EP0627716B1 - Anlage zur zentralen Erfassung von Energieverbrauchskosten - Google Patents

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EP0627716B1
EP0627716B1 EP19940106017 EP94106017A EP0627716B1 EP 0627716 B1 EP0627716 B1 EP 0627716B1 EP 19940106017 EP19940106017 EP 19940106017 EP 94106017 A EP94106017 A EP 94106017A EP 0627716 B1 EP0627716 B1 EP 0627716B1
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EP
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consumption
circuit
band
receiver
accordance
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Helmut Meier
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Kundo Systemtechnik GmbH
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Kundo Systemtechnik GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C15/00—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path

Definitions

  • the invention relates to a system for the central recording of energy consumption costs, such as heating and hot water costs in living and / or business premises, the individual consumption points by transmitting coded signals, the respective measuring point, the respective accumulated consumption value and possibly other characteristic data to a central Report to the receiving point at which the transmitted data from the individual measuring points is recorded centrally and, if necessary, used for billing, wherein an electronic consumption distribution device is assigned to each measuring point, which elaborates, sums up and electronically stores a relative or absolute consumption value at the measuring point in question, and the electronic consumption distribution device is assigned an electronic parallel series converter which converts the electronically recorded and coded consumption value into a sequential pulse sequence, wherein the consumption distribution device is also assigned an emitter emitting electromagnetic waves, which is switched by the parallel-series converter in the rhythm of the sequential pulse sequence delivered by the latter, and wherein the electronic transmission circuit has a surface acoustic wave element as a frequency resonator, and the central receiving point is assigned an electromagnetic wave selecting and receiving receiver, which transmits the transmitted electromagnetic sequential pulse signals to
  • the purpose of the invention is an arrangement of the aforementioned Kind in such a way that their reliability continues is improved.
  • WO 93 / o4457 is a flow meter known with impeller, microprocessor, timer, display and a lithium cell.
  • the impeller is with a sensor equipped, e.g. a permanent magnet that everyone Rotation of the impeller connected to a reed contact.
  • the switching intervals e.g. from 1o to 2o seconds are passed on to the microprocessor, where they be saved and shown on the display.
  • a transmitter is assigned to the microprocessor, through which the amount and address, e.g. once a week, to one parent recipients are forwarded.
  • a data processor is assigned to the receiver is connected to another transmitter. This other broadcaster is connected to a central computer, the one Central office is assigned.
  • SAW surface waves
  • oscillators vibrate at their fundamental wave frequency approximately in the range between 2oo MHz and 1 GHz. They are often called narrow-band, frequency-determining Elements used in the feedback branch of amplifiers and show very good noise characteristics.
  • a uniform transmission frequency is used for the consumption distribution devices, so heating costs or Hot water cost allocator for the systems after the Invention. Via this transmission frequency, all data that is required for Labeling for the relevant distribution board from Are interested in a subordinate central office on the Transmit radio paths. From the circuit arrangement of a each UHF transmitter of a consumption distribution device preferably a carrier wave in the range of the predetermined Frequency broadcast, which is in the rhythm of the sequence of the Signal codes of the data to be transmitted is frequency modulated.
  • the invention achieves the object by that the receiver is a receiver circuit with broadband Input contains a narrow-band scanner circuit is connected upstream, the input bandwidth the receiver circuit the spread of the by the surface wave elements certain transmission frequencies of the Consumption distribution devices, and wherein the through the scanner circuit trimmed frequency range in scans this broadband area Df back and forth.
  • the scanner circuit (3) is a UHF broadband amplifier (2) is assigned.
  • the UHF broadband amplifier (2) a has non-linear amplifier characteristic, which preferably is approximately square.
  • the invention has advantages; these exist e.g. in that the effective width of the scanner frequency range covered at any moment by narrowband essentially always remains constant.
  • the broadband amplifier 2 serves to raise the signal level, the signals incident on the antenna 1 from the transmitting antennas 11 of the consumption distribution devices 1o.
