DE102021109101A1 - Method and sensor for measuring a variable over time - Google Patents
Method and sensor for measuring a variable over time Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021109101A1 DE102021109101A1 DE102021109101.2A DE102021109101A DE102021109101A1 DE 102021109101 A1 DE102021109101 A1 DE 102021109101A1 DE 102021109101 A DE102021109101 A DE 102021109101A DE 102021109101 A1 DE102021109101 A1 DE 102021109101A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- temperature
- gradient
- measured value
- occurring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
- G01D3/0365—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Bereitstellung eines zu übertragenden Signals (01) zur Repräsentation eines mit einem Messverfahren gemessenen Messwertes einer an einem Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Messgröße. Der mit dem Messverfahren gemessene Messwert ist von einem Gradienten einer am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur (02) abhängig. In einem Schritt des Verfahrens wird das Messverfahren angewendet, um den Messwert der zeitlich veränderlichen Messgröße laufend zu bestimmen, wobei gleichzeitig der Gradient der am Messort auftretenden Temperatur (02) laufend bestimmt wird. Es wird ein Messwertsignal gebildet, dessen Amplitude von dem gemessenen Messwert abhängig ist. Zudem wird ein Temperaturgradientensignal gebildet, welches zumindest eine Information über den Gradienten der auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur (02) repräsentiert. Das Temperaturgradientensignal wird auf das Messwertsignal moduliert, um das zu übertragende Signal (01) zu erhalten. Im Weiteren betrifft die Erfindung einen Sensor zur Messung einer an einem Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Messgröße.The present invention relates firstly to a method for providing a signal (01) to be transmitted to represent a measured value of a time-varying measured variable occurring at a measuring location, measured using a measuring method. The measured value measured with the measuring method is dependent on a gradient of a temperature (02) that occurs at the measuring location and changes over time. In one step of the method, the measuring method is used in order to continuously determine the measured value of the variable variable over time, with the gradient of the temperature (02) occurring at the measuring location being continuously determined at the same time. A measured value signal is formed, the amplitude of which depends on the measured value. In addition, a temperature gradient signal is formed, which represents at least one piece of information about the gradient of the occurring temperature (02) that varies over time. The temperature gradient signal is modulated onto the measured value signal in order to obtain the signal (01) to be transmitted. Furthermore, the invention relates to a sensor for measuring a measurement variable occurring at a measurement location that changes over time.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Bereitstellung eines zu übertragenden Signals zur Repräsentation eines mit einem Messverfahren gemessenen Messwertes einer an einem Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Messgröße. Der mit dem Messverfahren gemessene Messwert ist von einem Gradienten einer am Messort auftretenden Temperatur abhängig. Im Weiteren betrifft die Erfindung einen Sensor zur Messung einer an einem Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Messgröße.The present invention first relates to a method for providing a signal to be transmitted to represent a measured value of a time-varying measured variable occurring at a measuring location, measured using a measuring method. The measured value measured with the measuring method depends on a gradient of a temperature occurring at the measuring location. Furthermore, the invention relates to a sensor for measuring a measurement variable occurring at a measurement location that changes over time.
Die
Aus der
Die
Aus der
Die
Die Anwendung von Messverfahren, welche zu einem von einem Gradienten einer zeitlich veränderlichen Temperatur abhängigen Messwert führen bzw. welche einen thermisch eingeschwungenen Zustand voraussetzen, ist aufwändig, da der Gradient der Temperatur bestimmt werden muss und eine Information über den Gradienten zu einem Auswertungsort übertragen werden muss. Dies erfordert einen zusätzlichen Kanal zur Informationsübertragung in Form einer zusätzlichen elektrischen Leitung, wie insbesondere eine zusätzliche Ader in einem Kabel. Hierdurch werden die Eigenschaften des Messsystems verschlechtert, da beispielsweise die minimalen Biegeradien des Kabels erhöht sind und zusätzliche Bauteile erforderlich sind, welche auch ausfallen können.The use of measuring methods that lead to a measured value that is dependent on a gradient of a temperature that changes over time or that require a thermally steady state is complex, since the gradient of the temperature has to be determined and information about the gradient has to be transmitted to an evaluation location . This requires an additional channel for information transmission in the form of an additional electrical line, such as in particular an additional wire in a cable. This degrades the properties of the measuring system, since, for example, the minimum bending radii of the cable are increased and additional components are required, which can also fail.