WO1998047054A1 - Elektrische schaltung - Google Patents

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WO1998047054A1
WO1998047054A1 PCT/EP1998/001961 EP9801961W WO9847054A1 WO 1998047054 A1 WO1998047054 A1 WO 1998047054A1 EP 9801961 W EP9801961 W EP 9801961W WO 9847054 A1 WO9847054 A1 WO 9847054A1
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WO
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circuit
integrated circuit
sensor
integrated
control signal
Prior art date
Application number
PCT/EP1998/001961
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Babel
Original Assignee
Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co.
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.)
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Publication date
Application filed by Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. filed Critical Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co.
Publication of WO1998047054A1 publication Critical patent/WO1998047054A1/de

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Classifications

    • 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
    • G05B19/0423—Input/output

Definitions

  • the invention relates to an electrical circuit for processing a measurement signal from a sensor and for generating a control signal for an actuator.
  • a chlorine sensor and / or a pH value sensor is provided, the measurement signals of which are fed to various electrical circuits which then control the actuator or actuators. In each of the circuits, the associated measurement signal is processed and the control signal dependent on it is generated, which is then applied to the associated actuator.
  • each of the sensors with the associated electrical circuit forms a closed system.
  • the control and / or regulation of this system can be predetermined by a user with the help of special input and output devices.
  • the object of the invention is to provide an electrical circuit for processing a measurement signal from a sensor and for generating a control signal for an actuator, which is simple to use, manufactured at low cost and can be used as flexibly as possible.
  • this object is achieved by the invention in that a first, essentially an analog structure having integrated circuit is provided, which can be acted upon by the measurement signal, and which is suitable for carrying out an analog / digital conversion, and that a second, essentially digital, integrated circuit is provided, which is integrated with the first Circuit is connected, and which is suitable for generating the control signal.
  • the electrical circuit is essentially divided into an analog part and a digital part.
  • Each of the two parts is designed as an integrated circuit.
  • the analog part essentially takes over the conversion of the measurement signal into a digital signal and the digital part essentially has the task of further processing the digital signal generated by the analog part.
  • a desired control and / or regulation can be carried out by the digital part.
  • the actuator is then acted upon with the aid of the control signal generated by the digital part of the electrical circuit.
  • the main advantage of the invention is the standardization of the components required for the electrical circuit.
  • the integrated circuits are therefore no longer special circuits adapted to a specific sensor, but rather unified circuits that can be used flexibly.
  • the user is always faced with one and the same electrical circuit. Regardless of the connected sensor, the communication of the user with the electrical circuit is always the same. This considerably simplifies the handling of the electrical circuit for the user. Furthermore, the standardization can reliably avoid incorrect operation, which often occurs with different communication devices.
  • Another advantage of the standardization described is a cost reduction in the manufacture of the electrical circuit.
  • the standardization means that large quantities of the electrical circuit can always be produced in the same way. It is no longer necessary to manufacture special circuits that are adapted to certain sensors and therefore expensive. The manufacturing cost of the electrical circuit can thus be reduced.
  • the first integrated circuit is suitable for transmitting the applied measurement signal to one of several different types of sensors assign. If a specific sensor is connected to the first integrated circuit, the circuit is able to derive from the received measurement signal which sensor it is.
  • the circuit is designed in such a way that it can automatically differentiate the measurement signals from a chlorine sensor, a pH value sensor, a temperature sensor and / or a moisture sensor from one another. It is also possible to distinguish between turbidity, conductivity and oxygen or gas sensors. If the first integrated circuit has then recognized the connected sensor type, it is possible to process the received measurement signal further in accordance with the recognized sensor type.
  • the first integrated circuit is suitable for normalizing the applied measurement signal, preferably by means of a characteristic curve.
  • the measurement signal received by the first integrated circuit is thus implemented in such a way that it corresponds to certain predetermined standard values.
  • This has the advantage that the subsequent further processing of the measurement signal can be carried out uniformly on the basis of these standard values.
  • the described standardization represents a further step towards standardization.
  • the first integrated circuit is suitable for generating a continuous current, a current pulse, a current pulse sequence or the like, with which a connected sensor can be acted upon in order to generate a measurement signal.
  • the first integrated circuit is therefore not only intended to process the measurement signal received by a sensor, but is also designed to supply the connected sensor with the current required to carry out the measurement. This has the advantage that the sensor does not require a separate voltage and / or power supply, but rather that only the connection of the sensor to the first integrated circuit already fulfills all the requirements for carrying out measurements.
  • the second integrated circuit is suitable for generating a pulse-width-modulated control signal and / or for generating a digital control signal.
  • known protocols for controlling the actuator can be generated outside the second integrated circuit, for example the so-called Profibus protocol and / or the so-called fieldbus protocol the so-called HART protocol.
  • the second integrated circuit is suitable for generating a control signal according to the so-called Profibus protocol and / or according to the so-called fieldbus protocol and / or according to the so-called HART protocol. In this case, the generation of the control signal according to the respective protocol is carried out directly by the second integrated circuit. Additional additional passive and / or active components outside the second integrated circuit are therefore not required.
  • the second integrated circuit is suitable for controlling and / or regulating a connected actuator by means of the generated control signal.
  • the second integrated circuit also serves to control or regulate the actuator. No additional components are required. Overall, this results in a control circuit that is made up of very few components. This represents a further step in the direction of standardization and in the direction of reducing costs.
  • first integrated circuits can be connected to the second integrated circuit.
  • Each of the first integrated circuits is assigned to a sensor. This makes it possible to connect a plurality of sensors to a single one second integrated circuit to connect.
  • the main advantage is that the first and the second integrated circuit are designed uniformly and can therefore be manufactured in large numbers. This has an advantageous effect on the manufacturing costs.
  • the use of a uniform first integrated circuit makes it possible, by means of a correspondingly high level of integration of the circuit, to be able to connect a large number of different sensors to one and the same integrated circuit.
  • the first integrated circuits and the second integrated circuit are suitable for multiplex operation. In this way it is achieved that the measurement signals of the various connected sensors can be received without errors by the first integrated circuits, in order to then also be able to be processed without errors by the second integrated circuit.
  • the second integrated circuit has a programmable microprocessor, preferably a digital signal processor. Through the possibility of programming the microprocessor, an extremely flexible and changeable adaptation to a wide variety of sensors and to the desired controls and / or regulations is achieved. It is thus possible, for example, to process the measurement signal of a specific connected sensor in a different way than before by correspondingly exchanging a software component.
  • the circuit according to the invention can be adapted to the most varied of applications, the most varied of sensors, the most varied of actuators and other special boundary conditions without great effort.
  • Programming the microprocessor also makes it possible to test the entire system with the help of a connected personal computer and to correct any errors.
  • Improved versions of the individual software components can then also be imported into the second integrated circuit in a simple manner by the personal computer. In this way, improved sensors and / or improved actuators can be taken into account or reconfigured by the respectively associated software components.
  • the processing speed of the second integrated circuit is significantly increased by using a digital signal processor.
  • the second integrated circuit has a volatile and a non-volatile memory, preferably a rewritable non-volatile memory.
  • the memories required for the operation of a microprocessor are thus accommodated directly on the second integrated circuit.
  • a corresponding, highly integrated design of the second integrated circuit makes it possible that not only a rewritable non-volatile memory can be provided, but also a so-called read-only memory can be located directly on the second integrated circuit. In this way, the processing speed of the second integrated circuit is further increased.
  • the first integrated circuit and the second are integrated Circuit connected via a digital connection, preferably via a microprocessor bus system or a personal computer bus system, e.g. B. via an RS 485 interface or a PC bus.
  • the connection between the first and the second integrated circuit is therefore a standardized bus system.
  • a personal computer can be connected to the second integrated circuit which simulates the measurement signals of certain sensors for the purpose of testing the programs stored on the second integrated circuit. It is thus possible for the entire second integrated circuit to be tested without the need for complex and, in particular, cost-intensive tests with real sensors and the like.
