DE3636061A1

DE3636061A1 - Frequency-analogous measuring transducer

Info

Publication number: DE3636061A1
Application number: DE19863636061
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl Ing Pakendorf; Hans-Joergen Dr Ing Braune; Juergen Dipl Ing Kurz
Original assignee: WEINERT E MESSGERAETEWERK
Current assignee: WEINERT E MESSGERAETEWERK
Priority date: 1985-11-04
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1987-05-14
Also published as: HUT42660A; DD242477A1

Abstract

The invention relates to a frequency-analogous measuring transducer for evaluating signals from inductive, capacitive and resistive sensors, preferably in motor vehicles and mobile production machines. In this transducer, a pulse sequence with variable frequency analogously to the non-electric quantity measured by the sensor element is generated and this pulse sequence is forwarded without problems to the microcomputer via a minimum of transmission lines. The invention achieves the object of accurately reproducing the non-electrical quantity measured by the sensor element in a pulse frequency under extreme environmental conditions such as considerable temperature and operating-voltage fluctuations. According to the invention, the independence from environmental interference quantities is achieved by using two similar operational amplifiers connected to a number of voltage dividers as multivibrator and for generating an operating-voltage-portional centre voltage. Connection of an open-collector stage to the output provides at the same time operating-voltage supply and output signal transmission via one data line and enables a number of sensors to be operated jointly in multiplex. The circuit can be monolithically integrated.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung dient der Auswertung von Signalen induktiver, kapazitiver und resistiver Sensorelemente und der frequenzanalogen Übertragung der Signale zu einem Mikrorechner, insbesondere in Kraftfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen. Die Erfindung ist vorteilhaft einsetzbar, wo unter extremen Umweltbedingungen mit geringen Bauelemente- und Übertragungsleitungsaufwand eine genaue Abbildung der gemessenen nichtelektrischen Größe in eine Impulsfolgefrequenz zur problemlosen Weiterverarbeitung in Mikrorechnern gefordert ist.The invention serves the evaluation of signals of inductive, capacitive and resistive sensor elements and the frequency analog Transmission of the signals to a microcomputer, in particular in motor vehicles and mobile machines. The invention can be used advantageously where extreme Environmental conditions with low component and transmission line expenditure a precise picture of the measured non-electrical Size in a pulse repetition frequency for easy Further processing in microcomputers is required.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannterweise werden für die Übertragung elektrischer Ausgangssignale von Sensoren zur Mikrorecheneinheit u. a. frequenzanaloge Signalformate bevorzugt, um eine einfache Störspannungsunterdrückung im Meßumformer und eine problemlose Weiterverarbeitung im Mikrorechner, ohne vorgeschalteten AD- Wandler, zu erreichen.As is known for the transmission of electrical output signals from sensors to the microprocessor u. a. frequency analogs Signal formats preferred to be simple Interference voltage suppression in the transmitter and a problem-free Further processing in the microcomputer, without upstream AD Converter to achieve.

Die Umformung der den nichtelektrischen Meßgrößen proportionalen Induktivitäts-, Kapazitäts- oder Widerstandsänderungen der Sensorelemente in eine für Mikrorechner über einfache Zählroutinen verarbeitbare Impulsfolgefrequenzänderung bzw. Periodendauerveränderung erfolgt bekannterweise mittels Multivibratorschaltungen unterschiedlicher Ausführung, deren Schwingfrequenz durch Änderung der zeitbestimmenden RC- bzw. RL-Glieder beeinflußt wird.The transformation of those proportional to the non-electrical measurands Changes in inductance, capacitance or resistance of the Sensor elements in one for microcomputers via simple counting routines processable pulse repetition frequency change or As is known, the period is changed by means of Multivibrator circuits of different designs, their oscillation frequency by changing the time-determining RC or RL elements is influenced.

Zur weitgehenden Eliminierung störender Umwelteinflüsse, z. B. Umgebungstemperatur und Betriebsspannungsänderungen, werden Meßumformer dieser Art vorzugsweise mit Operationsverstärkern realisiert.To largely eliminate disruptive environmental influences, e.g. B. ambient temperature and operating voltage changes, transmitters of this type are preferably with operational amplifiers realized.

