DE3438332C2 - - Google Patents

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DE3438332C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmeßvorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruches.
Derartige Druckmeßvorrichtungen gehören insbesondere zur Ausrüstung von Luftfahrzeugen und bestehen im wesentlichen aus einer außen am Flugzeug angebrachten, dem Luftstrom ausgesetzten rohrförmigen Sonde und einem im Inneren des Flugzeuges angeordneten, elektronischen Kreis zur Verar­ beitung bzw. Auswertung der eingehenden Daten. Die Sonde (Pitotrohr) ist mit frontalen und seitlichen Öffnungen zum aerodynamischen Erfassen des Druckes versehen, die über pneumatische Leitungen mit im Inneren des Flugzeuges angeordneten Meßwertgebern verbunden sind.
Die beträchtliche Länge der pneumatischen Verbindungslei­ tungen haben eine verzögerte Ansprechzeit zur Folge, die für eine schnelle Erfassung und Auswertung der den Druck betreffenden Informationen für die Steuerung von Luftfahr­ zeugen äußerst nachteilig ist.
Dem gegenüber bringt eine aus der FR-PS 15 98 497 bekannt gewordenen Druckmeßvorrichtung erhebliche Vorteile mit sich. Zu dieser Druckmeßvorrichtung gehört mindestens ein Meßwertgeber, dessen Resonanz-Frequenz durch Kapazitäts­ veränderungen modifiziert wird, welche auf der durch den zu messenden Druck bedingten Deformation einer Wand be­ ruhen. Hierbei ist der Meßwertgeber in der außen am Flug­ zeug angeordneten Sonde untergebracht und über ein einzi­ ges Koaxialkabel mit dem elektronischen Kreis zur Auswer­ tung der Daten verbunden.
Bei modernen Flugzeugen, die Geschwindigkeiten bis zu mehr als Mach 2 erreichen, kommt es entscheidend auf Druckmeß­ vorrichtungen an, die in der Lage sind, dem Steuersystem des Luftfahrzeuges praktisch verzögerungsfrei zuverlässige Informationen zu liefern.
Auch bei der aus der FR-PS 15 98 497 bekannten Druckmeß­ vorrichtung, bei welcher die außen am Flugzeug angebrachte Sonde und der im Inneren angeordnete elektronische Auswer­ tungskreis über ein einziges Koaxialkabel miteinander ver­ bunden sind, treten insbesondere beim Messen des statischen Druckes noch immer Fehler auf.
Es liegt daher die Aufgabe vor, bei der Messung des Druckes, insbesondere bei der Messung des statischen Druckes, Übertragungsfehler mit Sicherheit auszuschließen.
Der Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des ersten Anspruches zusammengefaßten Merkmale.
Dadurch, daß das Stehwellen-Verhältnis zur Steuerung des Oszillators herangezogen wird, ist der zu messende Druck nicht von dem Stehwellen-Verhältnis, sondern von der Fre­ quenzveränderung des Oszillators abhängig. Übertragungs­ fehler bei der Messung des statischen Druckes oder auch des Gesamtdruckes werden dadurch verhindert.
Zur Vervollständigung des Standes der Technik seien noch die DE-PS 22 62 032 und die VDI-Berichte 93/1966, Seiten 41 bis 46 genannt, deren Gegenstände dem Anmeldungsgegen­ stand jedoch wesentlich ferner liegen als der Gegenstand der weiter oben angeführten FR-PS 15 98 497. Die DE-PS 22 62 032 beschreibt eine Druckmeßvorrichtung mit zwei Hohlraum-Resonatoren, deren Frequenzdifferenz ausgewertet wird. Die VDI-Berichte enthalten keinerlei Hinweise zur Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems, Über­ tragungsfehler dadurch auszuschalten, daß man den zu messenden Druck nicht vom Stehwellen-Verhältnis zwischen der Mittelfrequenz des Oszillators und der Abstimmfrequenz des Meßwertgebers, sondern von der Frequenzveränderung des Oszillators ableitet.
Gemäß Anspruch 2 ist mindestens ein Meßwertgeber vorgese­ hen, der in einer Sonde zum Messen des statischen und/oder des gesamten Strömungsmitteldruckes untergebracht ist.
