JPH1186176A - 測定装置 - Google Patents
測定装置Info
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- JPH1186176A JPH1186176A JP10197509A JP19750998A JPH1186176A JP H1186176 A JPH1186176 A JP H1186176A JP 10197509 A JP10197509 A JP 10197509A JP 19750998 A JP19750998 A JP 19750998A JP H1186176 A JPH1186176 A JP H1186176A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサアセンブリと評価アセンブリとを備え
た測定装置において、評価アセンブリを変更することな
くセンサアセンブリを容易に交換できるようにし、さら
にセンサアセンブリと評価アセンブリとの間において僅
かなコストで耐電圧の直流導電分離を行えるようにす
る。 【解決手段】 ディジタル化された測定データの処理の
ためのプログラムコードとセンサ固有の係数が、センサ
アセンブリ内の不揮発性ディジタルメモリに格納されて
いる。スイッチオン後、センサアセンブリに設けられて
いる制御回路によりメモリ内容の伝送が行われ、次に、
ディジタル測定データが単方向シリアルインタフェース
を介して評価アセンブリへ伝送される。
た測定装置において、評価アセンブリを変更することな
くセンサアセンブリを容易に交換できるようにし、さら
にセンサアセンブリと評価アセンブリとの間において僅
かなコストで耐電圧の直流導電分離を行えるようにす
る。 【解決手段】 ディジタル化された測定データの処理の
ためのプログラムコードとセンサ固有の係数が、センサ
アセンブリ内の不揮発性ディジタルメモリに格納されて
いる。スイッチオン後、センサアセンブリに設けられて
いる制御回路によりメモリ内容の伝送が行われ、次に、
ディジタル測定データが単方向シリアルインタフェース
を介して評価アセンブリへ伝送される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、センサアセンブリ
と評価アセンブリを備えており、前記センサアセンブリ
は、物理的な測定量を捕捉する少なくとも１つのセンサ
と、センサから供給されたアナログ測定信号をディジタ
ル化するためにセンサごとに１つ設けられたアナログ／
ディジタル変換器と、センサ固有の特性データの格納さ
れた不揮発性ディジタルメモリとを有しており、前記評
価アセンブリはディジタルインタフェースを介して前記
センサアセンブリと接続されており、前記評価アセンブ
リは、センサアセンブリから送出されディジタル化され
た測定データをディジタル処理する装置と、処理された
測定データのための出力装置と、電流供給装置とを有す
る、測定装置に関する。
と評価アセンブリを備えており、前記センサアセンブリ
は、物理的な測定量を捕捉する少なくとも１つのセンサ
と、センサから供給されたアナログ測定信号をディジタ
ル化するためにセンサごとに１つ設けられたアナログ／
ディジタル変換器と、センサ固有の特性データの格納さ
れた不揮発性ディジタルメモリとを有しており、前記評
価アセンブリはディジタルインタフェースを介して前記
センサアセンブリと接続されており、前記評価アセンブ
リは、センサアセンブリから送出されディジタル化され
た測定データをディジタル処理する装置と、処理された
測定データのための出力装置と、電流供給装置とを有す
る、測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような形式の測定装置によれば、セ
ンサアセンブリにおけるセンサ信号をできるかぎりセン
サの近くでディジタル化することができ、また、補償や
出力に適した形態への測定結果の変換などの後続処理
を、センサアセンブリとは別個の評価アセンブリにおい
て行うことができる。このことにより、測定装置の耐障
害性や信号安定度が高まる。感度や温度係数など実験に
依存するセンサ特性データをセンサのところにじかに設
けられた不揮発性ディジタルメモリに格納することによ
り、まえもって製造された（組み立て部品として大量生
産された）調整済みのセンサアセンブリや評価アセンブ
リを用意しておくことで、多くの測定領域や許可場所に
対し納入期間を短く抑えることが、メーカにとって容易
になる。これに加えて、ユーザであっても修理や測定領
域装備変更を工場で新たに較正しなおすことなく迅速に
実施できる。
ンサアセンブリにおけるセンサ信号をできるかぎりセン
サの近くでディジタル化することができ、また、補償や
出力に適した形態への測定結果の変換などの後続処理
を、センサアセンブリとは別個の評価アセンブリにおい
て行うことができる。このことにより、測定装置の耐障
害性や信号安定度が高まる。感度や温度係数など実験に
依存するセンサ特性データをセンサのところにじかに設
けられた不揮発性ディジタルメモリに格納することによ
り、まえもって製造された（組み立て部品として大量生
産された）調整済みのセンサアセンブリや評価アセンブ
リを用意しておくことで、多くの測定領域や許可場所に
対し納入期間を短く抑えることが、メーカにとって容易
になる。これに加えて、ユーザであっても修理や測定領
域装備変更を工場で新たに較正しなおすことなく迅速に
実施できる。
【０００３】このような形式の公知の測定装置の場合、
センサアセンブリと評価アセンブリとの間のインタフェ
ースとして通常、評価アセンブリのマイクロコントロー
ラによって制御される双方向シリアル周辺バスが用いら
れる。この場合、マイクロコントローラはこのバスを介
して、アナログ／ディジタル変換器や不揮発性ディジタ
