DE102017223804A1 - Batterieloses Zubehörteil eines Datenübertragungsmoduls für tragbare und handgehaltene Metrologievorrichtungen - Google Patents

Batterieloses Zubehörteil eines Datenübertragungsmoduls für tragbare und handgehaltene Metrologievorrichtungen Download PDF

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Abstract

Es wird ein Datenübertragungsmodul als batterieloses Zubehörteil zum Anbringen an tragbaren Metrologievorrichtungen (z.B. an handgehaltenen digitalen Messschiebern, Mikrometern, Indikatoren usw.) bereitgestellt. Statt die Batterieressourcen der Metrologievorrichtungen zu verwenden, verwendet das Datenübertragungsmodul Energie, die drahtlos von einem entfernten Datenknoten (z.B. einem Computersystem, einer Anzeige usw.) gewonnen wird, um die Übertragung von Messdatensignale an den entfernten Datenknoten mit Energie zu versorgen. Das Datenübertragungsmodul kann genug Energie empfangen, wenn es sich relativ nahe an dem entfernten Datenknoten befindet, wie etwa wenn sich ein Benutzer in der Nähe des entfernten Datenknotens befindet, wenn er die Metrologievorrichtung betätigt, um Dimensionsmessungen eines Werkstücks zu erzielen. Ein drahtloser Datengenerator des Datenübertragungsmoduls kann konfiguriert sein, um Messdatensignale drahtlos zu übermitteln unter Verwendung von: der gewonnenen Energie; oder einer modulierten Reflexion von oder einer Kopplung mit einem empfangenen Energieversorgungsfeld von dem entfernten Datenknoten; oder einer Kombination davon.

Description

  • KREUZVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der US-Patentanmeldung Nr. 14/521,330 unter dem Titel „MEASUREMENT TRANSMISSION SYSTEM FOR HANDHELD METROLOGY TOOLS“, eingereicht am 22. Oktober 2104, deren Offenbarung hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird.
  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Metrologiesysteme und genauer gesagt ein batterieloses Zubehörteil eines Datenübertragungsmoduls zum drahtlosen Übermitteln von Messdaten von einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung an einen entfernten Datenknoten.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Diverse batteriebetriebene tragbare (z.B. handgehaltene) Messvorrichtungen sind derzeit verfügbar. Ein Beispiel einer derartigen batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung ist ein Wegmessinstrument, wie etwa ein handgehaltener elektronischer Messschieber, der verwendet werden kann, um präzise Messungen der physischen Dimensionen von Objekten vorzunehmen (z.B. Messen von bearbeiteten Teilen, um sicherzustellen, dass sie Toleranzanforderungen erfüllen). Beispielhafte elektronische Messschieber werden in den gemeinsam übertragenen US-Patenten Nr. RE37,490, 5,574,381 und 5,973,494 offenbart, die hier jeweils zur Bezugnahme vollständig übernommen werden.
  • Je weniger Energie diese Messschieber oder anderen batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtungen verwenden, desto weniger Batterien erfordern sie im Allgemeinen und desto länger funktionieren sie, bevor die Batterien ausgetauscht oder aufgeladen werden müssen. Das Reduzieren der Energieanforderungen derartiger Vorrichtungen über die aktuellen „Mikrowatt-“ Pegel hinaus, ist jedoch eine komplizierte Aufgabe. Derartige Vorrichtungen müssen hochgenaue Messungen vornehmen, und die komplexen Signalverarbeitungstechniken, die für derartige Vorrichtungen entwickelt wurden, neigen dazu, den Prozess der Auslegung von Schaltungen, die sowohl die gewünschte Richtigkeit erreichen als auch mit niedrigen Spannungs- und Energiepegeln funktionieren, zu erschweren. Zudem können im Vergleich zu den grundlegenden Betriebs- und Messanforderungen gewisse Funktionen (z.B. die drahtlose Übertragung von Messdaten) erhebliche Energieressourcen benötigen. Zusätzlich zu den Energieanforderungen für diese Funktionen kann die Zuverlässigkeit oder die Vorhersehbarkeit der Messungen durch diverse Faktoren beeinflusst werden (z.B. eine versehentliche Bewegung der Backen des Messschiebers, während die Funktion ausgeführt wird). Es besteht ein Bedarf daran, die Fähigkeit zu verbessern, Funktionen, wie etwa die drahtlose Übertragung von Messdaten, auf eine Art auszuführen, die sicherstellt, dass die gewünschten Messdaten übertragen werden, und die dabei die Entladung der Batterie der tragbaren Messvorrichtung minimiert.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die vorliegende Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorzustellen, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Die vorliegende Kurzdarstellung ist nicht dazu gedacht, Hauptmerkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, und ist auch nicht dazu gedacht, als ein Hilfsmittel beim Bestimmen des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet zu werden.
  • Basierend auf dem zuvor angesprochenen Bedarf und den zusätzlichen Bedürfnissen und Problemen, die nachstehend noch in der Einleitung zu 7 bis 11 angesprochen werden, wird man verstehen, dass es wünschenswert wäre, dass ein drahtloses Datenübertragungsmodul mehr oder weniger ununterbrochen funktioniert und Messdaten bereitstellt, ohne Batterieenergie oder eine manuelle Betätigung zu benötigen. Es wäre wünschenswert, dass ein drahtloses Datenübertragungsmodul in der Lage ist, auf eine entfernte Anfrage für Messdaten von einem entfernten Datenknoten zu antworten, und/oder Messdaten einfach automatisch oder halbautomatisch überträgt, wenn sich ein derartiger entfernter Datenknoten in der Nähe des drahtlosen Datenübertragungsmoduls befindet. Es wäre wünschenswert, dass das drahtlose Datenübertragungsmodul kompakt, leicht und mit diversen handgehaltenen, batteriebetriebenen, tragbaren Messvorrichtungen ergonomisch kompatibel und leicht zu verwenden ist, und auch mit batteriebetriebenen Messvorrichtungen, die in Maschinen an unpraktischen Stellen verbaut sind, betriebsfähig ist. Es wäre wünschenswert, dass das drahtlose Datenübertragungsmodul in einem Bereich von praktischen Entfernungen von dem entfernten Datenknoten funktioniert. Diese und andere Überlegungen sind Anlass zu Folgendem:
  • Es wird ein Datenübertragungsmodul zum Eingeben von Messdaten aus einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung und zum drahtlosen Senden entsprechender Messdatensignale an einen entfernten Datenknoten bereitgestellt. Der entfernte Datenknoten ist konfiguriert, um mindestens ein Energieversorgungsfeld zu generieren (z.B. um Energie für das Datenübertragungsmodul bereitzustellen) und um die Messdatensignale von dem Datenübertragungsmodul drahtlos zu empfangen. Bei diversen Umsetzungen umfasst das Datenübertragungsmodul einen Gehäuseabschnitt, einen Feldempfänger, einen drahtlosen Datengenerator und eine Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung. Der Gehäuseabschnitt ist konfiguriert, um mit der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung physisch gekoppelt zu werden. Der Feldempfänger ist konfiguriert, um das Energieversorgungsfeld von dem entfernten Datenknoten zu empfangen. Der drahtlose Datengenerator übermittelt die Messdatensignale drahtlos an den entfernten Datenknoten. Die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung umfasst einen Datenstecker, der konfiguriert ist, um mit einem Datenstecker an der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung gekoppelt zu werden.
  • Bei diversen Umsetzungen ist die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung konfiguriert, um diverse Vorgänge, wie etwa die folgenden, auszuführen. Es kann Energie gewonnen werden, wie sie etwa durch den Feldempfänger empfangen wird, mindestens ein Teil der gewonnenen Energie kann in dem Datenübertragungsmodul gespeichert werden, und die gewonnene Energie kann verwaltet werden. Eine Kommunikationsverbindung kann mit dem entfernten Datenknoten hergestellt werden. Die Messdaten von der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung können über den Datenstecker eingegeben werden, und Messdatensignale, die den eingegebenen Messdaten entsprechen, können unter Verwendung des drahtlosen Datengenerators drahtlos an den entfernten Datenknoten gesendet werden.
  • Bei diversen Umsetzungen kann die batteriebetriebene tragbare Messvorrichtung durch eine Batterie betrieben werden, die nicht Teil des Datenübertragungsmoduls ist und die nicht als Energieversorgung mit dem Datenübertragungsmodul verbunden ist, und die konfiguriert ist, um zu funktionieren und die Messdaten an einer eigenständigen Anzeige anzuzeigen, und zwar unabhängig davon, die batteriebetriebene tragbare Messvorrichtung mit dem Datenübertragungsmodul gekoppelt ist. Bei diversen Umsetzungen kann der drahtlose Datengenerator konfiguriert sein, um die Messdatensignale drahtlos an den entfernten Datenknoten zu senden, und zwar nur unter Verwendung von a) der gewonnenen Energie oder b) einer modulierten Reflexion von oder einer Kopplung mit dem empfangenen Energieversorgungsfeld von dem entfernten Datenknoten oder c) einer Kombination von a) und b).
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Messwertübertragungssystems, das mit einer handgehaltenen Messvorrichtung gekoppelt ist und Messdaten drahtlos an ein entferntes System überträgt;
    • 2A und 2B Diagramme eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Messwertübertragungssystems, das mit einer handgehaltenen Messvorrichtung gekoppelt ist, um Messdaten drahtlos an ein entferntes System zu übertragen;
    • 3 ein Diagramm einer perspektivischen Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Messwertübertragungssystems, das mit einer handgehaltenen Messvorrichtung gekoppelt ist;
    • 4 ein Diagramm einer perspektivischen Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines Messwertübertragungssystems, das mit einer handgehaltenen Messvorrichtung mit einem vertieften Abschnitt zum Aufnehmen des Messwertübertragungssystems gekoppelt ist;
    • 5 ein Diagramm einer vorderen Aufrissansicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines Messwertübertragungssystems, das in einer handgehaltenen Messvorrichtung zum drahtlosen Übertragen von Messdaten an ein entferntes System untergebracht ist; und
    • 6 ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel von Schaltungsabschnitten eines Messwertübertragungssystems, einer handgehaltenen Messvorrichtung und eines entfernten Systems abbildet.
    • 7 ein Blockdiagramm einer sechsten beispielhaften Umsetzung eines Datenübertragungsmoduls, das mit einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung gekoppelt ist, und Messdaten drahtlos an einen entfernten Datenknoten drahtlos übermittelt;
    • 8A bis 8C Blockdiagramme, die beispielhafte Umsetzungen von diversen Modi der Energieversorgungsfeldkopplung und der Datenübertragung zwischen einem Datenübertragungsmodul und einem entfernten Datenknoten abbilden;
    • 9A ein Diagramm einer perspektivischen Ansicht einer siebten beispielhaften Umsetzung eines Datenübertragungsmoduls;
    • 9B ein Diagramm einer perspektivischen Ansicht einer achten beispielhaften Umsetzung eines Datenübertragungsmoduls;
    • 10 ein Ablaufschema, das eine beispielhafte Umsetzung einer Routine zum Verwenden eines Datenübertragungsmoduls abbildet, um Messdatensignale von einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung drahtlos an einen entfernten Datenknoten zu senden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Messsystems 10, das ein erstes Ausführungsbeispiel eines Messwertübertragungssystems 150 umfasst, das mit einer handgehaltenen Messvorrichtung 101 gekoppelt ist und Messdaten von der handgehaltenen Messvorrichtung 101 drahtlos an ein entferntes System 180 überträgt. Die übertragenen Messdaten TMD1 können eine oder mehrere Messungen (z.B. eine gemessene Dimension MD1) eines Werkstücks WP betreffen, die mit der handgehaltenen Messvorrichtung 101 vorgenommen wird bzw. werden. Das entfernte System 180 kann ein Computersystem 182 umfassen, das mit einer Tastatur 184 und einem Monitor 186 und/oder anderen Ein- oder Ausgabevorrichtungen betriebsfähig verbunden ist. Eine Darstellung der Messdaten von der handgehaltenen Messvorrichtung 101 kann an einer Anzeige 109 der handgehaltenen Messvorrichtung 101 und/oder an dem Monitor 186 des entfernten Systems 180 angezeigt werden.
  • Das Messwertübertragungssystem 150 kann eine Antenne 161 zum drahtlosen Übertragen der Messdaten umfassen, und das entfernte System 180 kann eine Antenne 181 zum Empfangen der übertragenen Messdaten TMD1 umfassen. Bei diversen Umsetzungen kann das entfernte System 180, nachdem die übertragenen Messdaten TMD1 erfolgreich empfangen wurden, die Antenne 181 verwenden, um ein Signal STS1 einer erfolgreichen Übertragung drahtlos zu senden, das an der Antenne 161 des Messwertübertragungssystems 150 empfangen werden kann. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, kann das Messwertübertragungssystem 150 bei diversen Umsetzungen, nachdem ein Signal STS1 einer erfolgreichen Übertragung empfangen wurde, oder nachdem eine Übertragung erfolgreich anderweitig überprüft wurde, diverse Vorgänge ausführen (z.B. Vorgänge zum Beenden eines Sendezyklus ausführen, um eine drahtlose Übertragung zu unterlassen, Vorgänge zum Freigeben der Datenhaltung ausführen, um einen Datenhaltezustand zu beenden, eine Benachrichtigung an einer Anzeige bereitstellen, die angibt, dass die Übertragung erfolgreich war, usw.).
  • Wie es nachstehend ebenfalls ausführlicher beschrieben wird, kann das Messwertübertragungssystem 150 bei diversen Umsetzungen einen Energieerzeugungsabschnitt umfassen, der Arbeit, die von einem Benutzer geleistet wird (z.B. Betätigen eines Energieerzeugungsauslösers, wie etwa einer Taste, eines Schiebers, eines Hebels usw.), in elektrische Energie zum drahtlosen Übertragen der Messdaten an das entfernte System 180 umwandelt. Man wird verstehen, dass die drahtlose Übertragung von Daten ansonsten erhebliche Batterieressourcen bei handgehaltenen Präzisionsmessvorrichtungen verwenden kann, und dass durch das Betreiben der drahtlosen Übertragung mit einem getrennten Energieerzeugungsabschnitt derartige erhebliche Entladungen der Hauptbatterie vermieden werden können. Bei diversen Umsetzungen kann das Messwertübertragungssystem 180 zusätzlich oder alternativ einen Datenhaltungsauslöser umfassen, das durch einen Benutzer manuell betätigt werden kann, um Vorgänge auszulösen, die einen Datenhaltezustand einleiten, der einen Satz von Messdaten festhält, der für eine nachfolgende drahtlose Übertragung an das entfernte System 180 zu verwenden ist. Man wird verstehen, dass ein Datenhaltezustand diverse Vorteile bieten kann, wie etwa das Ermöglichen, dass ein Benutzer die Messdaten zeitweilig speichert und an einer Anzeige (z.B. des Messwertübertragungssystems und/oder der Anzeige 109) überprüft, dass der Messwert wie erwartet ist (z.B. für den Fall, dass die Messschieberbacken versehentlich bewegt werden, wenn die Energieerzeugungs- und/oder Übertragungsauslöser oder andere Elemente von dem Benutzer betätigt werden).
