DE4404999A1

DE4404999A1 - Schaltungsanordnung zur Meßwerterfassung

Info

Publication number: DE4404999A1
Application number: DE19944404999
Authority: DE
Inventors: Helmut Multer
Original assignee: WOELFLE GmbH
Current assignee: WOELFLE GmbH
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1995-08-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Meßwerterfassung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Trotz fortschreitender Verbreitung digitaler Technik muß bei der Meßwerterfassung mit einem Meßwertaufnehmer der Einheit, in der die digitale Datenverarbeitung stattfindet, eine elektronische Schaltung vorgeschaltet werden, die analog arbeitet. Das Ausgangssignal des Meßwertaufnehmers muß auf zweckentsprechende Weise so aufbereitet werden, daß es z. B. über einen Analog-Digital-Wandler der digital arbeitenden Einheit oder einen Spannungs-Frequenz-Umsetzer zugeführt werden kann.

Häufig ist jedoch das Ausgangssignal eines derartigen Meßwertaufnehmers auch von Größen abhängig, die Schwankungen unterworfen sein können, wodurch teilweise erhebliche Meßfehler auftreten. Wird beispielsweise die Spannung an einem Thermowiderstand abgegriffen, so ist diese Spannung nicht nur vom Wert des Thermowiderstandes abhängig, sondern sie variiert direkt proportional auch mit dem Strom, der durch den Widerstand fließt, so daß üblicherweise mit einer Referenzspannung abgeglichen wird, die beispielsweise als Spannungsabfall an einem in Reihe mit dem Thermowiderstand geschalteten ohmschen Widerstand auf genommen werden kann.

Auch bei aufwendigeren, komplexeren Meßwertaufnehmern, wie sie mit der Entwicklung der Sensortechnik bekannt geworden sind, hängt das Ausgangssignal, oft ein Spannungssignal, nicht nur von der Meßgröße sondern auch von einer weiteren Eingangsgröße, z. B. der Betriebsspannung ab. Dies trifft insbesondere auf jene Meßwertaufnehmer zu, deren eigentliches Sensorelement aus veränderlichen Widerständen besteht.

Liegt also ein Spannungssignal eines Meßwertaufnehmers vor, muß dies in der Regel vor der Weiterverarbeitung noch verstärkt und oft mit Triumpotentiometer abgeglichen werden. Häufig wird heute dies so aufbereitete Signal zur Weiterverarbeitung digitalisiert. Dabei muß bekannterweise das aufbereitete Signal mit einer Referenzspannung in Bezug gesetzt werden.

Wird das Spannungssignal des Meßwertaufnehmers im Verlaufe der Signalverarbeitung verstärkt, so gehen Schwankungen der Verstärkungsschaltung, beispielsweise der Verstärkung oder auch des Nullpunkts, als Fehlerquellen in den Wert der mit der ursprünglichen Meßgröße in Bezug gesetzten Ausgangsspannung der Schaltung ein.

Insbesondere beim Einsatz von Differenzverstärkern ist zwar eine gute Linearität der Verstärkung im Rahmen der Ausgangssteuerbarkeit gegeben, jedoch unterliegt die Ausgangsspannung Schwankungen, die beispielsweise durch Temperaturdrift, Langzeitdrift oder durch einen die sogenannte Offsetspannung beeinflussenden Betriebsspannungsdurchgriff verursacht werden können und die gerade in der Meßelektronik unerwünscht sind.

Um derartige Fehlerquellen zu reduzieren, werden häufig in analoger Technik aufwendige Abgleichs- oder Kompensationsschaltungen verwendet, die in aller Regel wiederum mechanisch über Trimmpotentiometer manuell oder automatisch in regelmäßigen Zeitabständen abgeglichen werden müssen.

Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn beispielsweise der Meßwertaufnehmer sich in seiner Empfindlichkeit oder seiner Nullpunktslage verändert hat, was aufgrund fehlender Langzeitstabilität oder beim Austausch des Meßwertaufnehmers aufgrund der üblichen Exemplarstreuung solcher Meßwertaufnehmer zu berücksichtigen ist.

Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zur Meßwerterfassung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorzuschlagen, bei der das aufwendige und zeitraubende Abgleichen insbesondere über Trimmpotentiometer entfällt, eine hohe Langzeitstabilität der gesamten Meßanordnung gewährleistet bleibt und exemplarspezifische Streuungen von Sensoren berücksichtigt werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schaltungsanordnung der genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Demgemäß wird am Eingang des Analogteils wenigstens ein Schaltelement vorgesehen, mittels dem die Referenzspannung oder das Spannungssignal des Meßwertaufnehmers wahlweise an den Analogteil der Schaltungsanordnung ankoppelbar ist. Dementsprechend wird die Recheneinheit des Digitalteils derart ausgebildet, daß der, z. B. in einem Analog-Digital- Wandler oder einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer umgesetzte Wert des vom Analogteil aufbereiteten Spannungssignals des Meßwertaufnehmers mit Hilfe des ebenfalls umgesetzten Wertes der gleichermaßen aufbereiteten Referenzspannung rechnerisch korrigierbar ist.

Auf diese Weise wird das Spannungssignals des Meßwertaufnehmers erst im Digitalteil mit Hilfe der Referenzspannung korrigiert, wodurch ein Abgleich über eine entsprechende Schaltung im Analogteil entfällt.

Außerdem unterliegt die Referenzspannung hierbei den gleichen Störeinflüssen wie die Signalspannung des Meßwertaufnehmers, soweit sie innerhalb der elektronischen Schaltung zur Aufbereitung des Spannungssignals im Analogteil liegen.

Vorzugsweise werden im Analogteil Differenzverstärker verwendet, da diese sowohl Spannungsdifferenzen als auch massebezogene Signale verarbeiten können und heutzutage in großer Stückzahl handelsüblich und in ihren elektronischen Eigenschaften standardisiert sind.

Insbesondere in diesem Fall ist es von großem Vorteil, wenn nicht nur das Spannungssignal selbst und die Referenzspannung über das Schaltelement an den Analogteil ankoppelbar sind, sondern ebenfalls die Differenzspannung Null an den Eingang des Differenzverstärkers geschaltet werden kann. Durch die Beschaltung des Differenzverstärkers mit der Eingangsspannung Null kann die sogenannte Offsetspannung am Ausgang des Differenzverstärkers gemessen werden. Diese Offsetspannung ist während des Messens der Referenzspannung und des Spannungssignals den jeweiligen Ausgangsspannungen am Differenzverstärker als Fehlerquelle überlagert. Die Offsetspannung, die ansonsten durch einen entsprechenden Abgleich kompensiert werden muß, kann somit ebenfalls auf einfache Weise ständig miterfaßt und als Korrekturgröße bei der Ermittlung des Meßwertes berücksichtigt werden. Schwankungen in der Offsetspannung spielen somit ebenso keine Rolle mehr wie Schwankungen in der Verstärkung, da sowohl die Offsetspannung als auch die Verstärkung durch Anlegen der Referenzspannung ständig mitgemessen und bei der Berechnung der Meßgröße berücksichtigt werden.

Vorzugsweise wird als Schaltelement am Eingang des Analogteils ein Multiplexer verwendet. Einen Multiplexer als Schaltelement zu verwenden, hat außer der Tatsache, daß es sich um ein gängiges elektronisches Bauteil mit allen damit verbundenen Vorteilen handelt, den Vorzug, daß er auf einfache Weise vom Digitalteil aus ansteuerbar und schnell und beliebig oft ohne Abnutzung schaltbar ist.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich im Zusammenhang mit dem Einsatz von Sensoren, bei dem die Meßgröße solcher Sensoren zumindest für Testzwecke beeinflußbar ist.

