專利名稱：測量過程參數(shù)的電子測量設備和運行這種測量設備的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于測量過程參數(shù)的電子測量設備，該設備可以與雙線線路相連，為此特別具有一個雙線連接。通過該雙線線路實現(xiàn)電源的提供和與處理控制系統(tǒng)的數(shù)字通信。這種測量設備通常包括一個用于測量過程變量的傳感器裝置和一個用于控制傳感器裝置部件的控制裝置。應該說明，這里傳感器裝置的概念，在最廣泛的意義上包括了所有參與產(chǎn)生和處理信號的部件和所有配套的外部設備。
背景技術(shù)：
這種僅僅通過雙線線路連接的電子測量設備，在現(xiàn)有技術(shù)中一般是公知的，并例如作為雷達或超聲波液位測量計使用。超聲波液位測量計借助于以超聲波傳感器為形式的傳感器裝置，向位于容器內(nèi)的填料表面發(fā)射出聲波。在接收到從填料表面的信號成分之后，通過對信號傳播時間的分析可以計算出容器內(nèi)的液位。其中，在測量設備中的控制裝置協(xié)調(diào)所有參與其中的電路元件或測量設備部件的共同作用。在一個雷達液位測量計中產(chǎn)生和發(fā)射雷達脈沖而不是超聲波。
在所述類型的測量設備中，一個通常按野外總線系統(tǒng)(Feldbussystem)的分層級別投入使用的雙線線路一方面提供運行該測量設備所需的電能，另一方面用于與位于其上的處理控制系統(tǒng)進行數(shù)字通信，該處理控制系統(tǒng)的作用是對由測量設備提供的測量結(jié)果進行進一步的處理。美國專利說明書US 5,691,714A公開了這樣一種用于通過雙線線路從傳感器向接收單元傳送測量結(jié)果的方法。盡管其中也采用了用于向測量設備提供電壓的雙線線路，但是其中沒有討論下面將要描述的電流波動會干擾通信的問題。歐洲專利說明書EP 0 986 039 A1公開了一種在接收站和發(fā)射站之間進行信號傳送以及通過雙線線路向該發(fā)射戰(zhàn)提供電流的設置。在該發(fā)射站有一個可控電流源，根據(jù)測量值確定雙線線路上流動的電流。該電流源被構(gòu)造成串聯(lián)電流調(diào)節(jié)器，并由接收站上的電壓源饋電。
實踐表明，只要沒采取特殊措施，對于通過雙線線路的連接，測量設備的功率消耗波動很大。一方面，在準備測量或執(zhí)行測量的時間間隔內(nèi)功率消耗是常數(shù)；另一方面，在雙線線路的其它時間內(nèi)測量設備消耗較小功率，由此使得功率消耗及因此的電流消耗下降極大。這種電流的波動可能干擾同樣是通過雙線線路進行的數(shù)字通信。特別是快速的，即在短時間內(nèi)的電流波動經(jīng)證實是具有干擾性的。
因此，為了保證在雙線線路的雙重功能下，在測量設備和處理控制系統(tǒng)之間的通信不被干擾，有必要使測量設備的電流消耗在一定范圍內(nèi)保持恒定，尤其要阻止快速的電流波動。在例如執(zhí)行測量周期內(nèi)出現(xiàn)的高功率需求期間，測量設備在低電壓時需要高電流來滿足功率需求，因為眾所周知電壓和電流的乘積為功率?，F(xiàn)在如果使電流在整個供電電壓范圍內(nèi)保持恒定，以便不通過供電而使數(shù)字通信受到影響，則該措施通過高供電電壓導致功率消耗增加數(shù)倍，這造成不必要的能量消耗和很強的發(fā)熱。
由于這個原因，迄今多在多控制技術(shù)中實行上述類型的測量設備。在現(xiàn)有技術(shù)中同樣公知的另一個選擇是采用一個導線對來提供電能，而一個獨立的第二導線對用于數(shù)字通信。在該第二導線對中，流動著在測量設備和處理控制系統(tǒng)之間可靠的數(shù)字通信所需的微小恒定電流，而不會通過供電影響通信。但是，其缺陷在于，這種方案由于測量設備的布線而造成更多花費。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，這樣進一步改進雙控制技術(shù)中的電子測量設備，即，使得有可能在最小功率消耗下進行可靠的數(shù)字通信。