  • the broadband amplifier 2 preferably has a nonlinear, in particular quadratic, characteristic curve in order to favor the incoming signals of the consumption distribution device 10 over the general interference level.
  • the scanner 3 causes a continuous narrow band (df) scanning the pass band (Df) of the broadband amplifier 2 and thereby achieves an interference reduction of the Broadband range of the amplifier 2.
  • the scanner 3 will advantageously controlled by a microprocessor 5, which is the 1, which the receiver circuit 6th together with the calculator 7 to 9, is common.
  • the receiver circuit 6 includes the broadband amplifier as well 2 a broadband (Df) input circuit, which has a damping characteristic according to Figure 2 and the a super heterodyne circuit for frequency demodulation is subordinate.
  • Df broadband
  • the evaluation circuit 7 downstream of the receiver circuit 6 deals with the storage, control and evaluation of the from the consumption distribution devices 1o via their Antennas 11 transmit measured value telegrams on the radio path.
  • All of the individual consumption distribution devices 1o 1 via their antennas 11 broadcast or UHF signals transmitted are received by the receiving antenna 1 detected and corrected by the scanner 3, the receiver circuit 6 forwarded.
  • the course of the input attenuation is shown schematically in FIG the broadband amplifier 2 and the receiver circuit 6 shown within the frequency range Df.
  • This Frequency range Df gives the range of the frequency band of the oscillators controlled by SAW components UHF transmitter (1o) again.
  • the scanner 3 provides a narrow band, the frequency range df comprehensive input of the particular as Superheterodyne trained receiving circuit that with controlled variable tuning, such that the cut frequency range df in the broadband range Df scans back and forth.
  • This scattering range Df of the SAW resonators of the transmitter circuits is mainly used for heat cost and hot water cost allocators significant because of the possible high levels that occur here Temperature fluctuations.
  • the SAW resonators are inherently quite constant in frequency, in those occurring in the aforementioned applications however, high possible temperature differences are certain Frequency fluctuations of those equipped with SAW resonators UHF transmitter circuits cannot be completely avoided.
  • This comparatively broadband passband (Df) is now continuously scanned for signal incidence by the appropriately dimensioned and designed scanner 3 in narrowband (df). This ensures that continuous and interference-reducing, narrow-band monitoring takes place within the pass band (Df) of the inputs of the amplifier 2 and the receiver circuit 6, which corresponds approximately to the scattering range of the SAW resonators of the UHF transmitter circuits (1o).
  • Scanner 3 and receiver circuit 6 are always absolutely common in function.
  • the width of the pass band (Df) of the inputs of the broadband amplifier (2) or the receiver circuit (6) is determined by the amount the maximum possible frequency deviation of the SAW resonator (10) determined by the setpoint.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur zentralen Erfassung von Energieverbrauchskosten, so Heizungs- und Warmwasserkosten in Wohn- und/oder Geschäftsräumen, wobei die einzelnen Verbrauchsstellen durch Übermittlung von codierten Signalen die jeweilige Meßstelle, den jeweils aufgelaufenen Verbrauchswert und ggf. weitere kennzeichnenden Daten an eine zentrale Empfangsstelle melden, bei welcher die übermittelten Daten der einzelnen Meßstellen zentral erfaßt und ggf. der Abrechnung zugeführt werden,
wobei einer jeden Meßstelle eine elektronische Verbrauchsverteilereinrichtung zugeordnet ist, die einen relativen oder absoluten Verbrauchswert an der betreffenden Meßstelle erarbeitet, aufsummiert und elektronisch speichert,
und der elektronischen Verbrauchsverteilereinrichtung ein elektronischer Parallel-Serienwandler zugeordnet ist, welcher den elektronisch festgehaltenen und codierten Verbrauchswert in eine sequentielle Impulsfolge umwandelt,
wobei der Verbrauchsverteilereinrichtung außerdem ein elektromagnetische Wellen abstrahlender Sender zugeordnet ist,
der von dem Parallel-Serienwandler im Rhythmus der von letzterem verabfolgten sequentiellen Impulsfolge geschaltet wird, und wobei die elektronische Sendeschaltung ein akustisches Oberflächenwellenelement als Frequenz-Resonator aufweist,
und der zentralen Empfangsstelle ein elektromagnetische Wellen selektierender und aufnehmender Empfänger zugeordnet ist, der die übermittelten elektromagnetischen sequentiellen Impulssignale in die zentrale Empfangsstelle überträgt.