  • 2A und 2B sind Diagramme eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Messwertübertragungssystems 250, das mit einer handgehaltenen Messvorrichtung 201 gekoppelt ist und Messdaten drahtlos an ein entferntes System (z.B. das entfernte System 180 aus 1) überträgt. Man wird verstehen, dass das Messwertübertragungssystem 250 gewisse Kennzeichen aufweisen kann, die ähnlich wie die des Messwertübertragungssystems 150 aus 1 sind, und es versteht sich, dass es ähnlich funktioniert, soweit nachstehend nicht anders beschrieben. Bei der Ausführungsform aus 2A ist die handgehaltene Messvorrichtung 201 ein Messschieber, der in der Lage ist, Messdaten auszugeben, die aus einer Messung eines Werkstücks WP erzielt werden (die beispielsweise einer gemessenen Dimension MD2 des Werkstücks WP entsprechen). Das Messwertübertragungssystem 250 umfasst einen ersten Auslöser 255 (z.B. eine Taste), der bei diversen Umsetzungen Funktionen als Energieerzeugungsauslöser, als Übertragungsauslöser und/oder als Datenhaltungsauslöser, bereitstellen kann, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
  • Bei diversen Umsetzungen kann der erste Auslöser 255 Teil eines Übertragungsaktivierungsabschnitts TAP2 und/oder eines Energieerzeugungsabschnitts EGP2 sein. Wie beispielsweise in 2B abgebildet, kann ein Übertragungsaktivierungsabschnitt TAP2 als den ersten Auslöser 255 (z.B. als Übertragungsauslöser bezeichnet sein) und Abschnitte von Schaltungen 253A und 253B auf einer Leiterplattenbaugruppe 251 umfassend bezeichnet sein. Ein dazugehöriger ausgangsseitiger drahtloser Übertragungsabschnitt WTP an der Leiterplattenbaugruppe 251 kann als Abschnitte von Schaltungen 253B und eine Antenne 261 umfassend bezeichnet sein. Beispiele der Schaltungen 253A und 253B werden nachstehend mit Bezug auf 6 ausführlicher beschrieben. Für den Betrieb des Übertragungsaktivierungsabschnitts TAP2 können Schaltfunktionen in den Schaltungen 253A dadurch aktiviert werden, dass ein Benutzer den ersten Auslöser 255 betätigt, um Vorgänge auszulösen, die einen Sendebetriebszyklus umfassen, die das Verwenden der Schaltungen 253B, die mit der Antenne 261 gekoppelt sind, zum drahtlosen Übertragen der Messdaten an ein entferntes System umfassen.
  • Wie ferner in 2A und 2B abgebildet, kann ein Energieerzeugungsabschnitt EGP2 als den ersten Auslöser 255 (der beispielsweise als Energieerzeugungsauslöser bezeichnet ist), ein Arbeitsumwandlungselement WCE und Abschnitte von Schaltungen 253A umfassend bezeichnet sein. Für den Betrieb des Energieerzeugungsabschnitts EGP2 kann der erste Auslöser 255 durch einen Benutzer manuell betätigt werden und ist konfiguriert, um Arbeit an dem Arbeitsumwandlungselement WCE (z.B. einem piezoelektrischen Element, wie etwa einer Folie oder einem Zünder, einem elektromagnetischen Generator usw.) zu leisten. Obwohl der erste Auslöser 255 in 2A als Taste dargestellt ist, wird man verstehen, dass bei anderen Umsetzungen alternative Elemente (z.B. Schieber, Hebel usw.) verwendet werden können, die verwendet werden können, um Arbeit an entsprechenden Arbeitsumwandlungselementen zu leisten. Das Arbeitsumwandlungselement WCE wandelt Arbeit in elektrische Energie um, die verwendet wird, um mindestens den ausgangsseitigen drahtlosen Übertragungsabschnitt WTP (der beispielsweise Abschnitte der Schaltungen 253B und die Antenne 261 umfasst) mit Energie zu versorgen, um die Messdaten drahtlos an das entfernte System zu übertragen.
  • Bei einer Umsetzung kann ein einziger Sendebetriebszyklus des Übertragungsaktivierungsabschnitts TAP2 eine erste Energiemenge verbrauchen, und der Energieerzeugungsabschnitt EGP2 kann derart konfiguriert sein, dass ein einziger Betätigungszyklus des Energieerzeugungsauslösers 255 eine zweite elektrische Energiemenge erzeugt, die größer als die erste Energiemenge ist. Mit anderen Worten können bei der Umsetzung aus 2 die gesamten Vorgänge des Messwertübertragungssystems 250 einem Benutzer ermöglichen, die Auslösetaste 255 ein einziges Mal zu drücken, um sowohl die drahtlose Übertragung der Messdaten auszulösen als auch genug elektrische Energie zu generieren, um die drahtlose Übertragung mit Energie zu versorgen.
  • Bei diversen Umsetzungen kann der erste Auslöser 255 zudem oder alternativ Funktionen als Datenhaltungsauslöser bereitstellen. Bei derartigen Umsetzungen kann der erste Auslöser 255 durch einen Benutzer manuell betätigt werden, um Vorgänge auszulösen, die einen Datenhaltezustand einleiten, der einen Satz von Messdaten festhält, der für eine anschließende drahtlose Übertragung an das entfernte System zu verwenden ist. Bei einer Umsetzung kann die handgehaltene Messvorrichtung 201 eine Messwertanzeige 209 und einen Haltebetriebsmodus umfassen, der das Festhalten eines aktuellen Messwerts an der Messwertanzeige 209 umfasst. Bei einer derartigen Umsetzung können die Vorgänge, die einen Datenhaltezustand einleiten, der einen Satz von Messdaten festhält, das Auslösen des Haltebetriebsmodus der handgehaltenen Messvorrichtung 201 über einen vorrichtungsseitigen Datenverbindungsabschnitt DCP2 (der beispielsweise eine Buchse 219 umfasst) umfassen, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Bei einer alternativen Umsetzung können die Vorgänge, die einen Datenhaltezustand einleiten, der einen Satz von Messdaten festhält, das zeitweilige Speichern des Satzes von Messdaten in einem Speicher MEM2 der Schaltungen 253A des Messwertübertragungssystems 250 zur anschließenden drahtlosen Übertragung an das entfernte System umfassen.
  • Bei einer Umsetzung kann der Sendebetriebszyklus ferner Vorgänge zum Freigeben der Datenhaltung umfassen, die nach dem erfolgreichen Übertragen der Messdaten ausgeführt werden und die den Datenhaltezustand beenden. Wie beispielsweise zuvor mit Bezug auf 1 beschrieben, kann das entfernte System 180, nachdem es die drahtlose Übertragung der Messdaten empfangen hat, ein Signal STS1 „Übertragung erfolgreich“ an das Messwertübertragungssystem 250 zurücksenden. In diesem Fall kann das Messwertübertragungssystem 150, nachdem das Signal STS1 der erfolgreichen Übertragung empfangen wurde, Vorgänge zum Freigeben der Datenhaltung ausführen, um den Datenhaltezustand zu beenden. Man wird verstehen, dass diese Funktionalität eine Möglichkeit bieten kann, bei der ein Benutzer informiert werden kann, wenn die Messdatenübertragung erfolgreich fertiggestellt wurde, und dass eine andere Messung vorgenommen werden kann, indem die Messung, die an der Messwertanzeige 209 angegeben wird, festgehalten bleiben kann, bis der Prozess fertiggestellt ist.
  • Bei einer Umsetzung kann der Sendebetriebszyklus ferner Vorgänge zum Beenden eines Sendezyklus umfassen, die nach dem erfolgreichen Übertragen der Messdaten ausgeführt werden und die mindestens einige Vorgänge des Messwertübertragungssystems 250 beenden, bis ein Auslöser (z.B. Auslöser 255) des Messwertübertragungssystems 250 wieder durch einen Benutzer manuell betätigt wird. Der Energieverbrauch kann reduziert werden, und die Rechenkapazität kann während dieser Beendigungsvorgänge erhalten bleiben. Das Messwertübertragungssystem 250 kann zusätzlich zu dem drahtlosen Übertragungsabschnitt WTP auch als einen drahtlosen Empfangsabschnitt WRP umfassend bezeichnet werden (der beispielsweise die Antenne 261 und Abschnitte der Schaltungen 253B umfasst), wobei die Vorgänge zum Beenden eines Sendezyklus nach dem Empfangen eines Signals STS1 der erfolgreichen Übertragung von dem entfernten System 180 ausgeführt werden können, wie zuvor beschrieben. Das Messwertübertragungssystem kann zudem oder alternativ befähigt sein, um einem Benutzer eine Fehlernachricht bereitzustellen, falls die Übertragung der Messdaten nicht erfolgreich ist (z.B. falls innerhalb eines gewissen Zeitraums nach der Einleitung der drahtlosen Messdatenübertragung kein Signal einer erfolgreichen Übertragung von dem entfernten System empfangen wird).
  • Bei einer Umsetzung, bei welcher der erste Auslöser 255 mehrere Funktionen als Übertragungsauslöser, Energieerzeugungsauslöser und/oder Datenhaltungsauslöser bereitstellt, können zustandsabhängige Vorgänge verwendet werden. Beispielsweise können bei einer Umsetzung zustandsabhängige Vorgänge angeben, dass ein Benutzer den Auslöser 255 einmal betätigt (z.B. die Taste 255 drückt), um Vorgänge auszulösen, die den Datenhaltezustand einleiten, und dann den Auslöser 255 wieder betätigt, um den Satz von Vorgängen auszulösen, der den Sendebetriebszyklus umfasst, und/oder um Energie zum Ausführen der Datenübertragung zu erzeugen. Bei einer derartigen Umsetzung kann das erste Drücken der Taste 255 die Messdaten festhalten (für die der Benutzer beispielsweise die Richtigkeit der Messung an einer Anzeige überprüfen könnte und eine weitere Bewegung der Bestandteile der handgehaltenen Messvorrichtung 201 die Messung nicht versehentlich ändern würde), wonach das zweite Drücken der Taste 255 die festgehaltenen/überprüften Messdaten drahtlos an das entfernte System übertragen würde. Wie zuvor beschrieben, kann bei einer Umsetzung ein Signal STS1 einer erfolgreichen Übertragung, das von dem entfernten System 180 zurückerhalten wird, dann ein Lösen des Datenhaltezustands und/oder ein Bereitstellen einer Angabe an einer Anzeige, dass die Übertragung erfolgreich war, auslösen. Anschließend kann eine andere Messung vorgenommen und übertragen werden, indem der gleiche Ablauf befolgt wird, beginnend mit einem ersten Drücken der Taste 255, um die neuen Messdaten festzuhalten, wonach das zweite Drücken der Taste 255 die drahtlose Übertragung der neuen Messdaten auslösen kann.
  • Bei diversen Umsetzungen kann ein zweiter Auslöser 257 alternativ bereitgestellt werden, um Funktionen als Übertragungsauslöser und/oder Datenhaltungsauslöser bereitzustellen. Während beispielsweise der erste Auslöser 255 mit dem dazugehörigen Arbeitsumwandlungselement WCE verwendet werden kann, um Arbeit in elektrische Energie umzuwandeln, kann der zweite Auslöser 257, der mit den Schaltungen 253A gekoppelt ist, bei einer Umsetzung verwendet werden, um eine Schaltfunktion auszuführen, um als Übertragungsauslöser und/oder Datenhaltungsauslöser zu dienen. Bei einer Umsetzung, bei welcher der zweite Auslöser 257 Funktionen als Übertragungsauslöser ausführt, kann bei einer Konfiguration ein Benutzer zuerst den ersten Auslöser 255 betätigen, um elektrische Energie zu erzeugen, um die drahtlose Übertragung mit Energie zu versorgen, und kann dann den zweiten Auslöser 257 betätigen, um die drahtlose Übertragung der Messdaten auszulösen. Bei einer Umsetzung, bei welcher der zweite Auslöser 257 Funktionen als Datenhaltungsauslöser ausführt, kann ein Benutzer bei einer Konfiguration zuerst den zweiten Auslöser 257 betätigen, um die Messdaten festzuhalten, und kann dann den ersten Auslöser 255 betätigen, um den Sendebetriebszyklus auszulösen, und/oder um Energie zu erzeugen, um die drahtlose Datenübertragung mit Energie zu versorgen.
  • Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, kann das Messwertübertragungssystem 250 bei diversen Umsetzungen einen Übertragungsaktivierungsabschnitt TAP2 und eine Datenhaltefunktionalität ohne Energieerzeugungsabschnitt EGP2 umfassen. Beispielsweise kann das Messwertübertragungssystem 250 ausgebildet sein, um eine getrennte Batterie zu umfassen, und/oder kann gekoppelt sein, um Elektrizität aus einer Energieversorgung der handgehaltenen Messvorrichtung 201 zu verwenden. Bei einer derartigen Umsetzung kann ein einziger Auslöser verwendet werden, um die Funktionen des Datenhaltungsauslösers und des Übertragungsauslösers zu verwenden. Beispielsweise kann ein Benutzer bei einer Konfiguration den Auslöser ein erstes Mal betätigen, um die Messdaten festzuhalten, und kann dann den Auslöser ein zweites Mal betätigen, um den Sendebetriebszyklus auszulösen, die durch eine Energiequelle (z.B. eine Batterie) der handgehaltenen Messvorrichtung 201 oder des Messwertübertragungssystems 250 mit Energie versorgt werden. Alternativ kann ein Benutzer bei einer Konfiguration den Auslöser ein einziges Mal betätigen, um sowohl die Messdaten festzuhalten als auch den Sendebetriebszyklus auszulösen (für die der Benutzer beispielsweise die Richtigkeit der Messdaten, die gesendet werden, an einer Anzeige überprüfen könnte, und für die der festgehaltene Zustand verwendet werden kann, um anzugeben, dass der Sendeprozess noch nicht erfolgreich erledigt wurde, wie bei den obigen Beispielen beschrieben).
