DE10258965B4

DE10258965B4 - Device for optimizing the power balance of a sensor for the determination and / or monitoring of a physical process variable of a medium

Info

Publication number: DE10258965B4
Application number: DE2002158965
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Brutschin; Jürgen Meier; Alexander Müller
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2022-12-17
Also published as: DE10258965A1; WO2004055480A1; AU2003292208A1

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen Prozessgröße eines Mediums
mit mindestens einem Sensor (1), der mindestens ein Steuersignal erzeugt, und mindestens einer Verarbeitungs-/Versorgungseinheit (2),
der mindestens eine Übertragungseinheit (24), die über mindestens einen Eingang (20, 21, 25) und mindestens einen Ausgang (22, 23, 26) verfügt, zur nicht-galvanischen Kopplung mit dem Sensor (1) zugeordnet ist,
wobei der Sensor (1) mit mindestens einem Ausgang (22, 23, 26) der Übertragungseinheit (24) verbunden ist,
wobei das Steuersignal des Sensors (1) mindestens den Wert einer elektrischen Größe bestimmt, die am Eingang (20, 21, 25) der Übertragungseinheit (24) anliegt,
wobei der Übertragungseinheit (24) mindestens ein Übertrager (4) mit einer Primär- (5) und einer Sekundärseite (6) zugeordnet ist, und wobei die Übertragungseinheit (24) Übertragungseigenschaften bezüglich mindestens einer elektrischen Größe aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Umschalter (8, 19) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit vom Steuersignal des Sensors...Device for determining and / or monitoring at least one physical process variable of a medium
with at least one sensor (1) which generates at least one control signal and at least one processing / supply unit (2),
the at least one transmission unit (24) having at least one input (20, 21, 25) and at least one output (22, 23, 26) is associated with the sensor (1) for non-galvanic coupling,
the sensor (1) being connected to at least one output (22, 23, 26) of the transmission unit (24),
wherein the control signal of the sensor (1) determines at least the value of an electrical quantity which is present at the input (20, 21, 25) of the transmission unit (24),
wherein the transmission unit (24) is assigned at least one transmitter (4) having a primary (5) and a secondary side (6), and wherein the transmission unit (24) has transmission characteristics with respect to at least one electrical variable,
characterized,
in that at least one change-over switch (8, 19) is provided, which in dependence on the control signal of the sensor ...

Description

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen Prozessgröße eines Mediums mit mindestens einem Sensor, der mindestens ein Steuersignal erzeugt, und mindestens einer Verarbeitungs-/Versorgungseinheit, der mindestens eine Übertragungseinheit, die über mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang verfügt, zur nicht-galvanischen Kopplung mit dem Sensor zugeordnet ist, wobei der Sensor mit mindestens einem Ausgang der Übertragungseinheit verbunden ist, wobei das Steuersignal des Sensors mindestens den Wert einer elektrischen Größe bestimmt, die am Eingang der Übertragungseinheit anliegt, wobei der Übertragungseinheit mindestens ein Übertrager mit einer Primär- und einer Sekundärseite zugeordnet ist, und wobei die Übertragungseinheit Übertragungseigenschaften bezüglich mindestens einer elektrischen Größe aufweist.The The invention describes a device for determination and / or monitoring at least one physical process variable of a medium with at least a sensor that generates at least one control signal, and at least a processing / supply unit, the at least one transmission unit, the above has at least one input and at least one output, for non-galvanic Coupling is associated with the sensor, wherein the sensor with at least an output of the transmission unit is connected, wherein the control signal of the sensor at least the value of an electrical variable, at the entrance of the transmission unit is applied, wherein the transmission unit at least one transformer with a primary and a secondary side is assigned, and wherein the transmission unit transmission properties in terms of having at least one electrical variable.