Der Anspruch 3 richtet sich auf eine Anordnung zur Mehr­ kanal-Ausnutzung von mehreren Meßwertgebern im Zusammen­ wirken mit einem einzigen Auswertungskreis.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 im Axialschnitt einen einen Hohlraumresonator um­ fassenden, kapazitiven Meßwertgeber und einen Ab­ schnitt des sich anschließenden Koaxialkabels;
Fig. 2 im Axialschnitt eine rohrförmige Sonde (Pitot- Rohr) zur Erfassung des aerodynamischen Druckes mit zugeordnetem Geber gemäß Fig. 1;
Fig. 3 in schematischer Darstellung den funktionellen Aufbau der Druckmeßvorrichtung;
Fig. 4 in graphischer Darstellung die die Spannung be­ treffenden Ausgangsinformationen, die von dem TOS-Messer als Funktion der Abstimmfrequenzen (F 0) und der Erregerfrequenzen (F 1) des verwendeten Hohlraumresonators geliefert werden; und
Fig. 5 in schematischer Darstellung den funktionellen Aufbau eines Teiles der in Fig. 3 dargestellten Anordnung und zwar integriert in ein Multiplex­ system zur Verarbeitung bzw. Auswertung einer Vielzahl von mit Hohlraumresonatoren ausgestatte­ ten Gebern.
Gemäß den beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispielen umfaßt der Geber 10 einen ultrahochfrequenten Hohlraumreso­ nator, der aus einer induktiven, im Kurzschluß liegenden Koaxialleitung gebildet ist, deren freies Ende durch ein kapazitives Element begrenzt wird. Dieses letztere ist gebildet durch einen kleinen flachen Kondensator, dessen einer Kondensatorbelag aus einer Scheibe 11 besteht, die fest mit der Leiterseele der Koaxialleitung verbunden ist, während der andere Kondensatorbelag durch eine Vorderwand gebildet ist, die unter dem Einfluß des Außendruckes ver­ formbar ist. Diese verformbare Wand, die den Hohlraum des Gebers hermetisch abschließt, besteht normalerweise aus einer flexiblen Membran 12 aus elastischem Metall.
Um, wie später noch erläutert wird, die notwendige Kopplung mit der zugeordneten Elektronikschaltung bei der Erregung des Gebers 10 ebenso wie bei der Messung seiner Abstimmfrequenz als Funktion des auf die Membran 12 ausgeübten Druckes realisieren zu können, ist ein elektrischer Anschluß 13 vorgesehen, der, obgleich er normalerweise, wie es sich errechnen läßt, in unmittelbarer Nähe des Fußes der Seele der Koaxialleitung liegen kann, auch in genauer und optimaler Stellung auf dieser Leitung angebracht sein kann, und zwar aufgrund einer geeigneten Verstellmöglichkeit, die bei seiner Herstellung vorgesehen sein kann.
Wenn die Vorrichtung zum Messen des Absolutdruckes vorge­ sehen ist, ist natürlich dafür Sorge zu tragen, daß der hermetisch abgedichtete Hohlraum des Gebers luftleer ist.
Das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Gebers gründet sich auf die folgenden theoretischen und experimentellen Betrachtungen:
Die Resonanz- oder Abstimmfrequenz y des Hohlraums erhält man, indem man die Summe der Admittanzen der im Kurzschluß liegenden Koaxialleitung und der geschlossenen Leitung bezogen auf die variable Kapazität im Punkte des Anschluß 13 des elektrischen Abgriffs der Erregung und der Messung berechnet, und zwar:
mit
l 1 Länge der Leiterseele der Koaxialleitung in Richtung auf den Kurzschluß; l 2 Länge der Leiterseele der Koaxialleitung in Richtung auf die veränderliche Kapazität; λ Wellenlänge der in Betracht gezogenen Frequenz; c Lichtgeschwindigkeit; Z c Charakteristische Impedanz der Koaxialleitung und im wesentlichen gleich δ log₁₀ D/d, mit D Durchmesser der Innenwand der Koaxialleitung; d Durchmesser der Seele der Koaxialleitung; δ Permeabilitätskonstante des Dielektrikums =138 in Luft oder unter Vakuum
25 und mit
C Kapazität, die durch die Membran und die innere Abschlußscheibe der Koaxialleitung gebildet ist
mit
ε Ausbreitungskonstante in dem Dielektrikum (=310⁸m/s), s Oberfläche der Abschlußscheibe, e Abstand zwischen der Scheibe und der Membran.
