WO2007122214A1 - Messinstrument in zweileitertechnik - Google Patents

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WO2007122214A1
WO2007122214A1 PCT/EP2007/053947 EP2007053947W WO2007122214A1 WO 2007122214 A1 WO2007122214 A1 WO 2007122214A1 EP 2007053947 W EP2007053947 W EP 2007053947W WO 2007122214 A1 WO2007122214 A1 WO 2007122214A1
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WO
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circuit
current
capacitor
specific
charge
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/053947
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ewald Rössner
Wolfgang Lörzel
Thomas Rothenbach
Armin Klug
Mirko Di Marco
Roland Hofmann
Josef Kunz
Original Assignee
Wika Alexander Wiegand Gmbh & Co. 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 Wika Alexander Wiegand Gmbh & Co. Kg filed Critical Wika Alexander Wiegand Gmbh & Co. Kg
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Priority to US12/298,284 priority patent/US8030990B2/en
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Classifications

    • 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
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage

Definitions

  • the invention relates to a current-limited circuit for a measuring instrument in two-wire technology, a measuring instrument using this circuit, as well as a method for current-limited measurement signal output for use in the two-wire technique.
  • NAMUR is an application association for process control technology. Under process control technology while electrical assemblies such as process control systems (PLS) or programmable logic controllers (PLC) and the programs stored therein are understood. Specifically, NAMUR has set a current range of 4 to 20 mA to provide the two-wire current signal to these electrical assemblies.
  • PLS process control systems
  • PLC programmable logic controllers
  • the circuit for detecting the measurement display must comply at least on the output side of the current range specified above, for example, may be used according to some provisions for detection only less than 4 mA. It is the
  • the present invention is based on the object to eliminate the aforementioned disadvantages of the prior art.
  • the solution according to the invention is a circuit for a measuring instrument, comprising: a logic circuit with digital memory arranged for the input and output of measuring signals; a controllable current sink arranged to operate a current loop with a limited current range, the controllable current sink being arranged to convert an information supplied by the logic circuit into an output current on the current loop; an application specific integrated circuit adapted to detect a measurement specific movement associated with the logic circuit for outputting measurement signals corresponding to motion measurements; and an energy storage connected to the controllable sink for power consumption and connected to the application specific integrated circuit for power delivery; wherein the logic circuit controls the connection state of the energy storage such that the energy storage is always connected to the application-specific integrated circuit when it has reached a lack of energy in their energy supply.
  • a preferred embodiment of this solution is a circuit for a measuring instrument, comprising: a microprocessor set up for the input of measuring signals; a voltage / current converter circuit adapted to operate a current loop with a limited current range, the voltage / current converter circuit adapted to convert an input voltage supplied by the microprocessor to an output current on the current loop; an application specific integrated circuit, arranged for the detection of the rotation angle, which is connected to the microprocessor for the output of measuring signals, which angle of rotation measurements correspond; and a capacitor either connected to the voltage / current converter circuit for charging with a supply voltage or connected to the application specific integrated circuit for charge delivery; wherein the microprocessor controls the connection state of the capacitor such that the capacitor is connected to the application specific integrated circuit whenever it carries a charge sufficient for its power supply.
  • the circuit may be arranged such that the current which flows to the application-specific circuit for detecting the rotational angle when the capacitor discharges is above the limited current range.
  • the limited current range is preferably 4 to 20 mA.
  • microprocessor is preferably arranged to match that of the voltage
  • the microprocessor may be arranged to control the connection state of the capacitor by measuring either the charge of the capacitor or the capacitor voltage or by changing the connection state at time intervals which according to a design of the circuit for charging the capacitor one to power the application-specific circuit sufficient charge are sufficient.
  • the energy storage device can always be connected to the supply voltage.
  • a measuring device which contains the circuit according to the invention for detecting the rotation angle, wherein the measuring device is set up to detect a measured variable and to display it on a rotary display;
  • the circuit for detecting the rotation angle of the rotary display and for outputting a signal corresponding to the measured signal is operably set up.
  • the measured variable can be, for example, a temperature, a pressure or a measured variable derived therefrom, such as a density or gas density, a flow or a fill level.
  • the measured variable may be a rotational movement or a linear movement or a variable converted into this movement.
  • the application-specific circuit may comprise a magnetic rotation angle sensor, which is arranged without contact and centric over a pointer shaft of a pointer with a magnet.
  • the power from the energy store can also be used to operate a radio module which transmits information about the measured value wirelessly to a receiving point.
  • a method for current-limited signal output for use in the two-wire technique comprises the steps of: filling an energy store up to a critical filling; Detecting the reaching of the critical charge in the energy storage by a logic circuit with digital storage; Delivering the critical charge of the energy store to an application-specific measurement-specific movement detection circuit, the critical charge corresponding to the amount of energy missing to power the application-specific circuitry; Detecting a measurement-specific movement by the application-specific circuit; Outputting a measurement signal corresponding to the detected measurement-specific movement; Outputting the measurement signal to the logic circuit; Supplying an input variable corresponding to the measurement signal to a controllable current sink; and converting the input to an output current on a current loop within a confined current range.
  • a preferred embodiment of this method comprises the steps of: charging a capacitor up to a critical charge; Detecting the reaching of the critical charge on the capacitor by a microprocessor; Deriving the critical charge of the capacitor to an application-specific circuit for rotational angle detection, wherein the critical charge of the supply voltage corresponds to the application-specific circuit for rotational angle detection; Detecting a rotation angle by the application specific circuit; Outputting a measurement signal corresponding to the detected rotation angle; Outputting the measurement signal to the microprocessor; Supplying an input voltage corresponding to the measuring signal to a voltage / Current converter circuit; and converting the input voltage to an output current on a current loop within a confined current range.
  • the current which flows to the application-specific circuit for detecting the rotational angle when the capacitor discharges can be above the limited current range.
  • the limited current range is preferably 4 to 20 mA.