Von der Anmelderin werden unter den Bezeichnungen „Liquiphant" Grenzstanddetektoren angeboten und vertrieben (siehe z.B. FTL50 mit FEL55, FEL51 oder mit FEL58). Diese Detektoren werden z.B. auf einer bestimmten Höhe in einen Behälter eingebaut, in dem sich ein Medium befindet, dessen Füllstand bestimmt und/oder überwacht werden soll. Je nachdem, ob der Füllstand einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet (Maximum- oder Minimum-Detektion), wird durch den Sensor im Detektor ein Signal ausgelöst. Dies geschieht z.B. dadurch, dass sich der Strom-/Spannungsabfall an einer Bürde ändert. Es gibt somit zwei Zustände: der Füllstand ist nicht über- oder unterschritten und der Füllstand ist über- oder unterschritten. Die Änderung des Strom-/Spannungsabfalls an der Bürde bringt es mit sich, dass sich ebenfalls Strom und Spannung für den Sensor ändern. Im Stand der Technik werden die zur Verfügung stehende Spannung um einen Transformator handelt, zum Sensor übertragen. Der Übertrager und die nötigen Schaltelemente, um diesen zu betreiben, lassen sich in einer Übertragungseinheit zusammenfassen. Da das Windungszahlverhältnis des Transformators konstant ist, werden in beiden Fällen Strom und Spannung mit dem gleichen Verhältnis zwischen dem jeweiligen Wert auf der Primär- und dem entsprechenden Wert auf der Sekundärseite des Transformators übertragen. Die Schwierigkeit besteht dabei darin, die Leistungsbilanz des Sensors zu optimieren, so dass in beiden Fällen der Sensor einen ausreichenden Strom und eine ausreichende Spannung erhält. Die zur Verfügung stehenden oder angestrebten Werte für Strom und Spannung sind auch bedingt durch die übrigen Bauteile, durch die an den Detektor geknüpften Spezifikationen oder z.B. durch die vorhandene Strom- und Spannungsversorgung. Bisherige Lösungen bemühen sich, die Stromaufnahme des Sensors zu minimieren.From the notifying party will be referred to as "Liquiphant" level detectors offered and distributed (see, e.g., FTL50 with FEL55, FEL51 or with FEL58). These detectors are used e.g. at a certain height in one container installed, in which there is a medium whose level determined and / or monitored shall be. Depending on whether the fill level exceeds or exceeds a certain value falls below (maximum or minimum detection) is determined by the Sensor in the detector triggered a signal. This happens e.g. as a result of that the current / voltage drop changes at a burden. It thus gives two states: the level is no over- or below and the level is over or below. The change of the current / voltage drop at the burden entails that also change current and voltage for the sensor. in the The state of the art becomes the available voltage around one Transformer, transferred to the sensor. The transformer and the necessary ones Switching elements to operate this can be summarized in a transmission unit. Since the turns ratio of Transformer is constant, both current and voltage with the same ratio between the respective value on the primary and the corresponding value on the secondary side of the transformer. The difficulty is to increase the power balance of the sensor optimize, so in both cases the sensor has sufficient current and voltage receives. The available standing or desired values for current and voltage are also conditioned by the rest Components, by the specifications attached to the detector or e.g. through the existing power and voltage supply. Previous solutions endeavor itself, to minimize the current consumption of the sensor.