Infolge der Krümmung der Membran ist die Veränderung der Kapazität etwa gleich ¹/₃ der Veränderung, wie sie mit der obigen Annäherungsformel berechnet ist. Für eine Membran mit einer gegebenen Steifigkeit K, deren Deformation im wesentlichen eine Linearfunktion des zu messenden Druckes P ist, erhält man auf diese Weise die folgende Beziehung zwischen der Abstimmfrequenz des Hohlraumresonators und dem auf die Membran des Gebers ausgeübten Druck:
Eine begrenzte Entwicklung der Funktion (arc tan) zeigt eine quadratische Beziehung zwischen der Abstimmfrequenz und der Membranverlagerung, was eine ausreichende Linearität in einem breiten Veränderungsbereich des zu messenden Druckes sicher­ stellt.
Der eigentliche Geber wird im wesentlichen durch einen Hohlraum gebildet, der in einen Zylinderkörper aus "INVAR" eingearbeitet ist, um die Auswirkungen der thermischen Dilatation zu begrenzen, wobei die Innenwände dieses Hohl­ raumes versilbert sind, um die elektrische Oberflächenleit­ fähigkeit zu verbessern.
Die Abmessungen des Zylinderkörpers betragen etwa 12 mm im Durchmesser und 15 mm in der Höhe, so daß er leicht in einem Pitot-Rohr (Fig. 2) untergebracht werden kann.
Die flexible Membran, die den Hohlraum verschließt, besteht aus einem Folienmaterial mit hoher elastischer Streckfähig­ keit, beispielsweise einem Material, welches unter den Warenzeichen "DURINVAL" oder "NISPAN C" im Handel ist.
Um eine hohe Haltbarkeit und eine vollständige Abdichtung des Hohlraumes zu erhalten, ist die Membran durch Silber­ verlötung oder durch Elektronenbeschuß an dem Geberkörper befestigt, und die elektrische Verbindung mit dem Elektro­ nikgehäuse der noch zu beschreibenden Betriebsschaltung ist mittels eines halbstarren Koaxialkabels von 2 mm Durch­ messer und unbegrenzter Länge realisiert, dessen Impedanz 50 Ohm beträgt.
Bei den oben behandelten experimentellen Bedingungen variiert die Resonanzfrequenz des erfindungsgemäßen Gebers von 1,6 bis 2,3 GHz für einen Bereich des Absolutdruckes, der sich in typischer Weise von 0 bis 1500 mb verändert.
Betriebsschaltungsanteil (Fig. 3, 4, 5)
Die elektronische Betriebsschaltung dient dazu, ein elek­ trisches Ausgangssignal zu liefern, das für den auf den zugeordneten Geber ausgeübten Druck repräsentativ ist, und zwar ausgehend von einer Messung der Eigenfrequenz (oder Resonanzfrequenz) des Hohlraumes dieses Gebers.
Die klassischen Methoden zur Messung der Eigenfrequenz eines Hohlraumes mit einer sehr hohen Frequenz (VHF) oder einer ultrahohen Frequenz (UHF) bestehen darin, entweder
  • - den Hohlraum als Abstimmkreis eines Oszillators zu ver­ wenden, der eine von der Eigenfrequenz des Hohlraumes und damit von dem zu messenden Druck abhängige Frequenz liefert, oder
  • - die von dem Hohlraum absorbierte oder übertragene Leistung als Funktion einer Erregerfrequenz zu messen, die von einem Oszillator geliefert wird.
