件电路42的部件39的安装表面59。在图5和图7中示出了这种情况的示例。在那里，形成了延伸部57，使得当组合件1b插入到现场设备3中时，所述延伸部57延伸到电子器件壳体51中。关于线圈架37的成形给出的设计自由度提供的优点在于，延伸部57的成形可以最佳地适于现场设备3中的条件。因此，图5和图7中示出的延伸部57被设计，使得其在现场设备3中基本上平行于印刷电路板55延伸到电子器件壳体51中，并且在其面向印刷电路板55的一侧上包括配备有部件39的安装表面59。可选地，图5和图7中图示的线圈架37可以另外包括附图中未示出的至少一个其它延伸部。在这里，例如，与第一延伸部57形状基本上相同的第二延伸部可以以这种方式整体地形成在圆柱形架区域44上，使得在现场设备3中所述第二延伸部在印刷电路板55的与第一延伸部57相反的侧上延伸到电子器件壳体51中，所述第二延伸部基本上以这种方式平行于印刷电路板55偏移，使得其安装表面59与印刷电路板55相对。
包括至少一个这种延伸部57的、尤其是与基本上圆柱形的电子器件51相结合的线圈架37提供的优点在于，电子器件壳体51的到目前为止不可用的内部区域可以经由延伸部57或经由多个延伸部57来使用用于容纳部件39。以这种方式，在不需要增加现场设备3的尺寸的情况下，可以在线圈架37上容易地布置更多数量的部件39。
在根据本发明的组合件1a、1b的情况下，在线圈架35、37上布置的部件39各自电气地连接到为线圈架35、37上的电气连接而提供的端子触点。现有技术方法可以用于产生这些电气连接。在这个方面，部件39优选地包括通过SMD焊接方法施加到线圈架35、37的至少一个部件39，利用导电粘合剂胶合的至少一个部件39，和/或通过热压接合施加到线圈架35、37上的至少一个部件39。以这种方式产生的导电连接具有的优点是它们不包括在诸如由组合件1a、1b的安装致使的振动、灌封、封装和/或应变的机械应变下可能会折断的机械敏感的导线。
组合件电路42的部件39可以包括例如在线圈架37的固定圆周表面上布置的至少一个部件39。图5和图7以举例的方式示出在延伸部57的安装表面59上布置的部件39。类似地，当然，附图中未示出的至少一个部件39还能够被布置在线圈架35、37的圆柱形架区域44的外圆周表面上。
可替选地或除此之外地，在根据本发明的组合件1a的线圈架35、37上布置的部件39可以包括插入到在线圈架35中设置的空腔61中的至少一个部件39。该实施例提供的优点在于对以这种方式容纳的部件39需要的空间的显著减小。在这种情况下，分别用于容纳一个或多个部件39的空腔61可以例如包括在圆柱形架区域44中和/或一个或多个突出部57中布置的空腔61。
举例来说，图4示出在空腔61中各自布置的两个部件39，所述空腔61被布置在线圈架35的圆柱形架区域44中。
可选地，通过在部件39中的至少一个上优选地在所有部件39上布置覆盖部件39的覆盖物，可以进一步提高组合件1a、1b和配备有所述组合件1a、1b的现场设备3二者的坚固性、故障安全性、可靠性和/或操作安全性。合适的覆盖物例如是电绝缘的覆盖物或者是具有电绝缘漆的漆层。
布置在空腔61中的部件39已经通过它们的位置被保护。可选地，这些部件39另外可以通过布置在它们上方的覆盖物被保护。合适的覆盖物也可以是电绝缘覆盖物或者是具有电绝缘漆的漆层。然而，可替选地，覆盖物63在此也可以被实施为引入到相应的空腔61中的灌封，例如硅树脂密封，如图4中所示。这些实施例提供的优点在于，不受部件壳体或类似措施保护的部件，诸如通常称为裸芯片的那些部件，可以可选地插入空腔61中。
可选地，次级线圈L2可以布置在圆柱形架区域44的部分区域65上，所述部分区域65具有在两侧上比与其相邻的圆柱形架区域44的区域更小的外直径。这为次级线圈L2以及可以布置在所述次级线圈L2上的覆盖层43提供了附加保护以对抗机械应变，诸如当将组合件1a、1b插入接口壳体45中时可能发生的机械应变。