Zweck der Erfindung ist es, eine Anordnung der vorgenannten Art derart weiterzubilden, daß deren Zuverlässigkeit weiter verbessert wird.
Durch die Druckschrift WO 93/o4457 ist ein Durchflußmengenmesser bekannt mit Flügelrad, Mikroprozessor, Timer, Display und eine Lithiumzelle. Das Flügelrad ist mit einem Sensor ausgestattet, z.B. einem Permament-Magnet, der bei jeder Drehung des Flügelrades einen Reed-Kontakt beschaltet. Die Schalt-Intervalle, die z.B. von 1o bis 2o Sekunden betragen, werden an den Mikroprozessor weitergegeben, wo sie gespeichert werden und auf dem Display zur Anzeige gelangen.
Dem Mikroprozessor ist ein Sender zugeordnet, durch welchen der Betrag und die Adresse, z.B. einmal wöchentlich, zu einem übergeordneten Empfänger weitergeleitet werden.
Dem Empfänger ist ein Datenprozessor zugeordnet, der mit einem weiterem Sender verbunden ist. Dieser weitere Sender steht mit einem Zentralcomputer in Verbindung, der einer Zentralstelle zugeordnet ist.
Bei den Schaltungsanordnungen für die UHF-Sender-Schaltungen zur Anwendung bei den einleitend zitierten Anlagen, werden vorteilhaft sogenannte OFW-Bauelemente (OFW = Oberflächenwellen) als Resonatoren für die Oszillatoren verwendet. Diese Bauelemente zeichnen sich durch eine Reihe von vorteilhaften Eigenschaften aus, die für die hier verwendeten Oszillatoren im UHF-Bereich zweckmäßig nutzbar sind.
So erlauben diese Bauelemente die Herstellung von schmalbandigen Oszillatoren mit einer je nach der Größenordnung ihrer Frequenz wechselnden Güte zwischen etwa 7ooo und 2oooo.
Diese Oszillatoren schwingen mit ihrer Grundwellenfrequenz etwa in der Größenordnung zwischen 2oo MHz und 1 GHz. Sie werden vielfach als schmalbandige, frequenzbestimmende Elemente im Rückkopplungszweig von Verstärkern eingesetzt und zeigen sehr gute Rauscheigenschaften.
Durch eine entsprechende Bemssung und Auslegung der OFW-Bauelemente lassen diese sich auf eine bestimmte Eigenfrequenz in der gewünschten Größenordnung festlegen.
Für die Verbrauchsverteilereinrichtungen, so Heizkosten- oder Warmwasserkostenverteiler bei den Anlagen nach der Erfindung, wird eine einheitliche Sendefrequenz verwendet. Über diese Sendefrequenz werden sämtliche Daten, die zur Kennzeichnung für den betreffenden Verbrauchsverteiler von Interesse sind, an eine nachgeordnete Zentralstelle auf dem Funkwege übertragen. Von der Schaltungsanordnung eines jeden UHF-Senders einer Verbrauchsverteilereinrichtung wird bevorzugt eine Trägerwelle im Bereich der vorgegebenen Frequenz ausgestrahlt, welche im Rhythmus der Sequenz des Signalcodes der zu übertragenden Daten frequenzmoduliert wird.
Trotz der einheitlichen Festlegung einer gemeinsamen Sendefrequenz und trotz der weitgehenden Frequenzkonstanz der verwendeten OFW-Bauelemente als Resonatoren in den Senderschaltungen, sind gewisse Frequenzabweichungen, insbesondere unter Einfluß der Temperaturschwankungen, nicht ganz vermeidbar.