  • the microprocessor preferably maintains the input voltage applied to the voltage / current converter circuit until a new measurement signal is supplied to the microprocessor by the application specific circuit.
  • the microprocessor can detect the critical charge by either measuring the charge of the capacitor or the capacitor voltage or by measuring the timing of the charging process, which according to a design of the circuit for charging the capacitor with one for powering the application specific circuit sufficient charge is sufficient.
  • the output signal can be filtered or smoothed by software and / or hardware in the form of RC or LC elements of simpler or higher order.
  • current sink refers to the overall balance of the thus designated element, and thus does not exclude a time-limited release of energy.
  • Fig. 1 is an equivalent circuit diagram of a first
  • FIGS. 2A to 2D are sectional views of a measuring device, in which the inventive circuit can be advantageously applied;
  • 2A is a side sectional view of a tube spring gauge taken along line AA of FIG. 2B
  • FIG. 2B is a front sectional view of the tube spring gauge
  • FIG. 2C is an undercut view of the tube spring gauge
  • FIG. 2D is an enlarged detail view of FIG "X" marked details;
  • Fig. 3 is an equivalent circuit diagram of another exemplary embodiment of the inventive circuit for a measuring device.
  • FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a first exemplary embodiment of the circuit according to the invention for a measuring device.
  • Reference numeral 11 designates a voltage / current converter circuit which can be implemented, for example, by the commercially available module AM462 from the company “analog microelectronics.”
  • Reference numeral 12 designates a microprocessor which has an EEPROM (" ⁇ Controller”) designed as a microcontroller. electrically erasable programmable read-only memory) The indication “dig-I / O” indicates an individual signal adjustment in the EEPROM, so that 0 to 270 ° on the rotary display of a measuring device 0 to 3.3 V are shown.
  • the reference numeral 13 designates a capacitor with the capacitance C, which is connected to a reference voltage terminal of the AM462 either through the microprocessor 12 via a resistor R configured for the maximum capacitor current, or through the microprocessor 12 via a DC / DC converter 15 an application-specific circuit for rotational angle detection 14 is connected.
  • the application-specific circuit 14 can be implemented, for example, by the commercially available module AS5040 from "austriamicrosystems.” This component is a non-contact magnetic rotary angle sensor in which a 10-bit wide Output of the absolute position value (the rotation angle) can be encoded into a pulse width modulated signal. This is indicated by the indication "PWM approx. 0.5..2.5V” (PWM - "pulse width modulation").
  • the indication "DO serial out” designates the serial data output (DO - "data output”) of the 10-bit-wide absolute position value (of the rotation angle). According to the first embodiment shown in FIG. 1, this output is input to the microprocessor 12 for detection.
  • the microprocessor 12 detects this signal and holds it at its output, which is connected to an input of the voltage / current converter circuit 11 until a new measured value (a new measurement signal) is provided to it by the application-specific circuit 14.
  • the microprocessor 12 Apart from the above-mentioned input of the voltage / current converter circuit 11 (of the module AM462), the microprocessor 12 according to the first embodiment is additionally connected to the current / voltage reference terminal of the voltage / current converter circuit 11.
  • the wiring of the voltage / current converter circuit 11 for operating a current loop which according to the first embodiment is limited to the range of 4 to 20 mA required by the NAMUR, is as follows. An output for a system gain and an input for a current output stage are short-circuited and connected via a resistor Rl to a negative input of the voltage / current converter circuit 11. This negative input is connected via a further resistor R2 to ground. The ground terminal also forms at the same time the first terminal of the two-wire system formed by the current loop. The second connection of the two-wire system is with a positive
  • Sensing resistance terminal of the current / voltage converter stage of the voltage / current converter circuit 11 is connected. Furthermore the second terminal is connected via a resistor Ro to the negative sense resistor terminal of the current / voltage converter stage of the voltage / current converter circuit 11 and to the supply voltage terminal of the voltage / current converter circuit 11. The latter terminals are further connected to the collector of a transistor whose base is connected to the current output of the voltage / current converter circuit 11, and whose emitter is connected via a resistor R5 to the first terminal of the two-wire system.
  • the voltage / current converter circuit 11 (the AM462) driven via the microprocessor 12) permanently operates the current loop limited to a current range of 4 to 20 mA.
  • the microprocessor has a sufficiently low power consumption.
  • a continuous operation within the area indicated by the dashed line 16 is possible.
  • an energy buffering clocked by the microprocessor 12 is realized in which the application-specific circuit 14 (the AS5040 as rotation angle sensor) is only operated for a short time and then switched off again, since its energy conversion is comparatively high.
  • the microprocessor 12 detects the signal output by the application specific circuit 14 during each operation and holds it at its output to the voltage / current converter circuit 11 until a new measurement (new measurement signal) can be energetically generated by the application specific circuit 14.
  • a new measurement new measurement signal
  • the above-described implementation of the invention according to the first embodiment allows a measurement value update of about three to four readings per second.
  • a completely adequate measurement value update is achieved, which allows use in devices of the highest accuracy class.
  • two-wire technology in conjunction with mechanical measuring instruments opens up their application in the process industry.
  • Figures 2A to 2D show a mechanical measuring device as a second embodiment of the invention, in which the circuit described above according to the first embodiment can be used.
  • FIG. 2A shows a side sectional view along the line AA from FIG. 2B, in which an undercut view of the example measuring device designed as a tube spring measuring device is shown.
  • the reference numeral 24 of Fig. 2B indicates the Bourdon tube.
  • the detail "x" from the undercut view shown in Fig. 2C illustrates in Fig. 2D the direct tap 25 on the tube spring for the pointer display on the example measuring device
  • a magnet is applied to the extended shaft, and the application-specific circuit 14 is mounted directly above the magnet as the magnetic rotation angle sensor 22.