Wird beispielsweise mittels eines Drucksensors der Druck von Hydrauliköl innerhalb eines Hydraulikzylinders gemessen, so kann mittels der vorgenannten Beschaltung zum Beispiel die Nullpunktslage des Drucksensors erfaßt werden. Dies kann in diesem Beispiel dadurch bewerkstelligt werden, daß der Hydraulikzylinder vollständig entspannt wird, das heißt, daß letzten Endes der Drucksensor mit einem Druck von 0 bar als Meßgröße beaufschlagt wird. Im Digitalteil der Schaltungsanordnung wird dann der hieraus resultierende Wert gespeichert und ebenfalls bei späteren Messungen mit Druckbeaufschlagung berücksichtigt.

Auch die Empfindlichkeit eines Sensors, beispielsweise eines Drucksensors wie im vorgenannten Beispiel, kann mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung aufgenommen und berücksichtigt werden. Hierzu wäre es notwendig, daß der entsprechende Sensor mit einem Normwert der Meßgröße beaufschlagbar ist. Im Falle eines Drucksensors wäre dies ein Druck bekannter Größe.

Mittels der ebenfalls erfaßten Parameter wie beispielsweise Verstärkungsfaktor des Differenzverstärkers, Offsetspannung des Differenzverstärkers, Nullpunktslage des Sensors, läßt sich aus der Messung normierter Meßgrößen die Empfindlichkeit des Sensors bestimmen und wiederum bei späteren Meßergebnissen berücksichtigen.

Eine Erfassung der Nullpunktslage des Sensors beziehungsweise der Empfindlichkeit könnte wie oben angegeben beispielsweise notwendig werden bei fehlender Langzeitstabilität oder beim Austausch des Sensors. Außerdem spielen somit Exemplarstreuungen bei Sensoren gleicher Bauart keine Rolle mehr, wodurch unter anderem auch auf preiswertere Sensoren zurückgegriffen werden kann bzw. die exemplarspezifischen Werte, wie z. B. die Empfindlichkeit, digital eingegeben werden können.

Sollte die Referenzspannung außerhalb der Größenordnung des Spannungssignals des Meßwertaufnehmers liegen, ist es vorteilhaft, eine Schaltung zur Herabsetzung der Referenzspannung vorzusehen, deren Eingang die Referenzspannung ist und deren Ausgang in der Größenordnung des Spannungssignals des Meßwertaufnehmers liegt. Hierdurch wird gewährleistet, daß sowohl die herabgesetzte Referenzspannung als auch das Spannungssignal des Meßwertaufnehmers beim Durchgang durch die Nachweiskette des Analogteils den möglichen Störeinflüssen in vergleichbarer Weise unterworfen sind.

Vorteilhafterweise wird diese Schaltung in Form einer Brücken- oder Halbbrückenschaltung ohmscher Widerstände ausgeführt. Dies hat den Vorteil, daß ausschließlich passive Bauteile mit hoher Langzeitstabilität und festen Werten verwendet werden. Hiermit wird verhindert, daß durch diese Schaltung zur Herabsetzung der Referenzspannung neue Fehlerquellen bei der Messung der Referenzspannung entstehen. Die Widerstände müssen hierbei nicht einzeln vorgesehen sein, sondern sie können, z. B. in Dickschichttechnik, auch in einem Baustein integriert vorliegen.

Es ist empfehlenswert, als Eingangsspannung des Sensors und damit auch als Referenzspannung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eine Spannung zu verwenden, die symmetrisch zum Nullpunkt der Schaltung liegt. Weiterhin ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, die Ausgangsspannung der Schaltung zur Herabsetzung der Referenzspannung, sofern eine solche vorgesehen ist, ebenfalls symmetrisch zum Nullpunkt des Analogteils auszubilden.