  • Bei dem Beispiel aus 2 ist das Messwertübertragungssystem 250 abgebildet, wie es in einem Gehäuseabschnitt BP aufgenommen ist, der ein Messwertübertragungsmodul MTM bildet, das mindestens den Auslöser 255 (z.B. einen Übertragungsauslöser, einen Energieerzeugungsauslöser und/oder einen Datenhaltungsauslöser) für den Benutzer freilegt. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, kann das Messwertübertragungsmodul MTM konfiguriert sein, um mit mindestens einem Kopplungsmerkmal (z.B. dem Datenverbindungsabschnitt DCP2) an der handgehaltenen Messvorrichtung 201 mechanisch und/oder elektronisch gekoppelt zu sein. Das Messwertübertragungsmodul MTM kann in manchen Fällen keine Batterie umfassen und kann konfiguriert sein, um zu funktionieren, ohne Energie von der handgehaltenen Messvorrichtung 201 zu verbrauchen (indem es beispielsweise stattdessen auf den Energieerzeugungsabschnitt EGP2 zurückgreift, um eventuell benötigte Energie bereitzustellen). Man wird verstehen, dass ein derartiges Messwertübertragungsmodul MTM mit existierenden Messschiebern (z.B. über einen vorhandenen Datenanschluss, wie etwa den Datenverbindungsabschnitt DCP2) gekoppelt sein kann und eine Funktionalität zur drahtlosen Messdatenübertragung mit Datenhaltevorgängen und/oder Energieerzeugung zum Versorgen der drahtlosen Messdatenübertragung mit Energie hinzufügen kann. Bei einer alternativen Umsetzung kann ein Messwertübertragungssystem in einer handgehaltenen Messvorrichtung untergebracht sein, um diese Funktionalität bereitzustellen, wie es nachstehend mit Bezug auf 6 ausführlicher beschrieben wird.
  • Bei dem Beispiel aus 2 kann ein Kopplungsmerkmal CF2A des Messwertübertragungssystems 250 einen vorrichtungsseitigen Stecker 263 an einem unteren Abschnitt umfassen, und ein optionales Kopplungsmerkmal CF2B kann einen Verriegelungsabschnitt umfassen, der zum Abnehmen ein spezielles Werkzeug zum Aufheben der Verriegelung benötigt. Der vorrichtungsseitige Stecker 263 des Messwertübertragungssystems 250 ist in dem Datenverbindungsabschnitt DCP2 aufgenommen, der die Buchse 219 der handgehaltenen Messvorrichtung 201 umfasst. Die Buchse 219 kann Teil des primären Ausgangsanschlusses der handgehaltenen Messvorrichtung 201 zum Bereitstellen von Messdaten für externe Vorrichtungen (z.B. das entfernte System 180 aus 1) sein. Bei einer Umsetzung kann die Buchse 219 eine dichtungsartige elastomere Zusammenschaltung umfassen, die abwechselnde Schichten von leitenden Abschnitten und nicht leitenden Abschnitten aufweist, wie es in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 6,671,976 ausführlicher beschrieben wird, das hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird. Der vorrichtungsseitige Stecker 263 kann ein passendes Verbindungsstück sein. Ganz allgemein kann jedoch ein beliebiges geeignetes Verbindungsverfahren verwendet werden, und die Buchse 219 kann Teil eines RS232-Anschlusses, eines seriellen Anschlusses, einer Schnittstelle, wie etwa einer Digimatic-Schnittstelle, die mit einem Steckverbinder (z.B. einem Flachstecker, einem runden 6-poligen Steckverbinder, einem flachen 10-poligen Steckverbinder usw.) kompatibel ist, oder eines beliebigen anderen Ausgangsanschlusses zum Bereitstellen von Messdaten für eine externe Vorrichtung sein. Gewisse Arten von Ausgangsanschlüssen und Steckverbindern werden in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 8,131,896 ausführlicher beschrieben, das hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird. Man wird verstehen, dass obwohl diese Steckverbinder häufig verwendet werden, um drahtgebundene Verbindungen zwischen handgehaltenen Messvorrichtungen und externen Vorrichtungen (z.B. dem entfernten System 180 aus 1) bereitzustellen, die Steckverbinder wie hier beschrieben alternativ verwendet werden können, um ein Messwertübertragungssystem an einer handgehaltenen Messvorrichtung zum drahtlosen Übertragen der Messdaten an ein entferntes System anzubringen.
  • Wie in 2A gezeigt, weist die handgehaltene Messvorrichtung 201 eine Hauptskala 202 mit einem Längsabschnitt und einen Schieber 206, der an der Hauptskala 202 derart bereitgestellt wird, dass er zu einer Gleitbewegung entlang der Längsrichtung der Hauptskala 202 fähig ist, auf. Die Hauptskala 202 weist eine innenseitige Messbacke 203 und eine außenseitige Messbacke 204, die jeweils an der oberen und unteren Peripherie an dem Basisende des Längsabschnitts bereitgestellt werden, und eine Skala 205, die an einem inneren Abschnitt des Längsabschnitts entlang der Längsrichtung bereitgestellt wird, auf. Die innenseitige Messbacke 203 und die außenseitige Messbacke 204 sind jeweils in die Hauptskala 202 integriert.
  • Die äußere Oberfläche des Schiebers 206 ist mit einer innenseitigen Messbacke 207 und einer außenseitigen Messbacke 208, die jeweils an der oberen und unteren Peripherie an dem Basisende gebildet sind, und mit einer Messwertanzeige 209, die auf einer vorderen Oberfläche desselben gebildet ist, versehen. Ferner ist eine Klemmschraube 210 zum Fixieren der Position des Schiebers 206 daran angeschraubt. Eine Vorschubrolle 211 zum Kontakt mit dem Längsabschnitt der Hauptskala 202, um den Schieber 206 durch Drehung derselben zu bewegen, wird an der äußeren Oberfläche des Schiebers 206 bereitgestellt.
  • Während der Messvorgänge wird der Schieber 206 durch die Vorschubrolle 211 bewegt, so dass die innenseitige Messbacke 207 oder die außenseitige Messbacke 208 in Kontakt mit einem Zielabschnitt eines Werkstücks WP zusammen mit der innenseitigen Messbacke 203 oder der außenseitigen Messbacke 204 steht. Nun wird die Verlagerung des Schiebers 206 durch die Skala 205 detektiert, die an dem Längsabschnitt der Hauptskala 202 und dem die Detektionskopf des Schiebers 206 bereitgestellt wird. Das detektierte Messsignal, das als gemessene Dimension MD2 des Werkstücks WP dargestellt ist, wird in Form von Messdaten durch eine Leiterplatte (nicht gezeigt) verarbeitet, um als eine angezeigte Messung DM2 an der Messwertanzeige 209 auf der vorderen Seite des Schiebers 206 angezeigt zu werden, und/oder um durch das Messwertübertragungssystem 250 drahtlos an ein entferntes System (z.B. das entfernte System 180 aus 1) gesendet zu werden, wie zuvor beschrieben.
  • 3 ist ein Diagramm einer perspektivischen Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Messwertübertragungssystems 350, das mit einer handgehaltenen Messvorrichtung 301 gekoppelt ist. Man wird verstehen, dass das Messwertübertragungssystem 350 ähnliche Kennzeichen aufweisen kann, und es versteht sich, dass es ähnlich wie die Messwertübertragungssysteme 150 und 250 funktionieren kann, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben. Wie in 3 gezeigt, umfasst das Messwertübertragungssystem 350 einen Auslöser 355, einen vorrichtungsseitigen Stecker 363, Zusammenschaltungsbefestigungsvorrichtungen 365 und einen Gehäuseabschnitt BP3 als Teil eines Messwertübertragungsmoduls MTM3. Der vorrichtungsseitige Stecker 363 wird in einer Buchse 219 eines Datenverbindungsabschnitts DCP3 der handgehaltenen Messvorrichtung 301 aufgenommen, ähnlich wie der vorrichtungsseitige Stecker 263 aus 2. Die handgehaltene Messvorrichtung 301 umfasst Löcher 217 zum Aufnehmen der Zusammenschaltungsbefestigungsvorrichtungen 365 des Messwertübertragungssystems 350. Bei diversen Umsetzungen können die Zusammenschaltungsbefestigungsvorrichtungen 365 aus dauerhaften, halbdauerhaften oder abnehmbaren Befestigungsvorrichtungen bestehen.
  • Bei diversen Umsetzungen kann der Auslöser 355 Funktionen als Energieerzeugungsauslöser, als Übertragungsauslöser und/oder als Datenhaltungsauslöser erfüllen, ähnlich wie die Vorgänge, die zuvor für den Auslöser 255 aus 2 beschrieben wurden. Bei dem Beispiel aus 3 wird nur ein einziger Auslöser 355 als Teil des Messwertübertragungssystems 350 bereitgestellt. Somit kann bei einer Umsetzung, bei der ein Energieerzeugungsabschnitt in dem Messwertübertragungssystem 350 enthalten ist, ein einziger Vorgang des Auslösers 355 (z.B. ein Drücken der Taste 355) durch einen Benutzer sowohl den Sendebetriebszyklus auslösen als auch Energie zum Ausführen der drahtlosen Datenübertragung erzeugen. Zusätzlich oder alternativ können zustandsabhängige Vorgänge verwendet werden. Beispielsweise können bei einer Umsetzung, bei der Datenhaltevorgänge in dem Messwertübertragungssystem 350 enthalten sind, zustandsabhängige Vorgänge umfassen, dass ein Benutzer den Auslöser 355 einmal betätigt, um Vorgänge auszulösen, die den Datenhaltezustand einleiten, und dann den Auslöser 355 noch einmal betätigt, um den Satz von Vorgängen auszulösen, der den Sendebetriebszyklus umfasst, und/oder um Energie zum Ausführen der Datenübertragung zu erzeugen. Bei einer derartigen Umsetzung kann das erste Drücken der Taste 355 die Messdaten festhalten (z.B. für die der Benutzer die Richtigkeit der festgehaltenen Messung an der Messwertanzeige 209 der handgehaltenen Messvorrichtung 201 überprüfen konnte), wonach das zweite Drücken der Taste 355 die festgehaltenen/ überprüften Messdaten drahtlos an das entfernte System 180 übertragen kann. Bei diversen Umsetzungen kann die Messwertanzeige 209 verwendet werden, um eine Angabe für den Benutzer bereitzustellen, wann ein Signal einer erfolgreichen Übertragung von dem entfernten System 180 empfangen wird, oder wann anderweitig bestimmt wird, dass die Übertragung erfolgreich gewesen ist. Wie zuvor beschrieben, kann beispielsweise bei einer Umsetzung die Angabe ein Freigeben der Messung an der Messwertanzeige 209 umfassen, oder es können auch andere Angaben an der Messwertanzeige 209 bereitgestellt werden (es kann beispielsweise ein „OK-“ Symbol bereitgestellt werden, usw.).
  • 4 ist ein Diagramm einer perspektivischen Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines Messwertübertragungssystems 450, das mit einer handgehaltenen Messvorrichtung 401 mit einem vertieften Abschnitt zum Aufnehmen des Messwertübertragungssystems 450 gekoppelt ist. Man wird verstehen, dass das Messwertübertragungssystem 450 ähnliche Kennzeichen aufweisen kann, und es versteht sich, dass es ähnlich funktioniert wie die Messwertübertragungssysteme 150, 250 und 350, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben. Es wird gezeigt, dass das Messwertübertragungssystem 450 und die handgehaltene Messvorrichtung 401 im Wesentlichen ähnlich wie das Messwertübertragungssystem 350 und eine handgehaltene Messvorrichtung 301 aus 3 sind, wobei die Hauptunterschiede ein vertiefter Abschnitt 410 der handgehaltenen Messvorrichtung 401 und eine Anzeige 459 des Messwertübertragungssystems 450 sind.
  • Wie in 4 gezeigt, ist der vertiefte Abschnitt 410 im Allgemeinen derart gestaltet, dass er den äußeren Gehäusedimensionen eines Gehäuseabschnitts BP4 eines Messwertübertragungsmoduls MTM4 entspricht, welches das Messwertübertragungssystem 450 umfasst. Der Boden des vertieften Abschnitts 410 umfasst eine Buchse 219 eines Datenverbindungsabschnitts DCP4 zum Aufnehmen des vorrichtungsseitigen Steckers 463 des Messwertübertragungssystems 450. Der vertiefte Abschnitt 410 umfasst auch Löcher 217 zum Aufnehmen von Zusammenschaltungsbefestigungsvorrichtungen 465 des Messwertübertragungssystems 450.
  • Bei einer Umsetzung weist der vertiefte Abschnitt 410 derartige Dimensionen auf, dass wenn das Messwertübertragungssystem 450 in dem vertieften Abschnitt 410 durch die Zusammenschaltungsbefestigungsvorrichtungen 465 gesichert ist, der Gehäuseabschnitt BP4 des Messwertübertragungssystems 450 mit der Oberfläche der handgehaltenen Messvorrichtung 401 in etwa fluchtet und nicht wesentlich davon übersteht. Wenn eine neue handgehaltene Messvorrichtung 401 einen derartigen vertieften Abschnitt 410 umfasst, dann ist es praktisch, dass das Messwertübertragungssystem 450 darin als integrierter Abschnitt eingepasst werden kann, ohne die ideale Ergonomie der handgehaltenen Messvorrichtung 401 zu stören. Alternativ kann das Messwertübertragungssystem 450 ausgelassen werden, um die Kosten zu reduzieren, und kann gegebenenfalls später angeschafft und hinzugefügt werden. Ferner kann ein älteres Modell einer handgehaltenen Messvorrichtung (z.B. der handgehaltenen Messvorrichtung 301 aus 3), das keinen vertieften Abschnitt 410 aufweist, dennoch das gleiche Messwertübertragungssystem 450 verwenden, wodurch wirtschaftliche Vorteile ermöglicht werden, die mit einer geringeren Anzahl von Modellen und geringeren Bestandsanforderungen für das Messwertübertragungssystem 450 und/oder die handgehaltenen Messvorrichtungen 301 und/oder 401 verbunden sind.
  • Bei diversen Umsetzungen kann die Anzeige 459 verwendet werden, um diverse Arten von Informationen für einen Benutzer bezüglich der Vorgänge des Messwertübertragungssystems 450 bereitzustellen. Statt beispielsweise die Messwertanzeige 209 der handgehaltenen Messvorrichtung 201 zu verwenden, kann die Anzeige 459 alternativ eine Angabe für den Benutzer bereitstellen, wann ein Signal einer erfolgreichen Übertragung von dem entfernten System 180 empfangen wird, oder wann anderweitig bestimmt wird, dass die Übertragung erfolgreich gewesen ist. Wie beispielsweise in 4 abgebildet, kann ein „OK-“ Symbol an der Anzeige 459 bereitgestellt werden, nachdem bestimmt wurde, dass eine Übertragung erfolgreich war. Bei anderen Umsetzungen kann auch eine größere Anzeige verwendet werden (z.B. zum Anzeigen eines festgehaltenen Messdatenwerts usw.) Man wird verstehen, dass auch ähnliche Arten von Anzeigen mit einem der zuvor beschriebenen Messwertübertragungssysteme 150, 250 oder 350 enthalten sein können.
