(57)【要約】渦電流原理で作動し、好ましくは物理量を測定する測定コイルを有するセンサと、センサ（２）の測定信号（１００）を評価する評価ユニット（３）とを備え、センサ（２）及び評価ユニット（３）を接続ケーブル（４）で相互接続して温度を補償する回路装置（１）は、接続ケーブル（４）の温度を補償するための追加線、すなわち、補償線（５）によって、構造的に簡単な実施形態で温度に起因する干渉を最小限に抑えるか、ほぼ防止することを特徴としている。さらに、温度を補償する対応の方法も記載されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦電流原理で作動し、好ましくは、物理量を測定する測定コイルを有するセンサと、該センサ（２）の測定信号（１００）を評価する評価ユニット（３）とを備え、前記センサ（２）及び前記評価ユニット（３）を接続ケーブル（４）で相互接続して温度を補償する回路装置（１）であって、
前記接続ケーブル（４）の温度を補償するための補償線（５）を特徴とする回路装置。
【請求項２】
前記補償線（５）は、ケーブル又はワイヤとして実現されていることを特徴とする請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記接続ケーブル（４）は、同軸ケーブルとして実現されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記補償線（５）は、前記接続ケーブル（４）の一体部分であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項５】
前記補償線（５）は、前記接続ケーブル（４）から遮蔽されていることを特徴とする請求項４に記載の回路装置。
【請求項６】
前記補償線（５）は、前記接続ケーブル（４）に平行に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項７】
前記補償線（５）は、一端部で前記同軸ケーブルの前記シールドに接続していることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項８】
前記補償線は、前記同軸ケーブルの前記センサ側の端部に接続していることを特徴とする請求項７に記載の回路装置。
【請求項９】
前記同軸ケーブルは、前記評価ユニット（３）に向かう前記補償線（５）の帰線として機能することを特徴とする請求項７又は８に記載の回路装置。
【請求項１０】
前記補償線（５）は、別体の帰線を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１１】
前記補償線（５）は、信号源（６）から好ましくは直流を供給されて、それにより、温度依存補償線信号（２００）を、特に温度依存直流電圧信号を発生することができるようにしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１２】
前記補償線（５）は、信号源（６）から低周波交流を供給されて、それにより、温度依存補償線信号（２００）を、特に低周波交流電圧信号を発生することができるようにしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１３】
前記温度依存補償線信号（２００）、特に温度依存直流信号、及び／又は低周波交流電圧信号を作成するために、かつ／又は補償信号（３００）を発生するために、好ましくはアナログ式の回路（７）を配置していることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の回路装置。
【請求項１４】
前記回路（７）で発生した前記補償信号（３００）をさらに処理するために、前記温度依存補償信号（３００）を補正し、特に前記温度依存補償信号（３００）に少なくとも１つの補正係数（Ｋ１）を掛ける部品（８）を配置していることを特徴とする請求項１３に記載の回路装置。
【請求項１５】
信号、特に高周波交流信号（１００）を発生する発生器（９）を配置しており、該信号を前記測定コイルに供給することによって、測定信号を、特に高周波交流電圧測定信号（１００）を発生できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１６】
直流信号（４００）及び／又は低周波交流信号を発生するさらなる発生器（１０）を配置しており、該信号は、前記測定コイルに供給することができることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１７】
前記高周波測定信号（１００）及び重ねられた直流電圧信号（４００）、及び／又は低周波直流電圧信号の分離及び処理を行って、温度依存補償測定信号（５００）、特に温度依存直流電圧測定信号を発生できるようにする、好ましくはアナログ式の回路（１２）を配置していることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の回路装置。
【請求項１８】
前記温度依存補償測定信号（５００）及び前記補正温度依存補償信号（３００）との差信号（６００）を生じる部品（１３）を配置していることを特徴とする請求項１３又は１４若しくは１７に記載の回路装置。
