EP2126872A2 - Wireless remote-interrogation energy-saving sensor - Google Patents

Wireless remote-interrogation energy-saving sensor

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Publication number
EP2126872A2
EP2126872A2 EP08716973A EP08716973A EP2126872A2 EP 2126872 A2 EP2126872 A2 EP 2126872A2 EP 08716973 A EP08716973 A EP 08716973A EP 08716973 A EP08716973 A EP 08716973A EP 2126872 A2 EP2126872 A2 EP 2126872A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
potential difference
modulation
measured value
sensor antenna
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08716973A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Pistor
Robert Baumgartner
Daniel Evers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2126872A2 publication Critical patent/EP2126872A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C25/00—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements
    • G08C25/02—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements by signalling back receiving station to transmitting station
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G01S13/751—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
    • G01S13/758—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal using a signal generator powered by the interrogation signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H04Q9/14—Calling by using pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/70—Arrangements in the main station, i.e. central controller
    • H04Q2209/75—Arrangements in the main station, i.e. central controller by polling or interrogating the sub-stations

Definitions

  • the present invention relates to a device according to the preamble of the main claim and a method according to the preamble of the independent claim.
  • the meter is powered by the voltage to be measured and thus loads the measuring point; 2.) The measuring device has an additional power supply and can thus acquire the measured value without loading the measuring point.
  • a common example of the first option is a rotary coil instrument that converts a voltage into a pointer movement.
  • a conventional example is a battery-powered handheld multimeter in which the voltage is measured and displayed extremely high impedance.
  • the measurement result can also be transmitted by wire to another location where the measurement result is displayed.
  • an active transmitter is usually required.
  • Such an active transmitter must be connected to a power supply, which according to the first possibility is rarely provided, as energy extraction from the voltage to be measured is conventionally only possible to a very limited extent and is insufficient to use such an active transmitter ,
  • a necessary power supply is generally provided either by batteries that have only a limited life, or alternatively by wired and potentially isolated power supplies.
  • Wire connections necessary for the power supply at least partly negate the advantages of wireless communication.
  • a conventional sensor that does not require its own power supply can be used to measure purely dynamically changing voltages.
  • Such devices are for example self-powered microwave backscatter transponders (EAMBT). With these conventional devices, a measurement of static voltages is not possible.
  • wirelessly interrogatable voltage measurements must have their own power supply, or in a conventional wirelessly interrogatable voltage measurement, only dynamically varying voltages, for example, using an EAMBT, can be detected.
  • the object is achieved by a device according to the main claim and a method according to the independent claim.
  • a wireless device for detecting a measured value of an electrical potential difference, the can also be referred to as a wireless voltage sensor, does not use its own transmitter for transmitting measured values, but instead modulates the reflection properties of a sensor antenna.
  • An interrogator transmits high frequency (RF) energy or signals to the sensor antenna and receives the radio frequency (RF) energy or signals reflected therefrom over a radio link.
  • RF radio frequency
  • This conventional backscatter energy self-sufficient microwave backscatter transponder EAMBT
  • EAMBT energy self-sufficient microwave backscatter transponder EAMBT
  • the output signal in turn modulates a reflection modulation means.
  • the measured value is not directly represented by the reflection properties of the sensor antenna, but by the properties of the reflection modulation.
  • a reflection modulation device is provided whose output signal determines the reflection properties of the sensor antenna.
  • the modulation generating device itself is supplied with energy by means of the electrical potential difference to be measured.
  • the present invention is characterized in that the reflection modulation device is preceded by a modulation generating device, which converts it into an alternating voltage signal, in particular at a time-unchanged electrical potential difference, that are interrogated remotely by the interrogator in accordance with the EAMBT principle without additional energy from the voltage sensor can.
  • the electrical potential difference to be detected is static, that is, it is constant over time. This means that in addition to dynamic measured values, static measured values can also be transmitted to the interrogator.
  • the modulation signal of the modulation generating means is modulated by means of frequency and / or by means of pulse width. That is, corresponding to the electrical potential difference to be detected corresponding frequencies and / or pulse widths are generated.
  • the frequency generated by the modulation generating means is typically provided in the range up to a few 10OkHz. Since the modulation generating means only produces relatively low modulation frequencies, and since of the
  • the power consumption of the voltage sensor is much smaller than in conventional solutions. In this way, the power supply of the device for detecting a measured value of an electrical potential difference and for wireless retrieval of the measured value is substantially simplified.
  • a separate power supply device can be avoided. This minimum required energy can in many cases be provided by the potential difference itself to be measured.
  • a separate energy supply device serving for supplying energy to the modulation generating device is provided, which is supplied with electrical energy by the potential difference to be detected. That is, the electrical energy provided by the potential difference to be measured supplies the separate power supply device and the device or the voltage sensor with sufficient energy.
  • the separate energy supply device is supplied with electrical energy by means of a separate energy source, in particular an electric battery, solar cell, thermal generator and / or vibration generator.
  • a separate energy source in particular an electric battery, solar cell, thermal generator and / or vibration generator.
  • the energy supply device can provide electrical energy in addition to the potential difference. This means that the electrical energy provided by the potential difference to be measured supplies, if appropriate also only temporarily, a separate energy supply device which continuously supplies the device or the voltage sensor with sufficient energy. In this way, equally low voltages can be measured advantageously, which are not sufficient to power the sensor and therefore could not be used.
  • the sensor antenna electrically connected to a Radio Frequency Identification (RFID) tag, which may also be referred to as a tag or tag.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • a conventional surface wave identification system can be used for this purpose.
  • the RFID tag electrically connected to the sensor antenna is used to check the functionality of the radio link. That is, it can also be done in addition to monitor the functionality of the radio link, so that a sensor failure can be distinguished from a failure of the radio link.
  • these are provided in such a way that a very fast measured value transmission can be created.
  • This can be done, for example, by using a large radio frequency bandwidth of the radio frequency (RF) signals radiated by the interrogator. That is, with a suitable design of the interrogator, a very fast measurement value transmission can take place.
  • RF radio frequency
  • further physical quantities are detected, which can be converted into the electrical potential difference with little or no additional energy supply.
  • the device according to the invention or the voltage sensor can also be used for measuring other physical variables, if these variables can be converted into an electrical voltage without additional power supply or, in the case of a battery supply, the conversion correspondingly absorbs little power, as it is given in the voltage sensor itself.
  • these other physical quantities are illuminance and / or
  • Rotation speed These quantities can be converted into an electrical potential difference or into an electrical voltage, for example rotational speed according to the dynamo principle or illuminance by the photoelectric effect, without additional energy supply.
  • physical variables such as rotation angle can be converted, for example by means of potentiometer resistor or variable capacitor. These physical quantities require a small power supply that can be created, for example, by means of an electrical battery.
  • 1 shows a first embodiment of a device according to the invention for detecting a measured value of an electrical potential difference and for wireless query of the measured value.