根据本发明的组合件1a、1b的组合件电路42包括在线圈架35、37上布置的至少一个部件39。在这种情况下，组合件电路42可以包括例如次级线圈L2的下游的用于抑制电磁干扰的电路，和/或为此目的与次级线圈L2串联连接并且被配置为铁素体F的部件。图8中示出了包括铁素体F的组合件电路42的示例。因此，在现场设备3中，用于抑制电磁干扰的电路和/或铁氧体F减少电磁干扰对组合件电路42和与所述组合件电路42连接的电子器件7的不利影响。
作为替选或除此之外，组合件电路42可以包括连接在次级线圈L2下游的用于限制电流、电压和/或功率的限制电路67。例如，限制电流、电压和/或功率的现有技术限制电路适于实现现场设备的本质安全性，可以用作限制电路67。图9中示出了这种组合件电路42的示例。这里示出的限制电路67包括：与次级线圈L2并联连接的横向路径，其中布置有两个反串联地连接的限压二极管Z，诸如齐纳二极管；以及与次级线圈L2串联连接的限流电阻器RS。可替选地，代替这里示出的限制电路67，当然还能够使用具有不同结构并且限制电流、电压和/或功率的电路。
正如在现有技术现场设备的感应接口中使用次级线圈的情况一样，在根据本发明的组合件1a、1b中使用的次级线圈L2除了它们的电感之外还具有欧姆电阻和电容性质。因此，次级线圈L2的电气性质可能会从次级线圈L2到次级线圈L2尤其是由于制造公差而变化。根据现场设备3的电子器件7中使用的电路拓扑的类型，当设计电子器件7时必须考虑这些性质。然而，后者导致每个电子器件7是与连接到所述电子器件7的次级线圈2相匹配的一次性产品，这意味着会增加制造成本的附加后勤工作。此外，隔离地确定连接到电子器件7的次级线圈L2的电气性质是相对困难和复杂的，因为它们的性质不可避免地与和其连接的电子器件7的电路部分的电气性质相互作用。
为了解决这个问题，替选地或除了限制电路67、电磁干扰抑制电路和/或铁素体F之外，组合件电路42可以包括在次级线圈L2下游的调整电路69，所述调整电路69包括实施为调整元件的至少一个部件39，并且所述至少一个部件39被设计使得其致使组合件电路42的至少一个电气性质具有为此指定的值。例如，调整电阻器Ra适于作为调节元件，所述调整电阻器Ra串联连接到次级线圈L2并且其电阻值被度量使得组合件电路42具有为组合件1a、1b预确定的整体总电阻。可选地或附加地，与次级线圈L2并联连接的调整电容器Ca可以例如用作调节元件，其电容被度量使得组合件电路42具有为组合件1a、1b指定的整体总电容。图10中示出了具有调整电路69的组合件电路42的示例，所述调整电路69包括与次级线圈L2串联连接的调整电阻器Ra和与次级线圈L2并联连接的调整电容器Ca。
组合件1a、1b(其组合件电路42包括上述限制电路67和上述调整电路69二者)的优点在于，它们可以非常普遍地在现场设备3中用作组合件1a、1b，所述组合件1a、1b基于调整电路69具有限定的电气性质，并且基于限制电路67是本质安全的。
可选地，协同效应可以与这些组合件1a、1b一起使用，这导致实现两个电路的功能总计需要比如果上述调整电路69和上述限制电路67一个接一个地连接的情况更少的部件39。
图11示出包括次级线圈L2下游的电路71的组合件电路42的示例，所述组合件电路42承担限制电路67的功能和调节电路69的功能二者。该电路71与图9中示出的限制电路67的不同之处在于，代替图9中示出的限流电阻器Rs，使用了电阻器Rsa，所述电阻器Rsa被度量使得它既实现限流又同时承担图9中示出的调整电阻器Ra的功能，并且已经补充了与次级线圈L2并联连接的调整电容器Ca。
在根据本发明的一个或多个现场设备的制造中，优选地，例程使得：通过制造组合件的线圈架35、37来预制与现场设备3的数量相对应的数个组合件1a、1b，所述线圈架35、37包括在其上布置的次级线圈L2和对连接组合件电路42的部件39需要的线路41。线圈架35、37各自被装有组合件电路42的部件39。每个组合件1a、1b在每种情况下插入到现场设备3中的一个中，并且将它们的组合件电路42连接到现场设备3的电子器件7。
