DE102007042500A1 - Device for determining and / or monitoring a process variable - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem ersten Messzweig (1), welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement (3) und/oder ein elektronisches Messelement (11) aufweist, mit mindestens einem zweiten Messzweig (2), welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement (4) und/oder ein elektronisches Messelement (12) aufweist, und wobei mindestens ein elektronisches Element (3, 11) des ersten Messzweiges (1) und mindestens ein elektronisches Element (4, 12) des zweiten Messzweiges (2) derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit (6) mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit (5).The invention relates to a device for determining and / or monitoring at least one process variable, having at least one first measuring branch (1), which has at least one electronic reference element (3) and / or an electronic measuring element (11), with at least one second measuring branch (2), which has at least one electronic reference element (4) and / or an electronic measuring element (12), and wherein at least one electronic element (3, 11) of the first measuring branch (1) and at least one electronic element (4, 12) of the second measuring branch (2) can be interconnected such that a reference unit (6) with at least one known parameter results. Furthermore, the invention relates to a method for determining and / or monitoring a frequency of a clock unit (5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um Feuchtigkeit, Temperatur oder Durchfluss eines Mediums, welches beispielsweise eine Flüssigkeit, ein Schüttgut oder ein Gas ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit.The The invention relates to a device for determination and / or monitoring at least one process variable. at the process variable is For example, it is humidity, temperature or flow a medium which, for example, a liquid, a bulk material or a gas is. Furthermore, the invention relates to a method for determination and / or monitoring a frequency of a clock unit.

Im Stand der Technik ist eine Reihe von Messgeräten oder Sensoren bekannt, welche der Bestimmung und/oder Überwachung von Prozessgrößen dienen. Meist werden hierfür Messgrößen erzeugt, welche von der Prozessgröße bzw. von einer Änderung der Prozessgröße abhängig sind. Einige dieser Messgeräte verfügen für die Auswertung der Messgröße zumindest über ein Referenzelement, das bekannte Charakteristika aufweist. Weiterhin ist es für die Messung gelegentlich erforderlich, dass eine Takteinheit eine Frequenz vorgibt. Probleme bestehen jedoch üblicherweise darin, dass ggf. das Referenzelement oder die Takteinheit mit der Zeit oder durch Auswirkungen von Prozessparametern eine Drift aufweist.in the The prior art discloses a series of measuring devices or sensors which of the determination and / or monitoring of process variables. Most will be for this Generates measured quantities, which of the process variable or from a change are dependent on the process variable. Some of these gauges have for the evaluation the measured quantity at least over one Reference element having known characteristics. Farther is it for the measurement occasionally requires that a clock unit a Frequency dictates. However, problems typically exist in that the reference element or the clock unit with time or by Effects of process parameters has a drift.

Eine Variante besteht darin, die entsprechenden Elemente redundant auszuführen und gelegentliche Vergleiche zwischen den Elementen vorzunehmen. Dies ist jedoch kostenintensiv und auch in Bezug auf den Platzbedarf im Messgerät bzw. Sensor nicht einfach umzusetzen.A Variant is to run the corresponding elements redundant and make occasional comparisons between the elements. This However, it is costly and also in terms of space requirements in the meter or sensor is not easy to implement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Lösung der Problematik von unsicheren Bauteilen oder -elementen anzugeben.Of the Invention is the object of a cost effective solution Specify the problem of unsafe components or elements.

Die Erfindung löst die Aufgabe zum einen durch eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße und zum anderen durch ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit.The Invention solves the task on the one hand by a device for determination and / or monitoring a process variable and the others through a method of identification and / or monitoring a frequency of a clock unit.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem ersten Messzweig, welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement und/oder ein elektronisches Messelement aufweist, mit mindestens einem zweiten Messzweig, welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement und/oder ein elektronisches Messelement aufweist, und wobei mindestens ein elektronisches Element des ersten Messzweiges und mindestens ein elektronisches Element des zweiten Messzweiges derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt. Die Vorrichtung weist somit zumindest zwei Messzweige auf, welche unterschiedliche oder gleiche Mess- bzw. Prozessgrößen messen und/oder überwachen. Die Messzweige verfügen dafür über elektronische Bauteile bzw. -elemente, welche ggf. einer Referenzierung innerhalb des jeweiligen Messzweiges bzw. der eigentlichen Messung dienen. Gemäß der Erfindung werden mindestens zwei elektronische Elemente aus den beiden Messzweigen zusammengeschaltet, so dass sich eine neue Referenzeinheit mit einer neuen Kenngröße ergibt. Dabei werden beispielsweise die Referenzelemente verschaltet oder beispielsweise die Messelemente, wobei letztere Kombination dann auch auf die jeweiligen Messgrößen Rücksicht nehmen muss. Für die Verschaltung der Elemente sind entsprechende Schalter und Verbindungen vorzusehen. Die Kenngröße der die Messzweige übergreifenden Referenzeinheit bezieht sich dann beispielsweise auch die die entsprechenden elektronischen Eigenschaften.The Invention solves the object by a device for determination and / or monitoring at least one process variable, with at least one first measuring branch, which at least one electronic reference element and / or having an electronic measuring element, with at least a second measuring branch, which at least one electronic reference element and / or having an electronic measuring element, and wherein at least an electronic element of the first measuring branch and at least an electronic element of the second measuring branch such interconnected are that a reference unit with at least one known Characteristic results. The device thus has at least two measuring branches, which measure different or the same measuring or process variables and / or monitor. The measuring branches have for it via electronic Components or elements, which optionally a referencing within serve the respective measurement branch or the actual measurement. According to the invention be at least two electronic elements from the two measuring branches interconnected, so that a new reference unit with a new characteristic results. In this case, for example, the reference elements are interconnected or For example, the measuring elements, the latter combination then also on the respective measured parameters consideration must take. For the interconnection of the elements are corresponding switches and connections provided. The characteristic of the Measuring branches overarching Reference unit then, for example, also refers to the corresponding electronic properties.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Referenzelement des ersten Messzweiges und das Referenzelement des zweiten Messzweiges derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt. Die Vorrichtung ist damit versehen mit mindestens einem ersten Messzweig, welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement aufweist und mit mindestens einem zweiten Messzweig, welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement aufweist, und wobei das Referenzelement des ersten Messzweiges und das Referenzelement des zweiten Messzweiges derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt. Die Vorrichtung weist somit zumindest zwei Messzweige auf, welche jeweils über mindestens ein Referenzelement verfügen. Mit den zwei Messzweigen ist beispielsweise die Bestimmung und/oder Überwachung von zwei Prozessgrößen möglich oder es lässt sich beispielsweise eine Messgröße redundant messen. Die Kenngröße der geschalteten Referenzeinheit ergibt sich dabei vorzugsweise aus den Kenngrößen der einzelnen Referenzelemente. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Kenngrößen von Bauteilen bzw. Einheiten, welche deren speziellen elektrischen Eigenschaften beschreiben. Insbesondere ist die Referenzeinheit derartig ausgestaltet, dass ihre Kenngröße es erlaubt, zumindest einen Teil der Messvorrichtung bzw. eine Einheit oder ein Bauteil der Messvorrichtung auszumessen. Soll beispielsweise eine Frequenz oder eine Taktrate ausgemessen werden, so ist die Kenngröße beispielsweise eine Zeitkonstante.A Embodiment provides that the reference element of the first measuring branch and the reference element of the second measuring branch such interconnected are that a reference unit with at least one known Characteristic results. The device is thus provided with at least one first measuring branch, which has at least one electronic reference element and with at least one second measuring branch, which at least one electronic Reference element, and wherein the reference element of the first Measuring branch and the reference element of the second measuring branch such zusammenschaltbar are that a reference unit with at least gives a known characteristic. The device thus has at least two measuring branches, which each over have at least one reference element. With the two measuring branches For example, the determination and / or monitoring of two process variables is possible or it leaves For example, a measurand redundant measure up. The characteristic of the switched Reference unit preferably results from the characteristics of individual reference elements. These are, for example to the characteristics of Components or units, which their specific electrical properties describe. In particular, the reference unit is designed such that their characteristic allows it at least a part of the measuring device or a unit or to measure a component of the measuring device. For example a frequency or a clock rate are measured, so is the Characteristic example a time constant.

