用于磁感應(yīng)流量表的電子測量裝置和使用其形成的測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電子測量裝置，用于確定在具有電勢(shì)()的第一測量電極和具有電勢(shì)()的第二測量電極之間的電勢(shì)差()。所述電子測量裝置包括：參考電極(GRN)，其具有參考電勢(shì)()；輸入電路，其具有可以連接到第一和/或第二測量電極的兩個(gè)電路輸入以及兩個(gè)信號(hào)電壓輸出；補(bǔ)償電路，其具有第一補(bǔ)償電壓輸出和第二補(bǔ)償電壓輸出以及控制信號(hào)輸入；以及用于產(chǎn)生數(shù)字電壓測量信號(hào)(UD)，測量和控制電路具有分別連接到輸入電路的信號(hào)電壓輸出之一的兩個(gè)信號(hào)電壓輸入和每一個(gè)電連接到補(bǔ)償電路的補(bǔ)償電壓輸出之一的兩個(gè)信號(hào)電壓輸入，以及連接到補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入的補(bǔ)償控制輸出。該補(bǔ)償電路被配置為在第一補(bǔ)償電壓輸出處提供補(bǔ)償電壓(Uc1)，即，相對(duì)于參考電勢(shì)的可調(diào)整直流電壓，并且在第二補(bǔ)償電壓輸出處提供補(bǔ)償電壓(Uc2)，即，相對(duì)于參考電勢(shì)的直流電壓。補(bǔ)償電路進(jìn)一步設(shè)有能夠通過向控制信號(hào)輸入施加的補(bǔ)償控制信號(hào)來選擇的至少兩個(gè)操作模式。在第一操作模式中，將補(bǔ)償電壓(Uc1)設(shè)置為指定電壓值Uc11，并且在第二操作模式中，將補(bǔ)償電壓(Uc1)設(shè)置為指定電壓值Uc12。測量和控制電路被配置為在補(bǔ)償控制輸出處提供補(bǔ)償控制信號(hào)，以選擇補(bǔ)償電路的可選擇的操作模式之一。
【專利說明】用于磁感應(yīng)流量表的電子測量裝置和使用其形成的測量系 統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測量電子裝置，特別是適合于應(yīng)用在磁感應(yīng)流量測量裝置中的測 量電子裝置，用于確定在具有彼此偏離的電勢(shì)的兩個(gè)測量電極之間的電勢(shì)差（特別是取決 于被暴露到暫時(shí)恒定的磁場的流動(dòng)液體的體積流率的電勢(shì)差），該電勢(shì)差具有時(shí)間變量、所 要分量以及在其上疊加的干擾分量。而且，本發(fā)明涉及由這樣的測量電子裝置、特別是磁感 應(yīng)流量測量裝置形成的測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 所討論的類型的測量電子裝置例如在DE-C197 16 119、DE-C197 16 151、EP-A 027 18UUS-A2002/0145417,US-A2005/0125168,US-A2010/0231294,US-A43 82 387, US-A47 04 908、US-B66 93 486、US-B67 08 569 或US-B81 74 312 中被描述，并且通 常包括輸入電路，該輸入電路由用于在該兩個(gè)測量電極上形成的電勢(shì)的大的無電流的、因 此盡可能無反應(yīng)的抽頭的阻抗轉(zhuǎn)換器形成，其中，第一電路輸入與測量電極的第一個(gè)電連 接，并且第二電路輸入與測量電極的第二個(gè)電連接。
[0003] 被包含來用于高的普通模式抑制的輸入電路，例如作為成比例地放大電勢(shì)差的差 分放大器在給定的情況下也完全差分地--例如在中US-B66 93 486或US-B81 74 312 中所述一一或者在信號(hào)輸出上傳遞作為電勢(shì)差的直接測量的、諸如地的被稱為設(shè)備的參考 電勢(shì)的模擬測量電壓，或者在第一信號(hào)電壓輸出上傳遞被稱為參考電勢(shì)并且取決于在第一 測量電極上的電勢(shì)的第一信號(hào)電壓，并且在第二信號(hào)電壓輸出上傳遞相對(duì)于所述的參考電 勢(shì)并且取決于在第二測量電極上的電勢(shì)的第二信號(hào)電壓。該輸入電路在輸出側(cè)上在各種 情況下與該設(shè)備的測量和控制電路連接，該測量和控制電路在很多情況下被實(shí)施為微計(jì)算 機(jī)，并且除了別的之外或者用于將用于模擬地表示電勢(shì)差或兩個(gè)分離的信號(hào)電壓的測量電 壓轉(zhuǎn)換為用于表示在兩個(gè)測量電極之間存在的電勢(shì)差的數(shù)字電壓測量信號(hào)。
[0004] 這樣的測量電子裝置尤其用在磁感應(yīng)測量換能器中，因此用在使用其形成的磁感 應(yīng)流量測量裝置中，該磁感應(yīng)流量測量裝置是所謂的MID，即用于測量電勢(shì)差，該電勢(shì)差取 決于被暴露到磁場的流動(dòng)液體的體積流速，該磁場以通常位于25Hz和IOOHz之間的預(yù)定頻 率交替，因此是時(shí)變的磁場。這樣的用于流動(dòng)液體的MID測量系統(tǒng)已經(jīng)被了解長時(shí)間，并且 也尤其綜合地在專利文獻(xiàn)中，例如在上述的DE-C197 16 119、DE-C197 16 151、EP-A027 18UUS-A2002/0145417,US-A2005/0125168,US-A2010/0231294,US-A43 82 387,US-A 47 04 908、US-B67 08 569 和US-B66 93 486 中被描述。
[0005] 通常，這樣的MID裝置，特別是工業(yè)級(jí)MID裝置，被提供為預(yù)先制造的測量系統(tǒng)，其 中，相互隔開的測量電極以及磁場發(fā)生器被布置在測量管上，該測量管用于引導(dǎo)流動(dòng)的液 體，并且內(nèi)部襯有絕緣層，所謂的內(nèi)襯。測量電極在此被安裝使得它們的電勢(shì)取決于在測量 管中引導(dǎo)的液體中產(chǎn)生的電壓，例如，因?yàn)樵谝后w內(nèi)移位的電荷載體而產(chǎn)生的電壓。通常， 測量電極被沿著用于限定測量管的截面的、測量管的假想的外圍線，特別是圓形的外圍線 而彼此分開地布置在測量管上，并且在很多情況下也位于所述測量管的同一個(gè)直徑上。
[0006] 該磁場發(fā)生器被提供來在MID的操作期間并且事實(shí)上以下述方式產(chǎn)生所述磁場： 磁場至少部分地也在測量電極之間的延伸的區(qū)域內(nèi)通過測量管的內(nèi)腔，即，所要的磁場分 量垂直于用于連接兩個(gè)測量電極的假想連接軸地延伸，并且影響電勢(shì)差的所要分量。測量 電極可以例如被實(shí)施為電測量電極，即，在各種情況下以電極尖端向測量管的內(nèi)腔內(nèi)突出 的測量電極，該測量電極分別通過其中引導(dǎo)的液體可連接，或例如也作為在內(nèi)襯中嵌入的 電容測量電極。
[0007] 因?yàn)橥ǔＲ源艌龅乃至侩S著可預(yù)定頻率周期地改變的方式使用周期地改變 的磁場方向的磁場來操作也尤其用于使能在測量電極上的電化學(xué)干擾電勢(shì)的補(bǔ)償?shù)哪康?的、諸如如上所述者的在工業(yè)測量技術(shù)中使用的MID，所以在很多情況下通過由測量和評(píng)估 電路產(chǎn)生的、通過對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)一一例如，也被周期地定時(shí)的和/或二進(jìn)制的信號(hào)一一以 產(chǎn)生磁場的方式預(yù)定的磁場控制信號(hào)來控制對(duì)應(yīng)的磁場發(fā)生器，該磁場根據(jù)該磁場控制信 號(hào)在時(shí)間上改變。
[0008] 要記錄的電勢(shì)差包含時(shí)變的所要分量，其瞬時(shí)電壓值取決于要記錄的測量變量的 瞬時(shí)幅度，并且因此在時(shí)間上可變。在MID中應(yīng)用測量電子裝置的情況下，這作為磁場與流 動(dòng)的液體交互并且其中感應(yīng)了電荷移位（磁流體動(dòng)力效應(yīng)，法拉第感應(yīng)）的結(jié)果發(fā)生，在以 所述方式定時(shí)的磁場的情況下，所要分量另外也隨著磁場的交替而在時(shí)間上改變其極性。
[0009] 在現(xiàn)代MID的情況下，該測量和控制電路通常被實(shí)施為微計(jì)算機(jī)，其首先模數(shù)轉(zhuǎn) 換并且其后數(shù)字評(píng)估電勢(shì)差，即，被實(shí)施為下述測量和控制電路，該測量和控制電路被適配 為將在輸入電路的兩個(gè)信號(hào)電壓之間存在的電壓差轉(zhuǎn)換為用于表示電壓差的數(shù)字電壓測 量信號(hào)，因此是選自預(yù)定的步進(jìn)集合的數(shù)字值的序列，每一個(gè)數(shù)字值表示位于預(yù)定轉(zhuǎn)換范 圍內(nèi)的、用于取決于電壓差的電勢(shì)差的量化測量值，其中，該輸入電路的兩個(gè)信號(hào)電壓具有 比磁場的時(shí)鐘頻率高的采樣率并且具有幾個(gè)比特的數(shù)字分辨率，在很多情況下為16或24 比特。
[0010] 在諸如用于例如測量在管線中流動(dòng)的液體一一該液體經(jīng)常僅具有小于1000μS/ cm(每厘米微西門子）的低導(dǎo)電率，諸如引用水或廢水一一的體積流速的、用于工業(yè)測量技 術(shù)的MID情況下，測量電壓范圍有規(guī)律地僅在小于ImV上延伸，特別是在在用于0. 1 · 10_3 至lOm/s(每秒米）的流速的寬標(biāo)稱測量范圍內(nèi)、因此在1:10000的動(dòng)態(tài)范圍（相對(duì)測量范 圍）內(nèi)波動(dòng)的介質(zhì)流速的情況下。作為其結(jié)果，所要分量可以有時(shí)具有最?。ㄒ虼耍谟?jì)量 上剛好仍然可解析）電壓值，其位于小于IOnV(毫微伏）的幅度的數(shù)量級(jí)中。