ルメモリなどセンサアセンブリの各コンポーネントをア
ドレス指定し、センサアセンブリのコンフィグレーショ
ンを整え、メモリ内容を読み出し、測定値を呼び出す。
このために必要とされるプログラムコードは、必要とさ
れるコンフィグレーションデータと同様、評価アセンブ
リ内に格納されている。したがってセンサアセンブリの
交換により、一般に評価アセンブリ内でも変更が必要と
なる。
センサアセンブリと評価アセンブリとの間のインタフェ
ースとして通常、評価アセンブリのマイクロコントロー
ラによって制御される双方向シリアル周辺バスが用いら
れる。この場合、マイクロコントローラはこのバスを介
して、アナログ／ディジタル変換器や不揮発性ディジタ
ルメモリなどセンサアセンブリの各コンポーネントをア
ドレス指定し、センサアセンブリのコンフィグレーショ
ンを整え、メモリ内容を読み出し、測定値を呼び出す。
このために必要とされるプログラムコードは、必要とさ
れるコンフィグレーションデータと同様、評価アセンブ
リ内に格納されている。したがってセンサアセンブリの
交換により、一般に評価アセンブリ内でも変更が必要と
なる。
【０００４】また、既述の形式の測定装置の場合には通
常、電流供給、測定信号伝送、通信等のためのすべての
接続線をケーシングに対し電位的に無関係に（導電分離
して）設計する、という要求がある。これに対し、セン
サにおける障害入力結合を最小にするためであるとか特
定の安全規定を満たすためには、センサをケーシングと
じかに接続するほうが有利である。このような相いれな
い両方の要求は、センサアセンブリと評価アセンブリと
の間において、耐電圧の直流導電分離によって満たすこ
とはできる。しかし、公知の測定装置において必要とさ
れる双方向シリアルインタフェースは、直流導電分離に
は適しておらず、あるいは多大なコストをかけることに
よってしか適するものとはならない。
常、電流供給、測定信号伝送、通信等のためのすべての
接続線をケーシングに対し電位的に無関係に（導電分離
して）設計する、という要求がある。これに対し、セン
サにおける障害入力結合を最小にするためであるとか特
定の安全規定を満たすためには、センサをケーシングと
じかに接続するほうが有利である。このような相いれな
い両方の要求は、センサアセンブリと評価アセンブリと
の間において、耐電圧の直流導電分離によって満たすこ
とはできる。しかし、公知の測定装置において必要とさ
れる双方向シリアルインタフェースは、直流導電分離に
は適しておらず、あるいは多大なコストをかけることに
よってしか適するものとはならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、上述の形式の測定装置において、評価アセンブリ
を変更することなくセンサアセンブリを容易に交換でき
るようにし、さらにセンサアセンブリと評価アセンブリ
との間において僅かなコストで耐電圧の直流導電分離を
行えるようにすることである。
題は、上述の形式の測定装置において、評価アセンブリ
を変更することなくセンサアセンブリを容易に交換でき
るようにし、さらにセンサアセンブリと評価アセンブリ
との間において僅かなコストで耐電圧の直流導電分離を
行えるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、ディジタルインタフェースは単方向シリアルインタ
フェースであり、該インタフェースはディジタルデータ
をセンサアセンブリから評価アセンブリへ伝送し、セン
サアセンブリ内の不揮発性ディジタルメモリは、センサ
アセンブリを初期化するためのコンフィグレーションデ
ータと、評価アセンブリ内のディジタル測定データを処
理するためのプログラムコードおよび係数を格納してお
り、前記センサアセンブリは制御回路を有しており、該
制御回路は、センサアセンブリのスイッチオン直後に前
記不揮発性ディジタルメモリに格納されているデータの
読み出しを行わせ、読み出されたコンフィグレーション
データによりセンサアセンブリを初期化させ、読み出さ
れたメモリ内容を前記シリアルインタフェースを介して
評価アセンブリへ伝送させ、該制御回路は、前記メモリ
内容の伝送完了後、規則的な時間インターバルで自発的
に、ディジタル測定データを含むそのつど１つのデータ
セットを前記シリアルインタフェースを介して評価アセ
ンブリへ伝送させることにより解決される。
は、ディジタルインタフェースは単方向シリアルインタ
フェースであり、該インタフェースはディジタルデータ
をセンサアセンブリから評価アセンブリへ伝送し、セン
サアセンブリ内の不揮発性ディジタルメモリは、センサ
アセンブリを初期化するためのコンフィグレーションデ
ータと、評価アセンブリ内のディジタル測定データを処
理するためのプログラムコードおよび係数を格納してお
り、前記センサアセンブリは制御回路を有しており、該
制御回路は、センサアセンブリのスイッチオン直後に前
記不揮発性ディジタルメモリに格納されているデータの
読み出しを行わせ、読み出されたコンフィグレーション
データによりセンサアセンブリを初期化させ、読み出さ
れたメモリ内容を前記シリアルインタフェースを介して
評価アセンブリへ伝送させ、該制御回路は、前記メモリ
内容の伝送完了後、規則的な時間インターバルで自発的
に、ディジタル測定データを含むそのつど１つのデータ
セットを前記シリアルインタフェースを介して評価アセ
ンブリへ伝送させることにより解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明による測定装置の場合、セ
ンサ固有のあらゆるデータは、コンフィグレーションデ
ータや測定データ処理に必要なプログラムコードも含め
て、センサアセンブリ内に格納されている。このように
することで、評価アセンブリ内に含まれているデータ処
理回路は、センサ形式やそのセンサの固有の補正アルゴ
