本发明专利技术涉及一种测量系统和用于操作测量系统用于在测量系统中的断线的检测的方法，该测量系统基于测量的电流或电压测量至少第一传感器的阻抗，该测量系统将阻抗的测量的结果发送到连接的系统。本发明专利技术的目的是能够在温度测量同时检测温度传感器系统中的断线和传感器故障。该目的可以通过一种系统实现，其中测量系统可包括交流电流源，该交流电流源产生交流电流，该交流电流被传输通过导线，并通过至少第一传感器，该测量系统分析交流信号的电流和电压之间的相位角中的变化。由此，如果影响传感器的阻抗或电压的信号的频率以及注入导线测试信号的频率中的差足够高，使得有可能在系统中，接收该信号以区别第一测量信号和第二导线测试信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种测量系统和用于操作测量系统用于在测量系统中的断线的检测的方法，包括至少一个第一传感器，该传感器由至少两根导线连接到测量系统，该测量系统包括电流源，该电流源在导线中产生电流并且通过至少一个第一传感器，其电流在测量系统中被检测，该测量系统基于测量的电流或电压来测量至少第一传感器的阻抗，该测量系统将所述阻抗的测量的结果发送到连接的系统。
技术介绍
在基于RTD或TC的基本温度测量中，一些用于确定RTD的阻抗或跨越TC的电压的导线，将是电流较少的，并且因此在断线的情况下促使错误的测量。断线检测在温度变送器(temperature transmitter)行业内是已知的并且几个专利描述了不同的技术:专利号JP55060828 “Detector for thermocouple failure (用于热电偶故障的检测器)”描述了一种技术，其中差动电流和共模电流两者被馈送到TC传感器以分析绝缘恶化和断线。在测试期间，TC电压的测量，并由此温度是无效的。专利号JP59065267“Apparatus for detecting wire breakage of temperaturedetecting element (用于检测温度检测元件的断线的装置)”描述了一种技术，其中两个RTD被用来估计两个RTD传感器之一内的断线的存在。并且该技术不支持补偿线电阻。专利号JP2011242349 “Resistance temperature detector circuit (电阻温度检测器电路)”描述了一种用于3线RTD测量的技术，其包括基于馈送到RTD的电流中的变化的断线检测。如果在不同的RTD传感器电流的连续两次测量表示不同的RTD值，由于电流变化，所有电压电平将相应地发生变化，并由此也能够检测断线的指示。基于通过非导电导线的测试电流的周期性注入，接着结果电压的测试，温度变送器通常实施于断线检测系统。断线将会导致电压增加。在测试电流的注入期间以及然后松弛时期，温度测量被禁止，因为该测量将被注入电流影响，从而无效。这个断线检测方法会导致温度测量相对慢(上升时间为0.5到1秒的范围)。
技术实现思路
本专利技术的目的是能够在使用2线、3线或4线RTD和TC温度测量的温度传感器系统中检测断线和传感器故障同时温度测量。此外本专利技术一般可以用于导线的监测以及高电阻电压测量。本专利技术的另一个目的是部分地使用用于断线检测的温度测量信号路径，而不违反或影响温度测量。该目的可以通过公开在权利要求1的前序部分的一种系统来实现，并进一步被修改使得测量系统包括AC电流源，该AC电流源产生AC电流，该AC电流被传输通过导线，并且通过至少第一传感器，该AC信号在测量系统中被分析，该测量系统分析AC信号的电压和电流之间的相位角的变化，测量系统通过相位角的分析检测至少一个导线的断线。由此，如果在测量传感器上的阻抗的信号的频率和导线测试基本信号的频率中的足够差值是足够高的，则使得可能在接收信号的系统中在第一测量信号和下一第二线测试信号之间进行区分。在传感器被操作为低频传感器的情况下，然后高频导线检测是可能的。这里，可能测量在激活AC电流和AC电压的测量之间的相位差。取决于传感器的类型，只要导线正导通，电流和电压之间的相位角将具有相对恒定值。在导线被损坏的情况下，存在在产生电流的AC源和测量的AC电压之间的相位差中的变化。因此，可以立刻指示断线。通过在频率中的足够差值，在低频信号的分析被执行之前，可能通过简单的滤波来滤除AC信号。不同的测量方法是可能的，例如，其中注入交流电流信号的一些减少被执行的模拟滤波器，但更复杂的数字的滤波也是可能的，其中由交流电流的注入产生的所有信号都被移除。通过连续操作AC电流源，将有可能执行导线的连续分析。在一些应用中，以时间间隔执行断线的检测是可能的。导线的阻抗中的任何快速变化，也许还有在传感器中的任何快速变化可以被检测，因为它们将导致在电流和测量的电压之间的相位角的变化。如果系统具有有关从传感器预期的信号的最大频率的知识，则有可能简单地通过检测阻抗中的快速变化，通过指示相位角中的变化，以指示存在断线或者可能故障的传感器。可以在交流源产生的AC信号的频率比从传感器接收的信号的频率高很多。传感器测量带宽和产生的AC信号之间的频率中的足够的距离必须存在。如果用来去除注入的断线检测信号的、传感器测量路径中的滤波器被实施为窄带陷波滤波器，则充足相对频率距离可以非常小。测量系统可以包括模拟输入滤波器。因此较高频率的影响可以被减小。测量系统可以包括电压测量装置，该电压测量装置接收来自AC源的输入，该输入表示在所述AC源生成的AC电流的相位，该测量设备测量在交流电流源和出现在电压测量装置的输入处的交流电压之间的相位差。因此，对于电压测量装置可能测量所产生的电流和结果的电压之间的相位差。该检测可以通过模拟比较来作出，或者可能使用相位差的数字测量。用于相位差检测的许多传统的公知方法是可能的。传统地，使用零交叉并测量从所产生的电流的过零点并且直到结果的电压的下一个过零点出现的时间这是公知的。以这种方式有可能通过数字计数装置非常精确地测量时间。测量系统可以包括sigma-delta模拟到数字转换器，该sigma_delta转换器可以包括抗混叠滤波器。为了达到最佳可能的结果，有必要在sigma-delta转换器之后执行滤波以便减少任何更高频率。以同样的方式，为了达到最佳可能的结果，抗混叠滤波器减少通过使用sigma-delta转换时可能出现的进一步的故障。sigma-delta转换器可以利用过采样频率实施，该过采样频率可以比所需带宽高得多，以便获得经滤波的数字输出的所要求的分辨率/精度，该注入交流电流频率可以位于比初级输出信号的所需带宽高的、并且比sigma-delta转换器的采样频率的一半低的频率，由此，sigma-delta转换器的输出可以用于数字相位差检测器。由此，可以实现不仅所测量的信号被转换成数字形式，而且结果的交流电压将全部数字转换，使得交流电压之后可以从数字信号而获得。系统可以包括微控制器，该微控制器可适于执行相位差检测，该微控制器可适于将来自sigma-delta ADC的输出馈送到滤波和抽取功能，用于产生具有等于所述电流注入频率的3dB带宽的低通滤波的输出，该微控制器可适于接收同步解调/采样信号，该信号由注入信号触发，该微控制器适于执行后滤波以减少来自电源线频率的噪声，该微控制器可适于确定注入电流和电压响应之间的相位差。通过使微控制器执行滤波，可以利用极少电子元件来实现系统。模拟到数字转换大多可以在微控制器内执行，并且通过连续工作为在微控制器中的软件的一部分的算法，可以很容易地实现所产生的电流和结果的AC电压的相位之间的合作。未决专利申请进一步公开了一种用于操作系统的方法，由该方法在至少一对导线中产生直流电流，执行流过导线和通过至少一个传感器的电流的连续测量，分析由直流电流产生的直流电压，计算传感器的阻抗，将阻抗的测量的结果发送到系统的输出端，由此提出的断线检测方法在导线中产生AC电流，检测导线的交流电压，执行交流电流和交流电压之间的相位角的分析，以检测断线。通过上述公开的方法，有可能实现连接传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量系统，用于在包括至少一个第一传感器(5,8,21)的测量系统中的断线的检测，该传感器(5,8,21)通过至少两根导线(1,2,3,4)连接到测量系统，该测量系统包括电流源(7)，该电流源(7)在导线(2,3)中产生电流并通过至少一个第一传感器(5,8,21)，该电流在测量系统中被检测，该测量系统基于测量的电流或电压产生至少第一参数，诸如至少第一传感器(5)的阻抗，该测量系统将诸如阻抗或电压的参数的测量的结果(29)发送到连接的系统，其特征在于，该测量系统包括交流电流源(24)，该交流电流源(24)产生交流电流，该交流电流被传输通过导线(1,2,3,4)，并通过至少第一传感器(5,8,21)，该交流信号在测量系统中被分析，该测量系统分析交流信号的电压和电流之间的相位角中的变化，该测量系统通过分析相位角检测至少一个导线(1,2,3,4)的断线。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：BF斯基珀，
申请(专利权)人：PR电子股份公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK
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