DE69002601T2

DE69002601T2 - Vorrichtung zum Messen eines Parameters.

Info

Publication number: DE69002601T2
Application number: DE90203414T
Authority: DE
Inventors: James Robert Chintyan; Raymond Lippmann; Michael John Schnars
Original assignee: Delco Electronics LLC
Current assignee: Delco Electronics LLC
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1990-12-18
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2010-12-19
Also published as: EP0435401A1; JPH08110246A; EP0435401B1; DE69002601D1; US5014051A

Description

Diese Erfindung betrifft eine Schaltung zur Messung eines Parameters unter Verwendung einer Reihe von Schalterelementen.
Eine Reihe von Schaltern kann als Sensor verwendet werden, um einen Parameter zu messen. Bei der Inplementierung der Reihe von Schaltern als eine Meßvorrichtung ist die Reihe so angeordnet, daß der elektrische Zustand der Schalter im Verhältnis zu der Messung des Parameters verändert wird. Um die Anzahl von Verbindungsterminals zu der Reihe zu begrenzen, können Widerstände zwischen den Schaltern verbunden werden, so daß mit dem individuellen Schließen eines jeden Schalters die Reihe Schaltung eine unterschiedliche Impedanz hat. Mit dieser Anordnung kann die Reihe mit nur zwei Verbindungsterminals verwendet werden. Ein Problem bei dieser Anordnung ist jedoch, daß die Auflösung des Sensors durch die Anzahl von Schaltern in der Reihe begrenzt ist.
Eine bekannte Art, die Sensorauflösung zu erhöhen, besteht darin, zu erlauben, daß mehr als ein Schalter zu bestimmten Zeiten geschlossen wird, und die Impedanzmessungen der beiden durch den Zustand der Schalter erzeugten Schaltungen zu nehmen. Diese Annäherung erfordert fedoch drei oder mehr Verbindungen zu dem Sensor.
Ein anderes Verfahren zur Erhöhung der Auflösung des Sensors besteht darin, die Anzahl von Schaltern und Widerständen in der Reihe zu erhöhen. Dies erhöht jedoch die Kosten des Sensors. Wegen der obigen Begrenzungen werden oft andere Sensorarten anstelle der Schalter-Reihen-Sensoren verwendet.
FR-A-2,328,265 offenbart eine Schaltung zur Messung eines Parameters mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.
Die in diesem Dokument offenbarte Schaltung soll die relativen Stellungen von zwei Elementen, insbesondere einer Schwingspule und einem Treibermittel einer ferngesteuerten außer Eingriff bringbaren Steuerstangenanoidnung zu messen. Bei dieser Vorrichtung messen erste Meßmittel eine erste Spannung, die die Position von einem der Schwingspule und des Treibermittels anzeigt, wobei die erste Spannung mit einer zweiten Spannung, die durch zweite Meßmittel cemessen wurde und indikativ für die Stellung des anderen Elements von der Schwingspule und dem Treibermittel ist, verglichen wird. Das Ergebnis des Vergleichs wird verwendet, um zu bestimmen, ob die Schwingspule und das Treibermittel in Eingriff oder außer Eingriff stehen. Die ersten und zweiten Spannungen werden von entsprechenden ersten und zweiten Stromquellen und dem entsprechenden Widerstand bzw. den entsprechenden Widerständen bis zu dem nahesten geschlossenen Schalter erzeugt.