Im Hinblick auf die Schwierigkeiten bei der Benutzung der er­ findungsgemäßen Vorrichtung, die einerseits eine einzige Ver­ bindung zwischen dem Geber und seiner Betriebsschaltung und andererseits die Notwendigkeit bedingen, den Geber und seine Betriebsschaltung in einem sehr großen Abstand voneinander zu trennen, haben sich diese klassischen Methoden als in der Leistung unzulänglich herausgestellt, und zwar infolge tech­ nologischer Grenzen (Stabilität des Betriebsverhaltens und Temperaturverhaltens) der bisher verfügbaren elektronischen Komponenten.
Die erfindungsgemäße Anordnung beruht somit auf der Zurver­ fügungsstellung eines neuen Konzepts, welches darin besteht, das Stehwellenverhältnis in der einzigen den Geber mit der Betriebsschaltung verbindenden Leitung zu messen. Mittels der alleinigen Bedingung einer vollkommenen Impe­ danzanpassung zwischen der Koaxialverbindung und dem Geber einerseits und zwischen der Koaxialleitung und der Impe­ danzmeßbrücke, um das Stehwellenverhältnis hervorzuheben, andererseits, gewährt diese Methode die totale Messung unabhängig von den Eigencharakteristika der Leitung, des Gebers, der Impedanzmeßbrücke und insbesondere ihrer even­ tuellen Instabilitäten (abhängig von der Zeit oder der Temperatur), wobei sie gleichfalls eine einfache und stabile Mehrkanalausnutzung einer Vielzahl von Gebern ermöglicht, die aufeinanderfolgend eine einzige Betriebs­ schaltung benützen.
Bei Verwendung einer Koaxialverbindung wird der Geber demzu­ folge in einem Zweig einer Impedanzmeßbrücke angeordnet, die es dadurch ermöglicht, die Veränderungen des Stehwellenver­ hältnisses (TOS) in der Koaxialleitung zum Ausdruck zu bringen.
Fig. 3 zeigt das allgemeine Organisationschema der Vor­ richtung, deren Funktionsweise wie folgt ist:
Die durch den Geber 10 und die zum TOS-Messer 2 führende Koaxialverbindung 14 gebildete Einheit wird durch einen Oszillator 3 erregt, dessen Frequenz von einer an seinen Eingang 31 angelegten Spannung gesteuert wird.
Dieser Generator 3 wird ständig in der Nähe der Eigenfrequenz des Gebers von einem Steuerkreis 100 gesteuert, der in klassischer Weise einen Abtastoszillator 4, einen Synchron­ demodulator 5, einen Integrator 6 und den spannungsgesteuerten Frequenzgenerator 3 umfaßt.
Infolge der durch den Steuerkreis 100 bewirkten nur geringen Frequenzabwanderung von der Eigenfrequenz blockiert dieser, obwohl er die ständige Nachfolge der während der Zeit auf den Geber einwirkenden fluktuierenden oder veränderlichen Drücke gewährleistet, nicht automatisch auf der Resonanzfre­ quenz des Gebers 1, wenn die Vorrichtung unter Spannung gesetzt wird.
Ein aus einem Rampengenerator 9 und einem den Schalter steuernden Komparator bestehender Initialisationskreis 110 wird dafür verwendet, um diese automatische Verriegelung zu erhalten.
Wenn die Vorrichtung unter Spannung gesetzt wird, wird somit der Dauermeßzustand gemäß zwei aufeinanderfolgenden Wirkungs- bzw. Betriebsweisen erhalten, deren aufeinander­ folgender Ablauf automatisch ist:
  • - Suchbetrieb (oder Initialisationsbetrieb), bei dem während eines ersten Zeitabschnittes der Kreis 110 die approximative Resonanzfrequenz des Gebers aufsucht, indem er den Frequenzbereich abtastet, der der Gesamtheit des zu messenden Bereiches entspricht. Wenn eine wesentliche Ver­ ringerung des TOS festgestellt bzw. angezeigt wird, wird die Abtastung angehalten und das System geht automatisch in den Folgebetrieb über.
  • - Folgebetrieb, bei dem die Oszillatorfrequenz durch ein Rechtecksignal um den Wert herum moduliert wird, der durch den Initialisationsbetrieb festgestellt ist. Diese Modu­ lation bildet eine Abtastung, die es ermöglicht, den Os­ zillator auf eine Mittelfrequenz einzusteuern, die gleich derjenigen der Resonanz des Gebers ist, wobei die Messung dieser Frequenz die gesuchte genaue Information liefert.