Der Patentschrift US 5,083,288 lässt sich ein Transmitter entnehmen, in welcher ein Mikroprozessor über einen Multiplexer mit einem Sensor verbunden ist. Der Mikroprozessor erzeugt in Abhängigkeit von einem vom Sensor gemessenen Wert ein Ausgangssignal an einer Ausgabe-Anschlussklemme. Über dieses Anschlussklemmen wird der Transmitter mit der für den Betrieb erforderlichen Spannung versorgt. Die Eingangsspannung, welche unterschiedliche Werte haben kann, wird über zwei Power-Konverter, welche durch einen Übertrager galvanisch getrennt sind, auf einen einheitlichen Spannungswert umgesetzt. In der Patentschrift wird jedoch nicht beschrieben, wie diese Konvertierung vorgenommen wird.The patent US 5,083,288 a transmitter can be found in which a microprocessor is connected to a sensor via a multiplexer. The microprocessor generates an output signal at an output terminal in response to a value measured by the sensor. This terminal supplies the transmitter with the voltage required for operation. The input voltage, which may have different values, is converted to a uniform voltage value via two power converters, which are galvanically isolated by a transformer. However, the patent does not describe how this conversion is done.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leistungsbilanz des Sensors zu optimieren, indem in beiden Fällen (eine physikalische Prozessgröße ist nicht unter- oder überschritten und die Größe ist unter- oder überschritten) optimale Spannung und optimale Stromstärke für den Sensor zur Verfügung stehen. Das obige Beispiel des Füllstands kann dabei auf jede andere zu überwachende oder zu bestimmende physikalische Prozessgröße, so z.B. Viskosität, Dichte oder Temperatur ausgedehnt werden.Of the Invention is based on the object, the power balance of the sensor to optimize by in both cases (a physical process variable is not below or exceeded and the size is different or exceeded) optimal voltage and current for the sensor are available. The above example of the level can be monitored for any other or physical process quantity to be determined, e.g. Viscosity, density or temperature be extended.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Umschalter vorgesehen ist, der in Abhängigkeit vom Steuersignal des Sensors die Übertragungseigenschaft der Übertragungseinheit in Bezug auf mindestens eine elektrische Größe verändert.The The object is achieved in that at least one switch is provided, depending on from the control signal of the sensor, the transmission characteristic of the transmission unit changed with respect to at least one electrical variable.

Die Erfindung offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen Prozessgröße eines Mediums. Teil der Vorrichtung sind ein Sensor, der ein Steuersignal erzeugt, und eine Verarbeitungs-/Versorgungseinheit. Die Verarbeitungs-/Versorgungseinheit Teil der Vorrichtung sind ein Sensor, der ein Steuersignal erzeugt, und eine Verarbeitungs-/Versorgungseinheit. Die Verarbeitungs-/Versorgungseinheit verfügt über eine Übertragungseinheit mit einem Eingang und einem Ausgang zur nicht-galvanischen Kopplung mit dem Sensor. Der Sensor ist mit dem Ausgang verbunden und das Steuersignal des Sensors bestimmt mindestens den Wert einer elektrischen Größe, die am Eingang der Übertragungseinheit anliegt. Der Übertragungseinheit ist mindestens ein Übertrager mit einer Primär- und einer Sekundärseite zugeordnet. Die Übertragungseinheit weist Übertragungseigenschaften bezüglich mindestens einer elektrischen Größe auf. Dabei kann es sich beispielsweise um Stromstärke oder um Spannung handeln. Die Erfindung beinhaltet, dass mindestens ein Umschalter vorgesehen ist, der in Abhängigkeit vom Steuersignal des Sensors die Übertragungseigenschaft der Übertragungseinheit in Bezug auf mindestens eine elektrische Größe verändert. Dadurch ergeben sich für Strom und Spannung je nach Fall die optimalen Werte am Sensor.The invention discloses a device for determining and / or monitoring at least one physical process variable of a medium. Part of the device is a sensor which generates a control signal and a processing / supply unit. The processing / supply unit part of the device is a sensor that generates a control signal and a processing / supply unit. The processing / supply unit has a transmission unit with an input and an output for non-galvanic coupling to the sensor. The sensor is connected to the output and the control signal of the sensor determines at least the value of an electrical quantity applied to the input of the transmission unit. The transmission unit is assigned at least one transmitter with a primary and a secondary side. The transmission unit has transmission characteristics with respect to at least one electrical variable. This can be, for example, current or voltage. The invention includes that at least one changeover switch is provided, which changes the transmission characteristic of the transmission unit in relation to at least one electrical variable as a function of the control signal of the sensor. He Depending on the case, the optimum values for the current and voltage can be found on the sensor.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Steuerelement vorgesehen, um den Umschalten in Abhängigkeit vom Steuersignal des Sensors zu betätigen. Dies ist vor allem in den Fällen sinnvoll, in denen mehr als ein Umschalter benutzt wird.In an advantageous embodiment, a control is provided, to switch depending on to operate from the control signal of the sensor. This is especially in the cases useful in which more than one switch is used.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich bei dem Übertrager um einen Transformator. Dafür ist der Umschalter derartig beschaffen, dass Windungen der Primär- und/oder der Sekundärseite des Übertragers elektrisch hienzu- und/oder weggeschaltet werden. Dies stellt die einfachste Form des Umschalters in diesem Fall dar, dass ein Transformator der Übertrager ist.According to one advantageous embodiment is in the transmitter around a transformer. Therefore the switch is such that turns of the primary and / or the secondary side of the transformer electrically hienzu- and / or be switched off. This represents the simplest form of the switch in this case is that of a transformer the transformer is.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Umschalter elektrische Verbindungen mit unterschiedlichen Ausgängen und/oder Eingängen des Übertragers und/oder der Übertragungseinheit herstellt. Dies ermöglicht es, die Übertragungseinheit z.B. aus unterschiedlichen Untereinheiten bestehen zu lassen, die jeweils unterschiedliche Übertragungseigenschaften aufweisen und die möglicherweise auch unterschiedlich und für den jeweiligen Fall optimal ausgestaltet sind. Im Fall des Transformators als Übertrager ermöglicht dies, dass die Spannung und der Strom an unterschiedlichen Abgriffen des Transformators abgenommen und/oder zugeführt werden. Somit ist das Windungszahlverhältnis und somit sind Spannung und Strom jeweils unterschiedlich.In A further embodiment provides that the switch electrical connections with different outputs and / or inputs of the transformer and / or the transmission unit manufactures. This makes possible it, the transmission unit e.g. consist of different subunits, the each different transmission properties and possibly that also different and for the respective case are optimally designed. In the case of the transformer as a transmitter allows this, that the voltage and the current at different taps the transformer removed and / or supplied. Thus, the turns ratio and thus voltage and current are different.