  • it is also possible to carry out such simulations in the reverse manner that is to say the first integrated circuit is connected to a personal computer and the first integrated circuit is thus tested by this personal computer.
  • the first integrated circuit and the second integrated circuit are each formed as a separate component.
  • Each of the two integrated circuits is therefore provided on a separate carrier and thus in the form of a so-called chip.
  • This has the advantage of being in an overall system the first integrated circuit is present exactly according to the number of connected sensors.
  • the second integrated circuit is only present once in an overall system.
  • This configuration has particular advantages in terms of further cost reduction.
  • it is pointed out that it is also possible to accommodate a plurality of the first integrated circuits, for example approximately ten first integrated circuits and a single second integrated circuit on a single carrier, that is to say on a single chip. This can be achieved in particular by a correspondingly high level of integration of the components of the first and the second integrated circuit. All in all, only a single chip is then required to create an overall system. In this case, however, it is possible that if only a few sensors are used in a system, some of the existing first integrated circuits will not be used.
  • circuit according to the invention in the context of environmental technology, for example using a humidity sensor and / or a temperature sensor and / or a pH value sensor and / or a conductivity sensor and / or a gas sensor and / or an oxygen sensor and / or a chlorine sensor and / or a turbidity sensor.
  • the conductivity sensor can be an inductive or conductive conductivity.
  • the figure shows an electrical circuit 1 which has a plurality of first integrated circuits 2, 3, 4 and a single second integrated circuit 5. Each of the first integrated circuits 2, 3, 4 is connected to the second integrated circuit 5.
  • This connection is designed digitally and it can be, for example, a microprocessor bus system or a personal computer bus system.
  • a sensor 6, 7, 8 is connected to each of the first integrated circuits 2, 3, 4.
  • the sensors 6, 7, 8 are different types of sensors, which is represented by the representation as a circle, a triangle or a square To be expressed. However, sensors 6, 7, 8 can also be sensor types of the same type.
  • first integrated circuits 2, 3, 4 Only one of the sensors 6, 7, 8 is connected to each of the first integrated circuits 2, 3, 4.
  • the figure shows three first integrated circuits 2, 3, 4 with the associated three sensors 6, 7, 8.
  • the number of first integrated circuits 2, 3, 4 and the associated sensors 6, 7, 8 can also be larger or smaller.
  • the sensors 6, 7, 8 can be a moisture sensor and / or a temperature sensor and / or a pH value sensor and / or a conductivity sensor and / or a gas sensor and / or an oxygen sensor and / or a chlorine sensor and / or trade a turbidity sensor.
  • Said sensors 6, 7, 8 can be designed to be conductive, ie in contact with the medium, or inductive, ie encapsulated.
  • the sensors 6, 7, 8 are low-resistance and / or high-resistance components that emit an analog measurement signal.
  • the chlorine sensor or the turbidity sensor it is necessary that the mentioned sensor current pulses are supplied among other things.
  • the continuous current or current pulses mentioned are generated by the first integrated circuit 2, 3, 4 and supplied to the respective sensor 6, 7, 8 via the connecting line.
  • the first integrated circuits 2, 3, 4 are provided to process the measurement signals received by the sensors 6, 7, 8 and to process them with a view to further processing by the second integrated circuit 5. This will be described below using the first integrated circuit 2 and the associated sensor 6. It is assumed that the sensor 6 is, for example, a chlorine sensor.
  • the first integrated circuit 2 generates a current pulse and / or a voltage pulse and / or a sequence of such pulses, which is or are supplied to the sensor 6.
  • the sensor 6 delivers a measurement signal back to the first integrated circuit 2.
  • This measurement signal is fed by the first integrated circuit 2 to amplification and / or filtering and / or intermediate storage.
  • an analog-digital conversion of the received measurement signal is provided in the first integrated circuit 2.
  • Another function of the first integrated circuit 2 is to recognize which type of sensor it is received input signal is to be assigned. Relevant information for this detection can be transferred from the second integrated circuit to the first integrated circuit.
  • Another function can be to generate and / or eject signals for checking the function of the connected sensors. The functions mentioned can also be carried out differently than in the order described.
  • the first integrated circuit 2 evaluates the received measurement signal according to sensor-specific criteria. The assignment already described is carried out automatically by the first integrated circuit 2. It is thus possible to connect any sensor from a number of different types of sensors to the first integrated circuit 2 without further ado, in particular without special presettings.
  • Another function that can be carried out by the first integrated circuit 2 before or after the analog / digital conversion is the normalization of the received measurement signal, in particular to predetermined standard values.
  • the normalization can be done by a simple comparison or the like.
  • a microprocessor or the like is accommodated on the first integrated circuit 2 for the purpose of standardization.
  • the standardization it is also possible for the standardization to be carried out using a microprocessor provided on the second integrated circuit 5.
  • the generation of a current sink for an analog current output can be provided, which can be achieved by means of e.g. B. a pulse width modulation can be controlled.
  • the first integrated circuit 2 has an essentially analog structure.
  • it is designed separately in the form of a so-called ASIC (application specific integrated circuit) and accommodated on a single carrier, that is to say on a single chip.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • first integrated circuits 2, 3, 4 are connected to a single second integrated circuit 5
  • the first ones mentioned are Integrated circuits 2, 3, 4 and said second integrated circuit 5 are suitable for multiplex operation.
  • the first integrated circuits 2, 3, 4 send signals to and receive signals from the second integrated circuit in a predetermined sequence and after a predetermined time.
  • the signals transmitted between the first integrated circuits 2, 3, 4 and the second integrated circuit 5 are digital signals.
  • the second integrated circuit 5 has an essentially digital structure. It is designed as a separate ASIC (application specific integrated circuit) and accommodated on a single carrier, that is to say on a single chip.
  • the second integrated circuit 5 is provided with a digital signal processor and with a volatile memory (RAM, random access memory) and a rewritable non-volatile memory (EEPROM, electronically erasable programmable read-only memory).
  • RAM random access memory
  • EEPROM electronically erasable programmable read-only memory
  • a read-only memory (ROM) can be provided outside the second integrated circuit 5, but also within the same.
  • control of a graphic and / or alphanumeric screen and of signal generators such as light-emitting diodes, relays and the like is provided.
  • a circuit for generating a programmable point signal with an exact Amplitude can be provided for driving an analog current output.
  • the second integrated circuit 5 is provided with a display device 9, for example a screen, and an input device 10, for example a keyboard.
  • the second integrated circuit 5 is coupled to actuators 11, 12, 13.
  • actuators 11, 12, 13 can be, for example, a relay and / or a valve and / or a thyristor or the like. These different types of actuators are to be expressed in the figure by the circular, triangular or quadrangular representation of the actuators 11, 12, 13.
  • the second integrated circuit 5 is able to control a plurality of actuators 11, 12, 13.
  • the associated control signal is generated by the second integrated circuit 5 and supplied to the respective actuator 11, 12, 13 via connecting lines.
  • the actuator types expressed in the figure can also be arranged or provided differently.
  • the second integrated circuit 5 is designed in such a way that it can generate a pulse-width-modulated control signal.
  • a pulse-width-modulated control signal is present in FIG. 5, for example on line 14, which connects second integrated circuit 5 to actuator 12.
  • the second integrated circuit 5 is able to generate a digital control signal.
  • digital control signals are present, for example, on lines 15, 16, which are connected to second integrated circuit 5.
  • the digital control signal on line 15 is fed to a device 17, by means of which the digital control signal is converted in accordance with a so-called Profibus protocol. It is possible to implement various Profibus protocols, including so-called intrinsically safe protocols. The so-called fieldbus protocol can also be used for communication.
  • the device 17 generates a digital output signal with which the actuator 11 is acted upon.
  • the digital control signal on line 16 is supplied to a device 18, by means of which the digital control signal is converted in accordance with a so-called HART protocol.
  • the device 18 generates an analog output signal with which the actuator 13 is acted upon.
  • the second integrated circuit 5 is designed in such a way that it can control and / or regulate the connected actuators 11, 12, 13 with the aid of the control signals generated.
  • the second integrated circuit 5 evaluates the received measurement signals from the sensors 6, 7, 8 and calculates the optimal control signals for the actuators 11, 12, 13 depending on the desired control or regulation.
  • the desired setpoints for the measured variables to be measured can be entered by the user, for example using the input device 10.
  • the control and / or regulation of the actuators is not carried out directly on the second integrated circuit 5.
  • so-called programmable logic controllers or microprocessor-based controllers or a personal computer or the like is interposed between the second integrated circuit 5 and the actuators 11, 12, 13.
  • a personal computer it is also possible to use this for testing purposes of the entire electrical circuit 1.
  • the connections between the first integrated circuits 2, 3, 4 and the second integrated circuit 5 are configured as a personal computer bus system, to connect a personal computer to this bus system in order to likewise test the personal computer for testing the entire electrical circuit 1 to use.