  • 5 ist ein Diagramm einer vorderen Aufrissansicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines Messwertübertragungssystems 550, das in einer handgehaltenen Messvorrichtung 501 zum drahtlosen Übertragen von Messdaten an ein entferntes System enthalten ist. Man wird verstehen, dass das Messwertübertragungssystem 550 ähnliche Kennzeichen aufweisen kann, und es versteht sich, dass es ähnlich funktioniert wie die Messwertübertragungssysteme 150, 250, 350 und 450, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben. Im Gegensatz zu den Messwertübertragungssystemen 250, 350 und 450, die Gehäuseabschnitte BP als Teil von abnehmbaren und tragbaren Messwertübertragungsmodulen MTM umfassen, wird das Messwertübertragungssystem 550 gezeigt, wie es als Teil der handgehaltenen Messvorrichtung 501 integriert ist und in dieser untergebracht ist (beispielsweise ist es im Allgemeinen nicht dazu gedacht, im Rahmen des normalen Betriebs abnehmbar und an anderen Messvorrichtungen anbringbar zu sein).
  • Bei dem Beispiel aus 5 ist das Messwertübertragungssystem 550 abgebildet, wie es einen einzigen Auslöser 555 umfasst (der beispielsweise als „Halte-/ Sende-“ Taste 555 abgebildet ist). Somit können ähnlich wie zuvor mit Bezug auf 3 beschrieben bei diversen Umsetzungen zustandsabhängige Vorgänge mit Bezug auf den einzigen Auslöser 555 verwendet werden. Beispielsweise können bei einer Umsetzung zustandsabhängige Vorgänge derart funktionieren, dass ein Benutzer den Auslöser 555 einmal betätigt, um Vorgänge auszulösen, die den Datenhaltezustand einleiten, dann den Auslöser 555 noch einmal betätigt, um den Satz von Vorgängen auszulösen, der den Sendebetriebszyklus einleitet, und/oder um Energie zum Ausführen der Datenübertragung zu erzeugen. Im Betrieb wird ähnlich wie bei der Umsetzung aus 2, wie zuvor beschrieben, eine gemessene Dimension MD5 eines Werkstücks WP in Form von Messdaten verarbeitet, die als angezeigte Messung DM5 an der Messwertanzeige 209 anzuzeigen ist und/oder durch das Messwertübertragungssystem 550 drahtlos an ein entferntes System (z.B. das entfernte System 180 aus 1) zu übertragen ist.
  • Auf Grund der Integration des Messwertübertragungssystems 550 in die handgehaltene Messvorrichtung 501 kann bei einer Umsetzung eine Energiequelle (z.B. eine Batterie) der handgehaltenen Messvorrichtung 501 verwendet werden, um die Energie teilweise oder ganz bereitzustellen, die für die Übertragung von Messdaten benötigt wird. Alternativ kann bei einer Umsetzung ein Energieerzeugungsabschnitt dennoch in dem Messwertübertragungssystem 550 zum Bereitstellen der Energie für die drahtlose Übertragung enthalten sein, um ein Entladen der Hauptbatterie der handgehaltenen Messvorrichtung 501 zu vermeiden, wenn die drahtlose Übertragung aktiviert wird. Bei diversen Umsetzungen können auf Grund der Integration des Messwertübertragungssystems die Messwertanzeige 209 und der Speicher der handgehaltenen Messvorrichtung 501 im Allgemeinen für beliebige Datenhaltevorgänge verwendet werden (z.B. Speichern und Anzeigen der festgehaltenen Messdaten, wie das Bereitstellen eventueller Angaben für einen Benutzer, wann die Messdatenübertragung erfolgreich fertiggestellt wurde). Bei einer alternativen Umsetzung können getrennte Indikatoren an einer getrennten Anzeige oder anderweitig an der äußeren Oberfläche des Messwertübertragungssystems 550 bereitgestellt werden.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Messsystems 600 abbildet, das Schaltungsabschnitte für ein Messwertübertragungssystem 650, eine handgehaltene Messvorrichtung 601 und ein entferntes System 680 umfasst. Man wird verstehen, dass bei diversen Umsetzungen einige oder alle Schaltungsabschnitte aus Fig. 6 für die Schaltungsabschnitte der Bauteile aus 1 bis 5 stellvertretend sein können. Wie in 6 gezeigt, umfasst das entfernte System 680 ein Computersystem 682, einen Signalverarbeitungsabschnitt 688, eine Sende-/ Empfangsschaltung 690 und eine Antenne 681. Das Computersystem 682 umfasst ein Messdatenanwendungsprogramm 692, Status- und/oder Steuervorgänge 694 und einen Status-/ Freigabevorgang 696 eines Datenbestätigungsvorgangs. Bei diversen Umsetzungen kann das Computersystem 682 aus einer Art von persönlicher Rechenvorrichtung, wie etwa einem PC, einem Tablet, einem Smartphone usw., bestehen. Wie zuvor mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben, kann die Antenne 681 des entfernten Systems 680 Signale von dem Messwertübertragungssystem 650 empfangen und an dieses senden. Beispielsweise kann das entfernte System 680 gesendete Messdaten empfangen und kann ein Signal „Übertragung erfolgreich“ an das Messwertübertragungssystem 650 zurücksenden, nachdem die Messdaten erfolgreich empfangen wurden. Als Teil der Sende- und Empfangsvorgänge kann die Sende-/ Empfangsschaltung 690 diverse existierende Technologien verwenden (z.B. eine drahtlose USB-Übertragungseinheit, die ein drahtlose Protokoll verwendet, wie etwa Bluetooth, andere Arten von Sendern/Empfängern für drahtlose Protokolle usw.).
  • Bei diversen Umsetzungen kann der Signalverarbeitungsabschnitt 688 optional enthalten sein und kann diverse Formatierungs- und andere Funktionen bereitstellen, um die Rohsignale, die durch die Sende-/ Empfangsschaltung 690 empfangen werden, in ein Format umzuwandeln, damit sie von dem Messdatenanwendungsprogramm 692 verarbeitet werden. Als ein Beispiel kann ein Protokoll verwendet werden, um die Rohmessdaten, die empfangen werden, in Messwerte umzuwandeln, die durch das Messdatenanwendungsprogramm 692 verarbeitet werden können (um beispielsweise in ein Arbeitsblatt eingefügt zu werden, usw.). Bei einer Umsetzung kann der Signalverarbeitungsabschnitt 688 unwesentliche Informationen (z.B. Header-Informationen) aus den Signalen, die durch die Sende-/ Empfangsschaltung 690 empfangen werden, entfernen oder anderweitig verarbeiten (z.B. insbesondere für unwesentliche Informationen, die für das Messdatenanwendungsprogramm 692 nicht anwendbar sind oder von diesem nicht benötigt werden). Als eine Alternative zum Einbeziehen eines getrennten Signalverarbeitungsabschnitts 688 kann das Messdatenanwendungsprogramm 692 konfiguriert sein, um die Rohmessdaten-, Identifizierungs- und andere Signale, die durch die Sende-/ Empfangsschaltung 690 empfangen werden, direkt zu verarbeiten.
  • Bei diversen Umsetzungen kann das Messdatenanwendungsprogramm 692 ausgelegt sein, um mit einer oder mehreren spezifischen handgehaltenen Messvorrichtungen 601 durch einen Hersteller, Verkäufer usw. verwendet zu werden. Bei einer Umsetzung kann das Messdatenanwendungsprogramm 692 ein statistisches Prozesssteuerprogramm zum Empfangen von Messdaten von einer handgehaltenen Messvorrichtung 601 umfassen, und kann ein Tabellenkalkulationsprogramm oder ein anderes Programm umfassen, in das die Messwerte, die durch die Messdaten dargestellt sind, eingegeben werden können.
  • Die Status- und/oder Steuervorgänge 694 können Signale von dem Messdatenanwendungsprogramm 692 bestimmen und/oder anderweitig empfangen, die den Status der Verarbeitung von kürzlich empfangenen Messdaten angeben. Der Status-/ Freigabevorgang 696 eines Datenbestätigungsvorgangs kann den bestimmten Status verwenden und angeben, wann ein Signal zur Bestätigung und/oder Freigabe durch die Status- und/oder Steuervorgänge 694 an den Signalverarbeitungsabschnitt 688 zu senden ist, um an das Messwertübertragungssystem 650 zurückgesendet zu werden. Beispielsweise kann bei einer Umsetzung, wie zuvor beschrieben, nachdem die übertragenen Messdaten erfolgreich empfangen wurden, das entfernte System 680 ein Signal einer erfolgreichen Übertragung an das Messwertübertragungssystem 650 zurücksenden.
  • Wie ebenfalls in 6 abgebildet, umfasst das Messwertübertragungssystem 650 einen Energieerzeugungs-/ Übertragungsaktivierungsabschnitt 652, eine Energieverwaltungsschaltung 654, einen leistungsarmen Mikrocontroller/Speicher 656, einen Abschnitt 657 für Daten- und/oder Status-/Steuervorgänge der handgehaltenen Messvorrichtung, einen Controller-Routinenabschnitt 658, eine leistungsarme Sende-/ Empfangsschaltung 660 und eine Antenne 661. Bei diversen Umsetzungen können diverse Schaltungsbauteile des Messwertübertragungssystems 650 gewissen Bauteilen der Messwertübertragungssysteme 150, 250, 350, 450 und/oder 550 entsprechen, wie zuvor beschrieben. Beispielsweise kann bei einer Umsetzung der Energieerzeugungs-/ Übertragungsaktivierungsabschnitt 652 dem Übertragungsaktivierungsabschnitt TAP2 und dem Energieerzeugungsabschnitt EGP2 aus 2A und 2B entsprechen. Zudem können die Schaltungsbauteile 654 bis 658 den Schaltungen 253A entsprechen, während die leistungsarme Sende-/ Empfangsschaltung 660 dem Schaltungsabschnitt 253B aus 2A und 2B entsprechen kann.
  • Der Energieerzeugungs-/ Übertragungsaktivierungsabschnitt 652 kann bei diversen Umsetzungen einen einzigen Auslöser (z.B. den Auslöser 255) umfassen oder kann mehrere Auslöser mit verschiedenen getrennten Schaltungsabschnitten für den Energieerzeugungsabschnitt und den Übertragungsaktivierungsabschnitt umfassen. Die Energieverwaltungsschaltung 654 reguliert den Betrieb der Schaltungen des Messwertübertragungssystems 650 gemäß der verfügbaren Energiemenge. Bei diversen Umsetzungen kann die Energieverwaltungsschaltung 654 ihre Funktionen unter Verwendung diverser Schaltungen zum Regulieren und/oder Detektieren der Spannung erfüllen, um die verbleibende Energie zu überwachen. Beispielsweise kann bei einer spezifischen beispielhaften Umsetzung die Energieverwaltungsschaltung 654 die Energiemenge überwachen, die aus einer Betätigung des Energieerzeugungs-/ Übertragungsaktivierungsabschnitts 652 verfügbar ist, und kann vorschreiben, dass der leistungsarme Mikrocontroller/Speicher 656 den Betrieb aufhört, nachdem der Pegel der verfügbaren Energie unter eine gewisse Schwelle gefallen ist. Diese Funktionen können verhindern, dass der leistungsarme Mikrocontroller/Speicher 656 versucht weiter zu funktionieren, wenn die Energiepegel kritisch niedrig sind, was zu Fehlern führen kann. Im Allgemeinen kann die begrenzte Energie, die durch einen Betriebszyklus des Energieerzeugungs-/ Übertragungsaktivierungsabschnitts 652 erzeugt wird, eine begrenzte Zeitdauer vorschreiben, während der das Messwertübertragungssystem 650 aktiv bleiben kann, um auf ein Signal einer erfolgreichen Übertragung zu warten, das von dem entfernten System 680 zurückkehrt (z.B. bei einer spezifischen beispielhaften Umsetzung ungefähr zehn Sekunden oder weniger).
  • Bei diversen Umsetzungen kann der leistungsarme Mikrocontroller/Speicher 656 als zentraler Controller für das Messwertübertragungssystem 650 dienen. Bei diversen Umsetzungen können die Funktionen des leistungsarmen Mikrocontrollers/Speichers 656 das Verarbeiten der Messdaten aus der handgehaltenen Messvorrichtung 601 (die beispielsweise über einen Datenanschluss oder Verbindungsleitungen verbunden ist), das Formatieren der Messdaten für die Übertragung, je nach Bedarf das Anhängen eventueller Befehle oder Kennungen an die Messdaten, das Ausgeben der Messdaten an die leistungsarme Sende-/ Empfangsschaltung 660 zur Übertragung an das entfernte System 680 usw. umfassen. Der Abschnitt 657 für Daten- und/oder Status-/Steuervorgänge der handgehaltenen Messvorrichtung kann verwendet werden, um Kommunikationen zwischen der handgehaltenen Messvorrichtung 601 und dem leistungsarmen Mikrocontroller/Speicher 656 zu ermöglichen. Wenn beispielsweise eine Datenhaltefunktion benötigt wird, kann der Abschnitt 657 für Daten- und/oder Status-/ Steuervorgänge der handgehaltenen Messvorrichtung verwendet werden, um das richtige Steuersignal zu bestimmen, das an den Verarbeitungs- und Steuerabschnitt 612 der handgehaltenen Messvorrichtung zu senden ist, um die Haltefunktion auszulösen.
  • Der leistungsarme Mikrocontroller/Speicher 656 interagiert auch mit dem Controller-Routinenabschnitt 658, um diverse Vorgänge auszuführen. Der Controller-Routinenabschnitt 658 wird als Auslösevorgänge 671, Halte-/Warteschlangenvorgänge 672, Sendevorgänge 674, Signalempfangsvorgänge 676 und Identifizierungsverbindungsvorgänge 678 umfassend gezeigt. Bei diversen Umsetzungen können die Auslösevorgänge 671 verwendet werden, um zu bestimmen, wann ein Auslöser durch einen Benutzer betätigt wurde, und/oder um diverse zustandsabhängige Vorgänge zu bestimmen, wie zuvor mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben. Beispielsweise kann bei einer beispielhaften Umsetzung ein Auslöser ein erstes Mal betätigt werden, um einen Haltevorgang auszulösen, und kann dann ein zweites Mal betätigt werden, um einen Übertragungsvorgang auszulösen, wie er durch die Auslösevorgänge 671 umgesetzt werden kann.