リズムについて関知している必要がない。そしてこのこ
とで、一貫した画一的な評価アセンブリによってまった
く異なる形式のセンサを駆動できるようになる。
ンサ固有のあらゆるデータは、コンフィグレーションデ
ータや測定データ処理に必要なプログラムコードも含め
て、センサアセンブリ内に格納されている。このように
することで、評価アセンブリ内に含まれているデータ処
理回路は、センサ形式やそのセンサの固有の補正アルゴ
リズムについて関知している必要がない。そしてこのこ
とで、一貫した画一的な評価アセンブリによってまった
く異なる形式のセンサを駆動できるようになる。
【０００８】センサアセンブリの初期化は、評価アセン
ブリの影響なくセンサアセンブリ内に格納されているコ
ンフィグレーションデータに基づき行われる。同様に、
評価アセンブリ内のデータ処理に必要なセンサ固有のデ
ータならびにそのために必要とされるプログラムコー
ド、さらにその後の経過では、処理すべき測定データ
が、評価アセンブリにより要求されることなくセンサア
センブリから評価アセンブリへ伝送され、したがってデ
ータ伝送はもっぱらセンサアセンブリから評価アセンブ
リへの方向で行われる。このため、両方のアセンブリ間
におけるディジタルインタフェースは単方向シリアルイ
ンタフェースであり、これにより簡単に直流導電分離を
行うことができる。逆方向では、評価アセンブリからセ
ンサアセンブリへの電流供給および場合によってはクロ
ック信号の伝送だけしか行われない。このような一方的
な接続によって、やはり容易に直流導電分離を行えるよ
うになる。
ブリの影響なくセンサアセンブリ内に格納されているコ
ンフィグレーションデータに基づき行われる。同様に、
評価アセンブリ内のデータ処理に必要なセンサ固有のデ
ータならびにそのために必要とされるプログラムコー
ド、さらにその後の経過では、処理すべき測定データ
が、評価アセンブリにより要求されることなくセンサア
センブリから評価アセンブリへ伝送され、したがってデ
ータ伝送はもっぱらセンサアセンブリから評価アセンブ
リへの方向で行われる。このため、両方のアセンブリ間
におけるディジタルインタフェースは単方向シリアルイ
ンタフェースであり、これにより簡単に直流導電分離を
行うことができる。逆方向では、評価アセンブリからセ
ンサアセンブリへの電流供給および場合によってはクロ
ック信号の伝送だけしか行われない。このような一方的
な接続によって、やはり容易に直流導電分離を行えるよ
うになる。
【０００９】従属請求項には、本発明による測定装置の
有利な実施形態が示されている。次に、図面を参照しな
がら実施例に基づき本発明について詳細に説明する。
有利な実施形態が示されている。次に、図面を参照しな
がら実施例に基づき本発明について詳細に説明する。
【００１０】
【実施例】図１に示されている測定装置はセンサアセン
ブリ１０を有しており、これは物理的な測定量を捕捉す
るために用いられる。この目的で、センサアセンブリは
捕捉すべき各測定量のために１つのセンサを有してお
り、このセンサは捕捉された測定量の値に依存するアナ
ログ電気出力信号を送出する。実例としてここでは圧力
発信器の事例が示されており、これは圧力センサ１２と
さらに温度センサを有している。なぜならば通常、圧力
センサの温度も測定され、これはたとえば補償および／
または較正に使われるからである。圧力センサ１２のア
ナログ出力信号は、センサの整合に用いられるセンサイ
ンタフェース回路１４を介してアナログ／ディジタル変
換器１５へ供給され、そこにおいてアナログ信号がディ
ジタル化される。同様に、温度センサ１３のアナログ出
力信号は、センサインタフェース回路１６を介してアナ
ログ／ディジタル変換器１７へ供給され、そこにおいて
ディジタル化される。アナログ／ディジタル変換器１
５，１７はそれらの出力側から、捕捉された圧力または
捕捉された温度を表すディジタル化された測定データを
送出する。センサインタフェース回路１４，１６を介し
たセンサの整合調整およびアナログ／ディジタル変換器
１５，１７における測定データのディジタル化は、コン
フィグレーションレジスタ１８内にあるセンサ固有のコ
ンフィグレーションデータに依存して行われる。さらに
センサアセンブリ１０はステータス回路１９を有してお
り、この回路はセンサアセンブリのそのつどの状態を表
すディジタルステータス信号を送出する。
ブリ１０を有しており、これは物理的な測定量を捕捉す
るために用いられる。この目的で、センサアセンブリは
捕捉すべき各測定量のために１つのセンサを有してお
り、このセンサは捕捉された測定量の値に依存するアナ
ログ電気出力信号を送出する。実例としてここでは圧力
発信器の事例が示されており、これは圧力センサ１２と
さらに温度センサを有している。なぜならば通常、圧力
センサの温度も測定され、これはたとえば補償および／
または較正に使われるからである。圧力センサ１２のア
ナログ出力信号は、センサの整合に用いられるセンサイ
ンタフェース回路１４を介してアナログ／ディジタル変
換器１５へ供給され、そこにおいてアナログ信号がディ
ジタル化される。同様に、温度センサ１３のアナログ出
力信号は、センサインタフェース回路１６を介してアナ
ログ／ディジタル変換器１７へ供給され、そこにおいて
ディジタル化される。アナログ／ディジタル変換器１
５，１７はそれらの出力側から、捕捉された圧力または
捕捉された温度を表すディジタル化された測定データを
送出する。センサインタフェース回路１４，１６を介し
たセンサの整合調整およびアナログ／ディジタル変換器
１５，１７における測定データのディジタル化は、コン
フィグレーションレジスタ１８内にあるセンサ固有のコ
ンフィグレーションデータに依存して行われる。さらに
センサアセンブリ１０はステータス回路１９を有してお
り、この回路はセンサアセンブリのそのつどの状態を表
すディジタルステータス信号を送出する。
