DE102006029416A1

DE102006029416A1 - Liquid medium`s conductivity measurement device, has voltage electrodes coupled with one of analog inputs for measurement of electrode potential and determination of potential difference representative for conductivity of medium

Info

Publication number: DE102006029416A1
Application number: DE200610029416
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Feucht; Andreas Dipl.-Ing. Fuchs; Thomas Dipl.-Ing. Martell
Original assignee: Knick Elektronische Messgeraete GmbH and Co KG
Current assignee: Knick Elektronische Messgeraete GmbH and Co KG
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-03

Abstract

The device has digital/analog (D/A)-analog outputs (8, 9) to output together sinusoidal output signals derived from digital/analog (D/A) transducers (10, 11) in a synchronously-inverse manner. A four-pole cell (2) has two current electrodes (4, 5), in which an alternating current flow (IM) generated by the output signals is fed into a liquid medium. Two voltage electrodes (6, 7) are coupled with one of analog/digital (A/D)-analog inputs (19, 20) for measurement of the electrode potential and determination of the potential difference representative for the conductivity of the medium.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur konduktiven Messung der Leitfähigkeit eines Mediums.The The invention relates to a device for conductive measurement of conductivity a medium.

Die konduktive Messung der Leitfähigkeit erfolgt üblicherweise mittels einer sogenannten Vierpolzelle. Über deren beiden äußeren Elektroden – die Stromelektroden – fließt ein im Wert bekannter Strom durch das zu messende Medium. An den beiden inneren Elektroden – den Spannungselektroden – wird der Spannungsabfall, der durch den vom Leitwert des Mediums abhängigen Stromfluss entsteht, gemessen. Um in dem leitfähigen Medium Polarisationseffekte zu vermeiden, erfolgt die Messung der Leitfähigkeit in der Regel auf der Basis einer Wechselspannung.The Conductive measurement of the conductivity usually takes place by means of a so-called four-pole cell. About the two outer electrodes - the current electrodes - flows in the Value known flow through the medium to be measured. At the two internal electrodes - the Voltage electrodes - will the Voltage drop due to the conductance of the medium dependent current flow arises, measured. To polarization effects in the conductive medium to avoid the conductivity is usually measured on the Base of an alternating voltage.