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, den Aufwand für die Anwendung von Messverfahren, welche zu einem von einem Gradienten einer zeitlich veränderlichen Temperatur abhängigen Messwert führen bzw. welche einen thermisch eingeschwungenen Zustand voraussetzen, zu verringern.Based on the prior art, the object of the present invention is to reduce the effort for the application of measuring methods which lead to a measured value dependent on a gradient of a temperature that changes over time or which require a thermally steady state.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch einen Sensor gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10.Said object is achieved by a method according to appended claim 1 and by a sensor according to appended independent claim 10.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Bereitstellung eines zu übertragenden Signals. Das zu übertragende Signal repräsentiert einen Messwert einer zeitlich veränderlichen Messgröße. Somit ist der Messwert ebenfalls zeitlich veränderlich. Die Messgröße tritt an einem Messort auf. Der Messort bildet den Ausgangspunkt der Übertragung des zu übertragenden Signals. Der Messwert wird mit einem Messverfahren gemessen. Das Messverfahren wird somit am Messort angewendet. Das zu übertragende Signal repräsentiert den Messwert der zeitlich veränderlichen Messgröße quantitativ. Das zu übertragende Signal kann den Messwert der zeitlich veränderlichen Messgröße in unverarbeiteter Form oder in bereits korrigierter Form repräsentieren. Das zu übertragende Signal ist bevorzugt durch ein analoges Signal gebildet.The method according to the invention serves to provide a signal to be transmitted. The signal to be transmitted represents a measured value of a measured variable that changes over time. Therewith the measured value is also variable over time. The measurand occurs at a measurement location. The measurement location forms the starting point for the transmission of the signal to be transmitted. The measured value is measured using a measuring method. The measurement method is thus applied at the measurement location. The signal to be transmitted quantitatively represents the measured value of the measured variable that changes over time. The signal to be transmitted can represent the measured value of the variable variable over time in unprocessed form or in already corrected form. The signal to be transmitted is preferably an analog signal.
Der mit dem Messverfahren gemessene Messwert ist von einem Gradienten einer am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur abhängig. Der Messwert ist bevorzugt dann von der Temperatur unabhängig, wenn der Gradient der am Messort auftretenden Temperatur gleich Null ist, d. h. wenn am Messort ein thermisch eingeschwungener Zustand gegeben ist. Der Messwert weist dann bevorzugt keinen von der Temperaturänderung abhängigen Fehler auf. Der Gradient beschreibt den Verlauf der zeitlichen Änderung der Temperatur. Der Gradient beschreibt insbesondere den Anstieg bzw. Abfall des Verlaufes der zeitlichen Änderung der Temperatur. Der Gradient ist ein Maß für diesen Anstieg bzw. Abfall.The measured value measured with the measuring method is dependent on a gradient of a temperature that occurs at the measuring location and changes over time. The measured value is preferably independent of the temperature when the gradient of the temperature occurring at the measuring point is equal to zero, i. H. if there is a thermally steady state at the measurement location. The measured value then preferably has no error dependent on the temperature change. The gradient describes the change in temperature over time. The gradient describes in particular the increase or decrease in the course of the change in temperature over time. The gradient is a measure of this increase or decrease.
In einem Schritt des Verfahrens wird das Messverfahren angewendet, um den Messwert der an dem Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Messgröße laufend zu bestimmen. Gleichzeitig wird der Gradient der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur laufend bestimmt. Hierfür wird diese Temperatur bevorzugt laufend gemessen.In one step of the method, the measuring method is used in order to continuously determine the measured value of the time-varying measured variable occurring at the measuring location. At the same time, the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location is continuously determined. For this purpose, this temperature is preferably continuously measured.
In einem weiteren Schritt wird ein Messwertsignal gebildet, dessen Amplitude von dem gemessenen zeitlich veränderlichen Messwert abhängig ist. Das Messwertsignal ist somit ebenfalls zeitlich veränderlich. Das Messwertsignal repräsentiert den gemessenen zeitlich veränderlichen Messwert quantitativ. Die Amplitude des Messwertsignals ist bevorzugt proportional zum gemessenen zeitlich veränderlichen Messwert. Die Amplitude des Messwertsignals kann aber auch gemäß einer nichtlinearen Funktion vom gemessenen zeitlich veränderlichen Messwert abhängig sein.In a further step, a measured value signal is formed, the amplitude of which depends on the measured value that changes over time. The measured value signal is therefore also variable over time. The measured value signal quantitatively represents the measured value that changes over time. The amplitude of the measured value signal is preferably proportional to the measured value that changes over time. However, the amplitude of the measured value signal can also be dependent on the measured measured value, which varies over time, according to a non-linear function.