Abstract

Es wird eine elektrische Schaltung (1) beschrieben, die zur Verarbeitung eines Meßsignals von einem Sensor (6, 7, 8) und zur Erzeugung eines Steuersignals für einen Aktor (11, 12, 13) vorgesehen ist. Es ist eine erste, im wesentlichen einen analogen Aufbau aufweisende, integrierte Schaltung (2, 3, 4) vorgesehen, die mit dem Meßsignal beaufschlagbar ist, und die zur Durchführung einer Analog-/Digital-Wandlung geeignet ist. Des Weiteren ist eine zweite, im Wesentlichen einen digitalen Aufbau aufweisende, integrierte Schaltung (5) vorgesehen, die mit der ersten integrierten Schaltung (2, 3, 4) verbunden ist, und die zur Erzeugung des Steuersignals geeignet ist.

Description

Titel: Elektrische Schaltung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung zur Verarbeitung eines Messsignal von einem Sensor und zur Erzeugung eines Steuersignals für einen Aktor.
Beispielsweise bei einer Wasseraufbereitungsanlage ist es erforderlich, den Chlorgehalt und/oder den pH-Wert genau zu messtn und in Abhängigkeit davon die gesamte Wasseraufbereitungsanlage zu steuern. Zu diesem Zweck ist beispielsweise ein Chlorsensor und/oder ein pH-Wert-Sensor vorgesehen, deren Messsignale verschiedenen elektrischen Schaltungen zugeführt sind, die dann den oder die Aktoren ansteuern . In jeder der Schaltungen wir das zugehörige Messsignal aufbereitet und es wird das davon abhängige Steuersignal erzeugt, mit dem dann der zugehörige Aktor beaufschlagt wird.
Üblicherweise bildet somit jeder der Sensoren mit der zugehörigen elektrischen Schaltung ein abgeschlossenes System. Die Steuerung und/oder Regelung dieses System kann durch einen Benutzer mit Hilfe von jeweils speziellen Ein-/ und Ausgabevorrichtungen vorgegeben werden.
Insgesamt weisen die beschriebenen Systeme den Nachteil auf, dass sie sich zumeist stark voneinander unterscheiden. Dies hat zur Folge, dass ein Benutzer sich auf verschiedene Arten der Kommunikation mit den verschiedenen Systemen einstellen muss. Des Weiteren haben derartige Einzelsysteme den Nachteil, dass nur geringe Stückzahlen davon gebaut werden, wodurch die Kosten für das einzelne System sich erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Schaltung zur Verarbeitung eines Messsignals von einem Sensor und zur Erzeugung eines Steuersignals für einen Aktor zu schaffen, das einfach zu bedienen ist, mit geringen Kosten hergestellt und möglichst flexibel eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Schaltung der eingangs genannten Art durch die Erfindung dadurch gelöst, dass eine erste, im Wesentlichen einen analogen Aufbau aufweisende, integrierte Schaltung vorgesehen ist, die mit dem Messsignal beaufschlagbar ist, und die zur Durchführung einer Analog- /Digital -Wandlung geeignet ist, und dass eine zweite, im Wesentlichen einen digitalen Aufbau aufweisende, integrierte Schaltung vorgesehen ist, die mit der ersten integrierten Schaltung verbunden ist, und die zur Erzeugung des Steuersignals geeignet ist .
Nach der Erfindung wird die elektrische Schaltung im Wesentlichen in einen analogen Teil und einen digitalen Teil aufgeteilt. Jeder der beiden Teile wird als integrierte Schaltung ausgestaltet. Der analoge Teil übernimmt dabei im Wesentlichen die Umsetzung des Messsignals in ein digitales Signal und der digitale Teil hat im Wesentlichen die Aufgabe, das von dem analogen Teil erzeugte digitale Signal weiterzuverarbeiten . Dabei kann von dem digitalen Teil eine erwünschte Steuerung und/oder Regelung durchgeführt werden. Mit Hilfe des von dem digitalen Teil der elektrischen Schaltung erzeugten Steuersignal wird dann der Aktor beaufschlagt .
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht in der Vereinheitlichung der für die elektrische Schaltung erforderlichen Bauteile. Insbesondere ist es möglich, ein- und dieselbe erste integrierte Schaltung für verschiedene Sensoren zu verwenden. Entsprechendes gilt für die zweite integrierte Schaltung. Bei den integrierten Schaltungen handelt es sich deshalb nicht mehr um spezielle, an einen bestimmten Sensor angepasste Schaltungen, sondern es handelt sich um vereinheitliche Schaltungen, die flexibel eingesetzt werden können.
Dies hat zur Folge, dass der Benutzer immer mit ein- und derselben elektrischen Schaltung konfrontiert ist. Unabhängig von dem angeschlossenen Sensor ist somit die Kommunikation des Benutzers mit der elektrischen Schaltung immer gleich. Dies erleichtert dem Benutzer den Umgang mit der elektrischen Schaltung ganz wesentlich. Des Weiteren können durch die Vereinheitlichung Fehlbedienungen, die häufig bei unterschiedlichen Kommunikationseinrichtungen auftreten, sicher vermieden werden.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Vereinheitlichung besteht in einer Kostensenkung bei der Herstellung der elektrischen Schaltung. Durch die Vereinheitlichung können große Stückzahlen der elektrischen Schaltung auf immer dieselbe Art und Weise hergestellt werden. Es ist nicht mehr erforderlich, an bestimmte Sensoren angepasste und damit teure Spezialschaltungen herzustellen. Die Herstellungskosten der elektrischen Schaltung können damit verringert werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die erste integrierte Schaltung dazu geeignet, das beaufschlagte Messsignal einem von mehreren verschiedenartigen Sensoren zuzuordnen. Wird also an die erste integrierte Schaltung ein bestimmter Sensor angeschlossen, so ist die Schaltung in der Lage, aus dem empfangenen Messsignal abzuleiten, um welchen Sensor es sich handelt. Beispielsweise ist die Schaltung derart ausgestaltet, dass sie die Messsignale von einem Chlorsensor, einem pH-Wert-Sensor, einem Temparatursensor und/oder einem Feuchtesensor automatisch voneinander unterscheiden kann. Möglich ist auch die Unterscheidung von Trübungs- Leitfähigkeits- und Sauerstoff- bzw. Gassensoren. Hat die erste integrierte Schaltung dann den angeschlosssenen Sensortyp erkannt, so ist es möglich, das empfangene Messsignal entsprechend dem erkannten Sensortyp weiterzuverarbeiten .
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die erste integrierte Schaltung dazu geeignet, das beaufschlagte Messsignal vorzugsweise mittels einer Kennlinie zu normieren. Das von der ersten integrierten Schaltung empfangene Messsignal wird also derart umgesetzt, dass es bestimmten vorgegebenen Normwerten entspricht. Dies hat den Vorteil, dass die nachfolgende Weiterverarbeitung des Messsignals einheitlich auf der Grundlage dieser Normwerte erfolgen kann. Eine spezielle Anpassung der nachfolgenden Auswertung beispielsweise an einen bestimmten Spannungswert oder einen bestimmten Stromwert des angeschlossenen Sensors ist somit nicht erforderlich. Die beschriebene Normierung stellt somit einem weiteren Schritt der Vereinheitlichung dar.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die erste integrierte Schaltung dazu geeignet ist, einen Dauerstrom, einen Strompuls, eine Stromimpulsfolge oder dergleichen zu erzeugen, mit dem ein angeschlossener Sensor zur Erzeugung eines Messsignals beaufschlagbar ist . Die erste integrierte Schaltung ist also nicht nur dazu vorgesehen, das von einem Sensor empfangene Messsignal zu verarbeiten, sondern sie ist ebenfalls dazu ausgestaltet, dem angeschlossenen Sensor den für die Durchführung der Messung erforderlichen Strom zuzuführen. Dies hat den Vorteil, dass der Sensor keine separate Spannungs- und/oder Stromversorgung benötigt, sondern dass nur durch den Anschluss des Sensors an die erste integrierte Schaltung bereits sämtliche Voraussetzungen für die Durchführung von Messungen erfüllt sind.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die zweite integrierte Schaltung zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten Steuersignals und/oder zur Erzeugung eines digitalen Steuersignals geeignet. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere mit Hilfe des digitalen Steuersignals außerhalb der zweiten integrierten Schaltung bekannte Protokolle zur Ansteuerung des Aktors erzeugt werden können, so beispielsweise das sogenannte Profibus-Protokoll und/oder das sogenannte Feldbus-Protokoll das sogenannte HART- Protokoll . Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite integrierte Schaltung zur Erzeugung eines Steuersignals nach dem sogenannten Profibus-Protokoll und/oder nach dem sogenannten Feldbus-Protokoll und/oder nach dem sogenannten HART-Protokoll geeignet. In diesem Fall wird also die Erzeugung des Steuersignals nach dem jeweiligen Protokoll unmittelbar durch die zweite integrierte Schaltung durchgeführt. Weitere zusätzliche passive und/oder aktive Bauteile außerhalb der zweiten integrierten Schaltung sind also nicht erforderlich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite integrierte Schaltung dazu geeignet ist, einen angeschlossenen Aktor mittels des erzeugten Steuersignals zu steuern und/oder zu regeln. Die zweite integrierte Schaltung dient also gleichzeitig zur Steuerung oder Regelung des Aktors. Weitere zusätzliche Bauteile sind somit nicht erforderlich. Insgesamt ergibt sich damit ein Steuer- oder Regelkreis, der aus sehr wenigen Bauteilen aufgebaut ist. Dies stellt einen weiteren Schritt in Richtung einer Vereinheitlichung sowie in Richtung einer Kostensenkung dar.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind an die zweite integrierte Schaltung mehrere der ersten integrierten Schaltungen anschließbar. Jede der ersten integrierten Schaltungen ist einem Sensor zugeordnet. Damit ist es möglich, eine Mehrzahl von Sensoren an eine einzige zweite integrierte Schaltung anzuschließen. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass die erste und die zweite integrierte Schaltung einheitlich ausgestaltet sind und dadurch in einer hohen Stückzahl hergestellt werden können. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten aus. Des Weiteren ist es durch die Verwendung einer einheitlichen ersten integrierten Schaltung möglich, durch eine entsprechende hohe Integration der Schaltung die Möglichkeit zu schaffen, eine Vielzahl verschiedener Sensoren an ein- und denselben integrierten Schaltkreis anschließen zu können. Damit ist es möglich, mit Hilfe von nur zwei Bauteilen, nämlich der ersten und der zweiten integrierten Schaltung, einen Steuer- und/oder Regelkreis aufzubauen, bei dem eine Vielzahl unterschiedlichster Sensoren Messsignale an die jeweils zugehörigen ersten integrierten Schaltungen liefern, und bei dem eine Vielzahl unterschiedlichster Aktoren von der zweiten integrierten Schaltung angesteuert werden.
Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die ersten integrierten Schaltungen und die zweite integrierte Schaltung zum Multiplexbetrieb geeignet sind. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Messsignale der verschiedenen angeschlossenen Sensoren fehlerfrei von den ersten integrierten Schaltungen empfangen werden können, um dann ebenfalls fehlerfrei von der zweiten integrierten Schaltung verarbeitet werden zu können. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die zweite integrierte Schaltung einen programmierbaren Mikroprozessor, vorzugsweise einen digitalen Signalprozessor auf. Durch die Möglichkeit der Programmierung des Mikroprozessors wird eine äußerst flexible und jederzeit änderbare Anpassung an die verschiedenartigsten Sensoren, sowie an die jeweils gewünschten Steuerungen und/oder Regelungen erreicht. So ist es beispielsweise möglich, durch einen entsprechenden Austausch einer Software-Komponente das Messsignal eines bestimmten angeschlossenen Sensors auf eine andere Art und Weise als zuvor zu verarbeiten. Diese andere Art und Weise kann dabei eine völlig andere Regelung des von dem Messsignal abhängigen Aktors sein. Durch einen entsprechenden modularen Aufbau der Programmierung des Mikroprozessors kann die erfindungsgemäße Schaltung ohne größeren Aufwand an die verschiedensten Anwendungen, die verschiedensten Sensoren, die verschiedensten Aktoren sowie an sonstige spezielle Randbedingungen angepasst werden. Ebenfalls ist es durch die Programmierung des Mikroprozessors möglich, das gesamte System mit Hilfe eines angeschlossenen Personalcomputers zu testen und mögliche Fehler zu korrigieren. In einfacher Weise können dann auch von dem Personalcomputer verbesserte Versionen der einzelnen Software- Komponenten in die zweite integrierte Schaltung eingespielt werden. Auf diese Weise können verbesserte Sensoren und/oder verbesserte Aktoren durch die jeweils zugehörigen Software- Komponenten berücksichtigt bzw. neu konfiguriert werden. Durch die Verwendung eines digitalen Signalprozessors wird insbesondere die Verarbeitungsgeschwindigkeit der zweiten integrierten Schaltung wesentlich erhöht. Durch die Ausführung beispielsweise von Additions- oder Mulitplikationsbefehlen unmittelbar in der Hardware, und nicht in der Form von sogenanntem Microcode, wird erreicht, dass eine Steuerung und/oder eine Regelung wesentlich schneller abläuft, und damit auch komplizierte und zeitaufwendige Regelungen in einem Echtzeitbetrieb durchgeführt werden können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die zweite integrierte Schaltung einen flüchtigen und einen nicht-flüchtigen Speicher, vorzugsweise einen wiederbeschreibbaren nicht-flüchtigen Speicher auf. Die für den Betrieb eines Mikroprozessors erforderlichen Speicher sind damit unmittelbar auf der zweiten integrierten Schaltung untergebracht . Durch eine entsprechende hochintegrierte Ausführung der zweiten integrierten Schaltung ist es dabei möglich, dass nicht nur ein wiederbeschreibbarer nichtflüchtiger Speicher vorgesehen sein kann, sondern dass auch ein sogenannter Festwertspeicher sich unmittelbar auf der zweiten integrierten Schaltung befinden kann. Auf diese Weise wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit der zweiten integrierten Schaltung weiter erhöht .
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die erste integrierte Schaltung und die zweite integrierte Schaltung über eine digitale Verbindung, vorzugsweise über ein Mikroprozessorbussystem oder ein Personalcomputerbussystem miteinander verbunden, z. B. über eine RS 485-Schnittstelle oder einen PC-Bus. Damit handelt es sich bei der Verbindung zwischen der ersten und der zweiten integrierten Schaltung um ein normiertes Bussystem. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass beispielsweise anstelle der ersten integrierten Schaltung ein Personalcomputer an die zweite integrierte Schaltung angeschlossen werden kann, der zum Zwecke des Testens der auf der zweiten integrierten Schaltung gespeicherten Programme die Messsignale bestimmter Sensoren simuliert. Damit ist es möglich, dass die gesamte zweite integrierte Schaltung ausgetestet werden kann, ohne dass hierzu aufwendige und insbesondere kostenintensive Tests mit realen Sensoren und dergleichen erforderlich wären. Selbstverständlich ist es auch möglich, derartige Simulationen in umgekehrter Weise durchzuführen, dass also die erste integrierte Schaltung mit einem Personalcomputer verbunden wird, und damit die erste integrierte Schaltung von diesem Personalcomputer ausgetestet wird.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die erste integrierte Schaltung und die zweite integrierte Schaltung jeweils als separates Bauteil ausgebildet. Jede der beiden integrierten Schaltungen ist also auf einem separaten Träger und somit in der Form eines sogenannten Chips vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass in einem Gesamtsystem die erste integrierte Schaltung exakt entsprechend der Anzahl der angeschlossenen Sensoren vorhanden ist . Die zweite integrierte Schaltung ist in einem Gesamtsystem nur ein einziges Mal vorhanden. Diese Ausgestaltung hat insbesondere Vorteile im Hinblick auf eine weitere Kostenreduzierung. Es wird allerdings darauf hingewiesen, dass es auch möglich ist, eine Mehrzahl der ersten integrierten Schaltungen, beispielsweise etwa zehn erste integrierte Schaltungen sowie eine einzige zweite integrierte Schaltung auf einem einzigen Träger, also auf einem einzigen Chip unterzubringen. Dies kann insbesondere durch eine entsprechend hohe Integrierung der Bauteile der ersten und der zweiten integrierten Schaltung erreicht werden. Insgesamt ist dann für die Erstellung eines Gesamtsystems nur noch ein einziger Chip erforderlich. In diesem Fall ist es jedoch möglich, dass bei der Verwendung von nur wenigen Sensoren in einem System einige der vorhandenen ersten integrierten Schaltungen nicht benutzt werden.
Besonders zweckmäßig ist es, die erfindungsgemäße Schaltung im Rahmen der Umwelttechnik einzusetzen, beispielsweise unter Verwendung eines Feuchtesensors und/oder eines Temperatursensors und/oder eines ph-Wert -Sensors und/oder eines Leitfähigkeitssensors und/oder eines Gassensors und/oder eines Sauerstoffsensors und/oder eines Chlorsensors und/oder eines Trübungssensors . Bei dem Leitfähigkeitssensor kann es sich dabei um eine induktive oder konduktive Leitfähigkeit handeln . Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung .
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung.
In der Figur ist eine elektrische Schaltung 1 dargestellt, die eine Mehrzahl von ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 und eine einzige zweite integrierte Schaltung 5 aufweist. Jede der ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 ist mit der zweiten integrierten Schaltung 5 verbunden. Diese Verbindung ist digital ausgestaltet und es kann sich beispielsweise um ein Mikroprozessorbussystem oder ein Personalcomputerbussystem handeln.
An jede der ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 ist jeweils ein Sensor 6, 7, 8 angeschlossen. Bei den Sensoren 6, 7, 8 handelt es sich um verschiedene Sensortypen, was durch die Darstellung als Kreis, als Dreieck bzw. als Viereck zum Ausdruck gebracht werden soll. Bei den Sensoren 6, 7, 8 kann es sich aber auch um gleichartige Sensortypen handeln.
An jeder der ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 ist nur ein einziger der Sensoren 6, 7, 8 angeschlossen. In der Figur sind drei erste integrierte Schaltungen 2, 3, 4 mit den zugehörigen drei Sensoren 6, 7, 8 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Anzahl der ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 und der zugehörigen Sensoren 6, 7, 8 auch größer oder kleiner sein kann. Insbesondere ist es auch möglich, nur eine einzige integrierte Schaltung 2 und einen einzigen zugehörigen Sensor 6 vorzusehen.
Bei den Sensoren 6, 7, 8 kann es sich um einen Feuchtesensor und/oder einen Temperatursensor und/oder einen ph-Wert-Sensor und/oder einen Leitfähigkeitssensor und/oder einen Gassensor und/oder einen Sauerstoffsensor und/oder einen Chlorsensor und/oder einen Trübungssensor handeln. Die genannten Sensoren 6, 7, 8 können dabei konduktiv, also mediumsberührend, oder induktiv, also gekapselt, ausgestaltet sein. Des Weiteren handelt es sich bei den Sensoren 6, 7, 8 um niederohmige und/oder hochohmige Bauteile, die ein analoges Messsignal abgeben. Zu diesem Zweck ist es beispielsweise bei dem Gassensor oder dem Sauerstoffsensor erforderlich, dass der genannte Sensor einen analogen Dauerstrom und/oder eine Dauerspannung zugeführt bekommt. Bei dem Chlorsensor oder dem Trübungssensor ist es hingegen erforderlich, dass dem genannten Sensor unter anderem Strompulse zugeführt werden. Der genannte Dauerstrom bzw. die genannten Strompulse werden von der ersten integrierten Schaltung 2, 3, 4 erzeugt und über die Verbindungsleitung dem jeweiligen Sensor 6, 7, 8 zugeführ .
Die ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 sind dazu vorgesehen, die von den Sensoren 6, 7, 8 empfangenen Messsignale aufzubereiten und im Hinblick auf eine .weitere Verarbeitung durch die zweite integrierte Schaltung 5 zu verarbeiten. Dies soll nachfolgend anhand der ersten integrierten Schaltung 2 und des zugehörigen Sensors 6 beschrieben werden. Dabei wird angenommen, dass es sich bei dem Sensor 6 beispielhaft um einen Chlorsensor handelt.
Wie bereits erläutert, erzeugt die erste integrierte Schaltung 2 einen Strompuls und/oder einen Spannungspuls und/oder eine Folge derartiger Pulse, der bzw. die dem Sensor 6 zugeführt wird bzw. werden. In Abhängigkeit von dem gemessenen Chlorgehalt liefert der Sensor 6 ein Messsignal zurück an die erste integrierte Schaltung 2. Dieses Messsignal wird von der ersten integrierten Schaltung 2 einer Verstärkung und/oder einer Filterung und/oder einer Zwischenspeicherung zugeführt . Des Weiteren ist in der ersten integrierten Schaltung 2 eine Analog-Digital-Wandlung des empfangenen Messsignals vorgesehen. Eine weitere Funktion der ersten integrierten Schaltung 2 besteht darin, zu erkennen, welchem Sensortyp das empfangene Eingangssignal zuzuordnen ist . Relevante Informationen für diese Erkennung können dabei von der zweiten integrierten Schaltung an die erste integrierte Schaltung überspielt werden. Eine weitere Funktion kann darin bestehen, Signale zur Funktionsüberprüfung der angeschlossenen Sensoren zu erzeugen und/oder auszuwerfen. Die genannten Funktionen können auch anders als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Bei der Erkennung des Sensortyps wertet die erste integrierte Schaltung 2 das empfangene Messsignal nach sensorspezifischen Kriterien aus. Die bereits beschriebene Zuordnung wird dabei von der ersten integrierten Schaltung 2 automatisch durchgeführt. Damit ist es möglich, jeden Sensor aus einer Menge verschiedenartiger Sensoren ohne Weiteres, insbesondere ohne besondere Voreinstellungen an die erste integrierte Schaltung 2 anzuschließen.
Eine weitere Funktion, die vor oder nach der Analog-/Digital- Wandlung von der ersten integrierten Schaltung 2 durchgeführt werden kann, ist die Normierung des empfangenen Messsignals insbesondere auf vorgegebene Normwerte . Die Normierung kann dabei durch einen einfachen Abgleich oder dergleichen erfolgen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die Normierung mittels einer Kennlinie durchgeführt wird, wobei die Kennlinie beispielsweise in einem Festwertspeicher in der ersten integrierten Schaltung 2 abgespeichert sein kann, oder mittels einer entsprechenden Kommunikation von der zweiten integrierten Schaltung 5 abgerufen werden kann. Gegebenenfalls ist zum Zwecke der Normierung auf der ersten integrierten Schaltung 2 ein Mikroprozessor oder dergleichen untergebracht . Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die Normierung mit Hilfe eines auf der zweiten integrierten Schaltung 5 vorhandenen Mikroprozessors durchgeführt wird. Als weitere Funktion kann die Generierung einer Stromsenke für einen analogen Stromausgang vorgesehen sein, die mittels z. B. einer Pulsweitenmodulation angesteuert werden kann.
Zur Durchführung der genannten Funktionen weist die erste integrierte Schaltung 2 einen im Wesentlichen analogen Aufbau auf. Sie ist beispielsweise in der Form eines sogenannten ASIC (application specific integrated circuit) separat ausgeführt und auf einem einzigen Träger, also auf einem einzigen Chip untergebracht .
Die vorstehenden Ausführungen bezüglich der ersten integrierten Schaltung 2 und des zugehörigen Sensors 6 gelten in entsprechender Weise auch für die anderen ersten integrierten Schaltungen 3, 4 mit den jeweils zugehörigen Sensoren 7, 8.
Sind, wie in der Figur dargestellt, mehrere erste integrierte Schaltungen 2, 3, 4 mit einer einzigen zweiten integrierten Schaltung 5 verbunden, so sind die genannten ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 und die genannte zweite integrierte Schaltung 5 zum Multiplex-Betrieb geeignet. Dies bedeutet, dass die ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 in einer vorgegebenen Reihenfolge und nach einem vorgegebenen Zeitablauf Signale an die zweite integrierte Schaltung senden bzw. von dieser empfangen. Bei den zwischen den ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 und der zweiten integrierten Schaltung 5 übertragenen Signalen handelt es sich um digitale Signale .
Die zweite integrierte Schaltung 5 weist einen im Wesentlichen digitalen Aufbau auf. Sie ist als separater ASIC (application specific integrated circuit) ausgebildet und auf einem einzigen Träger, also auf einem einzigen Chip untergebracht. Die zweite integrierte Schaltung 5 ist mit einem digitalen Signalprozessor sowie mit einem flüchtigen Speicher (RAM, random access memory) und einem wiederbeschreibbaren nicht - flüchtigen Speicher (EEPROM, electronically erasable programmable read-only memory) versehen. Ein Festwertspeicher (ROM, read-only memory) kann außerhalb der zweiten integrierten Schaltung 5, aber auch innerhalb derselben vorgesehen sein. Des Weiteren ist eine Ansteuerung eines graphischen und/oder alphanumerischen Bildschirms sowie von Signalgebern wie Leuchtdioden, Relais und dergleichen vorgesehen. Ebenfalls kann eine Schaltung zur Generierung eines programmierbaren Punkt-Signals mit einer exakten Amplitude zur Ansteuerung eines analogen Stromausgangs vorgesehen sein.
Zur Kommunikation mit einem Benutzer ist die zweite integrierte Schaltung 5 mit einer Anzeigeeinrichtung 9, beispielsweise einem Bildschirm, und einer Eingabevorrichtung 10, beispielsweise einer Tastatur, versehen.
Wie aus der Figur hervorgeht, ist die zweite integrierte Schaltung 5 mit Aktoren 11, 12, 13 gekoppelt. Bei diesen Aktoren kann es sich beispielsweise um ein Relais und/oder ein Ventil und/oder einen Thyristor oder dergleichen handeln. Diese verschiedenartigen Aktorentypen sollen in der Figur durch die kreisförmige bzw. dreieckförmige bzw. viereckförmige Darstellung der Aktoren 11, 12, 13 zum Ausdruck kommen.