【００１１】さらにこの測定装置には評価アセンブリ２
０が設けられており、ここにおいてセンサアセンブリ１
０から供給されたディジタル測定データが処理される。
評価アセンブリ２０はセンサアセンブリとは空間的に分
離しておくことができ、インタフェース２２を介してセ
ンサアセンブリと接続されている。この場合、インタフ
ェース２２を介して、ディジタル測定データとディジタ
ルステータス信号がセンサアセンブリ１０から評価アセ
ンブリ２０へ伝送される。評価アセンブリ２０には、プ
ロセッサ２５とプログラムメモリ２６とデータメモリ２
７とを備えたデータ処理装置２４が設けられている。デ
ータ処理装置２４は、使用されている個々のセンサの特
性に依存して測定データを補正するために用いられる。
そして処理された測定データは、たとえば慣用のように
ディジタル／アナログ変換器２８によってアナログ測定
信号に変換することができ、この信号はさらに２線式線
路２９を介して中央ステーション３０へ伝送され、そこ
において測定結果が表示されたりあるいは別の手法で利
用されたりする。アナログ測定信号は一般的な規格に従
って、たとえば４〜２０ｍＡの間で変化する電流とする
ことができる。
０が設けられており、ここにおいてセンサアセンブリ１
０から供給されたディジタル測定データが処理される。
評価アセンブリ２０はセンサアセンブリとは空間的に分
離しておくことができ、インタフェース２２を介してセ
ンサアセンブリと接続されている。この場合、インタフ
ェース２２を介して、ディジタル測定データとディジタ
ルステータス信号がセンサアセンブリ１０から評価アセ
ンブリ２０へ伝送される。評価アセンブリ２０には、プ
ロセッサ２５とプログラムメモリ２６とデータメモリ２
７とを備えたデータ処理装置２４が設けられている。デ
ータ処理装置２４は、使用されている個々のセンサの特
性に依存して測定データを補正するために用いられる。
そして処理された測定データは、たとえば慣用のように
ディジタル／アナログ変換器２８によってアナログ測定
信号に変換することができ、この信号はさらに２線式線
路２９を介して中央ステーション３０へ伝送され、そこ
において測定結果が表示されたりあるいは別の手法で利
用されたりする。アナログ測定信号は一般的な規格に従
って、たとえば４〜２０ｍＡの間で変化する電流とする
ことができる。
【００１２】評価アセンブリ２０にはさらに電流供給回
路３２が設けられており、この回路は測定装置の動作に
必要なエネルギーを２線式線路２９を介して取り込み、
評価アセンブリ２０におけるすべての回路に電流を供給
し、さらには給電線３３を介してセンサアセンブリ１０
の電流供給も行う。さらに評価アセンブリ２０は測定装
置の操作のためのマイクロコントローラ３５も有してお
り、これは通信回路３６を介して中央ステーション３０
と接続されていて、データメモリ２７の内容を変更する
ことができる。中央ステーション３０とマイクロコント
ローラ３５との間の通信は、たとえばパルス状の通信信
号によって行うことができ、この信号は２線式線路２９
上でアナログ測定信号に重畳される。
路３２が設けられており、この回路は測定装置の動作に
必要なエネルギーを２線式線路２９を介して取り込み、
評価アセンブリ２０におけるすべての回路に電流を供給
し、さらには給電線３３を介してセンサアセンブリ１０
の電流供給も行う。さらに評価アセンブリ２０は測定装
置の操作のためのマイクロコントローラ３５も有してお
り、これは通信回路３６を介して中央ステーション３０
と接続されていて、データメモリ２７の内容を変更する
ことができる。中央ステーション３０とマイクロコント
ローラ３５との間の通信は、たとえばパルス状の通信信
号によって行うことができ、この信号は２線式線路２９
上でアナログ測定信号に重畳される。
【００１３】さらに評価アセンブリにはクロック発生器
３７が設けられており、このクロック発生器によって評
価アセンブリ２０における種々の機能回路の動作クロッ
クが定められ、また、クロック線３８を介してセンサア
センブリ１０における種々の機能回路の動作クロックも
定められる。なお、クロック発生器３７と評価アセンブ
リ２０におけるクロック制御される種々の回路との間の
接続は個々には描かれておらず、矢印３９によって略示
されているだけである。
３７が設けられており、このクロック発生器によって評
価アセンブリ２０における種々の機能回路の動作クロッ
クが定められ、また、クロック線３８を介してセンサア
センブリ１０における種々の機能回路の動作クロックも
定められる。なお、クロック発生器３７と評価アセンブ
リ２０におけるクロック制御される種々の回路との間の
接続は個々には描かれておらず、矢印３９によって略示
されているだけである。
【００１４】センサアセンブリ１０には不揮発性ディジ
タルメモリ４０が設けられており、このメモリ内には工
場側でセンサアセンブリの製造後、センサアセンブリ１
０における測定データの捕捉と評価アセンブリ２０にお
ける測定データの処理に必要とされるセンサ固有のすべ
てのデータが格納されている。それらのデータには、コ
ンフィグレーションレジスタ１８において必要とされる
コンフィグレーションデータＫ、評価アセンブリ２０に
おいて測定データの処理に必要とされるセンサ特性デー
タＤ、さらにたとえばプログラムコードＰが含まれてお
り、このプログラムコードによって、個々のセンサの測
定データが評価アセンブリ２０のデータ処理装置２４に
おけるデータ処理によって補正されることになる。
タルメモリ４０が設けられており、このメモリ内には工
場側でセンサアセンブリの製造後、センサアセンブリ１
０における測定データの捕捉と評価アセンブリ２０にお
ける測定データの処理に必要とされるセンサ固有のすべ
てのデータが格納されている。それらのデータには、コ
ンフィグレーションレジスタ１８において必要とされる