Die beiden Messzweige dienen dabei der Bestimmung und/oder Überwachung von zumindest zwei unterschiedlichen Prozess- bzw. Messgrößen (z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Durchfluss, Füllstand, pH-Wert, Druck, Gas etc.). In einer anderen Ausgestaltung wird durch die zwei Messzweige zumindest eine Prozessgröße redundant und/oder überdies diversitär gemessen, d. h. die Messungen sind identisch oder geschehen auf unterschiedliche Weise. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf beliebig viele, d. h. zumindest zwei Messzweige, so dass eine beliebige Anzahl an Prozess- oder Messgrößen gemessen, bzw. sogar redundant und/oder diversitär gemessen werden kann.The Both measuring branches serve for the determination and / or monitoring of at least two different process or measured variables (z. Temperature, humidity, flow, level, pH, pressure, gas Etc.). In another embodiment, the two measuring branches at least one process variable redundant and / or moreover diversely measured, d. H. the measurements are identical or different Wise. The device according to the invention refers to any number, d. H. at least two measuring branches, so that any number of process or measurands measured, or even redundant and / or diverse can be measured.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass mindestens eine Takteinheit vorgesehen ist, welche zumindest eine Frequenz erzeugt, und dass die Referenzeinheit mindestens eine Zeitkonstante aufweist. Bei der Kenngröße der Referenzeinheit handelte es sich in dieser Ausgestaltung somit insbesondere um eine Zeitkonstante.A Embodiment of the device according to the invention includes that at least one clock unit is provided which generates at least one frequency, and that the reference unit at least has a time constant. In the characteristic of the reference unit acted It is thus in this embodiment, in particular, a time constant.

Für die Kontrolle der Takteinheit werden nun diese zumindest zwei Referenzelemente derartig verschaltet, dass sich eine Referenzeinheit ergibt. Diese Referenzeinheit ist gekennzeichnet durch eine Zeitkonstante. Die Zeitkonstante ist dabei beispielsweise zumindest teilweise abhängig von der Dimensionierung der beiden Referenzelemente. Somit ist ausgehend von den bekannten Eigenschaften der beiden Referenzelemente auch die Zeitkonstante der neu gestalteten Referenzeinheit bekannt. Vermittels dieser Referenzeinheit lässt sich sodann die Takteinheit überprüfen, indem beispielsweise die von der Referenzeinheit über die Takteinheit ermittelte Zeitkonstante mit dem passend hinterlegten Wert verglichen wird. Die Zeitkonstante bezieht sich dabei beispielsweise auf ein elektronisches Verhalten wie z. B. das Auflade- oder Entladeverhalten der Referenzeinheit.For the control The clock unit will now these at least two reference elements connected such that there is a reference unit. These Reference unit is characterized by a time constant. The Time constant is, for example, at least partially dependent on the dimensioning of the two reference elements. Thus, starting from the known properties of the two reference elements as well the time constant of the newly designed reference unit known. means this reference unit leaves then check the clock unit by for example, the determined by the reference unit on the clock unit Time constant is compared with the suitably stored value. The time constant refers, for example, to an electronic one Behavior such as B. the charging or discharging of the reference unit.