在组合件1a、1b(其组合件电路42包括调整电路69或承担调整电路69的功能的电路71)的产生的环境中，附加执行一种调整方法。在这样做时，通过至少一个部件39的对应度量来调整组合件电路42的至少一个电气性质的总值，所述至少一个部件39用作用于调整相应性质的调整元件并且将以这种方式被布置在其线圈架35、37上，使得所述总值基本上等于用于相应组合件1a、1b的指定值。通过应用被对应地度量的调整元件而调整的电气性质优选地包括组合件电路42的总电阻和/或其总电容。
从制造观点来看，组合件1a、1b(其组合件电路42包括调整电路69或承担调整电路69的功能的电路71)的优点在于，它们的调整尤其是对将在其线圈架35、37上布置的调整元件的度量可以通过随后插入相应的组合件1a，1b而完全独立于现场设备3的电子器件7实施。
此外，组合件1a、1b提供的优点在于，它们由于调整而具有对应地限定的电气性质。后者提供的优点是，组合件1a、1b和电子器件7不再必须被视为是在现场设备3的制造中彼此特别匹配的对，而是形成可以彼此随意组合而无需进一步的附加措施的组合件。相应地，在包括这些组合件1a、1b的数个现场设备3的产生中，优选地预制结构上相同的电子器件7。随后，利用所述调整方法调整的组合件1a、1b中的每个可以直接在现场设备3中的一个以及具有相同构造的电子器件7中的一个中使用，在不需要使相应的电子器件7适于相应的组合件1a、1b。
另一个优点是，如果需要，在不需要必须改变相应现场设备3的电子器件7的情况下，这些现场设备3的组合件1a、1b可以更换为具有通过调整例程进行调整的相同电气性质的基本相同的组合件1a、1b。当然，如果需要，这些现场设备3的电子器件7也可以由相同的电子器件7代替。
附图标记列表
1a组合件39部件
1b组合件41线路
3现场设备42组合件电路
5上级单元43覆盖层
7电子器件44架区域
9测量设备45接口壳体
11测量电路47接口开口
13现场设备的接口49接触销
15接口51电子器件壳体
17连接元件53电子部件
19连接元件55印刷电路板
21换能器57延伸部
23DC/AC转换器59安装表面
25负载61空腔
27解调器63覆盖物
29整流器65部分区域
31带通滤波器67限制电路
33比较器69调整电路
35线圈架71电路
37线圈架

Claims (15)

1.一种具有在线圈架(35、37)上布置的用于现场设备(3)的次级线圈(L2)的组合件(1a、1b)，
其中，所述现场设备(3)包括电子器件(7)和连接到所述电子器件(7)的感应接口(13)，并且
其中，所述组合件(1a、1b)能够以这种方式在所述现场设备(3)中使用，使得所述现场设备(3)能够经由其接口(13)连接到上级单元(5)的感应接口(15)，使得所述组合件(1a、1b)的所述次级线圈(L2)以及所述上级单元(5)的所述感应接口(15)的初级线圈(L1)一起形成用于传输数据和/或能量的换能器(21)，
其特征在于，
组合件电路(42)被布置在所述线圈架(35、37)上，所述组合件电路(42)由所述次级线圈(L2)以及由至少一个电子部件(39)形成，所述至少一个电子部件(39)被布置在所述线圈架(35、37)上并且经由与其连接的线路(41)连接到所述次级线圈(L2)。
2.根据权利要求1所述的组合件(1a、1b)，其特征在于，
所述线圈架(35、37)被设计为注塑成型的电路架，所述注塑成型的电路架具有施加到其和/或引入到其的金属导体迹线，并且所述金属导体迹线形成所述次级线圈(L2)和所述线路(41)，或者
所述线圈架被实施为三维塑料主体，在所述三维塑料主体上布置柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板被配备有所述组合件电路的所述部件并且包括所述次级线圈和所述线路。
3.根据权利要求1到2所述的组合件(1a、1b)，其特征在于，
所述线圈架(35、37)包括承载所述次级线圈(L2)的基本上圆柱形的架区域(44)，其中，所述架区域具有适于所述现场设备(3)的用于接纳所述次级线圈(L2)的接口壳体(45)的形状的形状，