コンフィグレーションデータＫ、評価アセンブリ２０に
おいて測定データの処理に必要とされるセンサ特性デー
タＤ、さらにたとえばプログラムコードＰが含まれてお
り、このプログラムコードによって、個々のセンサの測
定データが評価アセンブリ２０のデータ処理装置２４に
おけるデータ処理によって補正されることになる。
【００１５】評価アセンブリ２０において必要とされる
センサ特性データＤおよびプログラムコードＰも、同様
にインタフェース２２を介してセンサアセンブリ１０か
ら評価アセンブリ２２へ伝送される。インタフェース２
２は単方向シリアルインタフェースであり、これにはセ
ンサアセンブリ１０内のパラレル／シリアル変換器４２
と評価アセンブリ２０内のシリアル／パラレル変換器４
３、ならびにこれら両方の変換器４２，４３を結ぶ単純
な線４４が含まれている。
センサ特性データＤおよびプログラムコードＰも、同様
にインタフェース２２を介してセンサアセンブリ１０か
ら評価アセンブリ２２へ伝送される。インタフェース２
２は単方向シリアルインタフェースであり、これにはセ
ンサアセンブリ１０内のパラレル／シリアル変換器４２
と評価アセンブリ２０内のシリアル／パラレル変換器４
３、ならびにこれら両方の変換器４２，４３を結ぶ単純
な線４４が含まれている。
【００１６】センサアセンブリ１０内に含まれているシ
ーケンスコントロール回路４６により、既述の測定装置
の機能が以下のようにして制御される。
ーケンスコントロール回路４６により、既述の測定装置
の機能が以下のようにして制御される。
【００１７】たとえば電流供給のスイッチオンにより定
められる測定装置の始動にあたり、まず最初にシーケン
スコントロール回路４６によりディジタルメモリ４０の
内容の読み出しが始められるが、この場合、そのために
評価アセンブリ２０による要求を必要としない。その
際、コンフィグレーションデータＫはコンフィグレーシ
ョンレジスタ１８に入力される一方、センサ特性データ
ＤとプログラムコードＰはシリアルインタフェース２２
を介して評価アセンブリ２０へ伝送され、そこにおいて
センサ特性データＤはデータメモリ２７に、プログラム
コードＰはプログラムメモリ２６に格納される。シリア
ルインタフェース２２を介した測定データの伝送は、こ
のプロセス中は阻止されている。コンフィグレーション
レジスタ１８にコンフィグレーションデータＫが入力さ
れることにより、センサアセンブリ１０が初期化され
る。
められる測定装置の始動にあたり、まず最初にシーケン
スコントロール回路４６によりディジタルメモリ４０の
内容の読み出しが始められるが、この場合、そのために
評価アセンブリ２０による要求を必要としない。その
際、コンフィグレーションデータＫはコンフィグレーシ
ョンレジスタ１８に入力される一方、センサ特性データ
ＤとプログラムコードＰはシリアルインタフェース２２
を介して評価アセンブリ２０へ伝送され、そこにおいて
センサ特性データＤはデータメモリ２７に、プログラム
コードＰはプログラムメモリ２６に格納される。シリア
ルインタフェース２２を介した測定データの伝送は、こ
のプロセス中は阻止されている。コンフィグレーション
レジスタ１８にコンフィグレーションデータＫが入力さ
れることにより、センサアセンブリ１０が初期化され
る。
【００１８】メモリ内容の伝送完了後、シーケンスコン
トロール回路４６は、やはり評価アセンブリ２０の要求
によってではなく、規則的な時間間隔でシリアルインタ
フェース２２を介して、センサ１２，１３のディジタル
測定データを有するそのつど１つのデータセットが伝送
されるようにする。これらの測定データは評価アセンブ
リ２０においてプロセッサ２５に入力され、データメモ
リ２７に格納されているセンサ特性データが考慮され
て、プログラムメモリ２６に格納されているプログラム
コードにより補正される。次に、補正された測定データ
はディジタル／アナログ変換器２８においてアナログ測
定信号に変換され、これは２線式線路２９を介して中央
ステーション３０へ伝送される。各データセットがスタ
ートビットで始まりストップビットで終了するように構
成できる。評価アセンブリ２０における測定データの処
理は、１つのデータセットが伝送されるごとにトリガさ
れる。
トロール回路４６は、やはり評価アセンブリ２０の要求
によってではなく、規則的な時間間隔でシリアルインタ
フェース２２を介して、センサ１２，１３のディジタル
測定データを有するそのつど１つのデータセットが伝送
されるようにする。これらの測定データは評価アセンブ
リ２０においてプロセッサ２５に入力され、データメモ
リ２７に格納されているセンサ特性データが考慮され
て、プログラムメモリ２６に格納されているプログラム
コードにより補正される。次に、補正された測定データ
はディジタル／アナログ変換器２８においてアナログ測
定信号に変換され、これは２線式線路２９を介して中央
ステーション３０へ伝送される。各データセットがスタ
ートビットで始まりストップビットで終了するように構
成できる。評価アセンブリ２０における測定データの処
理は、１つのデータセットが伝送されるごとにトリガさ
れる。
【００１９】この測定装置の有利な実施形態によれば、
データは単方向インタフェース２２を介して一方の方向
だけで、つまりセンサアセンブリ１０から評価アセンブ
リ２０へのみ伝送される。このことにより、一方の側の
センサアセンブリ１０と他方の側の評価アセンブリ２０
およびそれに付随する回路との間において、耐電圧の直
流導電分離を容易に行うことができる。完全な直流導電
分離のためには、センサアセンブリ１０と評価アセンブ
リ２０との間における各々の接続において、電位の分離
（導電分離）がなされていなければならない。したがっ
て図１に示されている測定装置において、単方向シリア
ルインタフェース２２における線４４中には電位分離部
