DE102004054644A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren von Messwertaufnehmern - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren von Messwertaufnehmern Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kompensationsvorrichtung für eine Vielzahl von Messwertaufnehmern zum Erfassen einer Messgröße, wobei die Messwertaufnehmer ein messgrößenabhängiges Primärsignal mit Störgrößenquerempfindlichkeiten erzeugen und im bestimmungsgemäßen Einsatz einen Störgrößensensor sowie eine Korrekturschaltung aufweisen zur Verarbeitung des Primärsignals anhand von Kompensationsparametern zu einem korrigierten Ausgangssignal. Die Kompensationvorrichtung umfasst eine Vielzahl von Sensoraufnahmen; einen Messgrößensteller zum Einstellen von Referenzwerten der Messgröße; einen Störgrößensteller zum Einstellen verschiedener Werte der Störgröße; eine Datenerfassungsvorrichtung zum Auslesen von Messdatensäzten der einzelnen Messwertaufnehmer und eine Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Kompensationsparameter anhand der ausgelesenen Messdatensätze; wobei ferner die Kompensationsanlage einen Triggersignalausgang aufweist und jedem Sensor ein Datenspeicher mit einer Steuerelektronik zugeordnet ist, die operativ mit dem Triggersignalausgang verbunden ist, wobei nach der Ausgabe eines Triggersignals an dem Triggersignalausgang gleichzeitig in jedem der Datenspeicher der aktuelle Messdatensatz des zugehörigen Sensors gespeichert wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kompensieren von Messwertaufnehmem.
  • Messwertaufnehmer im Sinne der Erfindung können beispielsweise Messwertaufnehmer der Prozessmesstechnik sein, wozu insbesondere Druckmesswertaufnehmer, Durchflussmesswertaufnehmer, Füllstandsmesswertaufnehmer, potentiometrische Messwertaufnehmer, amperometrische Messwertaufnehmer, photometrische Messwertaufnehmer, spektrometrische Messwertaufnehmer und Feuchtemesswertaufnehmer.
  • Messwertaufnehmer wandeln eine Messgröße in ein Sensorsignal, wobei die Messwertaufnehmer häufig eine Querempfindlichkeit gegen eine Störgröße aufweisen. Die Störgröße kann beispielsweise eine Temperatur sein. Es ist daher üblich, Messwertaufnehmer über den Einsatzbereich der Messgröße und der Störgröße zu kompensieren, um ein Sensorsignal zu erhalten welches in einem definierten, vorzugsweise proportionalen, Zusammenhang mit der Messgröße steht.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird nun am Beispiel von Druckmesswertaufnehmer erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Druckmesswertaufnehmer im Sinne der Erfindung umfassen Messwertaufnehmer für Absolutdruck, Relativdruck oder Differenzdruck.
  • Druckmesswertaufnehmer führen zum Erfassen der Messgröße Druck eine Transformation dieser Größe in ein elektrisches Signal durch welches mittels einer für das jeweilige Messprinzip angepassten Signalverarbeitung aufbereitet wird.
  • Beispielsweise wird bei Druckmesswertaufnehmern mit einer kapazitiven Druckmesszelle eine druckabhängige Kapazitätsänderung in ein vom Druck abhängiges elektrisches Primärsignal gewandelt, das jedoch von Störgrößen wie beispielsweise der Temperatur abhängig ist.
  • Bei Druckmesswertaufnehmer mit einer piezoresistiven Druckmesszelle mit einer Brückenschaltung wird entsprechend ein druckabhängiges Brückensignal in ein Primärsignal gewandelt, das ebenfalls einen ausgeprägten Temperaturgang aufweist.
  • Zur Ermittlung der erforderlichen Korrekturterme zur Kompensation dieser Störeinflüsse wird das Primärsignal bezüglich Nullpunkt und Spanne sowie des Kennlinienverlaufs bei verschiedenen Temperaturen und Druckwerten mit den tatsächlichen Referenzwerten verglichen.