所述线圈架(37)包括与其所述架区域(44)邻接的至少一个延伸部(57)，所述延伸部(57)被配备有所述部件(39)中的至少一个或者包括配备有部件(39)的安装表面(59)，
所述次级线圈(L2)被布置在所述圆柱形架区域(44)的部分区域(65)上，所述部分区域(65)与所述圆柱形架区域(44)的在两侧上与所述部分区域(65)相邻的区域相比具有更小的外直径，和/或
所述组合件(1a、1b)包括接触销(49)，所述接触销(49)经由至少分段地布置在所述线圈架(35、37)上或所述线圈架(35、37)中的线路(41)连接到所述组合件电路(42)，并且所述接触销(49)用塑料封装或用塑料挤出涂覆，所述组合件电路(42)能够经由所述接触销(49)连接到所述现场设备(3)的所述电子器件(7)。
4.根据权利要求1到3所述的组合件(1a、1b)，其特征在于，
所述组合件电路(42)包括在承载所述次级线圈(L2)的基本上圆柱形架区域(44)上布置的至少一个部件(39)，和/或在所述线圈架(37)的模制到承载所述次级线圈(L2)的所述基本上圆柱形架区域(44)上的延伸部(57)上布置的至少一个部件(39)，
所述组合件电路(42)的所述部件(39)各自被设计为利用SMD焊接方法、利用导电粘合剂或通过热压接合施加到所述线圈架(35、37)的部件(39)，和/或
所述线圈架(35、37)包括至少一个空腔(61)，在所述至少一个空腔(61)中布置所述组合件电路(42)的至少一个部件(39)。
5.根据权利要求1到4所述的组合件(1a、1b)，其特征在于，
电绝缘覆盖层(43)被布置在所述次级线圈(L2)上，和/或被布置在所述线圈架(35、37)的外圆周表面上布置的所述线路(41)的线路区段中的至少一个或所有上，和/或
覆盖所述相应部件(39)的覆盖物(63)，也就是引入到围绕所述部件(39)并且布置在所述线圈架(35)中的空腔(61)中的电绝缘覆盖物、漆层、塑料层或树脂，被布置在所述组合件电路(42)中的至少一个或所有部件(39)上。
6.根据权利要求1到5所述的组合件(1a、1b)，其特征在于，所述组合件电路(42)
包括所述次级线圈(L2)下游的用于抑制电磁干扰的电路，和/或以与所述次级线圈(L2)串联连接的铁素体(F)形式的部件(39)，
包括所述次级线圈(L2)下游的用于限制电流、电压和/或功率的限制电路(67)，和/或
包括连接在所述次级线圈(L2)下游的调整电路(69)，所述调整电路(69)包括所述组合件电路(42)的被设计为调整元件的至少一个部件(39)，并且所述至少一个部件(39)以这种方式被设计，使得其致使所述组合件电路(42)的至少一个电气性质具有为其指定的值。
7.根据权利要求6所述的组合件(1a、1b)，其特征在于，
所述调整元件
包括与所述次级线圈(L2)串联连接的调整电阻器(Ra)，所述调整电阻器(Ra)的电阻值以这种方式被度量，使得所述组合件电路(42)具有指定的总电阻，和/或
包括与所述次级线圈(L2)并联连接的调整电容器(Ca)，所述调整电容器(Ca)的电容值以这种方式被度量，使得所述组合件电路(42)具有指定的总电容。
8.根据权利要求1到5所述的组合件(1a、1b)，其特征在于，
所述组合件电路(42)包括连接在所述次级线圈(L2)下游的电路(71)，所述电路以这种方式被设计，使得其实现电流、电压和/或功率的限制，并且以这种方式被设计，使得其致使所述组合件电路(42)的至少一个电气性质具有为其指定的值。
9.一种具有根据权利要求1到8所述的组合件(1a、1b)的现场设备(3)，所述现场设备(3)的特征在于，
所述现场设备(3)包括连接到所述组合件(1a、1b)的电子器件(7)，
所述现场设备(3)包括感应接口(13)，所述现场设备(3)能够经由所述感应接口(13)连接到包括初级线圈(L1)的、上级单元(5)的感应接口(15)，并且