Um sicherzustellen, daß trotz der Frequenzabweichungen alle UHF-Sender und damit alle damit bestückten Verbrauchsverteilereinrichtungen durch die vorteilhaft als Superheterodyne-Schaltung ausgebildete Empfängerschaltung erfaßt werden können, ist eine gewisse Brandbreite des Empfängereinganges der Empfängerschaltung unverzichtbar.
Damit werden durch den Empfänger jedoch alle in diesem Empfangsbereich auftretenden Störsignale und Fremdimpulse mit aufgenommen, welche zu einer Trübung der von einer Verbrauchsverteilereinrichtung übermittelten Meßsignale führen.
Dies hat zur Folge, daß eintreffende Meßsignale durch die Prüfschaltung der dem Empfänger zugeordneten Zentralstelle nur bedingt als richtig erkannt werden können. Es wird von Fall zu Fall der Empfang mehrerer Signalfolgen und deren Überprüfung notwendig werden, um die gezielte Ablesung einer bestimmten Verbrauchsverteilereinrichtung vornehmen zu können. Die Betriebssicherheit der Signalübertragung ist somit durch den erforderlichen breitbandigen Eingang des Empfängers gemindert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Anordnung nach der Patentanmeldung so weiterzubilden, daß eine möglichst ungestörte Übertragung der Meßsignale von den Verbrauchsverteilereinrichtungen zum Empfänger erfolgen kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Empfänger eine Empfängerschaltung mit breitbandigem Eingang enthält, der eine schmalbandig wirkende Scanner-Schaltung vorgeschaltet ist, wobei die Eingangsbandbreite der Empfängerschaltung die Streubreite der durch die Oberflächenwellen-Elemente bestimmten Sendefrequenzen der Verbrauchsverteilereinrichtungen umfaßt, und wobei der durch die Scanner-Schaltung angeschnittene Frequenzbereich in diesem Breitbandbereich Df abtastend hin- und herwandert.
Eine Weiterbildung der Erfindung wird darin gesehen, daß die Scanner-Schaltung (3) zwingend zusammen mit der Empfängerschaltung (6) wirksam ist und nur gemeinsam mit dieser (6) ein- und ausschaltbar ist.
Eine andere mögliche Ausgestaltung der Erfindung wird darin erblickt, daß der Scanner-Schaltung (3) ein UHF-Breitbandverstärker (2) zugeordnet ist.
Schließlich soll eine Ausgestaltung der Erfindung noch darin gesehen werden, daß der UHF-Breitbandverstärker (2) eine nichtlineare Verstärkerkennlinie aufweist, welche vorzugsweise etwa quadratisch ist.
Die Erfindung hat Vorteile aufzuweisen; diese bestehen z.B. darin, daß die wirksame Breite des vom Scanner in jedem Augenblick schmalbandig überdeckten Frequenzbereiches im wesentlichen immer konstant bleibt.
Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung in Form eines Ausführungsbeispieles erläutert und in den beigegebenen Zeichnungen im einzelnen dargestellt.
Es zeigen:
Figur 1
eine schematische Darstellung der der Erfindung zugrunde liegenden Meßeinrichtung für Verbrauchskosten;
Figur 2
eine graphische Darstellung des Dämpfungsverlaufes im Eingang der Empfängerschaltung bzw. des Breitbandverstärkers.
Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß die Empfangsantenne 1 an den Eingang eines UHF-Breitbandverstärkers 2 angeschaltet ist, welcher seinerseits dem gemäß der Erfindung zugeordneten Scanner 3 vorgeschaltet ist.
Der Breitbandverstärker 2 dient zur Anhebung des Signalpegels, der an der Antenne 1 einfallenden Signale von den Sendeantennen 11 der Verbrauchsverteilereinrichtungen 1o.
Der Breitbandverstärker 2 hat vorzugsweise eine nichtlineare, insbesondere quadratische Kennlinie, um die einfallenden Signale der Verbrauchsverteilereinrichtung 1o gegenüber dem allgemeinen Störpegel zu begünstigen.