  • 2 shows a second embodiment of a device according to the invention for detecting a measured value of an electrical potential difference and for wireless query of the measured value.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a voltage sensor S or a device S for detecting a measured value of an electrical potential difference 1 and for wirelessly interrogating the measured value.
  • the device S has a modulation generating device 2, a reflection modulation device 3 and a sensor antenna 4. These devices must be provided at least for a functional voltage sensor S. Additional elements are a separate power supply 8 and a RFID (Radio Frequency Identification) - Tag 7. An interrogator 5 is created in addition. Between sensor antenna 4 and the interrogator 5, a radio link 6 is provided.
  • the voltage sensor S according to the exemplary embodiment thus has five separate devices.
  • Reference numeral 1 denotes the electric potential difference whose measured value is to be detected.
  • the potential difference 1 is an electrical voltage. This voltage is to be detected by the device S or by the voltage sensor S and transmitted to the interrogator 5. In this case, the power consumption of the voltage sensor S is low and the measured value of the electrical potential difference 1 can be interrogated wirelessly. This is done as follows:
  • the electrical potential difference 1 or the electrical voltage 1 is fed to the modulation generating device 2.
  • the electrical potential difference 1 is applied to a power supply device 8.
  • the power supply device 8 is generated separately.
  • the energy supply of the modulation generating device 2 can also be created directly by tapping the electrical potential difference 1 through the modulation generating device 2. According to the
  • Embodiment supplies the power supply device 8, the modulation generating device 2 with electrical energy or electrical power.
  • the modulation generation device 2 generates a modulation signal that is output to the reflection modulation device 3.
  • the measured value of the electrical potential difference 1 in the form of a frequency and / or pulse width is included.
  • the reflection modulation device 3 receives this modulation signal and modulates the reflection properties of the sensor antenna 4 on the basis thereof.
  • the sensor antenna 4 is thereby modulated in such a way that the reflection properties of the sensor antenna 4 change in accordance with the value of the electrical potential difference 1.
  • the measured value of the potential difference 1 is interrogated by means of the high-frequency energy radiating and again receiving interrogator 5 from the sensor antenna 4 along the radio link 6.
  • the voltage sensor S according to the present invention is particularly advantageously suitable for detecting static electrical potential differences 1.
  • the modulation generation device 2 converts the static potential difference value 1 into a dynamic, that is, a time-varying, signal.
  • a static electrical potential difference value 1 can be converted into a frequency signal and interrogated with the interrogator 5 used here, in particular according to the EAMBT principle.
  • a Radio Frequency Identification (RFID) tag 7 is electrically connected to the reflection device 3 and to the sensor antenna 4.
  • the RFID tag 7 influences the reflection properties of the sensor antenna (4), but not as a function of a voltage, but rather, for example, on an identification number specified during the production of the RFID tag.
  • the RFID tag 7 By means of the RFID tag 7, the measuring point or the voltage sensor S or the device can be identified. For this purpose, the corresponding information is stored in the day 7 and retrievable by the interrogator 5. Furthermore, by means of the RFID tag 7, the functionality of the radio link 6 can be checked by means of queries by the interrogator 5.
  • the power supply device 8 serving to supply power to the modulation generating device is supplied with electrical energy by the potential difference 1 to be detected.
  • the energy supply device 8 is provided by means of battery, solar cell and / or vibration generator and / or other conventional energy sources.
  • the electrical potential difference 1 can also be regarded as a voltage source 1.
  • this voltage source 1 is part of the device S according to the invention or of the voltage sensor S according to the invention means, the voltage source 1 is included in the voltage sensor S. According to the exemplary embodiment according to FIG. 1, the voltage source 1 is arranged outside the voltage sensor S. Electrical connections or lines are provided from the voltage source 1 to the modulation generating device 2 and to the power supply device 8.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a voltage sensor S or a device S for detecting a measured value of an electrical potential difference 1 and for wirelessly interrogating the measured value.
  • the device S has a modulation generating device 2, a reflection modulation device 3 and a sensor antenna 4. These devices must be provided at least for a functional voltage sensor S. Additional elements such as a separate power supply 8 and a RFID (Radio Frequency Identification) tag 7 are missing.
  • An interrogator 5 is created. Between sensor antenna 4 and the interrogator 5, the radio link 6 is hen hen.
  • the voltage sensor S according to this embodiment thus has three separate devices.
  • Reference numeral 1 denotes the electric potential difference whose measured value is to be detected. In FIG. 2, the same reference numerals to FIG. 1 designate the same means or devices.

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Abstract

The invention relates to a device (S) for detecting a measured value, in particular an electric potential difference (1) and for wireless interrogation of the measured value. The above-mentioned invention comprises a reflection modulation device (3), the output signal of which determines the reflection properties of a sensor antenna (4) in such a manner that the measured value of the potential difference (1) can be accessed by the sensor antenna (4) along a radio link (6), by means of an interrogation device (5) that emits and receives high-frequency signals. The invention is characterised in that a modulation generation device (2) is connected upstream of the reflection modulation device (3), said modulation generation device (2) converting the potential difference into an alternating current signal that can be remotely accessed by the interrogation device (5), without using additional energy of the current sensor (S), in particular when an electrical potential (1) remains temporally unchanged. The invention is also suitable for detecting luminous intensities, rotational speeds and rotational angles.

Description

Beschreibungdescription
Drahtlos fernabfragbarer energiesparender SensorWireless remote-sensing energy-saving sensor
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und eine Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Nebenanspruchs.The present invention relates to a device according to the preamble of the main claim and a method according to the preamble of the independent claim.
Es sollen elektrische Potentialunterschiede gemessen werden. Das Ergebnis dieser Messung soll drahtlos fernabfragbar sein. Die dazu notwendige herkömmliche Energieversorgung eines Sensors ist entweder aufwändig oder wartungsabhängig.It should be measured electrical potential differences. The result of this measurement is to be remotely interrogated wirelessly. The necessary conventional power supply of a sensor is either complex or maintenance-dependent.
Zur Messung von elektrischen Potentialunterschieden existie- ren grundsätzlich zwei Möglichkeiten:There are basically two options for measuring electrical potential differences:
1.) Das Messgerät wird von der zu messenden Spannung selbst versorgt und belastet auf diese Weise die Messstelle; 2.) Das Messgerät weist eine zusätzliche Energieversorgung auf und kann auf diese Weise ohne Belastung der Messstelle den Messwert erfassen.1.) The meter is powered by the voltage to be measured and thus loads the measuring point; 2.) The measuring device has an additional power supply and can thus acquire the measured value without loading the measuring point.