【請求項１９】
前記差信号（６００）を補正し、また、前記温度依存補償信号（３００）を補正し、特に前記差信号及び／又は前記温度依存補償信号（３００）に補正係数（Ｋ２、Ｋ３）を掛ける部品（１５、１６）を配置していることを特徴とする請求項１８に記載の回路装置。
【請求項２０】
前記高周波測定信号（１００）を復調して、前記物理量に依存した直流電圧測定信号（７００）を発生する部品（１４）を配置していることを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項２１】
前記物理量に依存した前記直流電圧測定信号（７００）及び／又は前記補正差信号（６００）及び／又は前記補正温度依存補償信号（３００）の複合信号（８００）を生じる部品（１７）を配置していることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の回路装置。
【請求項２２】
前記複合信号（８００）を線形化する線形化回路（１８）を配置していることを特徴とする請求項２１に記載の回路装置。
【請求項２３】
前記差信号（６００）を補正し、また、前記温度依存補償信号（３００）を補正し、特に前記差信号（６００）及び／又は前記補償信号（３００）に補正係数（Ｋ４、Ｋ５）を掛ける部品（１９、２０）を配置していることを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項２４】
前記線形化複合信号（９００）及び／又は前記補正差信号（６００）及び／又は前記補正温度依存補償信号（３００）のさらなる複合信号（１０００）を生じる部品（２１）を配置していることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の回路装置。
【請求項２５】
前記測定コイル及び／又は前記接続ケーブル（４）のキャパシタンス及び／又はインダクタンス、及び／又は補助コンデンサ（２２）によって形成された振動性回路の共振周波数を調整する補助コンデンサ（２２）を配置していることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項２６】
前記センサ（２）の温度を測定するように、温度センサ（２３）を前記測定コイルの直ぐ近くに配置していることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項２７】
前記温度センサ（２３）は、前記測定コイルに熱結合されていることを特徴とする請求項２６に記載の回路装置。
【請求項２８】
温度センサ信号（１１００）を発生する発生器（２４）を配置していることを特徴とする請求項２６又は２７に記載の回路装置。
【請求項２９】
温度依存温度センサ測定信号（１２００）を作成して発生する、好ましくはアナログ式の回路（２５）を配置していることを特徴とする請求項２６乃至２８のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項３０】
渦電流原理で作動し、好ましくは物理量を測定する測定コイル（２）を有するセンサ（２）と、該センサ（２）の測定信号を評価する評価ユニット（３）とを用い、前記センサ（２）及び前記評価ユニット（３）を接続ケーブル（４）で相互接続して、請求項１乃至２９のいずれか１項に記載の回路装置で機能することができる温度補償方法であって、
前記接続ケーブル（４）の温度を補償する補償線（５）を配置していることを特徴とする方法。
【請求項３１】
前記回路装置（１）の校正が、前記センサ（２）の温度の関数として行われることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
校正が、前記接続線（４）の温度の関数として行われることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記校正の結果として得られる信号に基づいて、補正係数（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５）を計算することを特徴とする請求項３１又は３２に記載の方法。
【請求項３４】
温度依存補正係数（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５）の表をプロセッサによって作成し、かつ／又はメモリに記憶することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