Der Scanner 3 bewirkt eine fortlaufende schmalbandige (df) Abtastung des Durchlaßbereiches (Df) des Breitbandverstärkers 2 und erreicht dadurch eine Störverminderung des Breitbandbereiches des Verstärkers 2. Der Scanner 3 wird vorteilhaft von einem Mikroprozessor 5 gesteuert, welcher der Schaltungsanordnung nach Figur 1, die die Empfängerschaltung 6 nebst dem Abrechner 7 bis 9 zum Gegenstand hat, gemeinsam ist.
Die Empfängerschaltung 6 umfaßt ebenso wie der Breitbandverstärker 2 einen breitbandigen (Df) Eingangskreis, welcher eine Dämpfungscharakteristik nach Figur 2 aufweist und dem eine Superheterodyne-Schaltung für Frequenzdemodulation nachgeordnet ist.
Die der Empfängerschaltung 6 nachgeordnete Auswerteschaltung 7 befaßt sich mit der Speicherung, Kontrolle und Auswertung der von den Verbrauchsverteilereinrichtungen 1o über deren Antennen 11 auf dem Funkwege übermittelten Meßwerttelegramme.
Die von den Verteilereinrichtungen 1o aufsummierten, an diesen selbst angezeigten und über ihre Antennen 11 emittierten Daten stehen in der Auswerteschaltung 7 abrufbereit dem Auswertecomputer 8 zur Verfügung, welcher die verbrauchsabrechnungen unter Ergänzung sämtlicher für den Verbraucher interessanten und bedeutsamen Daten aufbereitet und diese über den Printer 9 zum Ausdruck bringt.
Sämtliche Baugruppen, soweit diese prozessorgesteuert sind (3 - 9), stehen mit dem gemeinsamen, zentralen Mikroprozessor 5 über einen schematisch angedeutet Bus 15 in Verbindung und - soweit notwendig - auch im Datenaustausch.
Sämtliche von den einzelnen Verbrauchsverteilereinrichtungen 1o nach Figur 1 über deren Antennen 11 ausgestrahlten bzw. übermittelten UHF-Signale werden von der Empfangsantenne 1 erfaßt und vom Scanner 3 störungsbereinigt, der Empfängerschaltung 6 zugeleitet.
In Figur 2 ist schematisch der Verlauf der Eingangsfämpfung des Breitbandverstärkers 2 bzw. der Empfängerschaltung 6 innerhalb des Frequenzbereiches Df dargestellt. Dieser Frequenzbereich Df gibt den Streubereich des Frequenzbandes der durch OFW-Bauelemente gesteuerten Oszillatoren der UHF-Sender (1o) wieder.
Der Scanner 3 stellt einen schmalbandigen, den Frequenzbereich df umfassenden Eingang der insbesondere als Superheterodyne ausgebildeten Empfangsschaltung dar, die mit einer gesteuerten variablen Abstimmung versehen ist, derart, daß der angeschnittene Frequenzbereich df im Breitbandbereich Df abtastend hin- und herwandert.
In diesem Bereich Df etwa können die Eigenfrequenzen der Senderoszillatoren der Verbrauchsverteilereinrichtung 1o streuen.
Dieser Streubereich Df der OFW-Resonatoren der Senderschaltungen wird vor allem bei Heizkosten- und Warmwasserkostenverteilern bedeutsam, wegen der hier auftretenden möglichen hohen Temperaturschwankungen.
Die OFW-Resonatoren sind an und für sich recht frequenzkonstant, bei den in den vorgenannten Anwendungsfällen auftretenden hohen möglichen Temperaturdifferenzen jedoch sind gewisse Frequenzschwankungen der mit OFW-Resonatoren bestückten UHF-Senderschaltungen nicht ganz zu vermeiden.
Es ist somit erforderlich, daß der Verstärker 2 sowohl als auch die Empfängerschaltung 6 im Bereich Df durchlässige bzw. breitbandige Eingänge aufweisen.
Dieser vergleichsweise breitbandige Durchlaßbereich (Df) wird nun durch den entsprechend bemessenen und ausgelegten Scanner 3 schmalbandig (df) kontinuierlich auf Signaleinfall abgetastet.