此外，本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是，提供一種運行雙控制技術(shù)中的電子測量設備的方法，該方法可以實現(xiàn)可靠的數(shù)字通信。
本發(fā)明的思路是，首先根據(jù)測量的輸入電壓對測量設備的電流這樣進行調(diào)節(jié)，即，防止不希望的，即在短時間內(nèi)出現(xiàn)的電流變化，并在對通信無損的時間間隔內(nèi)進行電流匹配。干擾通信的電流波動例如當其大于1mA/ms時給出。本發(fā)明方案的優(yōu)點在于，可以快速調(diào)整干擾通信的電流波動。這樣，當測量設備的功率需求快速改變時(例如從一個發(fā)射運行轉(zhuǎn)換到分析處理運行及相反)，在雙線連接上流動的電流保持恒定，而該總電流分為有效電流和損耗電流。在這里，有效電流是指測量設備正常運行所需的測量設備元件所使用的電流成分，而損耗電流是指測量設備正常運行不需要的電流成分。例如，如果發(fā)現(xiàn)損耗功率過高，即損耗電流過高，則可以相應地降低等于有效電流和損耗電流之和的總電流，而且這樣緩慢地降低，即，使得不出現(xiàn)干擾通信的電流波動。這樣，一方面可以這樣調(diào)節(jié)在短時間內(nèi)出現(xiàn)的電流波動，即，基本上可以確定在通信中不會有干擾，或者將其保持在可以接受的范圍內(nèi)；另一方面可以使測量設備的總功率需求在合適的時間間隔內(nèi)與當前運行狀態(tài)相適應。
測量設備試圖將作為消耗功率中超過功率需要的部分的損耗功率變?yōu)樽钚。⒂纱耸瓜墓β屎凸β市枰噙m應。借助在對通信無損的時間間隔內(nèi)的調(diào)節(jié)，可以始終這樣來調(diào)節(jié)消耗功率，即，使得和運行相關(guān)的電流波動保持在合理的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式包括一個用于確定瞬時損耗功率的裝置，該損耗功率不是維持測量設備的當前運行狀態(tài)所必須的。如果該測得的損耗功率與一個(存儲的)比較值相比過高，則可以通過控制裝置向電流調(diào)節(jié)裝置發(fā)送一個相應的新額定值，由此緩慢減少電流消耗，即在雙線線路不帶來干擾通信的電流波動。也就是說，如果測量設備發(fā)現(xiàn)，由于產(chǎn)生了太多損耗功率而導致消耗功率過高，則可以通過減小電流消耗而將超出功率需要的部分減小到在理想情況下剛好滿足消耗功率，以便按預定方式進行測量周期。如果在測量設備的新工作狀態(tài)下需要更多有效電流，則緩慢提高相應的電流額定值。
按照本發(fā)明的優(yōu)選擴展，該用于確定瞬時損耗功率的裝置與一個電容器相連，以便測量該電容上電壓隨時間的變化，并由此間接確定是否出現(xiàn)了損耗功率。這種結(jié)構(gòu)在超聲波液位測量計中尤其適合，因為這里對于損耗功率來說，一個與超聲波發(fā)射器連接的電容器的電壓變化是很有說服力的。
作為確定瞬時損耗功率的另一個選擇，適合采用一種裝置，利用該裝置可以確定不用進行測量即激勵傳感器裝置的頻率。越經(jīng)常不用進行測量即激勵傳感器裝置，則損耗功率越高，對應地可以(緩慢地，基本上沒有干擾通信的波動地)減小電流。如果測量設備對于預定的任務需要較少的功率，則由此能以有效方式轉(zhuǎn)換損耗功率。這里另一個可能是，以公知方式將損耗功率轉(zhuǎn)換成熱量并排出。
同樣可以考慮的是，通過電流調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的電流靈敏電阻或者以其它合適方式確定損耗功率。
