DE102020105475A1

DE102020105475A1 - Temperature measuring device with independent measuring probe recognition

Info

Publication number: DE102020105475A1
Application number: DE102020105475.0A
Authority: DE
Inventors: René Schubert; Robert Schulze; Jens Köhler
Original assignee: Turck Holding GmbH
Current assignee: Turck Holding GmbH
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messgerät mit einem Messsondenanschluss (12) zum Anschluss einer aus einer Gruppe von Messsonden verschiedener Typen ausgewählten Messsonde (15) und mit einer Einrichtung zur selbständigen Erkennung des Typs der Messsonde, aufweisend eine von einer Steuerung (20) gesteuerten Messeinrichtung (19) zum Messen von den elektrischen Widerstand zwischen zwei Anschlusskontakten (16) charakterisierenden Größen, wobei die Steuerung eingerichtet ist, die so gewonnenen Messwerte mit gespeicherten typenspezifischen Vergleichswerten zu vergleichen, um den Typ der an den Anschlusskontakten (16) angeschlossenen Messsonde (15) zu identifizieren. Um insbesondere Zwei-Leiter-Messsonden, Drei-Leiter-Messsonden und Vier-Leiter-Messsonden identifizieren zu können, wird vorgeschlagen, dass das Messgerät einen von der Steuereinrichtung gesteuerten Multiplexer (17), eine Spannungsmesseinrichtung (19) und zumindest eine Stromquelle (18) aufweist, wobei die Spannungsmesseinrichtung (19) mittels des Multiplexers (17) wahlweise mit zwei der Anschlusskontakte (16) verbindbar ist und die Stromquelle (18) wahlweise mit einem der Anschlusskontakte (16) verbindbar ist, und eine Stromsenke (S) vorgesehen ist, durch die der eingespeiste Strom abfließen kann.The invention relates to a measuring device with a measuring probe connection (12) for connecting a measuring probe (15) selected from a group of measuring probes of different types and with a device for the independent detection of the type of measuring probe, having a measuring device (19) controlled by a controller (20) ) for measuring the electrical resistance between two connection contacts (16) characterizing variables, the controller being set up to compare the measured values obtained in this way with stored type-specific comparison values in order to identify the type of the measuring probe (15) connected to the connection contacts (16) . In order to identify in particular two-wire measuring probes, three-wire measuring probes and four-wire measuring probes, it is proposed that the measuring device have a multiplexer (17) controlled by the control device, a voltage measuring device (19) and at least one current source (18 ), wherein the voltage measuring device (19) can optionally be connected to two of the connection contacts (16) by means of the multiplexer (17) and the current source (18) can optionally be connected to one of the connection contacts (16), and a current sink (S) is provided through which the fed-in electricity can flow.

Description

Gebiet der TechnikField of technology

Die Erfindung betrifft ein Messgerät mit einem Messsondenanschluss zum Anschluss einer aus einer Gruppe von Messsonden verschiedener Typen ausgewählten Messsonde und mit einer Einrichtung zur selbständigen Erkennung des Typs der Messsonde, aufweisend eine von einer Steuerung gesteuerte Messeinrichtung zum Messen von den elektrischen Widerstand zwischen zwei Anschlusskontakten charakterisierenden Größen, wobei die Steuerung eingerichtet ist, die so gewonnenen Messwerte mit gespeicherten typenspezifischen Vergleichswerten zu vergleichen, um den Typ der an den Anschlusskontakten angeschlossenen Messsonde zu identifizieren.The invention relates to a measuring device with a measuring probe connection for connecting a measuring probe selected from a group of measuring probes of different types and with a device for the independent detection of the type of the measuring probe, having a measuring device controlled by a controller for measuring quantities characterizing the electrical resistance between two connection contacts , the controller being set up to compare the measured values thus obtained with stored type-specific comparison values in order to identify the type of the measuring probe connected to the connection contacts.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Erkennen des Typs einer an Anschlusskontakten eines Messgerätes angeschlossenen, zumindest einen Temperatursensor aufweisenden Messsonde aus einer Gruppe verschiedener Typen von Messsonden, insbesondere als Programm in einem Messgerät, wobei mittels einer von einer Steuereinrichtung gesteuerten Messeinrichtung einen elektrischen Widerstand zwischen den Anschlusskontakten charakterisierende elektrische Größe gemessen und zumindest ein derart gewonnener Messwert mit typenspezifischen Vergleichsdaten verglichen wird, und wobei die Gruppe der Typen der Messsonden zumindest zwei Messsonden enthält, die aus einer Menge ausgewählt sind, die eine Zwei-Leiter-Messsonde, eine Drei-Leiter-Messsonde, eine Vier-Leiter-Messsonde, eine Doppel-Zwei-Leiter-Messsonde und eine Doppel-Drei-Leiter-Messsonde enthält.The invention also relates to a method for recognizing the type of a measuring probe, which is connected to terminal contacts of a measuring device and has at least one temperature sensor, from a group of different types of measuring probes, in particular as a program in a measuring device, with an electrical resistance being interposed by means of a measuring device controlled by a control device The electrical variable characterizing the connection contacts is measured and at least one measured value obtained in this way is compared with type-specific comparison data, and the group of types of measuring probes containing at least two measuring probes selected from a set comprising a two-wire measuring probe and a three-wire -Measuring probe, a four-wire measuring probe, a double-two-wire measuring probe and a double-three-wire measuring probe.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Messgerät, an dem verschiedenartige Thermoelemente verwendet werden können, wobei mit einem erfindungsgemäßen Verfahren die Art des am Messgerät angeschlossenen Thermoelementes ermittelbar ist.The invention also relates to a measuring device on which different types of thermocouples can be used, the type of thermocouple connected to the measuring device being able to be determined using a method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Die EP 2 639 511 A2 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes mit einem daran anschließbaren Bratenthermometer. An das Gerät kann wahlweise eine Ein-Punkt-Sonde oder eine Drei-Punkt-Sonde angeschlossen werden. Eine Steuerung mit Messeinrichtung soll dort automatisch den Sondentyp detektieren können. Hierzu werden durch Anschlusskontakte hindurchfließende Ströme gemessen, die an Referenzwiderständen abfallende Spannungen erzeugen.The EP 2 639 511 A2 describes a method for operating a cooking appliance with a roasting thermometer that can be connected to it. Either a one-point probe or a three-point probe can be connected to the device. A control with a measuring device should be able to automatically detect the type of probe there. For this purpose, currents flowing through connection contacts are measured, which generate falling voltages at reference resistors.

Die WO 2007/098912 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erkennung eines an eine Steuerung angeschlossenen Temperatursensors. Mit dem Verfahren soll über eine Widerstandsmessung zwischen einem PT-1000-Widerstand und einem W-300-Widerstand unterschieden werden können. Das dort beschriebene Verfahren benutzt eine Systemheizung, mit der eine definierte Temperatur angefahren werden kann, bei der eine Widerstandsmessung durchgeführt werden kann.The WO 2007/098912 A1 describes a method for detecting a temperature sensor connected to a controller. The method is intended to distinguish between a PT-1000 resistor and a W-300 resistor using a resistance measurement. The method described there uses a system heater with which a defined temperature can be approached at which a resistance measurement can be carried out.

Die US 2007/ 0183478 A1 beschreibt ein Verfahren zur Temperaturmessung unter Verwendung entweder einer Dreileiter-Messsonde oder einer Vier-leiter-Messsonde. Zwischen zwei Anschlusskontakten ist eine Diode beziehungsweise sind Widerstände vorgesehen, an denen beim Anschluss an eine Dreileiter-Messsonde eine Spannung abfällt.The US 2007/0183478 A1 describes a method for temperature measurement using either a three-wire measuring probe or a four-wire measuring probe. A diode or resistors are provided between two connection contacts, at which a voltage drops when connected to a three-wire measuring probe.

Die EP 0 847 729 A1 beschreibt ein Verfahren zur Temperaturmessung, bei dem durch Messen eines Spannungsabfalls zwischen einem Thermoelement und einem Thermowiderstand unterschieden werden kann.The EP 0 847 729 A1 describes a method for temperature measurement, in which a distinction can be made between a thermocouple and a thermal resistor by measuring a voltage drop.

Die EP 0 193 950 A2 beschreibt ein Verfahren zur Messung einer Temperatur unter Verwendung von verschiedenen Messsonden, wobei über einen Umschalter zeitlich hintereinander der Messwert einer ersten Messsonde, der Messwert einer zweiten Messsonde und ein Testwert abgefragt wird. Mittels einer Logikschaltung kann durch eine Strom-/Spannungsmessung zwischen verschiedenen Typen von Messsonden unterschieden werden.The EP 0 193 950 A2 describes a method for measuring a temperature using different measuring probes, with the measured value of a first measuring probe, the measured value of a second measuring probe and a test value being queried one after the other via a switch. By means of a logic circuit, a current / voltage measurement can be used to differentiate between different types of measuring probes.

Die EP 2 302 344 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Temperaturen entweder mit einem PT 100 oder einem PT 1000. Durch Messen einer am Thermoelement abfallenden Spannung kann dessen Typ ermittelt werden.The EP 2 302 344 A2 describes a method and a device for measuring temperatures either with a PT 100 or a PT 1000. By measuring a voltage drop across the thermocouple, its type can be determined.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in der industriellen Prozessmesstechnik verwendbares Messgerät anzugeben, mit dem der Typ einer an den Anschlusskontakten des Messgerätes angeschlossenen Messsonde erkannt werden kann, um anschließend mit dieser Messsonde Temperaturmessungen durchzuführen und insbesondere die so gemessenen Temperaturmesswerte in standardisierter Form, beispielsweise über eine Busleitung, weiterzuleiten, wobei insbesondere vorgesehen ist, ein Verfahren beziehungsweise ein Messgerät anzugeben, mit dem flexibel aus einer großen Anzahl verschiedener Messsonden die jeweils Anliegende erkannt wird.The invention is based on the object of specifying a measuring device that can be used in industrial process measurement technology, with which the type of a measuring probe connected to the connection contacts of the measuring device can be recognized in order to subsequently carry out temperature measurements with this measuring probe and in particular the temperature measured values measured in this way in standardized form, for example via a bus line, with provision being made, in particular, to specify a method or a measuring device with which the respective pending one is flexibly recognized from a large number of different measuring probes.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen beanspruchten Erfindung, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen.The object is achieved by the invention specified in the claims, the subclaims not only providing advantageous developments of the independent claims claimed invention, but also represent independent solutions to the problem.

Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass das Messgerät einen Multiplexer aufweist, mit dem zeitlich nacheinander ein Strom in zwei verschiedene Anschlusskontakte einspeisbar und mit dem zeitlich nacheinander eine Spannung an verschiedenen Anschlusskontaktpaaren messbar ist. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Durchführung der Identifikation der an den Anschlusskontakten anliegenden Messsonde durch zwei aufeinander folgende Messschritte, wobei in einem ersten Messschritt zunächst die miteinander elektrisch leitverbundenen Anschlusskontakte identifiziert und in einem zeitlich darauf folgenden Schritt Messungen von Widerständen zwischen elektrisch miteinander leitverbundenen Anschlusskontakten vorgenommen werden, wobei die Widerstandsmessung auch an solchen Anschlusskontaktpaaren vorgenommen wird, in die unmittelbar kein Strom eingespeist wird.According to the invention it is provided in particular that the measuring device has a multiplexer with which a current can be fed into two different connection contacts one after the other and with which a voltage at different connection contact pairs can be measured one after the other. An essential feature of the method according to the invention is the implementation of the identification of the measuring probe adjacent to the connection contacts by two successive measuring steps, whereby in a first measuring step the connection contacts that are electrically connected to one another are identified and in a subsequent step measurements of resistances between electrically connected connection contacts The resistance measurement is also carried out on those connection contact pairs into which no current is directly fed.