  • the rotation angle sensor 22 is mounted on a support board 21 together with the other elements of the circuit according to the first embodiment attached, which as shown in Figures 2A to 2D is mounted centrally above the pointer shaft.
  • the second exemplary embodiment thus achieves the provision of a measuring device of the highest accuracy class with a contactless magnetic rotary angle sensor with 360 ° absolute angle in two-wire technology, which can be used in the process industry.
  • the energy store in this case the capacitor CL
  • the empty capacitor is initially charged via the resistor R L in order to avoid unwanted current peaks in the initial moment of charging.
  • the capacitor C L is continuously charged via the resistor R L 2.
  • the angle of rotation sensor (eg Type 2 SA 10 from Melexis) is supplied with power via the control line CLK and the transistor Ti (eg type BSS670 from Infineon), ie actuated. He is then fed via the high-impedance resistor R v with a Grundversogung, for example, about ImA, and obtains the remaining still required operating current from the capacitor C L.
  • the transistor Ti eg type BSS670 from Infineon
  • the rotation angle sensor then sends the measured value via the line D I / O to the processor PC, which temporarily stores the value until a newly determined measured value is present.
  • the value is thereafter sent to the voltage current transformer U / I (eg Type XTR 115 of the company. Texas Instruments), which then provides the measured value in the standardized format 4 to 20 mA in the loop, for example, a control room.
  • U / I eg Type XTR 115 of the company. Texas Instruments
  • the current loop is used for communication via the HART protocol ("Highway Addressable Remote Transducer") .
  • the HART protocol is the leading communication technology in intelligent process measurement technology and offers, inter alia, remote process variable remote access, cyclic access Process data, a parameter setting and a diagnosis, whereby the HART protocol simultaneously permits two-way digital communication and analog signaling in the 4 to 20 mA current range.
  • Embodiment particularly advantageous in view of the application of the present invention in the process industry.
  • the present description thus includes a method of current limited signal output for use in two-wire technology.
  • the method comprises the steps of: charging a capacitor up to a critical charge; Detecting the reaching of the critical charge on the capacitor by a microprocessor; Deriving the critical charge of the capacitor to an application-specific circuit for detecting the rotational angle, wherein the critical charge corresponds to the supply voltage of the application-specific rotation angle detection circuit; Detecting a rotation angle by the application specific circuit; Outputting a measurement signal corresponding to the detected rotation angle; Outputting the measurement signal to the microprocessor; Supplying an input voltage corresponding to the measurement signal to a voltage / current converter circuit; and converting the input voltage to an output current on a current loop within a confined current range.

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Abstract

Es wird die Verwendung von bestimmten ASIC-Bausteinen bei einer Schaltung in Zweileitertechnik ermöglicht, welche beispielsweise die Bereitstellung von berührungslosen Drehwinkelsensoren erlauben, obwohl diese ASIC-Bausteine eine hohe Stromaufnahme aufweisen.

Description

„MESSINSTRUMENT IN ZWEILEITERTECHNIK"
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine strombegrenzte Schaltung für ein Messinstrument in Zweileitertechnik, ein diese Schaltung verwendendes Messinstrument, sowie ein Verfahren zur strombegrenzten Messsignalausgabe zur Verwendung in der Zweileitertechnik.
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Temperatur- und Druckmesstechnik ist die Verwendung von analogen Messgeräten gebräuchlich.
Wenn diese analogen Messgeräte in eine Prozessüberwachung eingebunden werden sollen, so ist die Bereitstellung von elektrischen Signalen notwendig, welche die analoge Anzeige wiedergeben. Diese bedeutet, dass die analoge Anzeige der Messgröße in elektrische Signale umgewandelt werden muss.
Auf dem Gebiet der Prozessindustrie wie etwa in der Chemie wird nach heutigem Standard ein Zweileiterstromsignal der Messinstrumente gefordert. Dies folgt einer Festlegung von Anforderungen an Geräte und Verfahren, wie sie durch die Normengemeinschaft für Mess- und Regeltechnik in der chemischen Industrie (NAMUR) definiert wurde. Die NAMUR ist ein Anwendungsverband für die Prozessleittechnik. Unter Prozessleittechnik werden dabei elektrischen Baugruppen wie etwa Prozessleitsysteme (PLS) oder speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und die darin gespeicherten Programme verstanden . Genauer hat die NAMUR für die Bereitstellung des Zweileiterstromsignals an diese elektrischen Baugruppen einen Strombereich von 4 bis 20 mA festgelegt.
Für das Umwandeln der analogen Anzeigen der Messinstrumente in elektrische Signale ergeben sich daraus jedoch gewisse Einschränkungen, da die Schaltung zur Erfassung der Messanzeige zumindest ausgangsseitig den vorstehend angegebenen Strombereich einhalten muss, beispielsweise dürfen nach einigen Bestimmungen zur Erfassung nur weniger als 4 mA verwendet werden. Dabei ist die
Versorgungsleistung über die übliche Versorgungsspannung begrenzt .
Im Stand der Technik wurde diesen Anforderungen Rechnung getragen, indem beispielsweise lineare Verstärker verwendet wurden, welche nicht so viel Strom aufnehmen, aber die Verwendung von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (sogenannten ASICs) war bisher wegen deren hohen Stromverbrauches nicht möglich.
ErfindungsZusammenfassung
Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen.
