电气测量系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电气测量系统，其具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元，其中在第一工作模式中，一个电信号一方面可直接馈送至第一输入端子，另一方面可通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第二输入端子，且其中所述测量系统构建为，在第二工作模式中，不将任何信号馈送给所述六端口电路的第一输入端子，并将一个可预设的参考信号馈送给所述六端口电路的第二输入端子。

【技术实现步骤摘要】
电气测量系统及其工作方法
本专利技术涉及一种电气测量系统，其具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元，其中在第一工作模式中，一个电信号一方面可直接馈送至第一输入端子，另一方面可通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第二输入端子。本专利技术还涉及这种测量系统的工作方法。
技术介绍
例如由DE102013209364A1已知一种上述类型的测量系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是进一步提高这种已知测量系统的精确性。在本文开篇所述类型的测量系统方面，本专利技术用以达成上述目的的解决方案为，所述运算单元构建为，根据所述六端口电路的至少一个输出信号测定所述信号的频率，其中所述测量系统构建为，在第二工作模式中，不将任何信号，特别是任何自有的(即测量系统所有意产生的)信号馈送给所述六端口电路的第一输入端子，并将一个可预设的参考信号馈送给所述六端口电路的第二输入端子，其中所述测量系统还构建为，在所述第二工作模式中，根据所述六端口电路的至少一个输出信号而推断出特别是在所述第一输入端子的区域内有干扰信号存在。本专利技术认识到，在所述第二工作模式中，优选能够推断出在测量系统的区域内，特别是在第一输入端子的区域内有至少一个干扰信号存在，因为该六端口电路在存在这种干扰信号的情况下特别是在参考信号的频率范围内会输出特有输出信号。其中将干扰信号大体用作针对该六端口电路的第一输入端子的“输入信号”。因而在第二工作模式中，不将任何信号从该电气测量系统或其所包含的信号源馈送给第一输入端子。这样一来，可能存在的干扰信号(优选只有这个干扰信号)才会施加于六端口电路的第一输入端子，这样就在同时将参考信号馈送给六端口电路的第二输入端子的情况下，导致该六端口电路的一或多个特有输出信号，从而有利于按本专利技术的方式加以评价。这样就能识别出可能存在的干扰信号，并据此对本专利技术的六端口电路的工作进行调节。此外还有利于与其他同类型和/或不同类型的系统无干扰地共存，因为这样就能减轻对相同频带(如针对电信号使用相同频带)的其他使用者或系统的影响或者减轻这类其他系统对本专利技术的测量系统的干扰。例如在一种实施方式中，如果在所述第二工作模式中发现存在干扰信号，可以至少在一个可预设的等待时间内不测量所述电信号的频率。在替代实施方式中，可以测定所述干扰信号的信号功率，并根据该干扰信号的信号功率来决定是否在存在该干扰信号的情况下仍应在第一工作模式中对电信号进行频率测量。这样就能(例如)在干扰信号相对较小的情况下仍在第一工作模式中实施本专利技术的频率测量，而在干扰信号相对较强时，如前所述暂不进入第一工作模式。在另一有利实施方式中，所述运算单元构建为，在所述第二工作模式中对至少两个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价，并根据所述评价推断出一个干扰信号。这样就能非常精确地识别出干扰信号。根据一种实施方式，所述运算单元可以包括一个微控制器或一个数字信号处理器或类似元件。由所述六端口电路的输出信号导出的信号例如可指这些输出信号的例如通过低通滤波过滤后的版本。在另一有利实施方式中，所述运算单元构建为，在所述第二工作模式中对四个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价，并根据所述评价推断出一个干扰信号，从而进一步提高识别干扰信号时的精确度或检测可靠性。在这种实施方式中特别是能够更精确地对干扰信号的频率进行分级。在另一有利实施方式中，所述运算单元构建为，基本上同时撷取至少两个输出信号和/或由其导出的信号，以便非常精确地测量电信号的频率。