[0011] 如所述，除了別的之外，在上述的US-A47 04 908或US-A2005/0125168中，電勢(shì) 差總是另外包含一一例如，作為在該一個(gè)或其它測量電極的區(qū)域中的電化學(xué)處理的結(jié)果， 分別與在相應(yīng)的測量管的區(qū)域中在時(shí)間上不可預(yù)測地改變的電荷濃度相關(guān)聯(lián)一一干擾分 量，該干擾分量在很多情況下在比在時(shí)間上恒定的磁場的交替更長的時(shí)間周期上分別比時(shí) 鐘頻率慢地改變，所要分量隨著其在時(shí)間上改變。該干擾分量可以在比與所要分量的波動(dòng) 對(duì)應(yīng)的實(shí)際測量電壓范圍大得多的電壓范圍內(nèi)改變。例如，干擾電壓可以位于-2V(伏特） 和+2V之間，因此在等于標(biāo)稱測量范圍的電壓范圍的倍數(shù)內(nèi)。在沒有對(duì)應(yīng)的測量的情況下， 因此結(jié)果產(chǎn)生理論上要通過上述的測量電路、即通過執(zhí)行實(shí)際轉(zhuǎn)換的其模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的 分辨率。使用其要將電勢(shì)差轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓測量信號(hào)的該分辨率必須大于Iog2(2V/10nV)， 相應(yīng)地大于27比特。而且，理論上要提供的分辨率作為在實(shí)際模數(shù)轉(zhuǎn)換器中有規(guī)律地存在 的線性誤差的結(jié)果，相應(yīng)地作為包括干擾分量的、用于表示電勢(shì)差的信號(hào)電壓的較高輸入 放大率（由于為信號(hào)電壓爭取的高靈敏度）的結(jié)果而進(jìn)一步增大。
[0012] 因此，在本上下文中有關(guān)于分辨率的要求，該分辨率諸如可以通過所討論類型的 測量電子裝置提供的分辨率，該測量電子裝置也特別是諸如通過在MID中應(yīng)用的電子裝 置，該分辨率清楚地大于通過通常使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的24比特標(biāo)稱最大分辨率，相應(yīng) 地，這些模數(shù)轉(zhuǎn)換器的界定的標(biāo)稱分辨率為了防止測量的期望的測量動(dòng)態(tài)和/或期望的精 度的降低的目的而相反地要求在A/D轉(zhuǎn)換之前的信號(hào)處理中的特殊測量。
[0013] 為了防止、相應(yīng)地減小在向測量控制電路供應(yīng)以進(jìn)一步處理的默默你電壓中的干 擾分量的比例，上述的US-A47 04 908描述了例如向在作為差分放大器形成的輸入電路 的輸出處的與電勢(shì)差成比例的模擬測量電壓時(shí)鐘控制地供應(yīng)與瞬時(shí)干擾分量相等的相反 的補(bǔ)償電壓的，因此，實(shí)際上從模擬測量電壓完全消除了瞬時(shí)干擾分量。然而，為了一方面 能夠盡可能精確地記錄干擾分量，并且另一方面對(duì)應(yīng)地盡可能精確地以及盡可能快地重新 調(diào)整補(bǔ)償電壓，要求很負(fù)載的補(bǔ)償電路、相應(yīng)地方法，其結(jié)果是使用其來實(shí)際上設(shè)置補(bǔ)償 電壓的精度和動(dòng)態(tài)范圍直接地進(jìn)入使用其可以出現(xiàn)實(shí)際測量的變量一一例如，因此體積流 率一一的測量的精度、相應(yīng)地動(dòng)態(tài)范圍。
[0014] 此外，對(duì)于解決方案的另一種手段旨在在電勢(shì)差的實(shí)際分接之前消除或至少如所 述地減小干擾分量。因此，例如，在US-A2005/0125168中提供了液體的電勢(shì)以下述方式改 變：通過經(jīng)由控制電路適當(dāng)?shù)乜刂?、即?duì)應(yīng)地增大或減小測量管的參考電極的電勢(shì)而減小 干擾分量。對(duì)于其替代地，US-B67 08 569旨在通過向測量電極供應(yīng)對(duì)應(yīng)的、在該情況下 脈動(dòng)的補(bǔ)償電壓而減小、相應(yīng)地消除干擾分量。然而，在對(duì)于解決方案的這些手段的情況下 被看作有缺陷的特別是，在不足夠精確地知道實(shí)際上在測量電極之間瞬時(shí)支配的電荷分布 的情況下，在液體內(nèi)、相應(yīng)地在測量電極之間的結(jié)果產(chǎn)生的電壓必然被影響的情況。從而， 測量管內(nèi)的自然運(yùn)行的電化學(xué)處理必然被不受控地影響
【發(fā)明內(nèi)容】
[0015] 基于上面的討論，本發(fā)明的目的是改善上述類型的測量電路，尤其是在MID中應(yīng) 用的那些，使得一方面可以執(zhí)行電勢(shì)差的干擾分量的簡單的并且等同地有效的補(bǔ)償，該干 擾分量能夠從液體在很大程度上無電流地分接，并且實(shí)際上沒有在測量電極之間引導(dǎo)的液 體內(nèi)的電化學(xué)處理的值得提到的影響。另一方面，本發(fā)明也應(yīng)當(dāng)與相應(yīng)的干擾分量作比較 有效地使能以高分辨率對(duì)于所討論的類型的電勢(shì)差中包含的所要分量進(jìn)行數(shù)字化，該干擾 分量通常極小，例如，小于IOnV/比特。
[0016] 為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明在于一種測量電子裝置，用于確定在具有第一電勢(shì)的 第一測量電極和具有第二電勢(shì)的第二測量電極之間的電勢(shì)差，例如，取決于被暴露到磁場 的流動(dòng)的液體的體積流率的電勢(shì)差，
[0017] 其中，所述電勢(shì)差包含時(shí)變的所要分量，例如，以預(yù)定頻率改變的一個(gè)，其中，所要 分量小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值，并且大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值，并且
[0018] 其中，所述電勢(shì)差包含干擾分量，所述干擾分量在時(shí)間上恒定，相應(yīng)地比所述所要 分量更慢地改變，特別是以所述所要分量隨著時(shí)間來改變的頻率相比較，其中，所述干擾分 量小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值，并且大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值，并且其中，所述干擾 分量的最大電壓值大于對(duì)于所要分量預(yù)定的最大電壓值，并且所述干擾分量的最小電壓值 小于對(duì)于所述所要分量預(yù)定的最小電壓值。為了這樣的目的，所述測量電子裝置包括：
[0019] 參考電極，所述參考電極具有參考電勢(shì)，例如，固定參考電勢(shì)，
[0020] 輸入電路，所述輸入電路具有：第一電路輸入，所述第一電路輸入由第一阻抗轉(zhuǎn)換 器的同相輸入形成，并且能夠與所述第一測量電極電連接；第二電路輸入，所述第二電路輸 入由第二阻抗轉(zhuǎn)換器的同相輸入形成，并且能夠與所述第二測量電極電連接；第一信號(hào)電 壓輸出，所述第一信號(hào)電壓輸出由所述第一阻抗轉(zhuǎn)換器的輸出形成；以及，第二信號(hào)電壓輸 出，所述第二信號(hào)電壓輸出由所述第二阻抗轉(zhuǎn)換器的輸出形成，
[0021] 補(bǔ)償電路，所述補(bǔ)償電路具有第一補(bǔ)償電壓輸出、第二補(bǔ)償電壓輸出和控制信號(hào) 輸入，以及
[0022] 測量和控制電路，所述測量和控制電路具有：與所述輸入電路的第一信號(hào)電壓輸 出連接的第一信號(hào)電壓輸入；與所述輸入電路的第二信號(hào)電壓輸出電連接的第二信號(hào)電壓 輸入；與所述補(bǔ)償電路的第一補(bǔ)償電壓輸出電連接的第三信號(hào)電壓輸入；與所述補(bǔ)充電路 的第二補(bǔ)償電壓輸出電連接的第四信號(hào)電壓輸入；以及，與所述補(bǔ)充電路的控制信號(hào)輸入 連接的補(bǔ)償控制輸出。
[0023] 在本發(fā)明的測量電子裝置的情況下：
[0024] 所述輸入電路另外被適配為例如以下述方式在所述第一信號(hào)電壓輸出上提供相 對(duì)于所述參考電勢(shì)并且取決于所述第一電勢(shì)的第一信號(hào)電壓，并且在所述第二信號(hào)電壓輸 出上提供相對(duì)于所述參考電勢(shì)并且至少取決于所述第二電勢(shì)的第二信號(hào)電壓：在所述第一 信號(hào)電壓和所述第二信號(hào)電壓之間的電壓差對(duì)應(yīng)于所述電勢(shì)差的預(yù)定倍數(shù)和/或小于所 述電勢(shì)差的5倍，
[0025] 所述補(bǔ)償電路被適配為例如以下述方式在所述第一補(bǔ)償電路輸出上提供第一補(bǔ) 償電壓，即，相對(duì)于所述參考電勢(shì)的可調(diào)整的第一直流電壓，并且在所述第二補(bǔ)償電路輸出 上提供第二補(bǔ)償電壓，即，相對(duì)于所述參考電勢(shì)的第二直流電壓，例如，可調(diào)整的或固定的 第二直流電壓：在所述第一補(bǔ)償電壓和所述第二補(bǔ)償電壓之間的電壓差對(duì)應(yīng)于所述所要分 量的瞬時(shí)電壓值的大于25%，并且
[0026] 所述測量和控制電路被適配為使用可預(yù)定的、例如，與所述所要分量使用來改變 的頻率作比較更高的采樣率和例如大于16比特的數(shù)字分辨率，將在取決于所述第一信號(hào) 電壓以及所述第一補(bǔ)償電壓兩者的第一補(bǔ)償信號(hào)電壓和取決于所述第二信號(hào)電壓以及所 述第二補(bǔ)償電壓兩者的第二補(bǔ)償信號(hào)電壓之間的電壓差轉(zhuǎn)換為用于表示所述電壓差的數(shù) 字電壓測量信號(hào)，即，選自預(yù)定的步進(jìn)的集合的數(shù)字值的序列，每一個(gè)數(shù)字值表示所述電壓 差的量化的測量值，并且位于預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)。
[0027] 本發(fā)明的測量電子裝置的補(bǔ)償電路包括能夠通過補(bǔ)償控制信號(hào)選擇的至少兩個(gè) 操作模式，所述補(bǔ)償控制信號(hào)能夠被應(yīng)用在所述控制信號(hào)輸入上，而且，所述補(bǔ)償電路在第 一操作模式中適配以將所述第一補(bǔ)償電壓設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第一電壓值，并且在第二操 作模式中將所述第一補(bǔ)償電壓設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值，對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值 大于對(duì)于所述第一補(bǔ)償電壓預(yù)定的第一電壓值，而且，本發(fā)明的測量電子裝置的測量和控 制電路被適配為在所述補(bǔ)償控制輸出上提供補(bǔ)償控制信號(hào)，用于以下述方式選擇所述補(bǔ)償 電路的可選擇的操作模式之一：所述補(bǔ)償控制信號(hào)具有用于選擇所述補(bǔ)償電路的第一操作 模式的第一信號(hào)值，所述第一信號(hào)值對(duì)應(yīng)于所述補(bǔ)償電路的第一操作模式，相應(yīng)地，所述補(bǔ) 償控制信號(hào)具有用于選擇所述補(bǔ)償電路的第二操作模式的第二信號(hào)值，所述第二信號(hào)值對(duì) 應(yīng)于所述補(bǔ)償電路的第二操作模式，并且與所述第一信號(hào)值不同。