測定中に、前記測定信号（１００）の温度を補償するために、前記補正係数（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５）を前記測定温度の関数として前記表から選択することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記補正係数（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５）は、温度依存信号（３００、５００、６００、１２００）を補正するために使用されることを特徴とする請求項３３乃至３５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流原理で作動し、好ましくは物理量を測定する測定コイルを有するセンサと、センサの測定信号を評価する評価ユニットとを備え、センサ及び評価ユニットを接続ケーブルで相互接続して温度を補償する回路装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度を補償する回路装置及び方法は、長年にわたって実際の作業で周知である。渦電流原理で作動する回路装置の場合、導電性の測定対象の接近によって生じるセンサの測定コイルのインピーダンス変化を測定する。次に、インピーダンス変化を評価して、たとえば、センサ及び測定対象の間隔をできる限り線形関係で示す測定信号を生じる。しかし、測定に使用される測定コイルのインピーダンスと、測定対象の電気及び磁気伝導性、したがって、センサに対する測定対象の反応との両方が温度に伴って変化するので、正確な測定信号を得るには、対応の温度補償が必要であろう。同時に、温度影響には、測定距離の関数として異なる補償値が必要であると考えるべきである。
【０００３】
これは、たとえば、センサの温度を測定することによって達成することができる。その場合、温度測定信号を使用して、記憶している表から対応の補正値を選択するか、必要ならば、それらを補間して、それで測定信号を補正することができる。変更例として、たとえば、単純又は多重加算によって、かつ／又は補正係数を測定信号に掛けることによって、温度測定信号を直接的に測定信号から差し引き計算することができる。これは、測定信号の線形化の前及び／又は後に、おそらくは、補正段階の前に温度測定信号を追加的に非線形変化させることによっても行うことができる。このように、簡単な温度補償を行うことができる。
【０００４】
しかし、たとえば、空間的理由から、あるいは環境条件の理由から、センサを評価ユニットから離れた位置に配置することがしばしば必要である。同様に、測定信号の電子的前処理を実施するための空間を直接的にセンサ上に得られない場合が多い。したがって、センサを接続ケーブルで評価ユニットに接続する必要がある。しかし、この接続ケーブルが追加インピーダンスを示し、これ自体も温度依存型であるため、やはり温度依存測定誤差を生じる。多くの場合、センサの温度は接続ケーブルの温度と同一でもないため、センサの温度だけから算出された温度補償が、接続ケーブルによって生じた測定誤差も同時に補償することはない。
【０００５】
物理量を測定するために渦電流原理で作動するセンサと、センサの測定信号を評価する評価ユニットとを用いて温度を補償する回路装置及び方法を開示した従来技術がある（たとえば、特許文献１参照）。測定コイルを有するセンサと評価ユニットとは、接続ケーブルによって相互接続されている。測定コイル、測定対象及び接続ケーブルのインピーダンスを適当に調整することによって、従来技術に開示された方法で、接続ケーブルの影響も十分に補償する温度応答が得られる。しかし、インピーダンスのこの調整及び一致は、特別な場合に実現できるだけである。センサは通常、さまざまな測定対象に、それに対応して異なった温度依存インピーダンス変化を伴って使用され、また、使用の結果として、測定コイル及び使用ワイヤ径の両方の可能寸法に狭い範囲を設定することが多いので、上記の従来技術の回路装置及び方法の両方の場合で、センサ及び接続ケーブルの温度が異なるために、やはり大きな測定誤差が発生する。
【特許文献１】
欧州特許第ＥＰ００４９３０４Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、冒頭に記載した形式で、温度に起因する干渉、特に接続ケーブルによって生じた温度に起因する干渉を、構造的に簡単なレイアウトで最小限に抑えるか、ほぼ排除して温度を補償する回路装置及び方法の両方を記載することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、回路装置に関しては、上記目的は、請求項１で特徴づけられた部品で温度を補償する回路装置によって達成される。したがって、ここで問題としている温度補償回路装置は、接続ケーブルの温度を補償する追加線、すなわち、補償線を特徴とするようにして、改善され、さらに発展している。
【０００８】
さらに、方法に関しては、上記目的は、請求項３０の段階を含む温度補償方法によって達成される。したがって、冒頭に記載した形式の温度補償方法は、接続ケーブルの温度を補償する追加線、すなわち、補償線を配置するようにして、改善され、さらに発展している。
【０００９】
本発明によれば、温度及び接続ケーブルに起因する測定誤差は、測定コイル、測定対象及び接続ケーブルのインピーダンスの調整だけで補正できるものではないことが認識されている。むしろ、確実な補償を行うためには、接続ケーブルの温度を個別に測定することが必要である。このために、追加して配置された補償線の、温度に伴って変化するオーム抵抗を利用する。したがって、本発明によれば、接続ケーブルの全長にわたる平均値として接続ケーブルに沿って温度を測定し、それから測定値用の補正信号を算出し、対応の補正を実施することができる。本発明に従った回路装置のさらなる利点は、センサを、特に測定コイルの寸法及びインピーダンスに関して、機械的に実現する場合、測定コイル、測定対象及び接続ケーブルのインピーダンスの調整が必要なくなるため、今までより大きい自由度が可能になることにある。