Genauer wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Verwendung von bestimmten ASIC-Bausteinen bei einer Schaltung in Zweileitertechnik nach NAMUR ermöglicht, welche beispielsweise die Bereitstellung von berührungslosen Drehwinkelsensoren erlauben, obwohl diese ASIC-Bausteine eine hohe Stromaufnahme aufweisen. Die erfindungsgemäße Lösung ist eine Schaltung für ein Messinstrument, mit: einer für die Eingabe und Ausgabe von Messsignalen eingerichteten logischen Schaltung mit digitalem Speicher; einer steuerbaren Stromsenke, die für den Betrieb einer Stromschleife mit einem eingegrenzten Strombereich eingerichtet ist, wobei die steuerbare Stromsenke zur Umwandlung einer von der logischen Schaltung zugeführten Information in einen Ausgangsstrom auf der Stromschleife eingerichtet ist; einer zur Erfassung einer messungsspezifischen Bewegung eingerichteten anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, die mit der logischen Schaltung zur Ausgabe von Messsignalen verbunden ist, welche Bewegungsmesswerten entsprechen; und einem Energiespeicher, der zur Energieaufnahme mit der steuerbaren Stromsenke verbunden ist, und zur Energieabgabe mit der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung verbunden ist; wobei die logische Schaltung den Verbindungszustand des Energiespeichers so steuert, dass der Energiespeicher immer dann mit der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung verbunden ist, wenn er eine in deren Energieversorgung fehlende Energiemenge erreicht hat.
Eine bevorzugte Ausgestaltung dieser Lösung ist eine Schaltung für ein Messinstrument, mit: einem für die Eingabe von Messsignalen eingerichteten Mikroprozessor; einer Spannungs-/Stromwandlerschaltung, die für den Betrieb einer Stromschleife mit einem eingegrenzten Strombereich eingerichtet ist, wobei die Spannungs- /Stromwandlerschaltung zur Umwandlung einer von dem Mikroprozessor zugeführten Eingangsspannung in einen Ausgangsstrom auf der Stromschleife eingerichtet ist; einer zur Drehwinkelerfassung eingerichteten anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, die mit dem Mikroprozessor zur Ausgabe von Messsignalen verbunden ist, welche Drehwinkelmesswerten entsprechen; und einem Kondensator, der entweder zur Aufladung mit einer Versorgungsspannung mit der Spannungs- /Stromwandlerschaltung verbunden ist, oder zur Ladungsabgabe mit der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung verbunden ist; wobei der Mikroprozessor den Verbindungszustand des Kondensators so steuert, dass der Kondensator immer dann mit der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung verbunden ist, wenn er eine zu dessen Energieversorgung ausreichende Ladung trägt.
Insbesondere kann die Schaltung dabei so eingerichtet sein, dass der Strom, welcher der anwendungsspezifischen Schaltung zur Drehwinkelerfassung zufließt, wenn sich der Kondensator entlädt, oberhalb des eingegrenzten Strombereichs liegt.
Im Hinblick auf die Anforderungen nach NAMUR für die chemische Prozessindustrie zur Bereitstellung eines Zweileiterstromsignals entspricht der eingegrenzte Strombereich vorzugsweise 4 bis 20 mA.
Darüber hinaus ist der Mikroprozessor vorzugsweise so eingerichtet, dass er die der Spannungs-
/Stromwandlerschaltung zugeführte Eingangsspannung hält, bis dem Mikroprozessor ein neues Messsignal durch die anwendungsspezifische Schaltung zugeführt wird.
Weiterhin kann der Mikroprozessor so eingerichtet sein, dass er den Verbindungszustand des Kondensators steuert, indem er entweder die Ladung des Kondensators bzw. die Kondensatorspannung misst, oder indem er den Verbindungszustand in Zeitintervallen ändert, welche gemäß einem Entwurf der Schaltung für eine Aufladung des Kondensators mit einer zur Energieversorgung der anwendungsspezifischen Schaltung ausreichenden Ladung hinreichend sind.
Zur maximalen Energieausnutzung kann der Energiespeicher immer an die Versorgungsspannung angeschlossen sein.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Messgerät bereitgestellt, welches die erfindungsgemäße Schaltung zur Drehwinkelerfassung enthält, wobei das Messgerät zur Erfassung einer Messgröße sowie zu dessen Darstellung auf einer Drehanzeige eingerichtet ist; dabei ist die Schaltung zur Drehwinkelerfassung der Drehanzeige und zur Ausgabe eines der Messgröße entsprechenden Signals betriebsfähig eingerichtet .
Hierbei kann die Messgröße beispielsweise eine Temperatur, ein Druck oder eine daraus abgeleitete Messgröße wie eine Dichte bzw. Gasdichte, ein Durchfluss oder ein Füllstand sein .
Außerdem kann die Messgröße eine Drehbewegung oder Linearbewegung oder eine in diese Bewegung umgewandelte Größe sein.
Die anwendungsspezifische Schaltung kann einen magnetischen Drehwinkelsensor aufweisen, der berührungslos und zentrisch über einer Zeigerwelle eines Zeigers mit einem Magneten angeordnet ist.
Der Strom aus dem Energiespeicher kann auch zum Betrieb eines Funkmoduls verwendet werden, welches eine Information über den Messwert drahtlos an eine Empfangsstelle übermittelt . Ferner wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur strombegrenzten Signalausgabe zur Verwendung in der Zweileitertechnik bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte: Auffüllen eines Energiespeichers bis zu einer kritischen Füllung; Erfassen des Erreichens der kritischen Füllung in dem Energiespeicher durch eine logische Schaltung mit digitalem Speicher; Abgabe der kritischen Füllung des Energiespeichers an eine anwendungsspezifische Schaltung zur Erfassung einer messungsspezifischen Bewegung, wobei die kritische Füllung der zur Energieversorgung der anwendungsspezifischen Schaltung fehlenden Energiemenge entspricht; Erfassen einer messungsspezifischen Bewegung durch die anwendungsspezifische Schaltung; Ausgeben eines der erfassten messungsspezifischen Bewegung entsprechenden Messsignals; Ausgeben des Messsignals an die logische Schaltung; Zuführen einer dem Messsignal entsprechenden Eingangsgröße an eine steuerbare Stromsenke; und Umwandeln der Eingansgröße in einen Ausgangsstrom auf einer Stromschleife innerhalb eines eingegrenzten Strombereichs.
