EP3262382A1 - Messgerät - Google Patents

Messgerät

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Publication number
EP3262382A1
EP3262382A1 EP15707332.1A EP15707332A EP3262382A1 EP 3262382 A1 EP3262382 A1 EP 3262382A1 EP 15707332 A EP15707332 A EP 15707332A EP 3262382 A1 EP3262382 A1 EP 3262382A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
measuring device
memory
processor
sensor
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Withdrawn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
EP15707332.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Mellert
Herbert Auber
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.)
Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
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 Vega Grieshaber KG filed Critical Vega Grieshaber KG
Publication of EP3262382A1 publication Critical patent/EP3262382A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32149—Display working condition data, real measured data and tolerance
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37522—Determine validity of measured signals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37581—Measuring errors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • each measurement has measured value deviations, ie measurement errors. Particularly in the area of process monitoring, it is of critical importance to accurately determine and adequately take into account the occurring measured value deviations .
  • Prob ⁇ lematic is that a number of different factors must be taken into account for a precise calculation of the measurement errors, which makes the calculation of the Messwertab ⁇ deviations by the user consuming.
  • the factors used in this calculation partly change with the respective current environmental and basic conditions, for example an operating temperature or operating time of the measuring device. So it is not enough, once for that
  • the object of the invention is to provide a measuring device, are avoided with the based on error estimation worst-case estimates of measurement errors and from them resulting losses in process efficiency of Prozes ⁇ sen, in particular manufacturing processes Kings ⁇ nen, especially for a the user comfort stei ⁇ -enhancing manner.
  • This object is achieved by a measuring device with the Merkma ⁇ len of claim 1.
  • the inventive measuring device has at least one sensor, at least one processor, at least one memory and min ⁇ least an output interface.
  • an output ⁇ interface within the meaning of this invention are both interfaces for indirect or direct output to a user of the system, such as an operating tool, a control computer, an analog or digital display, or a display, to understand as well as data interfaces for electronic signal communication with which a read-out by an electronic control system or a computer-optionally ⁇ geenfines- control system is made possible.
  • the processor and the memory can first access the processor to the memory, secondly, the sensor readings write directly to memory, and / or transmit to the processor, and thirdly, a data set from the memory and / or by the processor to the output ⁇ interface are forwarded.
  • a signal communication can take place by connection via electrical conductors or printed conductors.
  • the invention is characterized in that at least in a region of the memory device-specific data and / or rise to application ⁇ specific data of a calculation of the measured value deviation, on the basis of the device-specific data and / or application-specific data and the measured measurement data are stored, that the processor on Implementation set is and that the calculated measured value deviation can be output via the output interface, in particular readable, readable or retrievable.
  • the measured data include ei ⁇ nen pressure and / or temperature and / or an operating time since these parameters are re ⁇ levant one hand, for many processes and on the other typical variables which influence the aktuel- len value of the measurement error is , represent. Be ⁇ Sonders well, the invention is therefore suitable for measuring instruments, the pressure transmitters are ⁇ , can be used.
  • the device-specific data stored in the memory data for accuracy class and / or data to individually determined for the instrumentommetoef ⁇ coefficients and / or data for the construction of the sensor system umfas ⁇ sen.'S
  • the device-specific apparatus A ⁇ influences on the measurement error in the calculation can be determined the same as precisely as possible.
  • these data are subject to further environmental conditions, it is preferable to allow the loading ⁇ consideration of this dependence either by depositing the appropriate data tables or equivalent analytical ⁇ shear descriptions, eg in the form of correction coefficients or functions that reflect the dependencies authentic i ⁇ cher ,
  • the application-specific data comprises data from a device adjustment and / or a linearisation and / or Informa ⁇ tions for use.
  • ⁇ A possible friendliness can be provided to take account of influences on the measurement ⁇ deviation which results from the respective actual use situation.
  • the processor is also used to simulate measured data and to calculate the measured value deviation using the Si mulated data is set up as measured measurement data for calculating the measured value deviation.
  • the maximum measured value deviation determined during the simulation can be output via the output interface, this can be used as part of asset management to monitor the operating conditions.
  • the user can determine by analyzing the simulated measured value deviations and the contributions of different possible in this incoming single error optimization potential. In combination with asset management, individual errors can then be monitored and limit values can be set for these individual errors.