US-A-3,976,963 offenbart auch ein Aufnahmeelement, das durch eine Mehrzahl von reihenverbundenen Widerständen und einer Mehrzahl von Schaltern, die parallel zwischen den Widerständen und einer gemeinsamen Leitung verbunden sind, gebildet ist. Ein Magnet ist so angeordnet, daß er entlang der Reihe von Schaltern bewegbar ist, um einen oder mehrere der Schalter zu einer Zeit zu schließen, wodurch die Position des Magneten und des zu messenden Parameters angezeigt wird.
Die vorliegende Erfindung versucht eine verbesserte Sensorschaltung anzugeben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung zur Messung eines Parameters angegeben, der gegenüber der FR-A-2,328,265 durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Die Schaltung kann implementiert werden, wobei nur zwei Verbindungen zu dem Sensor verwendet werden, und sie kann auch eine verbesserte Auflösung bereitstellen.
Vorzugsweise ist für jeden Zustand der Schaltelemente (ein spezifisches Schaltelement oder zwei spezifische nebeneinanderliegende Schaltelemente werden verwendet) die Kombination der Impedanzmessungen oberhalb und unterhalb der Schwelle einzigartig. Somit existieren für einen Sensor mit einer Reihe von fünf individuellen Schaltelementen, bei der ein Sc:haltelement oder zwei aufeinanderfolgende Schaltelemente kontinuierlich geschlossen werden, neun einzigartige Schaltkombinationen, wobei jede Kombination einen einzigartigen Satz von Ausgangsimpendanzen hat.
Bei der Verwendung früherer Schaltungen waren ohne Erhöhung der Anzahl von Verbindungen nur fünf einzigartige Messungen für eine Reihe von fünf Schaltern verfügbar. Nun können Messungen mit höheren Auflösungen mit nur zwei Verbindungen zu dem Sensor als Ergebnis der erhöhten Anzahl von Kombinationen gemacht werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen nachfolgend beschrieben, in denen:
Figuren 1(a) und 1(b) Schaltungszeichnungen sind, die zwei Ausführungsformen einer Sensorschaltung darstellen;
Fig. 2 ein Schaltungsschema einer Ausführungsform einer Schaltung zum Antrieb der Sensorschaltungen der Figuren 1(a) und 1(b) ist; und
Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Beziehungen von bestimmten Linienspannungen für die Schaltung von Fig. 2 zeigt.
Die Figuren 1(a) und 1(b) zeigen zwei Ausführungsformen einer Sensoranordnung. Jede Sensoranordnung umfaßt eine serielle Reihe von Schaltern (32, 34, 36, 38 in Fig. 1(a) und 81, 85 91, 95 in Fig. T(b)), wie magnetische Reed-Schalter. Bei magnetischen Reed-Schaltern wird der Zustand der Schalter durch einen elektromagnetischen Schnellauslöser, wie einem magnetischen Regler, der sich zwischen den Enden der Schalterreihe im Verhältnis zu den gemessenen Parametern bewegt, gesteuert. Der elektromagnetische Schnellauslöser schließt entweder einen Schalter oder zwei aufeinanderfolgende Schalter in der Reihe an irgendeinem Punkt gleichzeitig.
Wie in den Fig. 1(a) und 1(b) gezeigt ist, sind die Schalter an einem Ende mit einer gemeinsamen Leitung und an dem anderen Ende mit Zwischenpunkten in einer Reihe von Widerständen (20, 22, 24, 26, 28, 30 in Fig. 1(a) und 79, 83, 87, 89, 93 und 97 in Fig. 1(b)) verbunden. Diese Widerstände haben nicht notwendigerweise dieselben Werte. Die Werte können für jeden besonderen Anwendungsfall optimiert werden, wie für einen Fachmann offensichtlich sein wird.