Aus Tietze, Schenk "Halbleiterschaltungstechnik", Verlag Technik Berlin und der DE-OS 22 34 757 sind entsprechende Grundschaltungen bekannt. Den dabei verwendeten Multivibratoren mit Operationsverstärkern haftet der grundsätzliche Nachteil an, daß eine positive und eine negative, betragsmäßig gleiche, Versorgungsspannung oder das Mittelpotential der aufsummierten Versorgungsspannungsbeträge niederohmig aus der Betriebsspannung bereitgestellt werden muß. In bekannten Meßumformern erfolgt die Bereitstellung dieser Mittenspannung aus einer einseitig an Masse liegenden Betriebsspannung, z. B. aus dem Kfz-Bordnetz, im einfachsten Fall über Spannungsteiler mit Referenzelementen oder Z-Dioden. Nachteilig ist hier der hohe Aufwand zur Kompensation von Betriebsspannungs- und Temperaturänderungen aufgrund von Umwelteinflüssen.From Tietze, Schenk "semiconductor circuit technology", publisher Technik Berlin and DE-OS 22 34 757 are corresponding Basic circuits known. The multivibrators used with operational amplifiers the basic is liable Disadvantage that a positive and a negative, amount same, supply voltage or the mean potential of the total supply voltage amounts low-resistance must be provided from the operating voltage. In known ones Transmitters are provided with this center voltage from an operating voltage connected to ground on one side, e.g. B. from the vehicle electrical system, in the simplest case via voltage divider with reference elements or zener diodes. The disadvantage here is the high cost of compensating for Operating voltage and temperature changes due to Environmental influences.

Bekannte Multivibratoren mit Operationsverstärkern haben desweiteren den Nachteil, daß sich bei Aussteuerung in die Sättigung, die durch den inneren Schaltungsaufbau gegebenen realen Eigenschaften der Operationsverstärker negativ auf die Frequenzstabilität bei Betriebsspannungs- und Temperaturänderungen auswirken. Es ist bekannt, zur Vermeidung derartiger störender Frequenzverwerfungen und zur Gewährleistung eines konstanten Testverhältnisses, die Amplitude des Ausgangssignals des Operationsverstärkers durch Dioden, Z-Dioden oder andere Spannungsbegrenzerelemente derart einzuschränken, daß eine Aussteuerung in den Sättigungsbereich vermieden wird. Nachteilig ist hier der hohe zusätzliche Schaltungsaufwand, die aufwendige Temperaturkompensation und die notwendige Stabilisierung der Begrenzerschaltung gegen Betriebsspannungsänderungen, die insbesondere in Kfz- Bordnetzen bis zu 25% der Nennspannung betragen können.Known multivibrators with operational amplifiers furthermore the disadvantage that when modulating in the Saturation given by the internal circuitry real properties of the operational amplifier negatively the frequency stability with changes in operating voltage and temperature impact. It is known to avoid such disturbing frequency distortions and to guarantee a constant test ratio, the amplitude of the output signal of the operational amplifier by diodes, zener diodes or restrict other voltage limiter elements in such a way that a control in the saturation range avoided becomes. The disadvantage here is the high additional circuit complexity, the complex temperature compensation and necessary stabilization of the limiter circuit against Operating voltage changes, particularly in automotive Vehicle electrical systems can be up to 25% of the nominal voltage.

Zur Vermeidung des störenden Einflusses nieder- und hochfrequenter Wechselspannungen und Spannungsspitzen aus dem Bordnetz des Kfz werden bekannterweise am Ausgang von Meßumformern eine Minimierung der Ausgangsleitungen, eingeprägte Stromausgangssignale sowie eine relativ hohe Leistung des Ausgangssignals (niederohmige Rechnereingänge) bzw. bei mehreren abzufragenden Sensoren eine zeitmultiplex-gespeiste 2-Draht-Ringleitung angestrebt. Solche Meßumformerausgangsstufen erfordern ebenfalls einen vergleichsweise hohen Schaltungsaufwand.To avoid the disturbing influence of low and high frequency AC voltages and voltage peaks from the The vehicle electrical system is known to be located at the output of transmitters a minimization of the output lines, impressed Current output signals and a relatively high output of the output signal (low-impedance computer inputs) or at several sensors to be polled a time-division-fed Aimed for 2-wire loop. Such transmitter output stages also require a comparatively high one Circuitry.