  • Bei der Kompensation von Druckmesswertaufnehmern mit analoger Signalverarbeitung werden Nullpunkt, Verstärkung und Linearität des Sensors durch ein Widerstands-/Thermistor-Netzwerk im gesamten Einsatztemperaturbereich des Druckmesswertaufnehmers kompensiert.
  • Bei der digitalen Kompensation werden anhand des Vergleichs der Messwerte mit den Referenzwerten über ein mathematisches Modell mit einem Gleichungssystem n-ter Ordnung die Koeffizienten zur Minimierung der Kennlinien und Temperaturfehler bestimmt. Die Koeffizienten werden schließlich in einem Speicher der Sensorelektronik abgelegt. Alternativ hierzu kann auch ein Raster von Stützstellen abgelegt werden, wobei zwischen diesen Stützstellen eine Interpolationsrechnung erfolgt. Die Koeffizienten werden schließlich in einem Speicher der Sensorelektronik abgelegt. Alternativ hierzu kann auch ein Raster von Stützstellen abgelegt werden, wobei zwischen diesen Stützstellen eine Interpolationsrechnung erfolgt.
  • Voraussetzung für die Kompensation ist eine Kennlinienmessung im gesamten Temperaturbereich des Sensors, beispielsweise –40°C bis 85°C mit Stützstellen bei Raumtemperatur und Zwischentemperaturen wie z.B. –10°C und 50°C.
  • Dazu werden im Rahmen der Serienfertigung Chargen mit vielen Messwertaufnehmern, beispielsweise in der Größenordnung von jeweils 100 Stück und mehr, in einer Kompensationsanordnung kompensiert. Die Kompensationsanordnung umfasst dazu beispielsweise eine Temperiervorrichtung zum Temperieren der Messwertaufnehmer sowie Druckzuleitungen und elektrische Anschlüsse für jeden einzelnen Sensor.
  • Nach Erreichen der vorgegebenen Temperaturwerte wird jeweils eine Druckkennlinie aufgenommen. Bei Messwertaufnehmer mit analogem Signalausgang erfolgt die Abfrage des Ausgangssignals mittels eines Scanners bzw. Messstellenumschalters. Bei Messwertaufnehmern mit digitalem Signalausgang über ein Bus-System, wobei jede Messzelle einzeln angesprochen wird. Alternativ dazu ist es auch bei Messwertaufnehmern mit einem digitalen Signalausgang möglich, die einzelnen Messwertaufnehmer nacheinander mit einem Scanner anzusprechen.
  • Im Sinne einer aussagefähigen Statistik wird pro Drucksensor ein Bemittelter Datensatz aufgenommen der den Referenzruck, die Betriebsspannung sowie die Sensorsignale zu Druck und Temperatur enthält und beispielsweise über 30 Messungen gemittelt wurde.
  • Die Messwertaufnahme dauert beispielsweise bei einer Charge mit 120 Messwertaufnehmern und 30 Messungen pro Datensatz und Messpunkt etwa 3 Minuten pro Messpunkt für die gesamte Charge. Dies ist einerseits hinsichtlich der Gesamtdauer der Kompensation nachteilig und andererseits für die Genauigkeit der Kompensation verbesserungswürdig, da es schwierig ist, den vorgegebenen Druck und Temperatur über eine Zeit von 3 Minuten exakt konstant zu halten.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und eine Verfahren zur verbesserten Kompensation von Messwertaufnehmer, insbesondere Druckmesswertaufnehmer bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Vorrichtung gemäß des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das Verfahren gemäß des unabhängigen Patentanspruchs 12.