Fig. 2 zeigt eine Treiberschaltung, die mit der Schaltung in Fig. 1(a) verbunden werden kann und, mit einer leichten Modifikation, mit der Schaltung in Fig. 1(b) verbunden werden kann. Für Zwecke der Klarheit werden zuerst einige Kästen in Fig. 2 erläutert werden, dann wird der allgemeine Betrieb der dargestellten Ausführungsform erläutert werden.
Die mit einem Abgriff versehene Referenz 12 umfaßt vier Reihenkombinationen von Zenerdioden und Widerständen, die zwischen einer positiven Spannungsversorgung und der Masse verbunden sind. Die Zener-Spannungen der Dioden passen zu den Spannungen der mit Abgriffen versehenen Referenz und regulieren die Spannungen 1 - 4.
Für die Implementierung, die die Sensoranordnung in Fig. 1(a) verwendet, sind beispielhafte Spannungen: Spannung 1 = 2 V, Spannung 2 = 3 V, Spannung 3 = 8 V und Spannung 4 = 9 V. Für die Implementierung, die die Sensoranordnung in Fig. 1(b) verwendet, müßte eine positive und eine negative Spannungsversorgung vorhanden sein (oder die Massenreferenz müßte über Spannung 1 und Spannung 2 bewegt werden), um die Signaldioden zu verwenden, und beispielhafte Spannungen sind: Spannung 1 = -9 V, Spannung 2 = -6 V, Spannung 3 = +6 V und Spannung 4 = +9 V.
Der Zustandsregler 66 kann auf eine Mehrzahl unterschiedlicher Arten gebildet sein, aber die geradlinigste Implementierung umfaßt einen Zähler und ein Reed-Only-Memory (ROM), wobei der Zähler sich für jeden Zyklus auf 0 zurücksetzt. Die Uhr 68 erhöht den Zählerausgang mit jedem Puls, und der Zählerausgang wird als Adresse für das ROM verwendet. Die in dem ROM an jeder Adresse gespeicherten Daten entsprechen den Daten, die benötigt werden, um jede der Steuerleitungen zu der Zeit, in der die Adresse zugänglich ist, anzusteuern. Ein Bit des Speichers entspricht jeder Steuerleitung 11, 13, 43, 45, 47, 49, 55, 57, 59, 63 und 67. Der Zähler wird zurückgesetzt, wenn die Leitung 61 anzeigt, daß eine ungültige Konvertierung aufgrund von Lärm oder ungültigen Schaltersignalen stattgefunden hat.
Für diese Anwendung kann der Speicher zwei 27512 EPROM's und die Uhr 68 ein Motorola K1158AM Kristalloszillator sein. Die Schalter 46, 48, 52, 54, 58 und 62 können alle 74HC373-Schalter sein. Die Funktionstabelle 56 kann ein 27512 EPROM sein, das mit den Lösungen zu den nachfolgend spezifizierten Funktionen vorprogrammiert ist. Der 4-Leitungs-bis 1-Leitungs-Multiplexer 4 und der 2-Leitungs-bis-1-Leitungs-Multiplexer 42 sind jeweils eine Hälfte eines DC509A-Analogmultiplexers. Der A/D- Konverter 44 kann ein ADC674 sein. Die anderen Komponenten der Schaltung sind von herkömmlicher Art.
Die Schaltung legt vier unterschiedliche Spannungen an der Sensoranordnung 19 an, um die Größe des gemessenen Parameters zu bestimmen. Die Schaltung verwendet zwei Spannungen oberhalb der Schwellenspannung dem Sensors 19 und zwei Spannungen unterhalb der Schwellenspannung des Sensors 19, um den Zustand das Sensors 19 und damit die Größe des Parameters zu bestimmen. Durch Verwendung des Verhältnisses der Änderung im Strom zu der Änderung in der Spannung für zwei Sätze von Messungen oberhalb der Schwelle und zwei Sätzen von Messungen unterhalb der Schwelle kann ein Fehler in den Messungen von Spannungen und