Ein herkömmliches Beispiel für die erste Möglichkeit ist ein Drehspulinstrument, das eine Spannung in eine Zeigerbewegung umwandelt. Für die zweite Möglichkeit ist ein herkömmliches Beispiel ein batteriebetriebenes Handmultimeter, bei dem die Spannung extrem hochohmig gemessen und zur Anzeige gebracht wird. Gemäß beiden Möglichkeiten kann das Messergebnis ebenso drahtgebunden an einen anderen Ort übertragen werden, wo das Messergebnis zur Anzeige gebracht wird. Falls eine Übertragung drahtlos erfolgen soll, ist in der Regel ein aktiver Sender erforderlich. Ein derartiger aktiver Sender muss an eine Energieversorgung angeschlossen sein, die gemäß der ers- ten Möglichkeit lediglich selten bereit gestellt ist, da eine Energieentnahme aus der zu messenden Spannung herkömmlicher Weise lediglich sehr beschränkt möglich ist und nicht ausreicht, um einen derartigen aktiven Sender zu verwenden. Eine notwendige Energieversorgung wird im Allgemeinen entweder durch Batterien geschaffen, die lediglich eine begrenzte Lebensdauer aufweisen, oder alternative über drahtgebundene und unter Umständen potential trennend aufgebaute Stromversorgungen. Für die Energieversorgung notwendige Drahtverbindungen machen die Vorteile einer drahtlosen Kommunikation zumindest teilweise zu Nichte. Insbesondere bei Messstellen, die entweder selbst auf hohem Potential oder von vorhandenen Stromversorgungen weit entfernt angeordnet sind, eignet sich lediglich die zweite Möglichkeit, die eine externe Energieversorgung beispielsweise eine Batterieversorgung verwendet. Auf herkömmliche Weise kann zur Messung von rein dynamisch sich verändernden Spannungen ein herkömmlicher Sensor verwen- det werden, der keine eigene Energieversorgung benötigt. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise energieautarke Mikrowellen Backscatter Transponder (EAMBT) . Mit diesen herkömmlichen Vorrichtungen ist eine Messung von statischen Spannungen nicht möglich.A common example of the first option is a rotary coil instrument that converts a voltage into a pointer movement. For the second option, a conventional example is a battery-powered handheld multimeter in which the voltage is measured and displayed extremely high impedance. According to both options, the measurement result can also be transmitted by wire to another location where the measurement result is displayed. If a transmission is to be wireless, an active transmitter is usually required. Such an active transmitter must be connected to a power supply, which according to the first possibility is rarely provided, as energy extraction from the voltage to be measured is conventionally only possible to a very limited extent and is insufficient to use such an active transmitter , A necessary power supply is generally provided either by batteries that have only a limited life, or alternatively by wired and potentially isolated power supplies. Wire connections necessary for the power supply at least partly negate the advantages of wireless communication. In particular, at measuring points that are located either far away even at a high potential or from existing power supplies, only the second option that uses an external power supply, for example, a battery supply is suitable. Conventionally, a conventional sensor that does not require its own power supply can be used to measure purely dynamically changing voltages. Such devices are for example self-powered microwave backscatter transponders (EAMBT). With these conventional devices, a measurement of static voltages is not possible.
Herkömmlicherweise muss bei drahtlos fernabfragbaren Spannungsmessungen eine eigene Energieversorgung bereitgestellt sein oder bei einer herkömmlichen drahtlos fernabfragbaren Spannungsmessung können lediglich sich dynamisch verändernde Spannungen, beispielsweise unter Verwendung eines EAMBTs, er- fasst werden.Conventionally, wirelessly interrogatable voltage measurements must have their own power supply, or in a conventional wirelessly interrogatable voltage measurement, only dynamically varying voltages, for example, using an EAMBT, can be detected.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine physikalische Größe, insbesondere eine statische und/oder dynamisch elekt- rische Potentialdifferenz, mittels einer eine kleine elektrische Leistung aufnehmenden Erfassungsvorrichtung zu erfassen und fernabfragbar bereit zu stellen.It is an object of the present invention to detect a physical quantity, in particular a static and / or dynamic electrical potential difference, by means of a recording device receiving a small electrical power and to provide it by remote inquiry.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptan- spruch und ein Verfahren gemäß dem Nebenanspruch gelöst.The object is achieved by a device according to the main claim and a method according to the independent claim.
Eine erfindungsgemäße drahtlose Vorrichtung zur Erfassung eines Messwertes einer elektrischen Potentialdifferenz, die ebenso als drahtloser Spannungssensor bezeichnet werden kann, verwendet zur Übertragung von Messwerten keinen eigenen Sender, sondern moduliert stattdessen die Reflektionseigenschaf- ten einer Sensorantenne. Eine Abfrageeinrichtung sendet Hoch- frequenz- (HF-) Energie oder Signale zur Sensorantenne und empfängt die von dort reflektierte Hochfrequenz- (HF-) Energie oder Signale über eine Funkstrecke. Dieses herkömmliche als Backscatter (energieautarker Mikrowellen Backscatter Transponder EAMBT) bezeichnete Übertragungsprinzip wird da- hingehend erweitert, dass nicht die zu messende Potentialdifferenz selbst die Reflektion an der Sensorantenne moduliert, sondern in der Vorrichtung zur Erfassung des Messwertes, die ebenso als Sensor bezeichnet werden kann, ein von der zur erfassenden elektrischen Potentialdifferenz abhängige Modulati- onserzeugungseinrichtung betrieben wird, deren Ausgangssignal wiederum eine Reflektionsmodulationseinrichtung moduliert. Auf diese Weise wird der Messwert nicht unmittelbar durch die Reflektionseigenschaften der Sensorantenne repräsentiert, sondern durch die Eigenschaften der Reflektionsmodulation . Es ist also eine Reflektionsmodulationseinrichtung bereitgestellt, deren Ausgangssignal die Reflektionseigenschaften der Sensorantenne bestimmt. Besonders vorteilhaft wird die Modu- lationserzeugungseinrichtung mittels der zu messenden elektrischen Potentialdifferenz selbst mit Energie versorgt.A wireless device according to the invention for detecting a measured value of an electrical potential difference, the can also be referred to as a wireless voltage sensor, does not use its own transmitter for transmitting measured values, but instead modulates the reflection properties of a sensor antenna. An interrogator transmits high frequency (RF) energy or signals to the sensor antenna and receives the radio frequency (RF) energy or signals reflected therefrom over a radio link. This conventional backscatter (energy self-sufficient microwave backscatter transponder EAMBT) is extended to the effect that not the potential difference to be measured itself modulates the reflection at the sensor antenna, but in the device for detecting the measured value, which can also be called a sensor. one of the dependent on the detected electrical potential difference modulation onserzeugungseinrichtung is operated, the output signal in turn modulates a reflection modulation means. In this way, the measured value is not directly represented by the reflection properties of the sensor antenna, but by the properties of the reflection modulation. Thus, a reflection modulation device is provided whose output signal determines the reflection properties of the sensor antenna. Particularly advantageously, the modulation generating device itself is supplied with energy by means of the electrical potential difference to be measured.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Reflektionsmodulationseinrichtung eine Modulationserzeugungs- einrichtung vorgeschaltet ist, die insbesondere bei einer zeitlich unveränderten elektrischen Potentialdifferenz, diese in ein Wechselspannungssignal umwandelt, dass von der Abfrageeinrichtung gemäß dem EAMBT-Prinzip ohne zusätzliche Energie des Spannungssensors fern abgefragt werden kann.The present invention is characterized in that the reflection modulation device is preceded by a modulation generating device, which converts it into an alternating voltage signal, in particular at a time-unchanged electrical potential difference, that are interrogated remotely by the interrogator in accordance with the EAMBT principle without additional energy from the voltage sensor can.
