CZ2001459A3 - Zapojení pro zachycování, přenos a vyhodnocování měřených hodnot - Google Patents
Zapojení pro zachycování, přenos a vyhodnocování měřených hodnot Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2001459A3 CZ2001459A3 CZ2001459A CZ2001459A CZ2001459A3 CZ 2001459 A3 CZ2001459 A3 CZ 2001459A3 CZ 2001459 A CZ2001459 A CZ 2001459A CZ 2001459 A CZ2001459 A CZ 2001459A CZ 2001459 A3 CZ2001459 A3 CZ 2001459A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- current
- measured value
- measuring transducer
- voltage
- current controller
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
Oblast.techniky
Vynález se týká zapojení pro zachycování, přenos a vyhodnocování měřených hodnot, s částí zachycování měřených hodnot, s částí vyhodnocování měřených hodnot a se spojením, skládajícím se z vedení tam a z vedení zpět, mezi částí zachycování měřených hodnot a částí vyhodnocování měřených hodnot, přičemž část zachycování měřených hodnot má měřicí snímač, měřicí měnič, spínací regulátor, předřazený měřicímu měniči a proudový ovládač, předřazený spínacímu regulátoru, přičemž část vyhodnocování měřených hodnot má napěťový zdroj a vyhodnocovací zapojení a přičemž spínací regulátor poskytuje konstantní pracovní napětí pro měřici transformátor a proudový ovládač, řízený měřicím měničem, nastavuje měřicí a napájecí proud, který reprezentuje měřenou hodnotu a teče přes vedení tam a vedení zpět.
avadn í a t egrioiky
Zapojení typu, o kterém je řeč, jsou často známa (srovnej např. německý patentový spíb 39 34 007), evropský zveřejňovací spis 0 744 734 a německý zveře jřiovací spis 197 23 645) . Pro tato zapojení je podstatné, že spojení mezi částí zachycování měřených hodnot a částí vyhodnocování měřených hodnot se skládá jenom ze dvou vedení a Že přes obě tato vedení teče proud, který reprezentuje nejen měřenou hodnotu, ale i slouží k napájení po vodičích části zachycování měřených hodnot; proud, tekoucí oběma vedeními, se dále označuje jako měřený proud a napájecí proud.
··· ···· ·· «· · « · · ···· · · · • · · · · ' · · «· ·· ·· · ·*
Zapojení typu, o kterém je řeč, jsou často koncipována a dimenzována tak, Že se u napěťového zdroje, nacházejícím se v části vyhodnocování měřené hodnoty, jedná o zdroj stejnosměrného napětí, měřený proud a napájecí proud je tedy stejnosměrný proud.
Tato zapojení jsou také často koncipována a dimenzována tak, že měřený a napájecí proud mezi Bpodní hraniční hodnotou, totiž 4 mA, a horní hraniční hodnotou, totiž 20 mA, reprezentuje měřenou hodnotu; spodní hraniční hodnota 4 mA tedy reprezentuje nejmenší měřenou hodnotu, horní hraniční hodnota mA největší měřenou hodnotu (porovnej německý patentový spis 39 34
007, strana 2, řádek ať 24),
Následovně se vychází vždy z toho, že zapojení, o kterém je řeč, jedná o takové, u kterého je napěťovým zdrojem, upraveným v části vyhodnocování měřené hodnoty, zdroj stejnosměrného napětí, měřený proud a napájecí proud je tedy stejnosměrný proud. To je také dftvod toho, že již úvodem bylo spojení mezi částí zachycování měřených hodnot a částí vyhodnocování měřených hodnot popisováno jako spojení, skládající se z vedení tam a z vedení zpět. Následovně se ostatně vždy vychází z technického směru proudu; v proudovém obvodu, připojeném ke zdroji stejnosměrného napětí, tedy teče stejnosměrný proud od kladného pólu zdroje stejnosměrného napětí přeB proudový obvod k zápornému pólu zdroje stejnosměrného napětí.
Část zapojení, o kterém je řeč, která je před i poté označena jako část zachycování měřené hodnoty, se také označuje jako vysílací stanice (porovnej německý patentový spis 39
007) nebo jako místo snímače (porovnej evropský zveřejňovací spis 0 744 724 a německý zveřejňovací bpís 197
645), zatímco část zapojení, o kterém je řeč, označená zde jako část vyhodnocování měřené hodnotyy, se také označuje jako při j ímací stanice (porovnej německý patentový spis 39 34
007) nebo jako přijímací místo (porovnej evropský zveřejňovací spis
O 744 724 a německý zveřejňovací spis 197 23 645). Spojení mezi částí zachycování měřené hodnoty a částí vyhodnocování měřené hodnoty, skládající se podle zde použité terminologie z vedení tam a vedení zpět, se také označuje jako dvouvodičové vedení (porovnej německý patentový spis 39 34 007), evropský zveřejrtovací spis 0 744 724 a německý zveřejřiovací spis 197 23 645).
Protože u zapojení, o kterých je zde řeč, měřený proud reprezentující měřenou hodnotu - jak znázorněno, ležící zpravidla mezi 4 mft a 20 mA - je také napájecím proudem pro část zachycování měřené hodnoty, je elektrický výkon, stojící k dispozici části vyhodnocování měřené hodnoty, omezen spodní hraniční hodnotou měřicího a napájecího proudu, zpravidla tedy 4 mA, což je často problematické (porovnej německý patentový spis 39 34 007, strana 2, řádky 25 až 42).