在另一有利实施方式中，所述测量系统构建为，采取所述第二工作模式，以便检查有可能的干扰信号存在，从而获得表征干扰信号的信息，且其中所述测量系统构建为，在所述第二工作模式完毕后根据所述表征干扰信号的信息而切换至所述第一工作模式，以便测定所述电信号的频率。在另一有利实施方式中，所述测量系统具有至少一个谐振器，其构建为提供所述电信号，其中所述至少一个谐振器特别是构建为表面声波谐振器，简称SAW谐振器(SAW＝surfaceacousticwave，表面声波)。将SAW谐振器用作谐振器的情况下，该谐振器通常会输出较短且衰减中的响应信号。前述六端口电路尤其适合于对SAW谐振器的这些信号进行评价。在本专利技术的一种改进方案中，所述电信号的频率与谐振器的(当前)谐振频率相应，该谐振频率主要与谐振器所面临的温度和/或压力和/或张力相关。在此情况下，该谐振器的温度和/或压力和/或张力的变化会引起谐振器频率的变化，该六端口电路可以在第一工作模式中测定这种情况。这样就能将所述六端口电路例如应用于测定温度或压力或(机械)张力。举例而言，通过本专利技术就能测定机器元件的机械负荷，如某个轴体的扭转。在另一有利实施方式中，所述测量系统具有至少一个信号发生器，其构建为，提供所述参考信号和/或用于一个或所述谐振器的激励信号。借助所述激励信号为所述谐振器供能。随后，所述谐振器可以通过具有谐振频率的响应信号来重新输出这个能量。优选地，所述激励信号的频率至少大体处于谐振器的谐振频率范围内，以便充分地激励该谐振器。在一种有利实施方式中，所述信号发生器例如具有一个振荡器，特别是可控振荡器。根据一种实施方式，所述信号发生器例如可以具有一个电压控制振荡器(VCO，voltagecontrolledoscillator)。例如可以由本专利技术的测量系统的运算单元来控制所述振荡器。在另一有利实施方式中，所述信号发生器具有一个频率合成器，其中所述振荡器分配有一个锁相环(PLL，phaselockedloop)，以便按已知方式产生一个频率非常稳定的信号，该信号例如用作参考信号和/或激励信号。在另一有利实施方式中，所述测量系统具有一个耦合装置，其构建为，将一个激励信号输出至至少一个谐振器并且接收所述至少一个谐振器的一个输出信号并输出至所述六端口电路的至少一个输入端以及/或者输出至分配给所述六端口电路的一个功率分配器。这样就能特别有效地为谐振器和六端口电路提供相应的信号。根据前述其他实施方式，所述激励信号例如可以由所述信号发生器产生。所述功率分配器例如可以构建为，将所述谐振器的输出信号或其相应第一部分(如信号功率的50％)作为供频率测量之用的电信号馈送给六端口电路的第一输入端子，其中将该输出信号的第二部分(如信号功率的另外50％)馈送给所述延迟线的一个输入端。在一种优选实施方式中，所述功率分配器例如可以包括至少一个威尔金森分配器。在一种优选实施方式中，所述耦合装置例如可以具有至少一个环形器和/或定向耦合器。在另一替代实施方式中，所述耦合装置可以包括至少一个收发开关(英语：RX/TX-switch)。在其他有利实施方式中，也可以设有多个开关(例如包含三个端子(“端口”))，以便例如在用于自线性化的第一开关位置、用于发送例如一个激励信号的第二开关位置，与用于接收例如针对激励信号的一个响应信号的第三开关位置间进行切换。在另一有利实施方式中，所述测量系统具有第一开关，其构建为，将馈送至其输入端的一个输入信号可选地在其输出端的第一输出端子上或者在其输出端的第二输出端子上输出，其中特别是所述第一开关的输入端可与一个或所述信号发生器连接，其中所述第一开关的第一输出端子可与一个或所述耦合装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气测量系统，其具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元，其中在第一工作模式中，一个电信号一方面可直接馈送至第一输入端子，另一方面可通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第二输入端子，且其中所述运算单元构建为，根据所述六端口电路的至少一个输出信号测定所述信号的频率，其中所述测量系统构建为，在第二工作模式中，不将任何信号馈送给所述六端口电路的第一输入端子，并将一个可预设的参考信号馈送给所述六端口电路的第二输入端子，其中所述测量系统还构建为，在所述第二工作模式中，根据所述六端口电路的至少一个输出信号而推断出特别是所述第一输入端子的区域内有干扰信号存在。

【技术特征摘要】
2016.10.13 DE 102016119562.61.一种电气测量系统，其具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元，其中在第一工作模式中，一个电信号一方面可直接馈送至第一输入端子，另一方面可通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第二输入端子，且其中所述运算单元构建为，根据所述六端口电路的至少一个输出信号测定所述信号的频率，其中所述测量系统构建为，在第二工作模式中，不将任何信号馈送给所述六端口电路的第一输入端子，并将一个可预设的参考信号馈送给所述六端口电路的第二输入端子，其中所述测量系统还构建为，在所述第二工作模式中，根据所述六端口电路的至少一个输出信号而推断出特别是所述第一输入端子的区域内有干扰信号存在。2.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述运算单元构建为，在所述第二工作模式中对至少两个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价，并根据所述评价推断出一个干扰信号，其中所述运算单元特别是构建为，在所述第二工作模式中对四个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价，并根据所述评价推断出一个干扰信号。3.根据上述权利要求中任一权利要求所述的测量系统，其中所述运算单元构建为，基本上同时撷取至少两个输出信号和/或由其导出的信号。4.根据上述权利要求中任一权利要求所述的测量系统，其中所述测量系统构建为，采取所述第二工作模式，以便检查有可能的干扰信号存在，从而获得表征干扰信号的信息，且其中所述测量系统构建为，在所述第二工作模式完毕后根据所述表征干扰信号的信息而切换至所述第一工作模式，以便测定所述电信号的频率。5.根据上述权利要求中任一权利要求所述的测量系统，其中所述测量系统具有至少一个谐振器，所述至少一个谐振器构建为提供所述电信号，其中所述至少一个谐振器特别是构建为表面声波谐振器。6.根据上述权利要求中任一权利要求所述的测量系统，其中所述测量系统具有至少一个信号发生器，所述至少一个信号发生器构建为，提供所述参考信号和/或用于一个或所述谐振器的激励信号。7.根据上述权利要求中任一权利要求所述的测量系统，其中所述测量系统具有一个耦合装置，所述耦合装置构建为，将一个激励信号输出至至少一个谐振器并且接收所述至少一个谐振器的一个输出信号并输出至所述六端口电路的至少一个输入端以及/或者输出至分配给所述六端口电路的一个功率分配器。8.根据上述权利要求中任一权利要求所述的测量系统，其中所述测量系统具有第一开关，所述第一开关构建为，将馈送至其输入端的一个输入信号可选地在其输出端的第一输出端子上或者在其输出端的第二输出端子上输出，其中特别是所述第一开关的输入端可与一个或所述信号发生器连接，其中所述第一开关的第一输出端子可与一个或所述耦合装置连接，其中所述第一开关的第二输出端子可与所述六端口电路的至少一个输入端和/或分配给所述六端口电路的一个功率分配器的一个输入端连接。9.根据上述权利要求中任一权利要求所述的测量系统，其中所述测量系统具有第二开关，所述第二开关构建为，将所述六端口电路的第二输入端可选地与提供一个或所述参考信号的源或者与所述延迟线的一个输出端连接在一起。10.根据上述权利要求中任一权利要求所述的测量系统，其中所述延迟线具有至少两个可选可调节的延迟线长度。11.根据权利要求10所述的测量系统，其中所述测量系统构建为，在第三工作模式中，设置所述延迟线的第一延迟线长度，并且在第四工作模式中，设置所述延迟线的第二延迟线长度，其中所述第二延迟线长度不同于所述第一延迟线长度，其中所述第二延迟线长度特别是大于所述第一延迟线长度。12.根据上述权利要求中任一权利要求项所述的测量系统，其中所述测量系统构建为，至少断续地将一个线性化信号一方面直接馈送给所述六端口电路的第一输入端子，另一方面通过所述延迟线馈送给所述六端口电路的第二输入端子。13.一种电气测量系统的工作方法，所述测量系统具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元，其中在第一工作模式中，将一个电信号一方面直接馈送至第一输入端子，另一方面通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：法比恩·路尔兹，史蒂芬·林德纳，亚历山大·寇尔平，恩斯特·哈尔德，彼得·丁格勒，格罗德·塞普特恩泽尔，
申请(专利权)人：霍斯特·西德勒两合公司，埃朗根纽伦堡弗里德里希亚力山大大学，
类型：发明
国别省市：德国,DE