In den meisten Fällen sind zur Realisation einer Modulations- erzeugungseinrichtung nur wenige und sehr preiswerte Bauelemente erforderlich, so dass eine einfache und robuste erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise Spannungssensor bereitgestellt werden kann. Mit dem Sensor kann ebenso eine statische Spannung drahtlos fern abgefragt werden, ohne eine eigene Energieversorgung für den Sensor zu benötigen.In most cases, only a few and very inexpensive components are required for the realization of a modulation generation device, so that a simple and robust device or voltage sensor according to the invention can be provided. With the sensor can also be a static voltage wirelessly be queried remotely, without needing its own power supply for the sensor.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Un- teransprüchen . Zu jedem Vorrichtungsanspruch ist ein entsprechender Verfahrensanspruch formuliert worden.Further advantageous embodiments can be found in the dependent claims. For each device claim a corresponding method claim has been formulated.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die zu erfassende elektrische Potentialdifferenz statisch, das heißt, sie ist zeitlich konstant. Das heißt, neben dynamischen Messwerten können ebenso statische Messwerte zur Abfrageeinrichtung übertragen werden.According to a particularly advantageous embodiment, the electrical potential difference to be detected is static, that is, it is constant over time. This means that in addition to dynamic measured values, static measured values can also be transmitted to the interrogator.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Mo- dulationssignal der Modulationserzeugungseinrichtung mittels Frequenz und/oder mittels Pulsbreite moduliert. Das heißt, entsprechend der zu erfassenden elektrischen Potentialdifferenz werden entsprechende Frequenzen und/oder Pulsbreiten erzeugt .According to a further advantageous embodiment, the modulation signal of the modulation generating means is modulated by means of frequency and / or by means of pulse width. That is, corresponding to the electrical potential difference to be detected corresponding frequencies and / or pulse widths are generated.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die mittels der Modulationserzeugungseinrichtung erzeugte Frequenz typischerweise im Bereich bis einige 10OkHz bereitgestellt. Da die Modulationserzeugungseinrichtung lediglich also rela- tiv niedrige Modulationsfrequenzen erzeugt, und da von derAccording to a further advantageous embodiment, the frequency generated by the modulation generating means is typically provided in the range up to a few 10OkHz. Since the modulation generating means only produces relatively low modulation frequencies, and since of the
Vorrichtung zur Erfassung eines Messwertes einer elektrischen Potentialdifferenz (Spannungssensor) aktiv keine Hochfrequenz (HF)- Energie abgestrahlt werden muss, ist der Energieverbrauch des Spannungssensors wesentlich kleiner als bei herkömmlichen Lösungen. Auf diese Weise ist die Energieversorgung der Vorrichtung zur Erfassung eines Messwertes einer elektrischen Potentialdifferenz und zur drahtlosen Abfrage des Messwertes wesentlich vereinfacht.Device for detecting a measured value of an electrical potential difference (voltage sensor) active no high frequency (RF) - energy must be radiated, the power consumption of the voltage sensor is much smaller than in conventional solutions. In this way, the power supply of the device for detecting a measured value of an electrical potential difference and for wireless retrieval of the measured value is substantially simplified.
Gemäß dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel kann eine separate Energieversorgungseinrichtung vermieden werden. Diese minimale benötigte Energie kann in vielen Fällen von der zu messenden Potentialdifferenz selbst bereitgestellt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine zur Energieversorgung der Modulationserzeugungseinrichtung dienende separate Energieversorgungseinrichtung bereitgestellt, die von der zu erfassenden Potentialdifferenz mit elektrischer Energie versorgt ist. Das heißt, die von der zu messenden Potentialdifferenz bereitgestellte elektrische Energie versorgt die separate Energieversorgungseinrichtung und die Vorrichtung beziehungsweise den Spannungssenor ausreichend mit Energie.According to the aforementioned embodiment, a separate power supply device can be avoided. This minimum required energy can in many cases be provided by the potential difference itself to be measured. According to a further advantageous embodiment, a separate energy supply device serving for supplying energy to the modulation generating device is provided, which is supplied with electrical energy by the potential difference to be detected. That is, the electrical energy provided by the potential difference to be measured supplies the separate power supply device and the device or the voltage sensor with sufficient energy.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der separaten Energieversorgungseinrichtung, alternativ oder kumulativ zum Anlegen der Potentialdifferenz, mittels einer sepa- raten Energiequelle, insbesondere einer elektrischen Batterie, Solarzelle, Thermogenerator und/oder Erschüttungsgenera- tor, elektrische Energie zugeführt. Es ist beispielsweise bei Verwendung einer elektrischen Batterie einfach, eine ausreichende Lebensdauer zu schaffen. Durch die geringe elektrische Leistungsaufnahme der Vorrichtung beziehungsweise des Spannungssensors wird eine Energieversorgung aus beliebigen Energiequellen wirksam vereinfacht.According to a further advantageous refinement, the separate energy supply device, alternatively or cumulatively for applying the potential difference, is supplied with electrical energy by means of a separate energy source, in particular an electric battery, solar cell, thermal generator and / or vibration generator. For example, when using an electric battery, it is easy to provide a sufficient life. Due to the low electrical power consumption of the device or the voltage sensor, a power supply from any energy sources is effectively simplified.