Das erfindungsgemäße Messgerät besitzt einen Messsondenanschluss mit mindestens drei, mindestens vier, bevorzugt genau vier oder mindestens fünf oder genau fünf Anschlusskontakten. Das Messgerät kann aber auch jede beliebige Anzahl von Anschlusskontakten aufweisen, soweit diese Anzahl größer Zwei ist. Diese Anschlusskontakte, die im Folgenden mit Pins bezeichnet werden, können an Gegenkontakten eines Anschlusssteckers angeschlossen werden, welcher Stecker mit beispielsweise einem Kabel mit einer Messsonde verbunden ist. Die Messsonde weist zumindest einen Temperatursensor auf, der über ineinandergesteckte Pins der Anschlusskontakte und Gegenkontakte mit zumindest zwei der Anschlusskontakte elektrisch verbunden ist. Die Temperatursensoren können Temperaturwiderstände, wie RTD oder NTC sein. Die Temperatursensoren können aber auch Thermoelemente sein, die bei einem Temperaturunterschied zu einer Kaltstelle eine Thermospannung liefern. Die Temperatursensoren können eine beliebige Anzahl von Anschlusskontakten aufweisen. Sie können in Form einer Zwei-Leiter-Messsonde, Drei-Leiter-Messsonde, Vier-Leiter-Messsonde, Doppel-Zwei-Leiter-Messsonde oder Doppel-Drei-Leiter-Messsonde geschaltet sein. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Temperatursensoren Mehrfach-Zwei-Leiter-, Mehrfach-Drei-Leiter-, Mehrfach-Vier-Leiter- und verschaltete Kombinationen dieser Sensoren sein können. Ferner ist vorgesehen, dass an einem Anschlussstecker zwei Kabel angeschlossen sind, wobei an jedem Kabel zumindest eine Messsonde angeschlossen ist, die zumindest einen Temperatursensor aufweist. Es ist insbesondere und allgemein vorgesehen, dass zwei Anschlusskontakte jeweils über einen Draht mit einem der beiden Pole des Temperatursensors verbunden sind. Durch diese Anschlusskontakte kann ein vom Messgerät bereitgestellter Strom durch den Temperatursensor hindurchfließen. Diese Schaltung kommt insbesondere bei Temperatursensoren in Form von Thermowiderständen in Betracht. Zumindest ein weiterer, mit einem weiteren Anschlusskontakt verbundener Draht ist ebenfalls mit zumindest einem Pol des Temperatursensors verbunden, so dass zwei parallel verlaufende Leitungen, die jeweils an anderen Anschlusskontakten angeschlossen sind, mit einem Pol des Temperatursensors verbunden sind. Es kann vorgesehen sein, dass beide Pole des Temperatursensors derart mit zwei parallel verlaufenden Leitungen mit voneinander verschiedenen Anschlusssteckern verbunden sind. Bei einer derartigen Anordnung kann durch ein erstes Paar der Leitungen ein Strom durch den Temperatursensor geleitet werden. Mit dem anderen Paar der Leitungen kann bevorzugt stromlos die unmittelbar am Temperatursensor abfallende Spannung gemessen werden, so dass aus dem Messwertpaar (Spannung, Strom) ein temperaturabhängiger Widerstand gemessen werden kann. Durch die Verwendung einer ersten Stromquelle und einer Spannungsmessvorrichtung, die mit voneinander getrennten Leiterpaaren mit den Anschlussklemmen des Temperatursensors verbunden sind, lassen sich die Leiterwiderstände kompensieren. Der so gemessene Widerstandswert kann beim Betrieb des Messgerätes anhand einer in einer Steuereinrichtung abgelegten Kalibrierungskurve in einen Temperaturwert, insbesondere digitalen Temperaturwert gewandelt werden, der vom Messgerät abgegeben wird. Es gibt voneinander verschieden geschaltete derartige Vier-Leiter-Messsonden, die sich im Wesentlichen durch die Art des Temperatursensors, beispielsweise RTD oder NTC, unterscheiden oder die sich hinsichtlich der PIN-Belegung unterscheiden. Ferner werden Drei-Leiter-Messsonden verwendet, bei denen zwei Leiter zur Stromquelle verwendet werden und ein weiterer Leiter zur Spannungsmessung. Um bei dieser Art Messsonde die Leiterwiderstände zu kompensieren, kann eine zweite Stromquelle vorgesehen sein. Auch hier unterscheiden sich Drei-Leiter-Messsonden einerseits durch die Wahl des Temperatursensors und durch die PIN-Belegung. Darüber hinaus können Messsonden auch zwei Temperatursensoren aufweisen, wobei es sich um gleichartige Sensoren oder verschiedenartige Sensoren handeln kann, um so eine Selbstüberprüfung vornehmen zu können. Derartige Doppel-Zwei-Leiter oder Doppel-Drei-Leiter-Messsonden benutzen in der Regel vier Anschlusskontakte. Ferner ist es möglich, anstelle von Thermowiderständen ein oder mehrere Thermoelemente als Temperatursensoren in einer Messsonde zu verwenden. Da ein Thermoelement im Wesentlichen nur eine Spannung liefert, ist hier eine Leitungswiderstandskompensation nicht erforderlich.The measuring device according to the invention has a measuring probe connection with at least three, at least four, preferably exactly four or at least five or exactly five connection contacts. However, the measuring device can also have any number of connection contacts, provided this number is greater than two. These connection contacts, which are referred to below as pins, can be connected to mating contacts of a connection plug, which plug is connected, for example, to a cable with a measuring probe. The measuring probe has at least one temperature sensor which is electrically connected to at least two of the connection contacts via nested pins of the connection contacts and mating contacts. The temperature sensors can be temperature resistors such as RTD or NTC. The temperature sensors can, however, also be thermocouples which supply a thermal voltage in the event of a temperature difference to a cold point. The temperature sensors can have any number of connection contacts. They can be connected in the form of a two-wire measuring probe, three-wire measuring probe, four-wire measuring probe, double-two-wire measuring probe or double-three-wire measuring probe. However, it is also provided that the temperature sensors can be multiple two-wire, multiple three-wire, multiple four-wire and interconnected combinations of these sensors. It is further provided that two cables are connected to a connector, at least one measuring probe having at least one temperature sensor being connected to each cable. It is particularly and generally provided that two connection contacts are each connected to one of the two poles of the temperature sensor via a wire. A current provided by the measuring device can flow through the temperature sensor through these connection contacts. This circuit is particularly suitable for temperature sensors in the form of thermal resistors. At least one further wire connected to another connection contact is also connected to at least one pole of the temperature sensor, so that two parallel lines, each connected to other connection contacts, are connected to one pole of the temperature sensor. It can be provided that both poles of the temperature sensor are connected to two parallel lines with different connector plugs. With such an arrangement, a first pair of lines can pass a current through the temperature sensor. The voltage dropping directly at the temperature sensor can be measured with the other pair of lines, preferably without current, so that a temperature-dependent resistance can be measured from the pair of measured values (voltage, current). The conductor resistances can be compensated for by using a first current source and a voltage measuring device, which are connected to the connection terminals of the temperature sensor with separate conductor pairs. During operation of the measuring device, the resistance value measured in this way can be converted into a temperature value, in particular a digital temperature value, which is output by the measuring device, using a calibration curve stored in a control device. There are four-wire measuring probes of this type which are switched from one another and which differ essentially in the type of temperature sensor, for example RTD or NTC, or which differ in terms of the PIN assignment. In addition, three-wire measuring probes are used, in which two wires are used for the current source and another wire for voltage measurement. A second power source can be provided in order to compensate for the conductor resistances in this type of measuring probe. Here, too, three-wire measuring probes differ on the one hand in the choice of temperature sensor and in the PIN assignment. In addition, measuring probes can also have two temperature sensors, which can be sensors of the same type or sensors of different types in order to be able to carry out a self-check. Such double-two-wire or double-three-wire measuring probes usually use four connection contacts. It is also possible to use one or more thermocouples as temperature sensors in a measuring probe instead of thermoresistors. Since a thermocouple essentially only supplies one voltage, line resistance compensation is not required here.