【００１０】
特に好ましくは、補償線を、回路装置の製造コストを大幅に増加させることがないケーブル又はワイヤとして実現することができるであろう。さらに好ましくは、接続ケーブルを同軸ケーブルとして構成することができるであろう。これは、高周波での接続ケーブルの伝導性が満足できるものである点で、特に好都合であろう。
【００１１】
特に空間を節約する構造という目的では、補償線を接続ケーブルの一体部分にすることができる。その結果、補償線も、外部機械的影響から十分に保護されるであろう。これは、補償線が、非常に簡単に接続ケーブルに組み込むことができるワイヤとして設けられている場合、特にうまく実現可能であろう。
【００１２】
特に正確な温度補償に関しては、補償線を接続ケーブルから遮蔽することができる。これは、接続線の、したがって測定回路のインピーダンスに対する補償線の影響を明確に減少させるか、ほぼ防止することができるであろう。
【００１３】
変更形又は追加として、補償線を接続ケーブルに平行に延在させることもできる。これは、補償線用に特別なシールドを設けなくても、接続ケーブルのインピーダンスの影響を非常に簡単に防止することができる。
【００１４】
特に簡単な実施形態に関しては、補償線を一端部で同軸ケーブルのシールドに接続することができる。一般的に、同軸ケーブルのシールドは、オーム抵抗が低い。
【００１５】
さらに別の特に簡単な構造に関しては、補償線を同軸ケーブルのセンサ側の端部に接続することができる。この場合、同軸ケーブルが、評価ユニットに向かう補償線の帰線として機能することができる。
【００１６】
その変更形として、補償線は、別体の帰線を有することができる。故障の際に、これによって補償線を特に簡単に交換することができるであろう。この場合、帰線は、評価ユニットまで接続ケーブルに平行に戻ることができ、評価ユニットと補償ケーブルとの間の接続を追加する必要があるであろう。
【００１７】
さらに好ましくは、補償線に信号源から、好ましくは直流を供給し、それにより、温度依存補償線信号を、特に温度依存直流電圧信号を発生することができる。したがって、温度依存補償線信号は、補償線の抵抗で減少するであろう。
【００１８】
追加して、又は変更形として、補償線に信号源から低周波交流を供給し、それにより、温度依存補償線信号を、特に低周波交流電圧信号を発生することができる。補償線を流れる直流又は低周波交流によって、補償線の抵抗を測定することができるであろう。したがって、補償線の抵抗は温度に伴ってほぼ線形に変化するので、接続ケーブルの平均温度を測定することができるであろう。
【００１９】
特に簡単な温度補償に関しては、温度依存信号、特に温度依存直流電圧信号、及び／又は低周波交流電圧信号を作成するために、かつ／又は補償信号を発生するために、好ましくはアナログ式の回路を配置することができる。これにより、回路は、このように得られた温度依存直流電圧又は交流電圧信号を使用して、接続ケーブルに対する温度の影響を個別に補正できるように補償信号を作成することができる。
【００２０】
特に好ましくは、回路で発生した補償信号をさらに処理するために、温度依存補償信号を補正する、特に温度依存補償信号に少なくとも１つの補正係数を掛ける部品を配置することができる。補正用の部品を使用して、補償が全測定範囲に当てはまるようにすることができる。この関係では、特に満足できる温度補償を得るために、補正係数をセンサ、特にセンサの測定コイルの温度変化に適応させることができる。
【００２１】
特に簡単な方法に関しては、高周波交流信号を発生する発生器を配置することができ、これを測定コイルへの供給に使用することによって、測定信号を、特に高周波交流測定信号を発生することができる。これにより、温度及び物理量、たとえば、測定対象からセンサまでの距離の両方に依存した高周波交流電圧測定信号を発生することができる。
【００２２】
特に満足できる温度補償に関しては、直流信号及び／又は低周波交流信号を発生するさらなる発生器を配置することができ、この信号は、測定コイルへの供給に使用することができる。この直流信号及び／又は交流信号は、物理量に依存した測定信号を発生するために使用される高周波交流信号に重ね合わせられるように適応させることができる。高周波交流信号に重ねられた直流信号又は低周波交流信号は、測定コイルのオーム抵抗及び接続ケーブルに、直流信号又は低周波交流電圧信号を発生し、この信号は、測定コイル及び接続ケーブルの温度に伴ってほぼ線形に変化する。
【００２３】
やはり非常に優れた温度補償という目的に関しては、高周波測定信号及び重ねられた直流電圧信号、及び／又は低周波交流電圧信号の分離及び処理を行って、温度依存補償測定信号、特に温度依存直流電圧信号を発生できるようにする、好ましくはアナログ式の回路を配置することができる。その場合、この温度依存直流電圧測定信号は、センサ又は測定コイル、及び、おそらくは接続コイルの温度を限定的に補償できるようにする。
【００２４】
やはり非常に簡単な構造に関しては、温度依存補償測定信号及び補正温度依存補償信号の差信号を生じる部品を配置することができる。その結果、このように生じた信号は、好ましくは直流電圧信号であるが、測定コイルの温度だけに依存することができる。特に簡単には、この部品を比較器にすることができる。