４７が挿入されており、給電線３３には電位分離部４８
が、さらにクロック線３８には電位分離部４９が挿入さ
れている。給電線３３中に挿入されている電位分離部４
８は、トランスを有する直流電圧変換器として構成する
ことができる。また、信号伝送線４４および３８中に挿
入された電位分離部４７または４９は、誘導式または容
量式の変成器として構成できる。しかし、これらの信号
伝送線の各々において信号は一方の方向でしか伝送され
ないので、電位分離部４７，４９の各々を光結合素子と
して構成してもよい。このような直流導電分離によっ
て、センサアセンブリ１０内のセンサ１２，１３をケー
シングのアース電位にじかにおくことができ、他方、外
部へ向けて導出されている評価アセンブリ２０の接続線
すべてを、ケーシングとは電位的に無関係に設計でき
る。
データは単方向インタフェース２２を介して一方の方向
だけで、つまりセンサアセンブリ１０から評価アセンブ
リ２０へのみ伝送される。このことにより、一方の側の
センサアセンブリ１０と他方の側の評価アセンブリ２０
およびそれに付随する回路との間において、耐電圧の直
流導電分離を容易に行うことができる。完全な直流導電
分離のためには、センサアセンブリ１０と評価アセンブ
リ２０との間における各々の接続において、電位の分離
（導電分離）がなされていなければならない。したがっ
て図１に示されている測定装置において、単方向シリア
ルインタフェース２２における線４４中には電位分離部
４７が挿入されており、給電線３３には電位分離部４８
が、さらにクロック線３８には電位分離部４９が挿入さ
れている。給電線３３中に挿入されている電位分離部４
８は、トランスを有する直流電圧変換器として構成する
ことができる。また、信号伝送線４４および３８中に挿
入された電位分離部４７または４９は、誘導式または容
量式の変成器として構成できる。しかし、これらの信号
伝送線の各々において信号は一方の方向でしか伝送され
ないので、電位分離部４７，４９の各々を光結合素子と
して構成してもよい。このような直流導電分離によっ
て、センサアセンブリ１０内のセンサ１２，１３をケー
シングのアース電位にじかにおくことができ、他方、外
部へ向けて導出されている評価アセンブリ２０の接続線
すべてを、ケーシングとは電位的に無関係に設計でき
る。
【００２０】センサアセンブリ１０を別のセンサアセン
ブリと交換する場合、新しいセンサアセンブリにはその
ディジタルメモリ４０内に、その初期化に必要なすべて
のコンフィグレーションデータおよび評価アセンブリ２
０における測定データの処理に必要なすべてのセンサ特
性データならびに対応するプログラムコードが収容され
ている。したがって組み込み場所において、評価アセン
ブリに対しいかなる変更も施す必要なく交換を行うこと
ができる。同様に、工場において新たに較正を行うこと
なく、組み込み場所において修理や測定領域装備変更を
行うことができる。
ブリと交換する場合、新しいセンサアセンブリにはその
ディジタルメモリ４０内に、その初期化に必要なすべて
のコンフィグレーションデータおよび評価アセンブリ２
０における測定データの処理に必要なすべてのセンサ特
性データならびに対応するプログラムコードが収容され
ている。したがって組み込み場所において、評価アセン
ブリに対しいかなる変更も施す必要なく交換を行うこと
ができる。同様に、工場において新たに較正を行うこと
なく、組み込み場所において修理や測定領域装備変更を
行うことができる。
【００２１】当然ながら、既述の測定装置に対し様々に
手を加えることができる。ディジタル／アナログ変換器
２８において、補正された測定データを線路２９を介し
て中央ステーション３０へ伝送されるアナログ測定信号
に変換する代わりに、マイクロコントローラ３５におい
て、補正された測定データを通信回路３６と線路２９を
介して中央ステーション３０へ伝送されるディジタル測
定信号に変換することもできる。さらに、マイクロコン
トローラ３５が相応に性能のよいマイクロコンピュータ
として構成されていれば、このコントローラがプロセッ
サ２５、プログラムメモリ２６およびデータメモリ２７
から成るデータ処理装置２４の機能もいっしょに引き受
けることができ、つまりスイッチオン時にシリアルイン
タフェース２２を介して伝送されるセンサ特性データお
よびプログラムコードの記憶、ならびにそのあとでシリ
アルインタフェース２２を介して伝送されるディジタル
測定データの補正の機能を担うことができる。
手を加えることができる。ディジタル／アナログ変換器
２８において、補正された測定データを線路２９を介し
て中央ステーション３０へ伝送されるアナログ測定信号
に変換する代わりに、マイクロコントローラ３５におい
て、補正された測定データを通信回路３６と線路２９を
介して中央ステーション３０へ伝送されるディジタル測
定信号に変換することもできる。さらに、マイクロコン
トローラ３５が相応に性能のよいマイクロコンピュータ
として構成されていれば、このコントローラがプロセッ
サ２５、プログラムメモリ２６およびデータメモリ２７
から成るデータ処理装置２４の機能もいっしょに引き受
けることができ、つまりスイッチオン時にシリアルイン
タフェース２２を介して伝送されるセンサ特性データお
よびプログラムコードの記憶、ならびにそのあとでシリ
アルインタフェース２２を介して伝送されるディジタル
測定データの補正の機能を担うことができる。
【００２２】固有のクロック線３８によりセンサアセン
ブリ１０のための動作クロックを伝送する代わりに、給
電線３３中に挿入された電位分離部４８からこの動作ク
ロックを導出することも可能である。図２には、電位分
離部４８が直流電圧変換器により形成されている実施例
が示されている。図２には、センサアセンブリ１０の部
分と、電流供給部３２およびクロック発生器３７を備え
た評価アセンブリ２０の部分とが示されている。直流電