Wie aus der Figur hervorgeht, ist die zweite integrierte Schaltung 5 in der Lage, eine Mehrzahl von Aktoren 11, 12, 13 anzusteuern. Das jeweils zugehörige Steuersignal wird dabei von der zweiten integrierten Schaltung 5 erzeugt und über Verbindungsleitungen dem jeweiligen Aktor 11, 12, 13 zugeführt. Es versteht sich, dass dabei die in der Figur zum Ausdruck gebrachten Aktortypen auch andersartig angeordnet bzw. vorgesehen sein können.
Die zweite integrierte Schaltung 5 ist derart ausgestaltet, dass sie ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal erzeugen kann. Ein derartiges pulsweitenmoduliertes Steuersignal ist in der Figur 5 beispielsweise auf der Leitung 14 vorhanden, die die zweite integrierte Schaltung 5 mit dem Aktor 12 verbindet .
Des Weiteren ist die zweite integrierte Schaltung 5 in der Lage, ein digitales Steuersignal zu erzeugen. Derartige digitale Steuersignale sind beispielsweise auf den Leitungen 15, 16 vorhanden, die an die zweite integrierte Schaltung 5 angeschlossen sind.
Das digitale Steuersignal auf der Leitung 15 ist einer Einrichtung 17 zugeführt, mit deren Hilfe das digitale Steuersignal entsprechend einem sogenannten Profibus-Protokoll umgeformt wird. Dabei ist es möglich, verschiedene Profibus- Protokolle zu realsieren, unter anderem auch sogenannte eigensichere Protokolle. Des Weiteren kann auch das sogenannte Feldbus -Protokoll zur Kommunikation verwendt werden. Die Einrichtung 17 erzeugt ein digitales Ausgangssignal, mit dem der Aktor 11 beaufschlagt ist.
Das digitale Steuersignal auf der Leitung 16 ist einer Einrichtung 18 zugeführt, mit dessen Hilfe das digitale Steuersignal entsprechend einem sogenannten HART-Protokoll umgeformt wird. Von der Einrichtung 18 wird ein analoges Ausgangssignal erzeugt, mit dem der Aktor 13 beaufschlagt ist. Die zweite integrierte Schaltung 5 ist dazu ausgestaltet, dass sie eine Steuerung und/oder eine Regelung der angeschlossenen Aktoren 11, 12, 13 mit Hilfe der erzeugten Steuersignale durchführen kann. Die zweite integrierte Schaltung 5 wertet zu diesem Zweck die empfangenen Messsignale von den Sensoren 6, 7, 8 aus und berechnet in Abhängigkeit davon entsprechend der gewünschten Steuerung oder Regelung die optimalen Steuersignale für die Aktoren 11, 12, 13. Die gewünschte Steuerung oder Regelung, insbesondere die gewünschten Sollwerte für die zu messenden Messgrößen können von dem Benutzer beispielsweise mit Hilfe der Eingabevorrichtung 10 eingegeben werden. Des Weiteren ist es möglich, dass der Benutzer über die Ausgabevorrichtung 9 die gesamte Steuerung oder Regelung verfolgt und überwacht .
Es ist jedoch auch möglich, dass die Steuerung und/oder Regelung der Aktoren nicht unmittelbar auf der zweiten integrierten Schaltung 5 durchgeführt wird. Stattdessen kann vorgesehen sein, dass zwischen der zweiten integrierten Schaltung 5 und den Aktoren 11, 12, 13 sogenannte speicherprogrammierbare Steuerungen oder mikroprozessorbasierte Steuerungen oder ein Personalcomputer oder dergleichen zwischengeschaltet ist. Insbesondere bei Verwendung eines Personalcomputers ist es möglich, diesen auch zu Testzwecken der gesamten elektrischen Schaltung 1 zu verwenden . In entsprechender Weise ist es möglich, insbesondere bei Ausgestaltung der Verbindungen zwischen den ersten integrierten Schaltungen 2, 3, 4 und der zweiten integrierten Schaltung 5 als Personalcomputerbussystem, einen Personalcomputer an dieses Bussystem anzuschließen, um ebenfalls den Personalcomputer zum Testen der gesamten - elektrischen Schaltung 1 zu verwenden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Schaltung (1) zur Verarbeitung eines
Meßsignals von einem Sensor (6, 7, 8) und zur Erzeugung eines Steuersignals für einen Aktor (11, 12, 13), dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, im Wesentlichen einen analogen Aufbau aufweisende, integrierte Schaltung (2, 3, 4) vorgesehen ist, die mit dem Meßsignal beaufschlagbar ist, und die zur Durchführung einer Analog-/Digital- Wandlung geeignet ist, und daß eine zweite, im Wesentlichen einen digitalen Aufbau aufweisende, integrierte Schaltung (5) vorgesehen ist, die mit der ersten integrierten Schaltung (2, 3, 4) verbunden ist, und die zur Erzeugung des Steuersignals geeignet ist .
2. Schaltung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste integrierte Schaltung (2, 3, 4) dazu geeignet ist, das beaufschlagte Meßsignal einem von mehreren verschiedenartigen Sensoren (6, 7, 8) zuzuordnen.
3. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste integrierte Schaltung (2, 3, 4) dazu geeignet ist, das beaufschlagte Meßsignal vorzugsweise mittels einer Kennlinie zu normieren.
1. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste integrierte Schaltung (2, 3,
4) dazu geeignet ist, das beaufschlagte Meßsignal zu verstärken und/oder zu filtern und/oder zwischenzuspeichern .
5. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste integrierte Schaltung (2, 3, 4) dazu geeignet ist, einen Dauerstrom und/oder eine Dauerspannung oder einen Strompuls und/oder ein Spannungspuls oder dergleichen zu erzeugen, mit dem ein angeschlossener Sensor (6, 7, 8) zur Erzeugung eines Meßsignals beaufschlagbar ist.
6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein programmierbarer Stromausgang für einen analogen Messwertausgang erzeugbar ist .
7. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite integrierte Schaltung (5) zur Erzeugung mindestens eines pulsweitenmodulierten Steuersignals geeignet ist.
8. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite integrierte „ „„,,„„,
WO 98/47054
25
Schaltung (5) zur Erzeugung eines digitalen Steuersignals geeignet ist.
9. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite integrierte Schaltung (5) zur Erzeugung eines Steuersignals nach dem sogenannten Profibus-Protokoll und/oder nach dem sogenannten HART-Protokoll geeignet ist.
10. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite integrierte Schaltung (5) dazu geeignet ist, mindestens einen angeschlossenen Aktor (11, 12, 13) mittels des erzeugten Steuersignals zu steuern und/oder zu regeln.
11. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die zweite integrierte Schaltung (5) mehrere der ersten integrierten Schaltungen
(2, 3, 4) anschließbar sind.
12. Schaltung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten integrierten Schaltungen (2, 3, 4) und die zweite integrierte Schaltung (5) zum Multiplexbetrieb geeignet sind.
13. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite integrierte Schaltung (5) einen programmierbaren Mikroprozessor, vorzugsweise einen digitalen Signalprozessor aufweist .
14. Schaltung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite integrierte Schaltung (5) einen flüchtigen und einen nicht-flüchtigen Speicher, vorzugsweise einen wiederbeschreibbaren nicht-flüchtigen Speicher aufweist.
15. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste integrierte Schaltung (2, 3, 4) und die zweite integrierte Schaltung
(5) über eine digitale Verbindung, vorzugsweise über ein Mikroprozessorbussystem oder ein Personalcomputerbussystem miteinander verbunden sind.
16. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste integrierte Schaltung (2, 3, 4) und die zweite integrierte Schaltung (5) jeweils als separates Bauteil ausgebildet ist.
17. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor bzw. als Sensoren
(6, 7, 8) ein Feuchtesensor und/oder ein Temperatursensor und/oder ein pH-Wert -Sensor und/oder ein induktiver oder konduktiver Leitfähigkeitssensor und/oder ein Gassensor und/oder ein Sauerstoffsensor und/oder ein Chlorsensor und/oder ein Trübungssensor vorgesehen ist .
18. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch deren Verwendung in der Umwelttechnik, insbesondere bei der Flüssigkeitsanalyse und/oder der Gasanalyse .
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Country Status (2)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10037996A1 (de) * 2000-08-03 2002-02-21 Siemens Ag Elektronisches Gerät, insbesondere Feldgerät
DE10322276A1 (de) * 2003-05-16 2004-12-02 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Adapter für modulare Messumformer
US20050000271A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Horst Rabenecker Modular gas measuring system