U zapojení, o kterém je řeč, je zapojení měřicího měniče - s měřicím snímačem, který k němu patří - vlastně funkčně nejdůležitější částí. Protože na výkonu, který je k dispozici pro měřicí měnič, závisí poměr signál - Sum a dynamické vlastnosti měřicího měniče, je úkolem, který leží jako základ vynálezu, optimalizovat výkon, který je k dispozici pro měřicí měnič.
Podstata vynálezu
Podle vynálezu je úkol zapojení typu, popsaného úvodem, řešen zapojením pro zachycování, přenos a vyhodnocování měřených hodnot, s částí zachycování měřených hodnot, s částí vyhodnocování měřených hodnot a se spojením, skládajícím se z vedení tam a z vedení zpět, mezi částí zachycování měřených hodnot a částí vyhodnocování měřených hodnot, přičemž část zachycování měřených hodnot má měřicí snímač, měřicí měnič, spínací regulátor, předřazený měřicímu měniči a proudový • · i ·: *. ; . . · • · · · · * ; ·· ··· ovládač, předřazený spínacímu regulátoru, přičemž Část vyhodnocování měřených hodnot má napěťový zdroj a vyhodnocovací zapojení a přičemž spínací regulátor poskytuje konstantní pracovní napětí pro měřicí měnič, a proudový ovládač, řízený měřicím měničem, nastavuje měřený a napájecí proud, který reprezentuje měřenou hodnotu a teče přee vedení tam a vedení zpět, jehož podstatou je, že proudový odběr měřicího měniče se nechá řídit a řídí se tak, že pokles napětí na proudovém ovládači je co možná nejmenší.
Přehled obrázků na výkresech
Ze a proč se úkol, ležící jako základ vynálezu, řeší tímto opatřením, se v dalším podrobně vysvětluje podle
| obrázku. | Na | obrázku | ukazují |
| obr. | 1 : | první | příkladné provedení zapojení podle vynálezu |
| obr. | 2: | druhé | příkladné provedení zapojení podle |
| vynálezu. | |||
| obr. | 3 | až 6: | grafické znázornění k dalšímu vysvětlení |
vynálezu.
Příklady jprpYsdepl .vxnálggv
Zapojení, znázorněná na obr. 1 a 2, jsou určená a vhodná pro zachycování, přenos a vyhodnocování měřené hodnoty, a skládají se ve své podstatné konstrukci z části 1 zachycování měřených hodnot, z části £ vyhodnocování měřených hodnot a ze spojení £ - skládajícího se z vedení £ tam a z vedení á zpět - mezi částí I zachycování měřených hodnot a Částí 5 vyhodnocování měřených hodnot.
Jak ukazují obr. 1 a 2, k čáBti 1 zachycováni měřených hodnot patří jenom naznačený měřicí snímač 6, měřicí měnič 7, spínací regulátor předřazený měřicímu měniči Z a proudový ovládač g, předřazený spínacímu regulátoru g. K části g vyhodnocování měřených hodnot patří napěťový zdroj 10 a vyhodnocovací zapojení 11. Ve znázorněných příkladných provedeních jsou upraveny ještě dva odpory 12. 13. Vyhodnocovací zapojení 11 leží paralelně k odporu 13; k vyhodnocovacímu zapojení 11 se tedy přivádí pokles napětí, vznikající na odporu 13 a úměrný měřenému a napájecímu proudu.
Spínací regulátor g poskytuje - alespoň v zásadě
- konstantní pracovní napětí pro měřicí měnič Z. (K tomu, co je to spínací regulátor a jak pracuje, se poukazuje na německý patentový spis 39 34 007, strana 3, řádek 64, až strana 4, řádek 45, jakož i na literaturu Tietze . Schenk Halbleiter
- Schaltungstechnik, 10. vydání, Springei—Verlag, oddíly
18.5 Schaltnetzgeráte, 18.6 Sekundář getaktete Schaltregler a 18.7 Primár getaktete Schaltregler, strany 565 až 586, a Lexikon Elektronik und Mikroelektronik, VDI-Verlag, strana 733). Následně se vždy vychází z ideálního spínacího reguátoru, tzn. ze spínacího regulátoru, který nemá žádný ztrátový výkon a jehož výstupní napětí je konstantní.
Proudový ovládač g 8Θ řídí měřicím měničem Z· Pomocí proudového ovládače g ee nastavuje měřený a napájecí proud, reprezentující měřenou hodnotu, tekoucí přee vedení g tam a vedení £ zpět. (Spínací část, zde označená jako proudový ovládač, se označuje také jako řiditelný proudový zdroj, v každém případě tak v evropském zveřejňovacím spisu
744
724 a v německém zveřejňovacím spisu 127 23 645. MÍBto výrazu proudový ovládač se také používá výraz proudový regulátor.)
U znázorněných a popsaných zapojení jsou zapojeny za sebou napěťový zdroj 10. odpor 12, vedení 3. tam, proudový ovládač g, primární strana spínacího regulátoru g, vedení 4 • · • · · • ···· · · zpět a odpor 13.; tvoří první proudový obvod. Sekundární strana spínacího regulátoru 8 a měřicí měnič Z tvoří druhý proudový obvod.
Na obr, 1 a 2 je znázorněn ještě jeden odpor 14. ztělesňující odpor vedení 2 tam a odpor 15, ztělesňující odpor vedení 4 zpět.
