具有电流接口的变送器电路以及具有这种变送器电路的测量设备的制造方法_5

文档序号:9240272阅读:来源:国知局
理器生成的控制值以及此外由电流接口输出的并且由微处 理器读入的电流值来进行对变送器特性曲线的相应修正,以便因此相应地最小化变送器错 误Err。因此,根据本发明的另一设计方案,微处理器yC此外被设置成用于基于控制值序 列WD和电流值序列iD,尤其是基于存储的控制值Wu以及存储的数字电流值Iu,根据电 流接口DCC的当前的特性曲线函数校正控制值计算规则,以便因此又减少变送器错误Err, 即,从时间点始减少变送器错误Err;这在理想情况下也会尽可能完全补偿当前的特 性曲线函数与之前针对电流接口获知的特性曲线函数的偏差,并且因此实际消除变送器错 误Err〇
[0076] 为了修正变送器特性曲线的目的,根据本发明的另一设计方案此外还规定,在确 定静态电流强度水平Id与为之预定的控制值Wu的过高的偏差,进而过高的变送器错误 Err或超过时间点tfail (?)之后,微处理器yC获知针对至少一个瞬时有效但仍要替换的 系数AMe{Ai、….、AN}的至少一个替换系数A'M。这尤其是以如下方式进行,S卩,结果使经 修正的,即借助现在由至少一个替换系数A'M-AM-起决定的计算规则重新调整出的变送 器特性曲线(◎')尽可能精确地相应于初始的变送器特性曲线,进而理想地适用于经修正 的或初始的变送器特性曲线的是:
[0077] C' ?(A,dA' 2 ?XD,j)+D' =C? (Ai+A2 ?XD,j)+D。
[0078] 至少一个替换系数,同样像之前的、但是现在被替换的系数那样,被持久存储,也 就是说例如存储在数据存储器EEPR0M中,并且因此供微处理器使用。替换系数的同样的存 储必要时又可以结合相应的时间标记进行。为了修正作为不允许地高的变送器错误Err导 致的变送器特性曲线,根据本发明的另一设计方案,微处理器此外被设置成用于使其根据 当前的、即由瞬时有效的系数4、….、AN确定的但不再匹配于电流接口的计算规则获知至 少两个彼此不同的控制值~^或Wd,#,并且将其在控制输出端_,在不同的时间点tj 或tj+n上输出。此外,微处理器借助在控制输出端I 上输出控制值WD,j或wD,j+n期间 由电流接口相应地生成的电流值序列获知在电流信号输出端Ibut上相应附属的、即代表由 针对控制值%^或W 的电流接口分别实际调节出的静态电流强度水平的数字电流值ID,j 或IlU+n。基于至少两个控制值Wdw和至少两个数字电流值IDjPI ,微处理器最 后获知针对至少一个瞬时有效但仍要替换的系数Amg{Ai、….、AN}的至少一个替换系数A'M,以便随后,也即是从与改变计算规则对应的时间点tkOT开始,在使用至少一个替换系数 A'M-AM替代要替换的系数AM的情况下生成控制值序列WD。
[0079]针对如下典型情况,S卩:一方面,瞬时特性曲线函数基本上相应于线性函数,进而 足够精确地通过公式Iq_=C?Wu+D来近似,并且另一方面,计算规则相应于多项式次数 为1(N= 2)的多项式函数,进而仅获知两个替换系数A'A'2,以便修正变送器特性曲线, 或者使控制值计算规则匹配于电流接口的瞬时特性曲线函数,替换系数A'2-A2的借助微 处理器UC实施的计算可以根据如下计算规则来实现:
[0080]
[0081]或者,替换系数A' A:的借助微处理器yC实施的计算可以根据如下计算规则 来实现:
[0082]
[0083]针对一种情况,S卩:与已提及的重复率相比(利用该重复率在微处理器中生成本 来的测量值或控制值),被测变量x通常非常慢或在更长的时间段内是不变的,计算之前提 到的替换系数A'mWpA%、"*)完全也可以在变送器电路Tr的正常运行模式期间进行。但 是,针对另一种情况,即:被测变量x典型地明显有波动或者说在所有情况下都以不可预见 的方式波动,或者仅在很短的时间内是不变的,完全需要在诊断出需要改变计算规则之后, 促使变送器电路Tr从正常运行模式更换到特殊运行模式中,以便获知替换系数A'M。从正常 运行模式至特殊运行模式的上述更换例如可以从外部控制,例如通过经由显示和操作元件 HMI传送到微处理器上的控制指令,或者例如也可以自动地实施,即在存在相应的诊断结果 时通过微处理器自主地并且在无需等待其他外部控制指令的情况下实施。为了获知至少一 个替换系数A'M,两个或多个彼此不同的控制值于是可以相应地由微处理器yC输出,其中 每一个控制值命令电流接口DCC调节信号电流的电流强度Ix,从而使相应附属的静态电流 强度水平Ix位于测量区间12之外,进而位于测量区间的两个边界电流强度的最低的那 个之外,或者位于测量区间的两个边界电流强度的最高的那个之上,也就是说例如为3. 6mA 或更小或者21mA或更大。