  • Die Halte-/Warteschlangenvorgänge 672 können verwendet werden, um diverse Datenhaltefunktionen umzusetzen. Beispielsweise können die Halte-/Warteschlangenvorgänge 672 verwendet werden, um zu bewirken, dass der leistungsarme Mikrocontroller/Speicher 656 die Messdaten intern speichert, wenn ein Datenhaltungsauslöser durch einen Benutzer betätigt wird, und/oder können Anweisungen an den Verarbeitungs- und Steuerabschnitt 612 der handgehaltenen Messvorrichtung übertragen, um die Messdaten als Teil eines Haltevorgangs zu speichern, der intern in der handgehaltenen Messvorrichtung 601 stattfindet. Als anderes Beispiel der Halte-/ Warteschlangenvorgänge 672, wenn Vorgänge zum Freigeben der Datenhaltung umzusetzen sind (z.B. als Ergebnis eines Signals einer erfolgreichen Übertragung, das von dem entfernten System 680 empfangen wird), kann ein Signal durch den leistungsarmen Mikrocontroller/Speicher 656 an den Verarbeitungs- und Steuerabschnitt 612 der handgehaltenen Messvorrichtung gesendet werden, um den Datenhaltezustand zu beenden.
  • Die Sendevorgänge 674 können zur Serialisierung, zum Anhängen zusätzlicher Informationen an die Messdaten (z.B. Vorrichtungsidentifizierung usw.) und/oder diverse Formatierungen oder Befehle zum Unterstützen des Betriebs des Messdatenanwendungsprogramms 692 des entfernten Systems 680 verwendet werden. Als ein spezifisches Beispiel, wenn die Messdaten in ein Arbeitsblatt des Messdatenanwendungsprogramms 692 eingegeben werden, können die Sendevorgänge 674 einen „Eingabe-“ Befehl am Ende der übertragenen Messdaten umfassen. Somit kann der „Eingabe-“ Befehl bewirken, dass sich die Tabellenkalkulationsanwendung in die nächste Zelle begibt, nachdem die Messdaten eingegeben wurden, um bereit zu sein, um die nächsten übertragenen Messdaten zu empfangen.
  • Die Signalempfangsvorgänge 676 können bei diversen Umsetzungen zum Verarbeiten von Signalen verwendet werden, die von dem entfernten System 680 oder anderen Systemen empfangen werden. Beispielsweise kann bei einer Umsetzung, wie zuvor beschrieben, das entfernte System 680 ein Signal einer erfolgreichen Übertragung an das Messwertübertragungssystem 650 zurücksenden, nachdem die Messdaten durch das entfernte System 680 erfolgreich empfangen wurden. Die Signalempfangsvorgänge 676 können zum Decodieren oder anderweitigen Verarbeiten des Formats dieser Signale verwendet werden, wie sie von dem entfernten System 680 empfangen werden können. Zudem können bei einer Umsetzung, bei der das Messwertübertragungssystem 650 zwischen den Sende- und Empfangsmodi umschalten muss, die Signalempfangsvorgänge 676 die Koordination unterstützen, um zu bestimmen, wann ein Sendemodus und ein Empfangsmodus aktiv sein soll.
  • Die Identifizierungsverbindungsvorgänge 678 können verwendet werden, um Informationen mit den übertragenen Messdaten zu umfassen, die es dem entfernten System 680 ermöglichen, zu bestimmen, von welcher Art von Vorrichtung und/oder welcher von mehreren Vorrichtungen die Messdaten empfangen werden. Beispielsweise kann ein entferntes System 680 mehrere handgehaltene Messvorrichtungen umfassen, die ihm Messdaten in einem gewissen Zeitrahmen senden, wobei es wünschenswert sein kann, dass das entfernte System 680 bestimmen kann, von welcher der handgehaltenen Messvorrichtungen ein aktueller Satz von Messdaten empfangen wurde. Zudem können verschiedene Arten von handgehaltenen Messvorrichtungen aktiviert werden, um Messdaten zu senden (z.B. verschiedene Arten von Messschiebern, Messgeräten usw.), für welche die Messdaten interpretiert oder andersartig verarbeitet werden können, wofür eine richtige Identifizierung der Messvorrichtungen notwendig sein kann.
  • Der Fachmann wird anerkennen, dass die diversen abgebildeten Schaltungsabschnitte des Messsystems 600 im Allgemeinen aus beliebigen Arten von Rechensystemen oder Rechenvorrichtungen bestehen können oder durch diese ausgebildet sein können. Derartige Rechensysteme oder Rechenvorrichtungen können einen oder mehrere Prozessoren umfassen, der bzw. die Software ausführen, um die hier beschriebenen Funktionen auszuführen. Die Prozessoren umfassen programmierbare universelle oder spezifische Mikroprozessoren, programmierbare Controller, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), programmierbare logische Vorrichtungen (PLD) und dergleichen, oder eine Kombination solcher Vorrichtungen. Die Software kann in einem Speicher, wie etwa in einem Arbeitsspeicher (RAM), einem Festspeicher (ROM), einem Flash-Speicher und dergleichen oder in einer Kombination derartiger Bauteile gespeichert sein. Die Software kann auch in einer oder mehreren Speichervorrichtungen gespeichert sein, wie etwa in magnetischen oder optisch basierten Platten, Flash-Speichervorrichtungen oder einer beliebigen anderen Art von nicht flüchtigem Speichermedium zum Speichern von Daten. Die Software kann ein oder mehrere Programmmodule umfassen, die Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen und so weiter umfassen, die bestimmte Aufgaben ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen umsetzen. In verteilten Computerumgebungen kann die Funktionalität der Programmmodule kombiniert oder auf mehrere Rechensysteme oder Vorrichtungen verteilt sein und über Dienstaufrufe entweder in einer drahtgebundenen oder einer drahtlosen Konfiguration zugänglich sein.
  • Die Problemlösungen und diesbezüglichen Grundsätze, die nachstehend mit Bezug auf 7 bis 11 offenbart werden, sind etwa anders als diejenigen, die zuvor mit Bezug auf 1 bis 6 offenbart wurden. Die vorstehende Beschreibung von 1 bis 6 offenbart diverse Kombinationen von Elementen, Grundsätzen und Vorgängen, die bei diversen Umsetzungen eines Messwertübertragungsmoduls verwendet werden können, das an eine batteriebetriebene tragbare Messvorrichtung angeschlossen werden und Messdaten, die von der tragbaren Messvorrichtung erzielt werden, an einen entfernten Datenknoten, der im Wesentlichen oder allein auf Energie basiert, die durch einen Benutzer erzeugt wird, drahtlos übertragen kann. Insbesondere kann der Benutzer einen miniaturisierten Generator für mechanische Energie an dem Modul betätigen (der beispielsweise in einer Taste integriert ist, die durch den Benutzer gedrückt wird, um das Übertragen der Messdaten auszulösen.) Entsprechend muss die drahtlose Datenübertragung keine Batterieenergie von der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung verwenden.
  • Obwohl die vorhergehende Beschreibung eine drahtlose Datenübertragung ermöglicht, ohne die Batterieressourcen der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung zu entladen, erfordert sie eine manuelle Betätigung durch einen Benutzer und beschränkt somit problematisch die Brauchbarkeit des Messwertübertragungsmoduls.
  • Um eine gute Brauchbarkeit und guten Nutzen bereitzustellen, muss ein drahtloses Übertragungsmodul im Idealfall mit möglichst vielen verschiedenen batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtungen kompatibel sein. Es kann sein, dass einige dieser Vorrichtungen nicht handgehalten sind, was den zuvor offenbarten Energieerzeugungsauslöser für diese Vorrichtungen nutzlos macht. Beispielsweise verwenden gewisse bekannte batteriebetriebene Positionsmessskalen einen batteriebetriebenen Messschieberlesekopf und Skalenbauteile, die angepasst sind, um an eine Standbohrmaschine oder eine Drehmaschine oder dergleichen montiert zu werden, um Verschiebungen an der Maschine zu messen und anzuzeigen. Bei einigen Anwendungen kann es wünschenswert sein, diese Messskalenbauteile unter oder hinter einer Maschine zu montieren und ihre Messungen ständig an eine frei positionierbare „entfernte“ Anzeige zu übertragen. In diesem Fall ist ein drahtloses Übertragungsmodul, das einen Tastendruck benötigt, unbrauchbar. Dagegen sind die batteriebetriebenen drahtlosen (oder drahtgebundenen) Übertragungszusatzgeräte, die derzeit verfügbar sind, um mit derartigen Skalen eine Schnittstelle zu bilden und eine Montage an unpraktischen Stellen erlauben, sperrig und erfordern Batteriewechsel oder eine dauerhafte elektrische Verkabelung an einer unpraktischen Einbaustelle. Ferner sind derartige existierende Datenübertragungsvorrichtungen ergonomisch unhandlich und zur Verwendung an handgehaltenen batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtungen nicht weitgehend verbreitet.
  • Es sei darauf hinzuweisen, dass es seitens der Benutzer einen erheblichen Widerstand gegen das Wechseln von Batterien in batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtungen und dergleichen gibt. Derzeit können viele derartige Vorrichtungen mit einer einzigen kleinen Taste oder einer Knopfzellenbatterie mit einem Durchmesser von weniger als 12 Millimetern jahrelang funktionieren. Eine längere Batterielebensdauer ist ein wünschenswertes Merkmal. Die Vorrichtungen bleiben oft unbenutzt, nachdem sich ihre Batterie entleert hat (wie etwa bei Armbanduhren oder dergleichen). Der gleiche Widerstand seitens der Benutzer gegen das Wechseln von Batterien ist für ein wünschenswertes drahtloses Datenübertragungsmodul zu erwarten.
  • Basierend auf der vorstehenden Diskussion wird man verstehen, dass es wünschenswert wäre, dass ein drahtloses Datenübertragungsmodul mehr oder weniger ununterbrochen funktioniert und Messdaten bereitstellt, ohne Batterieenergie oder eine manuelle Betätigung zu benötigen. Es wäre wünschenswert, dass ein drahtloses Datenübertragungsmodul in der Lage wäre, auf eine entfernte Anfrage nach Messdaten von einem entfernten Datenknoten zu antworten und/oder einfach Messdaten automatisch oder halbautomatisch zu übertragen, wenn sich ein derartiger entfernter Datenknoten in der Nähe des drahtlosen Datenübertragungsmoduls befindet. Es wäre wünschenswert, dass das drahtlose Datenübertragungsmodul kompakt, leicht und mit diversen handgehaltenen, batteriebetriebenen, tragbaren Messvorrichtungen ergonomisch kompatibel und einfach zu verwenden wäre und auch mit unpraktisch aufgestellten, an Maschinen montierten batteriebetriebenen Messvorrichtungen betriebsfähig wäre. Es wäre wünschenswert, dass das drahtlose Datenübertragungsmodul über einen Bereich praktischer Entfernungen von dem entfernten Datenknoten funktionieren würde. Es wäre wünschenswert, eine Messung ohne ungewollte Änderung der Handposition oder Anstrengung auf Grund des Drückens einer Taste, die bewirken kann, dass ein Benutzer die Messposition der Messvorrichtung irrtümlicherweise stört, zu aktivieren oder zu übertragen.
  • Die Kombination von Merkmalen bei diversen Systemumsetzungen und diesbezüglichen Grundsätzen, die nachstehend mit Bezug auf 7 bis 11 offenbart werden, stellt alle zuvor angesprochenen wünschenswerten Merkmale bereit. Es wird ein Datenübertragungsmodul zum Eingeben von Messdaten von einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung und zum drahtlosen Senden entsprechender Messdatensignale an einen entfernten Datenknoten bereitgestellt, das im Wesentlichen oder einzig auf dem Gewinnen und/oder Verwenden drahtloser Energie von dem entfernten Datenknoten basiert, und zwar ohne Batterieenergie von der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung zu verwenden. Ganz allgemein gesagt sind diverse existierende universelle Lösungen zur drahtlosen Energiegewinnung und Datenkommunikation sperriger und/oder energieintensiver als es für eine optionale bzw. „Nachrüstungs-“ Verwendung mit existierenden handgehaltenen, batteriebetriebenen, tragbaren Messvorrichtungen wünschenswert oder annehmbar ist. Gewisse existierende Lösungen zur drahtlose Energiegewinnung und Datenkommunikation, die in der Medizin verwendet werden, sind klein genug, verfügen jedoch nicht über einen geeigneten und praktischen Energiegewinnungsbereich. Die nachstehend offenbarten Umsetzungen eines drahtlosen Datenübertragungsmoduls lösen diese Probleme.
  • 7 ist ein Blockdiagramm einer sechsten beispielhaften Umsetzung eines Datenübertragungsmoduls 750, das mit einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 gekoppelt ist und die übertragenen Messdaten TMD1 von der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 drahtlos an einen entfernten Datenknoten 780 über eine Arbeitsentfernung WB, die sich in einem Arbeitsbereich WA befindet (z.B. einem Bereich, der so groß ist wie die Arbeitsfläche einer Metrologiestation oder eines Tisches oder einer „Arbeitszelle“ bei der industriellen Arbeit oder dergleichen), übermittelt. Bei diversen Umsetzungen könnte man sagen, dass die drahtlosen Vorrichtungen innerhalb des Arbeitsbereichs WA zu einem „persönlichen Metrologienetzwerk“ gehören. Die übertragenen Messdaten TMD1 können eine oder mehrere Messungen (z.B. eine gemessene Dimension MD1) eines Werkstücks WP betreffen, die mit der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 vorgenommen wird bzw. werden. Der entfernte Datenknoten 780 kann einen Feldgenerator/Empfänger 781, der an eine Generator-/ Empfängerschaltung 790 angeschlossen ist, und einen Schnittstellen- und Schaltungsabschnitt 770 der entfernten Vorrichtung, der diverse Betriebsschaltungen und Routinen 782 und eine Benutzerschnittstelle 795 umfassen kann, umfassen.
  • Bei einer Umsetzung kann die Benutzerschnittstelle 795 eine Messwertanzeige 795A und einen Berührungsbildschirm 795B zum Anzeigen von Text- und/oder Bedienelementen und dergleichen umfassen. Die Betriebsschaltungen und Routinen 782 können in einem Prozessor und einem Speicher umgesetzt sein, um diverse Vorgänge ähnlich wie diejenigen, die zuvor mit Bezug auf das Messdatenanwendungsprogramm 692, die Status- und/oder Steuervorgänge 694 und den Status-/ Freigabevorgang 696 eines Datenbestätigungsvorgangs angesprochen wurden, wie sie in dem Computersystem 682 mit Bezug auf 6 umgesetzt werden, und/oder andere Vorgänge, wie sie hier offenbart oder anderweitig erwünscht sind, umzusetzen.