Durch eine solche symmetrische Ausbildung der Eingangsspannung eines Sensors in Brückenschaltung liegt auch dessen Ausgangsspannungssignals symmetrisch zum Nullpunkt des Analogteils. Am Eingang des Differenzverstärkers liegen somit sowohl bei der Messung des Spannungssignals des Sensors sowie bei der Messung der Referenzspannung eine zum Nullpunkt des Analogteils symmetrische Spannung an. Dies wirkt sich wie eine Erhöhung der sogenannten Gleichtaktunterdrückung des Differenzverstärkers aus.

Vorteilhafterweise ist der Digitalteil dieser erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit einem wiederholt elektrisch lösch- und beschreibbaren Permanentspeicher, beispielsweise einem EEPROM, ausgestattet. Dieser kann nicht nur zum Ablegen der vorgeschriebenen Parameterwerte bei der Abgleichsmessung dienen, sondern auch so ausgestattet sein, daß er extern über die Schnittstelle einzugebende Vergleichswerte dauerhaft speichern kann.

Von Vorteil ist es hierbei, wenn dieser Speicher nach den Abgleichsmessungen und über die Schnittstelle eingegebener Vergleichswerte zuverlässig schreibgeschützt werden kann. Der Schreibschutz wird dann nur für die kurze Zeit eines eventuell erforderlichen Nachabgleiches wieder aufgehoben. Im Bedarfs falle kann dies zyklisch in definierten Zeitabständen geschehen. Dadurch ist sichergestellt, daß die gespeicherten Werte nicht unkontrolliert verändert werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Ein Digitalteil 1 und ein Analogteil 2 der Schaltungsanordnung sind mittels eines Analog-Digital- Wandlers 3 verbunden. Der Analogteil 2 ist insgesamt mit drei Sensoren 4, 5 und 6 ausgestattet. Die Sensoren 4 und 5 stellen hierbei jeweils einen Meßwertaufnehmer dar, wie er in der Beschreibungseinleitung genannt wurde.

Der Sensor 6 ist ein zusätzlicher direkt dem Analog-Digital- Wandler 3 unter Umgehung des genannten Analogteils 2 zuschaltbarer Sensor, der für die Erfassung weiterer Parameter Verwendung finden kann.

Die Sensoren 4 und 5 sind jeweils mit einer separaten Nachweiskette 7 bzw. 8 im Analogteil 2 versehen. Die Referenzspannung U_- und U₊, die am Eingang der Sensoren 4 und 5 an den Eingangsleitungen 9 und 10 bzw. 11 und 12 der Sensoren 4 und 5 anliegt, wird aus einer Referenzspannung, deren Ausgang 37 beim Analog-Digital-Wandler 3 liegt, generiert. Sie dient ebenfalls als Eingangsspannung für eine Halbbrückenschaltung 13. Die Halbbrückenschaltung 13 besteht aus drei ohmschen Widerständen 14, 15 und 16. Die Widerstände 14 und 16 sind gleich dimensioniert, so daß bei symmetrischer Eingangsspannung U₊/U_- die beidseits des Widerstandes 15 abgegriffene herabgesetzte Referenzspannung UR₊, UR_- ebenfalls symmetrisch zum Nullpunkt ist.

Die Ausgänge 17, 18 bzw. 19, 20 der Sensoren 4 bzw. 5 werden jeweils einem Multiplexer 21 bzw. 22 zugeführt. Die beidseits des Widerstandes 15 abgegriffene Referenzspannung UR+, UR wird den Multiplexern 21, 22 parallel zugeführt. Die negative Referenzspannung UR_- wird über die Leitung 23 auf jeweils zwei Eingänge der Multiplexer 21, 22 gelegt und von diesen im entsprechenden Schaltzustand als Differenzspannung Null UO auf die Eingänge der jeweiligen Differenzverstärker 24, 25 gegeben.

Die Ausgänge 26, 27 der Differenzverstärker 24, 25 werden über einen weiteren Multiplexer 28 wahlweise schaltbar mit dem Analog-Digital-Wandler 3 verbunden.