Ist eine Gleichspannung gegeben und ist der Übertrager ein Transformator, so ist auf der Primärseite des Übertragers ein Zerhacker sinnvoll, um aus der Gleichspannung eine Wechselspannung zu machen. Auf der Sekundärseite ist weiterhin eine Schaltung zur Rückformung der Wechselspannung in eine Gleichspannung vorgesehen, die durch eine zweite Schaltung geglättet werden kann.is given a DC voltage and the transformer is a transformer, so is on the primary side of the transformer a chopper makes sense, from the DC voltage an AC voltage close. On the secondary side is also a circuit for recovering the AC voltage provided in a DC voltage through a second circuit smoothed can be.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass in der Übertragungseinheit mindestens zwei Überträger vorgesehen sind, die unterschiedliche Übertragungseigenschaften bezüglich mindestens einer elektrischen Größe aufweisen, und dass der Umschalter den Sensor mit jeweils mindestens einem Übertrager verbindet.A Another embodiment provides that in the transmission unit at least two transmitters provided are, the different transmission characteristics in terms of have at least one electrical variable, and that the switch connects the sensor with at least one transmitter.

Für eine Übertragung und eine weitere Auswertung des Steuersignals des Sensors ist eine Endstufe mit einer Schnittstelle vorgesehen, die das Steuersignal der Schnittstelle entsprechend weiterverarbeitet. Dabei handelt es sich bei der Schnittstelle um eine für NAMUR-Signale und/oder für die 2-Draht-Technik ganz allgemein und/oder um einen elektronischen Schalter. Bei der 2-Draht-Technik handelt es sich um Schnittstellen mit konstantem Strom und/oder konstanter Spannung.For a transfer and another evaluation of the control signal of the sensor is a Amplifier provided with an interface that receives the control signal the interface further processed accordingly. It acts the interface is one for NAMUR signals and / or for 2-wire technology entirely generally and / or an electronic switch. When the 2-wire technology is concerned these are interfaces with constant current and / or more constant Tension.