Eine bevorzugte Ausgestaltung dieses Verfahrens umfasst dabei die Schritte: Aufladen eines Kondensators bis zu einer kritischen Ladung; Erfassen des Erreichens der kritischen Ladung auf dem Kondensator durch einen Mikroprozessor; Ableiten der kritischen Ladung des Kondensators zu einer anwendungsspezifischen Schaltung zur Drehwinkelerfassung, wobei die kritische Ladung der Versorgungsspannung der anwendungsspezifischen Schaltung zur Drehwinkelerfassung entspricht; Erfassen eines Drehwinkels durch die anwendungsspezifischen Schaltung; Ausgeben eines dem erfassten Drehwinkel entsprechenden Messsignals; Ausgeben des Messsignals an den Mikroprozessor; Zuführen einer dem Messsignal entsprechenden Eingangsspannung an eine Spannungs- /Stromwandlerschaltung; und Umwandeln der Eingansspannung in einen Ausgangsstrom auf einer Stromschleife innerhalb eines eingegrenzten Strombereichs.
Insbesondere kann dabei der Strom, welcher der anwendungsspezifischen Schaltung zur Drehwinkelerfassung zufließt, wenn sich der Kondensator entlädt, oberhalb des eingegrenzten Strombereichs liegen.
Im Hinblick auf die Anforderungen nach NAMUR für die chemische Prozessindustrie zur Bereitstellung eines Zweileiterstromsignals entspricht der eingegrenzte Strombereich vorzugsweise 4 bis 20 mA.
Darüber hinaus hält der Mikroprozessor vorzugsweise die der Spannungs-/StromwandlerSchaltung zugeführte Eingangsspannung, bis dem Mikroprozessor ein neues Messsignal durch die anwendungsspezifische Schaltung zugeführt wird.
Weiterhin kann der Mikroprozessor die kritische Ladung dadurch erfassen, indem er entweder die Ladung des Kondensators bzw. die Kondensatorspannung misst, oder indem er den Zeitablauf des Aufladevorgangs misst, welcher gemäß einem Entwurf der Schaltung für eine Aufladung des Kondensators mit einer zur Energieversorgung der anwendungsspezifischen Schaltung ausreichenden Ladung hinreichend ist.
Außerdem kann das Ausgangssignal durch Software und/oder Hardware in Form von RC- bzw. LC-Gliedern einfacher oder höherer Ordnung gefiltert oder geglättet werden. Die vorstehend angeführten Abwandlungen der bevorzugten Ausgestaltungen können entsprechend an den allgemein wiedergegebenen Erfindungslosungen vorgenommen werden.
Im Übrigen wird angemerkt, dass der vorstehend verwendete Begriff der „Stromsenke" sich auf die Gesamtbilanz des somit bezeichneten Elementes bezieht. Dies schließt also eine zeitlich begrenzte Energieabgabe nicht aus.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachstehend anhand von
Ausfuhrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung naher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ersatzschaltbild eines ersten
Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemaßen Schaltung für ein Messgerat;
Die Figuren 2A bis 2D Schnittansichten eines Messgerates, bei dem die erfindungsgemaße Schaltung vorteilhaft angewendet werden kann; dabei zeigt Fig. 2A eine Seitenschnittansicht eines Rohrfedermessgerates entlang der Linie A-A aus Fig. 2B, Fig. 2B zeigt eine Vorderschnittansicht des Rohrfedermessgerates, Fig. 2C zeigt eine Hinterschnittansicht des Rohrfedermessgerates, und Fig. 2D zeigt eine vergrößerte Detailansicht des in Fig. 2C mit „X" markierten Details; und
Fig. 3 ein Ersatzschaltbild eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemaßen Schaltung für ein Messgerat.
Bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung Die nachstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung soll die Ausführung der Erfindung veranschaulichen und ist nicht dazu gedacht, ein auf die Ausführungsbeispiele beschränktes Verständnis der Erfindung zu vermitteln.
Fig. 1 zeigt ein Ersatzschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung für ein Messgerät.
Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 11 eine Spannungs- /Stromwandlerschaltung, welche beispielsweise durch den kommerziell erhältlichen Baustein AM462 der Firma „analog microelectronics" implementiert werden kann. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Mikroprozessor, der ein zu einem MikroController („μController") ausgebildeter EEPROM („electrically erasable programmable read only memory" - elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) sein kann. Die Angabe „dig-I/O" deutet dabei einen individuellen Signalabgleich im EEPROM an, so dass 0 bis 270° auf der Drehanzeige eines Messgerätes auf 0 bis 3,3 V abgebildet werden. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Kondensator mit der Kapazität C, der entweder durch den Mikroprozessor 12 über einen für den maximalen Kondensatorstrom konfigurierten Widerstand R mit einem Referenzspannungsanschluss des AM462 verbunden ist, oder der durch den Mikroprozessor 12 über einen Gleichstromwandler (DC/DC) 15 mit einer anwendungsspezifischen Schaltung zur Drehwinkelerfassung 14 verbunden ist. Die anwendungsspezifische Schaltung 14 kann beispielsweise durch den kommerziell erhältlichen Baustein AS5040 der Firma „austriamicrosystems" implementiert sein. Dieser Baustein ist ein berührungslos arbeitender magnetischer Drehwinkelsensor, bei dem eine 10 bit breite Ausgabe des Absolutpositionswertes (des Drehwinkels) in ein impulsbreitenmoduliertes Signal codiert werden kann. Dies ist durch die Angabe „PWM ca. 0,5..2,5V" angedeutet (PWM - „pulse width modulation") . Die Angabe „DO serial out" bezeichnet die serielle Datenausgabe (DO - „data Output") des 10 bit breiten Absolutpositionswertes (des Drehwinkels) . Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel wird diese Ausgabe zur Erfassung dem Mikroprozessor 12 eingegeben. Der Mikroprozessor 12 erfasst dieses Signal und hält es an seinem Ausgang, der mit einem Eingang der Spannungs-/Stromwandlerschaltung 11 verbunden ist, bis ihm ein neuer Messwert (ein neues Messsignal) durch die anwendungsspezifische Schaltung 14 bereit gestellt wird. Abgesehen von dem vorstehend erwähnten Eingang der Spannungs-/Stromwandlerschaltung 11 (des Bausteins AM462), ist der Mikroprozessor 12 nach dem ersten Ausführungsbeispiel zusätzlich mit dem Strom- /Spannungsreferenzanschluss der Spannungs- /Stromwandlerschaltung 11 verbunden.