Über den Multiplexer 28 sind außerdem über die Leitung 29 die positive Referenzspannung U₊ wie sie als Eingangsspannung für die Sensoren 4, 5 bzw. die Brückenschaltung 13 vorliegt, das Ausgangssignal des zusätzlichen Sensors 6 über die Leitung 30 sowie der Nullpunkt der Differenzverstärker 24, 25 über die Leitung 31 dem Analog-Digital-Wandler 3 zuschaltbar.

Die Multiplexer 21, 22, 28 und der Analog-Digital-Wandler 3 werden von einer CPU 32 als Recheneinheit des Digitalteils 1 über die Portleitungen 33 angesteuert. Die CPU 32 ist mit einem EEPROM 34 als spezielle Speichereinheit sowie mit einer Schnittstelle 36 versehen. Über die Schnittstelle 36 kann die CPU 32 beispielsweise mit einem Bussystem verbunden werden. Mit dem Schalter 35 kann das EEPROM 34 in den Schreibschutzmodus geschaltet werden.

Das erfindungsgemäße Lösungsprinzip wird in dieser Schaltung vorteilhafterweise für zwei Nachweisketten 7, 8 angewandt, wobei durch Parallelschaltung nur eine Halbbrückenschaltung 13 sowie durch Zwischenschaltung des Multiplexers 28 nur ein Analog-Digital-Wandler notwendig ist.

Eine ausführungsgemäße Schaltung ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn zwei Meßgrößen miteinander verglichen werden sollen. So kann beispielsweise mit dem Drucksensor 4 der Druck auf der kolbenseitigen Kammer eines Hydraulikzylinders und mit dem Sensor 5 der Druck in der kolbenstangenseitigen Kammer eines Hydraulikzylinders gemessen und in der CPU 32 miteinander verglichen werden.

Bei Sensoren mit der Eigenschaft, daß die Signalspanne sich proportional zur Versorgungsspannung ändert, kann auf eine sehr konstante Versorgungsspannung verzichtet werden, wenn diese Spannung oder ein Teil davon als Referenzspannung an einen A/D-Wandler gelegt und nur dieser digitalisierte Wert zur Weiterverarbeitung verwendet wird. Der A/D-Wandler arbeitet dabei im sogenannten ratiometrischen Betrieb, bei dem der absolute Wert der Referenzspannung keinen Einfluß auf die Genauigkeit der Umsetzung eines Analogwertes hat.

Die über Widerstand 15 abgegriffene Spannung UR₊ gegen UR_- ist direkt proportional zur symmetrischen Referenzspannung U₊ gegen U_-, die zur Versorgung der Sensoren dient und deren positiver Teil U₊ gegen Masse auch über Leitung 38 als Referenzspannung des A/D-Wandlers 3 benutzt wird. Mit der Teilspannung UR₊, UR_- wird die Verstärkung der gesamten Meßkette, bestehend aus Multiplexer 21, 28 bzw. 22, 28, Differenzstärker 24 bzw. 25 und A/D-Wandler 3, bestimmt und im EEPROM 34 abgespeichert. Der absolute Wert dieser Spannung ist wegen des ratiometrischen Betriebes nicht von Bedeutung. Damit läßt sich die Konstanz der Meßkette auf die Konstanz der Halbbrückenschaltung 13 als Spannungsteiler mit den Widerständen 14, 15 und 16 zurückführen unter der Voraussetzung, daß Differenz stärker und A/D-Wandler linear arbeiten. Eine unsymmetrische Änderung der Referenzspannung U₊, U_- wirkt sich wie eine Verstärkungsänderung aus und wird wie diese korrigiert.

Je nach Schaltzustand der Multiplexer 21, 22 kann also die Ausgangsspannung der Sensoren 4, 5 oder die herabgesetzte Referenzspannung UR₊, UR_-, die am Widerstand 15 abfällt in die Differenzverstärker 4, 5 eingegeben werden. Die Referenzspannung, die am Ausgang 37 des Analog-Digital- Wandlers anliegt, kann über die Leitung 29 und den Multiplexer 28 ebenfalls gemessen werden.