Im Falle der kumulativen Bereitstellung einer separaten Ener- giequelle, kann die Energieversorgungseinrichtung zusätzlich zur Potentialdifferenz elektrische Energie bereitstellen. Das heißt, die von der zu messenden Potentialdifferenz bereitgestellte elektrische Energie versorgt, gegebenenfalls ebenso lediglich zeitweise, eine separate Energieversorgungseinrich- tung, die die Vorrichtung beziehungsweise den Spannungssensor kontinuierlich ausreichend mit Energie versorgt. Auf diese Weise sind vorteilhaft ebenso geringe Spannungen messbar, die zur Versorgung des Sensors nicht ausreichen und daher nicht verwendet werden könnten.In the case of the cumulative provision of a separate energy source, the energy supply device can provide electrical energy in addition to the potential difference. This means that the electrical energy provided by the potential difference to be measured supplies, if appropriate also only temporarily, a separate energy supply device which continuously supplies the device or the voltage sensor with sufficient energy. In this way, equally low voltages can be measured advantageously, which are not sufficient to power the sensor and therefore could not be used.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zum Abfragen der Identität beziehungsweise zur Identifizierung der Vorrichtung beziehungsweise des Spannungssensors die Sensor- antenne elektrisch mit einem Radio Frequency Identification (RFID) - Tag, das ebenso als Marke oder Markierung bezeichnet werden kann, verbunden. Auf diese Weise kann zusätzlich eine Identifizierung einer Messstelle ausgeführt werden. Bei- spielsweise kann dazu ein herkömmliches Oberflächenwellen- identifikationssystem verwendet werden.According to a further advantageous refinement, to query the identity or to identify the device or the voltage sensor, the sensor antenna electrically connected to a Radio Frequency Identification (RFID) tag, which may also be referred to as a tag or tag. In this way, an additional identification of a measuring point can be performed. For example, a conventional surface wave identification system can be used for this purpose.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das elektrisch an die Sensorantenne angeschlossene RFID- Tag zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Funkstrecke verwendet. Das heißt, es kann ebenso zusätzlich eine Überwachung der Funktionsfähigkeit der Funkstreckte erfolgen, so dass ein Sensorausfall von einem Ausfall der Funkstrecke unterschieden werden kann.According to a further advantageous embodiment, the RFID tag electrically connected to the sensor antenna is used to check the functionality of the radio link. That is, it can also be done in addition to monitor the functionality of the radio link, so that a sensor failure can be distinguished from a failure of the radio link.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zum Abfragen mittels mobilen und/oder sich bewegenden Abfrageeinrichtungen, diese derart bereitgestellt, dass eine sehr schnelle Messwertübertragung geschaffen werden kann. Dies kann beispielsweise durch Verwendung einer großen Hochfrequenzbandbreite der von der Abfrageeinrichtung abgestrahlten Hochfrequenz- (HF-) Signale erfolgen. Das heißt, bei einer geeigneten Auslegung der Abfrageeinrichtung kann eine sehr schnelle Messwertübertragung erfolgen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, die Messstellen von einer mobilen und/oder sich relativ zu den Messstellen bewegenden Abfrageeinrichtung aus abzufragen.According to a further advantageous embodiment, for polling by means of mobile and / or moving interrogation devices, these are provided in such a way that a very fast measured value transmission can be created. This can be done, for example, by using a large radio frequency bandwidth of the radio frequency (RF) signals radiated by the interrogator. That is, with a suitable design of the interrogator, a very fast measurement value transmission can take place. In this way, it is possible, for example, to interrogate the measuring points from a mobile and / or relative to the measuring points moving interrogator.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden wei- tere physikalische Größen erfasst, die ohne oder mit geringer zusätzlicher Energieversorgung in die elektrische Potentialdifferenz umgewandelt werden können. Das heißt, die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise der Spannungssensor kann auch zur Messung von anderen physikalischen Größen ver- wendet werden, falls diese Größen ohne zusätzliche Energieversorgung in eine elektrische Spannung umgewandelt werden können oder im Falle einer Batterieversorgung die Umwandlung entsprechend wenig Leistung aufnimmt, wie es bei dem Spannungssensor selbst gegeben ist.According to a further advantageous embodiment, further physical quantities are detected, which can be converted into the electrical potential difference with little or no additional energy supply. This means that the device according to the invention or the voltage sensor can also be used for measuring other physical variables, if these variables can be converted into an electrical voltage without additional power supply or, in the case of a battery supply, the conversion correspondingly absorbs little power, as it is given in the voltage sensor itself.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind diese weiteren physikalischen Größen Beleuchtungsstärke und/oderAccording to a further advantageous embodiment, these other physical quantities are illuminance and / or
Drehzahl. Diese Größen können ohne zusätzliche Energieversorgung in eine elektrische Potentialdifferenz beziehungsweise in eine elektrische Spannung, beispielsweise Drehzahl nach dem Dynamoprinzip beziehungsweise Beleuchtungsstärke durch den Photoeffekt, umgewandelt werden. Weiterhin können physikalische Größen beispielsweise Drehwinkel beispielsweise mittels Potentiometerwiderstand oder Drehkondensator umgewandelt sein. Diese physikalischen Größen erfordern eine kleine Leistungsversorgung, die beispielsweise mittels einer elektri- sehen Batterie geschaffen werden kann.Rotation speed. These quantities can be converted into an electrical potential difference or into an electrical voltage, for example rotational speed according to the dynamo principle or illuminance by the photoelectric effect, without additional energy supply. Furthermore, physical variables such as rotation angle can be converted, for example by means of potentiometer resistor or variable capacitor. These physical quantities require a small power supply that can be created, for example, by means of an electrical battery.
Die vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit dem Figuren näher beschrieben. Es zeigen :The present invention will be described in more detail by means of embodiments in conjunction with the figures. Show it :
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines Messwertes einer elektrischen Potentialdifferenz und zur drahtlosen Abfrage des Messwertes. Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines Messwertes einer elektrischen Potentialdifferenz und zur drahtlosen Abfrage des Messwertes.1 shows a first embodiment of a device according to the invention for detecting a measured value of an electrical potential difference and for wireless query of the measured value. 2 shows a second embodiment of a device according to the invention for detecting a measured value of an electrical potential difference and for wireless query of the measured value.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Spannungssensors S beziehungsweise einer Vorrichtung S zur Erfassung eines Messwertes einer elektrischen Potentialdifferenz 1 und zur drahtlosen Abfrage des Messwertes. Die Vorrichtung S weist eine Modulationserzeugungseinrichtung 2, eine Reflektionsmo- dulationseinrichtung 3 und eine Sensorantenne 4 auf. Diese Einrichtungen müssen mindestens für einen funktionsfähigen Spannungssensor S bereitgestellt sein. Zusätzliche Elemente sind eine separate Energieversorgungseinrichtung 8 und ein RFID (Radio Frequency Identification)- Tag 7. Eine Abfrageeinrichtung 5 ist zusätzlich geschaffen. Zwischen Sensorantenne 4 und der Abfrageeinrichtung 5 ist eine Funkstrecke 6 vorgesehen. Der Spannungssensor S gemäß dem Ausführungsbei- spiel weist damit fünf separate Einrichtungen auf. Bezugszeichen 1 bezeichnet die elektrische Potentialdifferenz, deren Messwert erfasst werden soll.FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a voltage sensor S or a device S for detecting a measured value of an electrical potential difference 1 and for wirelessly interrogating the measured value. The device S has a modulation generating device 2, a reflection modulation device 3 and a sensor antenna 4. These devices must be provided at least for a functional voltage sensor S. Additional elements are a separate power supply 8 and a RFID (Radio Frequency Identification) - Tag 7. An interrogator 5 is created in addition. Between sensor antenna 4 and the interrogator 5, a radio link 6 is provided. The voltage sensor S according to the exemplary embodiment thus has five separate devices. Reference numeral 1 denotes the electric potential difference whose measured value is to be detected.