優(yōu)選地，用一個A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成測量設備。在已知消耗電流的情況下，通過所加供電電壓可以計算出消耗的功率。如果供電電壓升高，則可以這樣來降低電流，即，使得產(chǎn)生的功率不會超過功率需要。如果供電電壓下降，則升高電流，使得仍然可以運行測量設備。
可選的方案是，在電流調(diào)節(jié)裝置中將損耗功率最小化。對應的用于測量過程變量的電子測量設備，其可以和一個用于提供電能和與過程控制系統(tǒng)進行數(shù)字通信的雙線線路連接，為該設備配置了一個用于測量過程變量的傳感器裝置，一個用于控制傳感器裝置部件的控制裝置和一個電流調(diào)節(jié)單元，通過該調(diào)節(jié)單元可以根據(jù)流過傳感器裝置的電流，適當?shù)卣{(diào)節(jié)測量設備通過雙線線路吸收的電流。通過對流過雙線線路的電流的可調(diào)節(jié)性，可以盡可能地保證電流消耗恒定。對于這種選擇方案，與前面介紹的方案相反，為了實現(xiàn)沒有干擾波動的電流消耗，不需要測量供電電壓。
這里，優(yōu)選的是在電流調(diào)節(jié)裝置中具有兩種調(diào)節(jié)。一種調(diào)節(jié)保證總電流保持恒定。另一種調(diào)節(jié)為第一種調(diào)節(jié)提供電流額定值，并保證在橫支上流動的電流一直很小。由此，這種交錯的調(diào)節(jié)保證總電流與傳感器電流相適應，其中還保證在橫支上的損耗電流保持為最小。


下面對照附圖描述本發(fā)明的多個實施方式，以便更好的理解和說明。
圖1表示按照本發(fā)明第一實施方式的測量設備的方框圖，圖2表示按照圖1的實施方式中電流調(diào)節(jié)裝置的具體電路設置，圖3表示按照本發(fā)明第二實施方式的測量設備的方框圖，圖4表示按照圖3的實施方式中電流調(diào)節(jié)裝置的具體電路設置，圖5表示按照圖3的實施方式中的充電電流限制的具體電路設置，圖6表示按照圖5的實施方式中電流調(diào)節(jié)單元的具體電路裝置，圖7表示按照本發(fā)明另一個實施方式的測量設備的方框圖，圖8表示按照圖7的實施方式中電流調(diào)節(jié)裝置的具體電路設置，
圖9表示按照本發(fā)明另一個實施方式的測量設備的方框圖，和圖10表示按照圖9的實施方式中電流調(diào)節(jié)裝置的具體電路設置。
具體實施例方式
圖1中的電子測量設備100用于按照雷達原理進行液面測量。測量設備100包括一個雙線連接101a，用于連接雙線線路101，并通過該雙線線路確定一個野外總線系統(tǒng)。通信和供電都是僅僅使用雙線線路101進行。在此，電源單元112從總線系統(tǒng)輸出的能量中獲得所需供電電壓(Uv)。微控制器117被設計成控制裝置，它與以一個程序存儲器118、一個RAM 119和一個EPROM 120形式的多個存儲器單元連接。微控制器117控制發(fā)射裝置114。通過天線124將發(fā)射裝置114的雷達脈沖發(fā)射出去，該雷達脈沖被(沒有進一步示出的)填料表面反射回來，以相反方向再次被獲取，并被轉(zhuǎn)換成電子脈沖。從發(fā)射雷達脈沖到接收反射信號之間的時間是對液面的一種度量。微控制器117通過A/D轉(zhuǎn)換器123從接收裝置115讀出接收的信號，并對其進行分析處理。微控制器117通過數(shù)字通信單元111和一個通過雙線線路101連接(同樣沒有進一步表示出)的處理器系統(tǒng)通信，此時數(shù)字通信單元111的接口向外。
為了按照本發(fā)明對由測量設備100消耗的功率進行控制，通過與雙線線路101并聯(lián)的A/D轉(zhuǎn)換器116對供電電壓，即加在雙線線路101上的電壓進行測量。微控制器117通過電流調(diào)節(jié)裝置122，根據(jù)供電電壓這樣調(diào)節(jié)電流，即，使得所消耗的電流緩慢地和實際功率需求相適應。