[0084]在根据本发明的变送器电路或利用其形成的测量设备电子器件中,给出了另一可 能性,即,此外也在将相应的测量设备安装在机组中之后执行的(首次)开始运转期间,或 者也在微处理器重新启动之后的(再次)开始运转期间,就地检验电流接口的特性曲线函 数、控制值计算规则和/或变送器特性曲线。这尤其具有如下优点,即,在没有通过要检验 的测量设备电子器件形成的测量设备的情况下,机组在此期间按计划或受控地被移动,进 而不需要其他对其余机组的运行的必要时也不按计划的干扰。与此相应地,根据本发明的 另一设计方案,变送器电路被设置成用于以开始运转模式运行,在该开始运转模式中首先 启动微处理器,并且随后借助微处理器检验电流接口。在开始运转模式期间,在微处理器启 动之后,电流接口显然可以借助微处理器非常简单地进行检验,其方式是,在控制输出端上 首先,即在时间点h上输出带电零控制值,即命令电流接口调节信号电流的电流强度匕的 控制值,从而使附属的静态电流强度水平Id与信号化带电零值(变送器电路的导电零点) 相当的电流强度,并且也在稍后的时间点h+n上,尤其是在微处理器已经读入至少一个与带 电零控制值相当的数字电流值之后输出与带电零控制值不同的控制值,其命令电流接口调 节信号电流的电流强度Ix,从而使附属的静态电流强度水平与位于带电零值之上的电 流值,例如大于20. 5mA并且小于23mA的警告电流值相当;并且其方式是,借助带电零控制 值,借助至少一个与上述带电零控制值相当的数字电流值,借助与带电零控制值不同的控 制值以及借助至少一个于上述控制值相当的数字电流值来获知当前的特性曲线函数,并且 将其与初始预定的特性曲线函数进行比较。作为对此的替选或补充,为了检验电流接口的 目的,借助微处理器也可以获知带电零控制值与附属的数字电流值^之间的偏差,以及在 其他与带电零控制值不同的控制值与附属的数字电流值Id^之间的偏差,并且可以随后检 验电流接口,其方式是,借助微处理器确定两个获知的偏差中的每一个是否位于所提及的、 代表允许的偏差的公差范围之内或之外。
【主权项】
1. 一种变送器电路,所述变送器电路用于将代表随时间改变的、尤其是在预定的测量 范围内随时间改变的物理和/或化学被测变量(X)的时间变化曲线的数字测量信号(XD)转 换为依赖于上述数字测量信号的具有信号电流(U的模拟测量值信号,所述信号电流的电 流强度代表被测变量的测量值(X),所述变送器电路包括: -电流接口 〇)CC),所述电流接口具有 一控制输入端、 --电流信号输出端(II、12)和 一电流输出端(IuJ;以及 -微处理器(yc),所述微处理器具有 --针对数字测量信号(XD)的测量信号输入端(xD_in)、 一与所述电流接口的电流信号输出端(IIST(Mt)连接的电流信号输入端(IDin)和 -与所述电流接口的控制输入端(I&uJ连接的控制输出端(I&but); -其中,所述电流接口被设置成用于 --使信号电流流过电流输出端, 一并且在此期间, ---不仅将信号电流的电流强度调节到与瞬时施加在控制输入端(Irtlin)上的控制值 (Wu)相当的静态电流强度水平(Ix),使得其中每个静态电流强度水平根据所述电流接口 固有的、尤其是线性的特性曲线函数分别依赖于附属的控制值, ---而且还在电流信号输出端(IIST()ut)上输出电流值序列(iD),即在不同的时间点 (...,.,h+n....)上获得的、瞬时代表电流强度的数字电流值(Iw)的代表信号电流 (ix)的电流强度的时间变化曲线的序列;并且 -其中,所述微处理器被设置成用于, --基于测量信号输入端上的数字测量信号(XD)生成测量值序列,即在不同的时间点 (ti)上获得的、分别瞬时代表被测变量的数字测量值(XD,i)的代表被测变量的时间变化曲 线的序列,以及 --基于测量值序列(XD)生成控制值序列(WD),即针对所述电流接口的数字控制值 (WD,j)的序列,并且在控制输出端上将其输出;并且 -其中,所述微处理器被设置成用于基于控制值序列(wD)和电流值序列(iD),尤其是 基于至少暂时存储的控制值(WD,j)以及至少暂时存储的数字电流值(ID,j)来监控和/或检 验所述电流接口,尤其是亦即获知控制值(Wu)与至少一个附属的数字电流值(In)之间 的偏差,并且/或者确定电流值(Iu)与附属的控制值(Wu)偏差多少,并且/或者获知所 述电流接口依赖于数字控制值(Wu)调节静态电流强度水平时所依据的当前的特性 曲线函数,并且/或者确定所述电流接口依赖于数字控制值(Wu)调节静态电流强度水平 (In)时所依据的当前的特性曲线函数与所述电流接口的更早的特性曲线函数之间是否存 在偏差或者说偏差多少。