In einem weiteren Schritt wird ein Temperaturgradientensignal gebildet, welches zumindest eine Information über den Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur repräsentiert. Das Temperaturgradientensignal repräsentiert bevorzugt zumindest eine Information über das Vorhandensein des Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur, d. h. ob der Gradient erkennbar von Null verschieden ist. Somit repräsentiert das Temperaturgradientensignal den Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur zumindest qualitativ. Entsprechend kann anhand des Temperaturgradientensignals zumindest darauf geschlossen werden, ob der Gradient der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur existiert, d. h. ungleich Null ist; bzw. im Umkehrschluss, ob ein thermisch eingeschwungener Zustand gegeben ist. Insoweit repräsentiert das Temperaturgradientensignal zumindest eine Information darüber, ob am Messort ein thermisch eingeschwungener Zustand gegeben ist oder nicht. Das Temperaturgradientensignal repräsentiert den Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur bevorzugt auch quantitativ. Somit kann anhand des Temperaturgradientensignals auf die Größe des Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur geschlossen werden, um insbesondere eine Korrektur des Messwertsignals vornehmen zu können.In a further step, a temperature gradient signal is formed, which represents at least information about the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location. The temperature gradient signal preferably represents at least information about the presence of the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location, i. H. whether the gradient is noticeably different from zero. The temperature gradient signal thus represents the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location, at least qualitatively. Correspondingly, the temperature gradient signal can at least be used to conclude whether the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location exists, i. H. is non-zero; or conversely, whether a thermally steady state is given. In this respect, the temperature gradient signal represents at least information about whether or not a thermally steady state is present at the measurement location. The temperature gradient signal represents the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location, preferably also quantitatively. It is thus possible to use the temperature gradient signal to draw conclusions about the size of the gradient of the temperature that occurs at the measurement location, which changes over time, in order in particular to be able to correct the measured value signal.
In einem weiteren Schritt wird das Temperaturgradientensignal auf das Messwertsignal moduliert, um das zu übertragende Signal zu erhalten. Somit ist das entstehende zu übertragende Signal ein einziges Signal, welches den gemessenen zeitlich veränderlichen Messwert und die Information über den Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur repräsentiert. Aus diesem einzigen Signal kann eindeutig auf den zeitlich veränderlichen Messwert und auf die Information über den Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur geschlossen werden.In a further step, the temperature gradient signal is modulated onto the measured value signal in order to obtain the signal to be transmitted. Thus, the resulting signal to be transmitted is a single signal, which represents the measured, time-varying measured value and the information about the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location. From this single signal, the time-varying measured value and the information about the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location can be unequivocally inferred.
Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass nur ein einziges Signal ausgehend von dem Messort übertragen werden muss, um für eine vom Messort entfernte Auswertung den Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur zu berücksichtigen, um die Gültigkeit des Messwertsignals festzustellen bzw. um das Messwertsignal zu korrigieren. Der Aufwand zur Übertragung des Temperaturgradientensignals über einen zusätzlichen Kanal entfällt.A particular advantage of the method described is that only a single signal has to be transmitted from the measurement location in order to take into account the gradient of the temperature that occurs at the measurement location, which varies over time, for an evaluation remote from the measurement location, in order to determine the validity of the measured value signal or to to correct the measurement signal. There is no need to transmit the temperature gradient signal via an additional channel.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens wird der Gradient der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur intervallweise bestimmt. Die am Messort auftretende Temperatur wird jeweils über eines von mehreren Zeitintervallen hinweg gemessen und es wird für dieses Zeitintervall der Gradient der zeitlichen Veränderung der Temperatur während dieses Zeitintervalls bestimmt. Somit wird die zeitliche Auflösung durch die Länge der Zeitintervalle bestimmt. Die Zeitintervalle sind bevorzugt gleich lang. Bei diesen Ausführungsformen wird der Gradient der am Messort auftretenden Temperatur laufend über die mehreren Zeitintervalle hinweg bestimmt. Die am Messort auftretende Temperatur wird bevorzugt quantisiert gemessen; beispielsweise in Schritten von 1°C.In preferred embodiments of the method, the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location is determined at intervals. The temperature occurring at the measurement location is measured over one of several time intervals and the gradient of the change in temperature over time during this time interval is determined for this time interval. Thus, the temporal resolution is determined by the length of the time intervals. The time intervals are preferably of equal length. In these embodiments, the gradient at the measurement location occurring temperature is determined continuously over the multiple time intervals. The temperature occurring at the measurement location is preferably measured in quantized form; for example in steps of 1°C.