Následovně se označují jako Ui napětí napěťového zdroje 10, jako U2 napětí na vstupu spojení £ mezi částí Z vyhodnocování měřených hodnot a částí 1 zachycování měřených hodnot, skládajícího se z vedení 3 tam a vedení ů zpět, jako U3 napětí na vstupu části 1 zachycování měřených hodnot, jako U4 napětí na vstupu spínacího regulátoru £, jako U5 napětí na výstupu spínacího regulátoru £, které se rovná napětí na vstupu měřicího měniče Z, jako li proud, tekoucí částí 2 vyhodnocování měřených hodnot, jako
Iz proud, tekoucí vedením
Z tam a vedením á. zpět, jako
Ia proud, tekoucí
Částí 1 zachycování měřených hodnot.
jako
I4 proud.
tekoucí na straně primáru spínacím regulátorem jako Is proud, tekoucí na straně sekundářů spínacím regulátorem 8 a měřicím měničem Z· k dispozici v
S tímto určením potom platí následující:
Výkon Pi , který dává napěťový zdroj IQ části 2 vyhodnocování měřených hodnot, je dán následující rovnicí ;
Pi = Ui .li rovnice 1
Pokud se dosadí R12 pro hodnotu odporu 12 a R13 pro hodnotu odporu IQ, tak pro ztrátový výkon Pv, 1 uvnitř Části 2 vyhodnocování měřených hodnot potom platí:
Pv, 1 = li 2 . (Ri z + Ri 3 ) rovnice 2
Pokud se dosadí R14 pro hodnotu odporu 14 vedení Q tam a Říš pro hodnotu odporu 15 vedení 4 zpět, tak pro ztrátový výkon Pv,2 na spojení Q mezi částí 2 vyhodnocování měřených hodnot a čáBtí 1 zachycování měřených hodnot platí:
Pv, 2 = Ig 3 . (Ri 4 + Ri b ) rovnic® 3
Výkon P3 , který je k dispozici pro část 1 zachycování měřených hodnot, je dán napětím Ui napěťového zdroje 10. odpory Riz, Ria, R14 a Rib, jakož i aktuálním měřicím a napájecím proudem; pro výkon P3 platí:
rovnice 4
Pa = Pi - Pv, 1 - Pv, 2 = U3 . Ig
| Pro platí: | napětí U3 na | Části | 1 zachycování | měřených hodnot |
| U3 = | Ui - li . (R12 | + Ri s ) | - I2 . (Ri 4 + Ri 5 ) | rovnice 5 |
| Jak platí: | ukazují obr. | 1 a 2, | pro proudy I3, | Ϊ2 a li dále |
Ii = I2 = li
rovnice 6
Tim pro napětí U3 na části 1 zachycování měřených hodnot platí:
Ug - Ui - Ig . (Ri 2 + Ri 3 + Ri 4 + Ri 5 ) rovnice 7
Pro výkon P3, který je k dispozici pro část £ zachycování měřených hodnot, platí:
Pa = Ui . 13 - I33-(R12 + R13 + Ri 4 + Bio) rovnice 8
Výkon P3 , který je k dispozici pro část £ zachycování měřených hodnot, je tím závislý na měřené hodnotě, totiž na měřeném proudu a napájecím proudu I3. U malé měřené hodnoty, když měřený a napájecí proud I3 je např. 4 mA, je následně k dispozici méně výkonu než u velké měřené hodnoty, když měřený a napájecí proud 13 má např. 20 mft. Podle vynálezu se nyní stará o to, že z výkonu Pa , který je k dispozici části £ zachycování měřených hodnot, je co možná největší část k dispozici měřicímu měniči 7, - což vyplývá z následujícího:
Pro proudový ovládač 2 platí:
Ϊ3 = I4 rovnice 9 rovnice 10
Pro ztrátový výkon Py, 3 v proudovém ovládači 2 platí:
Pv, a - I3 . Ua - I4 . U4 = Ia . (U3 - U4 ) rovnice 11
.. ... · ···· · · · ;
. · · · ·· ·
.. .· ·· · ·» ··
Protože se předpokládá, že spínací regulátor 8. nemá žádný ztrátový výkon, platí na spínacím regulátoru £ Pro výkon P4 na vstupní straně a pro výkon Pb na výstupní straně, které jsou k dispozici měřicímu měniči Z:
P4 = U4.I4 = P& - U5 .15 rovnice 12
Pokud se pozoruje výkon P5, který je k dispozici měřicímu měniči 7, tak platí:
Pb = P3 - Is . (U3 - U4 ) = P3 “ Ia .U3 + I3 .U4 rovnice 13
Bovnice 13 ukazuje, že výkon Pb , který je měřicímu měniči 7 k dispozici, se nechá optimalizovat co možná největším napětím U4, Protože napětí U4 nemůže být větší než napětí Us, musí být rozdíl mezi napětím U3 a napětím U4 co možná nejmenší. Co možná nejmenší - místo nulový zohledňuje, že proudový ovládač 9 z funkční nutnosti, aby, řízen měřicím měničem 7, mohl nastavit měřený a napájecí proud Is, reprezentující měřenou hodnotu, vyžaduje minimální rozdíl mezi napětím Ug a napětím U4.