[0028] 而且，本發(fā)明在于一種測量系統(tǒng)，用于確定流動(dòng)的液體的體積流率和/或流速，所 述流動(dòng)的液體例如是被暴露到暫時(shí)恒定磁場和/或在管線中流動(dòng)的液體，所述測量系統(tǒng)包 括這樣的測量電子裝置、用于引導(dǎo)所述液體的測量管以及在所述測量管上彼此隔開地布置 的、例如在各種情況下以電極尖端向所述測量管的內(nèi)腔內(nèi)突出的兩個(gè)測量電極，其中，第一 測量電極與輸入電路的第一電路輸入連接，并且所述第二測量電極與輸入電路的第二電路 輸入連接。
[0029] 而且，在本發(fā)明的測量電子裝置的第一實(shí)施例中，使得使用其將所述電壓差轉(zhuǎn)換 為數(shù)字電壓測量信號(hào)的數(shù)字分辨率總計(jì)大于20比特。
[0030] 而且，在本發(fā)明的測量電子裝置的第二實(shí)施例中，使得所述測量和控制電路而且 被適配為將所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第一操作模式對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)值， 并且其后，將第一類型的至少一個(gè)數(shù)字值，即在選擇所述補(bǔ)償電路的第一操作模式的同時(shí) 產(chǎn)生的數(shù)字電壓測量信號(hào)的數(shù)字值，與至少一個(gè)預(yù)定的第一參考值作比較，所述至少一個(gè) 預(yù)定第一參考值例如對(duì)應(yīng)于所述電壓差的測量值的預(yù)定最小值。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè) 實(shí)施例，另外使得所述測量和控制電路被適配為檢測所述第一參考值UrtW下的第一類型 的數(shù)字值，并且其后為了將所述電壓差增大到例如大于對(duì)于其預(yù)定的最小值的測量值，將 所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第二操作模式對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)值，因此選擇所 述補(bǔ)償電路的第二操作模式。而且，所述測量和控制電路也可以被適配為例如以下述方式 將第二類型的至少一個(gè)數(shù)字值，即在選擇所述補(bǔ)償電路的第二操作模式的同時(shí)產(chǎn)生的數(shù)字 電壓測量信號(hào)的數(shù)字值，與例如與所述電壓差的測量值的預(yù)定最大值對(duì)應(yīng)的預(yù)定第二參考 值I2作比較：所述測量和控制電路在它檢測到所述第二參考值以上的第二類型的數(shù)字值 以將所述電壓差減小為例如小于對(duì)于其預(yù)定的最大值的測量值的情況下，將所述補(bǔ)償控制 信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第一操作模式對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)值。
[0031] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第三實(shí)施例中，另外使得，所述補(bǔ)償電路和所述測量 和控制電路被適配為將所述電壓差設(shè)置為小于對(duì)于其預(yù)定的最大值，例如，小于+5V，和/ 或設(shè)置為大于對(duì)于其預(yù)定的最小值，例如，大于-5V，因此將所述電壓差保持在所述測量和 控制電路的預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得，所述最大值對(duì)應(yīng) 于所述轉(zhuǎn)換范圍的上界，并且所述最小值對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換范圍的下界，和/或所述轉(zhuǎn)換范 圍對(duì)應(yīng)于在所述最大值和所述最小值之間的差。
[0032] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第四實(shí)施例中，另外使得所述補(bǔ)償電路和測量和控制 電路被適配為將所述電壓差保持在測量和控制電路的預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)。
[0033] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第五實(shí)施例中，另外使得所述測量和控制電路被適配 為例如以下述方式產(chǎn)生用于表示所述電壓差的測量電壓：所述測量電壓小于對(duì)于其預(yù)定的 最大電壓值，例如，小于+5V，和/或設(shè)置為大于對(duì)于其預(yù)定的最小值，例如，大于-5V，和/ 或所述測量范圍位于小于5V的預(yù)定測量電壓范圍內(nèi)。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另 外使得，所述測量和控制電路被適配為將所述測量電壓輸出為所述電壓差的倍數(shù)，和/或， 所述測量和控制電路具有減法器，例如，通過正反饋差分放大器形成的一個(gè)，所述正反饋差 分放大器具有反相信號(hào)輸入、同相信號(hào)輸入和測量電壓輸出，所述減法器可以被例如適配 為在所述測量電壓輸出上提供所述測量電壓。
[0034] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第六實(shí)施例中，另外使得，所述測量和控制電路具有 例如通過正反饋差分放大器形成的減法器，所述正反饋差分放大器具有反相信號(hào)輸入、同 相信號(hào)輸入和測量電壓輸出，并且，所述測量和控制電路的第一和第三信號(hào)電壓輸入被所 述減法器的同相信號(hào)輸入形成，并且所述測量和控制電路的第二和第四信號(hào)電壓輸入被所 述減法器的反相信號(hào)輸入形成。
[0035] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第七實(shí)施例中，另外使得，所述測量和控制電路具有 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有模擬信號(hào)輸入和數(shù)字信號(hào)輸出，其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器被 使用采樣率定時(shí)，并且具有例如大于16比特的標(biāo)稱分辨率。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施 例，另外使得，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有24比特的標(biāo)稱分辨率。
[0036] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第八實(shí)施例中，另外使得，所述測量和控制電路具有 例如由有反相信號(hào)輸入、同相信號(hào)輸入和測量電壓輸出的正反饋的差分放大器形成的減法 器以及具有模擬信號(hào)輸入和數(shù)字信號(hào)輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器被使用采 樣率定時(shí)，并且具有例如大于16比特的標(biāo)稱分辨率，并且，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸 入與減法器的測量電壓輸出電連接，并且所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器被適配為在數(shù)字信號(hào)輸出上提供 數(shù)字電壓測量信號(hào)。
[0037] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第九實(shí)施例中，另外使得，所述補(bǔ)償電路被適配為在 所述第一操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為對(duì)于其預(yù)定的第一電壓值處，該對(duì)于其預(yù) 定的第一電壓值大于所述第一補(bǔ)償電壓的第一電壓值，和/或，所述補(bǔ)償電路被適配為在 所述第二操作模式中將所述第二設(shè)置為對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值處，該對(duì)于其預(yù)定的第二 電壓值大于所述第一補(bǔ)償電壓的第二電壓值。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得， 所述補(bǔ)償電路被適配為以下述方式在所述第一操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為所 述電壓值，并且在所述第二操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為所述電壓值：補(bǔ)償電壓 差，即，在所述第一補(bǔ)償電壓和所述第二補(bǔ)償電壓之間設(shè)置的電壓差在所述第一操作模式 中采用與所述補(bǔ)償電壓差在所述第二操作模式中采用的電壓值不同的電壓值。