Üblicherweise wird bei bekannten Vorrichtungen zur konduktiven Messung der Leitfähigkeit eines Mediums für die Wechselspannung ein Rechtecksignal eingesetzt, da dies leicht zu erzeugen und eine synchrone Gleichrichtung einfach möglich ist. Allerdings hat das Rechtecksignal den erheblichen Nachteil, dass es einen hohen Anteil an Oberwellen aufweist. Diese Oberwellen führen zu starken Ausstrahlungen von EMV-Störungen. Ferner werden insbesondere bei langen Messkabeln dadurch die Messsignale verfälscht, was zu Messfehlern führt. Die Fachwelt hat sich in diesem Zusammenhang bereits ausführlich damit beschäftigt, solche Messfehler zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Ein Beispiel hierfür ist der DE 198 44 489 A1 entnehmbar, bei der bei einem Messumformer wenigstens zwei Frequenzwerte einer Wechselspannung zur Ermittlung der Impedanz der in die Flüssigkeit eintauchenden Messzelle verwendet werden. Aus den ermittelten Impedanzwerten werden unter Zugrundelegung eines Ersatzschalt bildes bestehend aus einer Parallelschaltung eines die Messzellenkapazität darstellenden Kondensators und eines den gesuchten Widerstand der Flüssigkeit innerhalb der Leitfähigkeitsmesszelle darstellenden ohmschen Widerstands sowie aus einem elektrischen, Frequenz-unabhängige Parameter aufweisenden Bauelement mit einer Frequenz-unabhängigen Phase die Frequenz-unabhängigen Parameter und der gesuchte Widerstand bestimmt. Erkennbar ist mit diesem Verfahren ein erheblicher Rechenaufwand verbunden.Usually, a rectangular signal is used in known devices for conductive measurement of the conductivity of a medium for the AC voltage, since this is easy to generate and a synchronous rectification is easily possible. However, the rectangular signal has the considerable disadvantage that it has a high content of harmonics. These harmonics lead to strong emissions of EMC interference. Furthermore, the measuring signals are thereby falsified, in particular with long measuring cables, which leads to measurement errors. The experts have already dealt in detail in this context, to reduce such measurement errors or completely avoided. An example of this is the DE 198 44 489 A1 In the case of a transmitter, at least two frequency values of an alternating voltage are used to determine the impedance of the measuring cell immersed in the fluid. From the determined impedance values are based on an equivalent circuit consisting of a parallel circuit of the measuring cell capacitance performing capacitor and the sought resistance of the liquid within the conductivity cell performing ohmic resistance and from an electrical, frequency-independent parameter component having a frequency-independent phase Frequency-independent parameter and the sought resistance determined. It can be seen that this method involves a considerable amount of computation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur konduktiven Messung der Leitfähigkeit eines Mediums anzugeben, die mit schaltungstechnisch einfachen Mitteln eine genaue Messung unter erheblicher Reduzierung der EMV-Störstrahlungen ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a device for conductive Measurement of conductivity specify a medium, which with circuit-wise simple means an accurate measurement with considerable reduction of the EMC interference radiation allows.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Demnach basiert die Erfindung auf einer Schaltungsanordnung, von deren mindestens einem Analogausgang abgeleitet vorzugsweise mit Hilfe eines D/A-Wandlers im Wesentlichen sinusförmige Ausgangssignale zueinander synchron-invers ausgebbar sind. Ferner sind bei der Schaltungsanordnung zwei Analogeingänge vorgesehen, die das Messsignal aufnehmen. Die Vierpolzelle ist an sich üblich mit zwei Stromelektroden und zwei Spannungselektroden aufgebaut. Die Stromelektroden sind dabei jeweils mit einem der D/A-Analogausgänge zur Einspeisung des durch deren synchron-inverse Ausgangssignale generierten Wechselmessstromes in das Medium gekoppelt. Die zwei Spannungselektroden zum Abgreifen eines für die Leitfähigkeit des Mediums repräsentativen Potentialunterschiedes sind jeweils mit einem der A/D-Analogeingänge gekoppelt. Damit kann der Mikrocontroller das jeweilige Elektrodenpotential messen und daraus den resultierenden Potentialunterschied bestimmen.These Task is achieved by a device according to the characterizing part of Claim 1 solved. Accordingly, the invention is based on a circuit arrangement of whose derived at least one analog output preferably with Help of a D / A converter substantially sinusoidal output signals to each other synchronous-invers can be output. Furthermore, in the circuit arrangement two analog inputs provided that receive the measurement signal. The quadrupole cell is on usual constructed with two current electrodes and two voltage electrodes. The current electrodes are each connected to one of the D / A analog outputs for Infeed of the generated by their synchronous-inverse output signals Wechselmessstromes coupled into the medium. The two voltage electrodes to pick up a for the conductivity of the Medium representative Potential differences are each coupled to one of the A / D analog inputs. Thus, the microcontroller, the respective electrode potential measure and determine the resulting potential difference.

Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass in EMV-technischer Hinsicht ein zumindest angenähertes Sinussignal deutliche Vorteile gegenüber einem Rechtecksignal aufweist. Die Sinus-Signalform ist auf analogem Wege allerdings nur sehr aufwändig herstellbar, genauso wie dabei die synchrone Gleichrichtung nur mit erheblichem Aufwand lösbar ist. Die Erfindung macht sich nun zu Nutze, dass über D/A-Wandler praktisch beliebige Signalformen, also auch die für die konduktive Messung der Leitfähigkeit optimale Sinusform generierbar sind. Da eine Vierpolzelle symmetrisch angesteuert wird, stellt vorzugsweise ein zweiter D/A-Wandler, ein Inverter oder ein Verstärker mit symmetrischen Ausgängen ein synchron-inverses Sinussignal zur Verfügung.The Invention is based on the finding that in EMC technical Regard at least an approximate Sinusoid signal has significant advantages over a square wave signal. However, the sinusoidal waveform can only be produced in a complicated manner by analogous methods. as well as the synchronous rectification only with considerable Effort solvable is. The invention now makes use of that via D / A converter virtually any waveforms, including those for the conductive Measurement of conductivity optimal sinusoidal shape can be generated. Because a quadrupole cell is symmetrical is preferably set, a second D / A converter, a Inverter or an amplifier with symmetrical outputs synchronously-inverso Sinusoidal signal available.