  • Die erfindungsgemäße Kompensationsvorrichtung für eine Vielzahl von Messwertaufnehmern zum Erfassen einer Messgröße, wobei
    die Messwertaufnehmer
    jeweils ein von der Messgröße abhängiges Primärsignal erzeugt welches Querempfindlichkeiten zu einer Störgröße aufweisen; und
    die Kompensationsvorrichtung
    eine Vielzahl von Sensoraufnahmen zur Aufnahme von Messwertaufnehmern;
    einen Messgrößensteller zum Einstellen von Referenzwerten der Messgröße, denen die Messwertaufnehmer ausgesetzt sind;
    einen Störgrößensteller, zum Einstellen von Werte der Störgröße denen die Messwertaufnehmer ausgesetzt sind; und
    eine Datenerfassungsvorrichtung zum Auslesen von Messdatensätzen der einzelnen Messwertaufnehmer, wobei die Messdatensätze zumindest einen die Messgröße repräsentierenden Wert enthalten;
    umfasst;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kompensationsanlage weiterhin einen Triggersignalausgang aufweist, und
    jedem Messwertaufnehmer ein Datenspeicher mit einer Steuerelektronik zugeordnet ist, die operativ mit dem Triggersignalausgang verbunden ist, wobei nach der Ausgabe eines Triggersignals an dem Triggersignalausgang gleichzeitig in jedem der Datenspeicher der aktuelle Messdatensatz des zugehörigen Sensors gespeichert wird.
  • Die Steuerelektronik kann insbesondere einen Mikroprozessor umfassen. Die den Messwertaufnehmer zugeordneten Datenspeicher können beispielsweise Speichermodule sein, die jeweils Bestandteil des Sensors sind und ggf. funktionell mit der Korrekturschaltung verbunden sind.
  • Gleichermaßen können die den Messwertaufnehmer zugeordneten Datenspeicher Komponenten der Kompensationsvorrichtung sein, die operativ mit den zugehörigen Messwertaufnehmer verbunden sind.
  • Sofern die Messwertaufnehmer analoge Ausgangssignale ausgeben, ist jedem Sensor weiterhin ein Analog/Digital-Wandler (ADC) zugeordnet, über den die Messdatensätze in den Datenspeicher eingelesen werden.
  • Die Messwertaufnehmer weisen ab einem bestimmten Schritt ihrer Herstellung eine Korrekturschaltung auf, welche das Primärsignal anhand von Kompensationsparametern und einem jeweils erfassten Wert der Störgröße verarbeitet und ein Ausgangssignals erzeugt, das die Messgröße nach erfolgter Kompensation unabhängig von der Störgröße repräsentieren soll, wobei die Kompensationsparameter unter Einsatz der Kompensationsvorrichtung ermittelt sind. Für die Realisierung der Erfindung ist es aber grundsätzlich unerheblich, ob die Messwertaufnehmer bereits während der Kompensation in der Kompensationsvorrichtung die Korrekturschaltung aufweisen oder nicht. Bei der erfindungsgemäßen Kompensationsvorrichtung sind lediglich die Schnittstellen zu den Messwertaufnehmern der entsprechend der Ausstattung der Messwertaufnehmer zu gestalten.
  • Die Messwertaufnehmer weisen gleichermaßen ab einem bestimmten Schritt ihrer Herstellung jeweils einen Störgrößensensor zum Erfassen der Störgröße auf, da ein aktueller Wert der Störgröße für die Verarbeitung des Primärsignals der Messgröße unerlässlich ist. Hier ist es ebenfalls eine Frage der Zweckmäßigkeit, ob die Messwertaufnehmer bereits während der Kompensation in der Kompensationsvorrichtung den Störgrößensensor aufweisen oder nicht. Wenn beispielsweise die Störgröße bei einem vorgegebenen Störgrößenwert über die gesamte Kompensationsvorrichtung identisch ist, und die Genauigkeit der Störgrößenmessung mit nachträglich eingebauten Störgrößensensoren unproblematisch ist, so kann während der Kompensation auf eine individuelle Messung der Störgrößen an dem Ort der jeweiligen Messwertaufnehmer verzichtet werden. Dementsprechend ist in diesem Fall der Einbau der Störgrößensensoren in die Messwertaufnehmer vor der Kompensation nicht zwingend erforderlich. Wenn dagegen einerseits der Wert der Störgröße über die Kompensationsvorrichtung räumlich variiert, oder wenn andererseits das Messverhalten der Störgrößensensoren fertigungsabhängige Schwankungen aufweisen, so ist es ratsam wenn die Messwertaufnehmer bereits zum Zeitpunkt der Kompensation in der Kompensationsvorrichtung jeweils einen Störgrößensensor aufweisen, so dass dessen Störgrößenmesswerte der Störgröße in dem jeweiligen Messdatensatz mit erfasst werden können.