Um z.B. den Detektor auch in explosionsgefährdeten Bereichen anwenden zu können und auch um der Sicherheit allgemein willen, sieht eine Ausgestaltung ein Bauteil vor, das den Sensor galvanisch vom Rest der Vorrichtung entkoppelt. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Optokoppler handeln.Around e.g. also use the detector in potentially explosive atmospheres to be able to and also for the sake of safety in general, sees an embodiment a component that galvanically seals the sensor from the rest of the device decoupled. This may be, for example, an optocoupler act.

Eine sinnvolle Ausgestaltung sieht, um die an der Primärseite anliegende Spannung auf einen maximalen Wert zu begrenzen, auf der Primärseite mindestens einen Spannungsregler vor, der die gegebene Spannung herunterregelt.A sees meaningful design to the voltage applied to the primary side Limit voltage to a maximum value, on the primary side at least a voltage regulator that down-regulates the given voltage.

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

1: ein Blockschaltbild des Standes der Technik; 1 : a block diagram of the prior art;

2: ein Blockschaltbild zur Leistungsoptimierung des Sensors; und 2 : a block diagram for the performance optimization of the sensor; and

3: eine andere Realisierung der Schaltung zur Leistungsoptimierung. 3 : another implementation of the power optimization circuit.

1 zeigt den Stand der Technik. Zu sehen sind der Sensor 1 und die Verarbeitungs-Nersorgungseinheit 2. Der Sensor 1 ist über einen Optokoppler 10 mit einer Endstufe 9 verbunden. In der Endstufe 9 ist eine Schnittstelle 18 vorhanden, über die das Steuersignal des Sensors 1 an ein Bussystem, z.B. Profibus, PA oder Fieldbus Foundationbus, weitergegeben wird. Es kann sich auch um einen elektronischen Schalter handeln. Zum anderen ist der Sensor 1 über den Ausgang 25 der Übertragungseinheit 24 mit dem Ausgang des Spannungsreglers 3 verbunden, der zu hohe Spannungen herunterregelt. Hinter dem Spannungsregler 3 befinden sich noch eine Bürde 14 und eine Spannungsquelle 15. Der Spannungsabfall an der Bürde 14 ermöglicht die Anzeige, z.B. in Form einer Leuchtdiode, dass z.B. der Füllstand unter- oder überschritten ist. Die Übertragungseinheit 24 weist zunächst den Übertrager 4 auf, der hier ein Transformator ist. Der Übertrager 4 ist mit einem Zerhacker 11 verbunden, der eine Wechselspannung liefert. Die Gleichspannung am Eingang des Zerhackers 11 stammt vom Ausgang eines Spannungsreglers 3. Die Wechselspannung des Zerhackers 11, die an der Primärseite 5 des Übertragers 4 anliegt, Ub1, wird entsprechend dem Übertragungsverhältnis des Übertragers 4 auf die Sekundärseite 6 übertragen. Dort findet sich eine erste Schaltung 12, die aus der Wechselspannung wieder eine Gleichspannung macht. Hier besteht die Ausführung aus zwei Gleichrichtern bzw. Dioden 16. Diese Gleichspannung wird dann durch eine zweite Schaltung 13 geglättet, die aus einem Kondensator 17, der hier mit Masse verbunden ist, besteht. Somit ergibt sich auf der Sekundärseite 6 die Gleichspannung Ub2, die am Sensor anliegt. 1 shows the state of the art. You can see the sensor 1 and the processing supply unit 2 , The sensor 1 is via an optocoupler 10 with a power amplifier 9 connected. In the final stage 9 is an interface 18 present, via which the control signal of the sensor 1 to a bus system, eg Profibus, PA or Fieldbus Foundation bus. It can also be an electronic switch. The other is the sensor 1 over the exit 25 the transmission unit 24 with the output of the voltage regulator 3 connected, which downshifts to high voltages. Behind the voltage regulator 3 there is still a burden 14 and a voltage source 15 , The voltage drop at the load 14 allows the display, eg in the form of a light-emitting diode, that, for example, the level is below or exceeded. The transmission unit 24 first points the transformer 4 on, this is a transformer. The transformer 4 is with a chopper 11 connected, which supplies an AC voltage. The DC voltage at the input of the chopper 11 comes from the output of a voltage regulator 3 , The alternating voltage of the chopper 11 on the primary side 5 of the transformer 4 is present, Ub1, according to the transmission ratio of the transformer 4 on the secondary side 6 transfer. There is a first circuit 12 , which turns the AC voltage back into DC. Here, the design consists of two rectifiers or diodes 16 , This DC voltage is then passed through a second circuit 13 smoothed out of a capacitor 17 , of the is connected to ground here. This results on the secondary side 6 the DC voltage Ub2, which is applied to the sensor.