所述接口(13)包括接口壳体(45)，所述组合件(1a、1b)以这种方式被插入到所述接口壳体(45)中，使得所述现场设备(3)能够经由所述现场设备(3)和所述上级单元(5)的所述接口(13、15)连接到所述上级单元(5)，使得所述组合件(1a、1b)的次级线圈(L2)与所述上级单元(5)的所述接口(15)的所述初级线圈(L1)一起形成用于传输数据和/或能量的换能器(21)。
10.根据权利要求9所述的现场设备(3)，其特征在于
所述电子器件(7)包括印刷电路板(55)，所述印刷电路板(55)被布置在电子器件壳体(51)中并且在一侧或两侧上被配备有电子部件(53)，
所述电子器件壳体(51)的内部直接邻近所述接口壳体(45)的内部，并且
所述组合件(1a、1b)：
a)包括接触销(49)，所述接触销(49)的导电端连接到在所述印刷电路板(55)上提供的端子触点和/或通过焊接接缝焊接到所述端子触点上，所述焊接接缝也用于机械地紧固所述印刷电路板(55)，
b)包括至少一个延伸部(57)，所述至少一个延伸部(57)延伸到所述电子器件壳体(51)中，并且被配备有组合件电路(42)的至少一个部件(39)，并且具有适于所述电子器件壳体(51)的形状的形状，和/或
c)包括插入式设备，所述印刷电路板(55)被插入所述插入式设备中。
11.根据权利要求9到10所述的现场设备(3)，其特征在于，所述组合件(1b)包括至少一个延伸部(57)，所述至少一个延伸部(57)基本上平行于所述印刷电路板(55)延伸到所述电子器件壳体(51)中，并且具有安装表面(59)，所述安装表面(59)在面向所述印刷电路板(55)的一侧上配备有所述组合件电路(42)的至少一个部件(39)。
12.根据权利要求9到11所述的现场设备(3)，其特征在于，
所述现场设备(3)的所述接口(13)包括连接元件(17)，所述连接元件(17)能够以这种方式机械地连接到所述上级单元(5)的所述接口(13)的互补连接元件(19)，使得经由在所述现场设备(3)的所述连接元件(17)中布置的所述组合件(1a、1b)的所述次级线圈(L2)和在所述上级单元(5)的所述连接元件中布置的所述初级线圈(L1)存在感应耦合，和/或
所述电子器件壳体(51)的所述内部和/或所述接口壳体(45)的邻接内部用树脂封装。
13.一种用于制造根据权利要求9到12所述的一个或多个现场设备(3)的方法，其特征在于，
通过制造组合件的线圈架(35、37)并为所述线圈架(35、37)配备有部件(39)来预制对应于所述现场设备(3)的数量的数个所述组合件(1a、1b)，所述线圈架(35、37)包括布置在其上的次级线圈(L2)和需要用于连接组合件电路的所述部件(39)的线路(41)，并且
每个组合件(1a、1b)被分别插入所述现场设备(3)中的一个中，并且其组合件电路(42)连接到所述现场设备(3)的电子器件(7)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述相应组合件(1a、1b)的制造的框架内实施调整方法，其中，所述组合件电路(42)的至少一个电气性质的总值是通过所述组合件电路(42)的至少一个部件(39)的对应度量来调整的，所述至少一个部件(39)用作用于调整所述相应性质的调整元件并且是以这种方式将布置在其线圈架(35、37)上的，使得所述总值基本上等于用于所述相应组合件(1a、1b)的指定值，使得所述至少一个电气性质包括所述组合件电路(42)的总电阻和/或所述组合件电路(42)的总电容。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在多个现场设备(3)的所述制造中，例程使得：预制相同的电子器件(7)；预制利用所述调整方法调整的相同组合件(1a、1b)；以及所述调整的组合件(1a、1b)与所述相同的电子器件(7)中的一个结合以各自直接地使用在所述现场设备(3)中的一个中，而无需使所述相应的电子器件(7)适于所述相应的组合件(1a、1b)。
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