按照圖2的具體表示電流調(diào)節(jié)裝置122通過控制導線1獲得微控制器117給定的額定值。或者，可以在起始階段從參考二極管推導出額定值。電流調(diào)節(jié)裝置122將測量設備100的電流消耗調(diào)節(jié)到該給定的額定值。為此，通過電流靈敏電阻R22確定實際值，由此，按照與額定值的差別調(diào)節(jié)電流。利用該電流調(diào)節(jié)裝置122，有可能對快速的電流波動進行調(diào)節(jié)。為了能夠使測量設備100的消耗功率和實際功率需要相適應，必須確定它產(chǎn)生的損耗功率。損耗功率的一種度量例如可以通過電阻R23上的電壓降確定。這里，借助于A/D轉(zhuǎn)換器116測得損耗功率。當出現(xiàn)過高的損耗功率時，微控制器117減小為電流調(diào)節(jié)裝置122提供的額定值，以便由此降低測量設備的總電流。這樣，產(chǎn)生較少的損耗功率，并使總消耗功率和功率需要相適應。
圖3示出了本發(fā)明的另外一個實施方式。圖3中的電子測量設備300用于按照超聲波原理進行液面測量。測量設備300和前面一樣，包括一個雙線連接101a，用于連接雙線線路101，并通過該雙線線路確定一個野外總線系統(tǒng)。通信和供電都是僅僅使用雙線線路101進行。在此，電源單元312從總線系統(tǒng)輸出的功率中獲得所需的供電電壓(Uv)。微控制器317被設計成控制裝置，它與以一個程序存儲器318、一個RAM 319和一個EPROM 320形式的多個存儲器單元連接。如果通過A/D轉(zhuǎn)換器316測得的發(fā)射電壓達到預定的大小，則微控制器317控制超聲波發(fā)射裝置314。通過聲換能器324將發(fā)射裝置314的超聲波脈沖發(fā)射出去，該超聲波脈沖被(沒有進一步示出的)填料表面反射回來，以相反方向再次被獲取，并被轉(zhuǎn)換成電子脈沖。從發(fā)射超聲波脈沖到接收反射信號之間的時間是對液面的一種度量。微控制器317通過A/D轉(zhuǎn)換器323從接收裝置315讀取接收的信號，并對其進行分析處理。微控制器317通過數(shù)字通信單元311和一個通過雙線線路101連接(同樣沒有進一步表示出)的處理器系統(tǒng)通信，此時數(shù)字通信單元311的接口向外。超聲波發(fā)射裝置314與一個緩沖電容器321串聯(lián)，該電容器提供激勵超聲波發(fā)射裝置314所需的能量。在緩沖電容器321和電源312之間有一個限流裝置313。
為了按照本發(fā)明對由測量設備300消耗的功率進行控制，通過與雙線線路101并聯(lián)的A/D轉(zhuǎn)換器316對供電電壓，即加在雙線線路101上的電壓進行測量。微控制器317通過電流調(diào)節(jié)裝置322，根據(jù)供電電壓這樣調(diào)節(jié)電流，即，使得所消耗的功率接近保持恒定，或緩慢地與實際功率需要相適應，或者電流在功率需要突然變化時基本上保持恒定，然后根據(jù)是否出現(xiàn)更低或更高的功率需要來緩慢地降低或增加電流。
限流裝置313保證在緩沖或發(fā)射電容器321處的充電電流保持恒定。這里，可以通過控制導線2由電流調(diào)節(jié)裝置322將限流裝置313設定為任意值，但是也可以考慮，將限流裝置313設定為固定值，即不進行調(diào)節(jié)。如果發(fā)射電容器321被充電，且發(fā)射裝置314沒有被激活，則總消耗功率下降。盡管如此，為了保持電流消耗接近恒定，輸入端的電流調(diào)節(jié)裝置322可以將差電流轉(zhuǎn)換成熱量，或者對發(fā)射裝置314進行短暫的激勵而不對其進行測量。這種情況發(fā)生在，當微控制器317確定，加在發(fā)射電容器321上的發(fā)射電壓達到了一個關(guān)鍵值，超過該值限流裝置313就不能再通過發(fā)射電容器321保持電流了。由此導致的短暫放電階段足夠接著再次對發(fā)射電容器321加載恒定電流。利用A/D轉(zhuǎn)換器316對測量設備300的供電電壓進行測量。微控制器根據(jù)所需的功率消耗和輸入電壓，通過電流調(diào)節(jié)裝置322調(diào)節(jié)測量設備電流。