[0038] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第十實(shí)施例中，另外使得，所述補(bǔ)償電路具有第一數(shù) 模轉(zhuǎn)換器，所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有：數(shù)字信號(hào)輸入，所述數(shù)字信號(hào)輸入例如用于接收所 述測量和控制電路的控制信號(hào)和/或形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入；以及，模擬信號(hào) 輸出，所述模擬信號(hào)輸出例如用于傳遞所述第一補(bǔ)償電壓和/或形成所述第一補(bǔ)償電壓輸 出。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得，例如在下述方面通過所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的 模擬信號(hào)輸出來形成所述補(bǔ)償電路的第一補(bǔ)償電壓輸出：所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸出 通過插入了至少一個(gè)電阻元件與所述輸入電路的第一信號(hào)電壓輸出電連接，和/或，所述 數(shù)模轉(zhuǎn)換器被適配為例如在下述方面中設(shè)置所述第一補(bǔ)償電壓：在其模擬信號(hào)輸出上設(shè)置 的直流電壓通過與所述模擬信號(hào)輸出電連接的至少一個(gè)電阻元件而驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電流。替代 其或補(bǔ)償其，也通過在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器上的數(shù)字信號(hào)輸入來形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào) 輸入，和/或，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器也被適配為在其模擬信號(hào)輸出上提供取決于所述控制信號(hào) 并且作為補(bǔ)償電壓的可變直流電壓。而且，所述補(bǔ)償電路可以具有另一個(gè)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器， 所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有例如數(shù)字信號(hào)輸入，用于從所述測量和控制電路接收所述控制信 號(hào)，和/或形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入，并且所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有例如模擬信 號(hào)輸出，用于傳遞所述第二補(bǔ)償電壓和/或形成所述第二補(bǔ)償電壓輸出。
[0039] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第十一實(shí)施例中，另外使得，所述輸入電路被例如以 下述方式適配使得在所述第一信號(hào)電壓輸出上的第一信號(hào)電壓也取決于在所述第二信號(hào) 電壓輸出上的第二信號(hào)電壓，并且在所述第二信號(hào)電壓輸出上的第二信號(hào)電壓也取決于在 所述第一信號(hào)電壓輸出上的第一信號(hào)電壓：在所述第一信號(hào)電壓和所述第二信號(hào)電壓之間 的電壓差與所述電勢(shì)差成比例。
[0040] 在本發(fā)明的測量電子裝置的第一另外的發(fā)展中，其進(jìn)一步包括電源電路，所述電 源電路被適配為提供操作電壓，例如，被控制在對(duì)于其預(yù)定的電壓值的操作電壓和/或用 于供應(yīng)所述輸入電路、所述補(bǔ)償電路以及所述補(bǔ)償電路的恒定電壓值，。
[0041] 在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第一實(shí)施例中，而且使得，所述測量電子裝置被適配使得 它們相應(yīng)的電勢(shì)取決于在所述測量管中引導(dǎo)的液體中產(chǎn)生的電壓，例如，由在所述液體內(nèi) 移位的電荷載體引起的電壓。
[0042] 在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二實(shí)施例中，而且使得，所述測量電子裝置沿著在所述 測量管上的虛擬外圍線在所述測量管上被布置得彼此隔開，該虛擬外圍線例如是圓形外圍 線和/或圍繞所述測量管的截面的外圍線。
[0043] 在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三實(shí)施例中，而且使得，所述測量電極的每一個(gè)能夠通 過在所述測量管中引導(dǎo)的液體連接。
[0044] 在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四實(shí)施例中，而且使得，所述測量和控制電路被適配為 通過所述數(shù)字電壓測量信號(hào)來產(chǎn)生用于瞬時(shí)地表示所述體積流率的流的測量值的序列。進(jìn) 一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得，所述測量和控制電路被適配為特別以下述方式 通過所述數(shù)字電壓測量信號(hào)來產(chǎn)生電壓差序列，即，數(shù)字值的序列，每一個(gè)數(shù)字值表示在所 述數(shù)字電壓測量信號(hào)的兩個(gè)時(shí)間連續(xù)的數(shù)字值之間的差：所述測量和控制電路而且被適配 為不產(chǎn)生在表示在所述補(bǔ)償電路的不同操作模式之間產(chǎn)生的數(shù)字電壓測量信號(hào)的數(shù)字值 的數(shù)字值之間的差。替代其或補(bǔ)充其，所述測量和控制電路而且被適配為特別以下述方式 通過所述電壓差序列來產(chǎn)生用于瞬時(shí)地表示所述體積流率的流的測量值的序列：當(dāng)所述數(shù) 字值表示在所述補(bǔ)償電路的不同操作模式之間產(chǎn)生的數(shù)字電壓測量信號(hào)的數(shù)字值之間的 差時(shí)，所述測量和控制電路在確定流的測量值的情況下不使用所述電壓差序列的這樣的數(shù) 字值，
[0045] 在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第一另外的發(fā)展中，其另外包括磁場發(fā)生器，所述磁場發(fā) 生器具有控制信號(hào)輸入，其中，所述磁場發(fā)生器被適配為產(chǎn)生至少部分地通過所述測量管 的內(nèi)腔的例如也在所述測量電極之間延伸的區(qū)域內(nèi)磁場，所述磁場以下述方式根據(jù)能夠被 施加到所述控制信號(hào)輸入的磁場控制信號(hào)而改變：所述磁場具有垂直于虛擬地連接所述兩 個(gè)測量電極的虛擬連接軸延伸并且影響所述電勢(shì)差的所要分量的、具有以一定頻率周期地 改變的磁場方向的所要分量。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的這另一個(gè)發(fā)展的實(shí)施例中，所述測量 電子裝置的測量和控制電路包括與所述磁場發(fā)生器的控制信號(hào)輸入連接的磁場控制信號(hào) 輸出，并且所述測量和控制電路被適配為在所述磁場控制信號(hào)輸出上提供磁場控制信號(hào)， 例如，周期地交替的磁場控制信號(hào)。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得，所述磁場 控制信號(hào)被實(shí)施為矩形信號(hào)，和/或，所述磁場控制信號(hào)例如以下述方式實(shí)現(xiàn)由所述磁場 發(fā)生器產(chǎn)生的磁場的交替的、例如周期的改變：所述磁場的所要分量具有以一定頻率周期 地改變的磁場方向。因此，所述測量和控制電路也可以被適配為將所述磁場控制信號(hào)輸出 為以一定頻率周期地交替的矩形信號(hào)。
[0046] 本發(fā)明的基本思想是使能所討論類型的電勢(shì)差的所要分量的高度解析的數(shù)字化， 即，使用小于IOnV/比特的盡可能大的分辨率，甚至使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有較 低的標(biāo)稱分辨率24比特或更小，相應(yīng)地通過下述特征使能使用所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器形成的測 量和控制電路：該特征一方面包括從要測量的電勢(shì)得出的兩個(gè)信號(hào)電壓的每一個(gè)在下述程 度上通過相應(yīng)地疊加的補(bǔ)償電壓來改變：結(jié)果，包含原始所要分量的電壓差僅包含與所述 測量和控制電路的標(biāo)稱轉(zhuǎn)換范圍匹配的減小的干擾分量，例如，所述減小的干擾分量具有 通過24比特模數(shù)轉(zhuǎn)換器形成的有效轉(zhuǎn)換范圍，因此具有小于224·IOnV的有效轉(zhuǎn)換范圍，并 且該特征另一方面包括，在各種情況下將特定補(bǔ)償電壓設(shè)置為選自較小數(shù)量的預(yù)定離散電 壓的電壓值，例如，僅2^2 1或2 3。
[0047] 相應(yīng)地要新設(shè)置的電壓值可以在這樣的情況下理想上被選擇使得，結(jié)果，當(dāng)前要 轉(zhuǎn)換的電壓差具有電壓值，所述電壓值盡可能精確地對(duì)應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換范圍的一 半。因此，為了所要分量的更新的數(shù)字化，其中，所述所要分量與所述干擾分量作比較相應(yīng) 地在寬的測量電壓的、相應(yīng)的動(dòng)態(tài)的范圍上可能很快地改變，可以利用A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換 范圍的幾乎一半。因?yàn)樗龈蓴_分量與所要分量作比較在很多情況下僅相對(duì)慢地改變的 情況，所以對(duì)于特定補(bǔ)償電壓設(shè)置的電壓值可以在每種情況下臨時(shí)地在相對(duì)長的時(shí)間跨度 (>ls)上被單獨(dú)留下，相應(yīng)地，可以在新電壓值的設(shè)置對(duì)應(yīng)地長的情況下等待，例如直到所 述電壓差采用電壓值，所述電壓值例如對(duì)應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器的、相應(yīng)地使用其形成的測量和 控制電路的轉(zhuǎn)換范圍的四分之一或四分之三。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0048] 現(xiàn)在基于在附圖的圖中呈現(xiàn)的實(shí)施例的示例而更詳細(xì)地描述本發(fā)明以及其它有 益實(shí)施例及其利用。在所有圖中使用相同的附圖標(biāo)記來提供相同的部分；當(dāng)語言要求或否 則看起來可感測時(shí)，在隨后的圖中省略已經(jīng)呈現(xiàn)的附圖標(biāo)記。而且，其它有益實(shí)施例或另外 的發(fā)展，特別是首先僅本發(fā)明的單獨(dú)說明的方面的組合將從附圖的圖并且也從從屬權(quán)利要 求本身變得清楚。