Die Potentialdifferenz 1 ist eine elektrische Spannung. Diese Spannung soll durch die Vorrichtung S beziehungsweise durch den Spannungssensor S erfasst und an die Abfrageeinrichtung 5 übertragen werden. Dabei ist die Leistungsaufnahme des Spannungssensors S gering und der Messwert der elektrischen Potentialdifferenz 1 drahtlos abfragbar. Dies wird folgenderma- ßen ausgeführt:The potential difference 1 is an electrical voltage. This voltage is to be detected by the device S or by the voltage sensor S and transmitted to the interrogator 5. In this case, the power consumption of the voltage sensor S is low and the measured value of the electrical potential difference 1 can be interrogated wirelessly. This is done as follows:
Die elektrische Potentialdifferenz 1 beziehungsweise die elektrische Spannung 1 wird der Modulationserzeugungseinrich- tung 2 zugeführt. Ebenso wird die elektrische Potentialdiffe- renz 1 an einer Energieversorgungseinrichtung 8 angelegt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Energieversorgungseinrichtung 8 separat erzeugt. Die Energieversorgung der Modula- tionserzeugungseinrichtung 2 kann ebenso direkt durch das Abgreifen der elektrischen Potentialdifferenz 1 durch die Modu- lationserzeugungseinrichtung 2 geschaffen sein. Gemäß demThe electrical potential difference 1 or the electrical voltage 1 is fed to the modulation generating device 2. Likewise, the electrical potential difference 1 is applied to a power supply device 8. According to this embodiment, the power supply device 8 is generated separately. The energy supply of the modulation generating device 2 can also be created directly by tapping the electrical potential difference 1 through the modulation generating device 2. According to the
Ausführungsbeispiel versorgt die Energieversorgungseinrichtung 8 die Modulationserzeugungseinrichtung 2 mit elektrischer Energie oder elektrischer Leistung. Die Modulationser- zeugungseinrichtung 2 erzeugt ein Modulationssignal, dass an die Reflektionsmodulationseinrichtung 3 ausgegeben wird. In diesem Modulationssignal ist der Messwert der elektrischen Potentialdifferenz 1 in Form einer Frequenz und/ oder Pulsbreite enthalten. Die Reflektionsmodulationseinrichtung 3 nimmt dieses Modulationssignal auf und moduliert auf dessen Grundlage die Reflektionseigenschaften der Sensorantenne 4. Die Sensorantenne 4 wird dadurch derart moduliert, dass sich die Reflektionseigenschaften der Sensorantenne 4 entsprechend dem Wert der elektrischen Potentialdifferenz 1 ändern. Der Messwert der Potentialdifferenz 1 wird mittels der Hochfrequenz-Energie abstrahlenden und wieder empfangenden Abfrageeinrichtung 5 von der Sensorantenne 4 entlang der Funkstrecke 6 abgefragt. Der Spannungssensor S gemäß der vorliegenden Er- findung eignet sich besonders vorteilhaft zur Erfassung statischer elektrischer Potentialdifferenzen 1. Die Modulations- erzeugungseinrichtung 2 wandelt dazu den statischen Potentialdifferenzwert 1 in ein dynamisches, das heißt in ein sich zeitlich änderndes, Signal um. Auf diese Weise kann ein sta- tischer elektrischer Potentialdifferenzwert 1 in ein Frequenzsignal umgewandelt und mit der hier verwendeten Abfrageeinrichtung 5, insbesondere nach dem EAMBT-Prinzip, abgefragt werden. Ein Radiofrequencyidentifikation (RFID-) Tag 7 ist an die Reflektionseinrichtung 3 und an die Sensorantenne 4 elektrisch angeschlossen. Ebenso wie die Reflektionsmodulati- onseinrichtung 3 beeinflusst das RFID-Tag 7 die Reflexionseigenschaften der Sensorantenne (4), jedoch nicht abhängig von einer Spannung, sondern beispielsweise von einer bei der Herstellung des RFID-Tags festgelegten Identifikationsnummer. Hierzu sei auf herkömmliche Oberflächenwellen- (OFW-) RFID Systeme Bezug genommen. Mittels des RFID- Tags 7 kann die Messstelle beziehungsweise der Spannungssensor S beziehungsweise die Vorrichtung identifiziert werden. Dazu sind in dem Tag 7 die entsprechenden Angaben hinterlegt und mittels der Abfrageeinrichtung 5 abrufbar. Des Weiteren kann mittels des RFID- Tags 7 die Funktionsfähigkeit der Funkstrecke 6 mittels Abfragen durch die Abfrageeinrichtung 5 überprüft werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die zur Energieversorgung der Modulationserzeugungseinrichtung dienende Energieversorgungs- einrichtung 8 von der zu erfassenden Potentialdifferenz 1 mit elektrischer Energie versorgt. Alternativ oder kumulativ ist die Energieversorgungseinrichtung 8 mittels Batterie, Solarzelle und/ oder Erschütterungsgenerator und/oder weiteren herkömmlichen Energiequellen bereitgestellt. Die elektrische Potentialdifferenz 1 kann ebenso als Spannungsquelle 1 angesehen werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist diese Spannungsquelle 1 Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung S beziehungsweise des erfindungsgemäßen Spannungssensors S. Das heißt, die Spannungsquelle 1 ist in dem Spannungssensor S enthalten. Gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist die Spannungsquelle 1 außerhalb des Spannungssensors S angeordnet. Es sind elektrische Verbindungen oder Leitungen von der Spannungsquelle 1 zu der Modulationserzeugungseinrichtung 2 und zu der Energieversorgungseinrichtung 8 geschaffen.Embodiment supplies the power supply device 8, the modulation generating device 2 with electrical energy or electrical power. The modulation generation device 2 generates a modulation signal that is output to the reflection modulation device 3. In this modulation signal, the measured value of the electrical potential difference 1 in the form of a frequency and / or pulse width is included. The reflection modulation device 3 receives this modulation signal and modulates the reflection properties of the sensor antenna 4 on the basis thereof. The sensor antenna 4 is thereby modulated in such a way that the reflection properties of the sensor antenna 4 change in accordance with the value of the electrical potential difference 1. Of the The measured value of the potential difference 1 is interrogated by means of the high-frequency energy radiating and again receiving interrogator 5 from the sensor antenna 4 along the radio link 6. The voltage sensor S according to the present invention is particularly advantageously suitable for detecting static electrical potential differences 1. For this purpose, the modulation generation device 2 converts the static potential difference value 1 into a dynamic, that is, a time-varying, signal. In this way, a static electrical potential difference value 1 can be converted into a frequency signal and interrogated with the interrogator 5 used here, in particular according to the EAMBT principle. A Radio Frequency Identification (RFID) tag 7 is electrically connected to the reflection device 3 and to the sensor antenna 4. Like the reflection modulation device 3, the RFID tag 7 influences the reflection properties of the sensor antenna (4), but not as a function of a voltage, but rather, for example, on an identification number specified during the production of the RFID tag. For this purpose reference is made to conventional surface acoustic wave (SAW) RFID systems. By means of the RFID tag 7, the measuring point or the voltage sensor S or the device can be identified. For this purpose, the corresponding information is stored in the day 7 and retrievable by the interrogator 5. Furthermore, by means of the RFID tag 7, the functionality of the radio link 6 can be checked by means of queries by the interrogator 5. According to the exemplary embodiment, the power supply device 8 serving to supply power to the modulation generating device is supplied with electrical energy by the potential difference 1 to be detected. Alternatively or cumulatively, the energy supply device 8 is provided by means of battery, solar cell and / or vibration generator and / or other conventional energy sources. The electrical potential difference 1 can also be regarded as a voltage source 1. According to an alternative embodiment, this voltage source 1 is part of the device S according to the invention or of the voltage sensor S according to the invention means, the voltage source 1 is included in the voltage sensor S. According to the exemplary embodiment according to FIG. 1, the voltage source 1 is arranged outside the voltage sensor S. Electrical connections or lines are provided from the voltage source 1 to the modulation generating device 2 and to the power supply device 8.
Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel schränkt den Schutzbereich dieser Anmeldung nicht ein. Beispielsweise kön- nen verschiedene Einrichtungen zusammengefasst sein und als kompakte Module erzeugt sein.The embodiment shown in Figure 1 does not limit the scope of this application. For example, various devices can be combined and produced as compact modules.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Spannungssensors S beziehungsweise einer Vorrichtung S zur Erfassung eines Messwertes einer elektrischen Potentialdifferenz 1 und zur drahtlosen Abfrage des Messwertes. Die Vorrichtung S weist eine Modulationserzeugungseinrichtung 2, eine Reflekti- onsmodulationseinrichtung 3 und eine Sensorantenne 4 auf. Diese Einrichtungen müssen mindestens für einen funktionsfä- higen Spannungssensor S bereitgestellt sein. Zusätzliche Elemente wie eine separate Energieversorgungseinrichtung 8 und ein RFID (Radio Frequency Identification)- Tag 7 fehlen. Eine Abfrageeinrichtung 5 ist geschaffen. Zwischen Sensorantenne 4 und der Abfrageeinrichtung 5 ist die Funkstrecke 6 vorgese- hen. Der Spannungssensor S gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist damit drei separate Einrichtungen auf. Bezugszeichen 1 bezeichnet die elektrische Potentialdifferenz, deren Messwert erfasst werden soll. In Figur 2 bezeichnen gleiche Bezugszeichen zu der Figur 1 gleiche Vor- beziehungsweise Einrichtun- gen. 2 shows a second exemplary embodiment of a voltage sensor S or a device S for detecting a measured value of an electrical potential difference 1 and for wirelessly interrogating the measured value. The device S has a modulation generating device 2, a reflection modulation device 3 and a sensor antenna 4. These devices must be provided at least for a functional voltage sensor S. Additional elements such as a separate power supply 8 and a RFID (Radio Frequency Identification) tag 7 are missing. An interrogator 5 is created. Between sensor antenna 4 and the interrogator 5, the radio link 6 is hen hen. The voltage sensor S according to this embodiment thus has three separate devices. Reference numeral 1 denotes the electric potential difference whose measured value is to be detected. In FIG. 2, the same reference numerals to FIG. 1 designate the same means or devices.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (S) zur Erfassung eines Messwertes einer elektrischen Potentialdifferenz (1) und zur drahtlosen Abfra- ge des Messwertes, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Potentialdifferenz (1) erfassende Modulationserzeu- gungseinrichtung (2) mit einem Modulationssignal eine Reflek- tionsmodulationseinrichtung (3) ansteuert, die die Reflekti- onseigenschaften einer Sensorantenne (4) derart moduliert, dass der Messwert der Potentialdifferenz (1) mittels einer1. Device (S) for acquiring a measured value of an electrical potential difference (1) and for wireless polling of the measured value, characterized in that a modulation generating device (2) detecting the potential difference (1) comprises a modulation modulator (Ref. 3), which modulates the reflection properties of a sensor antenna (4) such that the measured value of the potential difference (1) is detected by means of a
Hochfrequenz- (HF-) Signale abstrahlenden und wieder empfangenden Abfrageeinrichtung (5) von der Sensorantenne (4) entlang einer Funkstrecke (6) abfragbar ist.Radio frequency (RF) signals radiating and again receiving interrogator (5) of the sensor antenna (4) along a radio link (6) can be queried.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu erfassende elektrische Potentialdifferenz (1) statisch ist .2. Device according to claim 1, characterized in that the electrical potential difference (1) to be detected is static.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulationssignal der Modulationserzeugungseinrichtung (2) mittels Frequenz und/oder Pulsbreite moduliert ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the modulation signal of the modulation generating means (2) is modulated by means of frequency and / or pulse width.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Modulationserzeugungseinrichtung (2) erzeugte Frequenz im Bereich bis einige 100 KHz bereitgestellt ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the frequency generated by means of the modulation generating means (2) is provided in the range up to some 100 KHz.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Energieversorgung der Modulationserzeugungseinrich- tung (2) dienende Energieversorgungseinrichtung (8) von der zu erfassenden Potentialdifferenz (1) mit elektrischer Energie versorgt ist. 5. Device according to one or more of the preceding claims 1 to 4, characterized in that a for supplying power to the Modulationserzeugungseinrich- device (2) serving energy supply means (8) of the to be detected potential difference (1) is supplied with electrical energy.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinrichtung (8) alternativ oder kumulativ mittels einer separaten Energiequelle, insbesondere elektrischer Batterie, Solarzelle, Erschütterungsgenerator und/oder Thermogenerator, mit elektrischer Energie versorgt ist .6. The device according to claim 5, characterized in that the energy supply device (8) is supplied alternatively or cumulatively by means of a separate energy source, in particular electric battery, solar cell, vibration generator and / or thermogenerator, with electrical energy.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden An- sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abfragen der Identität der Vorrichtung die Sensorantenne7. Device according to one or more of the preceding claims 1 to 6, characterized in that for interrogating the identity of the device, the sensor antenna
(4) elektrisch mit einem RFID-Tag (7) verbunden ist.(4) is electrically connected to an RFID tag (7).
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abfragen der Funktionsfähigkeit der Funkstrecke (6) die Sensorantenne (4) elektrisch mit einem RFID-Tag (7) verbunden ist.8. Device according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that for interrogating the functionality of the radio link (6), the sensor antenna (4) is electrically connected to an RFID tag (7).