圖4中詳細示出了電流調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)通過控制導線1得到由處理器給定的額定值?；蛘?，可以在起始階段由參考二極管推導出額定值。通過該額定值調(diào)節(jié)測量設備300的電流消耗。為此，通過電流靈敏電阻R42確定實際值，并根據(jù)該值與額定值的偏差調(diào)節(jié)電流源。這用于對電流波動進行快速調(diào)節(jié)。通過電流源流出的電流再次由電阻R43測得，并作為實際值用于調(diào)節(jié)圖5中詳細示出的充電電流限制。該調(diào)節(jié)具有兩個不同的時間常數(shù)。如果實際值大于額定值，則相對較大的時間常數(shù)起作用；而如果實際值小于額定值，則較小的時間常數(shù)起作用，這意味著該調(diào)節(jié)對這種狀態(tài)反應得更快。
不同的時間常數(shù)可以例如通過圖5的電路實現(xiàn)。實際值的升高造成二極管D53截止，從而只有電阻R54對調(diào)節(jié)的時間常數(shù)具有決定作用。當實際值降低，則二極管D53導通。由此，電阻R55和R54的并聯(lián)電路起作用，這導致較小的時間常數(shù)，并由此導致調(diào)節(jié)的快速反應。
在圖6中示出了通過電流調(diào)節(jié)322橫支的損耗電流的變化過程和緩沖電容器上發(fā)射電壓的電壓變化過程。損耗電流對應于總電流減掉傳感器電流。傳感器電流最大程度上對應于緩沖電容器的充電電流。調(diào)節(jié)的基礎是，電流調(diào)節(jié)的橫支上流動的電流一直較小。該電流在曲線中以額定值表示。當緩沖電容器被充電以后，在可以開始新的發(fā)射過程之前，充電電流下降，而通過橫支的電流增加，如圖6.1所示。在圖6.2中示出了緩沖電容器上相關(guān)的電壓變化。不應當通過由這種偏差的較大時間常數(shù)所導致的的橫支電流(以與額定值的正偏差表示)的增加，而影響充電電流的調(diào)節(jié)。微控制器確定出現(xiàn)了損耗功率，并通過減小電流調(diào)節(jié)裝置332的額定值降低總電流消耗。注意到損耗功率形成的可能性，本實施方式提供了兩種可能性通過發(fā)射電壓隨時間的變化，或者通過激勵發(fā)射裝置而不進行測量的頻率。因為緩沖電容器321還是以同樣的電流充電，所以通過橫支的電流與圖6.1相比減小，并低于額定值，見圖6.3。如果是這種情況，則現(xiàn)在對充電電流進行調(diào)節(jié)，并減小充電電流的大小。這樣，緩沖電容器的充電時間變長，并調(diào)節(jié)電流和電壓變化，如圖6.4和圖6.5所示。橫支電流越來越接近其額定值，而發(fā)射電容器上的電壓會越來越接近一種三角電壓的變化。如果限流裝置313剛好設置為在測量之間沒有損耗功率產(chǎn)生，則該設置為最佳狀態(tài)。
按照圖7所示實施方式的電子測量設備與圖3所示的以及上述變形有所不同，即電流調(diào)節(jié)裝置722沒有到電流限制713的控制導線。該缺少的從電流調(diào)節(jié)裝置722至電流限制713的控制導線，由來自微控制器的控制導線(這里是控制導線2)代替。電流調(diào)節(jié)裝置722還具有至A/D轉(zhuǎn)換器的測量導線(測量導線1)。按照圖8的詳細表示，電流調(diào)節(jié)裝置722獲得一個由微控制器通過控制導線(控制導線1)確定的額定值?；蛘撸梢栽谄鹗茧A段由參考二極管推導出該額定值。電流調(diào)節(jié)裝置將測量設備的電流消耗調(diào)節(jié)到該給定的額定值。利用該電流調(diào)節(jié)裝置，有可能對快速電流波動進行調(diào)節(jié)。