Wichtig sind die zwei unterschiedlichen Zustände: Der Füllstand ist nicht über- oder unterschritten. Dann fällt die Spannung des Spannungsgenerators 15 zum größten Teil an der hochohmigen Bürde 14 ab und am Sensor 1 ist der Spannungswert für den Betrieb des Sensors 1 zu gering. Die Stromstärke ist gleichzeitig jedoch mehr als ausreichend. Der andere Fall ist, dass der Füllstand über- oder unterschritten ist. Dann fällt keine Spannung an der Bürde 14 ab, und die gesamte Spannung der Spannungsquelle 15 steht dem Sensor 1 zur Verfügung. In diesem Fall ist die anliegende Spannung größer als benötigt, jedoch kann durch Spezifikationen bedingt die Stromstärke zu gering sein. Da im Stand der Technik der Übertrager 4 ein Transformator mit festem Windungszahlverhältnis ist, werden Spannung und Strom in beiden Fällen mit dem gleichen festen Verhältnis übertragen. Somit entsprechen Strom und Spannung, die zum Sensor 1 gelangen, bis auf einen konstanten Skalierungsfaktor in beiden Fällen den anliegenden Werten, die sich aus der weitergehenden, hier nicht dargestellten Schaltung ergeben, und z.B. aus den Größen der zur Verfügung stehenden Spannungsquelle 15.Important are the two different states: The level is not exceeded or fallen below. Then the voltage of the voltage generator drops 15 for the most part on the high-impedance burden 14 off and on the sensor 1 is the voltage value for the operation of the sensor 1 too low. However, the current is more than sufficient at the same time. The other case is that the level is over or under. Then no voltage falls on the burden 14 off, and the entire voltage of the voltage source 15 is the sensor 1 to disposal. In this case, the applied voltage is greater than needed, but due to specifications, the current may be too low. As in the prior art, the transformer 4 is a fixed turn ratio transformer, voltage and current in both cases are transmitted at the same fixed ratio. Thus, current and voltage correspond to the sensor 1 reach, except for a constant scaling factor in both cases the applied values resulting from the more extensive, not shown circuit, and for example from the sizes of the available voltage source 15 ,

2 verdeutlicht die Idee der Erfindung. Gleiche Bauteile wie in 1 werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In dieser Ausgestaltung sind zwei Umschalter 8 vorgesehen, die durch ein Steuerelement 7 gesteuert werden. Der Sensor 1 ist nicht-galvanisch z.B. über den Optokoppler 10 mit der Steuereinheit 7 verbunden. Durch das Steuerelement 7 ändern die Umschalter 8 die Anzahl der Windungen des Übertragers 4 – hier nur auf der Primärseite 5 – entsprechend dem Sensorsignal. Somit werden die Übertragungseigenschaften des Übertragers 4 entsprechend dem Zustand und somit entsprechend dem an der Primärseite 5 des Übertragers 4 anliegenden Strom und der anliegenden Spannung angepasst, und es ergeben sich auf der Sekundärseite 6 optimale Werte für Strom und Spannung. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Leistungsbilanz des Sensors 1 in beiden Fällen optimal ist. 2 clarifies the idea of the invention. Same components as in 1 are provided with the same reference numerals. In this embodiment, two switches 8th provided by a control 7 to be controlled. The sensor 1 is non-galvanic eg via the optocoupler 10 with the control unit 7 connected. Through the control 7 change the switches 8th the number of turns of the transformer 4 - here only on the primary side 5 - according to the sensor signal. Thus, the transmission characteristics of the transformer 4 according to the state and thus according to the on the primary side 5 of the transformer 4 adapted to applied current and the applied voltage, and it arise on the secondary side 6 optimal values for current and voltage. This can ensure that the power balance of the sensor 1 is optimal in both cases.