Aim of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen Meßumformer zu schaffen, der die genannten Nachteile bekannter Lösungen vermeidet, multivalent zur Auswertung von Signalen induktiver, kapazitiver und resistiver Sensorenelemente einsetzbar ist und die Anforderungen des Einsatzes in Kfz und mobilen Arbeitsmaschinen erfüllt. Insbesondere sollen komplizierte Spannungsbegrenzer- und -stabilisierungsmittel und zusätzlicher Schaltungsaufwand zur Störspannungsspitzen- und Störwechselspannungsunterdrückung vermieden werden, um einen vergleichsweise geringen Bauelementeaufwand und ein Minimum an Übertragungsleitungen zu gewährleisten, wobei eine genaue frequenzanaloge Meßwertumformung zu erzielen ist.The aim of the invention is to provide a transmitter which avoids the mentioned disadvantages of known solutions, multivalent for evaluating signals of inductive, capacitive and resistive sensor elements can be used and the requirements of use in motor vehicles and mobile machines Fulfills. In particular, complicated voltage limiters and stabilizers and additional Circuit expenditure for interference voltage peaks and interference voltage suppression to be avoided by a comparative low component expenditure and a minimum of transmission lines to ensure accurate frequency analogs Measured value conversion can be achieved.

Um eine durch die multivalente Anwendbarkeit bedingte kostengünstige Serienproduktion zu sichern, soll die Möglichkeit der Schaltungsintegration geschaffen werden. To a cost-effective due to the multivalent applicability Securing series production is supposed to be the possibility of Circuit integration can be created.

State the nature of the invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen in unmittelbarer Nähe eines induktiven, kapazitiven oder resistiven Sensorelementes einsetzbaren oder mit diesem integrierbaren Meßumformer zu schaffen, der an alle genannten Sensorelemente anpaßbar ist und ein frequenzanaloges von Störgrößen, wie Temperatur- und Betriebsspannungsänderungen, Störwechselspannungen und Störspannungsspitzen weitgehend unbeeinflußtes Ausgangssignal für die problemlose Weiterverarbeitung in Mikrorechnern erzeugt. Dabei wird von einem als Multivibrator 14 beschalteten Operationsverstärker 1 mit einem zeitbestimmenden integrierenden Spannungsteiler 2, 3, 4, 5 ausgegangen.The object of the invention is to create a measuring transducer which can be used in the immediate vicinity of an inductive, capacitive or resistive sensor element or which can be integrated with it, which can be adapted to all the sensor elements mentioned and which is largely uninfluenced by disturbance variables such as temperature and operating voltage changes, alternating interference voltages and interference voltage peaks Output signal generated for easy further processing in microcomputers. An operational amplifier 1 connected as a multivibrator 14 with a time-determining, integrating voltage divider 2, 3, 4, 5 is assumed.

Der Spannungsteiler 2, 3, 4, 5 enthält das Sensorelement 2 und ist zwischen Ausgang und invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 1 geschaltet. Ein zweiter Ohmscher Spannungsteiler 6, 7 zwischen Ausgang und nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 1 wirkt im Sinne einer Mitkopplung.The voltage divider 2, 3, 4, 5 contains the sensor element 2 and is connected between the output and the inverting input of the operational amplifier 1 . A second ohmic voltage divider 6, 7 between the output and the non-inverting input of the operational amplifier 1 acts in the sense of positive feedback.