圧変換器は、電流供給部３２から供給される直流電圧を
受け取るチョッパ５１と、チョッパ５１の出力側に接続
されたトランス５２と、トランス５２の２次巻線に接続
された整流回路５３を有しており、その際、整流回路５
３は整流器５４とフィルタコンデンサ５５を有してい
る。
ブリ１０のための動作クロックを伝送する代わりに、給
電線３３中に挿入された電位分離部４８からこの動作ク
ロックを導出することも可能である。図２には、電位分
離部４８が直流電圧変換器により形成されている実施例
が示されている。図２には、センサアセンブリ１０の部
分と、電流供給部３２およびクロック発生器３７を備え
た評価アセンブリ２０の部分とが示されている。直流電
圧変換器は、電流供給部３２から供給される直流電圧を
受け取るチョッパ５１と、チョッパ５１の出力側に接続
されたトランス５２と、トランス５２の２次巻線に接続
された整流回路５３を有しており、その際、整流回路５
３は整流器５４とフィルタコンデンサ５５を有してい
る。
【００２３】チョッパ５１は評価アセンブリ２０内に配
置されており、整流回路５３はセンサアセンブリ１０内
に配置されており、トランス５２は電位分離（導電分
離）ため、チョッパ５１と整流回路５３とを結ぶ給電線
３３中に挿入されている。チョッパ５１のクロック入力
側は、クロック発生器３７から供給されるクロック信号
を受信する。チョッパ５１は電流供給部３２から送られ
てきた直流電圧から、クロック発生器３７により定めら
れた周波数を有する矩形交流電圧を発生させる。この矩
形交流電圧はトランス５２を介して伝達され、整流回路
５３によりセンサアセンブリ１０の給電直流電圧に変換
され、これは整流回路５３の出力端子５６，５７から取
り出される。トランス５２を介して伝達された矩形交流
電圧から、整流前にセンサアセンブリ１０のための動作
クロックが導出される。これはたとえばトランス５２の
２次巻線と整流回路５３との間に接続されたコンデンサ
５８によって導出され、その際、コンデンサ５８はトラ
ンス５２により伝達された矩形交流電圧からクロック信
号を形成し、これは端子５９から取り出される。このよ
うにして、センサアセンブリ１０の動作クロックはクロ
ック発生器３８により定められている。
置されており、整流回路５３はセンサアセンブリ１０内
に配置されており、トランス５２は電位分離（導電分
離）ため、チョッパ５１と整流回路５３とを結ぶ給電線
３３中に挿入されている。チョッパ５１のクロック入力
側は、クロック発生器３７から供給されるクロック信号
を受信する。チョッパ５１は電流供給部３２から送られ
てきた直流電圧から、クロック発生器３７により定めら
れた周波数を有する矩形交流電圧を発生させる。この矩
形交流電圧はトランス５２を介して伝達され、整流回路
５３によりセンサアセンブリ１０の給電直流電圧に変換
され、これは整流回路５３の出力端子５６，５７から取
り出される。トランス５２を介して伝達された矩形交流
電圧から、整流前にセンサアセンブリ１０のための動作
クロックが導出される。これはたとえばトランス５２の
２次巻線と整流回路５３との間に接続されたコンデンサ
５８によって導出され、その際、コンデンサ５８はトラ
ンス５２により伝達された矩形交流電圧からクロック信
号を形成し、これは端子５９から取り出される。このよ
うにして、センサアセンブリ１０の動作クロックはクロ
ック発生器３８により定められている。
【００２４】また、センサアセンブリ１０内に、評価ア
センブリ２０のクロック発生器３７とは独立した動作ク
ロックをこのアセンブリ１０のために供給する固有のク
ロック発生器を設けることも可能である。この場合、単
方向シリアルインタフェース２２は非同期インタフェー
スとする必要がある。これに対し、センサアセンブリ１
０の動作クロックが先に述べたようにして評価アセンブ
リ２０のクロック発生器３７によって定められる場合に
は、単方向シリアルインタフェースが同期インタフェー
スであろうが非同期インタフェースであろうが問題では
ない。
センブリ２０のクロック発生器３７とは独立した動作ク
ロックをこのアセンブリ１０のために供給する固有のク
ロック発生器を設けることも可能である。この場合、単
方向シリアルインタフェース２２は非同期インタフェー
スとする必要がある。これに対し、センサアセンブリ１
０の動作クロックが先に述べたようにして評価アセンブ
リ２０のクロック発生器３７によって定められる場合に
は、単方向シリアルインタフェースが同期インタフェー
スであろうが非同期インタフェースであろうが問題では
ない。
【図１】本発明による測定装置のブロック図である。
【図２】図１の測定装置の一部分に手を加えた実施形態
を示す図である。
を示す図である。
１０ センサアセンブリ １２ 圧力センサ １３ 温度センサ １４，１６ センサインタフェース １８ コンフィグレーションレジスタ １９ ステータス回路 ２０ 評価アセンブリ ２２ 単方向シリアルインタフェース ２４ データ処理装置 ２５ プロセッサ ２６ プログラムメモリ ２７ データメモリ ３０ 中央ステーション ３２ 電流供給部 ３５ マイクロコントローラ ３６ 通信回路 ３７ クロック発生器 ４０ 不揮発性ディジタルメモリ ４６ シーケンスコントロール回路 ４７，４８，４９ 電位分離部
Claims (14)
- 【請求項１】 センサアセンブリと評価アセンブリを備
えており、 前記センサアセンブリは、物理的な測定量を捕捉する少
なくとも１つのセンサと、センサから供給されたアナロ
グ測定信号をディジタル化するためにセンサごとに１つ
設けられたアナログ／ディジタル変換器と、センサ固有
の特性データの格納された不揮発性ディジタルメモリと
を有しており、 前記評価アセンブリはディジタルインタフェースを介し
て前記センサアセンブリと接続されており、前記評価ア
センブリは、センサアセンブリから送出されディジタル