Zeitmessungen werden häufig über Impulszählungen realisiert. Mithilfe einer bekannten Zählfrequenz f0 werden über Timeranordnungen die Ereignisse innerhalb der Zeit t oder des Zeitfensters t2 – t1 inkrementiert auf N(t) und beispielsweise für die Weiterverarbeitung in digitaler Form bereitgestellt: N(t) = f0·tTime measurements are often realized via pulse counts. By means of a known counting frequency f 0 , the events within the time t or the time window t 2 -t 1 are incremented to N (t) via timer arrangements and provided, for example, for further processing in digital form: N (t) = f 0 · t

Die Frequenz f0 liefert die Takteinheit, also beispielsweise ein Oszillator. Die Genauigkeit der Zeitmessung hängt wesentlich von den Fehlern der Oszillatorfrequenz f0 ab. Insbesondere sei nachfolgend ihr Temperaturgang betrachtet. Ausgehend davon, dass z. B. der lineare Temperaturgang durch: f(T)= f0·[1 ± α·(T – T0)] gegeben ist, wobei (T – To) einen determinierten Temperaturbereich darstellt, so ergibt sich: Δf(T) = f0·α·(T – T0) = f(T) – f0 The frequency f 0 provides the clock unit, so for example an oscillator. The accuracy of the time measurement depends essentially on the errors of the oscillator frequency f 0 . In particular, her Temperaturgang is considered below. Assuming that z. If, for example, the linear temperature response is given by: f (T) = f 0 · [1 ± α * (T - T 0 )], where (T - To) represents a deterministic temperature range, then Δf (T) = f 0 · α · (T - T 0 ) = f (T) - f 0

Die maximale Frequenzabweichung bezogen auf den Temperaturbereich ist wie folgt gegeben: Δfmax(T) = f0·α·(Tmax – T0) = f(Tmax) – f0 The maximum frequency deviation with respect to the temperature range is given as follows: Δf max (T) = f 0 * α * (T max -T 0 ) = f (T max ) -f 0

Für den Temperaturkoeffizienten α der Oszillatorfrequenz ergibt sich hieraus:

Figure 00050001
For the temperature coefficient α of the oscillator frequency results from this:
Figure 00050001

Der Messfehler aufgrund des Temperaturgangs des Oszillators beträgt somit:

Figure 00050002
mit ΔN(T) = f0·t·α·(T – T0) und N(t1) ≤ N(t) ≤ N(t2).The measurement error due to the temperature response of the oscillator is thus:
Figure 00050002
with ΔN (T) = f 0 · t · α · (T - T 0 ) and N (t 1 ) ≤ N (t) ≤ N (t 2 ).

Daraus folgt: ΔNmax = N(t2) – N(t1) bzw. ΔNmax = f0·(t2 – t1)It follows that ΔN max = N (t 2 ) -N (t 1 ) or ΔN max = f 0 * (t 2 -t 1 )

Nicht selten liegen auszuwertende Zeitfenster im Bereich:

Figure 00050003
Not infrequently, time windows to be evaluated are in the range:
Figure 00050003

Mit praktischen Werten wie T – T0 = 60 K und α = 5·10–4 K–1 ergeben sich relative Fehler im Wert von 5% bis 15% des Messbereiches beim Messbereichsendwert.Practical values such as T - T 0 = 60 K and α = 5 · 10 -4 K -1 result in relative errors in the value of 5% to 15% of the measuring range at the full scale value.

Ausgehend von der zu erreichenden Genauigkeit lassen sich dann wiederum die für die Referenzeinheit zu verschaltenden Bauteile spezifizieren.outgoing From the accuracy to be achieved can then turn the for the Specify reference unit for components to be interconnected.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass es sich bei der Takteinheit um einen Mikroprozessor oder um einen Mikrocontroller oder um einen Schwingkreis handelt.A Embodiment of the device according to the invention provides that the clock unit is a microprocessor or is a microcontroller or a resonant circuit.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass der erste Messzweig der Ausmessung eines kapazitiven Messwertgebers dient.A Embodiment of the device according to the invention includes that the first branch of the measurement of a capacitive Transmitter is used.

Ist der kapazitive Messwertgeber beispielsweise realisiert als ein Messkondensator, dessen Kapazität von der Prozessgröße bzw. von einer Änderung der Prozessgröße abhängig ist, so lässt sich aus der Kapazität auf die Prozessgröße rückschließen. Bekannt sind beispielsweise die Messungen der Feuchtigkeit oder des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter. In beiden Fällen ändert sich das Dielektrikum – im einen Fall durch das Eindringen von Feuchtigkeit, im anderen Fall durch das Ansteigen des Mediums als Dielektrikum zwischen zwei „Kondensatorplatten" – und damit die Kapazität.is the capacitive transducer, for example realized as a measuring capacitor, its capacity of the process variable or from a change the process size is dependent, so lets out of capacity to conclude the process variable. Known are for example the measurements of the humidity or the level a medium in a container. In both cases changes the dielectric - in a case due to the ingress of moisture, in the other case by the increase of the medium as a dielectric between two "capacitor plates" - and thus the capacity.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der erste Messzweig mindestens ein RC-Glied umfasst. Durch die Ausmessung der Ladezeit des RC-Gliedes lässt sich beispielsweise bei bekanntem Wert des elektrischen Widerstands die Kapazität ermitteln, da die Ladekonstante gleich dem Produkt aus dem elektrischen Widerstand und der Kapazität ist.A Embodiment of the device according to the invention provides that the first measuring branch comprises at least one RC element. By measuring the charging time of the RC element can be for example, if the value of the electrical resistance is known capacity determine, since the charge constant equal to the product from the electrical Resistance and capacity is.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass der zweite Messzweig der Ausmessung eines Messwiderstandes dient. Bekannt sind beispielsweise Widerstandsthermometer, bei denen der elektrische Widerstand abhängig von der Temperatur ist, so dass die Messung des Widerstandswerts bei einer bekannten Abhängigkeit die Ermittlung bzw. Überwachung der Temperatur erlaubt.A Embodiment of the device according to the invention includes that the second branch of the measurement of a measuring resistor serves. For example, resistance thermometers are known in which the electrical resistance depends from the temperature, so that the measurement of the resistance value at a known dependency the determination or monitoring the temperature allowed.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der zweite Messzweig mindestens ein RC-Glied umfasst. Auch der Widerstand des temperaturabhängigen Widerstands lässt sich über die Ladekurve eines RC-Gliedes ermitteln, insofern beispielsweise ein Kondensator als bekannte Referenzgröße vorgegeben ist.A Embodiment of the device according to the invention provides that the second measuring branch comprises at least one RC element. Also, the resistance of the temperature-dependent resistance can be over the Charging curve of an RC element determine, insofar as a Condenser is specified as a known reference size.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass es sich bei dem Referenzelement des ersten Messzweiges um einen elektrischen Widerstand handelt, und dass es sich bei dem Referenzelement des zweiten Messzweiges um eine elektrische Kapazität handelt. In dieser Ausgestaltung werden somit die obigen Ausgestaltungen für die Messzweige zusammengefasst.A Embodiment of the device according to the invention includes that it is the reference element of the first measuring branch is an electrical resistance, and that it is in the Reference element of the second measuring branch is an electrical capacitance. In this embodiment, therefore, the above embodiments for the Summarized measuring branches.