  • 1 shows a measuring device 100 with a sensor 111, which is designed as a temperature sensor, a sensor 112, which is designed as a pressure sensor and a sensor 113 for detecting the operating time of the measuring device 100.
  • the measuring device 100 may be in particular a pressure transducer.
  • the sensors 111,112,113 are provided via signal lines 170d, 170e, 170f, which may be performed, for example, as a cable or conductors from ⁇ , in signal communication with a pro- cessor 120, and can be measured him about measurement data übermit ⁇ stuffs.
  • the processor 120 is in turn via the signal line 170b with a memory 130 in signal communication, which in particular allows the storage of measured measurement data, but in an alternative, not shown ⁇ execution form are also possible directly via signal lines from the sensors 111,112,113 to the memory could.
  • the processor via the signal line 170c with egg ⁇ ner output interface 140 may be implemented as a plug contact for a circuit-based data output, or as a wireless interface for wireless data output, in Sig ⁇ nalkommunikation is so that the processor 120 is transmitted or of This computed data can be forwarded to the output interface 140 for retrieval or read from outside the meter 100.
  • the memory 130 and the interface 140 are provided on the signal line 170a in signal communication MITEI ⁇ Nander.
  • Device-specific data 150 and application-specific data 160 are stored in different memory areas of the memory 130.
  • the processor 120 is thereby in the illustrated embodiment for performing a calculation of the measured value deviation on the basis of the device-specific
  • a program comprising a routine for calculating the measured value deviation from this data.
  • the processor 120 it would also be sufficient, for example, for the processor 120 to process such a program, which is stored elsewhere.
  • the measurement error of the measuring device 100 during insertion of the pressure measuring sensor which is also referred to as a total deviation or Ge ⁇ consumption as the sum of error Ftotai Grundgenauig ⁇ ness Fperf and long term stability F sta b.
  • the basic accuracy F by f is in this case of thermal AEN alteration of zero signal and output span FT and the Messab ⁇ deviation FKI together and according to the laws of Gauss's see error propagation by the square root of the sum of the Quadarate the individual error components given.
  • the thermal change FT can be determined from device-specific data. This requires a temperature-dependent basic temperature error F TB by a factor FMZ, which depends on the konkre ⁇ th configuration of the measuring cell, and a wide ⁇ ren additional factor FTD, the respective turndown crumblspie- gelt, be multiplied.
  • the output interface 140 is a digital signal output, which takes place via HART, Profibus PA or Foundation Fieldbus, the basic accuracy F per f can be calculated with these values alone.
  • Output interface 140 in particular in a 4 ... 20mA output is also the thermal change of gear Stromaus ⁇ F a to be considered, which also belongs to the device-specific data ⁇ .
  • the turn-down (FTD) results from the quotient of the adjustment to the measuring range. If only part of the measuring range is taken advantage of by an adjustment, the error increases in relation to the adjusted range with the factor FTD.
  • the volume is usually calculated from the measured height (proportional to the pressure) with the aid of the container geometry. It may result from low sub ⁇ differences of height major differences in volume. Accordingly, an error in height increases to the same extent on the volume.
  • the application is a setting of the meter. The error of the measured value also depends on the measured value at be voted ⁇ applications, so he changed ⁇ rich over the Messbe. This must also be taken into account in the calculation.
  • the individual steps in the error calculation can be schematically shown as flow depicting ⁇ len to the manner shown in Figure 2.
  • a first step 10 using the measured data pressure 1, temperature 2 and operating time 3 and the device-specific data 150 measured by the sensors 111, 112, 113, first the maximum errors that are due to the sensors 111, 112, 113 are calculated , This includes, in addition to the statistical measurement errors, linearity errors, temperature errors and long-term drift effects.
  • this result is taking into account the ⁇ application-specific data 160 to the calculation of the maximum error by user settings, insbesonde- re balance, application effects and it linearization effects ⁇ supplemented.
  • a third step 30 the supplemented result is then supplemented by any errors in the measured value output in order to determine the final measured value deviation.