Aufgrund des über die D/A-Wandler einfach zu erzeugenden Sinussignals können an die Messkabel reduzierte Anforderungen gestellt werden. Insbesondere können diese eine höhere Kapazität bzw. Länge aufweisen, da keine einen hohen Oberwellenanteil aufweisenden Rechteck-Signale mehr übertragen werden.by virtue of of the over the D / A converters can easily generate sinusoidal signal the measuring cable reduced demands are made. Especially can this one higher capacity or length have, since no high harmonic content having square wave signals transfer more become.

Ein weiterer Vorteil der Sinus-Signalform ist der damit verbundene, geringere Leistungsbedarf der Messschaltung, da diese eine weitaus geringere Verstärkungsbandbreite aufweisen muss.One another advantage of the sinusoidal waveform is the associated, lower power requirement of the measuring circuit, since this one far lower gain bandwidth must have.

Der Spannungsabfall an den Spannungselektroden wird über zwei A/D-Wandler abgetastet, deren A/D-Analogeingänge mit den Spannungselektroden gekoppelt sind. Über den durch die Vierpolzelle fließenden Strom und den damit ermittelten Spannungsabfall kann der Leitwert des in der Vierpolzelle befindlichen Mediums berechnet werden.Of the Voltage drop across the voltage electrodes is sampled via two A / D converters whose A / D analog inputs are coupled to the voltage electrodes. About through the four-pole cell flowing Current and the thus determined voltage drop can be the conductance of the medium in the quadrupole cell.

Der nebengeordnete Patentanspruch 2 betrifft eine sehr ähnliche konduktive Messvorrichtung, die jedoch auf der Basis einer Zweipolzelle arbeitet. Hierbei sind die bei der Vierpolzelle getrennten Strom- und Spannungselektroden jeweils zu einer kombinierten Strom-/Spannungselektrode gekoppelt, die jeweils sowohl für die Messstrom-Einspeisung als auch den Abgriff des Messsignals zuständig sind. Dabei ergeben sich die gleichen Vorteile, wie sie bei der Ausführung mit Vierpolzelle geschildert wurden.The independent claim 2 relates to a very similar conductive measuring device, but which works on the basis of a two-pole. In this case, the current and voltage electrodes, which are separate in the case of the quadrupole cell, are each coupled to a combined current / voltage electrode which is responsible both for the measuring current feed and the tapping of the measuring signal. This results in the same advantages as they were described in the design with four-pole cell.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in den Stromkreis der Vier- oder Zweipolzelle, also zwischen einer der Stromelektroden bzw. kombinierten Strom-/Spannungselektroden und einem der D/A-Analogausgänge ein Messwiderstand geschaltet, dessen Spannungsabfall von einem weiteren A/D-Wandler des Mikrocontrollers zur Erfassung des Wechselmessstromes abtastbar ist.According to one preferred embodiment in the circuit of the four or Zweipolzelle, so between one of the current electrodes or combined Current / voltage electrodes and one of the D / A analog outputs Measuring resistor connected, whose voltage drop from another A / D converter of the microcontroller for detecting the alternating measuring current scanned is.

Durch die damit gegebene synchrone Abtastung des Messsignales durch die verschiedenen A/D-Wandler des Mikrocontrollers, der über seine synchrone D/A-Wandler den Zellenstrom liefert, kann eine definierte Phasenverschiebung bei der Messung vorgenommen werden. Es können so auftretende Phasenverschiebungen innerhalb des Messsystems, die durch die Verstärker unvermeidlich sind und beispielsweise auch durch lange Messkabel verursacht werden, ausgeglichen werden. Da ferner die Messung mit einer hohen Abtastrate erfolgen kann, besteht die Möglichkeit, das Messsignal in Realteil und Imaginärteil aufzuteilen, wodurch auftretende Polarisationseffekte herausgerechnet werden können.By the given synchronous sampling of the measuring signal by the different A / D converter of the microcontroller, over its synchronous D / A converter provides the cell current, can have a defined phase shift be made during the measurement. It can thus occurring phase shifts within the measuring system, which are inevitable due to the amplifiers and For example, be caused by long measuring cable balanced become. Further, since the measurement is made at a high sampling rate it is possible, to divide the measurement signal into real part and imaginary part, whereby occurring polarization effects can be excluded.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind im Übrigen in der nachfolgenden Beschreibung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Further preferred embodiments are the dependent claims removable. Further features, details and advantages of the invention are by the way in the following description, which illustrates an embodiment with the attached Drawings closer explained. Show it:

1 bis 3 Blockdiagramme einer Vorrichtung zur konduktiven Messung der Leitfähigkeit eines Mediums in verschiedenen Ausführungsformen. 1 to 3 Block diagrams of a device for conductive measurement of the conductivity of a medium in various embodiments.