Das Modulieren des Temperaturgradientensignals auf das Messwertsignal stellt ein Überlagern dieser beiden Signale dar. Es kann auch so aufgefasst werden, dass das Messwertsignal auf das Temperaturgradientensignal moduliert wird. Die Modulation ist bevorzugt durch eine Amplitudenmodulation gebildet.The modulation of the temperature gradient signal onto the measured value signal represents a superposition of these two signals. It can also be interpreted in such a way that the measured value signal is modulated onto the temperature gradient signal. The modulation is preferably formed by an amplitude modulation.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens liegt das Messwertsignal in einem ersten Frequenzbereich, während das Temperaturgradientensignal in einem zweiten Frequenzbereich liegt. Der zweite Frequenzbereich liegt spektral beabstandet vom ersten Frequenzbereich über dem ersten Frequenzbereich. Somit umfasst das Temperaturgradientensignal grundsätzlich Frequenzen, die größer als Frequenzen des Messwertsignals sind. Somit unterscheiden sich das Messwertsignal und das Temperaturgradientensignal spektral, wodurch sie eindeutig identifizierbar sind, was für eine nach der Übertragung zu erfolgende Trennung dieser beiden Signale ausgenutzt werden kann. Bei diesen Ausführungsformen bildet das Temperaturgradientensignal einen Wechselspannungsanteil bzw. einen Oberwellenanteil des zu übertragenden Signals.In preferred embodiments of the method, the measured value signal is in a first frequency range, while the temperature gradient signal is in a second frequency range. The second frequency range is spectrally spaced apart from the first frequency range above the first frequency range. Thus, the temperature gradient signal basically includes frequencies that are greater than frequencies of the measured value signal. The measured value signal and the temperature gradient signal thus differ spectrally, as a result of which they can be clearly identified, which can be used to separate these two signals after the transmission. In these embodiments, the temperature gradient signal forms an AC voltage component or a harmonic component of the signal to be transmitted.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens repräsentiert eine Frequenz des Temperaturgradientensignals den Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur quantitativ, wodurch aufwandsarm auf die Größe des Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur geschlossen werden kann. Bevorzugt steigt die Frequenz des Temperaturgradientensignals mit dem Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur. Bevorzugt ist die Frequenz des Temperaturgradientensignals proportional zu dem Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur. Alternativ könnte beispielsweise auch eine Amplitude oder eine Phase des Temperaturgradientensignals den Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur quantitativ repräsentieren.In preferred embodiments of the method, a frequency of the temperature gradient signal represents the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location quantitatively, which means that the magnitude of the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location can be inferred with little effort. The frequency of the temperature gradient signal preferably increases with the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location. The frequency of the temperature gradient signal is preferably proportional to the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location. Alternatively, for example, an amplitude or a phase of the temperature gradient signal could also quantitatively represent the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens ist das Temperaturgradientensignal periodisch, sodass es aufwandsarm identifizierbar ist. In preferred embodiments of the method, the temperature gradient signal is periodic, so that it can be identified with little effort.
Das periodische Temperaturgradientensignal weist bevorzugt die Form eines Sinussignals oder eines Sägezahnsignals auf. Grundsätzlich kann das periodische Temperaturgradientensignal auch andere Signalformen aufweisen.The periodic temperature gradient signal preferably has the form of a sine signal or a sawtooth signal. In principle, the periodic temperature gradient signal can also have other signal forms.