[0049] 附圖的圖示出如下：
[0050]圖1以框圖的方式示意地示出具有補(bǔ)償電路的本發(fā)明的測量電子裝置、相應(yīng)地使 用其形成的測量系統(tǒng)的實(shí)施例的示例；
[0051] 圖2以框圖的方式示意地示出適合于根據(jù)圖1的測量電子裝置、相應(yīng)地測量系統(tǒng) 的補(bǔ)償電路；以及
[0052] 圖3、4以框圖的形式示意地示出了在每個(gè)情況下的適合于根據(jù)圖1的測量電子裝 置、相應(yīng)地測量系統(tǒng)的補(bǔ)償電路的另一種變化形式。
【具體實(shí)施方式】
[0053] 圖1示意地示出了測量電子裝置1的實(shí)施例的示例，該測量電子裝置1用于確 定在具有第一電勢(shì)％的第一測量電極和具有第二電勢(shì)1φ2的第二測量電極之間的電勢(shì)差Δφ12。要確定的電勢(shì)差?Δφ12包括：時(shí)變的所要分量:Aipw，例如，與要對(duì)于在線中流動(dòng)的 液體記錄的物理的測量的變量對(duì)應(yīng)的那個(gè)；以及，有時(shí)也時(shí)變的干擾分量:Δφd，例如，在 液體和測量電極之間的界面處通過電化學(xué)處理引起的那個(gè)。為了說明本發(fā)明，假定干擾 分量:Acpd以下述方式與所要分量Acpw同時(shí)地出現(xiàn)，因此，它被疊加在后者上：所要分量 小于例如位于例如+ImV處的、對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最大電壓值.AcpwMAX，并且 大于例如位于例如-ImV處的、對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最小電壓值Λφ^νΜ?Ν，并且，干擾 分量AiPd小于對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最大電壓值ΔφψΜΑΧ，該對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān) 的最大電壓值.AipWMAX大于所要分量A(pw的預(yù)定最大電壓值A(chǔ)(pWMAX，例如可以位于 例如AcpdMAX = +2V處，并且，干擾分量:Acpd大于對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最小電壓值 AcpdMIN，該對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最小電壓值Αφ?ΙΜΙΝ小于所要分量AipW的預(yù)定最小電 壓值A(chǔ)cpwMiN，例如位于例如AipWMiN= -2V處。而且，可以假定所要分量:Aq>w可以有規(guī) 律地也采用電壓值，該電壓值位于幾個(gè)毫微伏的數(shù)量級(jí)上，例如因此，在范圍±10nV中。結(jié) 果，因此，電勢(shì)差Δφπ可以具有干擾分量與所要分量的比率，其可以在極端情況下甚至大 于2V/10nV。特別是，而且，可以以下述方式假定實(shí)際上干擾分量:Acpd在預(yù)定波動(dòng)范圍內(nèi)以 不可預(yù)測的方式隨著時(shí)間改變，而是與所要分量作比較顯著地慢：它可以在某個(gè)時(shí)間長度 被看作近似恒定，而所要分量:A(pw顯著地改變。
[0054] 測量電子裝置1包括諸如在圖1中示意地所示的電源電路14,電源電路14被適配 為一方面向測量電子裝置的另外的組件11、12、13供應(yīng)它們的運(yùn)行所需的電能，并且另一 方面提供作為用于確定電勢(shì)差Δφη的參考的操作電壓，g卩，直流電壓，例如，單極或雙極直 流電壓，其被控制為具有對(duì)于其預(yù)定的例如5V的標(biāo)稱值、特別是盡可能恒定的標(biāo)稱值的電 壓值Ups。
[0055] 為了記錄在兩個(gè)測量電極上的電勢(shì)Φι ，測量電子裝置1進(jìn)一步包括輸入電 路11，輸入電路11具有與第一測量電極電連接的第一電路輸入和與第二測量電極電連接 的第二電路輸入。輸入電路11被提供來在第一信號(hào)電壓輸出上傳遞至少取決于第一電勢(shì) Φ1并且關(guān)于被應(yīng)用到承載例如，0. 5 · ^和/或OV的測量電子裝置的對(duì)應(yīng)的參考電極GRN 的參考電勢(shì)q>Ref的第一信號(hào)電壓Usl，并且在第二信號(hào)電壓輸出上傳遞至少取決于第二電勢(shì) 奶并且同樣關(guān)于參考電勢(shì)(pRef的第二信號(hào)電壓Us2。為了對(duì)于輸入電路的兩個(gè)電路輸入的 每一個(gè)提供盡可能高的輸入電阻的目的，通過第一阻抗轉(zhuǎn)換器〇%的同相輸入來形成第一 電路輸入，第一阻抗轉(zhuǎn)換器OV1的輸出作為輸入電路的第一信號(hào)輸出，并且通過第二阻抗轉(zhuǎn) 換器OV2的同相輸入來形成第二電路輸入，第二阻抗轉(zhuǎn)換器OV2的輸出作為輸入電路的第二 信號(hào)輸出。
[0056] 在在此所示的實(shí)施例的示例中，兩個(gè)阻抗轉(zhuǎn)換器OVp0%通過電連接兩個(gè)阻抗轉(zhuǎn) 換器的反相輸入的電阻元件rel補(bǔ)充地連接在一起，以形成具有很好的共模抑制、即很大程 度上獨(dú)立于對(duì)于其最后設(shè)置的放大率的共模抑制的差分放大器。結(jié)果，輸入電路實(shí)際上被 實(shí)施使得在第一信號(hào)電壓輸出上的第一信號(hào)電壓Usl也取決于在第二信號(hào)電壓輸出上的第 二信號(hào)電壓Us2，并且在第二信號(hào)電壓輸出上的第二信號(hào)電壓Us2也取決于在第一信號(hào)電壓 輸出上的第一信號(hào)電壓Usl，然而，以下述方式來執(zhí)行：在第一信號(hào)電壓Usl和第二信號(hào)電壓 Us2之間的電壓差與實(shí)際上感興趣的電勢(shì)差Δφ12成比例，因此等于電勢(shì)差Δφ12的可預(yù)定的 Mjf，相應(yīng)地在每種情況下對(duì)應(yīng)于形成電勢(shì)差Δφ12的所要和干擾分量。輸入電路使用其 來放大電勢(shì)差Δφ?2的放大率M1優(yōu)選地被設(shè)置使得它對(duì)應(yīng)于小于電勢(shì)差Δφ?2的5倍，因此M1G0
[0057] 對(duì)于通過輸入電路11產(chǎn)生的信號(hào)電壓的另外的處理和評(píng)估，本發(fā)明的測量電子 裝置1進(jìn)一步包括測量和控制電路13,該測量和控制電路13具有：與輸入電路的第一信號(hào) 電壓輸出連接并且因此接收第一信號(hào)電壓的第一信號(hào)電壓輸入；以及，與輸入電路的第二 信號(hào)電壓輸出連接并且因此接收第二信號(hào)電壓的第二信號(hào)電壓輸入。
[0058]而且，測量電子裝置1為了減少在輸入電路的輸出處的兩個(gè)信號(hào)電壓Usl、Us2中包 含的干擾分量的目的，相應(yīng)地在它們的電壓差△Usl2中，并且實(shí)際上以數(shù)量相對(duì)于所要分量 達(dá)到例如2V/10nV的相同的比率，如在電勢(shì)差:Δφ12中那樣，包括補(bǔ)償電路12,補(bǔ)償電路12 具有：第一補(bǔ)償電壓輸出，其與測量和控制電路的第三信號(hào)電壓輸入電連接以及，第二補(bǔ)償 電壓輸出，其與測量和控制電路13的第四信號(hào)電壓輸入電連接。補(bǔ)償電路12被適配為在 第一補(bǔ)償電壓輸出上提供第一補(bǔ)償電壓Uca，即，關(guān)于參考電勢(shì)CPRef的可調(diào)整的第一直流電 壓，并且在第二補(bǔ)償電壓輸出上提供第二補(bǔ)償電壓11。2，即，關(guān)于參考電勢(shì) 1的第二直流 電壓，例如，同樣可調(diào)整或但是可以是固定電壓的第二直流電壓。由補(bǔ)償電路傳遞的補(bǔ)償電 壓Uc^Ue21可以例如被選擇和設(shè)置使得兩個(gè)補(bǔ)償電壓u^ue21的和Σιι。12=ud+u。,、是具有 例如在對(duì)于操作電壓設(shè)置的電壓值Ups和參考電勢(shì)(PRef或例如甚至OV之間的差的一半的預(yù) 定恒定值。
[0059] 本發(fā)明的測量電子裝置的測量和控制電路13被特別適配為使用預(yù)定采樣率&和 甚至分辨率N--理想上大約16比特、特別是大約20比特的甚至分辨率N--將在取決于 第一信號(hào)電壓Usl和第一補(bǔ)償電壓u&的第一補(bǔ)償信號(hào)電壓usc;1兩者、即信號(hào)和補(bǔ)償電壓的 加權(quán)和與取決于第二信號(hào)電壓U2和第二補(bǔ)償電壓u。2兩者、即信號(hào)和補(bǔ)償電壓的加權(quán)和之 間的電壓差A(yù)u12、因此與電壓差A(yù)usl2成比例的電壓usc;1_usc;2轉(zhuǎn)換為用于表示電壓差A(yù)u12 的數(shù)字電壓測量信號(hào)uD，因此產(chǎn)生選自值的預(yù)定步進(jìn)集合的數(shù)字值Ud的序列，其中，每個(gè)數(shù) 字值對(duì)應(yīng)于位于預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍ΔU12--數(shù)量達(dá)到例如小于5V--內(nèi)并且表示電壓差ΔU12 的量化的測量值U12。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在用于這樣的目的的測量電子裝置中提 供了模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D被使用采樣率fs定時(shí)，并且被適配為在數(shù)字信號(hào) 輸出上提供數(shù)字電壓測量信號(hào)uD。模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D優(yōu)選地具有大于16比特、例如24比特 的標(biāo)稱分辨率，并且可以例如是公司TexasInstruments,Inc的ADS1246。