In der folgenden Ausgestaltung ist insbesondere vorgesehen, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Messgerät um ein Messgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung von zwei Größen bzw. insbesondere von Temperatur und Feuchtigkeit handelt. In alternativen Ausgestaltungen überwachen beide Messzweige zumindest eine identische Prozess- oder Messgröße.In the following embodiment is particularly provided that it itself in the inventive measuring device to a gauge for determination and / or monitoring of two sizes or especially of temperature and humidity. In alternative Monitor configurations both measuring branches at least one identical process or measured variable.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der erste Messzweig der Messung der Feuchtigkeit dient, und dass der zweite Messzweig der Messung der Temperatur dient. Diese Ausgestaltung gehört somit zu jenen, in welchen die Referenzelemente der beiden Messzweige zur Messung von unterschiedlichen Prozessgrößen dienen und in welchen die Referenzeinheit die Messung eines wiederum davon unterschiedlichen Parameters erlaubt.A Embodiment of the device according to the invention provides that the first branch of measurement of moisture serves, and that the second measuring branch of the measurement of the temperature serves. This embodiment belongs thus to those in which the reference elements of the two measuring branches serve for the measurement of different process variables and in which the Reference unit the measurement of a turn of it different Parameters allowed.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass die Referenzeinheit mindestens ein RC-Glied umfasst. In dieser Ausgestaltung wird somit konkret angegeben, dass die beiden Referenzelemente die Schaltung eines vollständigen RC-Glieds erlauben.A Embodiment of the device according to the invention includes that the reference unit comprises at least one RC element. In this embodiment, it is thus specified concretely that the two Reference elements allow the circuit of a complete RC element.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Takteinheit mindestens der Auswertung des Aufladevorganges und/oder des Entladevorganges des ersten Messzweiges und/oder des zweiten Messzweiges dient.A Embodiment of the device according to the invention provides that the clock unit at least the evaluation of the charging process and / or the discharging process of the first measuring branch and / or the second Measuring branch serves.

Im speziellen Fall der Auswertung von zwei RC-Gliedern – bestehend aus Cref und Rx für die Messung des temperaturabhängigen Widerstands bzw. aus Cx und Rref für die Überwachung des feuchtigkeitsabhängigen Kapazitätswertes – über beispielsweise einen prozessorinternen RC-Oszillator als Takteinheit wird somit erfindungsgemäß eine Kompensation des Temperaturganges der Takteinheit durch Bilden einer Referenzzeitkonstante Rref·Cref als Referenzeinheit durchgeführt.in the special case of evaluation of two RC elements - consisting from Cref and Rx for the measurement of the temperature-dependent Resistor or from Cx and Rref for the monitoring of the humidity-dependent capacitance value - for example a processor-internal RC oscillator as a clock unit is thus according to the invention a compensation the temperature response of the clock unit by forming a reference time constant Rref · Cref performed as a reference unit.

Ein großer Vorteil ist, dass die Temperatur T des Oszillators als Takteinheit, sowie die Charakteristik seines Temperaturganges nicht bekannt sein müssen.One greater The advantage is that the temperature T of the oscillator as a clock unit, as well as the characteristic of its temperature course not be known have to.

Cx definiert eine größenabhängige Kapazität, hier beispielsweise für die Messung der Feuchtigkeit, und Rx einen größenabhängigen, z. B. temperaturabhängigen Widerstand.cx defines a size-dependent capacity, here for example the measurement of moisture, and Rx a size-dependent, z. B. temperature-dependent resistance.

Zur Messwertkompensation des Temperaturfehlers der Takteinheit, welcher ΔN(T) = f0·t·α·(T – T0) bzw. ΔN(T) = f(T)·t0 – f0t0 entspricht, wird vom jeweils aktuellen Zählerstand für die entsprechende Messung von Rx bzw. Cx jeweils der Fehler subtrahiert. Der Wert f(T) entspricht der Zählfrequenz bei der unbekannten Temperatur T. Mit f0t0 als Referenzzählwert für N0 beim Zeitpunkt t0, welcher bekannt und weitestgehend konstant ist.For measuring value compensation of the temperature error of the clock unit, which ΔN (T) = f 0 · t · α · (T - T 0 ) or ΔN (T) = f (T) · t 0 - f 0 t 0 corresponds, is from each current counter reading for the corresponding measurement of Rx or Cx the error is subtracted in each case. The value f (T) corresponds to the counting frequency at the unknown temperature T. With f 0 t 0 as reference count for N 0 at the time t 0 , which is known and largely constant.