  • Der Feldgenerator/Empfänger 781 und die Generator-/ Empfängerschaltung 790 können umgesetzt werden, wie es nachstehend mit Bezug auf 8A bis 8C ausführlicher beschrieben wird. Im Allgemeinen sind sie konfiguriert, um mindestens ein Energieversorgungsfeld STS1 (z.B. zum Bereitstellen von Energie für das Datenübertragungsmodul) zu erzeugen und um die Messdatensignale von dem Datenübertragungsmodul 750 drahtlos zu empfangen.
  • Eine Darstellung der Messdaten von der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 kann als angezeigte Messung DM1 an einer eigenständigen Anzeige 709 der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 und/oder an der Benutzerschnittstelle (z.B. Anzeige) 795 des entfernten Datenknotens 780 angezeigt werden.
  • Bei diversen Umsetzungen kann das Datenübertragungsmodul 750 als batterieloses Zubehörteil zum Anbringen an der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 bereitgestellt werden. Bei diversen Umsetzungen umfasst das Datenübertragungsmodul einen Gehäuseabschnitt (der noch beschrieben wird), einen Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 761 und eine Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 760. Der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 761 und die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 760 können umgesetzt werden, wie es nachstehend mit Bezug auf 8A bis 8C ausführlicher beschrieben wird. Der Gehäuseabschnitt ist konfiguriert, um mit der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 physisch gekoppelt zu werden. Der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 761 ist konfiguriert, um das Energieversorgungsfeld STS1 von dem entfernten Datenknoten 780 zu empfangen. Im Allgemeinen kann der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 761 mit einer Sendeschaltung gekoppelt sein, die in der Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 760 enthalten ist, um dem entfernten Datenknoten 780 die Messdatensignale drahtlos zu übermitteln, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 760 umfasst einen Datenstecker, der konfiguriert ist, um mit einem Datenstecker an der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 gekoppelt zu werden. Die Messdaten von der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 können über den Datenstecker eingegeben werden, und die Messdatensignale TMD1, die den eingegebenen Messdaten entsprechen, können unter Verwendung des Feldempfängers/ drahtlosen Datengenerators 761 drahtlos an den entfernten Datenknoten 780 übertragen werden.
  • Bei diversen Umsetzungen kann die batteriebetriebene tragbare Messvorrichtung 701 durch eine Batterie betrieben werden, die nicht Teil des Datenübertragungsmoduls 750 ist und die nicht als Energieversorgung an das Datenübertragungsmodul 750 angeschlossen ist, und ist konfiguriert, um zu funktionieren und die Messdaten an einer eigenständigen Anzeige 709 anzuzeigen, und zwar unabhängig davon, ob die batteriebetriebene tragbare Messvorrichtung 701 mit dem Datenübertragungsmodul 750 gekoppelt ist. Bei diversen Umsetzungen kann der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 761 konfiguriert sein, um nur unter Verwendung a) der gewonnenen Energie oder b) einer modulierten Reflexion von oder einer Kopplung mit dem empfangenen Energieversorgungsfeld STS1 von dem entfernten Datenknoten 780 oder c) einer Kombination von a) und b) die Messdatensignale drahtlos an den entfernten Datenknoten 780 zu senden - wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
  • Bei diversen Umsetzungen können diverse Protokolle bezüglich des Haltens, des Sendens und des Empfangens von Messdaten sowie diesbezügliche Befehle und dergleichen, wie hier zuvor angesprochen oder je nach Bedarf, gemäß bekannten Verfahren umgesetzt werden.
  • Bei diversen Umsetzungen kann das zuvor angesprochene System konfiguriert sein, um einen relativ kleinen und ergonomisch praktischen Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 761 zu verwenden. Wenn sich die batteriebetriebene tragbare Messvorrichtung 701 und das Datenübertragungsmodul 750 relativ nahe an dem entfernten Datenknoten 780 befinden (z.B. in einer Arbeitsentfernung von etwa 1 bis 2 Metern oder dergleichen in einem typischerweise verwendeten Arbeitsbereich WA), kann immer noch genug Energie (z.B. ungefähr 10 Mikrowatt usw.) für das Datenübertragungsmodul 750 bereitgestellt werden, und das System kann gemäß diversen hier offenbarten Grundsätzen funktionieren. Vorteilhafte Bauteile und Techniken zur Energiegewinnung und Datenübertragung werden nachstehend beschrieben.
  • 8A bis 8C sind Blockdiagramme, die beispielhafte Umsetzungen von diversen Modi der Energieversorgungsfeldkopplung und Datenübertragung jeweils zwischen den Datenübertragungsmodulen 850A bis 850C und den entfernten Datenknoten 880A bis 880C abbilden.
  • 8A zeigt einen entfernten Datenknoten 880A und ein Datenübertragungsmodul 850A. Man wird verstehen, dass gewisse nummerierte Bauteile aus 8A ähnlich nummerierten Bauteilen in 7 entsprechen und/oder ähnliche Vorgänge wie diese aufweisen können (z.B. Bauteile, die den gleichen XX-Zahlenzusatz aufweisen, wie etwa 7XX und 8XX) und im Allgemeinen analog zu verstehen sind, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben.
  • Der entfernte Datenknoten 880A umfasst einen Feldgenerator/Empfänger 881A, der mit einer Generator-/ Empfängerschaltung 890A gekoppelt ist, die mit einem Prozessor 888A gekoppelt ist, der mit einem Schnittstellen- und Schaltungsabschnitt 870A der entfernten Vorrichtung gekoppelt ist. Das Datenübertragungsmodul 850A umfasst einen Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861A, der mit einer Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 860A gekoppelt ist.
  • Bei der in 8A gezeigten Umsetzung können der Feldgenerator/Empfänger 881A und der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 861A elektrische Ringantennen sein, und das Energieversorgungsfeld (wie durch die Energieübertragung P1 dargestellt), das durch den Feldgenerator/Empfänger 881A erzeugt wird, kann ein oszillierendes Magnetfeld sein, das mit dem Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861A induktiv gekoppelt ist (von diesem aufgenommen wird). Eine derartige induktive Kopplung kann gemäß bekannten Verfahren umgesetzt werden, wie es beispielsweise in der Technik der RFID-Systeme bekannt ist (wie beispielsweise unter http://rfid-handbook.de/about-rfid.html beschrieben).
  • Bei diversen Umsetzungen können der Feldgenerator/ Empfänger 881A, der an die Anpassungsschaltung 891A angeschlossen ist, und der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 861A, der an die Anpassungsschaltung 863A angeschlossen ist, Resonanzkreise als Teil einer resonant-induktiven Kopplungskonfiguration bilden, die gemäß bekannten Grundsätzen umgesetzt werden kann. Beispielsweise können diverse elektrische Ringantennen und Impedanzanpassungsschaltungen und/oder Resonanzkreise, die bei den Anpassungsschaltungen 863A und 891A nützlich sind, gemäß den Grundsätzen umgesetzt werden, die in den US-Patenten Nr. 8,035,255, 9,246,358, 8076801, 8035255 und/oder 7,271,677 offenbart werden, die hier jeweils zur Bezugnahme vollständig übernommen werden. Eine derartige resonant-induktive Kopplung kann die Kopplung und die Energieübertragung im Verhältnis zu nicht resonant-induktiven Kopplungskonfigurationen deutlich steigern (bei diversen Umsetzungen beispielsweise ungefähr 10 bis 1000mal). Bezüglich der Generator-/ Empfängerschaltung 890A in dem entfernten Datenknoten 880A umfasst diese bei der abgebildeten Umsetzung die Anpassungsschaltung 891A, eine Versorgungs-/Sendeschaltung 894A und eine Empfangsschaltung 893A. Derartige Schaltungen können gemäß bekannten Grundsätzen umgesetzt werden, wie beispielsweise in den zuvor übernommenen Referenzen beschrieben, und werden daher hier nur kurz beschrieben.
  • Kurz gesagt kann die Anpassungsschaltung 891A konfiguriert sein, um eine gewünschte Impedanz bereitzustellen oder die Resonanzfrequenz des Feldgenerators/Empfängers 881A abzustimmen. Die Versorgungs-/Sendeschaltung 894A und die Empfangsschaltung 893A können über die Anpassungsschaltung 891A an den Feldgenerator/Empfänger 881A angeschlossen sein. Die Versorgungs-/Sendeschaltung 894A ist konfiguriert, um ein oszillierendes Magnetfeld anzusteuern (z.B. auf der Resonanzfrequenz, um Energie P1 zu senden), das mit dem Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861A induktiv gekoppelt (von diesem aufgenommen) werden kann. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, kann die Impedanz (oder Last) des Feldempfängers/ drahtlosen Datengenerators 861A durch die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 860A moduliert werden, damit das Datenübertragungsmodul 850A Daten überträgt (siehe MLOAD2 in 8A). Die Empfangsschaltung 893A kann die modulierte Impedanz MLOAD2 des Feldgenerators/Empfängers 881A detektieren. Als kurze Erklärung belastet der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 861A das oszillierende Magnetfeld induktiv (entnimmt Energie daraus). Die Empfangsschaltung 893A kann die modulierte Lastimpedanz überwachen, indem sie beispielsweise einen Spannungsabfall an einem internen Widerstand der Schaltung überwacht, die den Feldgenerator/ Empfänger 881A ansteuert, wie in 8A schematisch dargestellt. Bei einer bekannten Umsetzung kann die Empfangsschaltung 893A die überwachte AC-Spannung an dem internen Widerstand demodulieren und Variationen des demodulierten Signals, das die gesendeten Daten bildet, detektieren.
  • Wie bei der in 8A gezeigten Umsetzung schematisch abgebildet, kann die Versorgungs-/Sendeschaltung 894A auch konfiguriert sein, um die Ansteueramplitude des oszillierenden Magnetfelds unter der Kontrolle des Prozessors 888A zu modulieren, um Daten zu übertragen. Die modulierte Amplitude des oszillierenden Magnetfelds, das von dem Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861A empfangen wird, kann durch die Empfangsschaltung 867A der Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 860A detektiert werden, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
  • Analog zu dem zuvor beschriebenen Schnittstellen- und Schaltungsabschnitt 770 der entfernten Vorrichtung kann der Schnittstellen- und Schaltungsabschnitt 870A der entfernten Vorrichtung ähnliche Elemente umfassen, die in Zusammenarbeit mit dem Prozessor 888A umgesetzt werden können.
  • In dem Datenübertragungsmodul 850A umfasst es bezüglich der Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 860A bei der abgebildeten Umsetzung die Anpassungsschaltung 863A, eine Energiegewinnungsschaltung 864A, eine Empfangsschaltung 867A, eine Energiespeichervorrichtung 862A, einen Prozessor/Speicher 866A, einen Datenstecker 868A und eine Sendeschaltung 865A. Diese Schaltungen können gemäß bekannten Grundsätzen umgesetzt werden, wie beispielsweise in den zuvor übernommenen Referenzen beschrieben, und werden demnach hier nur kurz beschrieben.
  • Kurz gesagt kann die Anpassungsschaltung 863A konfiguriert sein, um eine gewünschte Impedanz bereitzustellen und/oder um die Resonanzfrequenz des Feldempfängers/ drahtlosen Datengenerators 861A gemäß den zuvor angesprochenen Grundsätzen abzustimmen. Die Energiegewinnungsschaltung 864A und die Empfangsschaltung 867A können über die Anpassungsschaltung 891A an den Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861A angeschlossen sein. Die Energiegewinnungsschaltung 864A ist konfiguriert, um eine Spannung gleichzurichten und zu erhöhen, die aus einem Strom in dem Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861A auf Grund des oszillierenden Magnetfelds abgeleitet wird (z.B. wie in den zuvor übernommenen Referenzen offenbart). Die Energiespeichervorrichtung 862A (z.B. ein Superkondensator oder dergleichen) ist an die Energiegewinnungsschaltung 864A angeschlossen und wird durch ihre Ausgangsspannung geladen und stellt Energie für diverse Elemente des Datenübertragungsmoduls 850A bereit.
  • Bezüglich der Sendeschaltung 865A, wie bei der in 8A gezeigten Umsetzung schematisch abgebildet, kann die Sendeschaltung 865A die Impedanz (oder Last) des Feldempfängers/ drahtlosen Datengenerators 861A modulieren, damit das Datenübertragungsmodul 850A Daten sendet (siehe MLOAD2 in 8A). Bei einer Umsetzung kann der Prozessor/Speicher Messdaten von der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 701 über den Datenstecker 868A empfangen und die Sendeschaltung 865A betätigen, um die Impedanz des Feldempfängers/ drahtlosen Datengenerators 861A zu modulieren, um die Messdaten zu übertragen (z.B. gemäß den zuvor mit Bezug auf die Empfangsschaltung 893A des entfernten Datenknotens 880A angesprochenen Grundsätzen). Bei einer Ausführungsform moduliert die Sendeschaltung 865A die Impedanz des Feldempfängers/ drahtlosen Datengenerators 861A unter Verwendung eines prozessorgesteuerten Transistors, um ihre interne Impedanz zu ändern (z.B. kurzuschließen), wie es in 8A schematisch abgebildet ist.
  • Wenn bezüglich der Empfangsschaltung 867A der entfernte Datenknoten 880A betätigt wird, um die Ansteueramplitude des oszillierenden Magnetfelds zu modulieren, um Daten zu übertragen, kann die Empfangsschaltung 867A die sich ergebende modulierte Amplitude überwachen, indem sie beispielsweise einen Spannungsabfall an einem Eichwiderstand in der Empfangsschaltung 867A überwacht. Bei einer bekannten Umsetzung kann die Empfangsschaltung 867A die überwachte AC-Spannung an dem Eichwiderstand demodulieren und Variationen in dem demodulierten Signal, das die gesendeten Daten bildet, detektieren.
  • Der Prozessor/Speicher 866A kann wie hier abgebildet oder angedeutet angeschlossen sein, um diverse Signale zu empfangen und bereitzustellen und um wie hier angesprochen zu funktionieren. Er kann auch Schaltungen/Vorgänge 858A des Moduls umfassen oder daran angeschlossen sein, um dazugehörige Vorgänge umzusetzen. Die Schaltungen/Vorgänge 858A des Moduls können Schaltungen oder Routinen umfassen, die verwendbar sind, um diverse Vorgänge umzusetzen, die ähnlich sind wie diejenigen, die zuvor mit Bezug auf die Auslösevorgänge 671, die Halte-/ Warteschlangenvorgänge 672, die Sendevorgänge 674, die Signalempfangsvorgänge 676 und die Identifizierungsverbindungsvorgänge 678 beschrieben wurden, die in dem Controller-Routinenabschnitt 658 umgesetzt werden, wie zuvor mit Bezug auf 6 angesprochen.