Das periodische Temperaturgradientensignal weist einen Gleichwert auf, welcher bevorzugt gleich Null ist, sodass es das Messwertsignal nicht verfälscht. Der Gleichwert ist das arithmetische Mittel der Amplitude des Temperaturgradientensignals. Bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform, bei welcher die Frequenz des Temperaturgradientensignals proportional zu dem Gradienten der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur ist, wird die Frequenz zu Null, wenn der Gradient der am Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur gleich Null ist, sodass bei einem Gleichwert von Null auch die Amplitude des Temperaturgradientensignals zu Null wird. Somit ist der thermisch eingeschwungene Zustand daran erkennbar, dass das Temperaturgradientensignal zu Null geworden ist.The periodic temperature gradient signal has an equivalent value, which is preferably equal to zero, so that it does not falsify the measured value signal. The equivalent is the arithmetic mean of the amplitude of the temperature gradient signal. In the preferred embodiment described above, in which the frequency of the temperature gradient signal is proportional to the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location, the frequency becomes zero when the gradient of the time-varying temperature occurring at the measurement location is equal to zero, so that at an equivalent value from zero, the amplitude of the temperature gradient signal also becomes zero. The thermally steady state can thus be recognized by the fact that the temperature gradient signal has become zero.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens weist das Temperaturgradientensignal eine Amplitude auf, welche höchstens ein Fünftel so groß wie eine mittlere Amplitude des Messwertsignals ist, sodass das Temperaturgradientensignal aufwandsarm auf das Messwertsignal moduliert werden kann. Die Amplitude des Temperaturgradientensignals ist weiter bevorzugt höchstens ein Zehntel so groß wie eine mittlere Amplitude des Messwertsignals.In preferred embodiments of the method, the temperature gradient signal has an amplitude which is at most one-fifth as large as a mean amplitude of the measured value signal, so that the temperature gradient signal can be modulated onto the measured value signal with little effort. The amplitude of the temperature gradient signal is more preferably at most one tenth as large as a mean amplitude of the measured value signal.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens ist die Messgröße durch einen Abstand, durch einen Weg, durch eine Geschwindigkeit, durch eine Beschleunigung, durch einen Drehwinkel, durch eine Winkelgeschwindigkeit, durch eine Winkelbeschleunigung, durch eine Kraft, durch ein Drehmoment, durch einen Druck, durch eine elektrische Spannung oder durch einen elektrischen Strom gebildet. Die Messgröße ist besonders bevorzugt durch einen Abstand gebildet. Dabei handelt es sich bevorzugt um einen Abstand in einer Maschine, insbesondere in einer Werkzeugmaschine oder in einem Automobil.In preferred embodiments of the method, the measured variable is a distance, a path, a speed, an acceleration, an angle of rotation, an angular velocity, an angular acceleration, a force, a torque, a pressure, a electrical voltage or formed by an electrical current. The measured variable is particularly preferably formed by a distance. This is preferably a distance in a machine, in particular in a machine tool or in an automobile.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Messverfahren durch ein Wirbelstrommessverfahren, durch ein induktives Messverfahren, durch ein kapazitives Messverfahren, durch ein magnetisches Messverfahren oder durch ein optisches Messverfahren gebildet. Das Messverfahren ist besonders bevorzugt durch ein Wirbelstrommessverfahren gebildet.In preferred embodiments, the measuring method is formed by an eddy current measuring method, by an inductive measuring method, by a capacitive measuring method, by a magnetic measuring method or by an optical measuring method. The measuring method is particularly preferably formed by an eddy current measuring method.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind weiterhin zur Übertragung des zu übertragenden Signals zu einem Auswertungsort ausgebildet. Am Auswertungsort ist bevorzugt eine Auswerteelektronik angeordnet, welche das übertragene Signal in das Messwertsignal und in das Temperaturgradientensignal trennt, um anhand des Temperaturgradientensignals den thermisch eingeschwungenen Zustand zu erkennen bzw. um den zeitlich veränderlichen Messwert ausgehend von dem laufend bestimmten Gradienten der auftretenden Temperatur zu korrigieren. Das zu übertragende Signal wird als einziges Signal vom Messort zum Auswertungsort übertragen, um am Auswertungsort den zeitlich veränderlichen Messwert und die Information über den laufend bestimmten Gradienten der auftretenden Temperatur zur Verfügung zu stellen. Wenn das Temperaturgradientensignal den Gradienten der auftretenden Temperatur lediglich qualitativ repräsentiert, ist am Auswertungsort zumindest erkennbar, ob am Messort der thermisch eingeschwungene Zustand vorliegt, sodass am Auswertungsort entschieden werden kann, ob das Messwertsignal gültig ist. Wenn das Temperaturgradientensignal den Gradienten der auftretenden zeitlich veränderlichen Temperatur quantitativ repräsentiert, ist am Auswertungsort der zeitlich veränderliche Messwert ausgehend von dem laufend bestimmten Gradienten der auftretenden Temperatur korrigierbar. Wenn das Verfahren beispielsweise in einer Werkzeugmaschine angewendet wird, so ist der Messort bevorzugt an einem Werkzeug der Werkzeugmaschine angeordnet, während der Auswertungsort in einer zentralen elektronischen Steuerung der Werkzeugmaschine liegt.Preferred embodiments of the method are also designed to transmit the signal to be transmitted to an evaluation location. At the evaluation site, evaluation electronics are preferably arranged, which separates the transmitted signal into the measured value signal and the temperature gradient signal in order to use the temperature gradient signal to calculate the thermal to recognize the steady state or to correct the time-varying measured value based on the continuously determined gradient of the occurring temperature. The signal to be transmitted is transmitted as a single signal from the measuring location to the evaluation location in order to make the time-varying measured value and the information about the continuously determined gradient of the occurring temperature available at the evaluation location. If the temperature gradient signal represents the gradient of the occurring temperature only qualitatively, it is at least recognizable at the evaluation location whether the thermally steady state is present at the measurement location, so that it can be decided at the evaluation location whether the measured value signal is valid. If the temperature gradient signal quantitatively represents the gradient of the occurring temperature that varies over time, the measured value that varies over time can be corrected at the evaluation site on the basis of the gradient of the occurring temperature that is determined continuously. If the method is used in a machine tool, for example, the measurement location is preferably arranged on a tool of the machine tool, while the evaluation location is in a central electronic controller of the machine tool.