[0060] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，測量和控制電路13包括用于產(chǎn)生表示電壓差ΛU12 的模擬測量電壓UM的減法器OV3，例如，全差分減法器和/或諸如在圖1中示意地呈現(xiàn)的由 具有正反饋電阻元件rm(l的至少一個(gè)差分放大器形成的減法器。該減法器包括反相信號(hào)輸 入同相信號(hào)輸入" + "和用于模擬測量電壓的Um測量電壓輸出。在在此所示的實(shí)施例 的示例中，為了形成用于信號(hào)和補(bǔ)償電壓1131、1132、11。1、11。 2的多減法器的目的，通過減法器的 同相信號(hào)輸入以及與其連接的第一入口側(cè)電阻元件rml來形成測量和控制電路13的第一信 號(hào)電壓輸入，通過減法器的反相信號(hào)輸入以及與其連接的第二入口側(cè)電阻元件rm2來形成 測量和控制電路的第二信號(hào)電壓輸入，通過減法器的同相信號(hào)輸入以及與其連接的第三入 口側(cè)電阻元件rm3來形成測量和控制電路的第三信號(hào)電壓輸入，并且，通過減法器的反相信 號(hào)輸入以及與其連接的第四入口側(cè)電阻元件rm4來形成測量和控制電路的第四信號(hào)電壓輸 入。優(yōu)選地，電阻元件rml、rm2、rm3、！^被定大小使得電阻元件rml的歐姆電阻Rml等于電阻 元件rm2的歐姆電阻Rm2并且電阻元件rm3的歐姆電阻Rm3等于電阻元件rm4的歐姆電阻Rm4。
[0061] 而且，在圖1中所示的實(shí)施例的示例中，減法器的測量電壓輸出與模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D 的模擬信號(hào)輸入電連接，使得其接收用于將其數(shù)字化的測量電壓％。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí) 施例中，提供了減法器，因此，測量和控制電路進(jìn)一步被適配為將測量電壓Um輸出為電壓差 Δ?!12的^倍（例如，大于3倍）。減法器的對(duì)應(yīng)的放大因子可以例如被固定地預(yù)定，或者 但是也可以在測量操作期間逐步地可調(diào)整。特別地以下述方式來如此進(jìn)行：測量電壓Um總 是小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值Umiax,例如，小于+5V，相應(yīng)地總是大于對(duì)于其預(yù)定的最小 電壓值UMin，例如，大于_5V或例如甚至0伏特，相應(yīng)地以下述方式來如此進(jìn)行：測量電壓uM 總是在預(yù)定測量電壓范圍ΔUm=U ，例如，從-5伏特至+5伏特或從0伏特至+5 伏特。然而，可替選地，對(duì)于具有下游模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的描述的"模擬"減法器，例如，也可 以使用2模擬信號(hào)輸入的、例如也差分的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此，AnalogDevices、Inc.的類型 AD7793的A/D轉(zhuǎn)換器，其在第一模擬信號(hào)輸入上被饋送第一補(bǔ)償信號(hào)電壓Usel，并且在第二 模擬信號(hào)輸入上被饋送第二補(bǔ)償信號(hào)電壓Use2并且在數(shù)字輸出上傳遞表示作為時(shí)間的函數(shù) 的電壓差A(yù)u12的數(shù)字電壓測量信號(hào)uD。
[0062] 進(jìn)一步，本發(fā)明的測量電子裝置1的補(bǔ)償電路12被實(shí)施使得以下述方式其至少具 有能夠通過在其中設(shè)置的控制信號(hào)輸入上應(yīng)用的補(bǔ)償控制信號(hào)s。而選擇的兩個(gè)操作模式： 補(bǔ)償電路12在第一操作模式中將第一補(bǔ)償電壓Ucl設(shè)置在預(yù)定的第一電壓值Uε11，并且所 述補(bǔ)償電路在第二操作模式中將第一補(bǔ)償電壓Uca設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值U。12，該 對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值仏12大于對(duì)于第一補(bǔ)償電壓u&預(yù)定的第一電壓值U&。在本發(fā)明 的另一個(gè)實(shí)施例中，而且，補(bǔ)償電路被適配為在第一操作模式中將第二補(bǔ)償電壓11。 2設(shè)置在 預(yù)定的第一電壓值Ue21，該預(yù)定的第一電壓值υ?1大于第一補(bǔ)償電壓u&的第一電壓值Uε11。 替代地或補(bǔ)充地，該補(bǔ)償電路也可以被適配為在第二操作模式中將第二補(bǔ)償電壓11。2設(shè)置 在對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值K22，該對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值υ?2小于第一補(bǔ)償電壓u。亦 第二電壓值Uca2。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步，補(bǔ)償電路被適配為以下述方式在第 一操作模式中將第二補(bǔ)償電壓設(shè)置在電壓值U。21，并且在第二操作模式中將第二補(bǔ)償電 壓11。2設(shè)置在電壓值U。22:補(bǔ)償電壓差A(yù)u。12,g卩，在第一補(bǔ)償電壓Uc^P第二補(bǔ)償電壓u。2之 間設(shè)置的電壓差第一操作模式中采用電壓值Uε11_υ?1，其與補(bǔ)償電壓差ΛUc;12也以 電壓值H22大于電壓值uε11-υ?1的方式在第二操作模式中采用的電壓值u。121。22不同。 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步，補(bǔ)償電路12被設(shè)計(jì)使得，用于使用其可調(diào)整并且尤其取決于 操作電壓的高度的補(bǔ)償電壓差A(yù)ucl2的最大電壓值八112"?被選擇使得，基于用于由輸入電 路11輸出的電壓差A(yù)usl2的可能預(yù)期的最大值ΛUs12mx的電壓值ΛU。12"?滿足條件：
[0063]
【權(quán)利要求】
1.一種測量電子裝置，用于確定在具有第一電勢(shì)（(P1)的第一測量電極和具有第二電 勢(shì)（q>2)的第二測量電極之間的電勢(shì)差（Acp12)，特別是取決于被暴露到磁場的流動(dòng)的液 體的體積流率的電勢(shì)差（Acpi2)， -其中，所述電勢(shì)差（Aq)12)包含時(shí)變的所要分量（Atpw)--特別是以預(yù)定周期Tm改 變的所要分量，其中，所述所要分量（Acpw) --小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值A(chǔ)^wmax，并且 一大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值A(chǔ)tPwMlN，并且 -其中，所述電勢(shì)差（A(P12)包含干擾分量（A(Pd)，所述干擾分量在時(shí)間上恒定，相應(yīng) 地比所述所要分量更慢地改變，特別是以所述所要分量隨著時(shí)間改變的頻率fM=l/TM相比 較，其中，所述干擾分量（Aq)d) 一小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值.A^dMAX，所述最大電壓值.A^PdMAX大于所述所要分 莖（A(pw)的最大電壓值.A(pwMAX，并且 -大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值A(chǔ)cpdMIN，所述最小電壓值A(chǔ)tpdMIN小于所述所要分量 (Acpw)的最小電壓值A(chǔ)cpWMIN， 所述測量電子裝置包括： -參考電極（GRN)，所述參考電極（GRN)具有參考電勢(shì)（(pfcf)，特別是固定參考電勢(shì) (cPRef); -輸入電路，所述輸入電路具有 一第一電路輸入，所述第一電路輸入由第一阻抗轉(zhuǎn)換器（OV1)的同相輸入形成，并且能 夠與所述第一測量電極電連接； 一第二電路輸入，所述第二電路輸入由第二阻抗轉(zhuǎn)換器（OV2)的同相輸入形成，并且能 夠與所述第二測量電極電連接； 一第一信號(hào)電壓輸出，所述第一信號(hào)電壓輸出由所述第一阻抗轉(zhuǎn)換器的輸出形成；以 及， 一第二信號(hào)電壓輸出，所述第二信號(hào)電壓輸出由所述第二阻抗轉(zhuǎn)換器的輸出形成， 一其中，所述輸入電路被適配為 -在所述第一信號(hào)電壓輸出上提供相對(duì)于所述參考電勢(shì)（(PRef)并且取決于所述第 一電勢(shì)（Cp1)的第一信號(hào)電壓（Usl)，并且 ---在所述第二信號(hào)電壓輸出上提供相對(duì)于所述參考電勢(shì)并且至少取決于所述第二電 勢(shì)（q>2)的第二信號(hào)電壓（Us2)，由此，在所述第一信號(hào)電壓和所述第二信號(hào)電壓之間的電壓 差等于所述電勢(shì)差（Aq)12)的預(yù)定M1倍和/或小于所述電勢(shì)差（Acp12)的5倍； -補(bǔ)償電路，所述補(bǔ)償電路具有 --第一補(bǔ)償電壓輸出， --第二補(bǔ)償電壓輸出，以及 --控制信號(hào)輸入， --其中，所述補(bǔ)償電路被適配為在所述第一補(bǔ)償電路輸出上提供第一補(bǔ)償電壓（UJ， 即相對(duì)于所述參考電勢(shì)的可調(diào)整的第一直流電壓，并且在所述第二補(bǔ)償電路輸出上提供第 二補(bǔ)償電壓（11。