為了能夠使測量設備的消耗功率和其實際功率需要相適應，必須確定其產(chǎn)生的損耗功率。產(chǎn)生的損耗功率可以通過橫支電阻R83上的電壓降確定。該電壓降借助于測量導線1和A/D轉(zhuǎn)換器716測得。當出現(xiàn)過高的損耗功率時，微控制器717減小為電流調(diào)節(jié)裝置提供的額定值，以便由此降低測量設備的總電流消耗。調(diào)節(jié)的過程對應于上述變化。只是電流限制713進行的硬件調(diào)節(jié)現(xiàn)在由微控制器717以軟件調(diào)節(jié)代替。電流限制713的額定值由微控制器717通過控制導線2給定。以較小的額定值開始電流限制，并逐步升高，直到調(diào)節(jié)到理想狀態(tài)，即在實際的測量之間沒有損耗功率產(chǎn)生。
按照圖9所示實施方式的電子測量設備與圖5所示的以及上述變形有所不同，即電流調(diào)節(jié)裝置922既沒有測量導線又沒有控制導線。如果電流調(diào)節(jié)裝置922后面的電路元件消耗過多電流，則通過電流調(diào)節(jié)裝置922的電流短時間地降低，使得消耗的電流總體上保持接近恒定。長時間來說，電流調(diào)節(jié)裝置922的額定值通過反饋進行補償。如果其它電路元件中的電流上升，這意味著消耗電流的長時間的上升。和按圖3中的實施例一樣，微控制器917確定損耗功率，并根據(jù)需要通過控制導線430控制此處可以調(diào)節(jié)的限流裝置413。此外，測量設備900的其它部件以和圖3中的實施方式相同的標記表示，但是高出值800。
電流調(diào)節(jié)裝置922包括兩個設置于下的調(diào)節(jié)回路。第二調(diào)節(jié)(調(diào)節(jié)2)保證，總電流和前面的實施方式一樣保持恒定。為了使該調(diào)節(jié)能正確平衡有用電流的波動，必須始終在通過電阻R103的橫支上流動一定的電流。該調(diào)節(jié)將其額定值與通過電阻R102上的電壓降確定的總電流的實際值進行比較，并根據(jù)電流的差值調(diào)節(jié)橫支上的電流源。調(diào)節(jié)2的額定值由調(diào)節(jié)1的輸出端提供。調(diào)節(jié)1的作用是，使得在橫支上流動的電流一直很小。它從例如通過參考二極管(D101)的提供得到其額定值，并將該值與例如可以通過在電阻R103上的電壓降確定的實際值進行比較。該交錯的調(diào)節(jié)保證，總電流與傳感器的電流相適應，其中注意到在橫支上的損耗電流保持為最小。
本發(fā)明的實施方式并不局限于上述僅僅作為優(yōu)選給出的實施例。更可以由此想到這樣的應用，盡管其結(jié)構(gòu)不同但同樣屬于本發(fā)明涉及的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明尤其不局限于在超聲波液位測量計范圍內(nèi)應用的電子測量設備。在特殊情況下，液位測量計可以不是超聲波傳感器單元，而是使用按其它適合測量原理工作的傳感器單元，例如雷達傳感器單元、按照使用的微波或類似的原理的傳感器。這里還需指出，在所示實施方式中電流調(diào)節(jié)設置在雙線連接和數(shù)字通信單元之間。顯而易見也有可能，將通信設置在雙線連接和電流調(diào)節(jié)之間。
權(quán)利要求
1.一種用于測量過程參數(shù)的電子測量設備，該電子測量設備可以和一個用于提供電能和與過程控制系統(tǒng)進行數(shù)字通信的雙線線路(101)連接，為此特別具有一個雙線連接(101a)，其中包括，一個用于測量過程變量的傳感器裝置(114，115，123，124，314，315，323，324)，一個用于控制傳感器裝置部件的控制裝置(117；317)，一個用于測量加在雙線線路(101)上的供電電壓的電壓測量裝置(116；316)，和一個電流調(diào)節(jié)裝置(122；322)，通過該調(diào)節(jié)裝置可以根據(jù)電壓測量裝置(116；316)測量的供電電壓調(diào)節(jié)所述測量設備的供電電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子測量設備，其特征在于，具有一個用于確定瞬時損耗功率的裝置(316，317，321)，并且與該裝置(316，317，321)以及所述電流調(diào)節(jié)裝置(122；322)連接的控制裝置(117-120；317-320)根據(jù)所述確定的損耗功率為該電流調(diào)節(jié)裝置(122；322)預先給定一個可以變化的額定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子測量設備，其特征在于，可以為所述電流調(diào)節(jié)裝置(122；322)預先給定消耗電流的最大值。
4.一種用于測量過程參數(shù)的電子測量設備，該電子測量設備可以和一個用于提供電能和與過程控制系統(tǒng)進行數(shù)字通信的雙線線路(101)連接，為此特別具有一個雙線連接(101a)，其中包括，一個用于測量過程變量的傳感器裝置(914，915，923，924)，一個用于控制傳感器裝置(914，915，923，924)部件的控制裝置(917)，和一個電流調(diào)節(jié)裝置(922)，通過該調(diào)節(jié)裝置可以根據(jù)傳感器裝置(914，915，923，924)吸收的電流適當?shù)卣{(diào)節(jié)所述測量設備通過雙線線路(101)吸收的電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子測量設備，其特征在于，所述電流調(diào)節(jié)裝置(922)包括兩個調(diào)節(jié)，一個保持總電流恒定，而另一個保證流過一個橫支的電流一直很小。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的電子測量設備，其特征在于，所述確定瞬時損耗功率的裝置(316)和一個電容器(321)連接，以便測量在該電容器(321)上的電壓隨時間的變化，并由此測量損耗功率隨時間的變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的電子測量設備，其特征在于，所述確定瞬時損耗功率的裝置包括一個微控制器(317)、一個與微控制器(317)連接的A/D轉(zhuǎn)換器(316)以及一個與超聲波發(fā)射器(314)串聯(lián)的電容器(321)，該電容器用于為所述傳感器裝置(114，115，123，124；314，315，323，324)存儲能量。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的電子測量設備，其特征在于，具有一個裝置，通過該裝置可以確定不進行測量即激勵傳感器裝置(114，115，123，124；314，315，323，324)的頻率。
9.根據(jù)上述任何一項權(quán)利要求所述的電子測量設備，其特征在于，具有一個和所述電流調(diào)節(jié)裝置(322)連接的限流裝置(313)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一項所述的電子測量設備，其特征在于，由所述傳感器裝置(314，315，323，324)通過控制地給定一種不會導致測量的脈沖，將由于超出功率需要所積累的損耗功率消除。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至3和5至9中任何一項所述的電子測量設備，其特征在于，將由于超出功率需要所積累的損耗功率轉(zhuǎn)換成熱量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的電子測量設備，其特征在于，通過一個在所述電流調(diào)節(jié)裝置(122；322)內(nèi)部的電流靈敏電阻確定由于超出功率需要所積累的損耗功率。
13.一種用于運行測量過程參數(shù)的電子測量設備的方法，該電子測量設備可以和一個用于提供電能和與過程控制系統(tǒng)進行數(shù)字通信的雙線線路(101)連接，該方法中，測量在測量設備中加在雙線線路(101)上的供電電壓，并根據(jù)由電壓測量裝置(116；316)測得的供電電壓，在時間上適當?shù)母淖儨y量設備(100；300)的供電電流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，為了確定瞬時損耗功率測量一個電阻(R23)上的電壓降。
15.一種用于運行測量過程參數(shù)的電子測量設備的方法，該電子測量設備可以和一個用于提供電能和與過程控制系統(tǒng)進行數(shù)字通信的雙線線路(101)連接，該方法中，通過一個電流調(diào)節(jié)裝置(922)使所述測量設備通過雙線線路(101)吸收的總電流與一個傳感器裝置(914，915，923，924)吸收的電流相適應。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，保持在一個橫支上的損耗電流為最小。
17.根據(jù)權(quán)利要求13或15所述的方法，其特征在于，為了確定一個合適的功率消耗，確定在所述測量設備(100；300)中產(chǎn)生的瞬時損耗功率。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，為了確定所述瞬時損耗功率，測量一個與用于測量過程變量的傳感器裝置(314，315，324)串聯(lián)的電容器(321)上的電壓隨時間的變化。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，為了確定所述瞬時損耗功率，確定不進行測量即激勵傳感器裝置(314，315，324)的頻率。
20.根據(jù)權(quán)利要求13至19中任何一項所述的方法，其特征在于，在一個測量設備(100；300)中實現(xiàn)所述方法，該測量設備包括一個傳感器裝置(314，315，324)，在該傳感器裝置中，借助于超聲波脈沖確定到一個容器中填料的填料表面的距離。
21.根據(jù)權(quán)利要求13至19中任何一項所述的方法，其特征在于，在一個測量設備(100；300)中實現(xiàn)所述方法，該測量設備包括一個傳感器裝置(114，115，116，123，124)，在該傳感器裝置中，借助于雷達脈沖確定到一個容器中填料的填料表面的距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量過程變量的方法和一種電子測量設備。該電子測量設備可以和一個用于提供電能和與過程控制系統(tǒng)進行數(shù)字通信的雙線線路(101)連接。本發(fā)明還涉及一種運行這種測量設備的方法。按照本發(fā)明的設備包括一個用于測量過程變量的傳感器裝置(114，115，123，124，314，315，323，324)，一個用于控制測量設備部件的控制裝置(117，317)，一個用于測量加在雙線線路(101)上的供電電壓的電壓測量裝置(116，316)和一個電流調(diào)節(jié)單元(122，322)，通過該調(diào)節(jié)單元可以根據(jù)電壓測量裝置(9，316)測量的電壓，在時間上適當?shù)馗淖儨y量設備的電流。
文檔編號G08C19/02GK1568490SQ01818331
公開日2005年1月19日 申請日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月1日
發(fā)明者克里斯琴·拉夫, 溫弗雷德·勞爾 申請人:維加格里斯哈伯公司