Über die Leitung 23 und die Multiplexer 21, 22 kann die Differenzspannung Null UO an beiden Differenzverstärkern eingangsseitig angelegt werden. Somit kann gesteuert von der CPU 32 je nach Schaltzustand der Multiplexer 21, 22 die Offsetspannung sowie die Verstärkung der Differenzverstärker 4, 5 bestimmt werden. Diese beiden Größen unterliegen jedoch gerade bei Differenzverstärkern kritischen Schwankungen beispielsweise durch Temperaturänderung.

Man sieht an vorliegender Schaltung, daß die Verstärkungseinstellung der Differenzverstärker 24, 24 mit je einem externen Widerstand erfolgt. Durch geeignete Wahl dieser beiden Widerstände werden die Signale der Sensoren 4 und 5 möglichst optimal an den Eingangsbereich des A/D-Wandlers angepaßt.

Falls es möglich ist, die Meßgröße, die von den Sensoren 4, 5 zu messen ist, gezielt einzustellen, kann mit der dargestellten Schaltung ebenfalls der Nullpunkt, bzw. die Empfindlichkeit der Sensoren gemessen werden. Im Falle von Drucksensoren in zwei Kammern eines Hydraulikzylinders wie im vorgenannten Beispiel müßte für die Bestimmung der Sensornullpunktslagen der Hydraulikzylinder auf beiden Seiten des Kolbens vollständig entspannt werden. Für die Bestimmung der Empfindlichkeit muß sodann ein Normwert der Meßgröße an den Sensoren anliegen. Soll beispielsweise ein Hydraulikzylinder mit zwei Drucksensoren als Waage dienen, so ist in diesem Fall die Kolbenstange mit einem entsprechenden Normgewicht zu beaufschlagen.

Jeder Parameter kann jederzeit je nach Schaltzustand der Multiplexer 21, 22 bzw. 28 von der CPU 32 abgefragt werden, da diese die genannten Multiplexer steuert. Die Nullpunktslage bzw. die Empfindlichkeit der Sensoren 4, 5 wird man in diesem Fall nicht ständig messen, da hier eine größere Langzeitstabilität zu erwarten ist.

Die Verstärkung bzw. die Offsetspannung der Differenzverstärker sowie die Höhe der Referenzspannung selbst, die am Eingang der Sensoren 4, 5 anliegt wird man jedoch zweckmäßigerweise ständig durchführen und mit früheren Werten vergleichen. Entsprechende Abweichungen können so laufend berücksichtigt werden, so daß jederzeit die aktuellen Parameterwerte das Meßergebnis bestimmen, wobei mit der Referenzspannung die Funktion des A/D-Wandlers überprüft wird.

Zur Reduzierung von etwaigen verbleibenden Fehlern, die beispielsweise bei der Wandlung des analogen Signals in den digitalen Wert auftreten können, kann zusätzlich mehrfach der gleiche Wert gewandelt werden und ein Mittelwert im weiteren Verlauf zur Berechnung der Meßgröße verwendet werden.

Im Analogteil der Schaltungsanordnung wird überhaupt kein Abgleich mehr durchgeführt. Es sind somit auch keinerlei Trimmpotentiometer mehr vorgesehen.

Die Referenzspannung wird symmetrisch zum Nullpunkt der Schaltung auf die Sensoren 4 und 5 gegeben und ebenfalls symmetrisch zum Nullpunkt durch die Halbbrückenschaltung 13 geteilt. Hierdurch wird wie oben angeführt die Gleichtaktunterdrückung der Differenzverstärker 24, 25 verbessert.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat zusätzlich den besonderen Vorteil, daß Teile der Analogschaltung ohne Verlust der Abgleichsgenauigkeit im Fehlerfalle ausgetauscht werden können. Wird die Halbbrückenschaltung 13 mit Präzisionswiderständen ausreichender Genauigkeit ausgeführt, kann im Bedarfsfalle die gesamte Schaltungsanordnung ausgetauscht werden, wenn dabei sichergestellt ist, daß die im EEPROM abgelegten Werte ins neue EEPROM eingeschrieben werden bzw. das alte EEPROM eingesetzt wird.