Diese Messung wird in klassischer Weise mittels eines Frequenz­ messers durchgeführt, der direkt (oder nach Frequenzteilung) die mittlere Frequenz am Ausgang des Oszillators 3 mißt. Da das Modulationssignal periodisch ist, kann es über eine große Entfernung ohne Abschwächung übertragen werden, die durch Störwiderstände oder Induktionen von Störsignalen bedingt sein kann, die von benachbarten elektrischen oder elektromagnetischen Kreisen herrühren.
Eine weitere ins Auge gefaßte Meßmethode besteht darin, die mittlere kontinuierliche Steuerspannung des Oszillators zu messen, die, da sie ihrerseits der Resonanzfrequenz des Gebers proportional ist, es auch hinsichtlich des zu messenden Druckes ist.
Eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus sowie der Funktions­ weise der Betriebs- bzw. Auswertschaltung wird im folgenden anhand von Fig. 3 gegeben.
Für einen vorgegebenen, zu messenden Druck P 0 hat der Geber eine Frequenz F 0 (beispielsweise von 1 bis 3 GHz).
Die Einheit 1 (umfassend den Geber mit dem Hohlraumreso­ nator und seine Verbindung mittels Koaxialkabel) ist in den Zweig 22-23 der Impedanzmeßbrücke 2 geschaltet, um als TOS-Meßgeber zu fungieren.
Die Meßbrücke wird über ihren Eingang 21 mit einer Frequenz F 1 gespeist, die sich nur wenig von der von dem Oszillator 3 des Steuerkreises 100 gelieferten Frequenz F 0 unterschei­ det. Die an der Ausgangsklemme 24 herrschende Gleichspan­ nung U 1 (nach Filterung durch die Elemente L 1, L 2 und C, die dazu dienen, die Rückstände der ultrahohen Frequenz der Abtastfrequenz zu eliminieren) ist eine Funktion des in der Einheit 1 existierenden Stehwellenverhältnisses (TOS) und damit des Abstandes zwischen Erregerfrequenz F 1 und der Eigenfrequenz F 0 des Gebers entsprechend dem in Fig. 4 graphisch dargestellten Gesetz.
Diese Spannung U 1 durchläuft ein Minimum, wenn F 1=F 0.
Die Spannung U 1, die als Fehlerspannung bezeichnet wird, wird von dem Steuerkreis 100 ausgewertet, um permanent zu erfahren, ob sie ein Minimum hat, d. h. ob die von dem Os­ zillator 3 gelieferte Frequenz F 1 permanent=F 0 ist, un­ abhängig davon, wie die Entwicklungen des zu messenden Druckes (und damit der Frequenz F 0) sind.
Um diese Steuerung zu erhalten, benutzt der Steuerkreis 100 das Konzept der "Abtastung" des Resonanzbetriebes des Hohl­ raumresonators des Gebers durch Frequenzmodulation ±Δ f (typischerweise 50 bis 500 kHz) mit geringer Abwanderung um den Wert F 1. Zu diesem Zweck ist die an den Eingang 31 des Oszillators 3 angelegte Steuerspannung die Summe der am Punkt 64 vorhandenen Gleichspannung, welche F 1 reprä­ sentiert, und der im Punkt 42 vorhandenen Abtastspannung, die von dem Abtastoszillator 4 geliefert wird und ±Δ f re­ präsentiert (der Wert der Abtastspannung liegt typischer­ weise zwischen 10 und 100 kHz).
Die Widerstände 43 und 63 bewirken die Summenbildung dieser an den Steuereingang 31 des veränderlichen Oszillators 3 angelegten Spannungen.
Wie es graphisch in Fig. 4 dargestellt ist, oszilliert die vom TOS-Meßgeber 2 gelieferte und an der Klemme 24 liegende Gleichspannung mit der Frequenz des Abtastoszillators 4 zwischen den Werten U 2 und U 3.