Wie aus 1 deutlich wird, ist das Herzstück der Leitfähigkeitsmessvorrichtung ein Mikrocontroller 1, der lediglich schematisch angedeutet ist und über alle notwendige Peripherie, wie eine entsprechende Betriebsspannungsversorgung, Taktung und so weiter verfügt.How out 1 becomes clear, the heart of the conductivity measuring device is a microcontroller 1 , which is indicated only schematically and has all the necessary peripherals, such as a corresponding operating voltage supply, timing and so on.

Ferner gehört zu der Messvorrichtung eine übliche Vierpolzelle 2, die in den Figuren ebenfalls nur schematisch und mit einem Ersatzschaltbild von drei Reihen-Widerständen dargestellt ist. Bei letzteren handelt es sich um den eigentlichen zu bestimmenden Widerstand R_X des in der Vierpolzelle 2 befindlichen flüssigen Mediums 3, sowie um die Vorwiderstände R_V, die Leitungswiderstände und -kapazitäten sowie Übergangswiderstände in den Elektroden versinnbildlichen.Furthermore, the measuring device includes a conventional four-pole cell 2 , which is also shown in the figures only schematically and with an equivalent circuit of three series resistors. The latter is the actual resistance R _X to be determined in the quadrupole cell 2 located liquid medium 3 , as well as the series resistors R _V , the line resistances and capacitances as well as contact resistances in the electrodes symbolize.

Die Vierpolzelle 2 weist – wie üblich – zwei Stromelektroden 4, 5 zur Einspeisung eines Messstromes I_M in das Medium 3 sowie zwei dazwischen angeordnete Spannungselektroden 6, 7 zum Abgriff des zwischen diesen Elektroden über dem Medium 3 abfallenden Potentials auf.The four-pole cell 2 has - as usual - two current electrodes 4 . 5 for feeding a measuring current I _M into the medium 3 as well as two interposed voltage electrodes 6 . 7 for tapping the between these electrodes over the medium 3 falling potential.

Zur Einspeisung eines sinusförmigen Messstromes I_M über die beiden Stromelektroden 4, 5 in das Medium 3 sind die Stromelektroden 4, 5 mit den D/A-Analogausgängen 8, 9 eines jeweiligen D/A-Wandlers 10, 11 im Mikrocontroller 1 gekoppelt. Zwischen der einen Stromelektrode 4 und dem zugehörigen D/A-Analogausgang 8 ist neben einem Ausgangsverstärker 15 in Reihe ein Messwiderstand R_M geschaltet, über den der Messstrom I_M läuft. Zu dessen Messung ist der Messwiderstand R_M mit dem A/D-Analogeingang 13 eines A/D-Wandlers 14 im Mikrocontroller 1 verbunden. Dieser A/D-Wandler 14 ermittelt den Messstrom I_M als Spannungsabfall über den Messwiderstand R_M, der in seiner Größe vom Mikrocontroller einstellbar ist, wie dies in den beigefügten 1 bis 3 strichliert angedeutet ist. Der Messstrom I_M wird im Übrigen durch die Ausgangsverstärker 15, 16 vor den jeweiligen D/A-Analogausgängen 8, 9 entsprechend der von den D/A-Wandlern 10, 11 generierten Signalform erzeugt.For feeding a sinusoidal measuring current I _M via the two current electrodes 4 . 5 into the medium 3 are the current electrodes 4 . 5 with the D / A analog outputs 8th . 9 a respective D / A converter 10 . 11 in the microcontroller 1 coupled. Between the one current electrode 4 and the associated D / A analog output 8th is next to an output amplifier 15 connected in series with a measuring resistor R _M , via which the measuring current I _M runs. For its measurement, the measuring resistor R _M with the A / D analog input 13 an A / D converter 14 in the microcontroller 1 connected. This A / D converter 14 determines the measuring current I _M as a voltage drop across the measuring resistor R _M , which is adjustable in size by the microcontroller, as shown in the attached 1 to 3 is indicated by dashed lines. The measuring current I _M is incidentally through the output amplifier 15 . 16 before the respective D / A analog outputs 8th . 9 according to the D / A converters 10 . 11 generated waveform generated.

Die beiden Spannungselektroden 6, 7 sind über Eingangsverstärker 17, 18, die als Differenzverstärker geschaltet sind, mit den A/D-Analogeingängen 19, 20 eines jeweiligen A/D-Wandlers 21, 22 im Mikrocontroller 1 verbunden.The two voltage electrodes 6 . 7 are via input amplifiers 17 . 18 , which are connected as a differential amplifier, with the A / D analog inputs 19 . 20 a respective A / D converter 21 . 22 in the microcontroller 1 connected.

Die Funktionsweise und Vorteile der gezeigten Messvorrichtung stellen sich wie folgt dar:
Die Versorgungsspannung für die Schaltung ist unipolar, leistungsarm und liegt bei niedrigen Werten von beispielsweise 2,5 bis 3 Volt. Neben dem Mikrocontroller 1 sind nur wenige externe Bauteile, wie die Ausgangsverstärker 15, 16 und Eingangsverstärker 17, 18 notwendig.The operation and advantages of the measuring device shown are as follows:
The supply voltage for the circuit is unipolar, low-power and is at low levels, for example 2.5 to 3 volts. Next to the microcontroller 1 are just a few external components, like the output amplifiers 15 . 16 and input amplifiers 17 . 18 necessary.

Das von den D/A-Wandlern 10, 11 generierte Sinussignal enthält keine Oberwellen und ist daher EMV-technisch sehr günstig. Bei hohen Kabellängen zur Vierpolzelle 2 hin führt ein Sinussignal ferner zu geringsten Verzerrungen, was mögliche Messfehler deutlich verringert.That from the D / A converters 10 . 11 generated sinusoidal signal contains no harmonics and is therefore EMC-technically very favorable. At high cable lengths to the quadrupole cell 2 Furthermore, a sinusoidal signal leads to the least distortion, which significantly reduces possible measurement errors.

Die A/D-Wandler 21, 22 können den für den Leitwert des Mediums 3 repräsentativen, von den Spannungselektroden 6, 7 erfassten Potentialunterschied mit einer hohen Abtastrate erfassen. Ferner kann das Empfangssignal in seinen Imaginär- und Realteil aufgespalten werden. Damit können Signallaufzeitverschiebungen, die durch die Verstärker 15, 16 oder lange Kabel hervorgerufen werden, kompensiert werden. Bei der Verwendung von Zweipolzellen kann der Einfluss der Polarisation an den Elektroden durch mathematische Verrechnung minimiert werden.The A / D converter 21 . 22 can be used for the conductance of the medium 3 representative of the voltage electrodes 6 . 7 detect detected potential difference with a high sampling rate. Furthermore, the received signal can be split into its imaginary and real part. This allows signal propagation delays caused by the amplifiers 15 . 16 or long cables are caused to be compensated. When using bipolar cells, the influence of the polarization at the electrodes can be minimized by mathematical calculation.

Der Mikrocontroller 1 kann ferner eine Einstellung der Messbereiche vornehmen. Bei hohen Eingangssignalen entsprechend einer niedrigen Leitfähigkeit des Mediums 3 werden die Eingangsverstärker 17, 18 auf eine kleine Verstärkung eingestellt. Bei kleinen Eingangssignalen entsprechend einer hohen Leitfähigkeit des Mediums 3 wird der Messwiderstand R_M auf kleine Werte reduziert. Damit regelt der Mikrocontroller den Strommesswiderstand R_M und die Eingangsverstärkung auf die für die jeweilige Messung optimalen Werte.The microcontroller 1 can also make an adjustment of the measuring ranges. For high input signals corresponding to a low conductivity of the medium 3 become the input amplifiers 17 . 18 set to a small gain. For small input signals corresponding to a high conductivity of the medium 3 the measuring resistor R _{M is} reduced to small values. The microcontroller thus regulates the current measuring resistor R _M and the input gain to the optimum values for the respective measurement.

