DE202015002110U1 - Arrangement for, in particular high-resistance, resistance measurement on textile products - Google Patents
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Abstract
Anordnung zur, insbesondere hochohmigen, Widerstandsmessung an Textilprodukten sowie zur drahtlosen Messwertübertragung mittels UHF-RFID-Tag, wobei der RFID-Tag eine Sensorschnittstelle und einen vom UHF-Feld gespeisten Spannungsausgang umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsausgang mit einer einstellbaren, hochkonstanten Niederspannungsreferenz in Verbindung steht, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, welche im Bereich des Spannungsfensters der Sensorschnittstelle liegt, weiterhin hierfür am Ausgang der Niederspannungsreferenz ein Spannungsteiler nebst Referenzwiderstand vorgesehen ist, welcher an der Sensorschnittstelle angeschlossen ist, wobei sich am Referenzwiderstand eine zum zu messenden Widerstand äquivalente Spannung einstellt.Arrangement for, in particular high-resistance, resistance measurement on textile products and for wireless measured value transmission by means of UHF RFID tag, wherein the RFID tag comprises a sensor interface and a voltage output fed by the UHF field, characterized in that the voltage output with an adjustable, high-constant low-voltage reference in Connection is to produce an output voltage which is in the range of the voltage window of the sensor interface, further provided for this purpose at the output of the low voltage reference, a voltage divider and reference resistor, which is connected to the sensor interface, wherein the reference resistor adjusts to the resistance to be measured equivalent voltage ,
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur, insbesondere hochohmigen, Widerstandsmessung an Textilprodukten sowie zur drahtlosen Messwertübertragung mittels UHF-RFID-Tags, wobei der RFID-Tag eine Sensorschnittstelle und einen vom UHF-Feld gespeisten Spannungsausgang umfasst, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for, in particular, high-resistance, resistance measurement on textile products and for wireless transmission of measured values by means of UHF RFID tags, the RFID tag comprising a sensor interface and a voltage output fed by the UHF field, according to the preamble of
Aus der
Diese Vorrichtung umfasst einen passiven Transponder nebst RFID- und Sensor-Elektronik sowie eine Antenne. Weiterhin ist ein lanzettenartiger Spieß vorhanden, in dem Leitbahnen die RFID-Elektronik über eine Sensorschnittstelle mit zumindest in einer unteren Ebene des Spießes vorgesehenen Kontaktelektroden zur Impedanzmessung verbinden. Die Kontaktelektroden sind an der dem Pflanzensubstrat zugewandten Außenfläche des vorerwähnten Spießes vorgesehen.This device comprises a passive transponder together with RFID and sensor electronics as well as an antenna. Furthermore, a lancet-like spit is present, in which interconnects connect the RFID electronics via a sensor interface with at least provided in a lower level of the spit contact electrodes for impedance measurement. The contact electrodes are provided on the outer surface of the aforementioned spit facing the plant substrate.
Bei der Betriebs- und Auswerteschaltung nach
Sensoren zum kontaktlosen Bewerten von bestimmten physikalischen Zuständen sind bekannt. Derartige Einrichtungen basieren auf der sogenannten RFID-Technologie und werden in unterschiedlichen Frequenzbereichen betrieben. Mittels der RFID-Technologie kann zum einen eine Spannungsversorgung der Sensorkomponenten realisiert werden und darüber hinaus die gewünschte drahtlose Übertragung der ermittelten Messdaten erfolgen.Sensors for contactless evaluation of certain physical states are known. Such devices are based on the so-called RFID technology and are operated in different frequency ranges. By means of the RFID technology, on the one hand, a voltage supply of the sensor components can be realized and, moreover, the desired wireless transmission of the determined measurement data can take place.