Erfindungsgemäß ist der gemeinsame Fußpunkt der beiden Spannungsteiler 2, 3, 4, 5 und 6, 7 mit dem Ausgang eines weiteren Operationsverstärkers 9 verbunden, dessen invertierender Eingang mit seinem Ausgang gekoppelt ist. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 9 wird über einen Ohmschen Spannungsteiler 10, 11 von den Änderungen der unstabilisierten Betriebsspannung angesteuert, so daß das Verhältnis der Spannungspotentiale am Operationsverstärker 1 konstant gehalten wird. Damit wird ohne zusätzliche Stabilisierungsmittel die geforderte, gegenüber starken Betriebsspannungs- und Temperaturänderungen stabile, nur vom Sensorelement beeinflußte Ausgangsfrequenz auf einfache Weise erreicht. Durch entsprechende Dimensionierung des zeitbestimmenden integrierenden Spannungsteilers 2, 3, 4, 5 kann der Frequenzbereich der Ausgangsimpulsfolge in weiten Grenzen den Anforderungen des auszuwertenden Sensorelementes, der Übertragungsstrecke und des Mikrorechners angeglichen werden.According to the invention, the common base of the two voltage dividers 2, 3, 4, 5 and 6, 7 is connected to the output of a further operational amplifier 9 , the inverting input of which is coupled to its output. The non-inverting input of the operational amplifier 9 is controlled via an ohmic voltage divider 10, 11 by the changes in the unstabilized operating voltage, so that the ratio of the voltage potentials on the operational amplifier 1 is kept constant. The required output frequency, which is stable with respect to strong operating voltage and temperature changes and is only influenced by the sensor element, is thus easily achieved without additional stabilizing means. By appropriately dimensioning the time-determining integrating voltage divider 2, 3, 4, 5 , the frequency range of the output pulse train can be adjusted within wide limits to the requirements of the sensor element to be evaluated, the transmission path and the microcomputer.

Eine Kompensation der Abweichungen des Meßsignals, verursacht durch evtl. vorhandene Betriebsspannungs- und Temperaturabhängigkeit des Sensorelementes 2, kann zweckmäßig durch den Einsatz von störgrößenabhängigen Bauelementen, wie Varistoren, Thermistoren u. ä., in den Ohmschen Spannungsteilern 6, 7 und 10, 11 bzw. im zeitbestimmenden Spannungsteiler 2, 3, 4, 5 erfolgen.Compensation of the deviations of the measurement signal, caused by the possibly existing operating voltage and temperature dependency of the sensor element 2 , can expediently be achieved by using components dependent on disturbance variables, such as varistors, thermistors and the like. Ä., in the ohmic voltage dividers 6, 7 and 10, 11 or in the time-determining voltage divider 2, 3, 4, 5 .

Erfindungsgemäß besitzen die beiden Operationsverstärker 1 und 9 den gleichen internen Schaltungsaufbau. Die erzeugte frequenzanaloge Ausgangsimpulsfolge ist durch das Zusammenwirken der genannten Maßnahmen ohne zusätzliche Mittel bis an die realen Betriebs- und Aussteuerungsgrenzen der Operationsverstärker 1 und 9 unempfindlich gegen starke Temperatur- und Betriebsspannungsschwankungen.According to the invention, the two operational amplifiers 1 and 9 have the same internal circuit structure. The frequency-analog output pulse sequence generated is insensitive to strong temperature and operating voltage fluctuations due to the interaction of the measures mentioned without additional means up to the real operating and modulation limits of the operational amplifiers 1 and 9 .

Die ebenfalls erforderliche, durch die frequenzanaloge Impulsfolge gesteuerte Ausgangsstromquelle zur störwechselspannungssicheren Anpassung des Meßumformerausgangs an die Informationsübertragungsleitung bzw. bei Zeitmultiplexbetrieb mehrerer Sensoren an eine 2-Draht-Ringleitung 19 zum Mikrorechner kann in der erfindungsgemäßen Anordnung bei Aufrechterhaltung des Störschutzes durch eine einfache "open-collector"-Stufe 8 ersetzt werden.The output current source, which is also required and controlled by the frequency-analog pulse sequence, for adapting the transducer output to the information transmission line, or in the case of time multiplex operation of several sensors, to a 2-wire ring line 19 to the microcomputer, can be protected in the arrangement according to the invention while maintaining the interference protection by means of a simple "open collector""Level 8 to be replaced.

Embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigenThe invention is based on an exemplary embodiment are explained in more detail. Show it

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Ausführung des erfindungsgemäßen Meßumformers für induktive Sensorelemente Fig. 1 shows the basic circuit diagram of an embodiment of the transmitter according to the invention for inductive sensor elements

Fig. 2 ein Beschaltungsbeispiel des Ausgangsinterface des Meßumformers nach Fig. 1 für eine 2-Leiter-Stromschleife bei gleichzeitiger Übertragung der Betriebsspannung über die Signalleitung Fig. 2 is a wiring example of the output interface of the transmitter of Fig. 1 for a 2-wire current loop with simultaneous transmission of the operating voltage via the signal line

Fig. 3 eine Ausgangsbeschaltung des Meßumformers nach Fig. 1 für Zeitmultiplexübertragung mehrerer Sensorausgangssignale über eine 2-Draht-Ringleitung Fig. 3 shows an output circuit of the transmitter of Fig. 1 for time-division multiplex transmission of several sensor output signals via a 2-wire ring line

In Fig. 1 ist der Operationsverstärker 1 als Multivibrator 14 beschaltet. Dabei ist zwischen Ausgang und invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 1 ein zeitbestimmender integrierender Spannungsteiler 2, 3, 4, 5 angeordnet, der hier ein LR-Glied ist und aus dem induktiven Sensorelement 2, den Widerständen 3 und 4 und der festen Induktivität 5 besteht. Die Widerstände 3 und 4 sind zum Zwecke des Abgleichs von Meßbereichsanfang und -ende als veränderliche Widerstände ausgeführt. Zwischen Ausgang und nichtinvertierendem Eingang des Operationsverstärkers 1 ist ein Ohmscher Spannungsteiler 6, 7 angeordnet, der die notwendige Mitkopplung herstellt.In Fig. 1, the operational amplifier 1 is connected as a multi-vibrator 14. A time-determining, integrating voltage divider 2, 3, 4, 5 is arranged between the output and inverting input of the operational amplifier 1 , which is here an LR element and consists of the inductive sensor element 2 , the resistors 3 and 4 and the fixed inductor 5 . The resistors 3 and 4 are designed as variable resistors for the purpose of comparing the beginning and end of the measuring range. An ohmic voltage divider 6, 7 , which produces the necessary positive feedback , is arranged between the output and the non-inverting input of the operational amplifier 1 .

Erfindungsgemäß ist der gemeinsame Fußpunkt der beiden Spannungsteiler 2, 3, 4, 5 und 6, 7 mit dem Ausgang eines weiteren Operationsverstärkers 9 verbunden, der über einen Ohmschen Spannungsteiler 10, 11, angeordnet zwischen nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 9 und Betriebsspannungsanschluß von der unstabilisierten Betriebsspannung gesteuert wird und so das für die Stabilität der Ausgangsimpulsfrequenz notwendige proportional zur Betriebsspannung sich ändernde Mittelpotential für den Operationsverstärker 1 bereitstellt. Die Operationsverstärker 1 und 9 besitzen erfindungsgemäß den gleichen internen Aufbau und sind auf einem Chip integriert. Das Sensorelement 2 ist Bestandteil des induktiven Anteils des Spannungsteilers 2, 3, 4, 5 und bestimmt die Frequenz der Ausgangsimpulsfolge. Das Abgleichelement zur Einstellung des Meßbereichsendwertes besteht aus der festen Induktivität 5 und dem parallelgeschalteten veränderbaren Widerstand 4. Der veränderbare Widerstand 3 dient zum Abgleich des Anfangswertes.According to the invention, the common base of the two voltage dividers 2, 3, 4, 5 and 6, 7 is connected to the output of a further operational amplifier 9 , which is arranged via an ohmic voltage divider 10, 11 , between the non-inverting input of the operational amplifier 9 and the operating voltage connection of the unstabilized operating voltage is controlled and thus provides the necessary for the stability of the output pulse frequency proportional to the operating voltage changing mean potential for the operational amplifier 1 . According to the invention, operational amplifiers 1 and 9 have the same internal structure and are integrated on a chip. The sensor element 2 is part of the inductive part of the voltage divider 2, 3, 4, 5 and determines the frequency of the output pulse train. The adjustment element for setting the full-scale value consists of the fixed inductor 5 and the variable resistor 4 connected in parallel. The variable resistor 3 is used to adjust the initial value.