Strömen, die durch die Signale, welche durch den Multiplexer 42 oder den A/D-Konverter 44 laufen, oder durch Änderungen in der Zener-Spannung der Diode 18 und Referenz 12 (Fig. 1(a)) verursacht werden, im wesentlichen eliminiert werden. Mittels des Widerstands 16 mißt die Schaltung in Fig. 2 Strom nicht direkt. Stattdessen mißt die Schaltung die Spannung auf jeder Seite des Widerstandes mittels des Multiplexers 42. Das Verhältnis der Änderung im Strom zu der Änderung in der Spannung kann durch Verwendung der nachfolgenden Funktion bestimmt werden:
delta-I/delta-V=(I/R)(((delta-VA)/(delta-VB))-1)
wobei delta-I der Änderung im Strom durch den Sensor gleichkommt, delta-V der Änderung in der Spannung über den Sensor gleichkommt, R dem Wert des Widerstandes 16 gleichkommt, delta-VA der Spannungsänderung in Leitung 15 gleichkommt, und delta-VB der Änderung in der Spannung in Leitung 17 gleichkommt. Die Lösungen für diese Funktion sind in das ROM programmiert, das als die Funktionstabelle 56 dient.
Die Uhr 68 steuert die Frequenz der Schaltung durch den Zustandsregler 66. Der Zustandsregler 66 steuert, welche Spannung an der Sensoranordnung 19 durch die Auswahlleitungen 11 und 13 angelegt wird. Die mit Abgriffen versehene Referenzeinheit 12 führt die vier Referenzspannungen durch Leitungen 7, 8, 9 und 10 zu. Die Referenzspannungsleitungen 7, 8, 9 und 10 sind mit dem 4-bis-1-Multiplexer 14 verbunden, und basierend auf dem Zustand der Auswahlleitungen 11 und 13, die den Multiplexer 14 steuern, erscheint eine der Referenzspannungen von den Leitungen 7, 8, 9 oder 10 auf Leitung 15. Der Zustandsregler 66 steuert die Auswahlleitungen 11 und 13, so daß Leitung 15 eine Sequenz von Spannungen von 2 V, 3 V, 8 V und 9 V (wenn die Sensoranordnung 19a in Fig. 1(a) verwendet wird) trägt, dann wiederholt sich die Reihe. Leitung 15 ist mit einem Ende des Widerstandes 16 verbunden. An dem anderen Ende des Widerstandes 16 führt Leitung 17 die Spannung der Sensoranordnung 19a oder 19b zu.
Beide gezeigte Sensoranordnungen ziehen Strom als eine Funktion der Eingangsspannung und des Zustandes der Schalter in den Reihen. Für den in Fig. 1(a) gezeigten Sensor 19a liegen die ersten beiden Spannungen der Sequenz (2 V und 3 V) unterhalb der Zener-Spannung der Zenerdiode 18. Die Zener-Spannung dient hier als Schwellenspannung für die Sensoranordnung 19a. Da die 2 V und 3 V beide unterhalb der Zener-Spannung liegen, fließt kein Strom durch die Zenerdiode 18, wenn diese beiden Spannungen an Leitung 15 angelegt werden. Der Strom fließt daher durch Widerstand 30 und weiter durch die anderen Widerstände in der seriellen Reihe, bis er zu einem geschlossenen Schalter kommt, der einen direkten Schaltungsweg zur Masse schafft. Das Signal im Referenzpunkt A (nachfolgend als Spannung A bezeichnet) ist gleich der Spannung an Leitung 15, und wegen des Widerstands 16 hängt das Signal an Referenzpunkt B (nachfolgend mit Spannung B bezeichnet), Leitung 17, von dem durch die Sensoranordnung 19a gezogenen Strom ab. Wenn die an der Sensoranordnung 19a angelegte Spannung geringer als die Schwellenspannung der Zenerdiode 18 ist, ist das Signal in Leitung 17 eine Funktion der an Leitung 15 angelegten Spannung und dem kombinierten Widerstand der Widerstände in dem Sensor 19a bis zu dem ersten geschlossenen Schalter.