Die Genauigkeit der Driftkompensation hängt ab von der Messunsicherheit, mit welcher das Referenz-RC-Glied, also die Referenzeinheit durch den Messalgorithmus ausgewertet werden kann, sowie von seinem Temperaturgang. Ausgehend davon, dass ein genaueres Auswerten des Referenz RC-Gliedes durch den Messalgorithmus im Vergleich zur Auswertung der Mess-RC-Glieder nicht notwendig ist, wird nur der Temperaturkoeffizient der Referenzgröße t0 betrachtet. Dieser ergibt sich zu:

Figure 00080001
The accuracy of the drift compensation depends on the measurement uncertainty with which the reference RC element, ie the reference unit can be evaluated by the measuring algorithm, as well as its temperature response. Assuming that a more precise evaluation of the reference RC element by the measuring algorithm in comparison to the evaluation of the measuring RC elements is not necessary, only the temperature coefficient of the reference variable t 0 is considered. This results to:
Figure 00080001

Dabei besteht zwischen den beiden α-Werten des Referenzkondensators bzw. des Referenzwiderstands der Zusammenhang: αC = k·αR In this case, the relationship between the two α values of the reference capacitor or of the reference resistance is: α C = k · α R

Vertretbar sind beispielsweise α-Werte von 50 ppm/K sowohl für Cref als auch für Rref. Somit kann o. g. Einfluss vom Temperaturkoeffizienten der Takteinheit von α = 5·10–4 K–1 auf ca. α = 1·10–4 K–1 reduziert werden. Dies sogar im ungünstigsten Fall, wenn beide α-Werte gleiches Vorzeichen haben.For example, α values of 50 ppm / K are acceptable for both Cref and Rref. Thus, the above influence of the temperature coefficient of the clock unit of α = 5 · 10 -4 K -1 can be reduced to about α = 1 · 10 -4 K -1 . This even in the worst case, if both α-values have the same sign.

Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe mit einem Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit, wobei die Takteinheit mit mindestens einem ersten Messzweig und einem zweiten Messzweig verbunden ist, wobei jeder Messzweig mindestens ein Referenzelement und/oder mindestens ein Messelement aufweist, wobei mindestens ein Element aus dem ersten Messzweig und mindestens ein Element aus dem zweiten Messzweig derartig zusammengeschaltet werden, dass sich eine Referenzeinheit ergibt, welche durch mindestens eine bekannte Zeitkonstante gekennzeichnet ist, wobei unter Verwendung der Takteinheit eine Zeitkonstante der Referenzeinheit ermittelt wird, und wobei die bekannte Zeitkonstante und die ermittelte Zeitkonstante miteinander verglichen werden. Das Verfahren besteht somit darin, dass zumindest zwei elektronische Elemente oder Bauteile aus zwei unterschiedlichen Messzweigen derartig miteinander verbunden werden, dass sich eine neue Referenzeinheit ergibt, die eine Kengröße aufweist, über welche sodann die Takteinheit ausgemessen wird. Besteht somit beispielsweise eine Messeinheit aus zumindest zwei Messzweigen, so wird über eine Kombination von elektronischen Komponenten von diesen mindestens zwei Messzweigen eine neue, die Messzweige übergreifende Referenzeinheit erzeugt.Farther solve the Invention the task with a method for determining and / or monitoring a Frequency of a clock unit, wherein the clock unit with at least a first measuring branch and a second measuring branch is connected, wherein each measuring branch at least one reference element and / or at least a measuring element, wherein at least one element of the first Measuring branch and at least one element from the second measuring branch such be interconnected, that results in a reference unit, which is characterized by at least one known time constant wherein, using the clock unit, a time constant of Reference unit is determined, and wherein the known time constant and the determined time constant are compared with each other. The method thus consists in that at least two electronic Elements or components of two different measuring branches in such a way be connected, that results in a new reference unit, the has a Ken size, over which then the clock unit is measured. Thus exists for example a measuring unit of at least two measuring branches, so is about a Combination of electronic components of these at least two measuring branches a new, the measuring branches cross reference unit generated.

Insbesondere ist das Verfahren Teil eines Verfahrens zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, wobei es sich bei der Prozessgröße beispielsweise um Temperatur, Feuchte, Durchfluss und/oder die Bestimmung eines Gases handelt. Die Frequenz bzw. Taktrate der Takteinheit wird dabei zur Erhöhung bzw. Garantierung der Genauigkeit der Messwerte bzw. zur Überwachung der Takteinheit selbst eingesetzt.Especially the method is part of a method for determination and / or monitoring at least one process variable, wherein for example, with the process variable to temperature, humidity, flow and / or the determination of a Gas is trading. The frequency or clock rate of the clock unit is doing to increase or guaranteeing the accuracy of the measured values or for monitoring the clock unit itself used.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass jeder Messzweig mindestens ein Referenzelement aufweist, dass mindestens die zwei Referenzelemente der beiden Messzweige derartig zusammengeschaltet werden, dass sich eine Referenzeinheit ergibt, welche durch mindestens eine bekannte Zeitkonstante gekennzeichnet ist. Durch das Zusammenschalten der Referenzelemente ergibt sich somit eine Referenzeinheit, welche eine Zeitkonstante aufweist, die durch die Eigenschaften der Referenzelemente vorgegeben und bekannt ist. Wird mit der Takteinheit diese Zeitkonstante ausgemessen und ergibt sich eine Abweichung zu dem vorbekannten Wert, so ist darin eine Abweichung der Frequenz der Takteinheit von der Frequenz zu sehen, über welche die Takteinheit eigentlich verfügen sollte und mit welchem Wert auch die Auswertungen und Berechnungen vorgenommen werden.A Embodiment of the method provides that each branch at least a reference element that at least the two reference elements the two measuring branches are interconnected in such a way that gives a reference unit, which by at least one known Time constant is marked. By interconnecting the Reference elements thus results in a reference unit, which has a time constant due to the properties of the reference elements given and known. With the clock unit this time constant measured and results in a deviation from the previously known Value, it is a deviation of the frequency of the clock unit to see from the frequency over which actually have the clock unit should and with what value the evaluations and calculations be made.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings.

Es zeigt:It shows:

1: eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung, und 1 : a schematic representation of a measuring device, and

2: eine Schaltung eines erfindungsgemäßen Sensors. 2 A circuit of a sensor according to the invention.