Protože podle předpokladu spínací regulátor S. nemá žádný ztrátový výkon, výkon P4 na primární Btraně je tedy roven výkonu Pb na sekundární straně, protože, na primární Btraně, proud I4 spínacího regulátoru £ ve stacionárním stavu je dán předem, je totiž roven měřenému a napájecímu proudu I3, předem danému pomocí měřicího měniče 2/ a protože, na sekundární Btraně, napětí U5 spínacího regulátoru S je konstantní, vede krátkodobé zmenšení odběru proudu měřicího měniče 7, tedy krátkodobé zmenšení proudu I&, tekoucího měřicím měničem Z a na sekundární Btraně spínacím regulátorem £, ke zvýšení napětí U4 na primární straně spínacího regulátoru 8, protože proud I3, nyní větší než proud I4 > nemůže být už zachycován spínacím regulátorem Přes rozdíl proudů Ig a I4 - totiž
Ig - I4 7 O - se nabíjí fiktivní kapacita a napětí U4 stoupá Jakmile napětí dosáhlo žádané velikosti co možná největší”, musí se spotřeba proudu měřicího měniče £ zase tak zvyšovat, že proud Ig se rovná proudu I4. Protože nyní je ale napětí U4 větší než předtím, je nyní také výkon P4 - U4 .I4 větší než předtím. Protože napětí U5 na výstupu spínacího regulátoru £ je konstantní, stává se také proud Ie větší než předtím, následovně také výkon P5 = Ue.I5, který je k dispozici měřicímu měniči 7. Tím je ukázáno, že opatření podle vynálezu, řídit odběr proudu měřicího měniče Z tak, že pokles napětí na proudovém ovládači 2* tedy rozdíl mezi napětím Ug a napětím U4 , je co možná nejmenší, vede k optimalizaci výkonu P5 , který je k dispozici měřicímu měniči
7.
V příkladných provedeních, znázorněných na obr. 1 a 2, je naznačeno, že spínací regulátor £, má na straně vstupu kondenzátor 16. Takovým spínacím regulátorem S. je je například spínací regulátor LT 1176-5 firmy Linea Technology. Kondenzátor 16 zjednodušuje řízení napětí U4, protože se tím může silně redukovat rychlost změny napětí U4 při nastavování Ig rozdílném od I4.
Pokud je, jak platí pro příkladná provedení znázorněná na obr. 1 a 2, spínací regulátor g opatřen jednostranně kondenzátorem £6, může nastat provozní stav, při kterém se měřený a napájecí proud I3 nemůže nastavit úměrně měřené hodnotě:
Vycházeje z malé měřené hodnoty a tím z malého měřeného a napájecího proudu Ig např. 4 mA, nastavuje se pro napětí U4 relativně velká hodnota, protože napětí U3 je také relativně velké - protože poklesy napětí na odporech £2, £2, 14 a 15 jsou relativně malé. Pokud nyní máme skokově relativně velkou měřenou hodnotu a následovně se má nastavovat relativné velký • · · měřený a napájecí proud Ig, např. 20 mA, není potom možné, že napětí U4 , nárazově vytvořené pomocí kondenzátoru 16. j© větší než napětí U3, které by se muselo nastavit kvůli relativně velkým poklesům napětí na odporech 12, 13. 14 a 15. Protože proudový ovládač 2 může pracovat jenom když napětí Ug je větší než napětí U4, nemůže se nastavit měřený a napájecí proud I3 20 mA, odpovídající velké měřené hodnotě.
K řešení problému, ukázaného před tím, je u příkladného provedení zapojení podle vynálezu, znázorněného na obr. 2, upraven druhý proudový ovládač 17, řízený měřicím měničem 7 a aktivní pouze v případě potřeby, který je svým vstupem spojen se vstupem prvního proudového ovládače 2, a svým výstupem s vedením 4 zpět. U tohoto příkladného provedení se skládá měřený a napájecí proud Ig, který má být úměrný měřené hodnotě, z proudu I4 nad prvním proudovým ovládačem 2. a z proudu Ie nad druhým proudovýn ovládačem 17. Následovně se nechá také u dříve popsaného provozního stavu nastavit požadovaný měřený a napájecí proud I3.
U dříve popsaného příkladného provedení zapojení podle vynálezu, znázorněného na obr. 2, nepřispívá proud I<s nad druhým proudovým ovládačem 17 k výkonu P® pro měřicí měnič 7; proud Ie nad druhým proudovým ovládačem 17 je tedy v principu nežádoucí, V příkladném provedení podle obr. 2 se následovně druhý proudový ovládač, 17 zde dodatečně upravený, aktivuje pouze při potřebě, totiž jenom tehdy a jenom tak dlouho, jak existuje problém, ukázaný před tím.
Měřicí měnič 7 ostatně může, což na obr. 1 a 2 není znázorněno, být parametrován k řízení svého odběru proudu nebo/a k řízení druhého proudového ovládače 17, např. nad napětím Ui napěťového zdroje IQ nebo/a nad odpory 12 a 13 v části 2. vyhodnocování měřených hodnot nebo/a nad odpory 14. 15. vedení 3. tam nebo/a vedení 4 zpět nebo/a nad kapacitou kondenzátoru 16., paralelně zapojeného ke vstupu spínacího regulátoru 2.. Existuje také možnost, zavést pokles napětí nad prvním proudovým ovládačem í, např. nad neznázorněným A/D převodníkem, k řízení odběru proudu měřicího měniče 7 nebo/a k řízení druhého proudového ovládače 17. do měřicího měniče Z-
| Nyní se má | vynález jeStě | jednou | vysvětlit | podle | |
| grafického znázornění | na obr, 3 | až 6: | |||
| Nejdříve se má | pozorovat | napětí | U3 na | vstupu části 1 | |
| zachycování měřených | hodnot, | tedy | napětí | Ua na | vstupu |
proudového ovládače 2,· Toto závisí na napětí Ui napěťového zdroje 10. součtu odporů 12, 13, 14 a 15 jakož i na proudu I3, tekoucím částí 1 zachycování měřených hodnot. V praxi se zde mohou objevit velmi rozdílné charakteristiky kvůli různým Částem 2 vyhodnocování měřených hodnot a různým spojením 5. mezi částí 1 zachycování měřených hodnot a částí 2 vyhodnocování měřených hodnot. Tyto nejsou při dodání části 1 zachycování měřených hodnot známé; část 1 zachycování měřených hodnot se musí proto automaticky adaptovat na nalezené poměry.