Das erfindungsgemäße Messgerät beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass mittels einer von einer Steuereinrichtung gesteuerte Messeinrichtung über die Messung elektrischer Größen an den Anschlusskontakten und Vergleich derart gewonnener Messwerte mit typenspezifischen Vergleichswerten einer Messsonde aus der Gruppe der Typen von Messsonden, die zumindest eine Zwei-Leiter-Messsonde und zumindest eine Messsonde aus der Gruppe Drei-Leiter-Messsonde, Vier-Leiter-Messsonde, Doppel-Zwei-Leiter-Messsonde oder Doppel-Drei-Leiter-Messsonde identifiziert. Hierzu wird zunächst und im Wesentlichen vorgeschlagen, dass in einem ersten Schritt mittels einer Stromquelle miteinander elektrisch leitverbundene Anschlusskontakte identifiziert werden. In einem zweiten Schritt können die Widerstände zwischen den so identifizierten Paaren von Anschlusskontakten gemessen werden. Es können aber auch die Widerstände zwischen weiteren Paaren von Anschlusskontakten gemessen werden, wobei zumindest ein Anschlusskontakt eines derartigen Paares weder mit einer Stromquelle noch mit einer Stromsenke verbunden ist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Steuereinrichtung einen Multiplexer ansteuert. Die Verwendung eines Multiplexers ist eine Option einer Vielzahl weiterer gleichwertiger Optionen, um zwischen zwei Anschlusskontakten eine Spannung zu messen oder in einem Anschlusskontakt einen Strom einzuspeisen. Hierzu kann es auch möglich sein, eine Mehrzahl von Analog-/Digitalwandlern zu verwenden oder eine Mehrzahl von Stromquellen zu verwenden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist somit vorgesehen, dass im ersten Schritt beispielsweise von der Steuereinrichtung gesteuerten Multiplexers nacheinander ein von zumindest einer ersten Stromquelle erzeugter Strom nacheinander in zumindest zwei der Anschlusskontakte eingespeist wird. Mittels der Messeinrichtung wird bei diesen beiden Messungen jeweils eine Spannung zwischen dem bestromten Anschlusskontakt und einem eine Stromsenke bildenden weiteren Anschlusskontakt gemessen. In einem zweiten Schritt kann mit der von der Steuereinrichtung gesteuerten Messeinrichtung beispielsweise unter Verwendung des Multiplexers eine Spannung zwischen zwei Anschlusskontakten gemessen werden, von denen zumindest einer weder an der Stromquelle, noch an der Stromsenke angeschlossen ist. In einer Weiterbildung der Erfindung, die jedoch auch eigenständige Bedeutung besitzt, ist das Messgerät so ausgebildet, dass es mit mindestens zwei Messungen zwischen einem Thermoelement als Temperatursensor oder einem Thermowiderstand als Temperatursensor unterscheiden kann. Das als Programm in der Steuereinrichtung des Messgerätes implementierte Verfahren führt nacheinander zwei Strom-Spannungsmessungen durch, indem bei zwei voneinander verschiedenen, durch den Temperatursensor hindurchfließenden Strömen die am Temperatursensor abfallende Spannung gemessen wird. Die Ströme können sich beispielsweise um mindestens einen Faktor 2 unterscheiden. Die beiden Messwertpaare werden sodann in Beziehung gesetzt, um das Vorhandensein einer von einem stromlosen Temperatursensor gelieferten Spannung zu identifizieren. Werden beispielsweise die Spannungs-Strom-Quotienten der beiden Messwertpaare voneinander subtrahiert, so deutet ein unter einem Schwellwert liegendes Ergebnis auf das Vorhandensein eines Temperaturwiderstandes hin. Ein oberhalb eines Schwellwertes liegender Wert deutet auf das Vorhandensein eines Thermoelementes hin. Dabei reichen bereits geringfügige Temperaturunterschiede am Temperatursensor gegenüber einer Kaltstelle im Messgerät aus, um eine ausreichend hohe Thermospannung zu liefern, mit der die zuvor beschriebene Identifizierung eines Thermoelementes möglich ist. Der von der Steuereinrichtung gesteuerte Multiplexer besitzt eine Vielzahl von Kanälen, die wahlweise mit zumindest einer, bevorzugt zwei Stromquellen verbunden werden können. Diese Kanäle bilden hierzu insbesondere niederohmige Ausgänge. Es sind zumindest drei derartige Ausgänge vorgesehen, die jeweils mit einem der bevorzugt vier Pins eines Messsonden-Anschlusskontaktes verbunden sind, wobei jeder der vier Pins einen Anschlusskontakt ausbildet, mit dem ein Leiter einer Messsonde verbunden ist. Der Multiplexer besitzt darüber hinaus hochohmige Eingänge zur Spannungsmessung, die mittels des Multiplexers mit einer Messeinrichtung, insbesondere in Form eines Analog/ -Digitalwandlers verbunden werden können. Die Eingänge zur Spannungsmessung sind ebenfalls mit den PINs, bevorzugt mit ausgewählten PINs des Messsondenanschlusses verbunden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass drei oder vier Eingangspaare jeweils zwei Eingänge aufweisen, die an zwei voneinander verschiedenen Anschlusskontakten angeschlossen sind, so dass an einem Anschlusskontakt beziehungsweise PIN des Anschlusssteckers zumindest zwei Eingänge und ein Ausgang zur Stromlieferung beziehungsweise eine Stromsenke angeschlossen sind. In der zur Stromsenke führenden Leitung des mit der Stromsenke verbundenen PINs kann sich ein Referenzwiderstand befinden, an dem eine Referenzspannung abgegriffen werden kann. Hierzu ist ein Referenzspannungseingang vorgesehen, mit dem vom Analog-/Digitalwandler eine Referenzspannung gemessen werden kann. Dies kann über den Multiplexer erfolgen. Mit dieser Referenzspannung ist eine ratiometrische Widerstandsmessung möglich. Alternativ dazu kann die Referenzspannung aber auch von außen zugeführt werden, beispielsweise mittels einer externen Spannungsquelle. Es ist auch möglich, ohne einen Referenzspannungseingang zu arbeiten. Der Multiplexer besitzt darüber hinaus einen Kaltstellen-Messeingang, um an einem Kaltstellenwiderstand, bei dem es sich um einen Thermowiderstand handeln kann, eine Kaltstellentemperatur zu messen, die im Wesentlichen der Platinentemperatur der Schaltung entspricht, die den Multiplexer aufweist. Gemessen wird insbesondere die Temperatur am Übergang vom Thermoelementmaterial zum Metall, insbesondere Kupfer des Anschlusskontaktes. Das Kaltstellen-Messelement ist derart angeordnet, um diese Temperatur zu messen.The inventive measuring device or the inventive method provides that by means of a control device Controlled measuring device via the measurement of electrical quantities at the connection contacts and comparison of measured values obtained in this way with type-specific comparison values of a measuring probe from the group of types of measuring probes, the at least one two-wire measuring probe and at least one measuring probe from the three-wire measuring probe group, four -Conductor measuring probe, double-two-wire measuring probe or double-three-wire measuring probe identified. To this end, it is initially and essentially proposed that, in a first step, connecting contacts that are electrically conductively connected to one another are identified by means of a power source. In a second step, the resistances between the pairs of connection contacts identified in this way can be measured. However, the resistances between further pairs of connection contacts can also be measured, at least one connection contact of such a pair being connected neither to a current source nor to a current sink. It is provided in particular that the control device controls a multiplexer. The use of a multiplexer is one of a number of other equivalent options to measure a voltage between two connection contacts or to feed a current into a connection contact. To this end, it can also be possible to use a plurality of analog / digital converters or to use a plurality of current sources. According to one aspect of the invention it is thus provided that in the first step, for example, a multiplexer controlled by the control device, a current generated by at least one first current source is successively fed into at least two of the connection contacts. During these two measurements, the measuring device is used to measure a voltage between the energized connection contact and a further connection contact forming a current sink. In a second step, with the measuring device controlled by the control device, for example using the multiplexer, a voltage between two connection contacts can be measured, at least one of which is connected neither to the current source nor to the current sink. In a further development of the invention, which, however, also has independent significance, the measuring device is designed so that it can differentiate between a thermocouple as a temperature sensor or a thermal resistor as a temperature sensor with at least two measurements. The method implemented as a program in the control device of the measuring device carries out two current-voltage measurements one after the other by measuring the voltage drop across the temperature sensor for two different currents flowing through the temperature sensor. The currents can differ by at least a factor of 2, for example. The two pairs of measured values are then related in order to identify the presence of a voltage supplied by a currentless temperature sensor. If, for example, the voltage-current quotients of the two pairs of measured values are subtracted from one another, a result that is below a threshold value indicates the presence of a temperature resistance. A value above a threshold value indicates the presence of a thermocouple. Even slight temperature differences at the temperature sensor compared to a cold spot in the measuring device are sufficient to supply a sufficiently high thermal voltage with which the previously described identification of a thermocouple is possible. The multiplexer controlled by the control device has a plurality of channels which can be optionally connected to at least one, preferably two, current sources. For this purpose, these channels form particularly low-resistance outputs. At least three such outputs are provided, each of which is connected to one of the preferably four pins of a measuring probe connection contact, each of the four pins forming a connection contact to which a conductor of a measuring probe is connected. The multiplexer also has high-resistance inputs for voltage measurement, which can be connected to a measuring device, in particular in the form of an analog / digital converter, by means of the multiplexer. The inputs for voltage measurement are also connected to the PINs, preferably to selected PINs of the measuring probe connection. In particular, it is provided that three or four input pairs each have two inputs that are connected to two different connection contacts, so that at least two inputs and one output for power supply or a current sink are connected to one connection contact or PIN of the connector. In the line of the PIN connected to the current sink leading to the current sink, there can be a reference resistor at which a reference voltage can be tapped. For this purpose, a reference voltage input is provided with which a reference voltage can be measured by the analog / digital converter. This can be done via the multiplexer. A ratiometric resistance measurement is possible with this reference voltage. Alternatively, the reference voltage can also be supplied from outside, for example by means of an external voltage source. It is also possible to work without a reference voltage input. The multiplexer also has a cold junction measurement input in order to measure a cold junction temperature on a cold junction resistor, which can be a thermal resistor, which essentially corresponds to the board temperature of the circuit that has the multiplexer. In particular, the temperature at the transition from the thermocouple material to the Metal, in particular copper, of the connection contact. The cold junction measuring element is arranged to measure this temperature.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch folgende insbesondere zusammen erfüllte Merkmale aus: Es wird die Art der Meßsonde unterschieden, nämlich zwischen Thermoelement und Widerstandsthermometer. Es wird nur eine Messauswerteschaltung verwendet, um voneinander verschiedene Temperatursensoren zu erkennen. Es können verschiedene Typen von Widerstandsthermometern erkannt werden. Es kann die Anschlusskonfiguration der Anschlusskontakte ermittelt werden. Die Erfindung benutzt zur Erkennung der Messsonde ein mehrstufiges Verfahren, bei dem erkannt wird, welche Anschlusskontakte mit der Messsonde verbunden sind. Es ist gewissermaßen jede anschließbare Konfiguration prüfbar. Bei Widerstandsmesssonden wird eine ratiometrische Messung durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet darüber hinaus eine automatische Konfiguration der sich an die Erkennung der Messsonde anschließenden Messung. Das Verfahren liefert eine Unterscheidung von Thermoelementen und Widerstandsmesselementen und insbesondere von verschiedenen Thermoelementen und verschiedenen Widerstandsmesselementen. Das Verfahren ermöglicht ein „plug-and-play“ für Temperaturmesssonden. Mit dem Verfahren werden insbesondere Fehlerzustände erkannt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst insbesondere eine Schaltmatrix, die eine mxn-Beziehung herstellt. Dies erfolgt mittels des mindestens einen Multiplexers. Es können aber auch zwei oder mehr Multiplexer eingesetzt werden.The invention is characterized in particular by the following features, which are particularly fulfilled together: A distinction is made between the type of measuring probe, namely between thermocouple and resistance thermometer. Only one measurement evaluation circuit is used to identify different temperature sensors. Different types of resistance thermometers can be recognized. The connection configuration of the connection contacts can be determined. The invention uses a multi-stage method to recognize the measuring probe, in which it is recognized which terminal contacts are connected to the measuring probe. To a certain extent, every connectable configuration can be tested. A ratiometric measurement is carried out for resistance measuring probes. The method according to the invention also includes an automatic configuration of the measurement that follows the detection of the measuring probe. The method provides a differentiation between thermocouples and resistance measuring elements and in particular between different thermocouples and different resistance measuring elements. The process enables “plug-and-play” for temperature measuring probes. In particular, error states are recognized with the method. The method according to the invention comprises, in particular, a switching matrix that produces an mxn relationship. This is done by means of the at least one multiplexer. However, two or more multiplexers can also be used.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der als selbstständige Erfindung eigenständige Bedeutung besitzt aber auch mit der vorstehend offenbarten Erfindung in Kombination verwirklichbar ist, sind Maßnahmen vorgesehen, mit denen der Typ eines an einem Messgerät angeschlossenen Thermoelementes ermittelt werden kann. Aufgrund des thermoelektrischen oder Seebeck-Effektes treten entlang zweier parallel verlaufender Leiter die aus verschiedenen Metallen bestehen zwei unterschiedliche Spannungen auf. Werden beide Leiter an einem Ende - der Messstelle - miteinander verbunden, so kann am anderen Ende, der so genannten Kaltstelle, die Differenz dieser beiden Spannungen als Thermospannung gemessen werden. Diese beiden an der Messstelle verbundenen Leiter bilden das so genannte Thermoelement. An der Kaltstelle werden die beiden aus verschiedenen Metallen bestehenden Leiter mit zwei aus dem gleichen Metall bestehenden Leitern verbunden. In einer Messschleife befinden sich somit das Thermoelement, das eine Thermospannung liefert, eine Kaltstelle, deren Temperatur bekannt sein muss und eine Spannungsmesseinrichtung, die mit Zuleitungen, die aus identischen Metallen besteht, mit der Kaltstelle verbunden ist. Haben die Messstelle und die Kaltstelle verschiedene Temperaturen, so bildet sich eine von Null verschiedene Differenzspannung. Die an der Kaltstelle erzeugte Spannung hängt von den Temperaturen an der Mess- und der Kaltstelle ab. Mit der an der Spannungsmesseinrichtung gemessenen Spannung und der kaltstellentemperaturproportionalen Spannung kann damit die Temperatur an der Messstelle bestimmt werden. Die Beziehung zwischen den Temperaturen werden über eine typenspezifische Temperatur-Spannung- bzw. Spannung-Temperatur-Kennlinie in Beziehung gesetzt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Kennlinien der verschiedenen zu ermittelnden Thermoelementypen in der Steuereinrichtung hinterlegt sind.According to a second aspect of the invention, which has independent meaning as an independent invention but can also be implemented in combination with the invention disclosed above, measures are provided with which the type of thermocouple connected to a measuring device can be determined. Due to the thermoelectric or Seebeck effect, two different voltages occur along two parallel conductors made of different metals. If both conductors are connected to one another at one end - the measuring point - the difference between these two voltages can be measured as thermal voltage at the other end, the so-called cold point. These two conductors connected at the measuring point form the so-called thermocouple. At the cold point, the two conductors made of different metals are connected with two conductors made of the same metal. The thermocouple, which supplies a thermal voltage, a cold junction whose temperature must be known, and a voltage measuring device, which is connected to the cold junction with supply lines made of identical metals, are located in a measuring loop. If the measuring point and the cold point have different temperatures, a differential voltage different from zero is formed. The voltage generated at the cold junction depends on the temperatures at the measuring and cold junction. With the voltage measured at the voltage measuring device and the voltage proportional to the cold junction temperature, the temperature at the measuring point can be determined. The relationship between the temperatures is related to a type-specific temperature-voltage or voltage-temperature characteristic. In particular, it is provided that the characteristics of the various types of thermocouples to be determined are stored in the control device.