  • these errors under the example, the temperature error of a current stage of the output interface 140 falls to the device-specific errors ⁇ , therefore, recourse is 150 fen in this step to that particular date of the device-specific data.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Bereitgestellt wird Messgerät (100) mit mindestens einem Sensor (111,112,113), mindestens einem Prozessor (120), mindestens einem Speicher (130) und mindestens einer Ausgabeschnittstelle (140), wobei zumindest erstens der Prozessor (120) und der Speicher (130), zweitens der Sensor (111,112,113) und der Speicher (130) oder der Sensor (111,112,113) und der Prozessor (120) sowie drittens zumindest die Ausgabeschnittstelle (140) und der Speicher (130) oder die Ausgabeschnittstelle (140) und der Prozessor (120) miteinander in Signalkommunikation stehen, bei dem zumindest in einem Bereich des Speichers (130) gerätespezifische Daten (150) und/oder anwendungsspezifische Daten (160) hinterlegt sind, wobei der Prozessor (120) zur Durchführung einer Berechnung der Messwertabweichung (4) auf der Basis der gerätespezifischen Daten (150), der anwendungsspezifischen Daten (160) und der durch den Sensor (111, 112,113) gemessenen Messdaten (1,2,3) eingerichtet ist und wobei die berechnete Messwertabweichung (4) über die Ausgabeschnittstelle (140) ausgebbar ist.

Description

Messgerät
Messgeräte spielen bei der Überwachung von Prozessen, insbe¬ sondere industriellen Produktionsprozessen, beispielsweise in der chemischen Industrie, eine wesentliche Rolle. Da bei man¬ chen Herstellungsprozessen die Eigenschaften des Produkts we¬ sentlich von den Prozessbedingungen abhängen, werden diese üb¬ licherweise durch Messgeräte mit Sensoren zur Detektion der jeweils relevanten Prozessbedingungen überwacht. Ergibt diese Überwachung eine Überschreitung eines kritischen Wertes, muss in den Prozess eingegriffen werden, um die Qualitätsstandards zu halten.
Naturgemäß weist jede Messung Messwertabweichungen, d.h. Mess- fehler, auf. Gerade im Bereich der Prozessüberwachung ist es von kritischer Bedeutung, die auftretenden Messwertabweichun¬ gen akkurat zu bestimmen und adäquat zu berücksichtigen. Prob¬ lematisch ist dabei, dass für eine präzise Berechnung der Messwertabweichungen eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren berücksichtigt werden muss, was die Berechnung der Messwertab¬ weichungen durch den Benutzer aufwändig macht. Zudem ändern sich die in diese Berechnung einfließenden Faktoren teilweise mit den jeweils aktuellen Umgebungs- und Rahmenbedingungen, beispielsweise einer Betriebstemperatur oder Betriebsdauer des Messgeräts. Es ist also nicht damit getan, einmal für das
Messgerät eine Berechnung der Messwertabweichung vorzunehmen, sondern diese muss immer wieder wiederholt werden.
In der Praxis wird diese Problematik oftmals dadurch umgangen, dass eine einmalige worst-case Abschätzung der Messwertabwei¬ chung durchgeführt wird. Dies führt aber zu Verlusten in der Prozesseffizienz, weil damit in einer Reihe von Fällen ledig¬ lich wegen einer zu groß abgeschätzten Messwertabweichung eine Überschreitung eines kritischen Wertes detektiert und ein Ein¬ griff in den Prozess erzwungen wird, obwohl sich bei einer exakten Berechnung der aktuellen Messwertabweichung ergeben würde, dass tatsächlich noch keine Überschreitung des kriti- sehen Werts vorliegt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Messgerät bereitzustellen, mit dem auf Fehlerabschätzung basierende worst-case Abschätzungen der Messwertabweichungen und aus ihnen resultierende Verluste der Prozesseffizienz von Prozes¬ sen, insbesondere Herstellungsprozessen, vermieden werden kön¬ nen, und zwar insbesondere auf eine den Benutzerkomfort stei¬ gernde Weise. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Messgerät mit den Merkma¬ len des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin¬ dung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Messgerät weist mindestens einen Sensor, mindestens einen Prozessor, mindestens einen Speicher und min¬ destens eine Ausgabeschnittstelle auf. Unter einer Ausgabe¬ schnittstelle im Sinne dieser Erfindung sind dabei sowohl Schnittstellen zur mittelbaren oder unmittelbaren Ausgabe an einen Benutzer der Anlage, wie z.B. ein Bedientool, einen Steuerrechner, eine analoge oder digitale Anzeige oder ein Display, zu verstehen als auch Datenschnittstellen für eine elektronische Signalkommunikation, mit denen ein Auslesen durch eine Steuerelektronik oder ein -gegebenenfalls computer¬ gestütztes- Leitsystem ermöglicht wird.