Na obr. 3 jsou znázorněny charakteristické křivky, které ukazují napětí Us na vstupu proudového ovládače 2. v závislosti na proudu Ig, tekoucím čáBtí 1 zachycování měřených hodnot. Přitom jsou základem charakteristické křivky a napětí
Ui velikosti odpor spojení 5. o velikosti 300 Ω, charakteristické křivky b napětí
Ui velikosti odpor spojení 5, o velikosti 50 Ω a charakteri st i cké křivky g, napětí
Ui velikosti odpor spojení £ o velikosti 50 Ω.
• · · • · · * ♦ · · • *
«
Charakteristická křivka a “ pro napětí Ui o velikosti 24 V a odpor spojení o velikosti 300 Q - je zvláSť rozšířená, protože tato charakteristická křivka odpovídá požadavkům vlastní bezpečnosti při ochraně proti výbuchu.
V ideálním případu leží napětí U4 na výstupu proudového ovládače 2 0 jeden volt pod napětím U3 na vstupu proudového ovládače 2.· Příslušná charakteristická křivka d je znázorněna na obr. 4 - spolu s charakteristickou křivkou ž z obr. 3.
Proudový ovládač 2 j® také zapotřebí, protože proud I5, tekoucí měřicím měničem 7, se nemůže tak přesně řídit, jak je třeba pro proud I3, reprezentující měřenou hodnotu.
Jak je již uvedeno, řídí se proudový ovládač 2 měřicím měničem Z tak, že nastavuje měřený a napájecí proud, proud I3, reprezentující měřenou hodnotu a tekoucí spojením K tomu má měřicí měnič 7 mikrokontroler 18. v podrobnostech neznázorněný, který je také napájen proudem la, tekoucím částí 1 zachycování měřených hodnot.
Zapojení podle vynálezu se nechá použit pro velký počet zcela rozdílných měřicích snímačů £. Měřicí snímač 6 může být např. dimenzován k zachycování teploty, tlaku, vlhkosti, stavu hladiny nebo průtoku. Měřicí snímač £ se může provozovat v taktech, čímž se může celkově ovlivňovat spotřeba proudu měřicího měniče Z· Takový taktovaný provoz je např, znám u magneticky-induktivního měřiče průtoku (srovnej
USA-patentový spis 4,766,770); jako měřicí snímač έ se může taktované provozovat také mikrovlnný radar.
Pokud má proud I5, tekoucí měřicím měičem 7, pulsující charakteristiku, musí se proudový ovládač 2 starat o vyhlazení; pulsující charakteristika proudu li , tedy • · · · : !
• « ···· · · · * · · · · ·· · ·· ··· měřeného a napájecího proudu, reprezentujícího měřenou hodnotu, totiž není žádoucí. Rozsah nutného vyhlazení určuje také pokles napětí na proudovém ovládači 2.. potřebný pro provoz, tedy napěťový rozdíl mezi napětím Ug a napětím U4.
Problematika, existující u zapojení podle vynálezu, se ozřejmuje zejména když se pozorují dva extrémní případy, jednak extrémní případ, že se měřená hodnota nárazově změní ze 100 36 na 0 %, jednak extrémní případ, že se měřená hodnota nárazově změní z 0 % na 100 36. Těmto extrémním příkladům jsou postaveny na reveň takzvané havarijní informace, které jsou charakterizovány proudem I3, který je buď menší než 3,6 mA nebo větší než 21 mA. K tomu se poukazuje na NAMUR-doporučení NE 43 Sjednocení úrovní signálu pro havarijní informaci digitálních měřicích měničů s analogovým výstupním signálem, verze: 18. 01. 1994, první vydání: 18. 01. 1994, zastupováno přes NAMUR - obchodní místo, c/o Bayer AG, budova K 9, 51368 Leverkusen.
Pro první extrémní případ, u kterého se měřicí hodnota mění nárazově ze
100 36 na 0 36, se bere zřetel na grafické znázornění na obr. 5, které nejdříve ukazuje charakteristické křivky a a ve kterých jsou dále zakresleny pracovní body
1, 2 a 3.
Vychází se z pracovního bodu 1. Pomocí proudového ovládače 5. se proud Ia může měnit nárazově. Kvůli kondenzátoru 16 se ale napětí U4 nemůže měnit nárazově. Z toho vyplývá tedy posunutí z pracovního bodu 1 k pracovnímu bodu 2.
Pokud se vychází z ideálního spínacího regulátoru tedy z takového, který nemá žádný ztrátový výkon, potom dostáváme pro měřicí měnič Z výkon (viz rovnici 12), který je k dispozici:
| ·’ · · | • | •« · * · li··* * * * | |||
| · · ♦ • * · · ·· | • • 1 | • · · · >· · ·· | |||
| P5 = P4 | = LU I4 = 17 V | 4mA = | 68 mW, | ||
| Žádoucí | ale je pracovní | bod 3. | Tam by byl | k | dispozici |
| následující výkon: | |||||
| Ps = P4 | = LU . 14 = 21,8 | V . 4mA | = 87,2 mW |
Pokud se pro napětí Uj, tedy napětí na výstupu spínacího regulátoru g, které je stejné jako napětí na vstupu měřicího měniCe 7, bere konstantní hodnota např. ϋ V, potom u obou dříve vypočítaných výkonů dostaneme pro proud Is následující:
Is = Ps = Uft = 68 mW : 5 V = 13Λ mft popř.