Der Wert von U 2-U 3, der sich bei F 1=F 0 annulliert, ist entsprechend dem Vorzeichen von F 1-F 0 positiv oder negativ.
Der Synchrondemodulator 5 führt die Messung von U 2-U 3 aus, deren Wert bzw. Ergebnis an seiner Ausgangsklemme 53 ver­ fügbar ist. Diese Spannung U 2-U 3 wird an den Eingang des Integrators 6 angelegt, der aus dem Hochverstärkungs-Ver­ stärker 60, dem Widerstand 61 und dem Kondensator 62 be­ steht.
Die Ausgangsspannung im Punkt 64 dieses Integrators 6 ent­ wickelt sich, bis U 2-U 3=0, d. h. bis F 1=F 0, wodurch die Permanentsteuerung des Systems realisiert und die Be­ rücksichtigung der sich während der Zeit verändernden Drücke gewährleistet sind.
Die Ausgangsinformation ist entweder in Form einer Gleich­ spannung (Ausgang 101) verfügbar, die die Spannung im Punkt 64 gleich der mittleren Steuerspannung im Punkt 31 des Oszillators repräsentiert, welche Frequenz permanent der Eigenfrequenz des Hohlraumes der Resonanzeinheit 1 (Geber 10 und Koaxial­ kabel 11) gleicht.
Bei dem Unterspannungsetzen der Vorrichtung kann jedoch die Frequenz F 1 des Oszillators 3 sehr weit entfernt von der Eigenfrequenz F 0 des Hohlraumes sein. In diesem Fall kann die Spannung U 2-U 3 zu gering sein, um wirksam meßbar zu sein und damit die Entwicklung der Spannung 64 in Richtung auf ihren endgültigen Wert zu gewährleisten, (d. h., um die Konvergenz der Spannung F 1 in Richtung auf die Spannung F 0 herbeizuführen).
Um dieses Problem zu lösen, ist der Betriebskreis 100 vervoll­ ständigt durch den Initialisationskreis 110, um für alle Fälle die Entwicklung des Systemzustandes in Richtung auf den endgültigen Wert zu gewährleisten. Zu diesem Zweck um­ faßt der Initialisationskreis 110 einen Komparator 7, der eine Schwellspannung 71 mit dem aktuellen Wert U 1 vergleicht, der von dem TOS-Meßgeber 2 stammt und bei 72 angelegt wird.
Solange U 1 groß ist und über der Schwellspannung 71 liegt, gewährleistet der Komparator 7 das Schließen des Schalters 8, wodurch von dem Rampengenerator 9 gelieferte Span­ nungsrampe an den Eingang des Verstärkers 60 angelegt wird. Diese Rampe hat natürlich eine ausreichende Amplitude, um den gesamten Frequenzbereich des Gebers zu untersuchen.
Wenn die Frequenz F 1, die von dem Oszillator 3 geliefert wird, der durch die Spannung des Rampengenerators 9 gesteuert wird, in der Nähe von F 0 liegt, verringert sich die von dem TOS-Messer gelieferte Spannung U 1 in beträchtlichem Um­ fang, und wenn diese Spannung niedriger als der festgelegte Schwellwert ist, steuert der Komparator 7 das Öffnen des Schalters 8. Von diesem Augenblick an ist die Spannung 64 in der Nähe ihres endgültigen Wertes, und der Steuerkreis 100 tritt in Betrieb und gewährleistet die abschließende Steuerung von F 1 auf den Resonanzwert F 0 des Gebers 10.
Unter den bereits erwähnten Vorteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik ist die Fähigkeit, einen einzigen Betriebs- bzw. Auswertkreis mit einer Vielzahl von Gebern benutzen zu können, von besonderem Interesse für die Luftfahrt. Aus diesem Grund ist die spezielle Anordnung der Mittel, die notwendig sind, um diese Fähigkeit auszu­ nutzen, in Fig. 5 dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
Außer dem bereits beschriebenen Betriebs- bzw. Auswertkreis 120, der durch die Impedanzmeßbrücke (TOS-Meßgeber) 2, den Steuerkreis 100 und den Initialisationskreis 110 gebildet ist, umfaßt diese folgende Mittel:
  • - einen Kommutator 150 mit angepaßter Impedanz (bei­ spielsweise 50 Ohm), der in der Lage ist, am Eingang 22 des TOS-Meßgebers 2 aufeinanderfolgend eine Vielzahl von Gebern C 1, . . . , Cn zu kommutieren.