RFID-Schaltkreise mit integrierten Sensorschnittstellen weisen üblicherweise die Möglichkeit auf, Spannungen in einem bestimmten Bereich, einem sogenannten Spannungsfenster, messen zu können.RFID circuits with integrated sensor interfaces usually have the possibility of being able to measure voltages in a certain range, a so-called voltage window.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass in vielen Fällen sowohl das Spannungsmessfenster unzureichend ist, aber auch vorhandene Referenzspannungen für eine große Anzahl von Messaufgaben ungeeignete Werte aufweisen.However, it has been found that in many cases both the voltage measurement window is inadequate, but also existing reference voltages have unsuitable values for a large number of measurement tasks.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Anordnung zur, insbesondere hochohmigen, Widerstandsmessung an Textilprodukten sowie zur drahtlosen Messwertübertragung mittels UHF-RFID-Tag anzugeben, wobei die Vorteile der UHF-RFID-Technologie wie höhere Reichweite, kürzere Lesezyklen und hohe zu übertragende Datenraten im vollen Umfang genutzt werden können, ohne dass die Nachteile des geringeren Energieaustrags aus dem elektromagnetischen Feld die angedachten Applikationen einschränken.From the above, it is therefore an object of the invention to provide a further developed arrangement for, in particular high-resistance, resistance measurement on textile products and wireless transmission of measured values by means of UHF RFID tag, the advantages of UHF RFID technology such as higher range, shorter reading cycles and high to be transmitted data rates can be used to the full extent, without the disadvantages of the lower energy transfer from the electromagnetic field limit the intended applications.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.The object of the invention is achieved with the feature combination according to
Es wird demnach von einer Anordnung zur, insbesondere hochohmigen, Widerstandsmessung an Textilprodukten sowie zur drahtlosen Messwertübertragung mittels UHF-RFID-Tag ausgegangen, wobei der RFID-Tag eine Sensorschnittstelle und einen vom UHF-Feld gespeisten Spannungsausgang umfasst.It is therefore assumed that an arrangement for, in particular high-resistance, resistance measurement on textile products and wireless transmission of measured values by means of UHF RFID tag, wherein the RFID tag comprises a sensor interface and a voltage output fed by the UHF field.
Bei textilen Materialien kann es sich um z. B. Bekleidungsstücke, insbesondere Schutzbekleidung handeln, z. B. derartige Schutzbekleidung, die eine elektrostatische Aufladung verhindern hilft, um Beschädigungen elektronischer Baugruppen bei deren Herstellung bzw. Montage zu vermeiden.For textile materials, it may be z. B. garments, in particular protective clothing act, z. As such protective clothing that helps prevent electrostatic charge to avoid damage to electronic assemblies during their manufacture or assembly.
Erfindungsgemäß ist der Spannungsausgang des UHF-RFID-Tags mit einer einstellbaren, hochkonstanten Niederspannungsreferenz in Verbindung stehend, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, welche im Bereich des Spannungsfensters der Sensorschnittstelle liegt. Weiterhin ist hierfür am Ausgang der Niederspannungsreferenz ein Spannungsteiler nebst Referenzwiderstand vorgesehen, welcher an der Sensorschnittstelle angeschlossen ist, wobei sich am Referenzwiderstand eine zum zu messenden Widerstand äquivalente Spannung einstellt, die dann über den UHF-RFID-Tag verarbeitet und mittels klassischer Luftschnittstelle übertragen wird.According to the invention, the voltage output of the UHF RFID tag is connected to an adjustable, high-constant low-voltage reference in order to generate an output voltage which lies in the region of the voltage window of the sensor interface. Furthermore, for this purpose, at the output of the low-voltage reference, a voltage divider together with reference resistor is provided, which is connected to the sensor interface, wherein at the reference resistor an equivalent voltage to be measured resistance sets, which is then processed via the UHF RFID tag and transmitted by classical air interface.
In bevorzugter Ausführungsform ist die Niederspannungsreferenz als eine Schaltungsanordnung aus temperaturkompensierten Differenzverstärkern ausgebildet.In a preferred embodiment, the low-voltage reference is designed as a circuit arrangement of temperature-compensated differential amplifiers.
Der Arbeitsbereich des UHF-RFID-Tags liegt im Wesentlichen zwischen 860 und 960 MHz.The working range of the UHF RFID tag is essentially between 860 and 960 MHz.
Die erfindungsgemäße Anordnung wird auf einem Verdrahtungsträger montiert und ist in dieser Form am jeweiligen Textilprodukt fixierbar. The arrangement according to the invention is mounted on a wiring carrier and can be fixed in this form to the respective textile product.
Der Verdrahtungsträger weist darüber hinaus Mittel zum Kontaktieren des Textilprodukts auf.The wiring carrier further comprises means for contacting the textile product.