Insbesondere soll die Verwendung des Begriffs „Ausgabeschnitt¬ stelle" nicht implizieren, dass es sich um eine reine Ausgabe¬ schnittstelle handeln muss, die eine Eingabe nicht ermöglicht, sondern lediglich besagen, dass die Schnittstelle jedenfalls zur Ausgabe verwendet werden kann.
Dabei stehen erstens der Prozessor und der Speicher, zweitens der Sensor und der Speicher oder der Sensor und der Prozessor sowie drittens zumindest die Ausgabeschnittstelle und der Speicher oder die Ausgabeschnittstelle und der Prozessor mit¬ einander in Signalkommunikation. Dementsprechend kann insbe¬ sondere erstens der Prozessor auf den Speicher zugreifen, zweitens der Sensor Messwerte direkt in den Speicher schreiben und/oder dem Prozessor zuleiten und drittens ein Datensatz aus dem Speicher und/oder durch den Prozessor an die Ausgabe¬ schnittstelle weitergeleitet werden. Beispielsweise kann eine solche Signalkommunikation durch Verbindung über elektrische Leiter oder Leiterbahnen erfolgen.
Erfindungswesentlich ist, dass zumindest in einem Bereich des Speichers gerätespezifische Daten und/oder anwendungsspezifi¬ sche Daten hinterlegt sind, dass der Prozessor zur Durchfüh- rung einer Berechnung der Messwertabweichung auf der Basis der gerätespezifischen Daten und/oder anwendungsspezifischen Daten sowie der gemessenen Messdaten eingerichtet ist und dass die berechnete Messwertabweichung über die Ausgabeschnittstelle ausgebbar, insbesondere auslesbar, ablesbar oder abrufbar, ist.
Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, dass zu jedem Zeit¬ punkt ein aktueller Wert der Messwertabweichung des Messgeräts über die Ausgabeschnittstelle abgerufen bzw. ausgelesen werden kann, der insbesondere nicht mehr mühsam und aufwändig von ei¬ nem menschlichen Benutzer berechnet werden oder grob abge¬ schätzt werden muss. Besonders bevorzugt ist es, wenn die gemessenen Messdaten ei¬ nen Druck und/oder eine Temperatur und/oder eine Betriebsdauer umfassen, da diese Parameter einerseits für viele Prozesse re¬ levant sind und andererseits typische Größen, die den aktuel- len Wert der Messwertabweichung beeinflussen, darstellen. Be¬ sonders gut ist die Erfindung daher für Messgeräte, die Druck¬ messumformer sind, einsetzbar.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die im Speicher gespeicherten gerätespezifischen Daten Daten zur Genauigkeitsklasse und/oder Daten zu individuell für das Messgerät ermittelten Fehlerkoef¬ fizienten und/oder Daten zum Aufbau des Sensorsystems umfas¬ sen. Damit lassen sich die gerätespezifischen apparativen Ein¬ flüsse auf die Messwertabweichung bei der Berechnung derselben möglichst genau bestimmen. Sofern diese Daten abhängig von weiteren Umgebungsbedingungen sind, ist es bevorzugt, die Be¬ rücksichtigung dieser Abhängigkeit entweder durch Hinterlegung entsprechender Messwerttabellen oder entsprechender analyti¬ scher Beschreibungen, z.B. in Form von Korrekturkoeffizienten oder Funktionen, die die Abhängigkeiten wiedergeben, im Spei¬ cher zu ermöglichen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vor¬ gesehen, dass die anwendungsspezifischen Daten Daten aus einem Geräteabgleich und/oder einer Linearisierung und/oder Informa¬ tionen zur Anwendung umfassen. Auf diese Weise kann eine Mög¬ lichkeit zur Berücksichtigung von Einflüssen auf die Mess¬ wertabweichung geschaffen werden, die sich aus der jeweiligen konkreten Anwendungssituation heraus ergibt.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Messgeräts, bei der der Prozessor ferner zur Simulation von Messdaten und zur Berechnung der Messwertabweichung unter Verwendung der si- mulierten Daten als gemessene Messdaten für die Berechnung der Messwertabweichung eingerichtet ist. Durch eine solche Simula¬ tion, bei der die eigentlich für die Berechnung der Mess¬ wertabweichung verwendeten Messdaten des mindestens einen Sen¬ sors durch vorgegebene, simulierte Daten bei der Berechnung der Messwertabweichung ersetzt werden, kann sich der Benutzer auf einfache Weise einen Überblick über die Messwertabweichun¬ gen, die im Rahmen der üblichen Prozessbedingungen zu erwarten sind, verschaffen.