Das zu übertragende Signal wird bevorzugt als ein einziges elektrisches Signal über eine elektrische Leitung übertragen. Das zu übertragende Signal ist somit einkanalig. Das zu übertragende Signal kann aber beispielsweise auch drahtlos als ein einkanaliges Funksignal übertragen werden.The signal to be transmitted is preferably transmitted as a single electrical signal via an electrical line. The signal to be transmitted is therefore single-channel. However, the signal to be transmitted can, for example, also be transmitted wirelessly as a single-channel radio signal.
Der erfindungsgemäße Sensor dient zur Messung einer an einem Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Messgröße. Der Sensor beruht auf einem Messverfahren zur Messung der zeitlich veränderlichen Messgröße. Der Sensor ist zur Messung eines Messwertes der Messgröße ausgebildet. Der Messwert ist von einem Gradienten einer am Messort auftretenden Temperatur abhängig. Der Sensor ist zur Bereitstellung eines zu übertragenden Signals gemäß dem oben beschriebenen Verfahren konfiguriert. Der Sensor ist bevorzugt zur Bereitstellung eines zu übertragenden Signals gemäß einer der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens konfiguriert. Der Sensor weist im Übrigen bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Verfahren angegeben sind.The sensor according to the invention is used to measure a measurement variable occurring at a measurement location that changes over time. The sensor is based on a measuring method for measuring the variable variable over time. The sensor is designed to measure a measured value of the measured variable. The measured value depends on a gradient of a temperature occurring at the measurement location. The sensor is configured to provide a signal to be transmitted according to the method described above. The sensor is preferably configured to provide a signal to be transmitted according to one of the preferred embodiments of the method described above. The sensor also preferably has features that are specified in connection with the method described above.
Ein besonderer Vorteil des Sensors besteht darin, dass er keinen zusätzlichen Ausgangskanal für das Temperaturgradientensignal aufweisen muss, sodass er kompakt und aufwandsarm ausgeführt werden kann.A particular advantage of the sensor is that it does not have to have an additional output channel for the temperature gradient signal, so that it can be made compact and inexpensive.
Bei dem Sensor handelt es sich bevorzugt um einen Abstandssensor. Der Sensor beruht bevorzugt auf einer Wirbelstrommessung.The sensor is preferably a distance sensor. The sensor is preferably based on an eddy current measurement.
Der Sensor umfasst neben einem Sensorelement zur Messung der Messgröße bevorzugt auch ein Temperatursensorelement zur Messung der am Messort auftretenden Temperatur.In addition to a sensor element for measuring the measured variable, the sensor preferably also includes a temperature sensor element for measuring the temperature occurring at the measurement location.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die ZeichnungFurther details, advantages and developments of the invention result from the following description of a preferred embodiment of the invention, with reference to the drawing
Die einzige Fig. zeigt ein Diagramm eines zu übertragenden Signals 01, welches gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgehend von einem Messwert einer an einem Messort auftretenden zeitlich veränderlichen Messgröße (nicht gezeigt) und von einem beispielhaft dargestellten zeitlichen Verlauf 02 einer an dem Messort auftretenden Temperatur bereitgestellt wird. Es ist jeweils ein Verlauf einer Amplitude A über eine Zeit t dargestellt. Die Amplitude A des zu übertragenden Signals 01 repräsentiert primär den Messwert der Messgröße, bei der es sich bevorzugt um einen Abstand handelt, welcher mit einem Wirbelstromsensor (nicht gezeigt) gemessen wird. Hierauf ist ein durch ein Wechselspannungssignal gebildetes Temperaturgradientensignal moduliert, welches einen Temperaturgradienten quantitativ repräsentiert, welcher ausgehend von dem zeitlichen Verlauf 02 der am Messort auftretenden Temperatur bestimmt wurde. Dieses Temperaturgradientensignal ist bei dieser Ausführungsform sägezahnförmig. Je höher der Gradient des zeitlichen Verlaufes 02 der am Messort auftretenden Temperatur ist, desto höher ist eine Frequenz des Temperaturgradientensignals. In