[发明专利]测量设备

说明书

在测量设备中借助具有频率(f)的交流电流使非电参量转化为电测量信号，其包含取决于非电参量的具有双倍频率(2f)的有效信号分量和取决于交流电流的具有频率的干扰信号分量。由测量信号通过预处理和数字化生成数字信号，其通过与参考信号的相乘在双倍频率时相位敏感地探测并且通过随后的低通滤波处理为与非电参量成比例的测量值。此外，数字信号通过与另外的参考信号的相乘在一倍频率(f)时相位敏感地探测并且通过随后的低通滤波处理为干扰信号值。根据本发明使用干扰信号值用于测量值的归一化，通过在归一化级中形成测量值与干扰信号值的平方之商来归一化并且作为归一化的测量值给出。

技术领域

本发明涉及一种用于非电参量的测量设备，

具有测量单元，其设计用于借助具有频率的交流电流间接地使非电参量转化为电的测量信号，其中，电的测量信号包含取决于非电参量的具有双倍频率的有效信号分量和取决于交流电流的具有频率的干扰信号分量，

具有信号预处理装置，用于使测量信号预处理和数字化成为数字信号，并且

具有信号处理装置，用于借助信号处理软件使数字信号处理成测量值，其中，信号处理软件设计用于，

通过与参考信号相乘在双倍频率时相位敏感地探测数字信号，并且数字信号通过随后的低通滤波被处理为与非电参量成比例的测量值，并且

通过与另外的参考信号相乘在一倍的频率时相位敏感地探测数字信号，并且数字信号通过随后的低通滤波被处理为干扰信号值。

背景技术

在从DE 10 2012 212 978 B3中已知的这类测量设备中，上述另外的值用作为诊断值。在此采用以下认知，在许多情况下在将非电参量调制地转化为电测量信号时，具有双倍或一半调制频率的干扰信号分量到达实际的测量信号(有效信号)中。这样的干扰信号借助合适的过滤措施尽可能地被衰减从而其不再影响测量结果，替代这种做法使用以下干扰分量，以便在连续的测量运行中监控从调制到测量值测定的完整信号处理路线。在此，将诊断值与期望值进行比较。只要诊断值位于围绕期望值的公差范围之内，那么能够将信号处理视为无错误的。在其它情况下生成错误和警报通知并且例如针对安全性地调整测量值。

作为对于已知的测量设备的实例给出了根据顺磁交变压力方法工作的气体分析器，其使用氧气的顺磁属性以生成测量效果。对此利用具有特定频率f的交流电流驱控电磁铁。因为测量效果与磁场的平方成比例，所以模拟的电测量信号包含取决于非电参量的具有双倍频率2f的有效信号分量。此外由于变压器耦合(transformatorischerEinkopplung)，在电测量信号中还存在具有电磁铁的驱控频率、即一倍的频率f的干扰信号分量。

磁回路的属性、例如线圈电阻或电感的改变影响了顺磁性的测量效果以及因此影响测量值。

发明内容

本发明的目的在于，以尽可能小的设备工艺上的花费使这样的测量值影响最小化。

根据本发明，该目的由此实现，即在前文所给出的这类测量设备中，信号处理装置具有归一化级，其设计用于，通过形成测量值与干扰信号值的平方之商使得测量值归一化(Normalisierung)并且作为归一化的测量值给出。

非电参量到电测量信号的转化借助于交流电流并且功率导向地实现，从而使有效信号分量具有交流电流的双倍频率2f。根据本发明的测量设备的主要优点目前在于，通过信号处理从有效信号分量中得出的测量值利用平方、即交流电流的功率被归一化，而不必对其进行测量。因此取消了任何与电流测量相关的设备工艺上的花费。

另一个优点在于，有效信号分量和用于其归一化的干扰信号分量经历同样的模拟的信号处理和实际上同样的数字的信号处理，从而在测量值归一化时补偿信号路线中的干扰或改变对测量值的影响。