Wenn zusätzlich die bei der Simulation ermittelte maximale Messwertabweichung über die Ausgabeschnittstelle ausgebbar ist, kann diese im Rahmen eines Asset-Managements verwendet werden, um die Betriebsbedingungen zu überwachen.
Wenn alternativ oder zusätzlich die bei der Simulation ermit¬ telte Messwertabweichung in Einzelfehler aufgeschlüsselt über die Ausgabenschnittstelle ausgebbar ist, kann der Anwender durch Analyse der simulierten Messwertabweichungen und der Beiträge unterschiedlicher in diese eingehender Einzelfehler mögliches Optimierungspotential ermitteln. In Kombination mit einem Asset-Management kann dann auch eine Überwachung der Einzelfehler erfolgen und eine Festsetzung von Grenzwerten für diese Einzelfehler erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und Beispie¬ len näher erläutert. Es zeigen:
Fig.l: Den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen
Messgeräts, und
Fig.2: den schematischen Ablauf einer Fehlerberechnung. Figur 1 zeigt ein Messgerät 100 mit einem Sensor 111, der als Temperatursensor ausgeführt ist, einem Sensor 112, der als Drucksensor ausgeführt ist und einem Sensor 113 zur Erfassung der Betriebsdauer des Messgeräts 100. Das Messgerät 100 kann insbesondere ein Druckmessumformer sein.
Die Sensoren 111,112,113 stehen über Signalleitungen 170d, 170e,170f, die beispielsweise als Kabel oder Leiterbahnen aus¬ geführt sein können, in Signalkommunikation mit einem Prozes- sor 120 und können ihm darüber gemessene Messdaten übermit¬ teln .
Der Prozessor 120 steht seinerseits über die Signalleitung 170b mit einem Speicher 130 in Signalkommunikation, was insbe- sondere die Speicherung von gemessenen Messdaten erlaubt, die aber in einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungs¬ form auch unmittelbar über Signalleitungen von den Sensoren 111,112,113 zum Speicher ermöglicht werden könnte. Ferner steht der Prozessor über die Signalleitung 170c mit ei¬ ner Ausgabeschnittstelle 140, die z.B. als Steckkontakt für eine leitungsbasierte Datenausgabe, oder als Funk-Interface für eine drahtlose Datenausgabe ausgeführt sein kann, in Sig¬ nalkommunikation, so dass dem Prozessor 120 übermittelte oder von diesem errechnete Daten an die Ausgabeschnittstelle 140 zum Abruf bzw. zur Auslese von außerhalb des Messgeräts 100 weitergeleitet werden können.
Schließlich stehen auch der Speicher 130 und die Schnittstelle 140 über die Signalleitung 170a in Signalkommunikation mitei¬ nander . In unterschiedlichen Speicherbereichen des Speichers 130 sind gerätespezifische Daten 150 und anwendungsspezifische Daten 160 hinterlegt. Der Prozessor 120 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch zur Durchführung einer Berechnung der Messwertabweichung auf der Basis der gerätespezifischen
Daten 150, der anwendungsspezifischen Daten 160 und der gemes¬ senen Messdaten eingerichtet, dass er einen Programmspeicher 121 aufweist, in welchem ein Programm hinterlegt ist, das eine Routine zur Berechnung der Messwertabweichung aus diesen Daten umfasst. Alternativ wäre aber beispielsweise auch ausreichend, dass der Prozessor 120 ein solches Programm abarbeitet, das an anderer Stelle gespeichert ist.
Die Messwertabweichung des Messgerätes 100 beim Einsetzen des Druckmesssensors, die auch als Gesamtabweichung oder Ge¬ brauchsfehler bezeichnet wird Ftotai als Summe der Grundgenauig¬ keit Fperf und LangzeitStabilität Fstab .