Die Beschaltung der Spannungs-/Stromwandlerschaltung 11 zum Betrieb einer Stromschleife, welche nach dem ersten Ausführungsbeispiel auf den von der NAMUR geforderten Bereich von 4 bis 20 mA beschränkt ist, ist wie folgt. Ein Ausgang für eine Systemverstärkung und ein Eingang für eine Stromausgangsstufe sind kurzgeschlossen und über einen Widerstand Rl mit einem negativen Eingang der Spannungs- /Stromwandlerschaltung 11 verbunden. Dieser negative Eingang ist über einen weiteren Widerstand R2 mit Masse verbunden. Der Masseanschluss bildet auch gleichzeitig den ersten Anschluss des von der Stromschleife gebildeten Zweileitersystems. Der zweite Anschluss des Zweileitersystems ist mit einem positiven
Senswiderstandsanschluss der Strom-/Spannungswandlerstufe der Spannungs-/Stromwandlerschaltung 11 verbunden. Außerdem ist der zweite Anschluss über einen Widerstand Ro mit dem negativen Senswiderstandsanschluss der Strom- /Spannungswandlerstufe der Spannungs-/Stromwandlerschaltung 11 sowie dem Versorgungsspannungsanschluss der Spannungs- /Stromwandlerschaltung 11 verbunden. Die letztgenannten Anschlüsse sind ferner mit dem Kollektor eines Transistors verbunden, dessen Basis mit dem Stromausgang der Spannungs- /Stromwandlerschaltung 11 verbunden ist, und dessen Emitter über einen Widerstand R5 mit dem ersten Anschluss des Zweileitersystems verbunden ist.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bedient die über den Mikroprozessor 12) angesteuerte Spannungs- /Stromwandlerschaltung 11 (der AM462) permanent die auf einen Strombereich von 4 bis 20 mA begrenzte Stromschleife. Dabei weist der Mikroprozessor einen ausreichend geringen Eigenstromverbrauch auf. Damit ist ein kontinuierlicher Betrieb innerhalb des durch die gestrichelte Linie 16 gekennzeichneten Bereichs möglich.
Zusätzlich dazu wird eine von dem Mikroprozessor 12 getaktete Energiepufferung realisiert, bei der die anwendungsspezifische Schaltung 14 (der AS5040 als Drehwinkelsensor) nur kurzzeitig betrieben und dann wieder abgeschaltet wird, da deren Energieumsatz vergleichsweise hoch ist. Der Mikroprozessor 12 erfasst das von der anwendungsspezifischen Schaltung 14 bei jedem Betriebsvorgang ausgegebene Signal und hält es an seinem Ausgang zu der Spannungs-/Stromwandlerschaltung 11, bis von der anwendungsspezifischen Schaltung 14 energetisch ein neuer Messwert (ein neues Messsignal) erzeugt werden kann. Damit ist trotz des hohen Energieumsatzes der anwendungsspezifischen Schaltung 14 (des AS5040 als Drehwinkelsensor) ein permanenter 4 bis 20 mA Stromschleifenbetrieb möglich.
Die vorstehend beschriebene Implementierung der Erfindung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erlaubt eine Messwertaktualisierung von etwa drei bis vier Messwerten pro Sekunde. Mithin wird beispielsweise bei einer Anwendung als Abgriff für ein mechanisches Manometer bzw. ein mechanisches Thermometer eine völlig ausreichende Messwertaktualisierung erreicht, die einen Einsatz bei Geräten der höchsten Genauigkeitsklasse erlauben. Außerdem eröffnet die Bereitstellung der Zweileitertechnik in Verbindung mit mechanischen Messgeräten deren Anwendung in der Prozessindustrie.
Die Figuren 2A bis 2D zeigen ein mechanisches Messgerät als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die vorstehend beschriebene Schaltung nach dem ersten Ausführungsbeispiel zum Einsatz kommen kann.
Fig. 2A zeigt dabei eine Seitenschnittansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 2B, in der eine Hinterschnittansicht des als Rohrfedermessgerät ausgeführten Beispielmessgerätes gezeigt ist. Das Bezugszeichen 24 aus Fig. 2B bezeichnet dabei die Rohrfeder. Das Detail „x" aus der in Fig. 2C gezeigten Hinterschnittansicht verdeutlicht dabei in Fig. 2D den direkten Abgriff 25 an der Rohrfeder für die Zeigeranzeige auf dem Beispielmessgerät. Wie es in Fig. 2A gezeigt ist, sitzt der Zeiger 23 auf einer nach hinten verlängerten Welle und trägt nach dem vorliegenden Beispiel einen Magneten. Direkt über dem Magneten ist die anwendungsspezifische Schaltung 14 als magnetischer Drehwinkelsensor 22 angebracht. Der Drehwinkelsensor 22 ist zusammen mit den anderen Elementen der Schaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf einer Trägerplatine 21 angebracht, welche gemäß der Darstellung in den Figuren 2A bis 2D zentrisch über der Zeigerwelle montiert ist.
Das zweite Ausfuhrungsbeispiel erzielt somit die Bereitstellung eines Messgerates der höchsten Genauigkeitsklasse mit einem beruhrungslosen magnetischen Drehwinkelsensor mit 360° Absolutwinkel in Zweileitertechnik, welches in der Prozessindustrie zum Einsatz kommen kann.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausfuhrungsbeispiel, bei dem der Energiespeicher, hier der Kondensator CL, beispielsweise über den Prozessortyp 18F1320 der Fa. Microchip prozessorgesteuert geladen wird. Hierzu wird der leere Kondensator anfangs über den Widerstand RL geladen, um im Anfangsmoment der Aufladung unerwünschte Stromspitzen zu vermeiden. Zu einem spateren Zeitpunkt wird der Kondensator CL über den Widerstand RL2 kontinuierlich weitergeladen.