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931132A1 (de) * 1999-03-25 2000-09-28 Univ Ilmenau Tech Verfahren und Schaltungsanordnung zur Nachbildung beliebiger nichtlinearer Beziehungen
DE50008129D1 (de) 1999-06-15 2004-11-11 Siemens Ag Messumformer
DE19949994A1 (de) * 1999-10-15 2001-04-19 Claas Saulgau Gmbh Messwerterfassungs- und Speichereinheit
DE10050819A1 (de) * 2000-10-13 2002-05-02 Micronas Gmbh Sensorsystem mit veränderbarer Sensorsignalverarbeitung
DE10201621B4 (de) * 2002-01-16 2004-01-29 Hansen & Reinders Gmbh & Co. Kg Meßwertumformer für mehrere Sensoren und Meßwertumformungsverfahren
DE102007053592A1 (de) * 2007-11-09 2009-05-14 Bürkert Werke GmbH & Co. KG Automatische Sensorerkennung
DE102018201380A1 (de) * 2018-01-30 2019-08-01 Robert Bosch Gmbh Testgerät

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0498953A2 (de) * 1991-02-11 1992-08-19 Yokogawa Electric Corporation Datenerfassungssystem mit programmierbaren bitseriellen digitalen Signal-Prozessoren
WO1992017830A1 (en) * 1991-04-02 1992-10-15 Asea Brown Boveri Ab Analog interface unit
EP0636955A1 (de) * 1993-07-26 1995-02-01 Hitachi, Ltd. Steuerungseinheit für ein Fahrzeug und ein gesamtes Steuerungssystem hierfür
DE4440280A1 (de) * 1994-11-11 1996-05-30 Licentia Gmbh An einen Bus anschließbares Ein-, Ausgabemodul