  • 8B zeigt einen entfernten Datenknoten 880B und ein Datenübertragungsmodul 850B. Man wird verstehen, dass gewisse nummerierte Bauteile aus 8B ähnlich nummerierten Bauteilen in 8A entsprechen und/oder ähnliche Vorgänge aufweisen können und im Allgemeinen analog zu verstehen sind, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben. Daher werden nur wesentliche Unterschiede in der folgenden Beschreibung hervorgehoben. Der entfernte Datenknoten 880B umfasst einen Feldgenerator/Empfänger 881B, der mit einer Generator-/ Empfängerschaltung 890B gekoppelt ist. Das Datenübertragungsmodul 850B umfasst einen Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861B, der mit einer Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 860B gekoppelt ist.
  • Bei der in 8B gezeigten Umsetzung können der Feldgenerator/Empfänger 881B und der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 861B RF-Antennen (z.B. Dipol-Antennen, Streifenantennen, metallische „Tag-“ Antennen, wie sie bei RFID-Bauteilen verwendet werden, oder dergleichen) sein. Im Allgemeinen ist der Feldgenerator/Empfänger 881B in der Größe nicht eingeschränkt und kann eine beliebige wünschenswerte Antennenbauform zum Zweck des Sendens eines gewünschten Energiepegels an den Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861B umfassen. Dagegen ist es erwünscht, dass der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 861B relativ kompakt ist und mit der ergonomischen Bauform des Datenübertragungsmoduls 850B kompatibel ist. Das Energieversorgungsfeld (wie durch die Energieübertragung P1 dargestellt), das durch den Feldgenerator/Empfänger 881B erzeugt wird, kann bei diversen Umsetzungen gewünschte RF- oder UHF-Frequenzen elektromagnetischer Strahlung oder beide umfassen. Die Strahlung wird durch den Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861B empfangen. Diese Kopplung kann gemäß bekannten Verfahren umgesetzt werden, wie es beispielsweise in der Technik von RFID-Systemen bekannt ist (wie beispielsweise unter http://rfid-handbook.de/about-rfid.html beschrieben). Diverse geeignete Antennen und diesbezügliche Schaltungen, auf die nachstehend Bezug genommen wird, können gemäß den Grundsätzen umgesetzt werden, die in den zuvor übernommenen Referenzen offenbart werden, sowie in den US-Patenten Nr. 7,084,605, 8,963,781 und/oder 9,159,017, die hier jeweils zur Bezugnahme vollständig übernommen werden. Zudem kann man sich beispielsweise auf „Wireless Passive Sensor Networks“, Ozgur Akan, et al., IEEE Communications Magazine, August 2009, und/oder „Design of a RFID-Based Battery-Free Programmable Sensing Platform“, Alanson Sample, et al., IEEE Transactions on Instrumentation und Measurement, Vol. 57, Nr. 11, November 2008 beziehen.
  • Bezüglich der Generator-/ Empfängerschaltung 890B in dem entfernten Datenknoten 880B beziehen sich die Unterschiede im Vergleich zu der Generator-/ Empfängerschaltung 890A auf die zuvor angesprochene Verwendung der RF-Antenne. Sie umfasst Schaltungen, die ähnlich sind wie die der Generator-/ Empfängerschaltung 890A, sowie einen Richtungskoppler 892B, der den Empfänger 893B und die Versorgungs-/Sendeschaltung 894B mit dem Feldgenerator/Empfänger 881B über die Anpassungsschaltung 891B verbindet (die bei einigen Umsetzungen optional sein kann). Diese Schaltungen können gemäß bekannten Grundsätzen umgesetzt werden, wie beispielsweise in den zuvor übernommenen Referenzen beschrieben, und werden daher hier nur kurz beschrieben.
  • Die Versorgungs-/Sendeschaltung 894B steuert den Feldgenerator/Empfänger 881B über den Richtungskoppler 892B an, um das ausgestrahlte Feld zu erzeugen (beispielsweise um Energie P1 zu übertragen), das durch den Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 861B empfangen werden kann. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, kann die Impedanz des Feldempfängers/ drahtlosen Datengenerators 861B durch die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 860B moduliert werden, damit das Datenübertragungsmodul 850B Daten überträgt (siehe MP2 in 8B). Der Empfänger 893B kann diese Impedanzmodulation detektieren. Als kurze Erklärung wirkt sich die erwähnte Impedanzmodulation auf die reflektierte Energie MP2, die durch den Feldgenerator/ Empfänger 881B empfangen wird, gemäß den bekannten Grundsätzen der Rückstrahlkopplung aus (moduliert diese). Bei einigen Umsetzungen können der Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 861B und die Anpassungsschaltung 863B konfiguriert sein, um mit der ausgestrahlten Wellenfront von dem Feldgenerator/ Empfänger 881B mitzuschwingen, um einen relativ großen Reflexionsquerschnitt bereitzustellen. Der Empfänger 893A kann die reflektierte Energie MP2 durch den Richtungskoppler 892B gemäß bekannten Verfahren überwachen. Beispielsweise kann das Verhältnis der Energie P1, die durch den Feldgenerator/ Empfänger 881B gesendet wird, zu der reflektierten Energie MP2 unter Verwendung der „Radargleichung“ und bekannter Schaltungstechniken geschätzt werden. Die Variationen dieses Verhältnisses sind die übertragenen Daten.
  • Von den anderen in 8B gezeigten Elementen versteht es sich im Allgemeinen, dass sie ähnliche Vorgänge wie ihre Gegenstücke in 8A bereitstellen und im Allgemeinen basierend auf der vorherigen Beschreibung zu verstehen sind. Eventuell notwendige Anpassungen kann der Fachmann erkennen und/oder sind basierend auf den zuvor übernommenen Referenzen oder dergleichen zu erkennen.
  • 8C zeigt einen entfernten Datenknoten 880C und ein Datenübertragungsmodul 850C. Man wird verstehen, dass gewisse nummerierte Bauteile aus 8C ähnlich nummerierten Bauteilen in 8A und/oder 8B entsprechen und/oder ähnliche Vorgänge aufweisen können und im Allgemeinen analog zu verstehen sind, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben. Daher werden in der folgenden Beschreibung nur wesentliche Unterschiede hervorgehoben. Der entfernte Datenknoten 880C umfasst einen Feldgenerator 881C und einen Feldempfänger 881C', die mit einer Generator-/ Empfängerschaltung 890C gekoppelt sind. Das Datenübertragungsmodul 850C umfasst einen Feldempfänger 861C und einen drahtlosen Datengenerator 861C', die mit einer Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 860C gekoppelt sind.
  • Bei der in 8C gezeigten Umsetzung können der Feldgenerator 881C und der Feldempfänger 861C elektrische Schleifen sein, und ihre angebrachten Bauteile und ihr Betrieb sind analog zu 8A zu verstehen, außer dass sie bei dieser bestimmten Umsetzung des Datenübertragungsmoduls 850C nur zum Zweck der Energieübertragung und Energiegewinnung verwendet werden, so dass di,e Empfangsschaltung nicht darin enthalten ist. Der Feldempfänger 881C' und der drahtlose Datengenerator 861C' können RF- oder UHF-Antennen sein, und Daten können unter Verwendung herkömmlicher Verfahren, die dazu nur gewonnene Energie und/oder gespeicherte Energie aus der Energiespeichervorrichtung 852C verwenden, dazwischen übertragen werden. Die Systemumsetzung aus 8C kann beispielsweise zum Bereitstellen einer ununterbrochenen Anzeige von Messwertablesungen aus dem Datenübertragungsmodul 850C und der angebrachten Messvorrichtung verwendet werden.
  • Man wird verstehen, dass für die Konfiguration des in 8C gezeigten Systems die Elemente 880Ct und 880Cr gegebenenfalls räumlich getrennt sein können (z.B. an der gestrichelten Linie DL, die in 7 gezeigt wird, an dem entfernten Datenknoten 780). Sie können bei einigen Umsetzungen getrennte Energieversorgungen umfassen oder können bei anderen Umsetzungen durch eine Energie- und Signalverbindung verbunden sein. In beiden Fällen können sie sich in einem Arbeitsbereich (z.B. dem in 7 gezeigten Arbeitsbereich WA) aus praktischen Gründen, und/oder um die drahtlose Verbindungsfähigkeit um Behinderungen herum zu verbessern, oder dergleichen getrennt befinden.
  • 9A ist ein teilweise gegenständliches und teilweise schematisches Diagramm einer perspektivischen Ansicht einer siebten beispielhaften Umsetzung eines Datenübertragungsmoduls 950, das mit einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 901 zum drahtlosen Übertragen von Messdaten an einen entfernten Datenknoten (z.B. den entfernten Datenknoten 780 aus 7) gekoppelt ist. Man wird verstehen, dass gewisse nummerierte Bauteile aus 9A ähnlich oder identisch nummerierten Bauteilen aus 7, 8A bis 8C und 4 entsprechen und/oder ähnliche Funktionen aufweisen können und im Allgemeinen analog zu verstehen sind, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben. Daher werden nur wesentliche Unterschiede in der folgenden Beschreibung hervorgehoben. Das Datenübertragungsmodul 950 umfasst einen Gehäuseabschnitt BP9, eine Leiterplattenbaugruppe 951, die im Innern des Gehäuseabschnitts BP9 montiert wird (ungefähr wie durch die gestrichelten Linien angegeben), und eine Abdeckung BP9'. Der Gehäuseabschnitt BP9 wird gezeigt, wie er ein stellvertretendes Kopplungsmerkmal CF9 umfasst (wobei es sich um eine von diversen anderen bekannten Arten von nicht gezeigten enthaltenen mechanischen Kopplungsmerkmalen handeln kann), das mit einem passenden Merkmal an dem Schieber 206 mechanisch gekoppelt werden kann, um das Datenübertragungsmodul 950 an der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 901 zu fixieren, gemäß den zuvor angesprochenen Grundsätzen. Eine Region BP9cp des Gehäuseabschnitts BP9 ist als Steckverbinderregion zu erkennen, die Dimensionen und Verbindungsmerkmale aufweisen kann, die ähnlich oder identisch wie entsprechende Merkmale des Gehäuseabschnitts BP4 des in 4 gezeigten Moduls MTM4 sind, soweit sie mit der nachstehenden allgemeinen Beschreibung übereinstimmen. Obwohl der Gehäuseabschnitt BP9 im Vergleich zu dem in 4 gezeigten Gehäuseabschnitt BP4 eine ganz andere Größe und Form aufweist, stellt er für den Hauptzweck, ein größeres Volumen zu ermöglichen, um einen relativ großen Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 961 unterzubringen, im Wesentlichen ähnliche Funktionen bereit. Der Zweck des relativ großen Feldempfängers/ drahtlosen Datengenerators 961 besteht darin, eine größere Energieübertragung und Energiegewinnung von dem entfernten Datenknoten zu ermöglichen (z.B. dem entfernten Datenknoten 780 aus 7), die im Allgemeinen durch einen relativ großen Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 961 verstärkt werden. Bei einigen Umsetzungen, die für eine außergewöhnlich effiziente Energiegewinnung konfiguriert sind und/oder ausgelegt sind, um in einer kompatiblen kürzeren Arbeitsentfernung WD zu funktionieren (siehe WD, 7), können der relativ große Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 961 und die Leiterplattenbaugruppe 951 gegebenenfalls zur Verwendung in einem Gehäuseabschnitt, der mit dem Gehäuseabschnitt BP4 vergleichbar ist, angepasst werden.
  • Bei diversen Umsetzungen, wie etwa denjenigen, die in 9A gezeigt sind, kann es ergonomisch wünschenswert sein, den Gehäuseabschnitt ähnlich wie das Gehäuse des Teils zu gestalten, mit dem er gekoppelt wird (z.B. dem Schieber (Lesekopf) 206), ähnlich wie für den Gehäuseabschnitt BP9 in 9A abgebildet. Bei diversen Umsetzungen kann der Gehäuseabschnitt BP9 des Datenübertragungsmoduls 950 konfiguriert sein, um mit der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 901 physisch gekoppelt zu sein, so dass sich ein Großteil des Volumens des Datenübertragungsmoduls 950 an dem hinteren Abschnitt der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 901 befindet (wobei sich der hintere Abschnitt beispielsweise auf einer gegenüberliegenden Seite der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 901 im Verhältnis zu der eigenständigen Anzeige 909 befindet, die sich auf einem vorderen Abschnitt der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 901 befindet, usw.). Zudem kann der relativ große Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 961 in dem Volumen eingerichtet sein, das sich auf der Rückseite der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 901 befindet, wenn das Datenübertragungsmodul 950 mit der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 901 physisch gekoppelt ist. Bei diversen Umsetzungen kann die Leiterplattenbaugruppe 951, die den relativ großen Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 961 trägt, in dem Gehäuseabschnitt BP9 montiert sein, um eine gewünschte Trennung Dsep zwischen demselben und der Rückseite der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung 901 bereitzustellen, was im Allgemeinen ihre Fähigkeit, das Energieversorgungsfeld von dem entfernten Datenknoten effizient zu empfangen, verstärken kann, insbesondere wenn die Rückseite aus Metall hergestellt ist. Diesbezügliche Überlegungen werden in einigen der übernommenen Referenzen angegangen. Bei einigen Umsetzungen beträgt Dsep mindestens 2 Millimeter oder 4 Millimeter oder mehr, je nach den Einschränkungen der ergonomischen Bauform für den Gehäuseabschnitt BP9.
  • Wie in 9A gezeigt, kann bei einigen Umsetzungen das Datenübertragungsmodul 950 optional einen leistungsarmen Auslöser 955' und/oder einen Gewinnungsindikator 959' umfassen. Im Gegensatz zu dem Auslöser 455 erzeugt der leistungsarme Auslöser 955' keine Energie und gibt möglichst wenig Energie ab. Ansonsten aktiviert er jedoch Vorgänge und Protokolle, die ähnlich sind wie diejenigen, die mit den Auslösern verknüpft sind, die hier zuvor offenbart wurden. Ähnlich gibt der Gewinnungsindikator 959' möglichst wenig Energie ab und kann einem Benutzer angeben, ob die aktuelle Energiegewinnung und/oder Energiespeicherung auf einem betriebsfähigen Pegel in dem Datenübertragungsmodul 950 liegt bzw. liegen (ob sich die Vorrichtung beispielsweise innerhalb oder außerhalb einer betriebsfähigen Arbeitsentfernung WD im Verhältnis zu einem entfernten Datenknoten befindet).