In einer weiteren, hier nicht dargestellten Variante ist der Spannungsteiler 2, 3, 4, 5 ein RC-Glied, wobei das Sensorelement 2 Bestandteil des kapazitiven oder des Ohmschen Anteils des Spannungsteilers 2, 3, 4, 5 ist und sowohl der kapazitive als auch der Ohmsche Anteil je ein Abgleichelement enthalten. Dabei kann das kapazitive Abgleichelement aus einer Festkapazität und einem parallel oder in Serie geschalteten veränderbaren Widerstand bestehen.In a further variant, not shown here, the voltage divider 2, 3, 4, 5 is an RC element, the sensor element 2 being part of the capacitive or the ohmic component of the voltage divider 2, 3, 4, 5 and both the capacitive and the ohmic component each contain a balancing element. The capacitive balancing element can consist of a fixed capacitance and a variable resistor connected in parallel or in series.

Dem Ausgang des Operationsverstärkers 1 ist eine "open-collector"- Stufe 8 nachgeschaltet, wodurch eine multivalente Anpassung des Signalausganges an verschiedene Übertragungsleitungssysteme und Mikrorechnereingangsschaltungen möglich ist.The output of the operational amplifier 1 is followed by an "open collector" stage 8 , which enables multivalent adaptation of the signal output to different transmission line systems and microcomputer input circuits.

Fig. 2 zeigt eine Beschaltungsvariante für die Anpassung an eine als 2-Leiter-Stromschleife 12 für ein Schaltsignal 4/20 mA ausgeführte Übertragungsleitung, wobei neben den frequenzanalogen Ausgangssignal auch die Betriebsstromversorgung (4 mA bei nicht durchgeschalteter "open-collector"-Stufe 8) über die Stromschleife 12 erfolgt. Die Ausgangssignalleitung ist damit gleichzeitig Stromversorgungsleitung. Fig. 2 shows a circuit variant for adaptation to a 2-wire current loop 12 for a switching signal 4/20 mA transmission line carried out, whereby in addition to the frequency of the analog output signal and the operating power supply (4 mA at not connected "open-collector" stage 8 ) via the current loop 12 . The output signal line is thus also a power supply line.

Zur Begrenzung des Ausgangsstroms in der Stromschleife 12 auf 20 mA bei durchgeschalteter "open-collector"-Stufe 8 ist ein Widerstand 13 vorgesehen.A resistor 13 is provided to limit the output current in the current loop 12 to 20 mA when the "open collector" stage 8 is switched through.

Im Ausgang der Stromschleife 12 ist ein Optokoppler 15 angeordnet, der ebenfalls einen "open-collector"-Ausgang besitzt, an den der Eingang des Mikrorechners 16 problemlos anpaßbar ist und das frequenzanaloge Ausgangssignal vom Betriebsstrom des Meßumformers trennt.In the output of the current loop 12 there is an optocoupler 15 which also has an "open collector" output, to which the input of the microcomputer 16 can be easily adapted and which separates the frequency-analog output signal from the operating current of the transmitter.

In einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten, vereinfachten Ausführung ist der Optokoppler 15 durch einen Serienwiderstand in der Stromschleife 12 ersetzt, wobei die Ankopplung der frequenzanalogen Ausgangsimpulsfolge an den Mikrorechnereingang durch einen Kondensator erfolgt.In a further, also not shown, simplified embodiment, the optocoupler 15 is replaced by a series resistor in the current loop 12 , the frequency-analog output pulse train being coupled to the microcomputer input by a capacitor.

Fig. 3 stellt eine weitere vorteilhafte Schaltungsvariante des erfindungsgemäßen Meßumformers dar. Hier ist zur zeitmultiplexen Übertragung der frequenzanalogen Ausgangssignale mehrerer Meßumformer 18 über eine einzige 2-Draht-Ringleitung 19 in die separate Betriebsspannungszuleitung ein Multiplexer 17 eingefügt, der im einfachsten Fall als taktgesteuerter Mehrfach-Analogschalter ausgeführt ist und die Betriebsspannung in der vorgegebenen zeitlichen Reihenfolge zu den einzelnen Meßumformern 18 durchschaltet. Fig. 3 illustrates a further advantageous variant circuit is the transmitter according to the invention. Here a plurality of transmitters via a single 2-wire control loop 19 inserted in the separate operating voltage lead, a multiplexer 17 18 for time-division transmission of the frequency-analog output signals, which in the simplest case as a clock-controlled multiple Analog switch is executed and the operating voltage switches through to the individual transmitters 18 in the predetermined chronological order.

