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一种用于检测电阻传感器的多导体测量装置和方法

文献发布时间:2024-04-18 19:54:45


一种用于检测电阻传感器的多导体测量装置和方法

技术领域

本发明属于设备技术领域,尤其涉及一种用于检测电阻传感器的多导体测量装置和方法。

背景技术

在过程控制技术中,要确定和变换测量值譬如温度测量值,使得其满足要求。在温度测量时迄今通常使用铂电阻传感器,其欧姆电阻随温度改变而同样改变。

已知的是,在对电阻进行测量时优选实施双导体测量、三导体测量或四导体测量。四导体测量尤其在线路和连接电阻会使测量失真时才实施。

通常难以识别有故障的与温度有关的电阻传感器。为了能够识别有故障的与温度有关的电阻传感器,例如以冗余方式分析两个相同的铂电阻感测器的测量结果,其方式是:比较这两个所测量到的温度。在已知的冗余分析中,每个电阻感测器的电阻单独利用多个导体测量来确定,使得对于一组两个电阻感测器需要双倍的布线开销。这会对大规模的测量产生不利的成本。

发明内容

为了解决或者改善上述问题,本发明提供了一种用于检测电阻传感器的多导体测量装置和方法,具体技术方案如下:

本发明提供一种用于检测电阻传感器的多导体测量装置,包括:若干连接端子,所述连接端子上各自连接有对应的连接线路;两两串联的、温度敏感的电阻传感器;所述电阻传感器设置有与所述连接端子数量一致的连接部,所述连接端子用于实现串联以及连接所述连接端子;若干个电流发生器,连接在不同的所述连接端子上;若干个电压测量器,连接在指定的所述连接端子之间,以测量端子间电压;解析组件,用于根据所述端子间电压检测所述电阻传感器。

优选的,所述连接线路包括第一线路、第二线路和第三线路,所述电阻传感器包括第一电阻传感器和第二电阻传感器;对应的,所述第一电阻传感器的第一连接部连接所述第一线路,所述第一电阻传感器的第二连接部连接所述第二电阻传感器的输入连接部,所述第一电阻传感器的第三连接部,连接所述第二线路,所述第二电阻传感器的输出连接部连接所述第三线路。

优选的,所述连接线路具有对应的线路电阻,并且对应的阻值差小于预设值;串联的所述电阻传感器之间的电阻系数相差10倍。

优选的,所述电流发生器设置有开关,可以使所述电流发生器断开或者连接所述连接端子。

优选的,所述解析组件,用于获取所述电流发生器输出的直流电流,并交替的断开/闭合所述开关,根据所述端子间电压、所述直流电流检测所述电阻传感器。

优选的,所述根据所述端子间电压、所述直流电流检测所述电阻传感器,包括:根据所述端子间电压、所述直流电流计算所述电阻传感器之间的电阻差值,以确定所述电阻传感器是否异常。

优选的,所述以确定所述电阻传感器是否异常,包括:根据计算得到的实际电阻值,转换成对应的温度值,根据所述温度值的差值,确定所述电阻传感器是否异常。

优选的,所述电流发生器为电流源或者电压源。

优选的,所述电阻传感器是铂传感器。

本发明提供一种用于检测电阻传感器的多导体测量方法,包括:设置若干连接端子、电阻传感器、若干个电流发生器、若干个电压测量器和解析组件;所述连接端子上各自连接有对应的连接线路;电阻传感器两两串联且温度敏感;所述电阻传感器设置有与所述连接端子数量一致的连接部,所述连接端子用于实现串联以及连接所述连接端子;电流发生器,连接在不同的所述连接端子上;电压测量器,连接在指定的所述连接端子之间,以测量端子间电压;解析组件,用于根据所述端子间电压检测所述电阻传感器。

本发明的有益效果为:通过若干连接端子,所述连接端子上各自连接有对应的连接线路;两两串联的、温度敏感的电阻传感器;所述电阻传感器设置有与所述连接端子数量一致的连接部,所述连接端子用于实现串联以及连接所述连接端子;若干个电流发生器,连接在不同的所述连接端子上;若干个电压测量器,连接在指定的所述连接端子之间,以测量端子间电压;解析组件,用于根据所述端子间电压检测所述电阻传感器,能够以更小的布线消耗实现自动测量电阻传感器。