Ie = P5 = U5 = 87,2 mW : 5 V = 17,4 mA
Nyní se dosahuje z pracovního bodu 2 pracovní bod 3, ale nikoliv pomocí zvýšení proudu Is. Proud 1« by se rychle stal větší než proud Ig, z kondenzátoru 16 by se odebíral náboj. Toto by opět vedlo k redukování napětí LU a tím k posunutí pracovního bodu 2 do nežádoucího směru, totiž k menšímu napětí LU . Žádoucího pracovního bodu 3 se dosahuje, když se proud Is redukuje. Proud I4 se rychle Btává menším než proud Ia. Kondenzátor 16 na vstupu spínacího regulátoru S. Be nabíjí a napětí LU se zvyšuje.
Pro druhý extrémní případ, u kterého se měřená hodnota mění nárazově z 0 % na 100 35, se bere zřetel na grafické znázornění na obr. 6, které, jako obr. 5, ukazuje charakteristické křivky a a d, ve kterých jsou dále zakresleny pracovní body 1, 2 a 3.
Jako v prvním extrémním případě také ve druhém extrémním případě není možná nárazová změna napětí U4, tedy rázová změna napětí na vstupu spínacího regulátoru 8.· Proudový ovládač 2 není s to nastavit proud I3 , lOOSs přicházející měřené hodnotě, protože zvláště tehdy, když by napětí U4 bylo stejné jako napětí Ug, na proudovém ovládači 2 by nevznikl žádný pokles napětí, tedy část 2 vyhodnocování měřených hodnot nemůže přes spojení 2 dodávat příslušný proud; pracovní bod 2 tedy není možným pracovním bodem.
Aby se mohl zvládnout druhý extrémní případ, je potřebný druhý proudový ovládač 17, znázorněný na obr. 2, který může nastavit příslušný proud Ig, tedy existujících 20 mA. S dodatečným proudovým ovládačem 17 je tedy možný pracovní bod 3, Druhý proudový ovládač 17 není tedy bezpodmínečně nutný, nýbrž jenom tehdy, když se napětí U4 nemůže redukovat stejnou rychlostí změny, jako se může měnit měřená hodnota.
Pro regulaci, realizovanou v mikrokontroleru 18, popř. mikrokontrolerem 18., platí nyní následující:
Přednostní regulace:
I3 = 4 mft + M.16 mA, přičemž βθ M jako koeficient pro měřenou hodnotu mění od 0 do 1.
Když se napětí U4 stává stejným jako napětí U3, přechází regulace automaticky od proudového ovládače 2 na druhý proudový ovládač 17 Toto se může realizovat mikrokontrolerem 18 nebo příslušným hardware.
Dodatečná regulace:
U4 = Ug - Urezerv»;
| 9 | ΐ · | 0 | 0 | 0 t | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 · ♦ | • | 0 | 0000 | 0 0 | 0 | 0 |
| • 0 > | 0 * 00 | 0 0 ♦ · | 0 0 | 0 0 00 | 0 000 |
Pokud j© napětí Ureierva příliš velké, proud Ie se zmenšuje, pokud je napětí Ureierva příliš malé, proud I5 se zvětšuje.
Mělo by se ještě poukázat na to, že zapojení podle vynálezu Be popisovalo ve spojení s napěťovým zdrojem 10 v části 3, vyhodnocování měřených hodnot, provedeným jako stejnosměrný napěťový zdroj, měřený a napájecí proud I3 je tedy k dispozici jako stejnosměrný proud. Nauka vynálezu se ale nechá bez dalšího použít také na provedení, u kterých se jako napěťový zdroj používá střídavý napěťový zdroj a následovně je k dispozici měřený a napájecí proud Ia jako střídavý proud.
Na závěr se ještě poukazuje výslovně na to, že to, co bylo dosud vysvětlováno ve spojení s obr. 3 až 6, také patří k vynálezu, popř. je také pro vynález podstatné. Pokud patentové nároky toto neobsahují, nebo obsahují neúplně, zůstává vyhraženo, příslušné doplnění patentových nároků.
| 9 | • | • | • i | • · | • t |
| « · | • · | ···· | • · · | ||
| • ♦ • · | ♦ | • · *· | • • | • · *· |
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁBORY1. Zapojení pro zachycování, přenos měřených hodnot, s částí (1) zachycování a vyhodnocování měřených hodnot, s části (2) vyhodnocování měřených hodnot a se spojením skládáj ícím se z vedení (3) tam a z vedení (4) zpět, meziČástí (1) zachycování měřených hodnot částí (2) vyhodnocování měřených hodnot, přičemž část (1) zachycování měřených hodnot má měřicí snímač (6), měřicí měnič (7), spínací regulátor (8), předřazený měřicímu měniči ¢7) a proudový ovládač (9), předřazený spínacímu regulátoru přičemž část zdroj (10) a (2) vyhodnocování měřených hodnot má napěťový vyhodnocovací zapojení (11) a přičemž spínací regulátor (8) poskytuje konstantní pracovní napětí pro měřicí měnič (7), a proudový ovládač (9), řízený měřicím měničem měřený a napájecí proud, který reprezentuje měřenou hodnotu a teče přes vedení (3) tam a vedení (4) zpět, ící tím,Že proudový odběr měřicího měniče (7) se nechá řídit a řídí se tak, že pokles napětí na proudovém ovládači (9) je co možná nejmeněí.
- 2. Zapojení podle nároku1, vyznačuj ící t í m, že paralelně ke vstupu spínacího regulátoru (8) je zapojen kondenzátor (16).
- 3. Zapojení podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj 1 se t í m, že je upraven druhý proudový ovládač (17), řízený měřicím měničem (7) a aktivovaný jenom v případě potřeby, a druhý proudový ovládač (17) je svým vstupem spojen se vstupem prvního proudového ovládače (9) a svým výstupem s vedením (4) zpět.