Es ist so sichergestellt, daß innerhalb des Durchlaßbereiches (Df) der Eingänge des Verstärkers 2 und der Empfängerschaltung 6, welcher ja etwa dem Streubereich der OFW-Resonatoren der UHF-Senderschaltungen (1o) entspricht, eine stetige und störungsmindernde, schmalbandige Überwachung stattfindet.
Scanner 3 und Empfängerschaltung 6 sind stets zwingend gemeinsam in Funktion.
Die Breite des Durchlaßbereiches (Df) der Eingänge des Breitbandverstärkers (2) bzw. der Empfängerschaltung (6) wird durch den Betrag der maximal möglichen Frequenzabweichung des OFW-Resonators (10) vom Sollwert bestimmt.

Claims (6)

  1. Anlage zur zentralen Erfassung von Energieverbrauchskosten, so Heizungs- und Warmwasserkosten in Wohn- und/oder Geschäftsräumen, wobei die einzelnen Verbrauchsstellen durch Übermittlung von codierten Signalen die jeweilige Meßstelle, den jeweils aufgelaufenen Verbrauchswert und ggf. weitere kennzeichnenden Daten an eine zentrale Empfangsstelle melden,
    bei welcher die übermittelten Daten der einzelnen Meßstellen zentral erfaßt und ggf.
    der Abrechnung zugeführt werden,
    wobei einer jeden Meßstelle eine elektronische Verbrauchsverteilereinrichtung (1o) zugeordnet ist,
    die einen relativen oder absoluten Verbrauchswert an der betreffenden Meßstelle erarbeitet, aufsummiert und elektronisch speichert,
    und der elektronischen Verbrauchsverteilereinrichtung (1o) ein elektronischer Parallel-Serienwandler zugeordnet ist, welcher den elektronisch festgehaltenen und codierten Verbrauchswert in eine sequentielle Impulsfolge umwandelt,
    wobei der Verbrauchsverteilereinrichtung (1o) außerdem ein elektromagnetische Wellen abstrahlender Sender zugeordnet ist,
    der von dem Parallel-Serienwandler im Rhythmus der von letzterem verabfolgten sequentiellen Impulsfolge geschaltet wird, und wobei die elektronische Sendeschaltung ein akustisches Oberflächenwellenelement als Frequenz-Resonator aufweist,
    und der zentralen Empfangsstelle ein elektromagnetische Wellen selektierender und aufnehmender Empfänger (6) zugeordnet ist, der die übermittelten elektromagnetischen sequentiellen Impulssignale in die zentrale Empfangsstelle überträgt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Empfänger eine Empfängerschaltung (6) mit breitbandigem Eingang (Df) enthält, der eine schmalbandig (df) wirkende Scanner-Schaltung vorgeschaltet ist, wobei die Eingangsbandbreite der Empfängerschaltung die Streubreite der durch die Oberflächenwellen-Elemente bestimmten Sendefrequenzen der Verbrauchsverteilereinrichtungen umfaßt,
    und wobei der durch die Scanner-Schaltung angeschnittene Frequenzbereich in diesem Breitbandbereich Df abtastend hin- und herwandert.
  2. Anlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Scanner-Schaltung (3) zwingend zusammen mit der Empfängerschaltung (6) wirksam ist und nur zusammen mit dieser (6) ein- und ausschaltbar ist.
  3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Scanner-Schaltung (3) ein UHF-Breitbandverstärker (2) zugeordnet ist.
  4. Anlage nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der UHF-Breitbandverstärker (2) eine nichtlineare Verstärkerkennlinie aufweist.
  5. Anlage nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verstärkerkennlinie etwa quadratisch ist.
  6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 - 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Breite des Durchlaßbereiches (Df) der Eingänge des Breitbandverstärkers (2) bzw. der Empfängerschaltung (6) durch den Betrag der maximal möglichen Frequenzabweichung des OFW-Resonators vom Sollwert bestimmt ist.
EP19940106017 1993-04-17 1994-04-18 Anlage zur zentralen Erfassung von Energieverbrauchskosten Expired - Lifetime EP0627716B1 (de)

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