附图说明

图1示出了具有三个连接线路的多导体测量设备的示意图;

图2示出了具有五个连接端子的多导体测量设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解,在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。

本发明实施例提供一种用于检测电阻传感器的多导体测量装置,包括:若干连接端子,所述连接端子上各自连接有对应的连接线路;两两串联的、温度敏感的电阻传感器;所述电阻传感器设置有与所述连接端子数量一致的连接部,所述连接端子用于实现串联以及连接所述连接端子;若干个电流发生器,连接在不同的所述连接端子上;若干个电压测量器,连接在指定的所述连接端子之间,以测量端子间电压;解析组件,用于根据所述端子间电压检测所述电阻传感器。

所述连接线路包括第一线路、第二线路和第三线路,所述电阻传感器包括第一电阻传感器和第二电阻传感器;对应的,所述第一电阻传感器的第一连接部连接所述第一线路,所述第一电阻传感器的第二连接部连接所述第二电阻传感器的输入连接部,所述第一电阻传感器的第三连接部,连接所述第二线路,所述第二电阻传感器的输出连接部连接所述第三线路。

所述连接线路具有对应的线路电阻,并且对应的阻值差小于预设值;串联的所述电阻传感器之间的电阻系数相差10倍。

所述电流发生器设置有开关,可以使所述电流发生器断开或者连接所述连接端子。

所述解析组件,用于获取所述电流发生器输出的直流电流,并交替的断开/闭合所述开关,根据所述端子间电压、所述直流电流检测所述电阻传感器。

所述根据所述端子间电压、所述直流电流检测所述电阻传感器,包括:根据所述端子间电压、所述直流电流计算所述电阻传感器之间的电阻差值,以确定所述电阻传感器是否异常。

所述以确定所述电阻传感器是否异常,包括:根据计算得到的实际电阻值,转换成对应的温度值,根据所述温度值的差值,确定所述电阻传感器是否异常。

所述电流发生器为电流源或者电压源。

所述电阻传感器是铂传感器。

本发明提供一种用于检测电阻传感器的多导体测量方法,包括:设置若干连接端子、电阻传感器、若干个电流发生器、若干个电压测量器和解析组件;所述连接端子上各自连接有对应的连接线路;电阻传感器两两串联且温度敏感;所述电阻传感器设置有与所述连接端子数量一致的连接部,所述连接端子用于实现串联以及连接所述连接端子;电流发生器,连接在不同的所述连接端子上;电压测量器,连接在指定的所述连接端子之间,以测量端子间电压;解析组件,用于根据所述端子间电压检测所述电阻传感器。

实施例:图1中示出了带有三个连接端子1、2和3的示例性多导体测量设备10,在所述连接端子上各连接有一个连接线路20、30或40。多导体测量设备10因此也可以称作三导体测量设备。连接线路20具有一线路电阻RL1,该线路电阻用22表示。类似地,连接线路30具有线路电阻RL2,该线路电阻用32表示,而连接线路40具有线路电阻RL3,该线路电阻用42表示。

具体的例子中,线路电阻22、32和42相同,至少阻值基本上相同。

在三个连接线路20、30和40上连接有两个彼此电串联连接的、与温度有关的电阻传感器50和60。与温度有关的电阻传感器50和60可以是Pt(铂)传感器。在本实例中,与温度有关的电阻传感器50是PT100,而与温度有关的电阻60是PT1000。这表示,这两个电阻传感器的电阻相差系数10。铂传感器50具有三个连接部51、52和53,更确切地说与连接线路20连接的输入连接部51、与铂传感器60的输入连接部连接的第一输出连接部52和与连接线路30连接的第二输出连接部53。铂传感器60的输出连接部61与连接线路40连接。

第一可操控的电流发生装置70连接到连接端子1和2上,该第一可操控的电流发生装置例如可以经由开关90接通或关断,即可以连接到连接端子1和2上或可以与所述连接端子分离。该电流发生装置70优选是电流源,该电流源例如提供恒定电流I1。代替电流源,也可以使用电压源。在连接端子1与2之间还连接有可操控的电压测量装置110,该可操控的电压测量装置可以测量在连接端子1和2上的电压U1。

第二可操控的电流发生装置80连接到连接端子2和3上,该第二可操控的电流发生装置例如可以经由开关100接通或关断,即可以连接到连接端子1和2上或可以与所述连接端子分离。该电流发生装置80优选是电流源,该电流源例如提供恒定电流I2。代替电流源,也可以使用电压源。在连接端子2与3之间还连接有可操控的电压测量装置120,该可操控的电压测量装置可以测量在连接端子2和3上的电压U2。

该电压测量装置110的输出信号和该电压测量装置120的输出信号被输送给分析和控制装置130。在一种有利的实施形式中,分析和控制装置130根据需要要求所测量的电压。也可考虑的是,分析和控制装置130可以有目的地激活或去活电压测量装置。电压测量装置110和120可以构成为测量变换器或测量变换器的部件,其分别将模拟输入信号转换成数字输出信号并且传输至分析和控制装置130。此外,分析和控制装置130获悉由电流发生装置70和80提供的直流电流I1和I2。

分析和控制装置130同样与开关90和100连接。所述分析和控制装置构成为交替地断开或闭合这两个开关90和100。换言之,始终是一个开关断开,而另一开关闭合。在此应注意的是,分析和控制装置130可以在一个共同的电路板上实施并且可以布置在一个壳体中。可替选地,分析和控制装置130也可以实施为独立的组件。

在具体的例子中,连接端子1、2和3,电压测量装置110、120,这两个电流发生装置70和80以及分析和控制装置130安置在壳体上或安置在壳体中。这两个要检查的与温度有关的电阻传感器50和60于是由用户从外部连接到端子1、2和3上。

利用在图1中所示的多导体测量设备10可以借助对电阻的冗余测量和对其进行中央分析自动地确定有故障的与温度有关的电阻传感器。相对于传统冗余双导体测量(其中需要2*2个连接线路)或传统的冗余三导体测量(其中需要2*3个连接线路),在多导体测量设备10的情况下仅连接有三个连接线路20、30和40。

随后详细地阐述在图1中所示的多导体测量设备10的运行方式,其中,铂传感器50或铂传感器60的电阻RPT100和RPT1000分别借助双导体测量来确定。

具体的例子中,开关90闭合而开关100断开。因此,恒定的电流I1流经连接线路20、铂传感器50和连接线路30。现在,电压U1被电压测量装置110测量并且被传输至分析和控制装置130。分析和控制装置130由所测得的电压U1和已知的电流I1基于等式U1/I1=RLl+RPT100+RL2确定铂传感器50的电阻RPT100的值,该值当然受到线路电阻RL1和RL2歪曲。

接着,通过控制分析和控制装置130断开开关90而闭合开关100。因此,恒定的电流I2流经连接线路30、铂传感器60和连接线路40。现在,电压U2被电压测量装置120测量并且被传输至分析和控制装置130。分析和控制装置130由所测量的电压U2和已知的电流I2基于等式U2/I2=RL2+RPT1000+RL3确定铂传感器60的电阻RPT1000的值,该值当然受到线路电阻RL2和RL3歪曲。这两个值现在在分析和控制装置中被相互比较,其中在这两个值的差超过预设的边界值时,检测出并且必要时显示有故障的铂传感器。

随后详细地阐述在图1中所示的多导体测量设备10的运行方式,其中,铂传感器50或铂传感器60的电阻RPT100和RPT1000分别借助三导体测量来确定。

具体的例子中,导体电阻RL1、RL2和RL3相等,至少基本相等。

具体的例子中,开关90闭合而开关100断开。因此,恒定的电流I1流经连接线路20、铂传感器50和连接线路30。在此时刻,电压U1和U2被电压测量装置110或120测量并且被传输至分析和控制装置130。分析和控制装置130由所测得的电压U1和U2以及已知的电流I1基于三导体测量按如下等式确定铂传感器50的电阻PRT100:

RPT100=(U1/I1)-2*(u2/I1) (1)

等式(1)基于如下的电工构思:

1)由于电路通过开关90闭合,所以适用:

U1=(RL1+RPT100+RL2)I1(2),或

RPT100=(U1/I1)-RL1-RL2; (3)

2)由于在开关100断开时没有电流流经铂传感器60和连接线路40,所以适用:RL2=U2/I1。

在RL1=RL3=RL2=U2/I1的情况下,由等式(3)直接得到等式(1)。

具体的例子中,通过控制分析和控制装置130断开开关90并且闭合开关100。因此,恒定的电流I2流经连接线路30、铂传感器60和连接线路40。在此时刻,电压U1和U2被电压测量装置110或120测量并且被传输至分析和控制装置130。分析和控制装置130由所测得的电压U1和U2以及已知的电流I1基于三导体测量按如下等式确定铂传感器60的电阻PRT1000:

RPT1000=(U2/I2)+2*(u1/I2)(4)

等式(4)基于如下的电工构思:

1)由电路通过开关100闭合,所以适用:

U2=(RL2+RPT1000+RL3)I2(5)

RPT1000=(U2/I2)-RL2-RL3;(6)

2)由于在开关90断开时没有电流流经铂传感器50和连接线路20,所以适用RL2=-(U1/I2):

在RL1=RL3=RL2=-(U1/I2)的情况下,由等式(6)直接得到等式(4)。

根据等式(1)和(4)确定的电阻RPT100和RPT1000接着在分析和控制装置中被比较,以便识别出铂传感器50和60中的至少一个是否有故障。如果电阻RPT1000以系数10大于电阻RPT100,则两个铂传感器50和60无故障。关于在RPT1000与RPT100之间的差的公差范围例如可以由客户确定并且作为值存储在分析和控制装置130的存储器(未示出)中,在该公差范围中没有有故障的铂传感器被分析和控制装置130识别出。在该存储器中也可以存储电流I1和I2的值。

要注意的是,分析和控制装置130如上所描述的那样可以将电阻RPT100和RPT1000直接相互比较来识别故障。但可考虑的是,所确定的电阻RPT100和RPT1000在分析和控制装置130中首先转换成相关的温度和接着将温度进行比较。

具体的例子中,上面所说明的等式存储在分析和控制装置130中。根据所期望的双导体测量或三导体测量,相应的等式被分析和控制装置130用来确定电阻传感器50和60的电阻。

在图2中示出了带有5个连接端子151、152、153、154和155的另一示例性多导体测量设备150,在所述连接端子上可各连接有一个连接线路160、170、180、190或200。连接线路170和180和电压测量装置280可以在三个测量时省去,如下面还要进一步阐述的那样。连接线路160具有线路电阻RL10,该线路电阻用162表示。连接线路170具有线路电阻RL20,该线路电阻用172表示。连接线路180具有线路电阻RL50,该线路电阻用182表示。注意的是,连接线路180也可以通过与温度有关的电阻传感器替代。连接线路190具有线路电阻RL30,该线路电阻用192表示。类似地,连接线路200具有线路电阻RL40,其用202表示。有利的是,所有线路电阻相同,至少基本上相同。

在五个连接线路160、170、180、190和200上可连接有两个彼此电连接的、与温度有关的电阻传感器210和220。在此应注意的是,连接线路160到200并不必须是独立的线路。其也可以直接形成电阻传感器210和220的连接丝。与温度有关的电阻传感器210和220可以是Pt(铂)传感器。在本实例中,与温度有关的电阻传感器210是PT100,而与温度有关的电阻220是PT1000。这表示,这两个电阻传感器210和220的电阻相差系数10。铂传感器210具有四个连接部211、212、213和214,其中,在铂传感器210的一侧上分别设置连接部211和212,并且在铂传感器210的另一侧上设置连接部213和214。这两个连接部211和212与连接线路160或连接线路170连接,而连接部213与箔传感器220的连接部连接。铂传感器210的连接部214与连接线路200连接。第一可操控的电流发生装置250连接到连接端子151和155上,该第一可操控的电流发生装置例如可以经由开关230接通或关断,即可以连接到连接端子151和155上或可以与所述连接端子分离。该电流发生装置250优选是电流源,该电流源例如提供恒定电流I1。第二可操控的电流发生装置260连接到连接端子154和155上,该第二可操控的电流发生装置例如可以经由开关240接通或关断,即可以连接到连接端子154和155上或可以与所述连接端子分离。该电流发生装置260优选是电流源,该电流源例如提供恒定电流I2。在连接端子151与152之间连接有一电压测量装置270,该电压测量装置可以测量在连接端子151和152上的电压U3。在连接端子152与153之间可连接有电压测量装置280,该电压测量装置可以测量在连接端子152和153上的电压U4。在连接端子152与154之间可以连接有一电压测量装置290,该电压测量装置可以测量在连接端子152和154上的电压U1。在连接端子154与155之间可以连接有电压测量装置300,该电压测量装置可以测量在连接端子154和155上的电压U2。该电压测量装置270、280、290和300的输出信号被添加给分析和控制装置310。所有电压测量装置可以构建为测量变换器,其可以分别将模拟输入信号转换成数字输出信号并且传输至分析和控制装置310。此外,分析和控制装置310获悉由电流发生装置250和260提供的直流电流I1和I2。所述值也可以存储在分析和控制装置310的(未示出的)存储器装置中。

分析和控制装置310同样与开关230和240连接。所述分析和控制装置构建为交替地断开或闭合这两个开关230和240。换言之,一个开关始终断开,而另一开关闭合。在此应注意的是,分析和控制装置310可以在一共同的电路板上实施并且可以布置在一个壳体中。具体的例子中,分析和控制装置310也可以实施为独立的组件。此外,分析和控制装置310可以构建为,根据所期望的或所设定的多导体测量来激活或去活相应的电压测量装置。

在图2所示的实施形式中,连接端子151、152、153、154和155,电压测量装置270、280、290和300,这两个电流发生装置250和260以及分析和控制装置310安置在壳体上或安置在壳体中。这两个要检查的与温度有关的电阻传感器210和220于是由用户从外部连接到端子151、152、153、154和155上。

图2中所示的多导体测量设备150可以借助对电阻的自动冗余测量和对其进行中央分析来检测有故障的与温度有关的电阻传感器。与需要2*3个连接线路的传统冗余三导体测量或需要2*4个连接线路的传统冗余四导体线测量相比,在多导体测量设备150的情况下仅连接四个或五个连接线路。

随后详细地阐述在图2中所示的多导体测量设备150的运行方式,其中铂传感器210或铂传感器220的电阻RPT100和RPT1000分别借助多导体测量来确定。

具体的例子中,导体电阻RL10、RL20、RL30、RL40和RL50相等,至少阻值基本相等。

具体的例子中,开关230闭合而开关240断开。因此,恒定的电流I1流经连接线路160、铂传感器210和连接线路200。类似传统四导体测量,现在在连接端子152与154之间的电压U1被电压测量装置290测量并且被传输至分析和控制装置310。由于电压测量装置290的高欧姆内阻,仅仅可忽略的电流流经连接线路170和190,使得分析和控制装置310可以从已知的电流I1和所测量的电压U1基于四导体测量非常精确地根据如下等式确定铂传感器210的电阻RPT100。

RPT100=U1/I1 (7)

具体的例子中,通过控制分析和控制装置310,断开开关230并且闭合开关240。因此,恒定的电流I2流经连接线路190、铂传感器220和连接线路200。通过应用四导体测量现在由电压测量装置280测量在连接端子152和153之间的电压U4并且将其传输至分析和控制装置310。由于连接线路170和180基本上无电流,所以分析和控制装置310可从已知的电流I2和所测量的电压U4根据如下等式非常近似地确定铂传感器220的电阻RPT1000。

RPT1000=U4/I2(8)

根据等式(7)和(8)确定的电阻RPT100和RPT1000接着在分析和控制装置310中被比较,以便识别出铂传感器210和220中的至少一个是否有故障。如果电阻RPT1000以系数10大于电阻RPT100,则两个铂传感器210和220无故障。关于在RPT1000与RPT100之间的差的公差范围例如可以由客户确定并且作为值存储在分析和控制装置310的存储器(未示出)中,在该公差范围中没有有故障的铂传感器被分析和控制装置310识别出。在该存储器中也可以存储电流I1和I2的值。

要注意的是,分析和控制装置310如上所描述的那样可以将电阻RPT100和RPT1000直接相互比较来识别故障。但可考虑的是,所确定的电阻RPT100和RPT1000在分析和控制装置310中首先转换成相关的温度和接着将其进行比较。

多导体测量设备150能够实现对两个铂传感器210和220的自动四导体测量,尽管仅存在五个连接端子或五个连接线路。应注意的是,在前面所描述的情况下,仅需要两个电压测量装置280和290。两个另外的所示的电压测量装置270和300例如可以被分析和控制装置310去活或甚至不存在。也可考虑的是,分析和控制装置310被编程,使得其并不分析由电压测量装置270和300提供的电压。

以下详细地阐述了图2中所示的多导体测量设备150的运行方式,其中铂传感器220的电阻RPT1000可以借助双导体测量来确定,而铂传感器210的电阻RPT100可以借助四导体测量来确定。

在该实例中,仅仅需要连接端子151、152、154、155。

又假设的是,所有线路电阻至少基本上相同。

此外假设的是,开关230断开而开关240闭合。因此,恒定的电流I2流经连接线路190、铂传感器220和连接线路200。现在,在连接端子154、155之间的电压U2被电压测量装置300测量并且被传输至分析和控制装置310。通过应用双导体测量,分析和控制装置310从所测量的电压U2和已知的电流I2基于等式U2/I2=RL30+RPT1000+RL40确定铂传感器220的电阻RPT1000的值,所述值当然受线路电阻RL30和RL40歪曲。

现在通过应用四导体测量也自动地确定铂传感器210的电阻。为此,开关230闭合而开关240断开。接着,电压测量装置290测量在连接端子152和154之间的电压U1并且将该电压传输至分析和控制装置。分析和控制装置310于是根据等式(7)确定铂传感器210的电阻RPT100:

RPT100=U1/I1 (7)。

接着,将这两个电阻RPT100和RPT1000比较以便能够检测至少一个有故障的铂传感器。

要注意的是,分析和控制装置310如上所描述的那样可以将电阻RPT100和RPT1000直接相互比较来识别故障。但可考虑的是,将所确定的电阻RPT100和RPT1000在分析和控制装置310中首先转换成相关的温度和接着将其进行比较。

多导体测量设备150能够实现对两个铂传感器210和220组合自动应用双导体测量和四导体测量,尽管仅存在四个连接端子或四个连接线路。

在上面所描述的情况下,仅需要两个电压测量装置290和300。两个另外的所示的电压测量装置270和280例如可以被分析和控制装置310去活或甚至不存在。也可考虑的是,分析和控制装置310被编程,使得其在此情况下并不分析由电压测量装置270和280提供的电压。

随后详细地阐述在图2中所示的多导体测量设备150的运行方式,其中铂传感器210或铂传感器220的电阻RPT100和RPT1000分别借助三导体测量来确定。

为此,需要连接端子152和153和电压测量装置280来测量电压U4。

具体的例子中,导体电阻RL10、RL30和RL40相等,至少基本相等。

具体的例子中,开关230闭合而开关240断开。因此,恒定的电流I1流经连接线路160、铂传感器210和连接线路200。现在,电压U1可被电压测量装置290测量、电压U2可被电压测量装置300测量和电压U3可被电压测量装置270测量,并且传输至分析和控制装置310。分析和控制装置310由所测量的电压U1、U2、U3和已知的电流I1根据如下等式确定铂传感器210的电阻RPT100的值。

RPT100=(U3+U1-U2)/I1。(9)

等式(9)由如下构思得到:

RL10+RPT100+RL40=(U3+U1+U2)/I1,其中RL10=RL40=U2/I1。

现在应假设的是:通过控制分析和控制装置310断开开关230并且闭合开关240。因此,恒定的电流I2流经连接线路190、铂传感器220和连接线路200。

电压U1又可被电压测量装置290测量、电压U2可被电压测量装置300测量和电压U3可被电压测量装置270测量,并且传输至分析和控制装置310。分析和控制装置310由所测量的电压U1、U2、U3和已知的电流I2根据如下等式确定铂传感器220的电阻RPT1000的值。

RPT1000=2(U3+U1)/I2-U2/I2(10)

等式(10)由如下构思得到:

U2/I2=2RL40+RPT1000,其中RL40=(U2-U1-U3)/I2。

根据等式(9)和(10)确定的电阻RPT100和RPT1000接着在分析和控制装置310中被比较,以便识别出铂传感器210和220中的至少一个是否有故障。如果电阻RPT1000以系数10大于电阻RPT100,则两个铂传感器210和220无故障。关于在RPT1000与RPT100之间的差的公差范围例如可以由客户确定并且作为值存储在分析和控制装置310的存储器(未示出)中,在该公差范围中没有有故障的铂传感器被分析和控制装置310识别出。在该存储器中也可以存储电流I1和I2的值。

要注意的是,分析和控制装置310如上所描述的那样可以将电阻RPT100和RPT1000直接相互比较来识别故障。但也可考虑的是,所确定的电阻RPT100和RPT1000在分析和控制装置310中首先转换成相关的温度和接着将所述温度进行比较。

多导体测量设备150因此能够实现对两个铂传感器210和220的自动三导体测量。应注意的是,在前面所描述的情况下,仅需要电压测量装置270、290和300。电压测量设备280例如可以被分析和控制装置310去活或甚至不存在。也可考虑的是,分析和控制装置310被编程,使得其并不分析由电压测量装置280提供的电压。

上面所说明的等式存储在分析和控制装置310中。根据所期望的或设定的双导体测量、三导体测量或四导体测量,相应的等式被分析和控制装置310用来确定电阻传感器210和220的电阻。

本发明的核心构思因此在于,提出一种多导体测量设备,其具有至少两个可交替运行的电流发生装置、至少两个电压测量装置和至少三个连接端子,优选三个、四个或五个连接端子,至少两个彼此电连接的与温度有关的电阻传感器可以连接到所述连接端子上。此外,多导体测量设备具有分析装置,其构成为自动地和通过应用由双导体测量、三导体测量和四导体测量的任意组合确定电阻传感器的电阻。

多导体测量设备设置用于识别有故障的与温度有关的电阻传感器,其具有至少三个连接端子,所述连接端子与两个可交替接通的电流发生装置和至少两个电压测量装置连接。电流发生装置分别提供预定的优选恒定的电流。至少三个连接端子可以分别通过一连接线路与至少两个彼此电连接的与温度有关的电阻传感器连接。此外,设置分析装置,其构成为从预定的电流和可由电压测量装置测量的电压确定至少两个与温度有关的电阻传感器的电阻并且根据所确定的电阻识别有故障的与温度有关的电阻传感器。

为此至少两个与温度有关的电阻传感器的所确定的电阻彼此直接比较或所确定的电阻被换算成相关的温度并且随后进行比较。

分析装置构建为借助双导体测量或三导体测量确定至少两个与温度有关的电阻传感器的电阻。分析装置为此可构成为通过响应例如操作人员输入的模式信息自动地控制双导体测量或三导体测量。

为了减小在测量时线路和连接电阻的影响,设置四个连接端子,其分别经由一连接线路可以与至少两个与温度有关的电阻传感器连接,其中分析装置构成为借助四导体测量确定其中一个与温度有关的电阻传感器的电阻并且借助双导体测量确定另一与温度有关的电阻传感器的电阻。

可以设置四个连接端子,其分别经由连接线路可以与至少两个与温度有关的电阻传感器连接,其中分析装置构成为分别利用三导体测量确定与温度有关的电阻传感器的电阻。

根据另一有利的扩展方案,又设置五个连接端子,其分别经由一连接线路可以与至少两个与温度有关的电阻传感器连接,其中分析装置构成为借助四导体测量确定与温度有关的电阻传感器的电阻。

与温度有关的电阻传感器热耦合并且布置在一个壳体中。

与温度有关的电阻传感器的电阻可以相等。

与温度有关的电阻传感器的电阻可替选地也可以相互成预定比例。

与温度有关的电阻传感器是铂传感器。

此外,可以设置控制装置以操控电流发生装置和/或电压测量装置。

分析装置和控制装置可以分开地或集成地实施。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本实施例中所公开的实施例描述的各示例的单元,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的实施例中,应该理解到,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元可结合为一个单元,一个单元可拆分为多个单元,或一些特征可以忽略等。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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