[發(fā)明專利]測量設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710626866.7
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107664512B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗洛里安·基爾薩默爾;漢斯-京特·克萊赫;米夏埃爾·路德維希;金特·馬爾考克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: G01D5/243
• 分類號: G01D5/243
• 代理公司: 11240 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 余剛;李慧<國際申請>=<國際公布>=<

在測量設(shè)備中借助具有頻率(f)的交流電流使非電參量轉(zhuǎn)化為電測量信號，其包含取決于非電參量的具有雙倍頻率(2f)的有效信號分量和取決于交流電流的具有頻率的干擾信號分量。由測量信號通過預(yù)處理和數(shù)字化生成數(shù)字信號，其通過與參考信號的相乘在雙倍頻率時(shí)相位敏感地探測并且通過隨后的低通濾波處理為與非電參量成比例的測量值。此外，數(shù)字信號通過與另外的參考信號的相乘在一倍頻率(f)時(shí)相位敏感地探測并且通過隨后的低通濾波處理為干擾信號值。根據(jù)本發(fā)明使用干擾信號值用于測量值的歸一化，通過在歸一化級中形成測量值與干擾信號值的平方之商來歸一化并且作為歸一化的測量值給出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于非電參量的測量設(shè)備，

具有測量單元，其設(shè)計(jì)用于借助具有頻率的交流電流間接地使非電參量轉(zhuǎn)化為電的測量信號，其中，電的測量信號包含取決于非電參量的具有雙倍頻率的有效信號分量和取決于交流電流的具有頻率的干擾信號分量，

具有信號預(yù)處理裝置，用于使測量信號預(yù)處理和數(shù)字化成為數(shù)字信號，并且

具有信號處理裝置，用于借助信號處理軟件使數(shù)字信號處理成測量值，其中，信號處理軟件設(shè)計(jì)用于，

通過與參考信號相乘在雙倍頻率時(shí)相位敏感地探測數(shù)字信號，并且數(shù)字信號通過隨后的低通濾波被處理為與非電參量成比例的測量值，并且

通過與另外的參考信號相乘在一倍的頻率時(shí)相位敏感地探測數(shù)字信號，并且數(shù)字信號通過隨后的低通濾波被處理為干擾信號值。

背景技術(shù)

在從DE 10 2012 212 978 B3中已知的這類測量設(shè)備中，上述另外的值用作為診斷值。在此采用以下認(rèn)知，在許多情況下在將非電參量調(diào)制地轉(zhuǎn)化為電測量信號時(shí)，具有雙倍或一半調(diào)制頻率的干擾信號分量到達(dá)實(shí)際的測量信號(有效信號)中。這樣的干擾信號借助合適的過濾措施盡可能地被衰減從而其不再影響測量結(jié)果，替代這種做法使用以下干擾分量，以便在連續(xù)的測量運(yùn)行中監(jiān)控從調(diào)制到測量值測定的完整信號處理路線。在此，將診斷值與期望值進(jìn)行比較。只要診斷值位于圍繞期望值的公差范圍之內(nèi)，那么能夠?qū)⑿盘柼幚硪暈闊o錯(cuò)誤的。在其它情況下生成錯(cuò)誤和警報(bào)通知并且例如針對安全性地調(diào)整測量值。

作為對于已知的測量設(shè)備的實(shí)例給出了根據(jù)順磁交變壓力方法工作的氣體分析器，其使用氧氣的順磁屬性以生成測量效果。對此利用具有特定頻率f的交流電流驅(qū)控電磁鐵。因?yàn)闇y量效果與磁場的平方成比例，所以模擬的電測量信號包含取決于非電參量的具有雙倍頻率2f的有效信號分量。此外由于變壓器耦合(transformatorischerEinkopplung)，在電測量信號中還存在具有電磁鐵的驅(qū)控頻率、即一倍的頻率f的干擾信號分量。

磁回路的屬性、例如線圈電阻或電感的改變影響了順磁性的測量效果以及因此影響測量值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，以盡可能小的設(shè)備工藝上的花費(fèi)使這樣的測量值影響最小化。

根據(jù)本發(fā)明，該目的由此實(shí)現(xiàn)，即在前文所給出的這類測量設(shè)備中，信號處理裝置具有歸一化級，其設(shè)計(jì)用于，通過形成測量值與干擾信號值的平方之商使得測量值歸一化(Normalisierung)并且作為歸一化的測量值給出。

非電參量到電測量信號的轉(zhuǎn)化借助于交流電流并且功率導(dǎo)向地實(shí)現(xiàn)，從而使有效信號分量具有交流電流的雙倍頻率2f。根據(jù)本發(fā)明的測量設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)目前在于，通過信號處理從有效信號分量中得出的測量值利用平方、即交流電流的功率被歸一化，而不必對其進(jìn)行測量。因此取消了任何與電流測量相關(guān)的設(shè)備工藝上的花費(fèi)。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，有效信號分量和用于其歸一化的干擾信號分量經(jīng)歷同樣的模擬的信號處理和實(shí)際上同樣的數(shù)字的信號處理，從而在測量值歸一化時(shí)補(bǔ)償信號路線中的干擾或改變對測量值的影響。