  • - einen Kommutator 160 klassischer Bauart, der in der Lage ist, entweder die Ausgangsfrequenz 102 mittels des Fre­ quenzmeßgebers 130 oder die Ausgangsspannung 101 auf Ausgangsleitungen zu kommutieren, die durch S 1, . . . , Sn dargestellt sind,
  • - und einen Folgebildner 140, d. h. einen Generator, der ent­ weder mit feststehender Kadenz autonom ist, oder über einen externen Eingang 141 gesteuert wird, der von dem System stammt, welches die Informationen des Gebers benutzt.
Die Funktion dieses Folgebildners besteht darin, die Synchron­ kommutation der Kommutatoren 150 und 160 sicherzustellen, um zu einem gegebenen Augenblick (periodisch oder auf Abruf) folgende Informationen zu liefern:
  • - die Information des Gebers C 1 am Ausgang S 1,
  • - die Information des Gebers Cn am Ausgang Sn.
Für den Fall, daß bei der realisierten Ausführungsform der Folgebildner autonom ist, sind Schaltungen 161, 162 usw. zur Aufrechterhaltung der Spannung vorgesehen, um ständig die Ausgangsinformationen der Geber C 1 bis Cn jeweils an den Ausgängen S 1 bis Sn zur Verfügung zu stellen.
Die Wiederholfrequenz eines vollständigen Kommutationszyklus beträgt beispielsweise 100 bis 1000 Hz, wodurch die Auffrischung der verfügbaren Informationen an den Ausgängen S 1 bis Sn alle 1-10 Millisekunden gewährleistet ist.

Claims (3)

1. Druckmeßvorrichtung mit einem elektronischen Kreis zur Verarbeitung bzw. Auswertung der Daten mindestens eines einen Hohlraumresonator aufweisenden Meßwertge­ bers, dessen Resonanz-Frequenz durch Kapazitätsverände­ rungen modifiziert wird, welche auf der durch den zu messenden Druck bedingten Deformation einer Wand beru­ hen,sowie mit einem einzigen Koaxialkabel zur Verbin­ dung des Gebers mit dem elektronischen Verarbeitungs­ bzw. Auswertungskreis, dadurch gekennzeichnet, daß der den Hohlraumresonator aufweisende Geber (10) über das Koaxialkabel (14) in einen Zweig einer Impedanz-Meß­ brücke (2) geschaltet ist, welche den Wert des für den Abstand zwischen der Abstimmfrequenz des Gebers (10) und der Frequenz eines Oszillators (3) charakteristi­ schen Stehwellen-Verhältnisses (TOS) wiedergibt, und daß der Auswertungskreis eine Steueranordnung (100) umfaßt, welche ständig die Übereinstimmung der Mittelfrequenz des Oszillators (3) mit der Abstimmfre­ quenz des Gebers (10) gewährleistet, wobei die Druck­ meßvorrichtung zur Einstellung des Oszillators (3) auf eine spannungsabhängige Frequenz einen an den Ausgang der Impedanz-Meßbrücke (2) angeschlossenen Synchron- Demodulator (5) sowie einen Abtast-Oszillator (4) auf­ weist, und wobei im Initialisationsbetrieb zusätzlich ein Initialisationskreis (9, 110) den Oszillator steuert.
2. Druckmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie mindestens einen Meßwertgeber mit Hohlraumgenerator aufweist, der in einer Sonde zum Messen des statischen und/oder des gesamten Strömungs­ mitteldruckes untergebracht ist.
3. Druckmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kommutator (160) zur Mehrkanal-Ausnutzung von mehreren Meßwertgebern im Zusammenwirken mit einem einzigen Auswertungskreis auf­ weist.
DE19843438332 1983-10-21 1984-10-18 Druckmessvorrichtung Granted DE3438332A1 (de)

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