Die nächsten beiden Spannungen, die an der Sensoranordnung 19a angelegt werden, 8 V und 9 V, sind beide größer als die Schwellenspannung der Zenerdiode 18. Wenn diese Spannungen an der Sensoranordnung angelegt werden, fließt Strom durch die beiden Pfade, wobei der erste Pfad die Zenerdiode 18 und Widerstand 20 umfaßt und der zweite Pfad Widerstand 30 umfaßt. Der Strom fließt durch jeden dieser Wege und die Reihen von Widerständen in jedem Weg, bis er zu einem geschlossenen Schalter kommt, der einen direkten Weg zur Masse bereitstellt. Wie oben ist das Signal in Punkt A gleich der Spannung an Leitung 15 und, wegen des Widerstands 16, hängt das Signal an Leitung 17 von dem durch die Sensoranordnung 19a gezogenen Strom ab. Wenn somit die an der Sensoranordnung 19a anliegende Spannung größer als die Schwellenspannung der Zenerdiode 18 ist, ist das Signal in Leitung 17 eine Funktion der an der Leitung 15 anliegenden Spannung und des effektiven Widerstands der beiden parallelen Wege durch den Sensor 19a, wobei die Widerstände von jedem von diesen dadurch bestimmt werden, welcher Sensorschalter am nächsten zu der Masse 40 geschlossen ist bzw. welcher Sensorschalter am nächsten zu der Zenerdiode 18 geschlossen ist.
Die Spannungwerte an den Leitungen 15 und 17 werden dem 2- Leitungs- bis 1-Leitungs-Multiplexer 42 zugeführt, der durch den Zustandsregler 66 durch Auswahlleitung 43 gesteuert wird. Der Ausgang des Multiplexers 42 wird dem Eingang des A/D- Konverters 44 zugeführt, der durch den Zustandsregler 66 durch Leitung 45 gesteuert wird. Der Ausgang des A/D-Konverters 44 ist über Leitung 51 mit den Spannungs-B1-Wertschalter 46, dem Spannungs-A1-Wertschalter 48 und dem Subtrahierglied 50 verbunden.
Wenn der Wert der ersten Spannung B auf Leitung 51 erscheint, wird sie in den Spannungs-B1-Wertschalter 46 geschaltet, der durch den Zustandsregler 46 über Steuerleitung 47 gesteuert ist. Wenn der Wert der ersten Spannung A auf Leitung ST erscheint, wird sie in den Spannungs-A1-Wertschalter 48 geschaltet, der durch den Zustandsregler 66 über Steuerleitung 49 gesteuert ist. Die Ausgänge des Spannungs-B1-Wertschalters 46 und des Spannungs-AT-Wertschalters 48 sind mit dem Subtrahierglied 50 verbunden. Wenn der Wert der zweiten Spannung B auf Leitung 51 erscheint, subtrahiert das Subtrahierglied 50 den Wert der ersten Spannung B, der in dem Ausgang des Spannungs-B1-Wertschalters 46 geschaltet ist, von dem Wert der zweiten Spannung B. Das Subtrahierglied 50 sendet das Signal, das die Differenz zwischen dem Wert der zweiten Spannung B und dem Wert der ersten Spannung B repräsentiert, in Leitung 53 aus. Dieses Signal in Leitung 53 wird in dem delta- VB-Schalter 52 geschaltet, der durch den Zustandsregler 66 über Leitung 55 gesteuert ist.
Wenn der Wert der zweiten Spannung A auf Leitung 51 erscheint, subtrahiert das Subtrahierglied den Wert der ersten Spannung A, der in den Ausgang der Spannungs-A1-Wertschalter 48 geschaltet ist, von dem Wert der zweiten Spannung A. Das Subtrahierglied 50 sendet das Signal, das die Differenz zwischen dem Wert der zweiten Spannung A und der ersten Spannung A repräsentiert, in Leitung 53 aus. Dieses Signal in Leitung 53 wird in den delta- VA-Schalter 54 geschaltet, der durch den Zustandsregler 66 über Leitung 57 gesteuert ist. Die Ausgänge des delta-VB-Schalters 52 und des delta-VA-Schalters 54 sind mit dem Eingang der Funktionstabelle 56 verbunden.