Die "open-collector"-Stufen 8 der Meßumformer 18 sind über die 2-Draht-Ringleitung 19 fest miteinander verbunden, wodurch ein hoher Störabstand am Mikrorechnereingang erreicht werden kann.The "open collector" stages 8 of the transducers 18 are firmly connected to one another via the 2-wire ring line 19 , as a result of which a high signal-to-noise ratio can be achieved at the microcomputer input.

List of the reference numerals used 1 operational amplifier
2 sensor element
3 resistance
4 resistance
5 inductance
2, 3, 4, 5 voltage dividers
6, 7 voltage divider
8 "open collector" level
9 operational amplifiers
10, 11 ohmic voltage divider
12 current loop
13 resistance
14 multivibrator
15 optocouplers
16 microcomputers
17 multiplexers
18 transmitters
19 2-wire loop

Claims

1. Frequency-analog transmitter for evaluating signals from inductive, capacitive and resistive sensor elements, in particular in motor vehicles and mobile machines, consisting of an operational amplifier ( 1 ) connected as a multivibrator ( 14 ) with a time-determining, integrating voltage divider ( 2, 3, 4, 5 ), which contains the sensor element ( 2 ) and is connected between the output and inverting input of the operational amplifier ( 1 ), and with an ohmic voltage divider ( 6, 7 ) arranged between the output and non-inverting input , characterized in that the base point of the two voltage dividers ( 2, 3 , 4, 5 ) and ( 6, 7 ) is connected to the output of a further operational amplifier ( 9 ), whose inverting input is connected to its output and its non-inverting input is connected to the unstabilized operating voltage via an ohmic voltage divider ( 10, 11 ) that both operational amplifiers ( 1, 9 ) the same internal Have structure and that an "open collector" stage ( 8 ) is arranged at the output of the multivibrator.

2. Frequency-analog transmitter according to item 1, characterized in that the time-determining integrating voltage divider ( 2, 3, 4, 5 ) is an LR element, that the sensor element ( 2 ) is part of the inductive portion of the voltage divider ( 2, 3, 4, 5 ) and that both the inductive and the ohmic component of the voltage divider ( 2, 3, 4, 5 ) each contain a balancing element.

3. Frequency analog transmitter according to item 1, characterized in that the time-determining integrating voltage divider ( 2, 3, 4, 5 ) is an RC element, that the sensor element ( 2 ) is part of the capacitive or the ohmic portion of the voltage divider ( 2, 3rd , 4, 5 ) and that both the capacitive and the ohmic component of the voltage divider ( 2, 3, 4, 5 ) each contain a balancing element.

4. Frequency-analog transmitter according to one of items 2 or 3, characterized in that the inductive or capacitive balancing element is composed of a fixed inductance or capacitance and a variable resistor ( 4 ) connected in parallel or in series.

5. Frequency analog transmitter according to one of items 1 to 4, characterized in that elements for temperature compensation of the sensor element ( 2 ) are arranged in one of the voltage dividers ( 2, 3, 4, 5 ) or ( 6, 7 ).

6. Frequency-analog transmitter according to one of items 1 to 5, characterized in that the two operational amplifiers ( 1 ) and ( 9 ) are arranged on a chip and that essential components of the electrical circuit form an integrated circuit.

7. Frequency-analog transmitter according to one of items 1 to 6, characterized in that the output of the "open collector" stage ( 8 ) is connected to the operating voltage via a resistor ( 13 ) that the "open collector" stage (8) is connected downstream to the operating power supply and for signal transmission, a single two-wire current loop (12) and in that an optocoupler (15) is arranged for signal isolation at the output of the 2-wire current loop (12).

8. Frequency-analog transmitter according to one of items 1 to 6, characterized in that a multiplexer ( 17 ) is connected in the operating current feed line and that the signal output of the frequency-analog transmitter with a 2-wire ring line ( 19 ) common to a plurality of transmitters ( 18 ) connected is.