Erfindungsgemäß besitzt das Messgerät eine Temperiereinrichtung, mit der die Kaltstelle auf zumindest zwei verschiedene Temperaturen gebracht werden kann. Es werden zumindest zwei Wertepaare gebildet, die jeweils aus einer Kaltstellentemperatur und einer zugeordneten Thermospannung bestehen, wobei die Spannungen bevorzugt die Differenzspannungen sind. Aus diesen Wertepaaren kann der Typ des Thermoelementes ermittelt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die für verschiedene Kennlinien berechneten Temperaturwerte der zumindest zwei Messpunkte miteinander verglichen werden. Bevorzugt besitzt die Steuereinrichtung einen Datenspeicher, in dem als Datensätze mehrere Kennlinien oder Kennlinienabschnitte, beispielsweise Steigungen davon, gespeichert sind. Die Datensätze können beispielsweise jeweils eine Vielzahl von Wertepaaren aufweisen, mit denen eine Kennlinie beispielsweise in einer Temperatur/Spannungs-Ebene dargestellt wird. Die Kennlinien gehören zu Thermoelementen verschiedenen Typs und unterscheiden sich im Wesentlichen durch ihre Steigung. Die Kennlinien können abschnittsweise als Geraden approximiert werden. Sie können aber auch als Kurven höherer Ordnung approximiert werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird aus der Vielzahl der Kennlinien diejenige ausgewählt, die Punkten in der Temperatur/Spannungs-Ebene am nächsten liegen, die den gemessenen Werten entsprechen. Das erfindungsgemäße Messgerät weist bevorzugt eine Heizeinrichtung auf, mit der die Kaltstelle, die insbesondere einen temperaturabhängigen Widerstand aufweisen kann, mit dem die Kaltstellentemperatur gemessen werden kann, auf verschiedene Temperaturen gebracht werden kann. Zu jeder der zumindest zwei voneinander verschiedenen Temperaturen wird jeweils eine in einer Meßschleife, in der die Kaltstelle und das Thermoelement liegt, sich aufbauenden Spannung gemessen. Da die Kaltstellentemperatur gemessen wird, ergeben sich nach der Messung zwei oder mehr, beispielsweise drei oder vier Wertepaare, die jeweils aus einer Temperatur und einer Thermospannung bestehen. Es kann vorgesehen sein, dass die Kaltstelle mit der Temperiereinrichtung jeweils auf mindestens zwei vorgegebene Temperaturen gebracht wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass eine erste Spannungsmessung bei einer ersten Temperatur der Kaltstelle durchgeführt wird, die sich von einer Umgebungstemperatur um einen ersten vorgegebenen Wert unterscheidet und dass eine zweite Spannungsmessung bei einer zweiten Temperatur der Kaltstelle durchgeführt wird, die sich von der Umgebungstemperatur um einen zweiten vorgegebenen Wert unterscheidet, welcher vom ersten vorgegebenen Wert verschieden ist. Die Temperaturunterschiede können beispielsweise 5K und 10K betragen. Dabei ist zu beachten, dass die Temperatur der Messstelle des Thermoelementes während der Messungen konstant bleiben muss. Falls die Messstelle nicht beeinflusst werden kann muss diese Konstanz durch die zeitliche Nähe der Messungen zueinander erreicht werden. Auf Grund der thermischen Trägheit der Messstelle kann sich deren Temperatur nicht sprunghaft verändern und es kann als gegeben angesehen werden, dass diese bei zwei oder mehr in kurzer Abfolge durchgeführten Messungen hinreichend konstant ist. Gleichzeitig werden durch Heizen oder Kühlen der Kaltstelle unterschiedliche Thermospannungen an der Kaltstelle generiert, die zu voneinander verschiedene Differenzspannungen führen, aus deren Messung Rückschlüsse auf den Typ des Thermoelementes gezogen werden können. Die gemessenen Wertepaare können in ein System von linearen Gleichungen mit mehreren Unbekannten eingebracht werden, welches gelöst werden kann, um charakteristische Koeffizienten zu finden, die mit Vergleichswerten verschiedener Thermoelemente verglichen werden können. Das Gleichungssystem wird im Wesentlichen von der Beziehung geprägt, dass die gemessene Spannung die Thermospannung des Thermoelementes in Abhängigkeit von der Temperatur der Kaltstelle ist. Mit zumindest zwei Messungen bei voneinander verschiedenen Kaltstellentemperaturen werden Wertepaare gewonnen, mit denen für alle hinterlegten Kennlinien die Messstellentemperaturen berechnet werden. Der Typ des Thermoelementes wird dann über die Gleichheit der berechneten Messstellentemperatur eines Wertepaares für beide oder alle Kaltstellentemperaturen festgestellt.According to the invention, the measuring device has a temperature control device with which the cold junction can be brought to at least two different temperatures. At least two pairs of values are formed, each consisting of a cold junction temperature and an associated thermal voltage, the voltages preferably being the differential voltages. The type of thermocouple can be determined from these value pairs. This can be done, for example, by comparing the temperature values of the at least two measuring points calculated for different characteristics. The control device preferably has a data memory in which a plurality of characteristic curves or characteristic curve sections, for example slopes thereof, are stored as data sets. The data records can, for example, each have a multiplicity of value pairs with which a characteristic curve is represented, for example, in a temperature / voltage level. The characteristics belong to different types of thermocouples and differ essentially in their slope. The characteristic curves can be approximated as straight lines in sections. But they can also be approximated as curves of a higher order. According to one aspect of the invention, that characteristic is selected from the plurality of characteristic curves which are closest to points in the temperature / voltage plane which correspond to the measured values. The measuring device according to the invention preferably has a heating device with which the cold junction, which can in particular have a temperature-dependent resistance with which the cold junction temperature can be measured, can be brought to different temperatures. For each of the at least two different temperatures, a voltage that builds up in a measuring loop in which the cold junction and the thermocouple is located is measured. Since the cold junction temperature is measured, two or more, for example three or four pairs of values are obtained after the measurement, each of which consists of a temperature and a thermal voltage. It can be provided be that the cold point is brought to at least two predetermined temperatures with the temperature control device. However, it can also be provided that a first voltage measurement is carried out at a first temperature of the cold junction that differs from an ambient temperature by a first predetermined value, and that a second voltage measurement is carried out at a second temperature of the cold junction that differs from the ambient temperature differs by a second predetermined value which is different from the first predetermined value. The temperature differences can be 5K and 10K, for example. It should be noted that the temperature of the measuring point of the thermocouple must remain constant during the measurements. If the measuring point cannot be influenced, this constancy must be achieved through the temporal proximity of the measurements to one another. Due to the thermal inertia of the measuring point, its temperature cannot change abruptly and it can be taken for granted that it is sufficiently constant with two or more measurements carried out in short succession. At the same time, by heating or cooling the cold junction, different thermal voltages are generated at the cold junction, which lead to different differential voltages, from whose measurement conclusions can be drawn about the type of thermocouple. The measured value pairs can be incorporated into a system of linear equations with several unknowns, which can be solved in order to find characteristic coefficients that can be compared with comparative values of different thermocouples. The system of equations is essentially characterized by the relationship that the measured voltage is the thermal voltage of the thermocouple as a function of the temperature of the cold junction. With at least two measurements at different cold junction temperatures, pairs of values are obtained with which the measuring point temperatures are calculated for all stored characteristics. The type of thermocouple is then determined via the equality of the calculated measuring point temperature of a value pair for both or all cold junction temperatures.

FigurenlisteFigure list

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 ein Temperaturmessgerät 11 mit einer zugehörigen Messsonde 15, die über ein Kabel 14 mit einem Anschlussstecker 13 verbunden ist, das in einen Messsondenanschluss 12 des Messgerätes 11 eingesteckt werden kann,
2 eine Schaltung innerhalb des Messgerätes 11 zur Durchführung des Messverfahrens,
3 bis 11 zeigen eine Auswahl von Messsonden, wie sie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung identifiziert werden können,
12 schematisch eine Schaltung eines Messgerätes 11 eines weiteren Ausführungsbeispiels, an dessen Anschlusskontakte 16 ein zweipoliges Thermoelement 10 anschließbar ist,
13 Kennlinien a, b, c verschiedener Thermoelemente 10, wobei die Thermospannung U gegenüber der Temperatur des Thermoelementes abgetragen ist.