Der Zustandsregler 66 steuert die Funktionstabelle 56 durch Leitung 59. Die Funktionstabelle 56 führt die nachfolgende Funktion an den Eingängen aus:
(1/R)(((delta-VA)/(delta-VB))-1)
wobei R der Wert des Widerstands 16 ist. Die Funktionstabelle 56 führt das Resultat auf Leitung 61 dem Eingang des Z1- Schalters 58, der Update-Leitung des Zustandsreglers 66 und auch der Parametertabelle 60 zu. Der Z1-Schalter 58 ist durch den Zustandsregler 66 durch Leitung 63 gesteuert. Der Z1- Schalter 58 schaltet das Ergebnis von dem Funktionstabellenergebnis fir die ersten und zweiten A- Spannungen und führt ihre Werte der Parametertabelle 60 über Leitung 65 zu.
Wenn der Wert der dritten Spannung B auf Leitung 51 erscheint, wird sie in den Spannungs-B1-Wertschalter 46 geschaltet. Wenn der Wert der dritten Spannung A auf Leitung 51 erscheint, wird sie in den Spannungs-A1-Wertschalter 48 geschaltet. Wenn der Wert der vierten Spannung B auf Leitung 51 erscheint, subtrahiert das Subtrahierglied 50 den Wert der dritten Spannung B, die in den Ausgang des Spannungs-B1-Wertschalters 46 geschaltet ist, von dem Wert der vierten Spannung B. Das Subtrahierglied 50 gibt die Differenz in Leitung 53 aus. Dieses Signal in Leitung 53 wird in dem delta-VA-Schalter 54 geschaltet. Wenn der Wert der vierten Spannung A auf Leitung 51 erscheint, subtrahiert das Subtrahierglied 50 den Wert der dritten Spannung A, der in den Ausgang der vierten Spannung A geschaltet ist, von dem Wert der vierten Spannung. Das Subtrahierglied 50 sendet die Differenz in Leitung 53 aus. Dieses Signal in Leitung 53 wird in dem delta-VA-Schalter 54 geschaltet. Die Ausgänge dem delta-VB-Schalters 52 und des delta-VA-Schalters 54 sind mit dem Eingang der Funktionstabelle 56 verbunden. Die Funktionstabelle 56 führt die nachfolgende mathematische Funktion an den Eingängen aus:
(1/R)(((delta-VA)/(delta-VB))-1)
wobei R der Wert des Widerstands 16 ist. Die Funktionstabelle führt das Resultat der Leitung 61 zu.
Der Wert des Funktionstabellenausgangs für Spannungen 3 und 4 auf Leitung 61 und der Wert des Funktionstabellenausgangs für Spannungen 1 bis 2 auf Leitung 65 werden zusammen als Adresseneingang für die Parametertabelle 60 verwendet. Die Kombination dieser Werte ist einzigartig für jede Schalterkombination in der Sensoranordnung. Für jede Kombination ist das entsprechende Maß des Parameters in das ROM an der spezifizierten Adresse programmiert.
Die Inhalte der zugänglichen spezifischen Adresse werden dem Display-Schalter 62 zugeführt. Der Display-Schalter 62 wird durch den Zustandsregler 66 über Leitung 67 gesteuert und stellt das Signal, das für den Betrieb des Displays 64 verwendet wird, zur Verfügung. Wenn jedoch das Signal auf Leitung 61 dem Zustandsregler anzeigt, daß die Schalterreihe sich in einem Zustand befindet, in dem alle Schalter geöffnet sind, setzt der Zustandsregler den Zähler zurück, wobei der Zyklus wieder gestartet wird, so daß das Display nicht updated wird, bis gültige Daten erhalten werden. Ein Zustand, in dem alle Schalter geöffnet sind, könnte durch einen gebrochenen Schalter oder einen Zwischenzustand in der Schalterreihe kommen.
Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm des Zustands einer jeden Steuerleitung des Zustandsreglers 66 während eines gesamten Zyklus der Schaltung. Aus diesem Diagramm kann der Zustandsregler einfach durch einen Fachmann programmiert werden.
Für die Implementierung, die die Sensoranordnung 19b der Fig. 1(b) verwendet, liegen die beiden ersten Spannungen der Sequenz -9 V und -6 V unterhalb der Massenreferenz, die als Schwellenspannung der Sensoranordnung dient. Da die -9 V und -6 V beide unterhalb der Masse liegen, fließt kein Strom durch die Diode 75, wenn die beiden Spannungen an Leitung 17 angelegt werden.
Der Strom fließt durch Diode 77 von Widerstand 97 nach unten von den anderen Widerständen in der Reihe, die an dem ersten geschlossenen Schalter beginnt, wodurch ein direkter Schaltungsweg von der Masse geschaffen wird. Der Widerstand 16 schafft ein Signal in Leitung 17, das die Menge des von der Sensoranordnung gezogenen Stroms repräsentiert. Wenn die an der Sensoranordnung angelegte Spannung weniger als die Masse ist, ist das Signal in Leitung 17 eine Funktion der Spannung in Leitung 15 und davon, welcher Sensorschalter am nächsten zu Widerstand 97 geschlossen ist.
Dte nächsten beiden Spannungen, die an der Sensoranordnung angelegt werden, +6 V und +9 V, sind beide höher als die Masse. Wenn diese Spannungen an der Sensoranordnung angelegt werden, fließt Strom durch Diode 75, Widerstand 79 und weiter nach unten durch die Reihe von Widerständen, bis er zu dem ersten geschlossenen Schalter kommt, der einen direkten Schaltungsweg zur Masse schafft. Wie oben stellt der Widerstand 16 ein Signal in Leitung 17 bereit, das die Menge von durch die Sensoranordnung 19b gezogenen Stroms repräsentiert. Wenn die an der Sensoranordnung 19b angelegte Spannung größer als die Masse ist, ist das Signal in Leitung 17 eine Funktion der Spannung in Leitung 15, und davon, welcher am nächsten zu dem Widerstand 79 liegende Sensorschalter geschlossen ist. Der Rest der Schaltungsfunktionen arbeitet in derselben allgemeinen Weise wie zuvor erläutert im Verhältnis zu der Ausführungsform der Fig. 1(a).
Eine andere Implementierung der Erfindung verwendet eine Wechselspannungsquelle zum Betreiben des Sensors. Der Ausgang der Wechselspannungsquelle ist direkt mit Leitung 15 verbunden. In diesem Fall steuert der Zustandsregler 66 den 2-Leitungs bis 1-Leitungs-Multiplexer 42, um die Werte an den Leitungen 15 und 17 zu schalten und an den AD-Konverter 44 zu senden, wenn der Wert der Wechselspannungsquelle an Leitung 15 den vorbestimmten Spannungswerten 1 bis 4 entspricht was die Steuerleitungen 11 und 13 unnötig macht. Der Zyklus des Zustandsreglers ist so zeitgesteuert, daß er zu den Zyklus der Wechselspannungsquelle paßt. Der Rest der Schaltung arbeitet wie zuvor identifiziert.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen schaffen Messungen mit erhöhter Auflösung von einem Schalterreihensensor ohne eine Erhöhung der Anzahl von Schaltern.