Bezugszeichenliste

1 Digitaltechnik
2 Analogteil
3 Analog-Digital-Wandler
4 Sensor
5 Sensor
6 Sensor
7 Nachweislatte
8 Nachweislatte
9 Eingangsleitung
10 Eingangsleitung
11 Eingangsleitung
12 Eingangsleitung
13 Brückschaltung
14 Widerstand
15 Widerstand
16 Widerstand
17 Ausgang
18 Ausgang
19 Ausgang
20 Ausgang
21 Multiplexer
22 Multiplexer
23 Leitung
24 Differenzverstärker
25 Differenzverstärker
26 Ausgang
27 Ausgang
28 Multiplexer
29 Leitung
30 Leitung
31 Leitung
32 CPU
33 Portleitungen
34 EEPROM
35 Schalter
36 Schnittstelle
37 Referenzausgang
38 Leitung
U₊, U_- Referenzspannung
UR₊, UR_- herabgesetzte Referenzspannung
US₊, US_- Spannungssignal

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Meßwerterfassung mit einem Meßwertaufnehmer (4, 5), durch den die Meßgröße als Spannungssignal (US₊, US_-) meßbar ist, mit einem Analogteil (2) zur Aufbereitung des Spannungssignals (US₊, US_-) des Meßwertaufnehmers (4, 5) und mit einem Digitalteil (1), der eine Recheneinheit (32) zur Verarbeitung des im Analogteil (2) aufbereiteten Spannungssignals (US₊, US_-) im Hinblick auf die zu bestimmende Meßgröße umfaßt und mit dem Analogteil (2) verbunden ist, wobei eine Referenzspannung (U₊, U_-, UR₊, UR_-) zur Auswertung des Spannungssignals (US₊, US_-) verfügbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Schaltelement (21, 22) am Eingang des Analogteils (2) vorgesehen ist, mittels dem das Spannungssignal (US₊, US_-) des Meßwertaufnehmers (4, 5) oder die Referenzspannung (U₊, U_-, UR₊, UR_-) wahlweise an den Analogteil (2) ankoppelbar sind und daß der im Analog- Digital-Wandler (3) umgesetzte Wert des Spannungssignals am Ausgang (27, 26) des Analogteils (2) mit Hilfe des ebenfalls umgesetzten Wertes der Referenzspannung rechnerisch durch die Recheneinheit (32) korrigierbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Analogteil (2) ein Differenzverstärker (24, 25) vorhanden ist.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzspannung Null (UO) ebenso wie das Spannungssignal (US₊, US_-) oder die Referenzspannung (U₊, U_-, UR₊, UR_-) an den Analogteil (2) ankoppelbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (21, 22) am Eingang des Analogteils (2) ein Multiplexer ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (4, 5) ein Drucksensor ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (13) zur Herabsetzung der Referenzspannung (U₊, U_-) vor dem Eingang des Analogteils vorhanden ist, deren Ausgangsspannung (UR₊, UR_-) in der Größenordnung des Spannungssignals (US₊, US_-) des Meßwertaufnehmers (4, 5) liegt.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (13) zur Herabsetzung der Referenzspannung (U₊, U_-) eine Halbbrücken- oder Brückenschaltung ohmscher Widerstände ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung (U₊, U_-) symmetrisch zum Nullpunkt der Schaltungsanordnung ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung (UR₊, UR_-) der Schaltung (13) zur Herabsetzung der Referenzspannung (U₊, U_-) symmetrisch zum Nullpunkt der Schaltungsanordnung ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalteil (1) einen elektrisch wiederholt lösch- und beschreibbaren Permanentspeicher (33) umfaßt, der schreibgeschützt werden kann durch einen Schalter (35).