einem ersten zeitlichen Abschnitt 03 liegt ein mittelgroßer Gradient des zeitlichen Verlaufes 02 der am Messort auftretenden Temperatur vor, sodass das Temperaturgradientensignal eine mittelgroße Frequenz aufweist. In einem zweiten zeitlichen Abschnitt 04 liegt ein großer Gradient des zeitlichen Verlaufes 02 der am Messort auftretenden Temperatur vor, sodass das Temperaturgradientensignal eine hohe Frequenz aufweist. In einem dritten zeitlichen Abschnitt 06 ist der Gradient des zeitlichen Verlaufes 02 der am Messort auftretenden Temperatur gleich Null, sodass das Temperaturgradientensignal eine Frequenz von Null aufweist, was dazu führt, dass auch die Amplitude des Temperaturgradientensignals verschwindet, sodass das zu übertragende Signal 01 nur noch aus dem den Messwert repräsentierenden Messwertsignal besteht. In einem vierten zeitlichen Abschnitt 07 liegt ein kleiner Gradient des zeitlichen Verlaufes 02 der am Messort auftretenden Temperatur vor, sodass das Temperaturgradientensignal eine kleine Frequenz aufweist.The only figure shows a diagram of a
BezugszeichenlisteReference List
- 0101
- zu übertragendes Signalsignal to be transmitted
- 0202
- zeitlicher Verlauf einer an einem Messort auftretenden TemperaturTime course of a temperature occurring at a measurement location
- 0303
- erster zeitlicher Abschnittfirst period of time
- 0404
- zweiter zeitlicher Abschnittsecond time period
- 0505
- --
- 0606
- dritter zeitlicher Abschnittthird time period
- 0707
- vierter zeitlicher Abschnittfourth period
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 10145669 A1 [0002]DE 10145669 A1 [0002]
- DE 102006024920 A1 [0003]DE 102006024920 A1 [0003]
- DE 10006691 A1 [0004]DE 10006691 A1 [0004]
- DE 3830457 A1 [0005]DE 3830457 A1 [0005]
- WO 2019063048 A1 [0006]WO 2019063048 A1 [0006]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021109101.2A DE102021109101A1 (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Method and sensor for measuring a variable over time |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021109101.2A DE102021109101A1 (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Method and sensor for measuring a variable over time |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021109101A1 true DE102021109101A1 (en) | 2023-01-05 |
Family
ID=84493049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021109101.2A Pending DE102021109101A1 (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Method and sensor for measuring a variable over time |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021109101A1 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3830457A1 (en) | 1988-09-08 | 1990-03-15 | Telefunken Electronic Gmbh | TEMPERATURE SENSOR |
DE10006691A1 (en) | 2000-02-15 | 2001-08-23 | Precitec Gmbh | Temperature compensation for capacitive distance measurement using an LC oscillator |
DE10123303A1 (en) | 2000-08-23 | 2002-04-04 | Micro Epsilon Messtechnik | Circuit arrangement and method for the control and signal evaluation of sensors |
DE10145669A1 (en) | 2001-09-11 | 2003-03-27 | Balluff Gmbh | Proximity measurement sensor, incorporates temperature sensor inside its casing |
DE10341142A1 (en) | 2003-09-06 | 2005-03-31 | Braun Gmbh | Radiation thermometer housing temperature gradient compensation procedure uses time averages of measured internal temperature differences |
US20070186657A1 (en) | 2006-01-27 | 2007-08-16 | Schlumberger Technology Corporation | Thermal Compensation of Pressure Measurements |
DE102006024920A1 (en) | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Ifm Electronic Gmbh | Inductivity proximity switch for use in e.g. electrical and electronic regulating circuit, has moisture compensating unit provided in adjusting unit and arranged in proximity of sensor coil |
DE102014108587A1 (en) | 2013-06-18 | 2014-12-18 | Infineon Technologies Ag | SENSORS, SYSTEMS AND METHOD FOR COMPENSATING THERMAL EMF |
US20170331429A1 (en) | 2015-02-13 | 2017-11-16 | Infineon Technologies Ag | Stress compensated oscillator circuitry and integrated circuit using the same |
WO2019063048A1 (en) | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Displacement sensor operating without contact |
-
2021
- 2021-04-13 DE DE102021109101.2A patent/DE102021109101A1/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3830457A1 (en) | 1988-09-08 | 1990-03-15 | Telefunken Electronic Gmbh | TEMPERATURE SENSOR |