2. 根据前述权利要求中任一项所述的变送器电路,所述变送器电路还包括易失性数据 存储器(RAM),所述易失性数据存储器用于存储数字测量值和/或数字控制值,其中,所述 微处理器被设置成用于将数字控制值(Wu)以及数字电流值(Iu)暂时存储在所述数据存 储器中。3. 根据前述权利要求中任一项所述的变送器电路,其中,所述微处理器被设置成用于 基于控制值序列(wD)和电流值序列(iD),尤其是基于至少暂时存储的控制值(Wu)以及至 少暂时存储的数字电流值(Izu)来检验所述电流接口,即, -获知控制值(Wu)与至少一个附属的数字电流值(Iu)之间的偏差;并且/或者 -确定上述电流值(Izu)与控制值(Wu)偏差多少;并且/或者 -获知所述电流接口依赖于数字控制值(Wu)调节静态电流强度水平(ix,p时所依据 的当前的特性曲线函数;并且/或者 -确定所述电流接口依赖于数字控制值(Wu)调节静态电流强度水平(ix,p时所依据 的当前的特性曲线函数与之前针对所述电流接口获知的特性曲线函数之间是否存在偏差 或者说偏差多少。4. 根据前述权利要求中任一项所述的变送器电路, -其中,所述电流接口具有释放输入端(EN),并且所述微处理器具有与所述电流接口 的上述释放输入端连接的释放输出端, -其中,所述电流接口被设置成用于在激活电流信号输出端的控制指令(ON) 施加在释放输入端(EN)上之后,在电流信号输出端(IIST()Ut)上输出电流值序列(iD),并且 所述微处理器被设置成用于生成用于激活电流信号输出端的控制指令并且在释 放输出端上将其输出。5. 根据上一权利要求所述的变送器电路,其中,所述电流接口被设置成用于短时间地, 尤其是在激活电流信号输出端的控制指令(ON)消失的情况下,在电流信号输出端 (U上不输出电流值序列(iD)。6. 根据上一权利要求所述的变送器电路, _其中,所述电流接口被设置成用于在解除激活电流信号输出端(IbJ的控制指令 (OFF)施加在释放输入端(EN)上之后,在电流信号输出端(ID(Mt)上不输出电流值序列 Qd),并且 -其中,所述微处理器被设置成用于生成用于解除激活电流信号输出端(Ibut)的控制 指令并且在释放输出端上将其输出,尤其是使得激活时间,即在预定的运行时间 段上累积的、期间所述电流接口在电流信号输出端(ID()ut)上输出电流值序列(iD)的总时 间比解除激活时间,即在预定的运行时间段上累积的、期间所述电流接口在电流信号输出 端(IbJ上不输出电流值序列(iD)的总时间要短。7. 根据前述权利要求中任一项所述的变送器电路,其中,所述变送器电路被设置成用 于短时间地,尤其是主要地,以正常运行模式运行, -在所述正常运行模式中,所述被测变量(x)仅在为之预定的具有通过被测变量(x)的 预定的最小的测量值确定的范围下限^和通过被测变量(x)的预定的最大的测量值确定 的范围上限x2的测量范围Ax12之内随时间改变,并且 -在所述正常运行模式下,所述微处理器在控制输出端上仅输出如下控制值,所述控制 值命令所述电流接口调节信号电流的电流强度Ix,从而使静态电流强度水平分别位 于为之预定的,即与被测变量(x)预定的测量范围对应的、进而具有与其范围下限 Xl相对应的第一边界电流强度I:和与其范围上限x2相对应的与所述第一边界电流强度不 同的第二边界电流强度12的测量区间A112之内。8. 根据权利要求7所述的变送器电路,其中,所述第一边界电流强度为4mA或更小,尤 其是大于3. 6mA。9. 根据权利要求7或8所述的变送器电路,其中,所述第二边界电流强度为20mA或更 大,尤其是小于21mA。10. 根据前述权利要求中任一项所述的变送器电路,其中,所述微处理器被设置成用于 基于控制值序列(wD)和电流值序列(iD),尤其是基于存储的控制值(Wu)以及存储的数字 电流值(Izu)来获知变送器错误(Err)。11. 根据前述权利要求中任一项所述的变送器电路,其中,所述微处理器被设置成用于 基于由至少两个预定的瞬时有效的系数.....A
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