- 4. Zapojení podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačuj ící se tím, že měřicí měnič (7) se nechá parametrovat k řízení svého proudového odběru nebo/a k řízení druhého proudového ovládače (17), např. přes napětí napěťového zdroje (10) nebo/a odpory (12, 13) v části (2) vyhodnocování měřených hodnot, nebo/a odpory (14, 15) vedení (3) tam nebo/a vedení (4) zpět nebo/a kapacitou kondenzátoru (16), paralelně zapojeného na vstupu spínacího regulátoru (8).
- 5. Zapojení podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že pokles napětí na prvním proudovém ovládači (9), např. na A/D převodníku, se přivádí do měřicího měniče k řízení proudového odběru měřicího měniče nebo/a k řízení druhého proudového ovládače.
- 6. Zapojení podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že měřicí měnič (7) má mikrokontroler (18), řídící proudový ovládač (9) a popř. druhý proudový ovládač (17).
- 7. Zapojení podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím. Že tehdy, když se měřená hodnota zmenšuje nárazově, např. klesá ze 100 ?í na 0 proud (Io), tekoucí měřicím měničem (7), se krátkodobě zmenšuje.
- 8. Zapojení podle jednoho z nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že tehdy, když ee měřená hodnota zvětšuje nárazově, např. roste ze 0 SS na 100 X, připojuje se druhý proudový ovládač (17).
- 9. Zapojení podle jednoho z nároků 3 až 8, vyznačující se tím. Že tehdy, že když napětí (U4) na výstupu prvního proudového ovládače (9) dosahuje napětí (Ug) na vstupu prvního proudového ovládače (9), řízení proudu v měřicím měniči, přecházející od měřicího měniče (7) popř. mikrokontroleru (18), přechází na druhý proudový ovládač (17) .« ♦ ♦♦
Φ « « · * · • « ···· * · • • • • «♦ « ·· - 10. Zapojení podle jednoho z nároků 6 až 9, vyznačující se t 1 m. Že s pomocí mikrokontroleru (18)> upraveného v měřicím měniči (7), se přednostně řídí proud (Ϊ3), který teče částí (1) zachycování měřených hodnot, a dodatečně napětí (U4) na výstupu proudového ovládače (9).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19925943A DE19925943A1 (de) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Schaltungsanordnung zur Meßwerterfassung, -übertragung und -auswertung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2001459A3 true CZ2001459A3 (cs) | 2001-08-15 |
Family
ID=7910447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2001459A CZ2001459A3 (cs) | 1999-06-08 | 2000-06-08 | Zapojení pro zachycování, přenos a vyhodnocování měřených hodnot |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6577989B2 (cs) |
| EP (1) | EP1103038B1 (cs) |
| JP (1) | JP4541615B2 (cs) |
| CN (1) | CN1171186C (cs) |
| BR (1) | BR0006657A (cs) |
| CZ (1) | CZ2001459A3 (cs) |
| DE (1) | DE19925943A1 (cs) |
| DK (1) | DK1103038T3 (cs) |
| WO (1) | WO2000075904A1 (cs) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10059815A1 (de) * | 2000-12-01 | 2002-06-13 | Grieshaber Vega Kg | Elektronische Messvorrichtung zur Erfassung einer Prozessvariablen, insbesondere Radar- oder Ultraschall-Füllstandsmessvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer solchen Messvorrichtung |
| US20020149379A1 (en) * | 2000-01-12 | 2002-10-17 | Winfried Rauer | Electronic measuring device for detecting a process variable, in particular a radar or ultrasonic filling level measuring device, and a method for operating a measuring device of this type |
| DE10256623A1 (de) * | 2002-12-03 | 2004-06-24 | Krohne Meßtechnik GmbH & Co KG | Elektrisches Gerät und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Geräts |
| DE102007021099A1 (de) | 2007-05-03 | 2008-11-13 | Endress + Hauser (Deutschland) Ag + Co. Kg | Verfahren zum Inbetriebnehmen und/oder Rekonfigurieren eines programmierbaren Feldmeßgeräts |
| DE102007035710A1 (de) * | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Siemens Ag | Messumformer und Stellungsregler zum Anschließen an eine Zweileiter-Stromschleife sowie deren Verwendung |
| DE102007058608A1 (de) | 2007-12-04 | 2009-06-10 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Elektrisches Gerät |
| DE102008022373A1 (de) | 2008-05-06 | 2009-11-12 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Meßgerät sowie Verfahren zum Überwachen eines Meßgeräts |
| DE102008043199A1 (de) | 2008-10-27 | 2010-04-29 | Endress + Hauser Process Solutions Ag | Autarkes Feldgerät |
| WO2011131399A1 (de) | 2010-04-19 | 2011-10-27 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Treiberschaltung für einen messwandler sowie damit gebildetes messsystem |
| DE202010006553U1 (de) | 2010-05-06 | 2011-10-05 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Elektronisches Meßgerät mit einem Optokoppler |
| DE102010030924A1 (de) | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Elektronik-Gehäuse für ein elektronisches Gerät bzw. damit gebildetes Gerät |
| DE102010063949A1 (de) | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Messgerät |
| US8477064B2 (en) † | 2010-12-22 | 2013-07-02 | Rosemount Tank Radar Ab | Loop-powered field device |