2)，即相對(duì)于所述參考電勢(shì)的第二直流電壓，特別是可調(diào)整的或固定的第二 直流電壓，由此，在所述第一補(bǔ)償電壓和所述第二補(bǔ)償電壓之間的電壓差對(duì)應(yīng)于大于所述 干擾分量的瞬時(shí)電壓值的25%，并且 _其中，所述補(bǔ)償電路包括通過能夠被應(yīng)用在所述控制信號(hào)輸入上的補(bǔ)償控制信號(hào)能 夠選擇的至少兩個(gè)操作模式，并且被適配為 一在第一操作模式中將所述第一補(bǔ)償電壓（uj設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第一電壓值Ucll, 并且 一在第二操作模式中將所述第一補(bǔ)償電壓（uj設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值Ucl2, 所述第二電壓值Uca2大于對(duì)于所述第一補(bǔ)償電壓（uJ預(yù)定的所述第一電壓值Ucll, -以及，測量和控制電路，所述測量和控制電路具有 一與所述輸入電路的第一信號(hào)電壓輸出連接的第一信號(hào)電壓輸入， 一與所述輸入電路的第二信號(hào)電壓輸出電連接的第二信號(hào)電壓輸入， 一與所述補(bǔ)償電路的第一補(bǔ)償電壓輸出電連接的第三信號(hào)電壓輸入； 一與所述補(bǔ)充電路的第二補(bǔ)償電壓輸出電連接的第四信號(hào)電壓輸入；以及， 一與所述補(bǔ)充電路的控制信號(hào)輸入連接的補(bǔ)償控制輸出， -其中，所述測量和控制電路被適配為使用可預(yù)定的、特別是與頻率fM= 1/TM相比較 更高的采樣率fs和特別地大于16比特的數(shù)字分辨率N，將取決于所述第一信號(hào)電壓（Usl) 和所述第一補(bǔ)償電壓（uj兩者的第一補(bǔ)償信號(hào)電壓（Usca)和取決于所述第二信號(hào)電壓 (us2)以及所述第二補(bǔ)償電壓（uj兩者的第二補(bǔ)償信號(hào)電壓（usJ之間的電壓差轉(zhuǎn)換為表 示所述電壓差（Au12)的數(shù)字電壓測量信號(hào)（uD)，即選自預(yù)定的步進(jìn)集合的并且各自表示 所述電壓差（Au12)的量化的測量值U12并且位于預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍AU12內(nèi)的數(shù)字值Ud的序列， 并且 _其中，所述測量和控制電路被適配為在所述補(bǔ)償控制輸出上以下述方式提供補(bǔ)償控 制信號(hào)，用于選擇所述補(bǔ)償電路的可選擇的操作模式之一： 一所述補(bǔ)償控制信號(hào)具有用于選擇所述補(bǔ)償電路的第一操作模式的第一信號(hào)值，所述 第一信號(hào)值對(duì)應(yīng)于所述補(bǔ)償電路的第一操作模式，相應(yīng)地 一所述補(bǔ)償控制信號(hào)具有用于選擇所述補(bǔ)償電路的第二操作模式的第二信號(hào)值，所述 第二信號(hào)值對(duì)應(yīng)于所述補(bǔ)償電路的第二操作模式，并且與所述第一信號(hào)值不同。
2. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測量電子裝置，其中，使用其所述電壓差（Au12)被轉(zhuǎn)換為 所述數(shù)字電壓測量信號(hào)（uD)的所述數(shù)字分辨率N總計(jì)大于20比特。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置，其中，所述測量和控制電路被適配為 -將所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第一操作模式對(duì)應(yīng)的所述第一信號(hào) 值，并且其后， -將第一類型的至少一個(gè)數(shù)字值Udi，即在選擇所述補(bǔ)償電路的第一操作模式的同時(shí)產(chǎn) 生的所述數(shù)字電壓測量信號(hào)的數(shù)字值（UD)，與至少一個(gè)預(yù)定的第一參考值Urt，特別是對(duì)于 所述電壓差（Au12)的測量值U12的預(yù)定最小值Umin，作比較。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測量電子裝置，其中，所述測量和控制電路被適配為 -檢測所述第一類型的數(shù)字值Udi未超過所述第一參考值U -并且其后，為了將所述電壓差（Au12)增大到特別是大于對(duì)于其預(yù)定的最小值U12mn的 測量值U12，將所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第二操作模式對(duì)應(yīng)的所述第二信 號(hào)值。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測量電子裝置，其中，所述測量和控制電路也被適配為將 第二類型的至少一個(gè)數(shù)字值UDII，即在選擇所述補(bǔ)償電路的第二操作模式的同時(shí)產(chǎn)生的所 述數(shù)字電壓測量信號(hào)的數(shù)字值（uD)，與特別是與所述電壓差（Au12)的測量值U12的預(yù)定最 大值U12max對(duì)應(yīng)的預(yù)定第二參考值UJ乍比較。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測量電子裝置，其中，所述測量和控制電路被適配為 -檢測第二類型的數(shù)字值Udii超過所述第二參考值， -并且其后，為了將所述電壓差（Au12)縮小到特別是小于對(duì)于其預(yù)定的最大值U12max的 測量值U12，將所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第一操作模式對(duì)應(yīng)的所述第一信 號(hào)值。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路和所述測量和控 制電路被適配為將所述電壓差（Au12)設(shè)置為小于對(duì)于其預(yù)定的最大值U12max，特別是小于 +5V，和/或大于對(duì)于其預(yù)定的最小值Umin，特別是大于-5V，特別是將所述電壓差（AUl2) 保持在所述預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍AU12=U12Max_U12MinR〇
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測量電子裝置， -其中，所述最大值U12max對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換范圍AU12的上界，并且，所述最小值U12Min對(duì) 應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換范圍下界；和/或 _其中，所述轉(zhuǎn)換范圍AU12對(duì)應(yīng)于在所述最大值U12_和所述最小值U12Min之間的差 UuMax-U12Mir^
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路和所述測量和控 制電路被適配為將所述電壓差（Au12)保持在所述預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍AU12內(nèi)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置，其中，所述測量和控制電路被適配為 產(chǎn)生表示所述電壓差（Au12)的測量電壓（uM)，由此，所述測量電壓（Um)小于對(duì)于其預(yù)定 的最大電壓值UMax，特別是小于+5V，和/或大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值UMin，特別是大 于-5V，和/或，所述測量電壓（Um)位于小于5V的預(yù)定測量電壓范圍AUm=UMax-UMin內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的測量電子裝置，其中，所述測量和控制電路被適配為將所 述測量電壓（uD)輸出為所述電壓差（Au12)的M2倍。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的測量電子裝置，其中，所述測量和控制電路具有減法 器，特別是通過正反饋差分放大器形成的減法器，所述正反饋差分放大器具有反相信號(hào)輸 入、同相信號(hào)輸入和測量電壓輸出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的測量電子裝置， -其中，通過所述減法器的同相信號(hào)輸入來形成所述測量和控制電路的第一和第三信 號(hào)電壓輸入，并且，通過所述減法器的反向信號(hào)輸入來形成所述測量和控制電路的第二和 第四信號(hào)電壓輸入，和/或 -其中，所述減法器被適配為在所述測量電壓輸出上提供所述測量電壓（Um)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置，其中，所述測量和控制電路具有模數(shù) 轉(zhuǎn)換器（A/D)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)具有模擬信號(hào)輸入和數(shù)字信號(hào)輸出，其中，所述模數(shù) 轉(zhuǎn)換器（A/D)被使用采樣率fs定時(shí)，并且特別具有大于16比特的標(biāo)稱分辨率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12和14所述的測量電子裝置， -其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)的模擬信號(hào)輸入與所述減法器的測量電壓輸出電連接， 并且 一其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)被適配為在所述數(shù)字信號(hào)輸出上提供所述數(shù)字電壓測 量信號(hào)（uD)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的測量電子裝置，其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)具有24 比特的標(biāo)稱分辨率。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置， _其中，所述補(bǔ)償電路被適配為在所述第一操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為對(duì) 于其預(yù)定的第一電壓值Ue21，所述第一電壓值121大于所述第一補(bǔ)償電壓（uj的第一電壓 值Uell，和/或， _其中，所述補(bǔ)償電路被適配為在所述第二操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為對(duì) 于其預(yù)定的第二電壓值Ue22，所述第二電壓值122小于所述第一補(bǔ)償電壓（uj的第二電壓 值Ucl2。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路被適配為，在所述第 一操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓〇1。2)設(shè)置為所述電壓值Ue21，并且在所述第二操作模式 中將所述第二補(bǔ)償電壓〇1。2)設(shè)置為所述電壓值Ue22，由此，補(bǔ)償電壓差（Aucl2),即在所述 第一補(bǔ)償電壓（uj和所述第二補(bǔ)償電壓（uj之間設(shè)置的電壓差，在所述第一操作模式中 采用電壓值Ucai-Ue21，所述電壓值Ucll-Um與所述補(bǔ)償電壓差（Auca2)在所述第二操作模式 中采用的電壓值Uca2-Ue22不同，特別是由此電壓值U。121。22大于電壓值U也-U^。
19. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路至少具有第一數(shù) 模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)具有數(shù)字信號(hào)輸入，特別是接收所述測量 和控制電路的控制信號(hào)和/或形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入的數(shù)字信號(hào)輸入；以及， 模擬信號(hào)輸出，特別是傳遞所述第一補(bǔ)償電壓和/或形成所述第一補(bǔ)償電壓輸出的模擬信 號(hào)輸出。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的測量電子裝置， -其中，通過所述至少一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)的模擬信號(hào)輸出來形成所述補(bǔ)償電 路的第一補(bǔ)償電壓輸出：特別在于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)的模擬信號(hào)輸出通過插入至 少一個(gè)電阻元件（rm3;rm4)與所述輸入電路的第一信號(hào)電壓輸出電連接；和/或 一其中，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)被適配為設(shè)置所述第一補(bǔ)償電壓（uj，特別在于 在其模擬信號(hào)輸出上設(shè)置的直流電壓通過與所述模擬信號(hào)輸出電連接的至少一個(gè)電阻元 件驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電流；和/或 -其中，通過在所述至少一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)上的所述數(shù)字信號(hào)輸入來形成所 述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入；和/或 一其中，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)被適配為在其模擬信號(hào)輸出上提供取決于所述控 制信號(hào)的可變的直流電壓。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19至20之一所述的測量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路具有第二數(shù) 模轉(zhuǎn)換器（DA2)，所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DA2)特別具有用于從所述測量和控制電路接收所 述控制信號(hào)和/或形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入的數(shù)字信號(hào)輸入，并且特別具有用于 傳遞所述第二補(bǔ)償電壓和/或形成所述第二補(bǔ)償電壓輸出的模擬信號(hào)輸出。
22. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置，其中，所述輸入電路被適配使得在所 述第一信號(hào)電壓輸出上的所述第一信號(hào)電壓（Usl)也取決于在所述第二信號(hào)電壓輸出上的 所述第二信號(hào)電壓（us2)，并且使得在所述第二信號(hào)電壓輸出上的所述第二信號(hào)電壓（Us2) 也取決于在所述第一信號(hào)電壓輸出上的所述第一信號(hào)電壓（Usl)，特別是由此，在所述第一 信號(hào)電壓（Usl)和所述第二信號(hào)電壓（us2)之間的電勢(shì)差（Acp12)與所述電壓差（Ausl2)成 比例。
23. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置，進(jìn)一步包括：電源電路，所述電源電 路被適配為提供操作電壓（uN)，特別是被控制在對(duì)于其預(yù)定的電壓值Ups處的操作電壓（Un) 和/或用于供應(yīng)所述輸入電路、所述補(bǔ)償電路以及所述補(bǔ)償電路的恒定電壓值UPS。
24. -種測量系統(tǒng)，用于確定流動(dòng)的液體的體積流率和/或流速，所述流動(dòng)的液體特別 是被暴露到暫時(shí)恒定磁場和/或在管線中流動(dòng)的液體，所述測量系統(tǒng)包括： -根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量電子裝置； -用于引導(dǎo)所述液體的測量管；以及 _在所述測量管上彼此隔開地布置的、特別是在每個(gè)情況下以電極尖端向所述測量管 的內(nèi)腔內(nèi)突出的兩個(gè)測量電極，其中的第一測量電極與所述輸入電路的第一電路輸入連接 并且第二測量電極與所述輸入電路的第二電路輸入連接。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的測量系統(tǒng)。 _其中，所述測量電極被適配使得它們相應(yīng)的電勢(shì)取決于在所述測量管中引導(dǎo)的液體 中產(chǎn)生的電壓，特別是由在所述液體內(nèi)移位的電荷載體引起的電壓；和/或 _其中，沿著在所述測量管上的虛擬外圍線在所述測量管上所述測量電極被布置得彼 此隔開，所述虛擬外圍線特別是圓形外圍線和/或圍繞所述測量管的截面區(qū)域的外圍線； 和/或 -其中，所述測量電極的每一個(gè)可接觸在所述測量管中引導(dǎo)的液體。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24至25之一所述的測量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：磁場發(fā)生器，所述磁場 發(fā)生器具有控制信號(hào)輸入，其中，所述磁場發(fā)生器被適配為產(chǎn)生至少部分地通過所述測量 管的內(nèi)腔、特別也在所述測量電極之間延伸的區(qū)域內(nèi)的磁場（B)，所述磁場⑶根據(jù)能夠被 施加到所述控制信號(hào)輸入的磁場控制信號(hào)而改變，特別以下述方式：所述磁場（B)具有垂 直于虛擬地連接所述兩個(gè)測量電極的虛擬連接軸延伸并且影響所述電勢(shì)差的所要分量的、 具有以頻率fM= 1/TM周期地改變的磁場方向的所要分量（Bw)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的測量系統(tǒng)，其中，所述測量電子裝置的測量和控制電路包 括與所述磁場發(fā)生器的控制信號(hào)輸入連接的磁場控制信號(hào)輸出，并且被適配為在所述磁場 控制信號(hào)輸出上提供磁場控制信號(hào)，特別是周期地交替的磁場控制信號(hào)。
28. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)， -其中，所述磁場控制信號(hào)被實(shí)施為矩形信號(hào)；和/或， -其中，所述磁場控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)由所述磁場發(fā)生器產(chǎn)生的所述磁場的交替的、特別是周 期的改變，特別以下述方式：所述磁場（B)的所要分量（Bw)具有以頻率fM= 1/TM周期地改 變的磁場方向。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的測量系統(tǒng)，其中，所述測量和控制電路被適配為將所 述磁場控制信號(hào)輸出為以頻率fM= 1/TM周期地交替的矩形信號(hào)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求24至29之一所述的測量系統(tǒng)，其中，所述測量和控制電路被適配為 通過所述數(shù)字電壓測量信號(hào)（uD)來產(chǎn)生瞬時(shí)地表示所述體積流率的流的測量值的序列。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的測量系統(tǒng)，其中，所述測量和控制電路被適配為通過所述 數(shù)字電壓測量信號(hào)（uD)來產(chǎn)生電壓差序列（AuD)，即數(shù)字值的序列AUD，每一個(gè)數(shù)字值 AUd表示在所述數(shù)字電壓測量信號(hào)（uD)的兩個(gè)時(shí)間連續(xù)的數(shù)字值之間的差。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的測量系統(tǒng)，其中，所述測量和控制電路被適配為不產(chǎn)生在 表示在所述補(bǔ)償電路的不同操作模式期間產(chǎn)生的所述數(shù)字電壓測量信號(hào)（uD)的數(shù)字值的 數(shù)字值Ud之間的差A(yù)UD。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的測量系統(tǒng)，其中，所述測量和控制電路被適配為通過 所述電壓差序列（△%)來產(chǎn)生瞬時(shí)地表示所述體積流率的流的測量值的序列。
34. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中，所述測量和控制電路被適配為當(dāng)所述數(shù) 字值A(chǔ)Ud表示在所述補(bǔ)償電路的不同操作模式期間產(chǎn)生的所述數(shù)字電壓測量信號(hào)（uD)的 數(shù)字值Ud之間的差時(shí)，所述測量和控制電路在確定流的測量值的情況下不使用所述電壓差 序列（Aud)的這樣的數(shù)字值A(chǔ)UD。
【文檔編號(hào)】G01F1/60GK104508432SQ201380040687
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月30日
【發(fā)明者】托馬斯·孔, 安德烈·施帕林格, 馬庫斯·魯費(fèi)納赫特 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司
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