Die Grundgenauigkeit Fperf setzt sich dabei aus thermischer Än- derung von Nullsignal und Ausgangsspanne FT sowie der Messab¬ weichung FKI zusammen und ist entsprechend den Gesetzen der Gauß' sehen Fehlerfortpflanzung durch die Wurzel aus der Summe der Quadarate der einzelnen Fehlerkomponenten gegeben. Die thermische Änderung FT lässt sich aus gerätespezifischen Daten bestimmen. Dazu muss ein temperaturabhängiger Basis- Temperaturfehler FTB mit einem Faktor FMZ, der von der konkre¬ ten Ausgestaltung der Messzelle abhängt, und mit einem weite¬ ren Zusatzfaktor FTD, der den jeweiligen Turn Down wiederspie- gelt, multipliziert werden. Ist die Ausgabeschnittstelle 140 ein digitaler Signalausgang, welcher über HART, Profibus PA oder Foundation Fieldbus erfolgt, ist allein mit diesen Werten die Grundgenauigkeit Fperf berechenbar. Bei anderen Arten der Ausgabeschnittstelle 140, insbesondere bei einem 4...20mA- Ausgang ist zusätzlich die thermische Änderung des Stromaus¬ ganges Fa zu berücksichtigen, welche ebenfalls zu den geräte¬ spezifischen Daten gehört.
Ebenfalls gerätespezifisch ist die Langzeitdrift des Nullsig¬ nals F stab, die ebenfalls vom jeweiligen Turn Down abhängt.
Neben diese gerätespezifischen Effekte treten zu berücksichti- gende Effekte, welche sich aus der Art und Weise, wie der An¬ wender ein Gerät einsetzt, ergeben. Diese Art und Weise spie¬ gelt sich in den Einstellungen, mit denen er das Gerät be¬ treibt, wieder, so dass durch die beim Betrieb des Geräts ver¬ wendeten Einstellungen weitere bei der Fehlerermittlung zu be- rücksichtigende Einflüsse definiert werden, die herstellersei- tig in Abhängigkeit von den jeweiligen Einstellungen des Gerä¬ tetyps ermittelt werden und beispielsweise in einem Speicher des Geräts hinterlegt werden, um auch bei einer automatisier¬ ten Fehlerberechnung Berücksichtigung zu finden.
Der Turn Down (FTD) ergibt sich aus dem Quotient von Abgleich zu Messbereich. Wird durch einen Abgleich nur ein Teil des Messbereichs ausgenutzt, verstärkt sich der Fehler bezogen auf den abgeglichenen Bereich mit dem Faktor FTD.
Bei einer Linearisierung wird in der Regel aus der gemessenen Höhe (proportional zum Druck) mit Hilfe der Behältergeometrie das Volumen berechnet. Es können sich durch geringe Unter¬ schiede der Höhe große Unterschiede im Volumen ergeben. Dem- entsprechend verstärkt sich ein Fehler in der Höhe im gleichen Maß auf das Volumen. Die Anwendung ist eine Einstellung des Messgeräts. Bei be¬ stimmten Anwendungen ist der Fehler des Messwerts auch vom Messwert abhängig, er verändert sich also über den Messbe¬ reich. Dies muss bei der Berechnung ebenfalls berücksichtigt werden.
Die Einzelschritte bei der Fehlerberechnung lassen sich auf die in Figur 2 gezeigte Weise schematisch als Ablauf darstel¬ len. In einem ersten Schritt 10 werden unter Verwendung der von den Sensoren 111, 112, 113 gemessenen Messdaten Druck 1, Temperatur 2 und Betriebsdauer 3 und der gerätespezifischen Daten 150 zunächst die maximalen Fehler, die auf die Sensoren 111, 112, 113 zurückzuführen sind, berechnet. Dies schließt insbesondere neben den statistischen Messfehlern Linearitäts- fehler, Temperaturfehler und Langzeitdrift-Effekte ein.
Im zweiten Schritt 20 wird dieses Ergebnis unter Berücksichti¬ gung der anwendungsspezifischen Daten 160 um die Berechnung des maximalen Fehlers durch Anwendereinstellungen, insbesonde- re Abgleich, Anwendungseffekte und Linearisierungseffekte er¬ gänzt .