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abfragen mittels einer mobilen und/oder sich bewegenden9. Device according to one or more of the preceding claims 1 to 8, characterized in that for querying by means of a mobile and / or moving
Abfrageeinrichtung (5) , diese derart bereitgestellt ist, dass eine sehr schnelle Messwertübertragung, beispielsweise mittels einer großen Bandbreite der von der AbfrageeinrichtungPolling device (5), which is provided such that a very fast measured value transmission, for example by means of a large bandwidth that of the interrogator
(5) abgestrahlten Hochfrequenz- (HF-) Signale, erzeugt ist.(5) radiated radio frequency (RF) signals is generated.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass weitere physikalische Größen erfasst werden, die ohne oder mit geringer zusätzliche Energieversorgung in die elektrische Potentialdifferenz (1) umgewandelt werden können. 10. The device according to one or more of the preceding claims 1 to 9, characterized in that further physical variables are detected, which can be converted without or with little additional energy supply in the electrical potential difference (1).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren physikalischen Größen Beleuchtungsstärke, Drehzahl und/oder Drehwinkel sind.11. The device according to claim 10, characterized in that the other physical quantities illuminance, speed and / or rotation angle.
12. Verfahren zum Erfassen eines Messwertes einer elektrischen Potentialdifferenz (1) und zum drahtlosen Abfragen des Messwertes, gekennzeichnet durch12. A method for detecting a measured value of an electrical potential difference (1) and for wireless interrogation of the measured value, characterized by
- mittels einer Modulationserzeugungseinrichtung (2) erfol- gendes Umwandeln der Potentialdifferenz (1) in ein Modulationssignal zum Ansteuern einer Reflektionsmodulationseinrich- tung (3), die die Reflektionseigenschaften einer Sensorantenne (4) beeinflusst ,converting the potential difference (1) into a modulation signal for driving a reflection modulation device (3), which influences the reflection properties of a sensor antenna (4), by means of a modulation generation device (2),
- mittels einer Hochfrequenz- (HF-) Signale abstrahlenden und wieder empfangenden Abfrageeinrichtung (5) erfolgendes Abfragen des Messwertes der Potentialdifferenz (1) von der Sensorantenne (4) entlang einer Funkstrecke (6).- Interrogation of the measured value of the potential difference (1) from the sensor antenna (4) along a radio link (6) by means of a high-frequency (RF) signals radiating and again receiving interrogator (5).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zu erfassende elektrische Potentialdifferenz (1) statisch ist.13. The method according to claim 12, characterized in that the electrical potential difference (1) to be detected is static.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulationssignal der Modulationserzeugungseinrichtung (2) mittels Frequenz und/oder Pulsbreite moduliert wird.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the modulation signal of the modulation generating means (2) is modulated by means of frequency and / or pulse width.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Modulationserzeugungseinrichtung (2) erzeugte Frequenz im Bereich bis einige 10OkHz bereitgestellt wird.15. The method according to claim 14, characterized in that the means of the modulation generating means (2) generated frequency is provided in the range to some 10OkHz.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An- sprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Energieversorgung der Modulationserzeugungseinrich- tung (2) dienende Energieversorgungseinrichtung (8) von der zu erfassenden Potentialdifferenz (1) mit elektrischer Energie versorgt wird.16. Method according to one or more of the preceding claims 12 to 15, characterized in that a power supply device (8) serving to supply power to the modulation generating device (2) is provided by the to be detected potential difference (1) is supplied with electrical energy.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinrichtung (8) alternativ oder kumulativ mittels einer separaten Energiequelle, insbesondere elektrischer Batterie, Solarzelle, Erschütterungsgenerator und/oder Thermogenerator, mit elektrischer Energie versorgt wird.17. The method according to claim 16, characterized in that the energy supply device (8) is supplied alternatively or cumulatively by means of a separate energy source, in particular electric battery, solar cell, vibration generator and / or thermogenerator, with electrical energy.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 12 bis 17, gekennzeichnet durch Abfragen der Identität der Vorrichtung mittels eines an die Sensorantenne (4) elektrisch angeschlossenen RFID-Tags (7) .18. The method according to one or more of the preceding claims 12 to 17, characterized by querying the identity of the device by means of a to the sensor antenna (4) electrically connected RFID tags (7).
19. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 12 bis 18, gekennzeichnet durch19. The method according to one or more of the preceding claims 12 to 18, characterized by
Abfragen der Funktionsfähigkeit der Funkstrecke (6) mittels eines an die Sensorantenne (4) elektrisch angeschlossenen RFID-Tags (7) .Querying the functionality of the radio link (6) by means of an RFID tag (7) electrically connected to the sensor antenna (4).
20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abfragen mittels einer mobilen und/oder sich bewegenden Abfrageeinrichtung (5) , diese derart bereitgestellt ist, dass eine sehr schnelle Messwertübertragung, beispielsweise mittels einer großen Bandbreite der von der Abfrageeinrichtung (5) abgestrahlten Hochfrequenz- (HF-) Signale, erzeugt ist.20. The method according to one or more of the preceding claims 12 to 19, characterized in that for querying by means of a mobile and / or moving interrogator (5), this is provided such that a very fast measured value transmission, for example by means of a large bandwidth of generated by the interrogator (5) radiated high frequency (RF) signals generated.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An- sprüche 12 bis 20, gekennzeichnet durch Erfassen weiterer physikalischer Größen mittels deren ohne oder mit geringer zusätzlicher Energieversorgung erfolgendes Umwandeln in die elektrische Potentialdifferenz (1).21. The method according to one or more of the preceding claims 12 to 20, characterized by Detecting further physical quantities by means of their without or with little additional energy supply conversion into the electrical potential difference (1).
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren physikalischen Größen Beleuchtungsstärke, Drehzahl und/oder Drehwinkel sind. 22. The method according to claim 21, characterized in that the further physical quantities illuminance, speed and / or rotation angle.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007011232A1 (en) 2007-03-06 2008-09-11 Siemens Ag Method for interrogating a measured value
US8362961B2 (en) 2009-11-03 2013-01-29 Honeywell International Inc. Modulated antenna for wireless communications
DE102012204022A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Gas turbine and method for its operation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
YU39528B (en) * 1974-10-21 1984-12-31 M Silvin Leskovar Measuring-transmitting device high-tension lines
JP4448214B2 (en) * 1999-11-02 2010-04-07 重雄 山本 Verification device
DE10210037A1 (en) * 2002-03-07 2003-10-02 Siemens Ag Active backscatter transponder, communication system with such an and method for transmitting data with such an active backscatter transponder
DE10239303B4 (en) * 2002-08-27 2006-08-03 Siemens Ag Energy self-modulated backscatter transponder
DE102004062132A1 (en) * 2004-12-23 2006-07-13 Atmel Germany Gmbh Backscatter transponder
DE102005037582A1 (en) * 2005-08-09 2007-02-22 Siemens Ag Locatable and energy self-sufficient backscatter transponder for the acquisition of measured variables

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008104487A2 *

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