An embodiment of the invention is explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a temperature measuring device 11 with an associated measuring probe 15th that have a cable 14th with a connector 13 connected into a probe connector 12 of the measuring device 11 can be plugged in,
2 a circuit within the measuring device 11 to carry out the measurement process,
3 to 11 show a selection of measuring probes as they can be identified with the method according to the invention and the device according to the invention,
12 schematically a circuit of a measuring device 11 of a further embodiment, at its connection contacts 16 a two-pole thermocouple 10 is connectable,
13 Characteristic curves a, b, c of various thermocouples 10 , where the thermal voltage U is plotted against the temperature of the thermocouple.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Das in der 1 schematisch dargestellte Messgerät 11 besitzt ein Gehäuse, in dem eine in der 1 nicht dargestellte Schaltung angeordnet ist. An der Gehäuseunterseite befindet sich ein Messsondenanschluss 12, an dem eine Messsonde 15 angeschlossen wird, wobei hierzu der Anschlussstecker 13, mit dem die Messsonde 15 über ein Kabel 14 verbunden ist, in den Messsondenanschluss 12 eingesteckt werden kann. Das Gehäuse des Messgerätes 11 besitzt darüber hinaus einen externen Anschluss 22, mit dem das Messgerät 11 an einer Stromversorgung, beispielsweise einer Zwei-Leiter-Versorgung, an einer SPS oder an einem Bus angeschlossen werden kann, über den Temperaturmesswerte übertragen werden können. Es kann darüber hinaus eine Anzeige 23 zur Anzeige des Temperaturmesswertes vorgesehen sein. Ferner können Bedienelemente 24 vorgesehen sein.That in the 1 measuring device shown schematically 11 has a housing in which one in the 1 circuit not shown is arranged. A measuring probe connection is located on the underside of the housing 12 on which a measuring probe 15th is connected, the connector plug 13 with which the measuring probe 15th via a cable 14th connected to the probe connector 12 can be plugged in. The housing of the measuring device 11 also has an external connection 22nd with which the measuring device 11 can be connected to a power supply, for example a two-wire supply, to a PLC or to a bus, via which temperature measurements can be transmitted. It can also be an ad 23 be provided to display the temperature reading. Furthermore, controls 24 be provided.

Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung, wie sie innerhalb des Messgerätes 11 angeordnet ist. Die Bezugsziffer 12 bezeichnet einen Messsondenanschluss, der hier in einer Draufsicht dargestellt ist und der vier Anschlusskontakte 16 aufweist, die zur Unterscheidung von 1 bis 4 durchnummeriert sind. Der Messsondenanschluss 12 besitzt somit vier PINs 1, 2, 3, 4, an denen jeweils eine Ader des Kabels 14 angeschlossen sind, wobei die Adern Pole ein oder mehrerer Temperatursensoren 10 (vergleiche 3 bis 11) mit den Gegenkontakten im Anschlussstecker verbinden.The 2 shows an embodiment of a circuit as used within the measuring device 11 is arranged. The reference number 12 denotes a measuring probe connection, which is shown here in a top view, and the four connection contacts 16 which are numbered from 1 to 4 to distinguish them. The probe connection 12 thus has four PINs 1, 2, 3, 4, each of which has a wire of the cable 14th are connected, with the wires poles one or more temperature sensors 10 (compare 3 to 11 ) with the mating contacts in the connector.

Die in der 2 dargestellte Schaltung besitzt einen Multiplexer 17 mit einer Vielzahl von Kanälen. Der Multiplexer 17 ist mit zumindest einer Stromquelle 18, bevorzugt zwei Stromquellen 18, 18', verbunden. Ferner ist der Multiplexer 17 mit einer Messeinrichtung 19 in Form eines Analog-/ Digitalwandlers verbunden. Die Stromquellen 18,18' liefern einen konstanten Strom im Mikro-Amperebereich, der bevorzugt von der Steuereinrichtung 20 vorgebbar ist, die auch den Digitalwert der Messeinrichtung 19 auslesen kann. Die Messeinrichtung 19 beliefert bevorzugt einen Digitalwert, der die von der Messeinrichtung 19 gemessene Spannung repräsentiert.The ones in the 2 The circuit shown has a multiplexer 17th with a variety of channels. The multiplexer 17th is with at least one power source 18th , preferably two power sources 18th , 18 ' , connected. Furthermore, the multiplexer 17th with a measuring device 19th connected in the form of an analog / digital converter. The power sources 18th , 18 ' deliver a constant current in the micro-ampere range, which is preferred by the control device 20th which is also the digital value of the measuring device 19th can read out. The measuring device 19th supplied preferably a digital value that corresponds to that of the measuring device 19th measured voltage represents.

Mit der Steuereinrichtung 20 können die Vielzahl der Kanäle des Multiplexers 17 wahlweise mit der Messeinrichtung 19 oder der Stromquelle 18, 18' verbunden werden.With the control device 20th can use the multitude of channels of the multiplexer 17th optionally with the measuring device 19th or the power source 18th , 18 ' get connected.

Die Kanäle des Multiplexers 17 bilden insgesamt sechs Eingänge E, die in drei Gruppen zu jeweils zwei Eingängen gruppiert sind. Die Eingänge sind bevorzugt hochohmig, was in dem in 2 dargestellten Schaltbild durch die Widerstände R1 angedeutet ist. Diese Widerstände, die beispielsweise 10k Ohm betragen können, bilden mit den in der 2 dargestellten Kondensatoren einen als Tiefpassfilter wirkenden Signalfilter, um das Messsignal zu entstören.The channels of the multiplexer 17th form a total of six inputs E, which are grouped into three groups of two inputs each. The inputs are preferably high impedance, which is what the in 2 shown circuit diagram through the resistors R1 is indicated. These resistors, which can be 10k ohms, for example, form with those in the 2 The capacitors shown have a signal filter acting as a low-pass filter in order to suppress interference in the measurement signal.

Der Multiplexer 17 bildet drei Ausgänge A, die bevorzugt niederohmig sind. Beim Ausführungsbeispiel sind Widerstände R2 vorgesehen, die für den Fall einer statischen Überspannung eine Strombegrenzung liefern und die 1k Ohm betragen können. Ferner kann ein Kanal des Multiplexers 17 als Stromsenke S wirken. Die Stromsenke S kann eine Massenverbindung sein. Die Stromsenke S ist mit einer Leitverbindung mit PIN 3 verbunden. Innerhalb dieser Leitverbindung befindet sich ein Referenzwiderstand Rref, mit dem eine Referenzspannung Ur gemessen wird. Ein weiterer Kanal bildet eine Kaltstellen-Messstelle K, an der ein Thermowiderstand RK angeschlossen ist, mit dem eine Kaltstellentemperatur gemessen werden kann. Der Thermowiderstand RK ist ebenfalls mit PIN 3 verbunden.The multiplexer 17th forms three outputs A, which are preferably low-resistance. In the embodiment there are resistors R2 provided, which provide a current limitation in the event of a static overvoltage and which can be 1k Ohm. Furthermore, one channel of the multiplexer 17th act as a current sink S. The current sink S can be a ground connection. The current sink S is connected to PIN 3 with a lead connection. A reference resistor is located within this lead connection Rref with which a reference voltage Ur is measured. Another channel forms a cold junction measuring point K, at which a thermal resistor RK connected, with which a cold junction temperature can be measured. The thermal resistor RK is also connected to PIN 3.

Die drei Ausgänge A sind jeweils mit PIN 1, PIN 2 und PIN 4 verbunden, so dass wahlweise ein Strom zwischen PIN 1 und PIN 3, PIN 2 und PIN 3 oder PIN 4 und PIN 3 fließen kann. Die paarweise geschalteten Eingänge E können eine Spannung zwischen PIN 1 und PIN 4, zwischen PIN 2 und PIN 3 und zwischen PIN 2 und PIN 4 messen.The three outputs A are each connected to PIN 1, PIN 2 and PIN 4, so that a current can optionally flow between PIN 1 and PIN 3, PIN 2 and PIN 3 or PIN 4 and PIN 3. The inputs E switched in pairs can measure a voltage between PIN 1 and PIN 4, between PIN 2 and PIN 3 and between PIN 2 and PIN 4.

Es ist ferner ein Schalter 21 vorgesehen, mit dem zur Erweiterung der Messmöglichkeit der PIN 1 mit dem PIN 3 leitungsverbunden werden kann.It is also a switch 21st provided, with which PIN 1 can be wired to PIN 3 to expand the measurement option.

Der Schalter 21 kann auch genutzt werden, um einen Strom zwischen dem Kaltstellenanschluss K und der Stromsenke S fließen zu lassen, um beispielsweise die Funktion des Referenzwiderstandes RF beziehungsweise den Kaltstellenwiderstand RK testen zu können.The desk 21st can also be used to allow a current to flow between the cold junction connection K and the current sink S, for example to function of the reference resistor RF or the cold junction resistor RK to be able to test.

Durch das weiter unten beschriebene Verfahren kann mit der Steuerung 20 unter Verwendung des Multiplexers 17, zumindest einer Stromquelle 18 und der Messeinrichtung 19 geprüft werden, welche der in den 3 bis 11 dargestellten Messsonde an dem Messsondenanschluss 12 angeschlossen ist, etwa ob eine Vier-Leiter-Messsonde gemäß den 3 und 4 oder ob eine Drei-Leiter-Messsonde gemäß den 5 und 6 oder eine Doppel-Drei-Leiter-Messsonde gemäß 7 und 8 oder ein Thermoelement gemäß 9 oder zwei Thermoelemente oder eine Zwei-Leiter-Messsonde gemäß 10 oder 11 angeschlossen ist.Using the procedure described below, the controller 20th using the multiplexer 17th , at least one power source 18th and the measuring device 19th check which of the 3 to 11 measuring probe shown on the measuring probe connection 12 is connected, for example whether a four-wire measuring probe according to 3 and 4th or whether a three-wire measuring probe according to 5 and 6th or a double-three-wire measuring probe according to 7th and 8th or a thermocouple according to 9 or two thermocouples or a two-wire measuring probe according to 10 or 11 connected.

Das Verfahren zum Erkennen des Typs der an den Anschlusskontakten 16 des Messgerätes 11 angeschlossenen, zumindest einen Temperatursensor 11 aufweisenden Messsonde 15 erfolgt in mehreren Schritten: Zunächst wird eine in den 3 bis 11 dargestellte Sonde an die Anschlusskontakte 12 angeschlossen. Beispielsweise wird die in der 3 dargestellte Sonde durch Einstecken des Steckers 13 in den Messsondenanschluss 12 mit dem Messgerät verbunden.The procedure for recognizing the type of on the connector contacts 16 of the measuring device 11 connected, at least one temperature sensor 11 having measuring probe 15th takes place in several steps: First, a 3 to 11 probe shown to the connection contacts 12 connected. For example, the one in the 3 shown probe by inserting the plug 13 into the probe connection 12 connected to the measuring device.

In einem ersten Schritt wird zunächst geprüft, welche der mit den Ausgängen A verbundenen PINs 1, 2, 4 mit dem mit der Stromsenke S verbundenen PIN 3 verbunden sind. Hierzu wird ein Teststrom von beispielsweise 100 Mikroampere in den PIN 1, dann in PIN 2 und danach in PIN 4 eingespeist. Mit der Messeinrichtung 19 kann dabei die an den jeweiligen PIN-Paaren abfallende Spannung und somit der Stromdurchgang festgestellt werden.In a first step, it is first checked which of the PINs 1, 2, 4 connected to the outputs A are connected to the PIN 3 connected to the current sink S. For this purpose, a test current of 100 microamps, for example, is fed into PIN 1, then into PIN 2 and then into PIN 4. With the measuring device 19th the voltage dropping at the respective PIN pairs and thus the passage of current can be determined.

Es erfolgt ferner eine Prüfung, ob vom Kaltstellenkanal K zur Stromsenke S ein Strom fließt.There is also a check to determine whether a current is flowing from the cold junction channel K to the current sink S.