Claims

1. Eine Schaltung zur Messung eines Parameters, welcher Parameter geeignet ist, die Schaltelemente (22-30) einer Reihe von Schaltelementen (19) zwischen offenen und geschlossenen Zuständen zu schalten, wobei jedes der Schaltelemente mit einer gemeinsamen Leitung und einem entsprechenden Zwischenpunkt eines Reihenwiderstandes verbunden ist, wobei die Schaltung erste Meßmittel zur Identifizierung des am nahesten zu einem ersten Ende der Reihe gelegenen geschlossenen Schaltelements, zweite Meßmittel zur Identifizierung des am nahesten zu einem zweiten Ende der Reihe gelegenen geschlossenen Schaltelements, und Verarbeitungsmittel (60 zur Erhaltung einer Messung des Parameters auf der Basis dem Schaltelemente, die als geschlossen identifiziert sind, aufweist; gekennzeichnet durch Mittel (21, 17) zur Verbindung der Reihe mit einer Schwellenspannung; dadurch, daß das erste Meßmittel geeignet ist, um das dem ersten Ende der Reihe am nahesten gelegene Schaltelement durch Verwendung einer ersten Spannung, die größer als die Schwellenspannung ist, zu identifizieren; und daß das zweite Meßmittel geeignet ist, das am nahesten zu dem zweiten Ende der Reihe gelegene geschlossene Schaltelement durch Verwendung einer zweiten Spannung, die geringer als die Schwellenspannung ist, zu identifizieren.

2. Eine Schaltung nach Anspruch 1, bei der die ersten und zweiten Spannungen durch eine Wechselspannungsquelle zur Verfügung gestellt wird.

3. Eine Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das erste Meßmittel eine erste Spannungsquelle (12, 9, 10) zur Versorgung der Reihe (19b) mit der ersten Spannung, und eine erste Diode (75), die zwischen der ersten Spannungsquelle und dem ersten Ende der Reihe verbunden und so angeordnet ist, daß sie einen positiven Stromfluß von der ersten Spannungsquelle zu der Reihe erlaubt, aufweist, das zweite Meßmittel eine zweite Spannungsquelle (12, 7, 8) zur Versorgung der Reihe (19b) mit der zweiten Spannung und eine zweite Diode (77), welche zwischen der zweiten Spannungsquelle und dem zweiten Ende der Reihe verbunden und so angeordnet ist, daß sie einen positiven Stromfluß von der Reihe zu der zweiten Spannungsquelle erlaubt, aufweist; und bei der die ersten und zweiten Spannungsquellen mit der Reihe durch einen Schalter (14) verbunden ist, der intermittierend geschaltet werden kann.

4. Eine Schaltung nach Anspruch 3, bei der die ersten und zweiten Spannungen durch eine Wechselspannungsquelle bereitgestellt werden, wobei die erste Diode (75) so angeordnet ist, daß sie einen positiven Stromfluß von der Wechselspannungsquelle zu der Reihe erlaubt; und die zweite Diode (77) so angeordnet ist, daß sie einen positiven Stromfluß von der Reihe zu der Wechselspannungsquelle hin erlaubt.

5. Eine Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das erste Meßmittel eine Zenerdiode (18) zur Bereitstellung der Schwellenspannung und eine erste Spannungsquelle (12, 9, 10) zur Bereitstellung der ersten Spannung aufweist, die Zenerdiode (17) zwischen der ersten Spannungsquelle (12) und dem ersten Ende der Reihe verbunden ist; und das zweite Meßmittel eine zweite Spannungsquelle (12, 7, 8) aufweist, die mit dem zweiten Ende der Reihe zur Berektstellung der zweiten Spannung verbunden ist.

6. Eine Schaltung nach Anspruch 5, bei der die ersten und zweiten Spannungsquellen mit der Reihe durch einen Schalter (14) verbunden sind, der intermittierend geschaltet werden kann.

7. Eine Schaltung nach Anspruch 5, bei der die ersten und zweiten Spannungsquellen durch eine Wechselspannungsquelle bereitgestellt werden, die Komponenten oberhalb und unterhalb der Schwellenspannung hat.

8. Eine Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Parameter geeignet ist, eines oder mehrere der Schaltelemente in Abhängigkeit von der Messung, die von ihm oder ihnen erhalten werden soll, zu schalten.

9. Eine Schaltung nach Anspruch 8, bei der die Schaltelemente (22 - 30) magnetisch aktivierte Reed-Schalter sind, und der zu messende Parameter durch einen elektromagnetischen Schnellauslöser mit einem Magnet, der sich entlang der Reihe im Verhältnis zu der Messung des Parameters bewegen kann, erhalten wird.