化された測定データをディジタル処理する装置と、処理
された測定データのための出力装置と、電流供給装置と
を有する、 測定装置において、 前記ディジタルインタフェースは単方向シリアルインタ
フェースであり、該インタフェースはディジタルデータ
をセンサアセンブリから評価アセンブリへ伝送し、 センサアセンブリ内の前記不揮発性ディジタルメモリ
は、センサアセンブリを初期化するためのコンフィグレ
ーションデータと、評価アセンブリ内のディジタル測定
データを処理するためのプログラムコードおよび係数を
格納しており、 前記センサアセンブリは制御回路を有しており、 該制御回路は、センサアセンブリのスイッチオン直後に
前記不揮発性ディジタルメモリに格納されているデータ
の読み出しを行わせ、読み出されたコンフィグレーショ
ンデータによりセンサアセンブリを初期化させ、読み出
されたメモリ内容を前記シリアルインタフェースを介し
て評価アセンブリへ伝送させ、 該制御回路は、前記メモリ内容の伝送完了後、規則的な
時間インターバルで自発的に、ディジタル測定データを
含むそのつど１つのデータセットを前記シリアルインタ
フェースを介して評価アセンブリへ伝送させることを特
徴とする、 測定装置。 - 【請求項２】 前記評価アセンブリは電流供給回路を有
しており、該電流供給回路から給電線を介してセンサア
センブリへ、該センサアセンブリの動作のための供給電
力が伝達される、請求項１記載の測定装置。 - 【請求項３】 前記評価アセンブリはクロック発生器を
有しており、該クロック発生器のクロック信号はクロッ
ク線を介してセンサアセンブリへ伝送される、請求項１
または２記載の測定装置。 - 【請求項４】 センサアセンブリと評価アセンブリとの
間の各接続線に電位分離部が挿入されている、請求項１
〜３のいずれか１項記載の測定装置。 - 【請求項５】 信号線に挿入されている電位分離部は誘
導式または容量式の変成器である、請求項４記載の測定
装置。 - 【請求項６】 信号線に挿入されている電位分離部は光
結合素子により形成されている、請求項４記載の測定装
置。 - 【請求項７】 給電線に挿入されている電位分離部はト
ランスにより形成されている、請求項４記載の測定装
置。 - 【請求項８】 センサアセンブリの各回路はケーシング
電位におかれている、請求項４〜７のいずれか１項記載
の測定装置。 - 【請求項９】 前記評価アセンブリはクロック発生器を
有しており、センサアセンブリの動作クロックは給電線
を介して該クロック発生器から供給されるクロック信号
から導出される、請求項２記載の測定装置。 - 【請求項１０】 センサアセンブリの電流供給は、評価
アセンブリの電流供給部によって直流電圧変換器を介し
て行われ、該直流電圧変換器は、評価アセンブリ内に配
置され前記クロック発生器のクロック信号により制御さ
れるチョッパと、センサアセンブリ内に配置されている
整流回路と、電位分離のためこれらチョッパと整流回路
との間に挿入されたトランスを有しており、センサアセ
ンブリ内で、トランスから整流回路へ供給される交流電
圧から動作クロックが導出される、請求項９記載の測定
装置。 - 【請求項１１】 前記のセンサアセンブリと評価アセン
ブリは、それらの動作クロック供給のためそれぞれ１つ
の固有のクロック発生器を有しており、前記単方向シリ
アルインタフェースは非同期インタフェースである、請
求項１または２記載の測定装置。 - 【請求項１２】 前記評価アセンブリはデータ処理装置
を有しており、各データセット内に含まれている測定デ
ータのデータ処理装置内での処理は、該データセットの
伝送によりトリガされる、請求項１〜１１のいずれか１
項記載の測定装置。 - 【請求項１３】 各データセットはスタートビットで始
まりストップビットで終了する、請求項１２記載の測定
装置。 - 【請求項１４】 前記データ処理装置はプロセッサとプ
ログラムメモリとデータメモリとを有しており、センサ
アセンブリ内に設けられている前記制御回路は、不揮発
性ディジタルメモリ内に格納されているプログラムコー
ドをプログラムメモリに伝送させ、不揮発性ディジタル
メモリ内に格納されているセンサ特性データをデータメ
モリに伝送させる、請求項１２または１３記載の測定装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19730158.4 | 1997-07-14 | ||
| DE19730158A DE19730158A1 (de) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | Meßanordnung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186176A true JPH1186176A (ja) | 1999-03-30 |
| JP2911888B2 JP2911888B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=7835676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10197509A Expired - Fee Related JP2911888B2 (ja) | 1997-07-14 | 1998-07-13 | 測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6427129B1 (ja) |
| EP (1) | EP0892249B1 (ja) |
| JP (1) | JP2911888B2 (ja) |
| DE (2) | DE19730158A1 (ja) |
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