In einem dritten Schritt 30 wird das ergänzte Ergebnis dann um etwaige Fehler der Messwertausgabe ergänzt, um die endgültige Messwertabweichung zu bestimmen. Systematisch gehören diese Fehler, unter die beispielsweise die Temperaturfehler einer Stromstufe der Ausgabeschnittstelle 140 fällt, zu den geräte¬ spezifischen Fehlern, deshalb in diesem Schritt auf dieses spezielle Datum der gerätespezifischen Daten 150 zurückgegrif- fen wird.
Dadurch, dass die - heutzutage meist nur über die Betriebsan¬ leitung zugänglichen - gerätespezifischen Daten 150 und/oder die anwendungsspezifischen Daten 160 erfindungsgemäß in Spei¬ cherbereichen des Speichers 130 des Messgeräts 100 hinterlegt werden, wird es möglich, durch einen dazu eingerichteten Pro¬ zessor 110 automatisch zu jedem Zeitpunkt die Messwertabwei- chung berechnen und über die Ausgabeschnittstelle 140 ausgeben zu lassen und damit eine Reduktion der Prozesseffizienz ge¬ zielt zu vermeiden.
Bezugs zeichenliste
1 Druckmesswert
2 Temperaturmesswert
3 Betriebsdauermesswert
10 Erster Schritt
20 Zweiter Schritt
30 Dritter Schritt
100 Messgerät
111 Sensor
112 Sensor
113 Sensor
120 Prozessor
121 Programmspeicher
130 Speicher
140 Ausgabeschnittstelle
150 gerätespezifische Daten
160 anwendungsspezifische Daten
170a Signalleitung
170b Signalleitung
170c Signalleitung
170d Signalleitung
170e Signalleitung
170f Signalleitung

Claims

Messgerät (100) mit mindestens einem Sensor (111,112,113), mindestens einem Prozessor (120), mindestens einem Spei¬ cher (130) und mindestens einer Ausgabeschnittstelle
(140), wobei zumindest erstens der Prozessor (120) und der Speicher (130), zweitens der Sensor (111,112,113) und der Speicher (130) oder der Sensor (111,112,113) und der Pro¬ zessor (120) sowie drittens zumindest die Ausgabeschnitt¬ stelle (140) und der Speicher (130) oder die Ausgabe¬ schnittstelle (140) und der Prozessor (120) miteinander in Signalkommunikation stehen
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumin¬ dest in einem Bereich des Speichers (130) gerätespezifi¬ sche Daten (150) und/oder anwendungsspezifische Daten (160) hinterlegt sind, dass der Prozessor (120) zur Durch¬ führung einer Berechnung der Messwertabweichung (4) auf der Basis der gerätespezifischen Daten (150) und/oder an¬ wendungsspezifischen Daten (160) sowie der durch den Sen¬ sor (111, 112,113) gemessenen Messdaten (1,2,3) eingerich¬ tet ist und dass die berechnete Messwertabweichung (4) über die Ausgabeschnittstelle (140) ausgebbar ist.
Messgerät (100) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Aus¬ gabeschnittstelle ein Display, ein Bedientool oder eine Datenschnittstelle ist.
Messgerät (100) nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die ge¬ messenen Messdaten (1,2,3) einen Druck und/oder eine Tem¬ peratur und/oder eine Betriebsdauer umfassen. Messgerät (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die ge¬ rätespezifischen Daten (150) Daten zur Genauigkeitsklasse und/oder Daten zu individuell für das Messgerät (100) er¬ mittelten Fehlerkoeffizienten und/oder Daten zum Aufbau des Sensors (111,112,113) umfassen.
Messgerät (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die an¬ wendungsspezifischen Daten (160) Daten aus einem Geräteab- gleich und/oder einer Linearisierung und/oder Informatio¬ nen zur Anwendung umfassen.
Messgerät (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Pro¬ zessor (120) ferner zur Simulation von Messdaten und zur Berechnung der Messwertabweichung (4) unter Verwendung der simulierten Daten als gemessene Messdaten (1,2,3) für die Berechnung der Messwertabweichung (4) eingerichtet ist.
Messgerät (100) nach Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die bei der Simulation ermittelte maximale Messwertabweichung (4) über die Ausgabeschnittstelle (140) ausgebbar ist.
Messgerät (100) nach Anspruch 6 oder 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die bei der Simulation ermittelte Messwertabweichung (4) in Ein¬ zelfehler aufgeschlüsselt über die Ausgabenschnittstelle (140) ausgebbar ist.
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