  • Die Kompensationsvorrichtung kann in einer derzeit bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weiterhin eine Datenverarbeitungseinheit, zum Bestimmen der Kompensationsparameter anhand der ausgelesenen Messdatensätze aufweisen. Alternativ dazu können die erfassten Messdatensätze zu einer von der Kompensationsvorrichtung getrennten Datenverarbeitungseinheit übertragen werden, um von dieser die Kompensationsparameter bestimmen zu lassen.
  • Die Messdatensätze können beispielsweise neben dem die Messgröße repräsentierenden Wert, einen die Störgröße repräsentierenden Wert enthalten der vom jeweiligen Störgrößensensor gemessen wurde. Weitere Zusatzparameter wie beispielsweise die jeweilige Versorgungsspannung können ebenfalls mit den einzelnen Messdatensätzen in den jeweils den Messwertaufnehmer zugeordneten Datenspeichern gespeichert werden. Die Speicherung der genannten zusätzlichen Informationen mit den einzelnen Messwertaufnehmer ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Varianz der entsprechenden Größen wie Störgrößenwert oder Wert der Versorgungsspannung über die Vielzahl der Messwertaufnehmer über die Kompensationsvorrichtung zu erwarten ist.
  • Gleichermaßen kann es wünschenswert sein, abgeschlossene vollständige Datensätze zu verarbeiten, die ausreichend sind, um die Bestimmung der Kompensationsparameter zu ermöglichen. In diesem Fall ist es beispielsweise vorteilhaft den vorgegebenen Referenzwert ggf. den Störgrößenwert mit dem Messdatensatz zu speichern.
  • Insoweit als durch die zusätzlichen Daten die aus der Vielzahl von Datenspeichern auszulesende Datenmenge vergrößert wird erhöht sich die Auslesezeit. Um dies zu vermeiden, können zum Zeitpunkt der Erfassung der Messdatensätze vorgegebene Größen wie der Referenzwert der Messgröße und der vorgegebene Wert der Störgröße den Messdatensätzen auch an anderer Stelle oder zu einem anderen Zeitpunkt zugeordnet werden, Beispielsweise in der Datenverarbeitungseinheit bei der Bestimmung der Einzelnen Kompensationsparameter für die Vielzahl der Messwertaufnehmer. Die Zuordnung ist beispielsweise über die Identifikationsdaten des Messdatensatzes ohne weiteres möglich.
  • Der Vorteil der Erfindung ist zweifach. Erstens kann bereits der nächste Referenzwert für die Messgröße und/oder der nächste Wert für die Störgröße von der Kompensationsvorrichtung eingestellt werden, unmittelbar nachdem die Messdatensätze sämtlicher Messwertaufnehmer einer Charge synchron erfasst und gespeichert worden sind,. Währenddessen können die Datenspeicher der einzelnen Messwertaufnehmer ohne Zeitverzug für den gesamten Kompensationsvorgang mittels der Datenerfassungsvorrichtung sequentiell ausgelesen werden. Zweitens muss der Referenzwert der Messgröße nur für kurze Zeit konstant gehalten werden um möglichst einheitliche Randbedingungen für die Kompensation aller Sensormodule zu erzielen.