Im Falle einer Messwertanforderung wird der Drehwinkelsensor (z.B. Typ 2 SA 10 der Fa. Melexis) über die Steuerleitung CLK und den Transistor Ti (z.B. Typ BSS670 der Fa. Infineon) mit Strom versorgt, d.h. betätigt. Er wird dann über den hochohmigen Widerstand Rv mit einer Grundversogung von beispielsweise ca. ImA gespeist, und bezieht den restlichen noch benotigten Betriebsstrom aus dem Kondensator CL.
Der Drehwinkelsensor schickt den Messwert dann über die Leitung D I/O an den Prozessor PC, der den Wert solange zwischenspeichert, bis ein neu ermittelter Messwert vorliegt .
Über einen ,,PWM Filter", der mehrere RC-Glieder aufweist, wird der Wert danach an den Spannungsstromwandler U/I (z.B. Typ XTR 115 der Fa. Texas Instruments) gegeben, wobei dieser sodann den Messwert im standardisierten Format 4 bis 20 mA in der Schleife zum Beispiel einer Messwarte zur Verfügung stellt.
Nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird über die Stromschleife eine Kommunikation über das HART- Protokoll („Highway Adressable Remote Transducer") betrieben. Das HART-Protokoll ist die führende Kommunikationstechnologie bei der intelligenten Prozessmesstechnik und bietet unter anderem eine Prozessvariablenfernabfrage, einen zyklischen Zugriff auf Prozessdaten, eine Parametereinstellung und eine Diagnose. Dabei erlaubt das HART-Protokoll gleichzeitig eine Zweiwege-Digitalkommunikation sowie eine Analogsignalisierung im 4 bis 20 mA Strombereich.
Nach vorstehender Beschreibung erlaubt daher die Verbindung des HART-Protokolls mit der erfindungsgemäßen Schaltung bzw. dem erfindungsgemäßen Messgerät die Verbindung von Messgeräten der höchsten Genauigkeitsklasse mit der führenden Kommunikationstechnologie der intelligenten Prozessmesstechnik. Daher ist das dritte
Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Anwendung der vorliegenden Erfindung in der Prozessindustrie .
Die vorliegende Beschreibung umfasst somit ein Verfahren zur strombegrenzten Signalausgabe zur Verwendung in der Zweileitertechnik. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte: Aufladen eines Kondensators bis zu einer kritischen Ladung; Erfassen des Erreichens der kritischen Ladung auf dem Kondensator durch einen Mikroprozessor; Ableiten der kritischen Ladung des Kondensators zu einer anwendungsspezifischen Schaltung zur Drehwinkelerfassung, wobei die kritische Ladung der Versorgungsspannung der anwendungsspezifischen Schaltung zur Drehwinkelerfassung entspricht; Erfassen eines Drehwinkels durch die anwendungsspezifischen Schaltung; Ausgeben eines dem erfassten Drehwinkel entsprechenden Messsignals; Ausgeben des Messsignals an den Mikroprozessor; Zuführen einer dem Messsignal entsprechenden Eingangsspannung an eine Spannungs-/Stromwandlerschaltung; und Umwandeln der Eingansspannung in einen Ausgangsstrom auf einer Stromschleife innerhalb eines eingegrenzten Strombereichs.
Während vorstehend bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben sind, ist dem Fachmann jedoch klar, dass viele Ausgestaltungen und Abwandlungen der Erfindung erfolgen können, ohne von dem durch die nachstehenden Patentansprüche definierten Erfindungsbereich abzuweichen. Derartige Ausgestaltungen und Abwandlungen sind vielmehr als von der Erfindung umfasst zu verstehen.

Claims

Ansprüche
1. Schaltung für ein Messinstrument, mit: einer für die Eingabe und Ausgabe von Messsignalen eingerichteten logischen Schaltung mit digitalem Speicher; einer steuerbaren Stromsenke, die für den Betrieb einer Stromschleife mit einem eingegrenzten Strombereich eingerichtet ist, wobei die steuerbare Stromsenke zur Umwandlung einer von der logischen Schaltung zugeführten Information in einen Ausgangsstrom auf der Stromschleife eingerichtet ist; einer zur Erfassung einer messungsspezifischen Bewegung eingerichteten anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, die mit der logischen Schaltung zur Ausgabe von Messsignalen verbunden ist, welche Bewegungsmesswerten entsprechen; und einem Energiespeicher, der zur Energieaufnahme mit der steuerbaren Stromsenke verbunden ist, und zur Energieabgabe mit der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung verbunden ist; wobei die logische Schaltung den Verbindungszustand des Energiespeichers so steuert, dass der Energiespeicher immer dann mit der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung verbunden ist, wenn er eine in deren Energieversorgung fehlende Energiemenge erreicht hat.
2. Schaltung nach Anspruch 1, wobei die logische Schaltung mit digitalem Speicher ein Mikroprozessor, die steuerbare Stromsenke eine Spannungs-/Stromwandlerschaltung, die zugeführte Information eine Eingangsspannung, die messungsspezifische Bewegung ein Drehwinkel und die Bewegungsmesswerte somit Drehwinkelmesswerte, sowie der Energiespeicher ein Kondensator oder Akku oder Spule oder eine Kombination hiervon und die Energieaufnahme somit eine Aufladung mit einer Versorgungsspannung, die Energieabgabe somit eine Ladungsabgabe und die fehlende Energiemenge somit eine entsprechend ausreichende Ladung des Kondensators bzw. Akkus ist.