3 zeigt eine weitere Realisierung der Erfindung. In dieser Ausgestaltung sind zwei Umschalter 19 vorgesehen, die durch die Steuerelemente 7 in Abhängigkeit vom Steuersignal des Sensors 1 gesteuert werden. Ein Umschalter 19 stellt die Verbindung zwischen dem Ausgang des Spannungsreglers 3 und einem der beiden Eingängen 20, 21 der Übertragungseinheit 24 her. Beide Eingänge sind mit jeweils einem Zerhacker 11 verbunden. Beide Zerhacker 11 wiederum sind mit unterschiedlichen Abschnitten der Primärseite 5 des Übertragers 4 verbunden. Diese Abschnitte können sich z.B. in der Anzahl der Windungen unterscheiden. An der Primärseite 5 liegt somit jeweils die Spannung Ub1 an, die sich in Abhängigkeit vom Steuersignal des Sensors 1 ergibt. Der Umschalter 19 auf der Sekundärseite 6 stellt die leitende Verbindung mit einer von zwei Ausgängen 22, 23 des Übertragers 4 her. Diese Ausgänge sind mit unterschiedlichen Abgriffen des Transformators verbunden, so dass sich unterschiedliche Windungszahlverhältnisse ergeben, je nachdem, mit welchem Abgriff die elektrische Verbindung hergestellt wird. Somit lassen sich die beiden Spannungen Ub2 und Ub3 abgreifen, die jeweils für den Sensor 1 optimal sind. 3 shows a further realization of the invention. In this embodiment, two switches 19 provided by the controls 7 depending on the control signal of the sensor 1 to be controlled. A switch 19 sets the connection between the output of the voltage regulator 3 and one of the two entrances 20 . 21 the transmission unit 24 ago. Both entrances are each equipped with a chopper 11 connected. Both chopper 11 in turn are with different sections of the primary side 5 of the transformer 4 connected. These sections may differ, for example, in the number of turns. At the primary side 5 is thus in each case the voltage Ub1, which depends on the control signal of the sensor 1 results. The switch 19 on the secondary side 6 provides the conductive connection with one of two outputs 22 . 23 of the transformer 4 ago. These outputs are connected to different taps of the transformer, so that different Windungszahlverhältnisse arise, depending on which tap the electrical connection is made. Thus, the two voltages Ub2 and Ub3 can be tapped, each for the sensor 1 are optimal.

Für die konkrete Ausgestaltung des Übertragers 4, der Steuerelemente 7, der Umschalter 8, 19 und der Art der Änderung der Übertragungseigenschaften des Übertragers 4 bestehen noch mehrere Möglichkeiten. Eine weitere Möglichkeit ist z.B., dass zwei getrennte Übertrager 4 mit jeweils eigenen oder mit gemeinsamen Bauteilen – z.B. Zerhacker 11, Schaltung zur Umwandlung der Wechselspannung in eine Gleichspannung 12 usw. – vorgesehen sind, die unterschiedliche Übertragungseigenschaften aufweisen und die je nach Zustand mit dem Sensor 1 verbunden werden.For the specific design of the transformer 4 , the controls 7 , the switch 8th . 19 and the manner of changing the transmission characteristics of the transformer 4 There are still several possibilities. Another possibility is, for example, that two separate transformers 4 each with its own or with common components - eg chopper 11 , Circuit for converting the AC voltage into a DC voltage 12 etc. - are provided, which have different transmission characteristics and depending on the state with the sensor 1 get connected.