  • Einzelheiten zum mechanischen Aufbau einer Kompensationsvorrichtung sind beispielsweise der unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 103 59 866.9 zu entnehmen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kompensieren einer Charge von Messwertaufnehmern, welche eine Vielzahl von Messwertaufnehmern umfasst, wobei
    die Messwertaufnehmer jeweils ein von der Messgröße abhängiges Primärsignal erzeugen, welches Querempfindlichkeiten zu einer Störgröße aufweist; und
    das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    Einstellen eines Wertepaars von einem Referenzwert der Messgröße und einem Störgrößenwert der Störgröße, dem die Vielzahl von Messwertaufnehmer ausgesetzt ist;
    gleichzeitiges Schreiben von gleichzeitig erfassten Messdatensätzen von den Messwertaufnehmern in eine Vielzahl von Datenspeichern, wobei jeweils einem Messwertaufnehmer ein Datenspeicher zugeordnet ist;
    sequentielles Auslesen der Messdatensätzen aus der Vielzahl von Datenspeichern in eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Ermittlung von Kompensationsparameter, und
    wobei die Schritte wiederholt durchgeführt werden, bis für eine hinreichende Anzahl von Wertepaaren von einem Referenzwert der Messgröße und einem Störgrößenwert der Störgröße Messdatensätze ermittelt worden sind, um die Kompensationsparameter für die Vielzahl der Messwertaufnehmer bestimmen zu können.
  • Zur Beschleunigung des Verfahrens kann das sequentielle Auslesen der Messdatensätze aus der Vielzahl von Datenspeichern zeitgleich mit dem Einstellen eines neuen Wertepaars von Wertepaaren von einem Referenzwert der Messgröße und einem Störgrößenwert der Störgröße erfolgen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft insbesondere die zuvor diskutierten Messaufnehmer und kann insbesondere mittels der erfindungsgemäßen Kompensationsvorrichtung durchgeführt werden.
    •
  • Die Erfindung wird nun anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels einer Kompensationsvorrichtung für DruckMesswertaufnehmer erläutert. Es zeigt:
  • 1: ein Blockdiagramm zur Darstellung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • Die in 1 gezeigte Kompensationsvorrichtung umfasst einen Kompensationskörper 1, mit N Sensormodulaufnahmen. Eine Temperiervorrichtung 60 dient als Störgrößensteller.
  • Der Kompensationskörper 1 wird mittels der Temperiervorrichtung 60, die einen Umwälzthermostaten umfasst, mit einem temperierten flüssigen Temperiermedium über Temperiermedienleitungen 65 gespeist, wodurch die Temperatur des Kompensationskörpers auf Werte zwischen –40°C und 200°C exakt eingestellt werden kann. Der Umwälzthermostat weist beim beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Heizleistung von 3kW und eine Kühlleistung von etwa 1 kW auf.
  • Zylindrische Druckmesswertaufnehmer, welche in die Sensoraufnahmen des Kompensationskörpes 1 eingesetzt werden, kommen nicht mit dem Temperiermedium in direkten Kontakt. Stattdessen wird durch eine enge thermische Kopplung zwischen den Sensormodulen und dem Kompensationskörper, der vergleichsweise geringen thermischen Masse der Sensormodule und einer angemessenen Führung der Temperierflüssigkeit im Kompensationskörper ein Temperieren der Sensormodule im Minutenbereich erzielt. So ist z.B. ein Temperaturwechsel von 80°C auf –20°C innerhalb von 15 min möglich.
  • Die Temperiervorrichtung 60 wird von einer zentralen Steuereinheit 50 gesteuert, welche mit der Temperiervorrichtung über einen Datenbus, beispielsweise einen IEEE 488 Datenbus, kommuniziert. Es können beliebig viele Temperaturstufen angefahren werden, was u. a. eine Kompensation höherer Ordnungen erlaubt.
  • Die N Sensoraufnahmen können einen programmierbaren Druckregler 70 mit einem Druck versorgt werden, der zur Kennlinienmessung bei den unterschiedlichsten Temperaturen für die Sensormodule benötigt wird. Der Druckregler 70 wird ebenfalls von der zentralen Steuereinheit 50 gesteuert. Der Druckregler dient insoweit als Referenzwertsteller.
  • Anstelle der beschriebenen Anordnung können auch beliebige herkömmliche Temperierschränke mit geeigneten Druckstellern eingesetzt werden.
  • Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel 51 zur rechnergestützten Archivierung der Messdaten in einem Datenbanksystem, so dass mittels dieser Daten beliebige kunden- und produktspezifische Protokolle erstellt werden können. Zusätzlich ist dadurch eine kontinuierliche Prozesskontrolle über statistische Verfahren möglich.