Die 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Sensors, welcher sowohl der Messung der Feuchtigkeit, als auch der Messung der Temperatur dient. Hierfür sind zwei getrennte Messzweige 1, 2 vorgesehen. Beide Messzweige 1, 2 nutzen jedoch beispielsweise auch die gleiche Takteinheit 5, so dass beide Messzweige 1, 2 auch sonst gleiche Elemente gemeinsam nutzen können. Bei beiden Messzweigen handelt es sich hier jeweils beispielsweise um ein RC-Glied, dessen Zeitkonstante für den Aufladevorgang bzw. den Entladevorgang ausgewertet wird.The 1 shows the basic structure of a sensor, which serves both the measurement of moisture, as well as the measurement of temperature. There are two separate measuring branches for this purpose 1 . 2 intended. Both measuring branches 1 . 2 However, for example, they also use the same clock unit 5 so that both measurement branches 1 . 2 otherwise share the same elements. In each case, for example, both measuring branches are an RC element whose time constant is evaluated for the charging process or the discharging process.

Die beiden Messzweige 1, 2 unterscheiden sich darin, dass in dem ersten Messzweig 1 die Messkapazität 11 Cx abhängig von der Feuchtigkeit ist und dass im zweiten Messzweig 2 der Widerstandswert des Messwiderstands 12 Rx abhängig von der Temperatur ist. In beiden Messzweigen 1, 2 ist jedoch ein entsprechend bekanntes Referenzelement – im ersten Messzweig 1 der Widerstand 3 Rref und im zweiten Messzweig 2 der Kondensator 4 Cref – vorgesehen, dessen Kennwerte entsprechend in dem Messgerät/Sensor oder in einer passenden Auswerteeinheit hinterlegt sind. Bei einer Prozessgröße kann es sich beispielsweise auch um die Detektion bzw. Messung eines Gases handeln.The two measuring branches 1 . 2 differ in that in the first measurement branch 1 the measuring capacity 11 Cx is dependent on the humidity and that in the second measuring branch 2 the resistance of the measuring resistor 12 Rx is dependent on the temperature. In both measuring branches 1 . 2 However, a correspondingly known reference element - in the first branch 1 the resistance 3 Rref and in the second measuring branch 2 the capacitor 4 Cref - provided whose characteristics are stored accordingly in the meter / sensor or in a suitable evaluation unit. A process variable may, for example, also be the detection or measurement of a gas.

Die beiden Messzweige 1, 2 werden hier durch einen Mikroprozessor als Takteinheit 5 angesteuert, welcher die beiden RC-Glieder auflädt und beispielsweise die Aufladungszeit auswertet. Aus der gemessenen Zeit ergibt sich dann die Zeitkonstante des jeweiligen RC-Glieds und damit über das Wissen bzgl. des jeweiligen Referenzelements die unbekannte Größe des temperaturabhängigen Widerstands bzw. der feuchtigkeitsabhängigen Kapazität.The two measuring branches 1 . 2 are here by a microprocessor as a clock unit 5 controlled, which charges the two RC elements and, for example, evaluates the charging time. From the measured time, the time constant of the respective RC element, and thus the knowledge of the respective reference element, of the unknown variable of the temperature-dependent resistance or of the moisture-dependent capacity results.

Erforderlich ist somit, dass bekannt ist, welche Kenngrößen die beiden Referenzelemente 3, 4 aufweisen. Weiterhin muss bekannt sein, welche Taktfrequenz der Mikroprozessor 5 verwendet. Letzteres, um die Zeit genau bestimmen zu können.It is therefore necessary to know which parameters are the two reference elements 3 . 4 exhibit. Furthermore, it must be known which clock frequency of the microprocessor 5 used. The latter, to be able to determine the time exactly.

Die Taktfrequenz des Mikroprozessors 5 kann sich durch Alterung oder beispielsweise über das Einwirken von Temperatur oder sonstigen Prozesseigenschaften ändern, wodurch die Messung der Prozessgrößen bzw. die Auswertung der Messsignale unsicher bzw. ungenau wird. Wie oben gezeigt, bezieht sich die Zeitmessung auf die Taktung bzw. die Frequenz der Takteinheit.The clock frequency of the microprocessor 5 can change as a result of aging or, for example, via the action of temperature or other process properties, as a result of which the measurement of the process variables or the evaluation of the measurement signals becomes uncertain or inaccurate. As shown above, the timing refers to the timing of the clock unit.

In der 2 ist dargestellt, wie die beiden Referenzelemente 3, 4 derartig miteinander verbunden werden, dass sich eine neue Referenzeinheit 6 ergibt.In the 2 is shown as the two reference elements 3 . 4 be joined together in such a way that a new reference unit 6 results.

Hierfür sind die drei Schalter 7 vorgesehen. Dadurch ergibt sich ein neues RC-Glied als Referenzeinheit 6, dessen Zeitkonstante sich aus dem Widerstandswert des Referenzwiderstands 3 und der Kapazität des Referenzkondensators 4 ergibt.These are the three switches 7 intended. This results in a new RC element as a reference unit 6 whose time constant is the resistance of the reference resistor 3 and the capacitance of the reference capacitor 4 results.

Die Referenzeinheit 6 ergibt sich somit vorteilhafterweise aus den bereits vorhandenen Bauteilen, so dass sich eine weitere Messung und somit ein höheres Maß an Genauigkeit ohne zusätzliche Kosten (bis auf die Schalter 7) ergibt. Für die Überprüfung der Taktfrequenz des Mikroprozessors 5 wird hier die Referenzeinheit 6 passend angesteuert. Bei den Referenzelementen 3, 4 handelt es sich vorzugsweise um Präzisionsbauteile. Ein Vorteil besteht überdies darin, dass für die Messung der beiden Prozessgrößen Temperatur und Feuchtigkeit und für die Überwachung der Takteinheit 5 stets das gleiche Messprinzip angewendet wird.The reference unit 6 thus results advantageously from the already existing components, so that a further measurement and thus a higher degree of accuracy without additional costs (except for the switch 7 ). For checking the clock frequency of the microprocessor 5 here becomes the reference unit 6 suitably controlled. For the reference elements 3 . 4 they are preferably precision components. Another advantage is that it measures the temperature and humidity of the two process variables and the clock unit 5 always the same measuring principle is used.