3. Schaltung nach Anspruch 2, wobei die Schaltung so eingerichtet ist, dass der Strom, welcher der anwendungsspezifischen Schaltung zur Drehwinkelerfassung zufließt, wenn sich der Kondensator entlädt, oberhalb des eingegrenzten Strombereichs liegt.
4. Schaltung nach Anspruch 3, wobei der eingegrenzte Strombereich 4 bis 20 mA entspricht.
5. Schaltung nach Anspruch 2, wobei der Mikroprozessor so eingerichtet ist, dass er die der Spannungs- /Stromwandlerschaltung zugeführte Eingangsspannung hält, bis dem Mikroprozessor ein neues Messsignal durch die anwendungsspezifische Schaltung zugeführt wird.
6. Schaltung nach Anspruch 2, wobei der Mikroprozessor so eingerichtet ist, dass er den Verbindungszustand des Kondensators steuert, indem er die Ladung des Kondensators bzw. die Kondensatorspannung misst.
7. Schaltung nach Anspruch 2, wobei der Mikroprozessor so eingerichtet ist, dass er den Verbindungszustand des Kondensators steuert, indem er den Verbindungszustand in Zeitintervallen ändert, welche gemäß einem Entwurf der Schaltung für eine Aufladung des Kondensators mit einer zur Energieversorgung der anwendungsspezifischen Schaltung ausreichenden Ladung hinreichend sind.
8. Schaltung nach Anspruch 7, wobei der Energiespeicher zur maximalen Energieausnutzung immer an die Versorgungsspannung angeschlossen ist.
9. Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Stromschleife mit einer zur Kommunikation über das HART-Protokoll eingerichteten Vorrichtung verbunden ist.
10. Messgerät mit: der Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9; wobei das Messgerät zur Erfassung einer Messgröße sowie zu dessen Darstellung auf einer Drehanzeige eingerichtet ist; dabei ist die Schaltung zur Drehwinkelerfassung der Drehanzeige und zur Ausgabe eines der Messgröße entsprechenden Signals betriebsfähig eingerichtet.
11. Messgerät nach Anspruch 10, wobei die Messgröße Temperatur, Druck oder eine daraus abgeleitete Größe wie Dichte bzw. Gasdichte, Durchfluss oder Füllstand ist.
12. Messgerät nach Anspruch 10, wobei die Messgröße eine Drehbewegung oder Linearbewegung ist oder eine in diese Bewegung umgewandelte Größe.
13. Messgerät nach Anspruch 10 oder 11, wobei die anwendungsspezifische Schaltung einen magnetischen Drehwinkelsensor aufweist, und berührungslos und zentrisch über einer Zeigerwelle eines Zeigers mit einem Magneten angeordnet ist.
14. Messgerät nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Strom aus dem Energiespeicher auch zum Betrieb eines Funkmoduls verwendet wird, welches eine Information über den Messwert drahtlos an eine Empfangstelle übermittelt.
15. Verfahren zur strombegrenzten Signalausgabe, mit den Schritten : Auffüllen eines Energiespeichers bis zu einer kritischen Füllung;
Erfassen des Erreichens der kritischen Füllung in dem Energiespeicher durch eine logische Schaltung mit digitalem Speicher;
Abgabe der kritischen Füllung des Energiespeichers an eine anwendungsspezifische Schaltung zur Erfassung einer messungsspezifischen Bewegung, wobei die kritische Füllung der zur Energieversorgung der anwendungsspezifischen Schaltung fehlenden Energiemenge entspricht;
Erfassen einer messungsspezifischen Bewegung durch die anwendungsspezifische Schaltung;
Ausgeben eines der erfassten messungsspezifischen Bewegung entsprechenden Messsignals;
Ausgeben des Messsignals an die logische Schaltung;
Zuführen einer dem Messsignal entsprechenden Eingangsgröße an eine steuerbare Stromsenke; und
Umwandeln der Eingansgröße in einen Ausgangsstrom auf einer Stromschleife innerhalb eines eingegrenzten Strombereichs .
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die logische Schaltung mit digitalem Speicher ein Mikroprozessor, die steuerbare Stromsenke eine Spannungs-
/Stromwandlerschaltung, die messungsspezifische Bewegung ein Drehwinkel, der Energiespeicher ein Kondensator oder Akku und das Auffüllen somit ein Aufladen, die kritische Füllung somit eine kritische Ladung, die Abgabe somit eine Ableitung und die fehlende Energiemenge somit eine entsprechend ausreichende Ladung des Kondensators bzw. Akkus für eine Vorsorgungsspannung zur Drehwinkelerfassung, sowie die Eingangsgröße eine Eingansspannung ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Strom, welcher der anwendungsspezifischen Schaltung zur Drehwinkelerfassung zufließt, wenn sich der Kondensator entlädt, oberhalb des eingegrenzten Strombereichs liegt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der eingegrenzte Strombereich 4 bis 20 mA entspricht.
19. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Mikroprozessor die der Spannungs-/Stromwandlerschaltung zugeführte Eingangsspannung hält, bis dem Mikroprozessor ein neues Messsignal durch die anwendungsspezifische Schaltung zugeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Mikroprozessor die kritische Ladung dadurch erfasst, indem er die Ladung des Kondensators bzw. die Kondensatorspannung misst.
21. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Mikroprozessor die kritische Ladung dadurch erfasst, indem er den Zeitablauf des Aufladevorgangs misst, welcher gemäß einem Entwurf der Schaltung für eine Aufladung des Kondensators mit einer zur Energieversorgung der anwendungsspezifischen Schaltung ausreichenden Ladung hinreichend ist.
22. Verfahren nach Anspruch 18, wobei über die Stromschleife eine Kommunikation über das HART-Protokoll betrieben wird.
23. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Ausgangsignal durch Software und Hardware in Form von RC bzw. LC Gliedern einfacher oder höherer Ordnung gefiltert oder geglättet wird.
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