  • Die Druckmesswertaufnehmer umfassen neben einer Druckmesszelle und einem Temperatursensor eine integrierte Leiterplatte mit einem ASIC, sowie eine Standardschnittstelle zu kundenspezifischen Funktionselektroniken, beispielsweise für Spannung, Strom, Schaltfunktionen und Datenaustausch. Die Leiterplatte dient u. a. der einheitlichen elektrischen Kontaktierung während des Kompensationsprozesses.
  • Die Messwertaufnehmer weisen auf der Leiterplatte ein beschreibbares Speicherelement, z.B. einen EEPROM oder einen Flash-Datenspeicher auf, wobei das beschreibbare Speicherelement in einen Mikrocontroller integriert sein kann. In dem Speicherelement werden nach erfolgter Kompensation die ermittelten Kompensationsparameter, z.B. Koeffizienten für ein polynomiales Kompensationsmodell abgelegt.
  • Die Kommunikation zwischen den Druckmesswertaufnehmern und der Steuereinheit kann beispielsweise über den Datenbus 55, und einen Scanner 80 mit einer ASIC-Schnittstelle erfolgen, wobei letzterer Messdatensätze ausliest.
  • Nach Einstellen eines Druck-Temperatur-Wertepaares wird über den Datenbus ein Triggersignal an jeden Sensor ausgegeben, woraufhin die gleichzeitige Druck und Temperaturmessung und die gleichzeitige Aufzeichnung der Messdatensätze in den jeweiligen Speicherelementen der Messwertaufnehmer erfolgt. Anschließend tastet der Scanner 80 Schnittstellenleitungen 82 zu den Sensormodulen nacheinander ab und liest die Messdatensätze nacheinander aus. Die Messdatensätze umfassen den vom Druckmesswertaufnehmer gemessenen Druck, die Temperatur am Ort des Druckmesswertaufnehmers, welche mit dem internen Temperatursensor des Drucksensors gemessen wurde. Der Referenzdruckwert wird in einer derzeit bevorzugten Ausführungsform dem ausgelesenen Messdatensatz erst nachträglich zugeordnet. Gleichermaßen kann dem Messdatensatz nachträglich ein Temperaturwert, der im Kompensationskörper gemessen wurde, als Referenzwert zugeordnet werden, um jeweils den internen Temperatursensor der einzelnen Druckmesswertaufnehmer zu kalibrieren.

Claims (12)

  1. Kompensationsvorrichtung für eine Vielzahl von Messwertaufnehmern zum Erfassen einer Messgröße, wobei die Messwertaufnehmer jeweils ein von der Messgröße abhängiges Primärsignal erzeugen welches Querempfindlichkeiten zu einer Störgröße aufweist; wobei die Kompensationsvorrichtung aufweist: eine Vielzahl von Sensoraufnahmen zur Aufnahme eine Vielzahl von Messwertaufnehmern; einen Messgrößensteller zum Einstellen von Referenzwerten der Messgröße, denen die Messwertaufnehmer ausgesetzt sind; einen Störgrößensteller, zum Einstellen verschiedener Werte der Störgröße denen die Messwertaufnehmer ausgesetzt sind; eine Datenerfassungsvorrichtung zum Auslesen von Messdatensätzen der einzelnen Messwertaufnehmer, wobei die Messdatensätze zumindest einen die Messgröße repräsentierenden Wert enthalten; und dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsanlage einen Triggersignalausgang aufweist, und jedem Sensor ein Datenspeicher mit einer Steuerelektronik zugeordnet ist, die operativ mit dem Triggersignalausgang verbunden ist, wobei nach der Ausgabe eines Triggersignals an dem Triggersignalausgang gleichzeitig in jedem der Datenspeicher der aktuelle Messdatensatz des zugehörigen Sensors gespeichert wird.
  2. Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messwertaufnehmer jeweils einen Störgrößensensor zum Erfassen der Störgröße aufweisen.