Weicht der für die Zeitkonstante der Referenzeinheit 6 gemessene Wert von dem hinterlegten Wert, welcher sich aus der Dimensionierung der beteiligten Referenzelemente 3, 4 ergibt, ab, und kann davon ausgegangen werden, dass die Referenzelemente 3, 4 sich nicht verändert haben, so lässt sich daraus schlussfolgern, dass die Taktrate bzw. die Frequenz der Takteinheit 5 nicht mehr mit dem entsprechend dafür hinterlegten Wert übereinstimmt. Diese Abweichung bzw. der neu ermittelte Wert kann dann wiederum für die genauere Auswertung der Zeitkonstanten der beiden Messzweige 1, 2 verwendet werden.Diverge for the time constant of the reference unit 6 measured value of the stored value, which results from the dimensioning of the participating reference elements 3 . 4 results, and can be assumed that the reference elements 3 . 4 have not changed, it can be concluded that the clock rate or the frequency of the clock unit 5 no longer matches the corresponding value. This deviation or the newly determined value can in turn be used for the more accurate evaluation of the time constants of the two measuring branches 1 . 2 be used.

Die Erfindung erlaubt es somit beispielsweise, dass Takteinheiten generell oder speziell Mikroprozessoren leichter ausgetauscht oder ersetzt werden können, da durch die Erfindung ihre Taktung sehr genau auszumessen ist. In einer Ausgestaltung sind zumindest zwei Takteinheiten vorgesehen. In dem Fall, dass die Frequenz bzw. Taktrate einer der beiden Takteinheiten unterhalb eines bestimmten Wertes sinkt, wird auf die andere Takteinheit umgeschaltet, so dass diese für die weiteren Messungen aktiv ist. In einer weiteren Ausgestaltung wird in dem Fall, dass eine Abweichung der ermittelten Taktrate außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, ein Alarm- bzw. Fehlersignal erzeugt und beispielsweise an eine übergeordnete Einheit übergeben.The invention thus allows, for example, that clock units in general or especially microprocessors can be replaced or replaced more easily, since the clocking of the invention can be measured very precisely. In one embodiment, at least two clock units are provided. In the event that the frequency or clock rate of one of the two clock units falls below a certain value, it is switched to the other clock unit, so that it is active for the further measurements. In a further embodiment, in the event that a deviation of the determined clock rate is outside a predetermined tolerance range, an alarm or error signal is generated and, for example, to a higher-level unit to hand over.

11
Erster Messzweigfirst measuring branch
22
Zweiter Messzweigsecond measuring branch
33
Referenzelementreference element
44
Referenzelementreference element
55
Takteinheitclock unit
66
Referenzeinheitreference unit
77
Schalterswitch
1111
Messkondensatormeasuring capacitor
1212
Messwiderstandmeasuring resistor

Claims (14)

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem ersten Messzweig (1), welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement (3) und/oder ein elektronisches Messelement (11) aufweist, mit mindestens einem zweiten Messzweig (2), welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement (4) und/oder ein elektronisches Messelement (12) aufweist, und wobei mindestens ein elektronisches Element (3, 11) des ersten Messzweiges (1) und mindestens ein elektronisches Element (4, 12) des zweiten Messzweiges (2) derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit (6) mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt.Device for determining and / or monitoring at least one process variable, with at least one first measuring branch ( 1 ), which has at least one electronic reference element ( 3 ) and / or an electronic measuring element ( 11 ), with at least one second measuring branch ( 2 ), which has at least one electronic reference element ( 4 ) and / or an electronic measuring element ( 12 ), and wherein at least one electronic element ( 3 . 11 ) of the first measuring branch ( 1 ) and at least one electronic element ( 4 . 12 ) of the second measuring branch ( 2 ) are interconnectable such that a reference unit ( 6 ) with at least one known characteristic. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzelement (3) des ersten Messzweiges (1) und das Referenzelement (4) des zweiten Messzweiges (2) derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit (6) mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt.Device according to claim 1, characterized in that the reference element ( 3 ) of the first measuring branch ( 1 ) and the reference element ( 4 ) of the second measuring branch ( 2 ) are interconnectable such that a reference unit ( 6 ) with at least one known characteristic. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Takteinheit (5) vorgesehen ist, welche zumindest eine Frequenz erzeugt, und dass die Referenzeinheit (6) mindestens eine Zeitkonstante aufweist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that at least one clock unit ( 5 ) is provided, which generates at least one frequency, and that the reference unit ( 6 ) has at least one time constant. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Takteinheit (5) um einen Mikroprozessor oder um einen Mikrocontroller oder um einen Schwingkreis handelt.Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that it is in the clock unit ( 5 ) is a microprocessor or a microcontroller or a resonant circuit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messzweig (1) der Ausmessung eines kapazitiven Messwertgebers (11) dient.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first measuring branch ( 1 ) the measurement of a capacitive transmitter ( 11 ) serves. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messzweig (1) mindestens ein RC-Glied umfasst.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first measuring branch ( 1 ) comprises at least one RC element. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Messzweig (2) der Ausmessung eines Messwiderstandes (12) dient.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second measuring branch ( 2 ) the measurement of a measuring resistor ( 12 ) serves. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Messzweig (2) mindestens ein RC-Glied umfasst.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second measuring branch ( 2 ) comprises at least one RC element. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Referenzelement (3) des ersten Messzweiges (1) um einen elektrischen Widerstand handelt, und dass es sich bei dem Referenzelement (4) des zweiten Messzweiges (2) um eine elektrische Kapazität handelt.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is in the reference element ( 3 ) of the first measuring branch ( 1 ) is an electrical resistance, and that it is in the reference element ( 4 ) of the second measuring branch ( 2 ) is an electrical capacity. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messzweig (1) der Messung der Feuchtigkeit dient, und dass der zweite Messzweig (2) der Messung der Temperatur dient.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first measuring branch ( 1 ) of the measurement of moisture, and that the second measuring branch ( 2 ) is used to measure the temperature. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzeinheit (6) mindestens ein RC-Glied umfasst.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the reference unit ( 6 ) comprises at least one RC element. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Takteinheit (5) mindestens der Auswertung des Aufladevorganges und/oder des Entladevorganges des ersten Messzweiges (1) und/oder des zweiten Messzweiges (2) dient.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the clock unit ( 5 ) at least the evaluation of the charging process and / or the discharging process of the first measuring branch ( 1 ) and / or the second measuring branch ( 2 ) serves. Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit (5), wobei die Takteinheit (5) mit mindestens einem ersten Messzweig (1) und einem zweiten Messzweig (2) verbunden ist, wobei jeder Messzweig (1, 2) mindestens ein Referenzelement (3, 4) und/oder mindestens ein Messelement (11, 12) aufweist, wobei mindestens ein Element (3, 11) aus dem ersten Messzweig (1) und mindestens ein Element (4, 12) aus dem zweiten Messzweig (2) derartig zusammengeschaltet werden, dass sich eine Referenzeinheit (5) ergibt, welche durch mindestens eine bekannte Zeitkonstante gekennzeichnet ist, wobei unter Verwendung der Takteinheit (5) eine Zeitkonstante der Referenzeinheit (5) ermittelt wird, und wobei die bekannte Zeitkonstante und die ermittelte Zeitkonstante miteinander verglichen werden.Method for determining and / or monitoring a frequency of a clock unit ( 5 ), wherein the clock unit ( 5 ) with at least one first measuring branch ( 1 ) and a second measuring branch ( 2 ), each measuring branch ( 1 . 2 ) at least one reference element ( 3 . 4 ) and / or at least one measuring element ( 11 . 12 ), wherein at least one element ( 3 . 11 ) from the first measuring branch ( 1 ) and at least one element ( 4 . 12 ) from the second measuring branch ( 2 ) are interconnected in such a way that a reference unit ( 5 ), which is characterized by at least one known time constant, using the clock unit ( 5 ) a time constant of the reference unit ( 5 ), and wherein the known time constant and the determined time constant are compared with each other. Verfahren nach Anspruch 13, wobei jeder Messzweig (1, 2) mindestens ein Referenzelement (3, 4) aufweist, wobei mindestens die zwei Referenzelemente (3, 4) der beiden Messzweige (1, 2) derartig zusammengeschaltet werden, dass sich eine Referenzeinheit (5) ergibt, welche durch mindestens eine bekannte Zeitkonstante gekennzeichnet ist.The method of claim 13, wherein each measurement branch ( 1 . 2 ) at least one reference element ( 3 . 4 ), wherein at least the two reference elements ( 3 . 4 ) of the two measuring branches ( 1 . 2 ) are interconnected in such a way that a reference unit ( 5 ), which is characterized by at least one known time constant.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107167262A (en) * 2017-06-19 2017-09-15 江苏师范大学 A kind of digital temperature detection circuit based on DSP