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4546646A (en) * 1982-10-01 1985-10-15 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha System for diagnosing an internal combustion engine
DE3446248A1 (de) * 1984-12-19 1986-06-19 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Sensor zur messung physikalischer groessen und verfahren zum abgleich des sensors
DE29513552U1 (de) * 1995-08-23 1995-10-05 Kugel Gerhard Meßvorrichtung
DE29616276U1 (de) * 1996-09-18 1996-11-28 Autocamp Autodachzelte Autodachzelt mit fester Abdeckhaube

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0498953A2 (de) * 1991-02-11 1992-08-19 Yokogawa Electric Corporation Datenerfassungssystem mit programmierbaren bitseriellen digitalen Signal-Prozessoren
WO1992017830A1 (en) * 1991-04-02 1992-10-15 Asea Brown Boveri Ab Analog interface unit
EP0636955A1 (de) * 1993-07-26 1995-02-01 Hitachi, Ltd. Steuerungseinheit für ein Fahrzeug und ein gesamtes Steuerungssystem hierfür
DE4440280A1 (de) * 1994-11-11 1996-05-30 Licentia Gmbh An einen Bus anschließbares Ein-, Ausgabemodul

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALBA M: "''INTELLIGENTE'' SENSOREN IM AUTOMOBIL BESSERE DATEN DURCH INTEGRIERTEN MIKROCONTROLLER", ELEKTRONIK, vol. 38, no. 20, 29 September 1989 (1989-09-29), pages 84, 86 - 91, XP000067502 *
FARIBORZ MASEEH: "FEASIBILITY AND PRACTICALITY OF MONOLITHIC SENSORS", WESCON TECHNICAL PAPERS, vol. 35, 1 November 1991 (1991-11-01), pages 414 - 418, XP000320567 *
STEFAN DAUSEND: "PROBLEMLOSES MITEINANDER", ELEKTROTECHNIK, vol. 78, no. 12, 16 December 1996 (1996-12-16), pages 12, 14/15, XP000686909 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10037996A1 (de) * 2000-08-03 2002-02-21 Siemens Ag Elektronisches Gerät, insbesondere Feldgerät
DE10037996C2 (de) * 2000-08-03 2003-04-17 Siemens Ag Elektronisches Gerät, insbesondere Feldgerät
DE10322276A1 (de) * 2003-05-16 2004-12-02 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Adapter für modulare Messumformer
US20050000271A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Horst Rabenecker Modular gas measuring system
US7089778B2 (en) * 2003-07-02 2006-08-15 Dräger Safety AG & Co. KGaA Modular gas measuring system

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Publication number Publication date
DE19715047A1 (de) 1998-10-22

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