  3. Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Messwertaufnehmer jeweils eine Korrekturschaltung aufweisen, welche das Primärsignal anhand von Kompensationsparametern und dem erfassten Wert der Störgröße verarbeitet und ein Ausgangssignals erzeugt, das die Messgröße nach erfolgter Kompensation unabhängig von der Störgröße repräsentiert.
  4. Kompensationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kompensationsvorrichtung weiterhin eine Datenverarbeitungseinheit, zum Bestimmen der Kompensationsparameter anhand der ausgelesenen Messdatensätze aufweist.
  5. Kompensationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Messwertaufnehmer analoge Ausgangssignale aufweisen, und jedem Sensor weiterhin ein Analog/Digital-Wandler (ADC) zugeordnet ist, über den die Messdatensätze in den Datenspeicher eingelesen werden können.
  6. Kompensationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die den Messwertaufnehmern zugeordneten Datenspeicher in den Messwertaufnehmer integrierte Speichermodule des Messwertaufnehmers sind.
  7. Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 3 und 6, wobei die Speichermodule funktionell mit der Korrekturschaltung verbunden sind.
  8. Kompensationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die den Messwertaufnehmern zugeordneten Datenspeicher Komponenten der Kompensationsvorrichtung sind, die an die Messwertaufnehmer angeschlossen werden können.
  9. Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 2 oder einem davon abhängigen Anspruch, wobei die Messdatensätze neben einem die Messgröße repräsentierenden Wert, einen die Störgröße repräsentierenden Wert enthalten, der von dem jeweiligen Störgrößensensor eines Messwertaufnehmers gemessen wurde.
  10. Kompensationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messdatensätze einen extern gemessenen Störgrößenwert und/oder einen Referenzwert der Messgröße und/oder die jeweilige Versorgungsspannung des Messumformers enthalten.
  11. Verfahren zum Kompensieren einer Charge von Messwertaufnehmern, welche eine Vielzahl von Messwertaufnehmern umfasst, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei jeder der Messwertaufnehmer ein von der Messgröße abhängiges Primärsignal erzeugt welches Querempfindlichkeiten zu einer Störgröße aufweist, und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Einstellen eines Wertepaars von einem Referenzwert der Messgröße und einem Störgrößenwert der Störgröße, dem die Messwertaufnehmer ausgesetzt sind; gleichzeitiges Schreiben von gleichzeitig erfassten Messdatensätzen von den Messwertaufnehmern in eine Vielzahl von Datenspeichern, wobei jeweils einem Messwertaufnehmer ein Datenspeicher zugeordnet ist; sequentielles Auslesen der Messdatensätzen aus der Vielzahl von Datenspeichern in eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Ermittlung der Kompensationsparameter, wobei die Schritte wiederholt durchgeführt werden, bis für eine hinreichende Anzahl von Wertepaaren von einem Referenzwert der Messgröße und einem Störgrößenwert der Störgröße Messdatensätze ermittelt worden sind, um Kompensationsparameter für die Vielzahl der Messwertaufnehmer bestimmen zu können.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das sequentielle Auslesen der Messdatensätzen aus der Vielzahl von Datenspeichern zeitgleich mit dem Einstellen eines neuen Wertepaars von Wertepaaren von einem Referenzwert der Messgröße und einem Störgrößenwert der Störgröße erfolgt.