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0318461A2 (en) * 1982-08-12 1989-05-31 Omron Tateisi Electronics Co. Measuring circuit device
US4907449A (en) * 1986-10-31 1990-03-13 A.I.R., Inc. Meteorological data encoder for measuring atmospheric conditions
DE4202137C2 (en) * 1992-01-27 1994-02-24 Hygrometric Dr Brokmann Resistance and capacitance measurement circuit
EP1637875A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-22 Fondazione Torino Wireless A multi-frequency capacitive measurement device and a method of operating the same
DE69935760T2 (en) * 1998-02-19 2007-08-16 Tokyo Electron Ltd. DEVICE AND METHOD FOR THE IMPEDANCE DETECTION

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4431962A (en) * 1982-03-11 1984-02-14 Honeywell, Inc. Capacitor monitoring by single resistor adjustment
DE3238507A1 (en) * 1982-10-18 1984-04-19 Honeywell Gmbh, 6050 Offenbach MEASURING AND LINEARIZING CIRCUIT FOR A CAPACITIVE PROBE
US4558595A (en) * 1985-03-29 1985-12-17 Honeywell Inc. Capacitance monitoring bridge circuit for an enthalpy responsive device
GB8713839D0 (en) * 1987-06-12 1987-07-15 Turnright Controls Sensors
US4841458A (en) 1987-07-07 1989-06-20 Honeywell, Incorporated Analog to digital conversion by measuring the ratio of RC time constants
US5343156A (en) * 1992-04-15 1994-08-30 Nat Semiconductor Corp IC for producing an output voltage related to fuel composition in a capacitive fuel sensor
DE19744152A1 (en) 1997-10-07 1999-04-29 Ifm Electronic Gmbh Circuit arrangement for detecting the capacitance or a change in capacitance of a capacitive circuit or component
DE50206677D1 (en) 2002-10-18 2006-06-08 Siemens Schweiz Ag Method for recording the humidity with capacitive humidity measuring element
DE102004006020A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-25 E + E Elektronik Ges.M.B.H. Circuit arrangement for capacitive humidity measurement and method for operating the same
DE102005062005A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Innovative Sensor Technology Ist Ag Device for determining and/or monitoring process parameter(s), especially moisture or temperature, has supply channel(s) configured, positioned and adapted to sensor unit so medium passes through channel(s) essentially only to sensor unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0318461A2 (en) * 1982-08-12 1989-05-31 Omron Tateisi Electronics Co. Measuring circuit device
US4907449A (en) * 1986-10-31 1990-03-13 A.I.R., Inc. Meteorological data encoder for measuring atmospheric conditions
DE4202137C2 (en) * 1992-01-27 1994-02-24 Hygrometric Dr Brokmann Resistance and capacitance measurement circuit
DE69935760T2 (en) * 1998-02-19 2007-08-16 Tokyo Electron Ltd. DEVICE AND METHOD FOR THE IMPEDANCE DETECTION
EP1637875A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-22 Fondazione Torino Wireless A multi-frequency capacitive measurement device and a method of operating the same

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