[发明专利]测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量方法，其中，在测量链的开始阶段获取测量变量，并且在测量链的进程中，通过转换将其进一步加工处理成测量结果，其中，在测量链的第一位置上，利用预设的调制频率对原始的或者已转换的测量变量进行调制。

背景技术

用于测量电的或者非电的测量变量的测量链由不同的测量元件组成，这些元件用于获取测量变量、产生适合用来进一步加工处理的电测量信号、调节例如测量信号的数字化、过滤、放大、矫正、和输出测量结果(测量值)。感测器将测量变量直接地或者通过其它物理变量转换成电测量信号。例如在顺磁测量氧气时利用以下效果，即被测气体的氧分子在不均质的磁场中向场强更高的方向运动。由此引起的局部气体密度、流量的变化或者压力变化可借助合适的测量感应器、例如热导性感应器、流量感应器或压力感应器探测并转换成电信号用于进一步加工处理(DE 8703944U1，WO 98/12552A1，DE 19803990A1，DE 102005014145A1)。

在许多情况下，原始的或者已转换的测量变量借助预设的调制频率进行调制，以得到交变信号，从而能够更简单并且更抗干扰地进行加工处理。于是，使得在后期借助锁定放大器对测量信号进行解调制时，即使在噪声干扰很强的情况下也能加工处理最小的测量信号。在顺磁测量氧气时，借助磁场(交变磁场)实现调制，从而获得例如与被测气体的氧含量成比例的交变气体流量，该交变气体流量被转换成交变电信号。然而该测量信号也与调制深度、在这里是磁场的振幅相关，以至于在产生磁场时发生的波动或者蠕动变化、还有像外界的干扰磁场(例如来自相邻的顺磁氧气测量仪)都会干扰影响测量结果。

此外，测量结果还可能由于加工处理测量信号的测量元件发生变化或者由于外界的干扰影响而有误。例如为此有因老化或温度引起的测量感应器漂移或者电子漂移，或者干扰场。

发明内容

本发明的目的是，识别出测量链相对于校准状态所发生的变化，并且补偿其对测量结果造成的影响。

根据本发明，该目的通过权利要求1中提出的测量方法来实现。

根据本发明的方法的有利的改进方案可以在从属权利要求中得知。

所以，本发明的内容是一种测量方法，其中，在测量链的开始阶段获取测量变量，并且在测量链的进程中，通过转换将其进一步加工处理成测量结果，其中，在测量链的第一位置上，利用预设的调制频率对原始的或者已转换的测量变量进行调制，其特征在于，

-在测量链的、在进一步加工处理的方向上位于第一位置后的第二位置上，在已转换的测量变量上加上具有和调制时相同的频率的变量，但是相对于调制偏移了预设的相位角，从而测量结果包括通过振幅和相位来描述的矢量，

-利用测量变量的不同已知值对测量链进行校准，其中获得了定义特征曲线的不同矢量，和

-由特征曲线的点中查出测量变量的未知值，在此获得的矢量或者其延长线与特征曲线相交于该点。

通过在例如被转换调制成测量信号或者物理中间变量的测量变量上加上频率相同的相移变量，为进一步加工处理得到测量信号矢量，该矢量以数值和相位标出。在利用测量变量的不同已知值对测量链进行校准时，在此过程中获得的测量结果的矢量定义出特征曲线。是要在后来的测量中，测量链中的测量条件符合校准条件，那么就获得一个矢量作为测量结果，其在特征曲线的一个点上示出，从而可以由这个点中查出测量变量的未知值。在有干扰的情况下，不管干扰现在是否存在于测量链的一个元件中或者是否从外界作用到测量链上，矢量值都会改变，以至于结果矢量的峰会落到特征曲线以外的地方。这样一来就可以非常轻松地诊断出是否存在干扰。因为干扰主要影响矢量的值，却不会或者很少影响它的相位，所以可以对测量结果进行矫正，为此，要在相位角未改变的情况下将结果矢量缩短或者延长到特征曲线上。然后就可以由特征曲线上的这个点中查出测量变量的正确值。

因为测量变量的调制也会受到干扰，所以优选地要从测量变量的调制中推导出在已转换的测量变量上加上的变量，从而使得被加上的变量的振幅与调制深度成比例。