Ferner kann durch Schließen des Schalters 21 der PIN 3 mit dem PIN 1 elektrisch leitend verbunden werden. Werden dann die zuvor beschriebenen Messungen, bei denen der Strom in die PINs 1, 2, 4 eingespeist wird, wiederholt, so kann ermittelt werden, ob der Schalter 21 vorschriftsmäßig funktioniert und ob zwischen den PINs 1, 2 oder 1, 4 eine elektrische Leitverbindung existiert.Furthermore, by closing the switch 21st the PIN 3 with the PIN 1 are electrically connected. If the measurements described above, in which the current is fed into the PINs 1, 2, 4, are then repeated, it can be determined whether the switch 21st works properly and whether there is an electrical connection between PINs 1, 2 or 1, 4.

Nachfolgend wird in einem zweiten Schritt eine Widerstandsmessung durchgeführt. Beispielsweise wird durch Einspeisen eines Stromes in PIN 2 geprüft, ob der Widerstand zwischen den PINs 1 und 4 in einem validen Bereich liegt und/oder durch Einspeisen eines Stroms in PIN 1 geprüft, ob der Widerstand zwischen PIN 2 und 4 in einem validen Bereich liegt. Mit diesem Verfahren kann beispielsweise geprüft werden, ob eine Messsonde gemäß 3 am Messsondenanschluss 12 angeschlossen ist oder ob eine Messsonde gemäß 4 am Messsondenanschluss 12 angeschlossen ist.A resistance measurement is then carried out in a second step. For example, feeding a current into PIN 2 checks whether the resistance between PINs 1 and 4 is in a valid range and / or feeding a current into PIN 1 checks whether the resistance between PIN 2 and 4 is in a valid range . With this method it can be checked, for example, whether a measuring probe according to 3 at the probe connection 12 is connected or whether a measuring probe according to 4th at the probe connection 12 connected.

Falls dies nicht der Fall ist, kann durch Einspeisen eines ersten Stromes in PIN 2 und eines gleichgroßen zweiten Stromes in PIN 4 und Messen einer Spannung an den PINs 2 und 4 geprüft werden, ob eine Messsonde gemäß 5 am Messsondenanschluss 12 angeschlossen ist.If this is not the case, you can check by feeding a first current into PIN 2 and a second current of the same size into PIN 4 and measuring a voltage at PINs 2 and 4, whether a measuring probe according to 5 at the probe connection 12 connected.

Durch Einspeisen eines ersten Stroms in PIN 1 und eines zweiten Stroms in PIN 4 und Messen der an den PINs 1 und 4 abfallenden Spannung kann geprüft werden, ob eine Messsonde gemäß 6 angeschlossen ist.By feeding a first current into PIN 1 and a second current into PIN 4 and measuring the voltage drop across PINs 1 and 4, it is possible to check whether a measuring probe is in accordance with 6th connected.

Um zu prüfen, ob eine in 8 dargestellte Sonde angeschlossen ist, sind jeweils Ströme in PIN 2 und PIN 4 einzuspeisen. Spannungen müssen an den PINs 2 und 1 beziehungsweise PINs 3 und 4 gemessen werden.To see if an in 8th If the probe shown is connected, currents must be fed into PIN 2 and PIN 4. Voltages must be measured at PINs 2 and 1 or PINs 3 and 4.

Bei einem Betrieb einer Doppel-Drei-Leiter-Sonde gemäß 7 wird alternierend mit einer ersten Stromquelle 18 ein Strom in PIN 1 und anschließend in PIN 2 eingespeist, so dass nacheinander die voneinander verschiedenen Thermowiderstände 10, 10' bestromt werden. Bei jeder dieser Messungen wird mit der zweiten Stromquelle 18' in PIN 4 ein gleichgroßer zweiter Strom eingespeist. Mit der Messeinrichtung 19 kann dabei zunächst die an den PINs 1 und 2 abfallende Spannung und nachfolgend die an den PINs 2 und 4 abfallende Spannung gemessen werden. Werden jeweils valide Werte gefunden, wird die in 7 dargestellte Sonde als identifiziert angesehen.When operating a double-three-wire probe according to 7th is alternating with a first power source 18th a current is fed into PIN 1 and then into PIN 2, so that one after the other the different thermal resistors 10 , 10 ' be energized. The second power source is used for each of these measurements 18 ' A second current of the same size is fed into PIN 4. With the measuring device 19th the voltage dropping at PINs 1 and 2 and then the voltage dropping at PINs 2 and 4 can be measured first. If valid values are found, the in 7th The probe shown is considered identified.

Die 9 zeigt eine Sonde mit zwei Thermoelementen 10, 10'. Hier wird im ersten Schritt geprüft, ob zwischen PIN 1 und 4 und PIN 2 und 3 jeweils eine Leitverbindung existiert. Sodann wird in einem zweiten Schritt ein erster Strom durch das Thermoelement 10 beziehungsweise 10' geleitet. Dies erfolgt durch Einspeisen des Stroms in PIN 4 beziehungsweise PIN 2 und Ableiten des Stroms über PIN 1 und PIN 3. Um den Strom über PIN 1 abzuleiten, ist der Schalter 21 zu schließen, so dass bei beiden Messungen der eingespeiste Strom in die Stromsenke S fließen kann. Bei den beiden Messungen darf sich die Temperatur der Sensoren 10, 10' nicht ändern. Sie muss aber von der Temperatur des Messgerätes 11 verschieden sein, um eine Thermospannung identifizieren zu können. Es werden jeweils zwei voneinander verschiedene Ströme durch die Sensoren 10, 10' hindurchgeleitet und die jeweiligen Spannungen gemessen. Die beiden Quotienten der Messwertpaare (Spannung/Strom) werden sodann voneinander subtrahiert. Ergibt die Differenz einen unterhalb eines Schwellwertes liegenden Wert, so ist ein Thermoelement als Sensor 10, 10' erkannt. Anderenfalls handelt es sich um einen Thermowiderstand.The 9 shows a probe with two thermocouples 10 , 10 ' . The first step here is to check whether there is a lead connection between PIN 1 and 4 and PIN 2 and 3. In a second step, a first current is then passed through the thermocouple 10 respectively 10 ' directed. This is done by feeding the current into PIN 4 or PIN 2 and diverting the current via PIN 1 and PIN 3. The switch is used to divert the current via PIN 1 21st to close, so that the injected current can flow into the current sink S for both measurements. During the two measurements, the temperature of the sensors 10 , 10 ' do not change. But it must depend on the temperature of the measuring device 11 be different in order to identify a thermal voltage. There are two different currents through the sensors 10 , 10 ' passed through and the respective voltages measured. The two quotients of the measured value pairs (voltage / current) are then subtracted from one another. If the difference results in a value below a threshold value, a thermocouple is used as the sensor 10 , 10 ' recognized. Otherwise it is a thermal resistor.

Durch eine Widerstandsmessung oder den Vergleich des ermittelten Widerstandes mit Vergleichswerten kann dann geprüft werden, ob es sich um einen PT 100 oder um einen PT 1000 handelt.A resistance measurement or the comparison of the determined resistance with comparison values can then be used to check whether it is a PT 100 or a PT 1000.

Nachdem die Steuereinrichtung 20 den Typ des am Messsondenanschluss 12 angeschlossenen Temperatursensors erkannt hat, erfolgt der andauernde Messbetrieb, indem in vorgegebenen Zeitabständen in bekannter Weise Widerstände der Thermowiderstände oder Thermospannungen der Thermoelemente gemessen werden und diese in Digitalwerte umgewandelt werden. Die Werte können auf der Anzeige 23 dargestellt oder über den externen Anschluss 22 an anderweitige Empfänger übertragen werden.After the control device 20th the type of at the probe connection 12 connected temperature sensor, the continuous measuring operation takes place by measuring the resistances of the thermoresistors or thermal voltages of the thermocouples at predetermined time intervals in a known manner and converting these into digital values. The values can be shown on the display 23 shown or via the external connection 22nd be transmitted to other recipients.

Die 12 und 13 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem an die beiden Anschlusskontakte 16 eines Messgerätes 11 verschiedene Thermoelemente 10 angeschlossen werden können, deren Kennlinien die 13 zeigt. Die 13 zeigt, dass die verschiedenen Kennlinien a, b, c sich im Wesentlichen durch ihren Steigungsverlauf unterscheiden.The 12 and 13 show a further exemplary embodiment of the invention in which the two connection contacts 16 of a measuring device 11 various thermocouples 10 can be connected, the characteristics of which the 13 shows. The 13 shows that the different characteristic curves a, b, c essentially differ in their gradient.

Die in der 12 dargestellte Schaltung besitzt eine Messschleife 24, in der das Thermoelement 10, eine Kaltstelle K, und eine Spannungsmesseinrichtung 19 angeordnet sind. Hat die Kaltstelle K dieselbe Temperatur, wie das Thermoelement 10, so misst die Spannungsmesseinrichtung keine Spannung. Unterscheiden sich die Temperaturen von Thermoelement 10 und Kaltstelle K, so wird am Thermoelement eine von Null verschiedene Thermospannung anliegen. Diese Thermospannung kann mit der Spannungsmesseinrichtung 19 gemessen werden.The ones in the 12 The circuit shown has a measuring loop 24 in which the thermocouple 10 , a cold spot K , and a tension measuring device 19th are arranged. Has the cold spot K same temperature as the thermocouple 10 , the voltage measuring device does not measure any voltage. Are the temperatures of thermocouple different 10 and cold spot K , then a non-zero thermal voltage will be applied to the thermocouple. This thermal voltage can be measured with the voltage measuring device 19th be measured.

Mit einem weiteren Temperatursensor RK, beispielsweise mit einem Thermowiderstand, kann die Temperatur der Kaltstelle, also die Kaltstellentemperatur TK, gemessen werden. Es ist eine Steuereinrichtung 20 vorgesehen, der die mit der Spannungsmesseinrichtung 19 gemessene Spannung und die Kaltstellentemperatur TK zugeführt wird. Die Steuereinrichtung 20 ist zudem mit einer Temperiereinrichtung 23 verbunden. Es kann sich dabei um eine Heizeinrichtung oder um eine Kühleinrichtung handeln, mit der die Temperatur der Kaltstelle K veränderbar ist. In der Steuereinrichtung 20 sind zudem Vergleichsdaten, beispielsweise als Datensätze Kennlinien verschiedener Thermoelemente gespeichert.With another temperature sensor RK , for example with a thermal resistor, the temperature of the cold junction, that is to say the cold junction temperature TK, can be measured. It's a control device 20th provided with the voltage measuring device 19th measured voltage and the cold junction temperature TK is supplied. The control device 20th is also equipped with a temperature control device 23 connected. It can be a heating device or a cooling device with which the temperature of the cold point K is changeable. In the control device 20th comparison data are also stored, for example as data sets of characteristics of various thermocouples.

Wird an den Anschlusskontakt 16, also an die beiden Kontakte 1, 2 in 12 ein Thermoelement 10 angeschlossen, so wird die Steuereinrichtung 20 veranlasst, mit der Spannungsmesseinrichtung 19 nacheinander zwei Messungen durchzuführen. Zwischen den beiden Messungen wird die Temperatur der Kaltstelle K mittels der Temperiereinrichtung 23 verändert. Es kann vorgesehen sein, dass bei beiden Messungen die Kaltstellentemperatur einen anderen Wert aufweist, als die Umgebungstemperatur, also die Temperatur am Thermoelement 10.Is attached to the connection contact 16 , i.e. to the two contacts 1, 2 in 12 a thermocouple 10 connected, the control device 20th prompted with the voltage measuring device 19th to take two measurements one after the other. The temperature of the cold junction is measured between the two measurements K by means of the temperature control device 23 changed. Provision can be made for the cold junction temperature to have a different value than the ambient temperature, that is to say the temperature at the thermocouple, for both measurements 10 .