| DE102011076838A1 (de) | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Meßgerät-Elektronik für ein Meßgerät-Gerät sowie damit gebildetes Meßgerät-Gerät |
| DE102013100799A1 (de) | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Umformerschaltung mit einer Stromschnittstelle sowie Meßgerät mit einer solchen Umformerschaltung |
| DE102013008598A1 (de) | 2013-05-22 | 2014-11-27 | Krohne Messtechnik Gmbh | Messanordnung |
| DE102013109096A1 (de) | 2013-08-22 | 2015-02-26 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Gegen Manipulation geschütztes elektronisches Gerät |
| DE102014108107A1 (de) | 2014-06-10 | 2015-12-17 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Spulenanordnung sowie damit gebildeter elektromechanischer Schalter bzw. Meßumformer |
| DE102015212080B4 (de) * | 2015-06-29 | 2017-06-14 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Ermitteln der Abweichungen der gemessenen Stromist- von Stromsollwerten in einer Anzahl parallel geschalteter, stromgeregelter Schaltpfade |
| DE102016114860A1 (de) | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Treiberschaltung sowie damit gebildete Umformer-Elektronik bzw. damit gebildetes Meßsystem |
| DE102018122014A1 (de) | 2018-09-10 | 2020-03-12 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Meßgeräte-System sowie damit gebildete Meßanordnung |
| CN112462841A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-03-09 | 国网山东省电力公司东营市东营区供电公司 | 一种实时监控变压器自动调档装置 |
| DE102022119145A1 (de) | 2022-07-29 | 2024-02-01 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Anschlussschaltung für ein Feldgerät und Feldgerät |
| DE102024106597A1 (de) | 2024-03-07 | 2025-09-11 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Speisetrenner, Feldgerät und System aus Speisetrenner und Feldgerät |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1311032C (en) * | 1989-03-31 | 1992-12-01 | Stanley Chlebda | Two-wire telemetering system including power regulated transmitting device |
| US5416723A (en) * | 1993-03-03 | 1995-05-16 | Milltronics Ltd. | Loop powered process control transmitter |
| DE4343540C2 (de) * | 1993-12-14 | 1995-12-07 | Mannesmann Ag | Anordnung zur potentialgetrennten Übertragung von Gleich- und Wechselstromsignalen |
| EP0844728B1 (en) * | 1996-11-25 | 2002-04-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Forward converter |
| DE19723645B4 (de) * | 1997-06-05 | 2006-04-13 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Anordnung zur Signalübertragung zwischen einer Geberstelle und einer Empfangsstelle |
-
1999
- 1999-06-08 DE DE19925943A patent/DE19925943A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-06-08 JP JP2001502100A patent/JP4541615B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-08 CZ CZ2001459A patent/CZ2001459A3/cs unknown
- 2000-06-08 BR BR0006657-5A patent/BR0006657A/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-06-08 EP EP00943787A patent/EP1103038B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-08 DK DK00943787.2T patent/DK1103038T3/da active
- 2000-06-08 WO PCT/EP2000/005324 patent/WO2000075904A1/de not_active Ceased
- 2000-06-08 CN CNB008010625A patent/CN1171186C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-01-25 US US09/769,105 patent/US6577989B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19925943A1 (de) | 2000-12-21 |
| DK1103038T3 (da) | 2012-11-05 |
| US6577989B2 (en) | 2003-06-10 |
| US20010016802A1 (en) | 2001-08-23 |
| BR0006657A (pt) | 2001-05-02 |
| EP1103038B1 (de) | 2012-08-15 |
| JP4541615B2 (ja) | 2010-09-08 |
| CN1171186C (zh) | 2004-10-13 |
| JP2003501761A (ja) | 2003-01-14 |
| WO2000075904A1 (de) | 2000-12-14 |
| CN1313978A (zh) | 2001-09-19 |
| EP1103038A1 (de) | 2001-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2001459A3 (cs) | Zapojení pro zachycování, přenos a vyhodnocování měřených hodnot | |
| US8232785B2 (en) | System and method using a current mirror to program an output voltage and current | |
| EP1679780A3 (en) | DC/DC converter with current limit protection | |
| CN102217180A (zh) | 具有提高的电压调节精度的用于初级受控的开关电源的控制电路以及初级受控的开关电源 | |
| JP2025541173A (ja) | フィールドデバイスの電流制限 | |
| US4544875A (en) | Variable current transducer system | |
| US20080224672A1 (en) | DC/DC converter controlled by pulse width modulation with high efficiency for low output current | |
| US20230168655A1 (en) | Automation field device | |
| CN207977895U (zh) | 变流器输出电压过冲控制电路及输出电压控制电路 | |
| US11372434B2 (en) | Power regulator and power regulating method | |
| JPH04186115A (ja) | 電圧検出回路 | |
| US6914348B2 (en) | Dynamic control of power converter output voltage slew rate | |
| CN101477331B (zh) | 一种控制系统的温度特性补偿方法和电路 | |
| CN221929635U (zh) | 一种负输出调压电路及开关电源 | |
| CN114217116B (zh) | 一种检测电流可控的电流检测电路 | |
| CN113867461B (zh) | 一种功耗控制系统和安防系统 | |
| EP0520156A2 (en) | Current limited subscriber interface circuit | |
| CN113258796B (zh) | 一种交流-直流的控制方法 | |
| TWI825604B (zh) | 供電裝置與供電控制方法 | |
| CN113691101B (zh) | 一种多负载运行下的电压校准电路及电源供电系统 | |
| TWI395080B (zh) | 適應性定電壓控制電路與適應性功率轉換控制器 | |
| JPH0523214U (ja) | 電源負荷線の電圧降下補償回路 | |
| CN116781435A (zh) | 供电装置与供电控制方法 | |
| CN205901691U (zh) | 一种带反馈环路补偿的运算放大器 | |
| JP2838650B2 (ja) | 電磁流量計 |