  • Die Leiterplattenbaugruppe 951 wird gezeigt, wie sie den relativ großen Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 961 umfasst, der an die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 960 angeschlossen ist. Die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 960 kann einen Schaltungs-/Vorgangsabschnitt 958 des Moduls umfassen, um dazugehörige Vorgänge umzusetzen, wie jeweils zuvor mit Bezug auf entsprechende Elemente in 8A bis 8C zusammengefasst. Die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 960 wird ebenfalls gezeigt, wie sie ein Datensteckerelement 968' umfasst, das, wenn es installiert ist, mit einem Datenstecker 968 in der Steckverbinderregion BP9cp des Gehäuseabschnitts BP9 durch bekannte Verfahren verbunden und/oder integriert ist. Im Allgemeinen kann eine der diversen Konfigurationen der Datenübertragungsmodule 850A bis 850C in dem Datenübertragungsmodul 950 umgesetzt sein. Man wird verstehen, dass die abgebildete und beschriebene Umsetzung des Datenübertragungsmoduls 950 rein beispielhaft und nicht einschränkend ist. Ganz allgemein kann eines der diversen Merkmale oder eine der Konfigurationen der Datenübertragungsmodule 850A bis 850C in einem Datenübertragungsmodul in einer beliebigen gewünschten betriebsfähigen Kombination unter Verwendung diverser bekannter Herstellungs- und Montageverfahren gemäß den hier offenbarten Grundsätzen umgesetzt werden.
  • 9B ist ein teilweise gegenständliches und teilweise schematisches Diagramm einer perspektivischen Ansicht, das gewisse Abschnitte einer achten beispielhaften Umsetzung eines Datenübertragungsmoduls 950B abbildet. Man wird verstehen, dass gewisse nummerierte Bauteile aus 9B ähnlich oder identisch nummerierten Bauteilen in 9A entsprechen und/oder ähnliche Funktionen aufweisen können und im Allgemeinen analog zu verstehen sind, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben. Daher werden in der folgenden Beschreibung nur wesentliche Unterschiede hervorgehoben.
  • Das Datenübertragungsmodul 950B umfasst einen Gehäuseabschnitt BP9', der gemäß bekannten Verfahren (im Vergleich zu dem Gehäuseabschnitt BP9) angepasst werden kann, um die Leiterplattenbaugruppe 951B unterzubringen. Im Vergleich zu der in 9A gezeigten Leiterplattenbaugruppe 951 kann die Leiterplattenbaugruppe 951B eine bekannte Art von „starrflexibler“ Baugruppe sein, die einen oder mehrere der Laschenabschnitte 951a bis 951d umfasst. Die Laschenabschnitte können einen oder mehrere zusätzliche Feldempfänger/ drahtlose Datengeneratoren 961a bis 961d unterbringen. Die Laschenabschnitte können um ungefähr 90 Grad in Richtung auf den Gehäuseabschnitt BP9' umgebogen werden, bevor sie zu dem Gehäuseabschnitt BP9' zusammengebaut werden. Jeder zusätzliche Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 961a bis 961d kann eine geeignete Anpassungsschaltung aufweisen (z.B. eine der zuvor beschriebenen Anpassungsschaltungen 863A bis 863C), die in die Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung 960B gemäß bekannten Verfahren übernommen werden kann (z.B. wie in den übernommenen Referenzen offenbart).
  • Die in 9B offenbarte Konfiguration kann dadurch vorteilhaft sein, dass sie eine größere Energieübertragung und Energiegewinnung von dem entfernten Datenknoten (z.B. dem entfernten Datenknoten 780 aus 7) auf Grund des Feldempfangsbereichs, der durch den zusätzlichen Feldempfänger/ drahtlosen Datengenerator 961a bis 961d hinzugefügt wird, ermöglichen kann. Sie kann auch auf Grund der 3D-Einrichtung der diversen Feldempfänger/ drahtlosen Datengeneratoren 961 und 961a bis 961d die Energiegewinnung für unvorhersehbare Betriebsorientierungen verbessern.
  • Mit Bezug auf 9A wurde zuvor angegeben, dass bei einigen Umsetzungen, die für eine außergewöhnlich effiziente Energiegewinnung konfiguriert sind, und/oder die ausgelegt sind, um mit einer kompatiblen kürzeren Arbeitsentfernung WD zu funktionieren (siehe WD, 7), der relativ große Feldempfänger/ drahtlose Datengenerator 961 und die Leiterplattenbaugruppe 951 gegebenenfalls für die Verwendung in einem Gehäuseabschnitt, der mit dem Gehäuseabschnitt BP4 vergleichbar ist, angepasst sein können. Auf Grund des zusätzlichen Feldempfangsbereichs und der 3D-Einrichtung der in 9B abgebildeten Konfiguration kann ihre Anpassung für eine Verwendung in einem Gehäuseabschnitt, der mit dem Gehäuseabschnitt BP4 vergleichbar ist, besonders vorteilhaft sein.
  • 10 ist ein Ablaufschema, das eine beispielhafte Umsetzung einer Routine 1000 zum Verwenden eines Datenübertragungsmoduls zum drahtlosen Übermitteln von Messdatensignalen von einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung an einen entfernten Datenknoten abbildet. In einem Block 1010 wird Energie aus einem Energieversorgungsfeld eines entfernten Datenknotens gewonnen, wie sie durch einen Feldempfänger eines Datenübertragungsmoduls empfangen wird, und mindestens ein Teil der gewonnenen Energie wird in dem Datenübertragungsmodul gespeichert. In einem Block 1020 wird eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Datenübertragungsmodul und dem entfernten Datenknoten hergestellt. Bei diversen Umsetzungen kann die Herstellung der Kommunikationsverbindung basierend auf einer gewissen Energiemenge eingeleitet werden, die in dem Datenübertragungsmodul gewonnen wurde, wie sie von dem entfernten Datenknoten empfangen wurde. Beispielsweise kann das Datenübertragungsmodul hauptsächlich inaktiv sein, wenn es sich nicht in einer gewissen Nähe (z.B. 1 m usw.) eines entfernten Datenknotens befindet, sondern kann Funktionen umfassen, um „aufzuwachen“ und aktiv zu werden, wenn es sich einer derartigen Nähe befindet, und die Gewinnung der Energie beginnt, wenn sie von dem entfernten Datenknoten empfangen wird. Als Teil derartiger Prozesse kann eine Kommunikationsverbindung hergestellt werden, wenn das Datenübertragungsmodul erfasst, dass es sich in der gewissen Entfernung befindet und/oder anderweitig Energie von dem entfernten Datenknoten empfängt. Bei diversen Umsetzungen kann die Kommunikationsverbindung hergestellt werden, indem eine gewisse Art von Kommunikationsverbindungscode und/oder Messdaten usw. gesendet wird bzw. werden.
  • In einem Block 1030 werden Messdaten von einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung über einen Datenstecker des Datenübertragungsmoduls eingegeben. In einem Block 1040 werden Messdatensignale, die den eingegebenen Messdaten entsprechen, unter Verwendung eines drahtlosen Datengenerators des Datenübertragungsmoduls drahtlos an den entfernten Datenknoten übermittelt, und der drahtlose Datengenerator ist konfiguriert, um die Messdatensignale drahtlos an den entfernten Datenknoten zu übermitteln, unter Verwendung (a) der gewonnenen Energie oder (b) einer modulierten Reflexion von oder einer Kopplung mit dem empfangenen Energieversorgungsfeld von dem entfernten Datenknoten oder (c) einer Kombination von (a) und (b). Bei diversen Umsetzungen kann der drahtlose Datengenerator konfiguriert sein, um hauptsächlich oder allein (a), (b) oder (c) zu verwenden, um die Messdatensignale drahtlos an den entfernten Datenknoten zu übermitteln.
  • Obwohl bevorzugte Umsetzungen der vorliegenden Offenbarung abgebildet und beschrieben wurden, werden für den Fachmann zahlreiche Varianten der abgebildeten und beschriebenen Anordnungen von Merkmalen und Sequenzen von Vorgängen basierend auf der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein. Diverse alternative Gestalten und Formen können verwendet werden, um die hier offenbarten Grundsätze umzusetzen. Zudem können die zuvor beschriebenen diversen Umsetzungen kombiniert werden, um weitere Umsetzungen bereitzustellen. Alle US-Patente und US-Patentanmeldungen, auf die in der vorliegenden Beschreibung Bezug genommen wird, werden hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen. Die Aspekte der Umsetzungen können gegebenenfalls geändert werden, um Konzepte der diversen Patente und Anmeldungen zu verwenden, um noch andere Umsetzungen bereitzustellen.
  • Diese und andere Änderungen können an den Umsetzungen angesichts der zuvor angegebenen Beschreibung vorgenommen werden. Im Allgemeinen sind in den folgenden Ansprüchen die verwendeten Begriffe nicht als die Ansprüche auf die spezifischen Umsetzungen, die in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbart werden, einschränkend auszulegen, sondern sind dazu gedacht, alle möglichen Umsetzungen zusammen mit dem gesamten Umfang von Äquivalenten, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind, zu umfassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (12)

  1. Datenübertragungsmodul zum Eingeben von Messdaten von einer batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung und zum drahtlosen Übermitteln entsprechender Messdatensignale an einen entfernten Datenknoten, der konfiguriert ist, um mindestens ein Energieversorgungsfeld zu erzeugen und die Messdatensignale von dem Datenübertragungsmodul drahtlos zu empfangen, wobei das Datenübertragungsmodul umfasst: einen Gehäuseabschnitt, der konfiguriert ist, um mit der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung physisch gekoppelt zu sein; einen Feldempfänger, der konfiguriert ist, um das Energieversorgungsfeld von dem entfernten Datenknoten zu empfangen; einen drahtlosen Datengenerator, der die Messdatensignale drahtlos an den entfernten Datenknoten übermittelt; eine Datenübertragungs- und Energieverwaltungsschaltung, die einen Datenstecker aufweist, der konfiguriert ist, um mit einem Datenstecker an der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung gekoppelt zu sein, und um Vorgänge auszuführen, umfassend: Gewinnen von Energie, die durch den Feldempfänger empfangen wird, Speichern mindestens eines Teils der gewonnenen Energie in dem Datenübertragungsmodul und Verwalten der gewonnen Energie; Herstellen einer Kommunikationsverbindung mit dem entfernten Datenknoten; Eingeben der Messdaten von der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung über den Datenstecker; und drahtloses Übermitteln der Messdatensignale, die den eingegebenen Messdaten entsprechen, an den entfernten Datenknoten unter Verwendung des drahtlosen Datengenerators, wobei: die batteriebetriebene tragbare Messvorrichtung durch eine Batterie betrieben wird, die nicht Teil des Datenübertragungsmoduls ist und nicht als Energieversorgung an das Datenübertragungsmodul angeschlossen ist, und konfiguriert ist, um zu funktionieren und die Messdaten an einer eigenständigen Anzeige anzuzeigen, und zwar unabhängig davon, ob sie mit dem Datenübertragungsmodul gekoppelt ist; und der drahtlose Datengenerator konfiguriert ist, um die Messdatensignale unter Verwendung nur a) der gewonnenen Energie oder b) einer modulierten Reflexion von oder einer Kopplung mit dem empfangenen Energieversorgungsfeld von dem entfernten Datenknoten oder c) einer Kombination von a) und b) drahtlos an den entfernten Datenknoten zu übermitteln.
  2. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei das Datenübertragungsmodul keine chemische Batterie umfasst.
  3. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Großteil der Energie, die durch das Datenübertragungsmodul verwendet wird, um die Messdatensignale an den entfernten Datenknoten zu senden, durch eine modulierte Reflexion von oder eine Kopplung mit der elektromagnetischen Energie in dem Energieversorgungsfeld, das durch den Feldempfänger von dem entfernten Datenknoten empfangen wird, bereitgestellt wird.
  4. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei das Energieversorgungsfeld, das durch den entfernten Datenknoten erzeugt wird, ein oszillierendes Magnetfeld ist und der Feldempfänger mindestens eine elektrische Schleife und einen Resonanzkreis, der konfiguriert ist, um mit dem oszillierenden Magnetfeld induktiv gekoppelt zu sein, umfasst.
  5. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 4, wobei mindestens ein Großteil der Energie, die durch das Datenübertragungsmodul verwendet wird, um die Messdatensignale an den entfernten Datenknoten zu senden, durch die gewonnene Energie, die in dem Datenübertragungsmodul gespeichert ist, bereitgestellt wird.
  6. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei das Energieversorgungsfeld, das durch den entfernten Datenknoten erzeugt wird, eine elektromagnetische Strahlung umfasst und der Feldempfänger eine Antenne umfasst.
  7. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei der Gehäuseabschnitt ferner konfiguriert ist, um mit einer Datenverbindung der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung elektrisch gekoppelt zu sein.
  8. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei die batteriebetriebene tragbare Messvorrichtung eines ist von einem Messschieber oder Mikrometer und die Messdaten eine physische Dimension eines Messobjekts betreffen.
  9. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei der entfernte Datenknoten eine Energieversorgung, eine Anzeige, einen oder mehrere Prozessoren und einen Speicher, der mit dem einen oder den mehreren Prozessoren gekoppelt ist, umfasst, wobei der Speicher Daten speichert, die den Messdatensignalen entsprechen, die von dem Datenübertragungsmodul drahtlos empfangen werden.
  10. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei das Datenübertragungsmodul konfiguriert ist, um Vorgänge zum Beenden eines Sendezyklus im Anschluss an das erfolgreiche drahtlose Übermitteln von Messdatensignalen an den entfernten Datenknoten auszuführen und um mindestens einige Vorgänge des Datenübertragungsmoduls zu beenden, bis ein Auslöser des Datenübertragungsmoduls durch einen Benutzer manuell betätigt wird oder eine Anfrage für Daten von dem entfernten Datenknoten empfangen wird.
  11. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei der Gehäuseabschnitt konfiguriert ist, um mit einem hinteren Abschnitt der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung physisch gekoppelt zu sein, wobei sich der hintere Abschnitt auf einer gegenüberliegenden Seite der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung im Verhältnis zu der eigenständigen Anzeige befindet, die sich an einem vorderen Abschnitt der batteriebetriebenen tragbaren Messvorrichtung befindet.
  12. Datenübertragungsmodul nach Anspruch 1, wobei der entfernte Datenknoten mindestens zwei Abschnitte umfasst, die physisch getrennt sind, und ein erster der Abschnitte einen Feldgenerator umfasst und konfiguriert ist, um mindestens ein Energieversorgungsfeld zu erzeugen, und ein zweiter der Abschnitte konfiguriert ist, um die Messdatensignale von dem Datenübertragungsmodul drahtlos zu empfangen.
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