Die 13 zeigt die bei diesen Messungen gemessenen Kaltstellentemperaturen TC1, TC2, die zu den Spannungen UC1, UC2 der Kaltstelle korrespondieren. Dabei haben die Spannungen UC1 und UC2 keine physikalische Entsprechung, sondern sind eine reine Rechengröße. Mit der Spannungsmesseinrichtung 19 werden die Differenzspannungen U1, U2 zu einer auf 0°C Kaltstellentemperatur bezogenen Thermospannung UH des Thermoelementes, das die Temperatur TH aufweist, gemessen. Aus der 13 ist zu ersehen, dass mit den beiden Messungen für jede der Kennlinien a, b, c die Werte TH(TC1) und TH(TC2) berechenbar sind. Die Steuereinrichtung 20 vergleicht die so ermittelten Werte miteinander und ermittelt daraus die Kennlinie bei welcher TH(TC1) und TH(TC2) am besten übereinstimmen. Beim Ausführungsbeispiel ist dies die Kennlinie b.The 13 shows the cold junction temperatures TC1, TC2 measured during these measurements, which correspond to the voltages UC1, UC2 of the cold junction. The voltages UC1 and UC2 have no physical equivalent, but are purely a calculation variable. With the tension measuring device 19th the differential voltages U1, U2 are measured in relation to a thermal voltage UH of the thermocouple which has the temperature TH, which is related to 0 ° C. cold junction temperature. From the 13 it can be seen that the values TH (TC1) and TH (TC2) can be calculated for each of the characteristic curves a, b, c with the two measurements. The control device 20th compares the values determined in this way and uses this to determine the characteristic curve at which TH (TC1) and TH (TC2) best match. In the exemplary embodiment, this is characteristic curve b.

Dieses Verfahren lässt sich verfeinern, indem eine der beiden Kaltstellentemperaturen TC1, TC2 die Umgebungstemperatur ist und das Thermoelement auf Umgebungstemperatur gehalten wird. Das Verfahren lässt sich darüber hinaus verfeinern, indem in einer ersten Temperaturmessung mit dem Temperatursensor RK eine Umgebungstemperatur gemessen wird, die dieselbe Temperatur ist, auf der das Thermoelement 10 gehalten wird. Das Verfahren lässt sich weiter verfeinern, indem anstelle von zwei Wertepaaren jeweils beinhaltend eine bei einer Kaltstellentemperatur gemessenen Differenzspannung drei oder mehr derartige Wertepaare bei verschiedenen Kaltstellentemperaturen aufgenommen werden.This method can be refined in that one of the two cold junction temperatures TC1, TC2 is the ambient temperature and the thermocouple is kept at ambient temperature. The method can also be refined by performing an initial temperature measurement with the temperature sensor RK an ambient temperature is measured that is the same temperature as the thermocouple 10 is held. The method can be further refined in that, instead of two pairs of values, each including a differential voltage measured at a cold junction temperature, three or more such pairs of values are recorded at different cold junction temperatures.

Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:The above explanations serve to explain the inventions covered by the application as a whole, which at least further develop the state of the art at least through the following combinations of features, whereby two, more or all of these combinations of features can also be combined, namely:

Ein Messgerät, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Messgerät eine Steuereinrichtung 20, eine Spannungsmesseinrichtung 19 und zumindest eine Stromquelle 18 aufweist, wobei die Spannungsmesseinrichtung 19 eingerichtet ist, um zumindest eine an zwei der Anschlusskontakte 16 anliegende Spannung zu messen und die Stromquelle 18 eingerichtet ist, in einen der Anschlusskontakte 16 einen Strom einzuspeisen, und eine Stromsenke S vorgesehen ist, durch die der eingespeiste Strom abfließen kann.A measuring device, which is characterized in that the measuring device is a control device 20th , a tension measuring device 19th and at least one power source 18th having, wherein the voltage measuring device 19th is set up to at least one to two of the connection contacts 16 to measure the applied voltage and the power source 18th is set up in one of the connection contacts 16 feed a current, and a current sink S is provided through which the current fed in can flow.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem ersten Schritt von der Steuereinrichtung 20 nacheinander ein von zumindest einer Stromquelle 18 erzeugter Strom I in zumindest zwei der Anschlusskontakte eingespeist wird und mittels der Messeinrichtung 19 eine Spannung zwischen dem jeweils bestromten Anschlusskontakt 16 und einem mit einer Stromsenke S verbundenen Anschlusskontakt 16 gemessen wird.A method, which is characterized in that in a first step by the control device 20th one after the other from at least one power source 18th generated current I is fed into at least two of the connection contacts and by means of the measuring device 19th a voltage between the respective energized connection contact 16 and a connection contact connected to a current sink S. 16 is measured.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem zweiten Schritt mittels der Messeinrichtung 19 zumindest eine Spannung zwischen zwei Anschlusskontakten 16 gemessen wird, von denen zumindest einer weder an der Stromquelle 18, noch an der Stromsenke S angeschlossen ist.A method, which is characterized in that in a second step by means of the measuring device 19th at least one voltage between two connection contacts 16 is measured, at least one of which neither at the power source 18th , is still connected to the current sink S.

Ein Messgerät oder ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mit mindestens zwei Messungen jeweils ein Strom-Spannungs-Messwertpaar gemessen wird und durch Inbeziehungsetzen der Messwertpaare das Vorhandensein einer vom stromlosen Temperatursensor 10 gelieferte Spannung identifiziert wird.A measuring device or a method, which is characterized in that a current-voltage measured value pair is measured with at least two measurements and the presence of a current-free temperature sensor by relating the measured value pairs 10 supplied voltage is identified.

Ein Messgerät oder ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinrichtung 26 mit einem Multiplexer 17 zusammenwirkt, der wahlweise die Spannungsmesseinrichtung 19 mit zwei der Anschlusskontakte 16 verbindet und/oder die Stromquelle 18 wahlweise mit einem der Anschlusskontakte 16 verbindet.A measuring device or a method, which is characterized in that the control device 26th with a multiplexer 17th interacts, the optionally the voltage measuring device 19th with two of the connection contacts 16 connects and / or the power source 18th optionally with one of the connection contacts 16 connects.

Ein Messgerät oder ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Messsondenanschluss 12 zumindest drei oder vier oder genau vier Anschlussontakte 16 aufweist, von denen einer fest mit einer Stromsenke S verbunden ist und die übrigen insbesondere mittels des Multiplexers 17 wahlweise als Stromquelle betreibbar sind beziehungsweise als Stromquelle zur Identifizierung einer Leitverbindung zwischen zwei der Anschlusskontakte 16 betrieben werden.A measuring device or a method, which is characterized in that the measuring probe connection 12 at least three or four or exactly four connection contacts 16 has, of which one is permanently connected to a current sink S and the rest in particular by means of the multiplexer 17th can optionally be operated as a power source or as a power source for identifying a lead connection between two of the connection contacts 16 operate.

Ein Messgerät oder ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Messung eines Widerstandes eines Temperatursensors 10 der Messsonde 15 ein erster Anschlusskontakt 16 einen Strom I liefert, der durch den Temperatursensor 10 und durch einen zweiten Anschlusskontakt in die Stromsenke S fließt, und über zumindest einen dritten Anschlusskontakt 16, der unmittelbar mit dem Temperatursensor 10 verbunden ist, eine am Temperatursensor 10 abfallende Spannung U gemessen wird.A measuring device or a method, which is characterized in that for measuring a resistance of a temperature sensor 10 the measuring probe 15th a first connection contact 16 supplies a current I that is passed through the temperature sensor 10 and flows through a second connection contact into the current sink S, and via at least one third connection contact 16 that directly connects to the temperature sensor 10 connected, one on the temperature sensor 10 falling voltage U is measured.

Ein Messgerät oder ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Anschlusskontakte 16 hochohmige Eingänge E zur Spannungsmessung, niederohmige Ausgänge E zur Stromlieferung und eine Stromsenke S ausbilden.A measuring device or a method, which is characterized in that the connection contacts 16 Form high-resistance inputs E for voltage measurement, low-resistance outputs E for supplying current and a current sink S.

Ein Messgerät oder ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Eingänge E zur Spannungsmessung jeweils paarweise mit Anschlusskontakten 16 verbunden sind.A measuring device or a method, which is characterized in that the inputs E for voltage measurement are each paired with connection contacts 16 are connected.

Ein Messgerät oder ein Verfahren, das gekennzeichnet ist durch einen Referenzspannungseingang Ur am Multiplexer 17 zum Abgriff einer an einem Referenzwiderstand Rref, durch den der in die Stromsenke S fließende Strom I fließt, abfallenden Spannung.A measuring device or a method that is characterized by a reference voltage input Ur at the multiplexer 17th for tapping on a reference resistor Rref , through which the current I flowing into the current sink S flows, falling voltage.

Ein Messgerät oder ein Verfahren, das gekennzeichnet ist durch einen Kaltstellen-Messelement RK zur Messung einer Kaltstellentemperatur zum In-Beziehung-Setzen mit einer Thermospannung, die von einem als Thermoelement TC ausgebildeten Temperatursensor 10 geliefert wird.A measuring device or a method that is characterized by a cold junction measuring element RK to measure a cold junction temperature to relate it to a thermal voltage generated by a thermocouple TC trained temperature sensor 10 is delivered.

Ein Messgerät, das gekennzeichnet ist durch eine Temperiereinrichtung 23 zur Veränderung der Temperatur der Kaltstelle K.A measuring device that is characterized by a temperature control device 23 to change the temperature of the cold junction K .

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest zwei jeweils aus einer Kaltstellentemperatur TC1, TC2 und einer zugeordneten Spannung U1, U2 bestehende Wertepaare dadurch gebildet werden, dass die Kaltstelle K mit einer Temperiereinrichtung 23 nacheinander auf zumindest zwei voneinander verschiedene Kaltstellentemperaturen TC1 und TC2 gebracht wird, zu denen jeweils eine Spannung U1, U2 gemessen wird, und aus den Wertepaaren der Typ des Thermoelementes 10 ermittelt wird.A method, which is characterized in that at least two pairs of values each consisting of a cold junction temperature TC1, TC2 and an assigned voltage U1, U2 are formed in that the cold junction K is provided with a temperature control device 23 is successively brought to at least two mutually different cold junction temperatures TC1 and TC2, at each of which a voltage U1, U2 is measured, and the type of thermocouple from the value pairs 10 is determined.