DE10006691A1 (en) | 2000-02-15 | 2001-08-23 | Precitec Gmbh | Temperature compensation for capacitive distance measurement using an LC oscillator |
DE10123303A1 (en) | 2000-08-23 | 2002-04-04 | Micro Epsilon Messtechnik | Circuit arrangement and method for the control and signal evaluation of sensors |
DE10145669A1 (en) | 2001-09-11 | 2003-03-27 | Balluff Gmbh | Proximity measurement sensor, incorporates temperature sensor inside its casing |
DE10341142A1 (en) | 2003-09-06 | 2005-03-31 | Braun Gmbh | Radiation thermometer housing temperature gradient compensation procedure uses time averages of measured internal temperature differences |
US20070186657A1 (en) | 2006-01-27 | 2007-08-16 | Schlumberger Technology Corporation | Thermal Compensation of Pressure Measurements |
DE102006024920A1 (en) | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Ifm Electronic Gmbh | Inductivity proximity switch for use in e.g. electrical and electronic regulating circuit, has moisture compensating unit provided in adjusting unit and arranged in proximity of sensor coil |
DE102014108587A1 (en) | 2013-06-18 | 2014-12-18 | Infineon Technologies Ag | SENSORS, SYSTEMS AND METHOD FOR COMPENSATING THERMAL EMF |
US20170331429A1 (en) | 2015-02-13 | 2017-11-16 | Infineon Technologies Ag | Stress compensated oscillator circuitry and integrated circuit using the same |
WO2019063048A1 (en) | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Displacement sensor operating without contact |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0886762B1 (en) | Method and device for checking a sensor | |
EP2753899B1 (en) | Amplitude evaluation by means of a goertzel algorithm in a differential transformer displacement sensor | |
EP2668512B1 (en) | Method for the contactless determination of an electrical potential of an object using two different values for the electric flux, and device | |
EP2555019B1 (en) | Inductive proximity sensor | |
EP1754021B1 (en) | Error correction method for a range sensor | |
DE3446248A1 (en) | SENSOR FOR MEASURING PHYSICAL SIZES AND METHOD FOR ADJUSTING THE SENSOR | |
EP2623940B1 (en) | Testing of a measurement device assembly, corresponding measurement device assembly and test assembly | |
DE3200362C2 (en) | Test device for determining the vibration properties of transducers or recording systems with piezoelectric measuring elements | |
EP1797394B1 (en) | Method and system for determining the distance between a profiled surface from a functional surface moving in relation thereto by using two measuring coils | |
WO1987007941A1 (en) | Circuit for operating a magneto-elastic sensor | |
EP2057048B1 (en) | Arrangement for operating a sensor | |
EP3311106B1 (en) | Method and circuit for detecting a short circuit of the sine or cosine receiver coil of a resolver | |
EP3314210B1 (en) | Field device having a compensation circuit for eliminating environmental influences | |
DE102013224512A1 (en) | System and method for determining a touch threshold | |
DE10123627B4 (en) | Sensor device for detecting a mechanical deformation of a component in the automotive field | |
DE102021109101A1 (en) | Method and sensor for measuring a variable over time | |
DE102013215320A1 (en) | Device for detecting the torque in a shaft | |
EP1421336B1 (en) | Measuring system with ratiometric frequency output | |
DE102012017359A1 (en) | Method for measuring magnetically induced displacement of hybrid coil e.g. primary coil, in aircraft, involves measuring electrical signals of secondary coils of transformer and output of primary coil of transformer in processing path | |
EP3074726B1 (en) | Inductive measuring probe and method for operating an inductive measuring probe | |
EP0753718A2 (en) | Measuring arrangement and sensor for ascertaining the distance of a conductive reaction rail from a functional surface moving relatively thereto | |
DE3742975A1 (en) | Device for determining the attitude of a motor vehicle | |
DE102007053881A1 (en) | Measuring method and measuring device for inductive angle and / or position determination | |
DE102013213462A1 (en) | Method for determining a current temperature of a sensor provided with at least one coil and corresponding sensor | |
WO2021078507A1 (en) | Sensor system for vehicles, in particular motor vehicles, for detecting the vehicle speed, the vehicle level and/or the state of the vehicle suspension, arrangement for such a sensor system and vehicle having such a sensor system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |