亚星游戏官网-www.yaxin868.com

用于磁感应流量表的电子测量装置和使用其形成的测量系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电子测量装置，用于确定在具有电势()的第一测量电极和具有电势()的第二测量电极之间的电势差()。所述电子测量装置包括：参考电极(GRN)，其具有参考电势()；输入电路，其具有可以连接到第一和/或第二测量电极的两个电路输入以及两个信号电压输出；补偿电路，其具有第一补偿电压输出和第二补偿电压输出以及控制信号输入；以及用于产生数字电压测量信号(UD)，测量和控制电路具有分别连接到输入电路的信号电压输出之一的两个信号电压输入和每一个电连接到补偿电路的补偿电压输出之一的两个信号电压输入，以及连接到补偿电路的控制信号输入的补偿控制输出。该补偿电路被配置为在第一补偿电压输出处提供补偿电压(Uc1)，即，相对于参考电势的可调整直流电压，并且在第二补偿电压输出处提供补偿电压(Uc2)，即，相对于参考电势的直流电压。补偿电路进一步设有能够通过向控制信号输入施加的补偿控制信号来选择的至少两个操作模式。在第一操作模式中，将补偿电压(Uc1)设置为指定电压值Uc11，并且在第二操作模式中，将补偿电压(Uc1)设置为指定电压值Uc12。测量和控制电路被配置为在补偿控制输出处提供补偿控制信号，以选择补偿电路的可选择的操作模式之一。
【专利说明】用于磁感应流量表的电子测量装置和使用其形成的测量系 统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测量电子装置，特别是适合于应用在磁感应流量测量装置中的测 量电子装置，用于确定在具有彼此偏离的电势的两个测量电极之间的电势差（特别是取决 于被暴露到暂时恒定的磁场的流动液体的体积流率的电势差），该电势差具有时间变量、所 要分量以及在其上叠加的干扰分量。而且，本发明涉及由这样的测量电子装置、特别是磁感 应流量测量装置形成的测量系统。

【背景技术】
[0002] 所讨论的类型的测量电子装置例如在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 常包括输入电路，该输入电路由用于在该两个测量电极上形成的电势的大的无电流的、因 此尽可能无反应的抽头的阻抗转换器形成，其中，第一电路输入与测量电极的第一个电连 接，并且第二电路输入与测量电极的第二个电连接。
[0003] 被包含来用于高的普通模式抑制的输入电路，例如作为成比例地放大电势差的差 分放大器在给定的情况下也完全差分地--例如在中US-B66 93 486或US-B81 74 312 中所述一一或者在信号输出上传递作为电势差的直接测量的、诸如地的被称为设备的参考 电势的模拟测量电压，或者在第一信号电压输出上传递被称为参考电势并且取决于在第一 测量电极上的电势的第一信号电压，并且在第二信号电压输出上传递相对于所述的参考电 势并且取决于在第二测量电极上的电势的第二信号电压。该输入电路在输出侧上在各种 情况下与该设备的测量和控制电路连接，该测量和控制电路在很多情况下被实施为微计算 机，并且除了别的之外或者用于将用于模拟地表示电势差或两个分离的信号电压的测量电 压转换为用于表示在两个测量电极之间存在的电势差的数字电压测量信号。
[0004] 这样的测量电子装置尤其用在磁感应测量换能器中，因此用在使用其形成的磁感 应流量测量装置中，该磁感应流量测量装置是所谓的MID，即用于测量电势差，该电势差取 决于被暴露到磁场的流动液体的体积流速，该磁场以通常位于25Hz和IOOHz之间的预定频 率交替，因此是时变的磁场。这样的用于流动液体的MID测量系统已经被了解长时间，并且 也尤其综合地在专利文献中，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，这样的MID装置，特别是工业级MID装置，被提供为预先制造的测量系统，其 中，相互隔开的测量电极以及磁场发生器被布置在测量管上，该测量管用于引导流动的液 体，并且内部衬有绝缘层，所谓的内衬。测量电极在此被安装使得它们的电势取决于在测量 管中引导的液体中产生的电压，例如，因为在液体内移位的电荷载体而产生的电压。通常， 测量电极被沿着用于限定测量管的截面的、测量管的假想的外围线，特别是圆形的外围线 而彼此分开地布置在测量管上，并且在很多情况下也位于所述测量管的同一个直径上。
[0006] 该磁场发生器被提供来在MID的操作期间并且事实上以下述方式产生所述磁场： 磁场至少部分地也在测量电极之间的延伸的区域内通过测量管的内腔，即，所要的磁场分 量垂直于用于连接两个测量电极的假想连接轴地延伸，并且影响电势差的所要分量。测量 电极可以例如被实施为电测量电极，即，在各种情况下以电极尖端向测量管的内腔内突出 的测量电极，该测量电极分别通过其中引导的液体可连接，或例如也作为在内衬中嵌入的 电容测量电极。
[0007] 因为通常以磁场的所要分量随着可预定频率周期地改变的方式使用周期地改变 的磁场方向的磁场来操作也尤其用于使能在测量电极上的电化学干扰电势的补偿的目的 的、诸如如上所述者的在工业测量技术中使用的MID，所以在很多情况下通过由测量和评估 电路产生的、通过对应的时钟信号一一例如，也被周期地定时的和/或二进制的信号一一以 产生磁场的方式预定的磁场控制信号来控制对应的磁场发生器，该磁场根据该磁场控制信 号在时间上改变。
[0008] 要记录的电势差包含时变的所要分量，其瞬时电压值取决于要记录的测量变量的 瞬时幅度，并且因此在时间上可变。在MID中应用测量电子装置的情况下，这作为磁场与流 动的液体交互并且其中感应了电荷移位（磁流体动力效应，法拉第感应）的结果发生，在以 所述方式定时的磁场的情况下，所要分量另外也随着磁场的交替而在时间上改变其极性。
[0009] 在现代MID的情况下，该测量和控制电路通常被实施为微计算机，其首先模数转 换并且其后数字评估电势差，即，被实施为下述测量和控制电路，该测量和控制电路被适配 为将在输入电路的两个信号电压之间存在的电压差转换为用于表示电压差的数字电压测 量信号，因此是选自预定的步进集合的数字值的序列，每一个数字值表示位于预定转换范 围内的、用于取决于电压差的电势差的量化测量值，其中，该输入电路的两个信号电压具有 比磁场的时钟频率高的采样率并且具有几个比特的数字分辨率，在很多情况下为16或24 比特。
[0010] 在诸如用于例如测量在管线中流动的液体一一该液体经常仅具有小于1000μS/ cm(每厘米微西门子）的低导电率，诸如引用水或废水一一的体积流速的、用于工业测量技 术的MID情况下，测量电压范围有规律地仅在小于ImV上延伸，特别是在在用于0. 1 · 10_3 至lOm/s(每秒米）的流速的宽标称测量范围内、因此在1:10000的动态范围（相对测量范 围）内波动的介质流速的情况下。作为其结果，所要分量可以有时具有最小（因此，在计量 上刚好仍然可解析）电压值，其位于小于IOnV(毫微伏）的幅度的数量级中。
[0011] 如所述，除了别的之外，在上述的US-A47 04 908或US-A2005/0125168中，电势 差总是另外包含一一例如，作为在该一个或其它测量电极的区域中的电化学处理的结果， 分别与在相应的测量管的区域中在时间上不可预测地改变的电荷浓度相关联一一干扰分 量，该干扰分量在很多情况下在比在时间上恒定的磁场的交替更长的时间周期上分别比时 钟频率慢地改变，所要分量随着其在时间上改变。该干扰分量可以在比与所要分量的波动 对应的实际测量电压范围大得多的电压范围内改变。例如，干扰电压可以位于-2V(伏特） 和+2V之间，因此在等于标称测量范围的电压范围的倍数内。在没有对应的测量的情况下， 因此结果产生理论上要通过上述的测量电路、即通过执行实际转换的其模数转换器提供的 分辨率。使用其要将电势差转换为数字电压测量信号的该分辨率必须大于Iog2(2V/10nV)， 相应地大于27比特。而且，理论上要提供的分辨率作为在实际模数转换器中有规律地存在 的线性误差的结果，相应地作为包括干扰分量的、用于表示电势差的信号电压的较高输入 放大率（由于为信号电压争取的高灵敏度）的结果而进一步增大。
[0012] 因此，在本上下文中有关于分辨率的要求，该分辨率诸如可以通过所讨论类型的 测量电子装置提供的分辨率，该测量电子装置也特别是诸如通过在MID中应用的电子装 置，该分辨率清楚地大于通过通常使用的模数转换器提供的24比特标称最大分辨率，相应 地，这些模数转换器的界定的标称分辨率为了防止测量的期望的测量动态和/或期望的精 度的降低的目的而相反地要求在A/D转换之前的信号处理中的特殊测量。
[0013] 为了防止、相应地减小在向测量控制电路供应以进一步处理的默默你电压中的干 扰分量的比例，上述的US-A47 04 908描述了例如向在作为差分放大器形成的输入电路 的输出处的与电势差成比例的模拟测量电压时钟控制地供应与瞬时干扰分量相等的相反 的补偿电压的，因此，实际上从模拟测量电压完全消除了瞬时干扰分量。然而，为了一方面 能够尽可能精确地记录干扰分量，并且另一方面对应地尽可能精确地以及尽可能快地重新 调整补偿电压，要求很负载的补偿电路、相应地方法，其结果是使用其来实际上设置补偿 电压的精度和动态范围直接地进入使用其可以出现实际测量的变量一一例如，因此体积流 率一一的测量的精度、相应地动态范围。
[0014] 此外，对于解决方案的另一种手段旨在在电势差的实际分接之前消除或至少如所 述地减小干扰分量。因此，例如，在US-A2005/0125168中提供了液体的电势以下述方式改 变：通过经由控制电路适当地控制、即对应地增大或减小测量管的参考电极的电势而减小 干扰分量。对于其替代地，US-B67 08 569旨在通过向测量电极供应对应的、在该情况下 脉动的补偿电压而减小、相应地消除干扰分量。然而，在对于解决方案的这些手段的情况下 被看作有缺陷的特别是，在不足够精确地知道实际上在测量电极之间瞬时支配的电荷分布 的情况下，在液体内、相应地在测量电极之间的结果产生的电压必然被影响的情况。从而， 测量管内的自然运行的电化学处理必然被不受控地影响


【发明内容】

[0015] 基于上面的讨论，本发明的目的是改善上述类型的测量电路，尤其是在MID中应 用的那些，使得一方面可以执行电势差的干扰分量的简单的并且等同地有效的补偿，该干 扰分量能够从液体在很大程度上无电流地分接，并且实际上没有在测量电极之间引导的液 体内的电化学处理的值得提到的影响。另一方面，本发明也应当与相应的干扰分量作比较 有效地使能以高分辨率对于所讨论的类型的电势差中包含的所要分量进行数字化，该干扰 分量通常极小，例如，小于IOnV/比特。
[0016] 为了实现所述目的，本发明在于一种测量电子装置，用于确定在具有第一电势的 第一测量电极和具有第二电势的第二测量电极之间的电势差，例如，取决于被暴露到磁场 的流动的液体的体积流率的电势差，
[0017] 其中，所述电势差包含时变的所要分量，例如，以预定频率改变的一个，其中，所要 分量小于对于其预定的最大电压值，并且大于对于其预定的最小电压值，并且
[0018] 其中，所述电势差包含干扰分量，所述干扰分量在时间上恒定，相应地比所述所要 分量更慢地改变，特别是以所述所要分量随着时间来改变的频率相比较，其中，所述干扰分 量小于对于其预定的最大电压值，并且大于对于其预定的最小电压值，并且其中，所述干扰 分量的最大电压值大于对于所要分量预定的最大电压值，并且所述干扰分量的最小电压值 小于对于所述所要分量预定的最小电压值。为了这样的目的，所述测量电子装置包括：
[0019] 参考电极，所述参考电极具有参考电势，例如，固定参考电势，
[0020] 输入电路，所述输入电路具有：第一电路输入，所述第一电路输入由第一阻抗转换 器的同相输入形成，并且能够与所述第一测量电极电连接；第二电路输入，所述第二电路输 入由第二阻抗转换器的同相输入形成，并且能够与所述第二测量电极电连接；第一信号电 压输出，所述第一信号电压输出由所述第一阻抗转换器的输出形成；以及，第二信号电压输 出，所述第二信号电压输出由所述第二阻抗转换器的输出形成，
[0021] 补偿电路，所述补偿电路具有第一补偿电压输出、第二补偿电压输出和控制信号 输入，以及
[0022] 测量和控制电路，所述测量和控制电路具有：与所述输入电路的第一信号电压输 出连接的第一信号电压输入；与所述输入电路的第二信号电压输出电连接的第二信号电压 输入；与所述补偿电路的第一补偿电压输出电连接的第三信号电压输入；与所述补充电路 的第二补偿电压输出电连接的第四信号电压输入；以及，与所述补充电路的控制信号输入 连接的补偿控制输出。
[0023] 在本发明的测量电子装置的情况下：
[0024] 所述输入电路另外被适配为例如以下述方式在所述第一信号电压输出上提供相 对于所述参考电势并且取决于所述第一电势的第一信号电压，并且在所述第二信号电压输 出上提供相对于所述参考电势并且至少取决于所述第二电势的第二信号电压：在所述第一 信号电压和所述第二信号电压之间的电压差对应于所述电势差的预定倍数和/或小于所 述电势差的5倍，
[0025] 所述补偿电路被适配为例如以下述方式在所述第一补偿电路输出上提供第一补 偿电压，即，相对于所述参考电势的可调整的第一直流电压，并且在所述第二补偿电路输出 上提供第二补偿电压，即，相对于所述参考电势的第二直流电压，例如，可调整的或固定的 第二直流电压：在所述第一补偿电压和所述第二补偿电压之间的电压差对应于所述所要分 量的瞬时电压值的大于25%，并且
[0026] 所述测量和控制电路被适配为使用可预定的、例如，与所述所要分量使用来改变 的频率作比较更高的采样率和例如大于16比特的数字分辨率，将在取决于所述第一信号 电压以及所述第一补偿电压两者的第一补偿信号电压和取决于所述第二信号电压以及所 述第二补偿电压两者的第二补偿信号电压之间的电压差转换为用于表示所述电压差的数 字电压测量信号，即，选自预定的步进的集合的数字值的序列，每一个数字值表示所述电压 差的量化的测量值，并且位于预定转换范围内。
[0027] 本发明的测量电子装置的补偿电路包括能够通过补偿控制信号选择的至少两个 操作模式，所述补偿控制信号能够被应用在所述控制信号输入上，而且，所述补偿电路在第 一操作模式中适配以将所述第一补偿电压设置在对于其预定的第一电压值，并且在第二操 作模式中将所述第一补偿电压设置在对于其预定的第二电压值，对于其预定的第二电压值 大于对于所述第一补偿电压预定的第一电压值，而且，本发明的测量电子装置的测量和控 制电路被适配为在所述补偿控制输出上提供补偿控制信号，用于以下述方式选择所述补偿 电路的可选择的操作模式之一：所述补偿控制信号具有用于选择所述补偿电路的第一操作 模式的第一信号值，所述第一信号值对应于所述补偿电路的第一操作模式，相应地，所述补 偿控制信号具有用于选择所述补偿电路的第二操作模式的第二信号值，所述第二信号值对 应于所述补偿电路的第二操作模式，并且与所述第一信号值不同。
[0028] 而且，本发明在于一种测量系统，用于确定流动的液体的体积流率和/或流速，所 述流动的液体例如是被暴露到暂时恒定磁场和/或在管线中流动的液体，所述测量系统包 括这样的测量电子装置、用于引导所述液体的测量管以及在所述测量管上彼此隔开地布置 的、例如在各种情况下以电极尖端向所述测量管的内腔内突出的两个测量电极，其中，第一 测量电极与输入电路的第一电路输入连接，并且所述第二测量电极与输入电路的第二电路 输入连接。
[0029] 而且，在本发明的测量电子装置的第一实施例中，使得使用其将所述电压差转换 为数字电压测量信号的数字分辨率总计大于20比特。
[0030] 而且，在本发明的测量电子装置的第二实施例中，使得所述测量和控制电路而且 被适配为将所述补偿控制信号设置为与所述补偿电路的第一操作模式对应的第一信号值， 并且其后，将第一类型的至少一个数字值，即在选择所述补偿电路的第一操作模式的同时 产生的数字电压测量信号的数字值，与至少一个预定的第一参考值作比较，所述至少一个 预定第一参考值例如对应于所述电压差的测量值的预定最小值。进一步发展本发明的这个 实施例，另外使得所述测量和控制电路被适配为检测所述第一参考值UrtW下的第一类型 的数字值，并且其后为了将所述电压差增大到例如大于对于其预定的最小值的测量值，将 所述补偿控制信号设置为与所述补偿电路的第二操作模式对应的第二信号值，因此选择所 述补偿电路的第二操作模式。而且，所述测量和控制电路也可以被适配为例如以下述方式 将第二类型的至少一个数字值，即在选择所述补偿电路的第二操作模式的同时产生的数字 电压测量信号的数字值，与例如与所述电压差的测量值的预定最大值对应的预定第二参考 值I2作比较：所述测量和控制电路在它检测到所述第二参考值以上的第二类型的数字值 以将所述电压差减小为例如小于对于其预定的最大值的测量值的情况下，将所述补偿控制 信号设置为与所述补偿电路的第一操作模式对应的第一信号值。
[0031] 在本发明的测量电子装置的第三实施例中，另外使得，所述补偿电路和所述测量 和控制电路被适配为将所述电压差设置为小于对于其预定的最大值，例如，小于+5V，和/ 或设置为大于对于其预定的最小值，例如，大于-5V，因此将所述电压差保持在所述测量和 控制电路的预定转换范围内。进一步发展本发明的这个实施例，另外使得，所述最大值对应 于所述转换范围的上界，并且所述最小值对应于所述转换范围的下界，和/或所述转换范 围对应于在所述最大值和所述最小值之间的差。
[0032] 在本发明的测量电子装置的第四实施例中，另外使得所述补偿电路和测量和控制 电路被适配为将所述电压差保持在测量和控制电路的预定转换范围内。
[0033] 在本发明的测量电子装置的第五实施例中，另外使得所述测量和控制电路被适配 为例如以下述方式产生用于表示所述电压差的测量电压：所述测量电压小于对于其预定的 最大电压值，例如，小于+5V，和/或设置为大于对于其预定的最小值，例如，大于-5V，和/ 或所述测量范围位于小于5V的预定测量电压范围内。进一步发展本发明的这个实施例，另 外使得，所述测量和控制电路被适配为将所述测量电压输出为所述电压差的倍数，和/或， 所述测量和控制电路具有减法器，例如，通过正反馈差分放大器形成的一个，所述正反馈差 分放大器具有反相信号输入、同相信号输入和测量电压输出，所述减法器可以被例如适配 为在所述测量电压输出上提供所述测量电压。
[0034] 在本发明的测量电子装置的第六实施例中，另外使得，所述测量和控制电路具有 例如通过正反馈差分放大器形成的减法器，所述正反馈差分放大器具有反相信号输入、同 相信号输入和测量电压输出，并且，所述测量和控制电路的第一和第三信号电压输入被所 述减法器的同相信号输入形成，并且所述测量和控制电路的第二和第四信号电压输入被所 述减法器的反相信号输入形成。
[0035] 在本发明的测量电子装置的第七实施例中，另外使得，所述测量和控制电路具有 模数转换器，所述模数转换器具有模拟信号输入和数字信号输出，其中，所述模数转换器被 使用采样率定时，并且具有例如大于16比特的标称分辨率。进一步发展本发明的这个实施 例，另外使得，所述模数转换器具有24比特的标称分辨率。
[0036] 在本发明的测量电子装置的第八实施例中，另外使得，所述测量和控制电路具有 例如由有反相信号输入、同相信号输入和测量电压输出的正反馈的差分放大器形成的减法 器以及具有模拟信号输入和数字信号输出的模数转换器，其中，所述模数转换器被使用采 样率定时，并且具有例如大于16比特的标称分辨率，并且，所述模数转换器的模拟信号输 入与减法器的测量电压输出电连接，并且所述模数转换器被适配为在数字信号输出上提供 数字电压测量信号。
[0037] 在本发明的测量电子装置的第九实施例中，另外使得，所述补偿电路被适配为在 所述第一操作模式中将所述第二补偿电压设置为对于其预定的第一电压值处，该对于其预 定的第一电压值大于所述第一补偿电压的第一电压值，和/或，所述补偿电路被适配为在 所述第二操作模式中将所述第二设置为对于其预定的第二电压值处，该对于其预定的第二 电压值大于所述第一补偿电压的第二电压值。进一步发展本发明的这个实施例，另外使得， 所述补偿电路被适配为以下述方式在所述第一操作模式中将所述第二补偿电压设置为所 述电压值，并且在所述第二操作模式中将所述第二补偿电压设置为所述电压值：补偿电压 差，即，在所述第一补偿电压和所述第二补偿电压之间设置的电压差在所述第一操作模式 中采用与所述补偿电压差在所述第二操作模式中采用的电压值不同的电压值。
[0038] 在本发明的测量电子装置的第十实施例中，另外使得，所述补偿电路具有第一数 模转换器，所述第一数模转换器具有：数字信号输入，所述数字信号输入例如用于接收所 述测量和控制电路的控制信号和/或形成所述补偿电路的控制信号输入；以及，模拟信号 输出，所述模拟信号输出例如用于传递所述第一补偿电压和/或形成所述第一补偿电压输 出。进一步发展本发明的这个实施例，另外使得，例如在下述方面通过所述数模转换器的 模拟信号输出来形成所述补偿电路的第一补偿电压输出：所述数模转换器的模拟信号输出 通过插入了至少一个电阻元件与所述输入电路的第一信号电压输出电连接，和/或，所述 数模转换器被适配为例如在下述方面中设置所述第一补偿电压：在其模拟信号输出上设置 的直流电压通过与所述模拟信号输出电连接的至少一个电阻元件而驱动补偿电流。替代 其或补偿其，也通过在所述数模转换器上的数字信号输入来形成所述补偿电路的控制信号 输入，和/或，所述数模转换器也被适配为在其模拟信号输出上提供取决于所述控制信号 并且作为补偿电压的可变直流电压。而且，所述补偿电路可以具有另一个第二数模转换器， 所述第二数模转换器具有例如数字信号输入，用于从所述测量和控制电路接收所述控制信 号，和/或形成所述补偿电路的控制信号输入，并且所述第二数模转换器具有例如模拟信 号输出，用于传递所述第二补偿电压和/或形成所述第二补偿电压输出。
[0039] 在本发明的测量电子装置的第十一实施例中，另外使得，所述输入电路被例如以 下述方式适配使得在所述第一信号电压输出上的第一信号电压也取决于在所述第二信号 电压输出上的第二信号电压，并且在所述第二信号电压输出上的第二信号电压也取决于在 所述第一信号电压输出上的第一信号电压：在所述第一信号电压和所述第二信号电压之间 的电压差与所述电势差成比例。
[0040] 在本发明的测量电子装置的第一另外的发展中，其进一步包括电源电路，所述电 源电路被适配为提供操作电压，例如，被控制在对于其预定的电压值的操作电压和/或用 于供应所述输入电路、所述补偿电路以及所述补偿电路的恒定电压值，。
[0041] 在本发明的测量系统的第一实施例中，而且使得，所述测量电子装置被适配使得 它们相应的电势取决于在所述测量管中引导的液体中产生的电压，例如，由在所述液体内 移位的电荷载体引起的电压。
[0042] 在本发明的测量系统的第二实施例中，而且使得，所述测量电子装置沿着在所述 测量管上的虚拟外围线在所述测量管上被布置得彼此隔开，该虚拟外围线例如是圆形外围 线和/或围绕所述测量管的截面的外围线。
[0043] 在本发明的测量系统的第三实施例中，而且使得，所述测量电极的每一个能够通 过在所述测量管中引导的液体连接。
[0044] 在本发明的测量系统的第四实施例中，而且使得，所述测量和控制电路被适配为 通过所述数字电压测量信号来产生用于瞬时地表示所述体积流率的流的测量值的序列。进 一步发展本发明的这个实施例，另外使得，所述测量和控制电路被适配为特别以下述方式 通过所述数字电压测量信号来产生电压差序列，即，数字值的序列，每一个数字值表示在所 述数字电压测量信号的两个时间连续的数字值之间的差：所述测量和控制电路而且被适配 为不产生在表示在所述补偿电路的不同操作模式之间产生的数字电压测量信号的数字值 的数字值之间的差。替代其或补充其，所述测量和控制电路而且被适配为特别以下述方式 通过所述电压差序列来产生用于瞬时地表示所述体积流率的流的测量值的序列：当所述数 字值表示在所述补偿电路的不同操作模式之间产生的数字电压测量信号的数字值之间的 差时，所述测量和控制电路在确定流的测量值的情况下不使用所述电压差序列的这样的数 字值，
[0045] 在本发明的测量系统的第一另外的发展中，其另外包括磁场发生器，所述磁场发 生器具有控制信号输入，其中，所述磁场发生器被适配为产生至少部分地通过所述测量管 的内腔的例如也在所述测量电极之间延伸的区域内磁场，所述磁场以下述方式根据能够被 施加到所述控制信号输入的磁场控制信号而改变：所述磁场具有垂直于虚拟地连接所述两 个测量电极的虚拟连接轴延伸并且影响所述电势差的所要分量的、具有以一定频率周期地 改变的磁场方向的所要分量。在本发明的测量系统的这另一个发展的实施例中，所述测量 电子装置的测量和控制电路包括与所述磁场发生器的控制信号输入连接的磁场控制信号 输出，并且所述测量和控制电路被适配为在所述磁场控制信号输出上提供磁场控制信号， 例如，周期地交替的磁场控制信号。进一步发展本发明的这个实施例，另外使得，所述磁场 控制信号被实施为矩形信号，和/或，所述磁场控制信号例如以下述方式实现由所述磁场 发生器产生的磁场的交替的、例如周期的改变：所述磁场的所要分量具有以一定频率周期 地改变的磁场方向。因此，所述测量和控制电路也可以被适配为将所述磁场控制信号输出 为以一定频率周期地交替的矩形信号。
[0046] 本发明的基本思想是使能所讨论类型的电势差的所要分量的高度解析的数字化， 即，使用小于IOnV/比特的尽可能大的分辨率，甚至使用模数转换器，该模数转换器具有较 低的标称分辨率24比特或更小，相应地通过下述特征使能使用所述模数转换器形成的测 量和控制电路：该特征一方面包括从要测量的电势得出的两个信号电压的每一个在下述程 度上通过相应地叠加的补偿电压来改变：结果，包含原始所要分量的电压差仅包含与所述 测量和控制电路的标称转换范围匹配的减小的干扰分量，例如，所述减小的干扰分量具有 通过24比特模数转换器形成的有效转换范围，因此具有小于224·IOnV的有效转换范围，并 且该特征另一方面包括，在各种情况下将特定补偿电压设置为选自较小数量的预定离散电 压的电压值，例如，仅2^2 1或2 3。
[0047] 相应地要新设置的电压值可以在这样的情况下理想上被选择使得，结果，当前要 转换的电压差具有电压值，所述电压值尽可能精确地对应于A/D转换器的转换范围的一 半。因此，为了所要分量的更新的数字化，其中，所述所要分量与所述干扰分量作比较相应 地在宽的测量电压的、相应的动态的范围上可能很快地改变，可以利用A/D转换器的转换 范围的几乎一半。因为所述干扰分量与所要分量作比较在很多情况下仅相对慢地改变的 情况，所以对于特定补偿电压设置的电压值可以在每种情况下临时地在相对长的时间跨度 (>ls)上被单独留下，相应地，可以在新电压值的设置对应地长的情况下等待，例如直到所 述电压差采用电压值，所述电压值例如对应于A/D转换器的、相应地使用其形成的测量和 控制电路的转换范围的四分之一或四分之三。

【专利附图】

【附图说明】
[0048] 现在基于在附图的图中呈现的实施例的示例而更详细地描述本发明以及其它有 益实施例及其利用。在所有图中使用相同的附图标记来提供相同的部分；当语言要求或否 则看起来可感测时，在随后的图中省略已经呈现的附图标记。而且，其它有益实施例或另外 的发展，特别是首先仅本发明的单独说明的方面的组合将从附图的图并且也从从属权利要 求本身变得清楚。
[0049] 附图的图示出如下：
[0050]图1以框图的方式示意地示出具有补偿电路的本发明的测量电子装置、相应地使 用其形成的测量系统的实施例的示例；
[0051] 图2以框图的方式示意地示出适合于根据图1的测量电子装置、相应地测量系统 的补偿电路；以及
[0052] 图3、4以框图的形式示意地示出了在每个情况下的适合于根据图1的测量电子装 置、相应地测量系统的补偿电路的另一种变化形式。

【具体实施方式】
[0053] 图1示意地示出了测量电子装置1的实施例的示例，该测量电子装置1用于确 定在具有第一电势％的第一测量电极和具有第二电势1φ2的第二测量电极之间的电势差Δφ12。要确定的电势差?Δφ12包括：时变的所要分量:Aipw，例如，与要对于在线中流动的 液体记录的物理的测量的变量对应的那个；以及，有时也时变的干扰分量:Δφd，例如，在 液体和测量电极之间的界面处通过电化学处理引起的那个。为了说明本发明，假定干扰 分量:Acpd以下述方式与所要分量Acpw同时地出现，因此，它被叠加在后者上：所要分量 小于例如位于例如+ImV处的、对于其预定的应用相关的最大电压值.AcpwMAX，并且 大于例如位于例如-ImV处的、对于其预定的应用相关的最小电压值Λφ^νΜ?Ν，并且，干扰 分量AiPd小于对于其预定的应用相关的最大电压值ΔφψΜΑΧ，该对于其预定的应用相关 的最大电压值.AipWMAX大于所要分量A(pw的预定最大电压值A(pWMAX，例如可以位于 例如AcpdMAX = +2V处，并且，干扰分量:Acpd大于对于其预定的应用相关的最小电压值 AcpdMIN，该对于其预定的应用相关的最小电压值Αφ?ΙΜΙΝ小于所要分量AipW的预定最小电 压值AcpwMiN，例如位于例如AipWMiN= -2V处。而且，可以假定所要分量:Aq>w可以有规 律地也采用电压值，该电压值位于几个毫微伏的数量级上，例如因此，在范围±10nV中。结 果，因此，电势差Δφπ可以具有干扰分量与所要分量的比率，其可以在极端情况下甚至大 于2V/10nV。特别是，而且，可以以下述方式假定实际上干扰分量:Acpd在预定波动范围内以 不可预测的方式随着时间改变，而是与所要分量作比较显著地慢：它可以在某个时间长度 被看作近似恒定，而所要分量:A(pw显著地改变。
[0054] 测量电子装置1包括诸如在图1中示意地所示的电源电路14,电源电路14被适配 为一方面向测量电子装置的另外的组件11、12、13供应它们的运行所需的电能，并且另一 方面提供作为用于确定电势差Δφη的参考的操作电压，g卩，直流电压，例如，单极或双极直 流电压，其被控制为具有对于其预定的例如5V的标称值、特别是尽可能恒定的标称值的电 压值Ups。
[0055] 为了记录在两个测量电极上的电势Φι ，测量电子装置1进一步包括输入电 路11，输入电路11具有与第一测量电极电连接的第一电路输入和与第二测量电极电连接 的第二电路输入。输入电路11被提供来在第一信号电压输出上传递至少取决于第一电势 Φ1并且关于被应用到承载例如，0. 5 · ^和/或OV的测量电子装置的对应的参考电极GRN 的参考电势q>Ref的第一信号电压Usl，并且在第二信号电压输出上传递至少取决于第二电势 奶并且同样关于参考电势(pRef的第二信号电压Us2。为了对于输入电路的两个电路输入的 每一个提供尽可能高的输入电阻的目的，通过第一阻抗转换器〇%的同相输入来形成第一 电路输入，第一阻抗转换器OV1的输出作为输入电路的第一信号输出，并且通过第二阻抗转 换器OV2的同相输入来形成第二电路输入，第二阻抗转换器OV2的输出作为输入电路的第二 信号输出。
[0056] 在在此所示的实施例的示例中，两个阻抗转换器OVp0%通过电连接两个阻抗转 换器的反相输入的电阻元件rel补充地连接在一起，以形成具有很好的共模抑制、即很大程 度上独立于对于其最后设置的放大率的共模抑制的差分放大器。结果，输入电路实际上被 实施使得在第一信号电压输出上的第一信号电压Usl也取决于在第二信号电压输出上的第 二信号电压Us2，并且在第二信号电压输出上的第二信号电压Us2也取决于在第一信号电压 输出上的第一信号电压Usl，然而，以下述方式来执行：在第一信号电压Usl和第二信号电压 Us2之间的电压差与实际上感兴趣的电势差Δφ12成比例，因此等于电势差Δφ12的可预定的 Mjf，相应地在每种情况下对应于形成电势差Δφ12的所要和干扰分量。输入电路使用其 来放大电势差Δφ?2的放大率M1优选地被设置使得它对应于小于电势差Δφ?2的5倍，因此M1G0
[0057] 对于通过输入电路11产生的信号电压的另外的处理和评估，本发明的测量电子 装置1进一步包括测量和控制电路13,该测量和控制电路13具有：与输入电路的第一信号 电压输出连接并且因此接收第一信号电压的第一信号电压输入；以及，与输入电路的第二 信号电压输出连接并且因此接收第二信号电压的第二信号电压输入。
[0058]而且，测量电子装置1为了减少在输入电路的输出处的两个信号电压Usl、Us2中包 含的干扰分量的目的，相应地在它们的电压差△Usl2中，并且实际上以数量相对于所要分量 达到例如2V/10nV的相同的比率，如在电势差:Δφ12中那样，包括补偿电路12,补偿电路12 具有：第一补偿电压输出，其与测量和控制电路的第三信号电压输入电连接以及，第二补偿 电压输出，其与测量和控制电路13的第四信号电压输入电连接。补偿电路12被适配为在 第一补偿电压输出上提供第一补偿电压Uca，即，关于参考电势CPRef的可调整的第一直流电 压，并且在第二补偿电压输出上提供第二补偿电压11。2，即，关于参考电势 1的第二直流 电压，例如，同样可调整或但是可以是固定电压的第二直流电压。由补偿电路传递的补偿电 压Uc^Ue21可以例如被选择和设置使得两个补偿电压u^ue21的和Σιι。12=ud+u。,、是具有 例如在对于操作电压设置的电压值Ups和参考电势(PRef或例如甚至OV之间的差的一半的预 定恒定值。
[0059] 本发明的测量电子装置的测量和控制电路13被特别适配为使用预定采样率&和 甚至分辨率N--理想上大约16比特、特别是大约20比特的甚至分辨率N--将在取决于 第一信号电压Usl和第一补偿电压u&的第一补偿信号电压usc;1两者、即信号和补偿电压的 加权和与取决于第二信号电压U2和第二补偿电压u。2两者、即信号和补偿电压的加权和之 间的电压差Au12、因此与电压差Ausl2成比例的电压usc;1_usc;2转换为用于表示电压差Au12 的数字电压测量信号uD，因此产生选自值的预定步进集合的数字值Ud的序列，其中，每个数 字值对应于位于预定转换范围ΔU12--数量达到例如小于5V--内并且表示电压差ΔU12 的量化的测量值U12。在本发明的另一个实施例中，在用于这样的目的的测量电子装置中提 供了模数转换器A/D，所述模数转换器A/D被使用采样率fs定时，并且被适配为在数字信号 输出上提供数字电压测量信号uD。模数转换器A/D优选地具有大于16比特、例如24比特 的标称分辨率，并且可以例如是公司TexasInstruments,Inc的ADS1246。
[0060] 在本发明的另一个实施例中，测量和控制电路13包括用于产生表示电压差ΛU12 的模拟测量电压UM的减法器OV3，例如，全差分减法器和/或诸如在图1中示意地呈现的由 具有正反馈电阻元件rm(l的至少一个差分放大器形成的减法器。该减法器包括反相信号输 入同相信号输入" + "和用于模拟测量电压的Um测量电压输出。在在此所示的实施例 的示例中，为了形成用于信号和补偿电压1131、1132、11。1、11。 2的多减法器的目的，通过减法器的 同相信号输入以及与其连接的第一入口侧电阻元件rml来形成测量和控制电路13的第一信 号电压输入，通过减法器的反相信号输入以及与其连接的第二入口侧电阻元件rm2来形成 测量和控制电路的第二信号电压输入，通过减法器的同相信号输入以及与其连接的第三入 口侧电阻元件rm3来形成测量和控制电路的第三信号电压输入，并且，通过减法器的反相信 号输入以及与其连接的第四入口侧电阻元件rm4来形成测量和控制电路的第四信号电压输 入。优选地，电阻元件rml、rm2、rm3、！^被定大小使得电阻元件rml的欧姆电阻Rml等于电阻 元件rm2的欧姆电阻Rm2并且电阻元件rm3的欧姆电阻Rm3等于电阻元件rm4的欧姆电阻Rm4。
[0061] 而且，在图1中所示的实施例的示例中，减法器的测量电压输出与模数转换器A/D 的模拟信号输入电连接，使得其接收用于将其数字化的测量电压％。在本发明的另一个实 施例中，提供了减法器，因此，测量和控制电路进一步被适配为将测量电压Um输出为电压差 Δ?!12的^倍（例如，大于3倍）。减法器的对应的放大因子可以例如被固定地预定，或者 但是也可以在测量操作期间逐步地可调整。特别地以下述方式来如此进行：测量电压Um总 是小于对于其预定的最大电压值Umiax,例如，小于+5V，相应地总是大于对于其预定的最小 电压值UMin，例如，大于_5V或例如甚至0伏特，相应地以下述方式来如此进行：测量电压uM 总是在预定测量电压范围ΔUm=U ，例如，从-5伏特至+5伏特或从0伏特至+5 伏特。然而，可替选地，对于具有下游模数转换器A/D的描述的"模拟"减法器，例如，也可 以使用2模拟信号输入的、例如也差分的模数转换器，因此，AnalogDevices、Inc.的类型 AD7793的A/D转换器，其在第一模拟信号输入上被馈送第一补偿信号电压Usel，并且在第二 模拟信号输入上被馈送第二补偿信号电压Use2并且在数字输出上传递表示作为时间的函数 的电压差Au12的数字电压测量信号uD。
[0062] 进一步，本发明的测量电子装置1的补偿电路12被实施使得以下述方式其至少具 有能够通过在其中设置的控制信号输入上应用的补偿控制信号s。而选择的两个操作模式： 补偿电路12在第一操作模式中将第一补偿电压Ucl设置在预定的第一电压值Uε11，并且所 述补偿电路在第二操作模式中将第一补偿电压Uca设置在对于其预定的第二电压值U。12，该 对于其预定的第二电压值仏12大于对于第一补偿电压u&预定的第一电压值U&。在本发明 的另一个实施例中，而且，补偿电路被适配为在第一操作模式中将第二补偿电压11。 2设置在 预定的第一电压值Ue21，该预定的第一电压值υ?1大于第一补偿电压u&的第一电压值Uε11。 替代地或补充地，该补偿电路也可以被适配为在第二操作模式中将第二补偿电压11。2设置 在对于其预定的第二电压值K22，该对于其预定的第二电压值υ?2小于第一补偿电压u。亦 第二电压值Uca2。在本发明的另一个实施例中，进一步，补偿电路被适配为以下述方式在第 一操作模式中将第二补偿电压设置在电压值U。21，并且在第二操作模式中将第二补偿电 压11。2设置在电压值U。22:补偿电压差Au。12,g卩，在第一补偿电压Uc^P第二补偿电压u。2之 间设置的电压差第一操作模式中采用电压值Uε11_υ?1，其与补偿电压差ΛUc;12也以 电压值H22大于电压值uε11-υ?1的方式在第二操作模式中采用的电压值u。121。22不同。 根据另一个实施例，进一步，补偿电路12被设计使得，用于使用其可调整并且尤其取决于 操作电压的高度的补偿电压差Aucl2的最大电压值八112"?被选择使得，基于用于由输入电 路11输出的电压差Ausl2的可能预期的最大值ΛUs12mx的电压值ΛU。12"?满足条件：
[0063]

【权利要求】
1.一种测量电子装置，用于确定在具有第一电势（(P1)的第一测量电极和具有第二电 势（q>2)的第二测量电极之间的电势差（Acp12)，特别是取决于被暴露到磁场的流动的液 体的体积流率的电势差（Acpi2)， -其中，所述电势差（Aq)12)包含时变的所要分量（Atpw)--特别是以预定周期Tm改 变的所要分量，其中，所述所要分量（Acpw) --小于对于其预定的最大电压值A^wmax，并且 一大于对于其预定的最小电压值AtPwMlN，并且 -其中，所述电势差（A(P12)包含干扰分量（A(Pd)，所述干扰分量在时间上恒定，相应 地比所述所要分量更慢地改变，特别是以所述所要分量随着时间改变的频率fM=l/TM相比 较，其中，所述干扰分量（Aq)d) 一小于对于其预定的最大电压值.A^dMAX，所述最大电压值.A^PdMAX大于所述所要分 莖（A(pw)的最大电压值.A(pwMAX，并且 -大于对于其预定的最小电压值AcpdMIN，所述最小电压值AtpdMIN小于所述所要分量 (Acpw)的最小电压值AcpWMIN， 所述测量电子装置包括： -参考电极（GRN)，所述参考电极（GRN)具有参考电势（(pfcf)，特别是固定参考电势 (cPRef); -输入电路，所述输入电路具有 一第一电路输入，所述第一电路输入由第一阻抗转换器（OV1)的同相输入形成，并且能 够与所述第一测量电极电连接； 一第二电路输入，所述第二电路输入由第二阻抗转换器（OV2)的同相输入形成，并且能 够与所述第二测量电极电连接； 一第一信号电压输出，所述第一信号电压输出由所述第一阻抗转换器的输出形成；以 及， 一第二信号电压输出，所述第二信号电压输出由所述第二阻抗转换器的输出形成， 一其中，所述输入电路被适配为 -在所述第一信号电压输出上提供相对于所述参考电势（(PRef)并且取决于所述第 一电势（Cp1)的第一信号电压（Usl)，并且 ---在所述第二信号电压输出上提供相对于所述参考电势并且至少取决于所述第二电 势（q>2)的第二信号电压（Us2)，由此，在所述第一信号电压和所述第二信号电压之间的电压 差等于所述电势差（Aq)12)的预定M1倍和/或小于所述电势差（Acp12)的5倍； -补偿电路，所述补偿电路具有 --第一补偿电压输出， --第二补偿电压输出，以及 --控制信号输入， --其中，所述补偿电路被适配为在所述第一补偿电路输出上提供第一补偿电压（UJ， 即相对于所述参考电势的可调整的第一直流电压，并且在所述第二补偿电路输出上提供第 二补偿电压（11。2)，即相对于所述参考电势的第二直流电压，特别是可调整的或固定的第二 直流电压，由此，在所述第一补偿电压和所述第二补偿电压之间的电压差对应于大于所述 干扰分量的瞬时电压值的25%，并且 _其中，所述补偿电路包括通过能够被应用在所述控制信号输入上的补偿控制信号能 够选择的至少两个操作模式，并且被适配为 一在第一操作模式中将所述第一补偿电压（uj设置在对于其预定的第一电压值Ucll, 并且 一在第二操作模式中将所述第一补偿电压（uj设置在对于其预定的第二电压值Ucl2, 所述第二电压值Uca2大于对于所述第一补偿电压（uJ预定的所述第一电压值Ucll, -以及，测量和控制电路，所述测量和控制电路具有 一与所述输入电路的第一信号电压输出连接的第一信号电压输入， 一与所述输入电路的第二信号电压输出电连接的第二信号电压输入， 一与所述补偿电路的第一补偿电压输出电连接的第三信号电压输入； 一与所述补充电路的第二补偿电压输出电连接的第四信号电压输入；以及， 一与所述补充电路的控制信号输入连接的补偿控制输出， -其中，所述测量和控制电路被适配为使用可预定的、特别是与频率fM= 1/TM相比较 更高的采样率fs和特别地大于16比特的数字分辨率N，将取决于所述第一信号电压（Usl) 和所述第一补偿电压（uj两者的第一补偿信号电压（Usca)和取决于所述第二信号电压 (us2)以及所述第二补偿电压（uj两者的第二补偿信号电压（usJ之间的电压差转换为表 示所述电压差（Au12)的数字电压测量信号（uD)，即选自预定的步进集合的并且各自表示 所述电压差（Au12)的量化的测量值U12并且位于预定转换范围AU12内的数字值Ud的序列， 并且 _其中，所述测量和控制电路被适配为在所述补偿控制输出上以下述方式提供补偿控 制信号，用于选择所述补偿电路的可选择的操作模式之一： 一所述补偿控制信号具有用于选择所述补偿电路的第一操作模式的第一信号值，所述 第一信号值对应于所述补偿电路的第一操作模式，相应地 一所述补偿控制信号具有用于选择所述补偿电路的第二操作模式的第二信号值，所述 第二信号值对应于所述补偿电路的第二操作模式，并且与所述第一信号值不同。
2. 根据前述权利要求所述的测量电子装置，其中，使用其所述电压差（Au12)被转换为 所述数字电压测量信号（uD)的所述数字分辨率N总计大于20比特。
3. 根据前述权利要求之一所述的测量电子装置，其中，所述测量和控制电路被适配为 -将所述补偿控制信号设置为与所述补偿电路的第一操作模式对应的所述第一信号 值，并且其后， -将第一类型的至少一个数字值Udi，即在选择所述补偿电路的第一操作模式的同时产 生的所述数字电压测量信号的数字值（UD)，与至少一个预定的第一参考值Urt，特别是对于 所述电压差（Au12)的测量值U12的预定最小值Umin，作比较。
4. 根据前述权利要求所述的测量电子装置，其中，所述测量和控制电路被适配为 -检测所述第一类型的数字值Udi未超过所述第一参考值U -并且其后，为了将所述电压差（Au12)增大到特别是大于对于其预定的最小值U12mn的 测量值U12，将所述补偿控制信号设置为与所述补偿电路的第二操作模式对应的所述第二信 号值。
5. 根据前述权利要求所述的测量电子装置，其中，所述测量和控制电路也被适配为将 第二类型的至少一个数字值UDII，即在选择所述补偿电路的第二操作模式的同时产生的所 述数字电压测量信号的数字值（uD)，与特别是与所述电压差（Au12)的测量值U12的预定最 大值U12max对应的预定第二参考值UJ乍比较。
6. 根据前述权利要求所述的测量电子装置，其中，所述测量和控制电路被适配为 -检测第二类型的数字值Udii超过所述第二参考值， -并且其后，为了将所述电压差（Au12)缩小到特别是小于对于其预定的最大值U12max的 测量值U12，将所述补偿控制信号设置为与所述补偿电路的第一操作模式对应的所述第一信 号值。
7. 根据前述权利要求之一所述的测量电子装置，其中，所述补偿电路和所述测量和控 制电路被适配为将所述电压差（Au12)设置为小于对于其预定的最大值U12max，特别是小于 +5V，和/或大于对于其预定的最小值Umin，特别是大于-5V，特别是将所述电压差（AUl2) 保持在所述预定转换范围AU12=U12Max_U12MinR〇
8. 根据前述权利要求所述的测量电子装置， -其中，所述最大值U12max对应于所述转换范围AU12的上界，并且，所述最小值U12Min对 应于所述转换范围下界；和/或 _其中，所述转换范围AU12对应于在所述最大值U12_和所述最小值U12Min之间的差 UuMax-U12Mir^
9. 根据前述权利要求之一所述的测量电子装置，其中，所述补偿电路和所述测量和控 制电路被适配为将所述电压差（Au12)保持在所述预定转换范围AU12内。
10. 根据前述权利要求之一所述的测量电子装置，其中，所述测量和控制电路被适配为 产生表示所述电压差（Au12)的测量电压（uM)，由此，所述测量电压（Um)小于对于其预定 的最大电压值UMax，特别是小于+5V，和/或大于对于其预定的最小电压值UMin，特别是大 于-5V，和/或，所述测量电压（Um)位于小于5V的预定测量电压范围AUm=UMax-UMin内。
11. 根据权利要求10所述的测量电子装置，其中，所述测量和控制电路被适配为将所 述测量电压（uD)输出为所述电压差（Au12)的M2倍。
12. 根据权利要求10或11所述的测量电子装置，其中，所述测量和控制电路具有减法 器，特别是通过正反馈差分放大器形成的减法器，所述正反馈差分放大器具有反相信号输 入、同相信号输入和测量电压输出。
13. 根据权利要求12所述的测量电子装置， -其中，通过所述减法器的同相信号输入来形成所述测量和控制电路的第一和第三信 号电压输入，并且，通过所述减法器的反向信号输入来形成所述测量和控制电路的第二和 第四信号电压输入，和/或 -其中，所述减法器被适配为在所述测量电压输出上提供所述测量电压（Um)。
14. 根据前述权利要求之一所述的测量电子装置，其中，所述测量和控制电路具有模数 转换器（A/D)，所述模数转换器（A/D)具有模拟信号输入和数字信号输出，其中，所述模数 转换器（A/D)被使用采样率fs定时，并且特别具有大于16比特的标称分辨率。
15. 根据权利要求12和14所述的测量电子装置， -其中，所述模数转换器（A/D)的模拟信号输入与所述减法器的测量电压输出电连接， 并且 一其中，所述模数转换器（A/D)被适配为在所述数字信号输出上提供所述数字电压测 量信号（uD)。
16. 根据权利要求14或15所述的测量电子装置，其中，所述模数转换器（A/D)具有24 比特的标称分辨率。
17. 根据前述权利要求之一所述的测量电子装置， _其中，所述补偿电路被适配为在所述第一操作模式中将所述第二补偿电压设置为对 于其预定的第一电压值Ue21，所述第一电压值121大于所述第一补偿电压（uj的第一电压 值Uell，和/或， _其中，所述补偿电路被适配为在所述第二操作模式中将所述第二补偿电压设置为对 于其预定的第二电压值Ue22，所述第二电压值122小于所述第一补偿电压（uj的第二电压 值Ucl2。
18. 根据前述权利要求所述的测量电子装置，其中，所述补偿电路被适配为，在所述第 一操作模式中将所述第二补偿电压〇1。2)设置为所述电压值Ue21，并且在所述第二操作模式 中将所述第二补偿电压〇1。2)设置为所述电压值Ue22，由此，补偿电压差（Aucl2),即在所述 第一补偿电压（uj和所述第二补偿电压（uj之间设置的电压差，在所述第一操作模式中 采用电压值Ucai-Ue21，所述电压值Ucll-Um与所述补偿电压差（Auca2)在所述第二操作模式 中采用的电压值Uca2-Ue22不同，特别是由此电压值U。121。22大于电压值U也-U^。
19. 根据前述权利要求之一所述的测量电子装置，其中，所述补偿电路至少具有第一数 模转换器（DAI;DA2)，所述数模转换器（DAI;DA2)具有数字信号输入，特别是接收所述测量 和控制电路的控制信号和/或形成所述补偿电路的控制信号输入的数字信号输入；以及， 模拟信号输出，特别是传递所述第一补偿电压和/或形成所述第一补偿电压输出的模拟信 号输出。
20. 根据权利要求19所述的测量电子装置， -其中，通过所述至少一个数模转换器（DAI;DA2)的模拟信号输出来形成所述补偿电 路的第一补偿电压输出：特别在于所述数模转换器（DAI;DA2)的模拟信号输出通过插入至 少一个电阻元件（rm3;rm4)与所述输入电路的第一信号电压输出电连接；和/或 一其中，所述数模转换器（DAI;DA2)被适配为设置所述第一补偿电压（uj，特别在于 在其模拟信号输出上设置的直流电压通过与所述模拟信号输出电连接的至少一个电阻元 件驱动补偿电流；和/或 -其中，通过在所述至少一个数模转换器（DAI;DA2)上的所述数字信号输入来形成所 述补偿电路的控制信号输入；和/或 一其中，所述数模转换器（DAI;DA2)被适配为在其模拟信号输出上提供取决于所述控 制信号的可变的直流电压。
21. 根据权利要求19至20之一所述的测量电子装置，其中，所述补偿电路具有第二数 模转换器（DA2)，所述第二数模转换器（DA2)特别具有用于从所述测量和控制电路接收所 述控制信号和/或形成所述补偿电路的控制信号输入的数字信号输入，并且特别具有用于 传递所述第二补偿电压和/或形成所述第二补偿电压输出的模拟信号输出。
22. 根据前述权利要求之一所述的测量电子装置，其中，所述输入电路被适配使得在所 述第一信号电压输出上的所述第一信号电压（Usl)也取决于在所述第二信号电压输出上的 所述第二信号电压（us2)，并且使得在所述第二信号电压输出上的所述第二信号电压（Us2) 也取决于在所述第一信号电压输出上的所述第一信号电压（Usl)，特别是由此，在所述第一 信号电压（Usl)和所述第二信号电压（us2)之间的电势差（Acp12)与所述电压差（Ausl2)成 比例。
23. 根据前述权利要求之一所述的测量电子装置，进一步包括：电源电路，所述电源电 路被适配为提供操作电压（uN)，特别是被控制在对于其预定的电压值Ups处的操作电压（Un) 和/或用于供应所述输入电路、所述补偿电路以及所述补偿电路的恒定电压值UPS。
24. -种测量系统，用于确定流动的液体的体积流率和/或流速，所述流动的液体特别 是被暴露到暂时恒定磁场和/或在管线中流动的液体，所述测量系统包括： -根据前述权利要求之一所述的测量电子装置； -用于引导所述液体的测量管；以及 _在所述测量管上彼此隔开地布置的、特别是在每个情况下以电极尖端向所述测量管 的内腔内突出的两个测量电极，其中的第一测量电极与所述输入电路的第一电路输入连接 并且第二测量电极与所述输入电路的第二电路输入连接。
25. 根据权利要求24所述的测量系统。 _其中，所述测量电极被适配使得它们相应的电势取决于在所述测量管中引导的液体 中产生的电压，特别是由在所述液体内移位的电荷载体引起的电压；和/或 _其中，沿着在所述测量管上的虚拟外围线在所述测量管上所述测量电极被布置得彼 此隔开，所述虚拟外围线特别是圆形外围线和/或围绕所述测量管的截面区域的外围线； 和/或 -其中，所述测量电极的每一个可接触在所述测量管中引导的液体。
26. 根据权利要求24至25之一所述的测量系统，进一步包括：磁场发生器，所述磁场 发生器具有控制信号输入，其中，所述磁场发生器被适配为产生至少部分地通过所述测量 管的内腔、特别也在所述测量电极之间延伸的区域内的磁场（B)，所述磁场⑶根据能够被 施加到所述控制信号输入的磁场控制信号而改变，特别以下述方式：所述磁场（B)具有垂 直于虚拟地连接所述两个测量电极的虚拟连接轴延伸并且影响所述电势差的所要分量的、 具有以频率fM= 1/TM周期地改变的磁场方向的所要分量（Bw)。
27. 根据权利要求26所述的测量系统，其中，所述测量电子装置的测量和控制电路包 括与所述磁场发生器的控制信号输入连接的磁场控制信号输出，并且被适配为在所述磁场 控制信号输出上提供磁场控制信号，特别是周期地交替的磁场控制信号。
28. 根据前述权利要求所述的测量系统， -其中，所述磁场控制信号被实施为矩形信号；和/或， -其中，所述磁场控制信号实现由所述磁场发生器产生的所述磁场的交替的、特别是周 期的改变，特别以下述方式：所述磁场（B)的所要分量（Bw)具有以频率fM= 1/TM周期地改 变的磁场方向。
29. 根据权利要求27或28所述的测量系统，其中，所述测量和控制电路被适配为将所 述磁场控制信号输出为以频率fM= 1/TM周期地交替的矩形信号。
30. 根据权利要求24至29之一所述的测量系统，其中，所述测量和控制电路被适配为 通过所述数字电压测量信号（uD)来产生瞬时地表示所述体积流率的流的测量值的序列。
31. 根据权利要求30所述的测量系统，其中，所述测量和控制电路被适配为通过所述 数字电压测量信号（uD)来产生电压差序列（AuD)，即数字值的序列AUD，每一个数字值 AUd表示在所述数字电压测量信号（uD)的两个时间连续的数字值之间的差。
32. 根据权利要求31所述的测量系统，其中，所述测量和控制电路被适配为不产生在 表示在所述补偿电路的不同操作模式期间产生的所述数字电压测量信号（uD)的数字值的 数字值Ud之间的差AUD。
33. 根据权利要求31或32所述的测量系统，其中，所述测量和控制电路被适配为通过 所述电压差序列（△%)来产生瞬时地表示所述体积流率的流的测量值的序列。
34. 根据前述权利要求所述的测量系统，其中，所述测量和控制电路被适配为当所述数 字值AUd表示在所述补偿电路的不同操作模式期间产生的所述数字电压测量信号（uD)的 数字值Ud之间的差时，所述测量和控制电路在确定流的测量值的情况下不使用所述电压差 序列（Aud)的这样的数字值AUD。
【文档编号】G01F1/60GK104508432SQ201380040687
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年7月30日
【发明者】托马斯·孔, 安德烈·施帕林格, 马库斯·鲁费纳赫特 申请人:恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司