Ein Messgerät, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einer Steuereinrichtung 20 jeweils als Datensatz mehrere Kennlinien oder Wertepaare von Kennlinien hinterlegt sind und die Steuereinrichtung 20 derart eingerichtet ist, dass zum Erkennen des Typs eines an den Anschlusskontakten 16 angeschlossenen Thermoelementes 10 zumindest zwei jeweils aus einer Kaltstellentemperatur TC1, TC2 und einer zugeordneten Spannung U1, U2 bestehende Wertepaare dadurch gebildet werden, dass die Kaltstelle K mit der Temperiereinrichtung 23 nacheinander auf zumindest zwei voneinander verschiedene Kaltstellentemperaturen TC1 und TC2 gebracht wird, zu denen jeweils eine Spannung U1, U2 gemessen wird, und aus den Wertepaaren der Typ des Thermoelementes 10 ermittelt wird.A measuring device, which is characterized in that in a control device 20th Several characteristic curves or value pairs of characteristic curves are each stored as a data record and the control device 20th is set up in such a way that to identify the type of one on the connection contacts 16 connected thermocouple 10 at least two pairs of values, each consisting of a cold junction temperature TC1, TC2 and an associated voltage U1, U2, are formed in that the cold junction K is connected to the temperature control device 23 is successively brought to at least two mutually different cold junction temperatures TC1 and TC2, at each of which a voltage U1, U2 is measured, and the type of thermocouple from the value pairs 10 is determined.

Ein Messgerät, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mit den Wertepaaren aus einer Mehrzahl in der Steuereinrichtung 20 als Datensätze hinterlegten Kennlinien oder Wertepaare von Kennlinien diejenige ausgewählt wird, die den Wertepaaren am nächsten liegt und/oder dass die Temperiereinrichtung 23 eine Heizeinrichtung ist und/oder, dass die Spannungen U1, U2 Thermospannungen sind und/oder dass mittels der Wertepaare unter Verwendung der in der Steuereinrichtung 20 hinterlegten Kennlinien der Typ des Thermoelementes ermittelt wird.A measuring device, which is characterized in that with the value pairs from a plurality in the control device 20th Characteristic curves or value pairs of characteristic curves stored as data sets are selected that is closest to the value pairs and / or that the temperature control device 23 is a heating device and / or that the voltages U1, U2 are thermal voltages and / or that by means of the value pairs using the in the control device 20th stored characteristics the type of thermocouple is determined.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.All of the features disclosed are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure of the application hereby also fully includes the disclosure content of the associated / attached priority documents (copy of the previous application), also for the purpose of including features of these documents in the claims of the present application. The subclaims characterize, even without the features of a referenced claim, with their features independent inventive developments of the prior art, in particular in order to make divisional applications on the basis of these claims. The invention specified in each claim can additionally have one or more of the features provided in the above description, in particular provided with reference numbers and / or specified in the list of reference numbers. The invention also relates to design forms in which some of the features mentioned in the above description are not implemented, in particular if they are recognizable for the respective purpose or can be replaced by other technically equivalent means.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: TemperatursensorTemperature sensor
10'10 ': TemperatursensorTemperature sensor
1111: MessgerätMeasuring device
1212th: MesssondenanschlussMeasuring probe connection
1313: AnschlusssteckerConnector
1414th: Kabelelectric wire
1515th: MesssondeMeasuring probe
1616: AnschlusskontaktConnection contact
1717th: Multiplexermultiplexer
1818th: StromquellePower source
1919th: SpannungsmesseinrichtungVoltage measuring device
2020th: SteuereinrichtungControl device
2121st: Schaltercounter
2222nd: externer Anschlussexternal connection
2323: Temperiereinrichtung, HeizeinrichtungTemperature control device, heating device
2424: MessschleifeMeasuring loop
II.: Stromelectricity
KK: KaltstellenkanalCold junction channel
R1R1: EingangswiderstandInput resistance
R2R2: AusgangswiderstandOutput resistance
RKRK: Kaltstellen- MesselementCold junction measuring element
RLRL: LeitungswiderstandLine resistance
RrefRref: ReferenzwiderstandReference resistance
SS.: StromsenkeCurrent sink
TCTC: ThermoelementThermocouple
TC1TC1: KaltstellentemperaturCold junction temperature
TC2TC2: KaltstellentemperaturCold junction temperature
UU: Spannungtension
UrUr: ReferenzspannungseingangReference voltage input

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2639511 A2 [0004]
WO 2007/098912 A1 [0005]
US 2007/0183478 A1 [0006]
EP 0847729 A1 [0007]
EP 0193950 A2 [0008]
EP 2302344 A2 [0009]

Claims

Measuring device with a measuring probe connection (12) for connecting a measuring probe (15) selected from a group of measuring probes of different types and with a device for the independent detection of the type of measuring probe, having a measuring device (19) controlled by a controller (20) for measuring Quantities characterizing the electrical resistance between two connection contacts (16), the controller being set up to compare the measured values obtained in this way with stored type-specific comparison values in order to identify the type of the measuring probe (15) connected to the connection contacts (16), the measuring device a control device (20), a voltage measuring device (19) and at least one current source (18), wherein the voltage measuring device (19) is set up to measure at least one voltage applied to two of the connection contacts (16) and the current source (18) is set up is, in one of the connection contacts (16) a current ei nzuspeisen, and a current sink (S) is provided through which the fed current can flow, characterized by a multiplexer (17) which interacts with the control device (26) and which is set up so that the voltage measuring device (19) with two pairs of the connection contacts (16) are connected and / or that the power source (18) are optionally connected to two of the connection contacts (16) one after the other.

Method for recognizing the type of a measuring probe (15) connected to connection contacts (16) of a measuring device (11) and having at least one temperature sensor (10) from a group of different types of measuring probes, in particular as a program in a measuring device according to Claim 1 , whereby by means of a measuring device (19) controlled by a control device (20) an electrical variable characterizing an electrical resistance between the connection contacts (16) is measured and at least one measured value obtained in this way is compared with type-specific comparison data, and the group of types of the measuring probes (15 ) contains at least two measuring probes selected from a set consisting of a two-wire measuring probe, a three-wire measuring probe, a four-wire measuring probe, a double-two-wire measuring probe and a double-three-wire measuring probe -Measuring probe, with a current (I) generated by at least one current source (18) being fed into at least two of the connection contacts and, by means of a measuring device (19), a voltage between the respective energized connection contact (16) and one with a current sink (S) connected connection contact (16) is measured, characterized in that the current (I) generated by the current source (18) successively i n the connection contacts (16) is fed in and / or that a voltage between two different connection contact pairs (16) is measured one after the other by means of the measuring device (19).

Procedure according to Claim 2 , characterized in that in a first step the control device (20) identifies connection contacts (16) that are electrically connected to one another and / or that in a second step following the first step, at least one voltage between two connection contacts (16) is measured and / or that at least one of the two connection contacts (16) is connected neither to the current source (18) nor to the current sink (S).

Method for recognizing the type of a measuring probe (15) connected to connection contacts (16) of a measuring device (11) and having at least one temperature sensor (10) from a group of different types of measuring probes, in particular according to one of the Claims 2 to 5 Wherein an electrical resistance between the terminal contacts (16) characterizing sizes are measured using a controlled by a control device (20) measuring means (19), characterized in that a current-voltage value pair is measured with at least two measurements in each case and by relating Pairs of measured values the presence of a voltage supplied by the currentless temperature sensor (10) is identified.

Measuring device after Claim 1 or Method according to one of the preceding method claims, characterized in that by switching the multiplexer (17) in a first step electrically conductively connected connection contacts are identified and in a subsequent second step resistances between the electrically connected connection contacts (16) are measured.

Measuring device after Claim 1 or 5 or Method according to one of the preceding method claims, characterized in that the measuring probe connection (12) has at least three or four or exactly four connection contacts (16), one of which is permanently connected to a current sink (S) and the others in particular by means of the multiplexer ( 17) can either be operated as a power source or operated as a power source for identifying a conductive connection between two of the connection contacts (16).

Measuring device according to one of the preceding device claims or method according to one of the preceding method claims, characterized in that for measuring a resistance of a temperature sensor (10) of the measuring probe (15) a first connection contact (16) supplies a current (I) that flows through the temperature sensor (10) and through a second connection contact into the current sink (S), and via at least one third connection contact (16) that is directly connected to the Temperature sensor (10) is connected, a voltage (U) dropping across the temperature sensor (10) is measured.

Measuring device according to one of the preceding device claims or method according to one of the preceding method claims, characterized in that the connection contacts (16) form high-resistance inputs (E) for voltage measurement, low-resistance outputs (E) for supplying current and a current sink (S) and / or that the inputs (E) for voltage measurement are each connected in pairs to connection contacts (16).

Measuring device according to one of the preceding device claims or method according to one of the preceding method claims, characterized by a reference voltage input (UR) on the multiplexer (17) for tapping a reference resistor (Rref) through which the current (I) flowing into the current sink (S) flowing, falling voltage.

Measuring device according to one of the preceding device claims or method according to one of the preceding method claims, characterized by a cold junction measuring element (RK) for measuring a cold junction temperature for correlation with a thermal voltage generated by a temperature sensor (10) designed as a thermocouple (TC) is delivered.

Measuring device (11) with connection contacts (16) for connecting a thermocouple (10), which are connected to a measuring loop (24), with a cold junction (K) arranged in the measuring loop (24), with a cold junction measuring element (RK), for measuring the temperature at the cold junction (K) and having disposed in the measuring loop (24) voltage measuring device (19) for measuring a resulting at the thermocouple (10) and measurable at the cold junction (K) thermal voltage (U1, U2), characterized by a temperature control device (23) for changing the temperature of the cold point (K).

Method for recognizing the type of a thermocouple 10 connected to connection contacts (16) of a measuring device (11), the connection contacts (16) being connected to a measuring loop (24) in which a cold point (K) is arranged, at which a cold point -Measuring element (RK) a cold junction temperature (TC) is measured, with a voltage measuring device (19) being used to measure a thermoelectric voltage (U1, U2) arising at the thermocouple (10) and measurable at the cold junction (K) in order to be able to use a control device ( 20) to calculate a measurement temperature (TH) taking into account the cold junction temperature (TC) and the thermal voltage (U1, U2), characterized in that at least two each of a cold junction temperature (TC1, TC2) and an assigned voltage (U1, U2 ) existing pairs of values are formed in that the cold junction (K) is successively set to at least two cold junction temperatures that are different from one another with a temperature control device (23) atures (TC1 and TC2) is brought to each of which a voltage (U1, U2) is measured, and the type of thermocouple (10) is determined from the value pairs.

Measuring device (11) Claim 11 , characterized in that several characteristic curves or value pairs of characteristic curves are stored in a control device (20) as a data record and the control device (20) is set up in such a way that to identify the type of a thermocouple (10) connected to the connection contacts (16) at least Two pairs of values each consisting of a cold junction temperature (TC1, TC2) and an assigned voltage (U1, U2) are formed by bringing the cold junction (K) with the temperature control device (23) to at least two different cold junction temperatures (TC1 and TC2) one after the other , for each of which a voltage (U1, U2) is measured, and the type of thermocouple (10) is determined from the value pairs.

Measuring device (11) Claim 11 or 13 or procedure according to Claim 12 , characterized in that with the value pairs from a plurality of characteristic lines or value pairs of characteristic lines stored in the control device (20) as data sets, the one that is closest to the value pairs and / or that the temperature control device (23) is a heating device and / or that the voltages (U1, U2) are thermal voltages and / or that the type of thermocouple is determined by means of the value pairs using the characteristic curves stored in the control device (20).

Measuring device or method, characterized by one or more of the characterizing features of one of the preceding claims.