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DE (1) DE102004054644A1 (de)
WO (1) WO2006051057A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102121835A (zh) * 2010-12-09 2011-07-13 广东高新兴通信股份有限公司 一种传感系统及其数据处理方法
DE102017131066A1 (de) * 2017-12-22 2019-06-27 Endress+Hauser SE+Co. KG Verfahren zum Bereitstellen von kalibrierten Druckmessumformern
DE102018203419A1 (de) * 2018-03-07 2019-09-12 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und verfahren zum kalibrieren einer druckerfassungseinrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19547281A1 (de) * 1994-12-27 1996-07-04 Gegauf Fritz Ag Meßanordnung, Verfahren zur Herstellung derselben und Meßverfahren
DE29613903U1 (de) * 1996-07-16 1996-11-07 Csb Syst Software Entwicklung Anordnung zur Qualitätssicherung elektronischer Meßeinrichtungen
DE10322277A1 (de) * 2003-05-16 2005-03-03 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Prozessierung von Sensoren
DE10359866A1 (de) * 2003-12-18 2005-07-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Drucksensoren

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4567773A (en) * 1984-01-05 1986-02-04 Energy Utilization Laboratories, Inc. Pressure transducer system
GB8705192D0 (en) * 1987-03-05 1987-04-08 Secr Defence Transducer signal conditioner
GB2221039A (en) * 1988-07-05 1990-01-24 Peter Adam Reuter Load cell device with integral data processing/output means
FR2683313B1 (fr) * 1991-10-30 1995-12-08 Labinal Dispositif de mesure de parametres, notamment de parametres relatifs a des roues d'avion ou de vehicule.
US5307683A (en) * 1992-08-05 1994-05-03 Marathon Oil Company Transient temperature compensation for pressure gauges
US5460049A (en) * 1994-01-26 1995-10-24 Instrumention Northwest, Inc. Digitally-temperature-compensated strain-gauge pressure measuring apparatus
FR2737777B1 (fr) * 1995-08-11 1997-10-31 Motorola Semiconducteurs Module de capteur
DE19533505A1 (de) * 1995-09-04 1997-03-06 Siemens Ag Verfahren zum Kompensieren des durch eine äußere Einflußgröße verursachten Fehlverhaltes von Meßeinrichtungen
JPH10221183A (ja) * 1996-12-05 1998-08-21 Satake Eng Co Ltd ロードセル荷重検出器の温度補償方法及びその装置
US6176138B1 (en) * 1998-07-15 2001-01-23 Saba Instruments, Inc. Electronic pressure sensor
JP2000162066A (ja) * 1998-11-26 2000-06-16 Denso Corp センサ装置
JP2002350258A (ja) * 2001-05-24 2002-12-04 Mitsubishi Electric Corp 圧力センサ
GB2369889B (en) * 2001-07-13 2004-06-09 John David Barnett Strain sensing installation
US6910381B2 (en) * 2002-05-31 2005-06-28 Mykrolis Corporation System and method of operation of an embedded system for a digital capacitance diaphragm gauge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19547281A1 (de) * 1994-12-27 1996-07-04 Gegauf Fritz Ag Meßanordnung, Verfahren zur Herstellung derselben und Meßverfahren
DE29613903U1 (de) * 1996-07-16 1996-11-07 Csb Syst Software Entwicklung Anordnung zur Qualitätssicherung elektronischer Meßeinrichtungen
DE10322277A1 (de) * 2003-05-16 2005-03-03 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Prozessierung von Sensoren
DE10359866A1 (de) * 2003-12-18 2005-07-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Drucksensoren

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STROHRMANN,Günther: atp-Marktanalyse Druckmeßtechnik,Teil 2. In: atp 7,1993,S.386-401 *
STROHRMANN,Günther: atp-Marktanalyse Druckmeßtechnik,Teil 2. In: atp 7,1993,S.386-401;

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102121835A (zh) * 2010-12-09 2011-07-13 广东高新兴通信股份有限公司 一种传感系统及其数据处理方法
DE102017131066A1 (de) * 2017-12-22 2019-06-27 Endress+Hauser SE+Co. KG Verfahren zum Bereitstellen von kalibrierten Druckmessumformern
US11662265B2 (en) 2017-12-22 2023-05-30 Endress+Hauser SE+Co. KG Method for providing calibrated pressure transducers
DE102018203419A1 (de) * 2018-03-07 2019-09-12 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und verfahren zum kalibrieren einer druckerfassungseinrichtung
CN110243537A (zh) * 2018-03-07 2019-09-17 英飞凌科技股份有限公司 用于校准压力检测装置的设备和方法
US11187607B2 (en) 2018-03-07 2021-11-30 Infineon Technologies Ag Apparatus and method for calibrating a pressure sensing device

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