Bei sehr hohen Leitfähigkeiten regelt der Mikrocontroller das Ausgangssignal der D/A-Wandler 10, 11 weiter herunter, um den Messstrom R_M und damit den Leistungsbedarf der Gesamtschaltung unter einem Maximalwert zu halten.At very high conductivities, the microcontroller controls the output of the D / A converters 10 . 11 down to keep the measurement current R _M and thus the power consumption of the overall circuit below a maximum value.

Eine Besonderheit der gezeigten Messvorrichtung liegt in der Möglichkeit, ungünstige Einbauverhältnisse der Vierpolzelle 2 zu kompensieren. Stört beispielsweise eine benachbarte metallische Wand das elektrische Feld der Zelle, so ergeben sich für die beiden Ersatz-Widerstände R_V unterschiedliche Werte. Dies hat zur Folge, dass der Messstrom I_M nicht ausschließlich über den zu messenden Mediumswiderstand R_X fließt, sondern dass auch Fehlströme über die erwähnte metallische Wand abgeleitet werden. Diesen Umstand registriert der Mikrocontroller durch ungleiche Amplituden an den A/D-Analogeingängen 19, 20. Der Mikrocontroller 1 regelt dann die Amplituden der D/A-Analogausgänge 8, 9 auf unsymmetrische Werte, bis an den A/D-Analogeingängen 19, 20 die Symmetrie wieder hergestellt ist. Die Feldverteilung in der Zelle ist damit symmetrisch zur metallischen Wand und es kann kein Fehlstrom fließen.A special feature of the measuring device shown is the possibility of unfavorable installation conditions of the quadrupole cell 2 to compensate. If, for example, an adjacent metallic wall disturbs the electric field of the cell, different values result for the two equivalent resistances R _V. This has the consequence that the measuring current I _M does not flow exclusively over the measured medium resistance R _X , but that also erroneous currents are derived via the mentioned metallic wall. This circumstance is registered by the microcontroller by unequal amplitudes at the A / D analog inputs 19 . 20 , The microcontroller 1 then controls the amplitudes of the D / A analog outputs 8th . 9 to unbalanced values, up to the A / D analog inputs 19 . 20 the symmetry is restored. The field distribution in the cell is thus symmetrical to the metallic wall and no fault current can flow.

Wie ferner aus den 1 bis 3 hervorgeht, kann statt der Vierpolzelle 2 die gesamte konduktive Messeinrichtung auch auf Basis einer explizit nicht dargestellten Zweipolzelle zur Anwendung gelangen. Dann fungieren die beiden Elektroden 6, 7 als kombinierte Strom-/Spannungselektroden, über die sowohl der von den D/A-Wandlern 10, 11 zur Verfügung gestellte Messstrom I_M in die Zelle eingespeist als auch der Potentialunterschied zwischen den beiden Elektroden 6, 7 von den A/D-Wandlern 21, 22 erfasst wird. Die entsprechende Schaltungsänderung ist in 1 punktiert eingezeichnet.As further from the 1 to 3 shows, instead of the quadrupole cell 2 the entire conductive measuring device can also be used on the basis of a two-piece chip not explicitly shown. Then the two electrodes act 6 . 7 as combined current / voltage electrodes, via which both of the D / A converters 10 . 11 provided measuring current I _M fed into the cell as well as the potential difference between the two electrodes 6 . 7 from the A / D converters 21 . 22 is detected. The corresponding circuit change is in 1 dotted marked.

Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Leitfähigkeits-Messvorrichtung ist in 2 gezeigt. Dort ist im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 1 lediglich ein D/A-Wandler 10 mit entsprechendem D/A-Analogausgang 8 vorgesehen, der einerseits mit dem Ausgangsverstärker 15, andererseits mit einem Inverter 23 gekoppelt ist. Letzterer er zeugt ein zum Ausgangssignal des Ausgangsverstärkers 15 synchron-inverses Ausgangssignal. Im Übrigen arbeitet die in 2 gezeigte Schaltungsanordnung entsprechend der gemäß 1, sodass übereinstimmende Bauteile mit identischen Bezugszeichen versehen sind und auf die diesbezüglichen Erläuterungen der 1 verwiesen werden kann.Another variant of the conductivity measuring device according to the invention is in 2 shown. There is in contrast to the embodiment according to 1 just a D / A converter 10 with corresponding D / A analog output 8th provided on the one hand with the output amplifier 15 , on the other hand with an inverter 23 is coupled. The latter he testifies to the output of the output amplifier 15 synchronous-inverse output signal. Incidentally, the works in 2 shown circuitry according to the according 1 , So that matching components are provided with identical reference numerals and to the relevant explanations of 1 can be referenced.

Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist eine weitere Alternative zur Erzeugung der synchron-inversen, sinusförmigen Ausgangssignale gezeigt. So ist dem Analogausgang 8 ein Verstärker 24 nachgeschaltet, der über zwei symmetrische Ausgänge 25, 26 verfügt. Über diese werden die sinusförmigen, synchron-inversen Ausgangssignale zur Erzeugung des sinusförmigen Messstromes I_M generiert. Im Übrigen kann zum verbleibenden Aufbau der Messvorrichtung wiederum auf die Ausführungen zu 1 verwiesen werden.At the in 3 In the embodiment shown, a further alternative for generating the synchronous-inverse, sinusoidal output signals is shown. So is the analog output 8th an amplifier 24 downstream, which has two balanced outputs 25 . 26 features. The sinusoidal, synchronously inverse output signals for generating the sinusoidal measuring current I _{M are} generated via these. Incidentally, to the remaining structure of the measuring device turn to the comments 1 to get expelled.

Claims

Device for conductively measuring the conductivity of a medium, characterized by - a circuit arrangement with - at least one analogue output ( 8th . 9 ), preferably derived from at least one D / A converter ( 10 . 11 ) substantially sinusoidal output signals can be output synchronously-inversely to one another, and - two A / D analog inputs ( 19 . 20 ), as well as - a four-pole cell ( 2 ) with - two current electrodes ( 4 . 5 ), in which an alternating measuring current (I _M ) generated by the synchronous-inverse output signals can be fed into the medium, and - two voltage electrodes ( 6 . 7 ) for detecting a representative of the conductivity of the medium potential difference, each with one of the A / D analog inputs ( 19 . 20 ) are coupled to measure the respective electrode potential and to determine the resulting potential difference.

Device for conductively measuring the conductivity of a medium, characterized by - a circuit arrangement with - at least one analogue output ( 8th . 9 ), preferably derived from at least one D / A converter ( 10 . 11 ) substantially sinusoidal output signals can be output synchronously-inversely to one another, and - two A / D analog inputs ( 19 . 20 ), as well as - a two-pillar ( 2 ) with two combined Current / voltage electrodes ( 6 . 7 ), Into which an alternating measuring current generated by the synchronous-inverse output signals can be fed into the medium, and which is suitable for picking up a potential difference representative of the conductivity of the medium with one of the analog A / D inputs ( 19 . 20 ) are coupled to measure the respective electrode potential and to determine the resulting potential difference.

Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one D / A converter ( 10 . 11 ) integral part of a microcontroller ( 1 ) with an assigned D / A analogue output ( 8th . 9 ) and the A / D analog inputs ( 19 . 20 ) on A / D converters ( 21 . 22 ) of the microcontroller ( 1 ) are switched.

Measuring device according to claim 3, characterized in that between one of the current electrodes ( 4 ) or combined current / voltage electrodes ( 6 ) and one of the D / A analog outputs ( 8th ) a measuring resistor (R _M ) is connected, whose voltage drop from another A / D converter ( 14 ) of the microcontroller ( 1 ) is scanned for detecting the alternating measurement current.

Measuring device according to claim 4, characterized in that the measuring resistor (R _M ) variable and in its value by the microcontroller ( 1 ) is adjustable.

Measuring device at least according to claim 3, characterized in that the A / D analog inputs (R _M ) an input amplifier ( 17 . 18 ), whose gain is controlled by the microcontroller ( 1 ) is adjustable.

Measuring device according to claim 6, characterized in that the input amplifiers ( 17 . 18 ) are connected as a differential amplifier.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the mutually synchronous inverse output signal by a D / A converter ( 10 ) with downstream inverter ( 23 ) is produced.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the mutually synchronous inverse output signal by a D / A converter ( 10 ) with a downstream amplifier ( 24 ) is generated via balanced outputs ( 25 . 26 ).

Measuring device according to at least claim 3, characterized in that for the balancing of cell leakage-induced unbalanced input amplitudes at the A / D analog inputs ( 19 . 20 ) the amplitudes of the output signals of the D / A analog outputs ( 8th . 9 ) from the microcontroller ( 1 ) are adjustable to unbalanced values.