11: Sensorsensor
22: Verarbeitungs-/VersorgungseinheitProcessing / supply unit
33: Spannungsreglervoltage regulators
44: Übertragerexchangers
55: Primärseiteprimary
66: Sekundärseitesecondary side
77: Steuerelementcontrol
88th: Umschalterswitch
99: Endstufe mit Schnittstellefinal stage with interface
1010: Bauteil zur galvanischen Entkopplungcomponent for galvanic decoupling
1111: ZerhackerChopper
1212: Schaltung zur Umformung einer Wechsel- in eine Gleichspannungcircuit for converting an alternating voltage into a DC voltage
1313: Schaltung zur Glättung einer Gleichspannungcircuit for smoothing a DC voltage
1414: Bürdeburden
1515: Spannungsquellevoltage source
1616: Gleichrichterrectifier
1717: Kondensatorcapacitor
1818: Schnittstelleinterface
1919: Umschalterswitch
2020: Eingang des Übertragersentrance of the transformer
2121: Eingang des Übertragersentrance of the transformer
2222: Ausgang des Übertragersoutput of the transformer
2323: Ausgang des Übertragersoutput of the transformer
2424: Übertragungseinheittransmission unit
2525: Eingang der Übertragungseinheitentrance the transmission unit
2626: Ausgang der Übertragungseinheitoutput the transmission unit

Claims

Device for determining and / or monitoring at least one physical process variable of a medium with at least one sensor ( 1 ), which generates at least one control signal, and at least one processing / supply unit ( 2 ) containing at least one transmission unit ( 24 ), which have at least one input ( 20 . 21 . 25 ) and at least one output ( 22 . 23 . 26 ) for non-galvanic coupling to the sensor ( 1 ), the sensor ( 1 ) with at least one output ( 22 . 23 . 26 ) of the transmission unit ( 24 ), wherein the control signal of the sensor ( 1 ) determines at least the value of an electrical quantity present at the input ( 20 . 21 . 25 ) of the transmission unit ( 24 ), the transmission unit ( 24 ) at least one transformer ( 4 ) with a primary ( 5 ) and a secondary side ( 6 ), and wherein the transmission unit ( 24 ) Has transmission characteristics with respect to at least one electrical variable, characterized in that at least one switch ( 8th . 19 ) is provided, which depends on the control signal of the sensor ( 1 ) the transmission characteristic of the transmission unit ( 24 ) with respect to at least one electrical variable.

Device according to claim 1, characterized in that at least one control element ( 7 ) is provided, which depends on the control signal of the sensor ( 1 ) at least one switch ( 8th . 19 ) controls.

Apparatus according to claim 1, characterized in that it is in the transmitter ( 4 ) is a transformer.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the switch ( 8th ) such that windings of the transformer on the primary ( 5 ) and / or the secondary side ( 6 ) and / or switched off.

Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that the switch ( 19 ) is such that electrical connections with different inputs ( 20 . 21 . 25 ) and / or with different outputs ( 22 . 23 . 26 ) of the transformer ( 4 ) and / or the transmission unit ( 24 ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that in the transmission unit ( 24 ) at least two carriers ( 4 ) are provided, which have different transmission characteristics with respect to at least one electrical variable, and that the switch ( 8th . 19 ) the sensor ( 1 ) each with at least one transformer ( 4 ) connects.

Device according to claim 1 or 3, characterized in that at least one chopper ( 11 ) on the primary side ( 5 ) of the transformer ( 4 ) is provided, which converts a DC voltage into an AC voltage.

Apparatus according to claim 1 or 7, characterized in that on the secondary side ( 6 ) of the transformer ( 4 ) at least one circuit ( 12 ) is provided, which converts an AC voltage into a DC voltage, and / or that on the secondary side ( 6 ) of the transformer ( 4 ) at least one second circuit ( 13 ) is provided, which smoothes a DC voltage.

Apparatus according to claim 1, characterized in that at least one output stage ( 9 ) with at least one interface ( 18 ) is provided, which the control signal of the sensor ( 1 ) of the interface ( 18 ), whereby the interface ( 18 ) is one for NAMUR signals and / or for the 2-wire technique in general and / or an electronic switch.

Apparatus according to claim 1, characterized in that on the primary side ( 5 ) at least one voltage regulator ( 3 ) is provided, which down-regulates an applied voltage.