Ein diesbezüglich anhaftbarer und elektrisch kontaktierbarer RFID-Tag kann eine Haftschicht für eine reversible Verbindung mit dem Textil aufweisen. Die elektrische Kontaktierung mit dem Textil kann über in das Textil eindringende, spikeartige Kontaktierungsmittel erfolgen.An RFID tag which can be adhered in this respect and which can be contacted electrically can have an adhesive layer for a reversible connection to the textile. The electrical contact with the textile can be done via penetrating into the textile, spike-like contacting agent.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung besteht die Möglichkeit, niedrige Spannungen exakt zu messen, um Funktionseigenschaften von technischen Textilien, z. B. deren Widerstände hochgenau bestimmen zu können.With the arrangement according to the invention, it is possible to measure low voltages accurately to functional properties of technical textiles, eg. B. to determine their resistances with high accuracy.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments and figures.
Hierbei zeigen:Hereby show:
Die eigentliche Vorrichtung umfasst einen RFID-Tag
Diesbezüglich enthält der Tag eine frequenzmäßig angepasste Antenneneinrichtung
Die Antenneneinrichtung
Zwischen Messobjekt
So kann die Messbeschaltung
Innerhalb des RFID-Sensors
Im RFID-Sensor
Die Betriebsspannungseinheit
Die Referenzspannungsschaltung
Die Lese- und Auswerteeinrichtung
Die
Beispielsweise kommt ein Schaltkreis SL900A zum Einsatz. For example, a circuit SL900A is used.
Am Eingang ANT sowie VSSA ist jeweils ein Antennenpol
Die Ausgänge EXT2 und VSS stehen mit Messkontaktierungen CONT1 und CONT2 in Verbindung, die den so gebildeten Baustein als Ganzes mit dem zu messenden Objekt kontaktieren.The outputs EXT2 and V SS are connected to measuring contacts CONT1 and CONT2, which contact the block thus formed as a whole with the object to be measured.
Als Messobjekt ist hier beispielsweise ein Kitteltextil vorgesehen, dessen elektrostatische Abschirmfähigkeit über eine Widerstandsbestimmung ermittelt werden soll.As a measuring object here, for example, a Kitteltextil is provided, the electrostatic Abschirmfähigkeit to be determined by a resistance determination.
Als Messkontaktierungen CONT1 und CONT2 kommen beispielsweise nadelartige Messkontakte oder druckknopfähnliche Kontakte in Betracht.As measuring contacts CONT1 and CONT2, for example, needle-like measuring contacts or snap button-like contacts come into consideration.
Der Schaltkreis
Als Niederspannungsreferenz
Am Ausgang OUT5 der Niederspannungsreferenz
Die gesamte Anordnung befindet sich auf einem Verdrahtungsträger
Die Messschaltung
An dieser Stelle zusammengefasst, besitzt der Schaltkreis
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anwendung des Schaltkreises
Über die Dimensionierung der Widerstände RF, RG und RV kann der optimale Messbereich für die Messung an dem so gebildeten Spannungsteiler im Bereich von 0,26 bis 1,22 V, d. h. dem diesbezüglichen Fenster des Schaltkreises
Um das Spannungsfenster von 0,26 V bis 1,22 V komplett ausnützen zu können, ist es zweckmäßig, eine Konstantspannung > 1,22 V zu erzeugen. Der Spannungsteiler könnte bei einer Ausführungsform der Erfindung z. B. mit den Werten RF = 487 kOhm und RG = 196 kOhm bestückt werden, um eine Konstantspannung von 1,4 V bereitzustellen. Der messbare Widerstandsbereich kann mittels RV eingestellt werden. Für einen Messbereich von z. B. 4 MOhm bis 122 MOhm wäre RV mit 18 MOhm auszulegen.In order to be able to fully exploit the voltage window of 0.26 V to 1.22 V, it is expedient to generate a constant voltage> 1.22 V. The voltage divider could in one embodiment of the invention z. For example, the values RF = 487 kOhm and RG = 196 kOhm can be used to provide a constant voltage of 1.4V. The measurable resistance range can be adjusted by means of RV. For a measuring range of z. For example, 4 MOhm to 122 MOhm RV should be interpreted as 18 MOhm.
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Legal Events
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20150521 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |