具有展开的测量值输出的测量装置的制作方法

本发明涉及一种测量系统或测量装置，用于测量物理量或物理量的变化，在其中，根据连续的测量值区域而展开地实现对测量的信号的分析，或在刻度盘上不同刻度地输出对测量的信号的分析。

发明目的

本发明的目的在于，提供一种成本有利的解决方案，用于针对测量系统中的确定的测量区域而更精确地呈现测量值。此外，应实现一种结构，其可以实现在该大分散的测量区域中的开关点。该目的通过根据权利要求1的系统实现。在从属权利要求中给出有利的扩展方案。

技术实现要素：

根据本发明，用于测量诸如压力、密度、温度或液位的物理量或物理量变化的测量系统设置有传感器部分、处理单元(Auswerteeinheit)和显示单元。传感器部分被设置成用于将物理量或物理量变化转换成测量变量，且处理单元被设置成用于将测量变量转换成测量值。根据本发明的基本概念，处理单元具有用于将物理量或物理量变化在预定的测量区域中不同刻度地作为测量值输出的措施。

对此，作为用于将物理量或物理量变化在预定的测量区域中不同刻度地作为测量值输出的措施，处理单元可具有带有预定功能的传动机构或机构。

根据本发明的一个有利扩展方案，物理量或物理量变化可通过在刻度显示器上的机械机构，特别经由指针，通过电子显示器，或通过电测量导线模拟地或数字地在预定的测量区域中不同刻度地作为测量值输出。

根据本发明的一个有利扩展方案，物理量或物理量变化可通过刻度显示器上的机械机构通过具有至少两个不同传动比的传动机构在预定的测量区域中不同刻度地特别通过指针输出。

根据本发明的一个有利扩展方案，用于显示测量值的刻度显示器具有至少两个配设于不同测量区域的、具有不同刻度展开的刻度区域，特别是具有大刻度展开的第一刻度区域和具有小刻度展开的第二刻度区域。

根据本发明的一个有利扩展方案，在具有大刻度展开的测量区域中，至少一个开关点以可变化的形式可预定或可编程。

根据本发明的一个有利扩展方案，传感器部分与传动机构啮合，该传动机构具有至少两个驱动齿部，该驱动齿部与作用到指针轴上的从动齿部共同作用，其中，所述驱动齿部和/或从动齿部设置有至少两个不同的作用直径。

根据本发明的一个有利扩展方案，传感器部分与传动机构啮合，该传动机构具有驱动齿部，该驱动齿部与作用到指针轴上的从动齿部共同作用，其中，所述驱动齿部和/或从动齿部设置有作用直径，该作用直径根据测量区域连续地或逐步地改变。

根据本发明的一个有利扩展方案，传感器部分具有波登管，该波登管与所述驱动齿部或各驱动齿部啮合，使得波登管的偏转促使所述从动齿部或各从动齿部的操纵。

根据本发明的一个有利扩展方案，设置有用于测量压力的测量系统，其中，在4至7巴(bar)的区域中，优选在5至6巴的区域中设置有刻度展开，该刻度展开大于在该区域外的刻度展开。

根据本发明的一个有利扩展方案，设置有用于温度补偿地测量压力的装置，用于确定电气配电装置的SF6或另一绝缘气体的密度。优选地，信号的温度补偿出现在信号的展开或不同转换之前。

根据本发明，该系统具有处理单元，该处理单元在之前确定的测量区域中以更大的分辨率提供测量信号。对此，在该测量区域中设置有更大的刻度展开，该刻度展开应设置有更大的分辨率。

同时，在具有更大分辨率的该区域中提供可变化的开关点，通过其可在超过额定或低于额定的情况下触发报警或其他的开关过程。

特别地，在电气配电装置中，通常监控绝缘气体的压力或密度。针对这种“气体绝缘配电装置”(GIS)的气体例如是SF6、六氟化硫。该气体在电气高压开关中用作为绝缘气体，从而相比于使用外界空气而可实现更高的功率，因为外界空气的绝缘强度仅在高压下是有限的，且要保持大很多的距离。

对此，SF6例如可保持在1.2至2巴的压力下。确定的装置在20℃的情况下保持在0.4与0.6或0.8Mpa之间。

可根据温度通过气体的体积膨胀而偏差地控制该值，因此也开始温度补偿地监控压力，且由此获取正比于密度的信号。该压力或气体密度通常在气体绝缘的配电装置中被监控，从而监控确定的压力或密封范围内的运行。对此有利的是，设置一个或更多个开关点或开关，使得在低于额定的情况下给出提醒或警报。同时，设置另一开关点或开关，使得同样表现出不可靠的过压。然而，因为工作区域、特别针对配电装置的最佳压力区域是非常小的，因此特别对于传统压力计通常很难紧邻可靠地且精确地定位多个开关。根据本发明提出所涉及的刻度区域，其涉及通过测量装置覆盖的最佳工作区域以及阈值的区域，使得针对该区域提供具有伸长的或更大程度展开的分辨率的改进刻度区域。

这样的解决方案对于食品和相关产品工序也是有用的，然而也用于具有敏感压力区域的、特别具有必须精确设置和保持的更大压强的所有工序。

例如，作为解决方案提出，设置具有机构的波登压力计，该机构以两个不同的转换部工作。在波登压力计中，测量管或波登管通常通过铰接来驱动作为驱动齿部的齿轮段，其与作为可旋转指针的从动齿部的啮合轴啮合，该指针在压力改变时将其机械转换地显示在刻度盘上。

若驱动齿部的齿段在空出部或在延长引导部中保留另一齿段，该另一齿段在另一作用直径或作用半径上具有齿部，且其与另一段错开地布置使得其可与第二相应齿部，即指针轴的从动齿部啮合，则在波登管偏移时可以首先啮合具有第一传动比的齿部，且在压力进一步升高时与第一齿段脱离啮合，且与指针的作用连接几乎过渡到第二齿部，其形成啮合，且在压力进一步升高时驱动至指针轴。

在此当然也可以考虑从一个齿部过渡到另一个齿部。当不导致冲击、啮合中断或终止或卡住时是有利的。因此可提供无摩擦地过渡到另一齿部，齿段可相互定位，和/或指针轴上的至少一个齿轮、齿部旋转至另一个，且在定向时或之后可相应地针对平稳运行而固定。这点通过螺栓夹紧、粘合剂或通过其他措施实现。

尽管如此，也可设想，也通过其他传动机构或齿部实现刻度展开。因此例如可以是锥齿轮上的齿段通过两个旋转轴的摆动而运行。在此期间刻度盘连续 展开。

根据转换、传动机构或齿部，也可以实现刻度盘的对数展开，使得特别在刻度盘端部处的分辨率非常大。然而，通过不同的齿段也可排列不同的刻度或展开。分级也是可以的，或仅刻度盘的特定中间区域具有改进的分辨率。

在各情况下，对于机械刻度展开，也可更好地布置机械开关或开关点。这样的开关例如是簧片开关、电感式传感器、微型开关或磁性弹簧触点，其通过指针突出部或指针处的磁体被激活。同样也可设想，开关点通过指针轴的霍尔、GMR或AMR传感器借助于磁体被感知，其中，之前确定或存储位置。

同样地，也可以将本发明转换成半或全电子产品。因此，压力也可借助于压电、薄膜或陶瓷或电容压力测量单元被感知，且在电子电路中实现测量值/信号转换。对此，针对区域的刻度展开可存储在微处理器或ASIC中，且相应地通过4至20mA-格式的模拟信号或作为HART信号以电子的方式被输出。同样地，用于具有展开的刻度盘的普通压力触感器或显示器或改进传输的单独的显示器可被配置用于具体的测量区域。

显示器，即，例如LCD/TFT/eInk或点矩阵显示器也可包括图形件，其具有结合刻度盘的显示或指针功能。甚至在此可以的是，展开的刻度盘的区域也可之后由用户限定或改变。

同样地，用于警报的开关点可自由改变和配置，如配置状态灯，或可用于额定区域(绿色)或边界区域(红色)的背景颜色设定。

附图说明

图1示出压力测量装置的一个实施例，具有在预定测量区域中不同刻度展开；

图2以分解图示出一个实施例的压力测量装置的内部结构；

图3示出压力测量装置的另一个实施例；

图4示出传动机构的一个实施方式，其可用于根据本发明的测量系统；

图5示出压力测量装置的一个实施例，具有不同的刻度展开，特别具有在预定测量区域中更大的刻度展开；

图6示出电子实施的测量系统的一个实施例；

图7示出用于说明不同刻度展开的视图。

具体实施方式

在下文中，借助附图描述本发明的实施例。

图1示出具有压力接头2和作为刻度盘的刻度板3的测量装置1，指针4可在该刻度板上转动。在此，第一刻度盘部分5被压印，其例如从1至5巴延伸，且具有展开的刻度盘的第二刻度盘部分6例如从5巴延伸至6巴，其允许更好地读出在该区域中的测量值。然后，呈现另一第三刻度盘部分7，其例如从6至10巴在此以如在刻度盘部分5中的分辨率呈现压力。

对此，图2以分解图示出内部结构。在此，与压力接头2密封连接的、优选焊接的波登管10成"C"形弯曲，且在其自由端部11固定端块12。施加压力时，C管延伸，且通过锥体状旋转连接部13向上移动链接部14。此外，第一齿段15借助于杠杆臂16被运动，且销状旋转连接部17被运动以围绕轴18旋转回转运动式，该轴相对于测量装置1固定地、可旋转固定地支承在壳体中未示出的承载部中。

第一齿段15具有例如模制的齿部20，其与指针轴22上的齿轮22啮合。通过齿段15的旋转啮合，在压力提高时，指针轴22顺时针旋转，且指针4同样顺时针地在这里未示出的刻度盘上或在第一刻度盘区域上运动。进一步旋转时，齿段端部23处的齿部脱离。然而第二齿段30同时在此通过其齿部31与指针轴22上的第二齿轮32啮合。通过第一齿段15的齿部位于第一半径R1上且第二齿段30的齿部位于大于半径R1的半径R2上，指针根据从动齿部与驱动齿部哪个段啮合以不同的传动比被驱动，且产生针对测量值的不同的刻度盘分辨率或刻度盘展开，该测量值可相应地在刻度板3的刻度盘上被显示。

此外，铰接部件14由双金属片制成，其在温度影响下改变其长度或铰接点/孔之间的距离。通过该方式，气体的温度特性(膨胀)相对于测量值被补偿。此外，通过该补偿，密度相对于刻度盘偏转而显示出来。

在此优选地，在VOR传动比改变之前，测量元件的或测量管的偏转进行温度补偿，例如以被集成到机构中的双金属片的形式。然而，对此其他解决方案也是可以的，如以蜡填充的波纹管件，其在温度影响下改变其长度或几何形状。

图3示出另一实施方式1C，其中，簧片开关40、41被置于刻度盘3C后面 的可旋转的且可固定的部分42、43上。通过被置于指针4C上的磁体44，开关功能可在相应的压力/指针运动的情况下被实现。然而尽管如此，磁体弹簧触点也可通过指针直接产生影响。

在该点上，也指出WIKA行“开关量规”的或WIKA行GDM100-X或GDM233.X的产品的替选开关结构形状。

图4示出具有在两个齿轮50和51的两个传动作用半径R1A/R1B和R2A/R2B之间的过渡区域中的转动比改变时的另一实施方式，具有带有连续啮合的传动机构。

尽管如此，也可看到且设想下述设计方案，即，流畅的或对数的传动比也是可以的。

如在这里可看到的，齿部直接在下述过渡区域中啮合，即，在该区域中传动比通过作用半径的转换而改变。因此可设想，该改变连续进行，且刻度盘朝向端部，即，一直展开。

基于该考虑和发明，现在同样可设想，测量元件的或板簧的非线性特性可通过相应的转换而线性化。

图5示出对应于图4的刻度盘，其例如在4和5巴之间的过渡区域中非线性地展开，因为在此如在图4中所示的齿部的过渡部已经改变了或扩展了刻度盘分辨率，其中，在5和6巴之间再次以相对于下压力区域的展开的或张大的分辨率实现具有恒定的、线性传递/刻度因子的线性描述。

图6示出电子形式的实施方式1D，具有电子显示器60。尽管如此，该实施方式也可设想用于温度、液位或各其他测量变量。在此，数字显示器61结合电子进度条62或电子指针63。

刻度盘64和针对展开的刻度盘65的测量值区域(在此在5和6巴之间)、用于压力阈值66的开关点SP1和SP2、照明区域67和彩色背景可通过下述方式关联压力，即，设备通过按键菜单引导部68或通过额外设备/线缆被设置。

图7示出用于图6中的这样的设备的存储的功能，用于实现相对于例如在5和6巴之间的传感器的详细的信号值的刻度盘展开。该功能被存储在存储器中，且由CPU使用，用于产生显示。

在此同时结合图6也可设想，在此指针固定，且刻度盘在指针之后受激地旋转。在此，因此在另一上压力曲线中可在矩阵、TFT或eInk显示器上逆时针 地旋转到视界部分中，且还释放6-8巴的上刻度盘上的视界，其再次未展开地被呈现。

此外可以的是，通过激活确定的触发机构，在显示器上显示QR编码，其在使用智能手机时引起辅助动画，但是仍可以设想在达到规定的极限值时显示之前被存储在设备中的指令序列、图像序列、警告或提示序列且促使执行确定的处理。这也可以是针对再校准间隔的提醒，其时间受控地出现在显示器上，且可借助于符号事先可察觉，且可通过菜单被调用。

本发明不限制于前述的实施例。本发明可在权利要求的范围内进行修改。同样地，从属权利要求中的各个方面可相互结合。