【００２５】
やはり非常に優れた温度補償という目的では、差信号を補正し、また、温度依存補償信号を補正し、特に差信号及び／又は温度依存補償信号に補正係数を掛ける部品を配置することができる。必要な補正係数は、測定コイル及び／又は測定対象の温度変化に適応させることができる。
【００２６】
特に好都合には、高周波測定信号を復調して、物理量に依存した直流電圧測定信号を発生する部品を配置することができる。この場合、直流電圧測定信号は、物理量及び温度の両方に依存して、さらなる処理を非常に簡単に、特に温度の補償を非常に簡単に行うことができるようにするであろう。非常に簡単には、復調用の部品を復調器にすることができる。
【００２７】
さらに好ましくは、物理量に依存した直流電圧測定信号及び／又は補正差信号及び／又は補正温度依存補償信号の複合信号を生じる部品を配置することができる。この場合、必要な補正係数は、測定コイル及び／又は測定対象の温度変化に適応させる必要がある。
【００２８】
信号を線形化するために、複合信号を線形化する線形化回路を配置することができる。これによって、非線形信号を特に簡単に処理することができるであろう。
【００２９】
やはり非常に満足できる温度補償という目的に関しては、差信号を補正し、また、温度依存補償信号を補正し、特に差信号及び／又は補償信号に補正係数を掛ける部品を配置することができる。この場合も同様に、非常に満足できる温度補正を確保できるように、補正係数を測定コイル及び測定対象の温度変化に適応させることができる。
【００３０】
さらに、線形化複合信号及び／又は補正差信号及び／又は補正温度依存補償信号のさらなる複合信号を生じる部品を配置して、測定信号の実際の温度補償が行われるようにすることができる。加算器の出力部には、温度補償が行われて物理量だけに依存する測定信号が存在し、この場合、これを非常に簡単にさらに処理することができる。この関係では、補正係数は、線形化の前後に計算されるので、補償を物理量の全測定範囲に当てはめることができる。
【００３１】
回路装置を一定の共振周波数に調整するために、測定コイル及び／又は接続ケーブルのキャパシタンス及び／又はインダクタンス、及び／又は補助コンデンサによって形成された振動性回路の共振周波数を調整する補助コンデンサを配置することができる。補助コンデンサの寸法は、通常通りに決定することができる。測定信号を発生する高周波信号を、前述したようにして、この振動性回路に加えることができる。
【００３２】
特に満足できる温度補償に関しては、センサの温度を測定するために、温度センサを測定コイルの直ぐ近くに追加することができる。これは、高周波交流信号と直流信号及び／又は低周波交流信号との重なり合いに加えて、又はその変更形として行うことができる。
【００３３】
特に好ましくは、温度センサを測定コイルに熱結合することができる。特に簡単な構造という目的では、温度センサをセンサ内に組み込むことができる。
【００３４】
やはり非常に簡単な構造という目的では、温度センサ信号を発生する発生器を配置することができる。温度センサの信号は特に、直流電圧信号及び／又は低周波交流電圧信号にすることができる。
【００３５】
特に簡単なさらなる処理に関しては、温度依存温度センサ測定信号を作成して発生するアナログ式回路を配置することができる。その場合、温度センサ測定信号の処理を、前述のように、測定コイル及び接続線の温度に依存した直流電圧信号又は低周波交流電圧信号の処理と同様に、行うことができる。
【００３６】
本発明の方法は、特に上記の回路装置を作動させるために使用することができる。本方法は、追加して配置された線、すなわち、補償線が、すべての関連温度影響を確実に補償することができる点で、好都合である。
【００３７】
特に確実な温度補償に関しては、回路装置の校正を、センサの温度の関数として行うことができる。特に好ましくは、この校正は、始動前に、特にセンサの最初の始動前に行うことができる。追加的に、又は変更形として、校正を接続線の温度の関数として行うことができる。
【００３８】
校正の結果として得られる信号に基づいて、補正係数を計算することができる。これらの補正係数は、互いに差し引き計算される測定温度補償信号及び測定信号に基づいて決定されるので、温度補償用の調整値、すなわち、測定信号の線形化の前後に割り込む追加値は、物理量に関係なく、それを等しく十分に補償する。
【００３９】
特に好ましくは、温度依存補正係数の表をプロセッサによって作成し、かつ／又はメモリに記憶することができる。その場合、測定中に、測定信号の温度を補償するために、補正係数を測定温度の関数として表から選択することができ、それによって、特に満足できる温度補償を行うことができる。その場合、補正係数は、温度依存測定信号を補正するために使用することができる。物理量の実際の測定中に、特にプロセッサによってそれぞれ測定温度値の関数として対応値を選択して、それに従って線形化の前後に加えることによって測定信号を補正することができる。中間値の場合、対応の表の値の補間を行うことができる。
【００４０】
本発明の教示を好都合に改善してさらに発展させるさまざまな可能性が存在する。このために、一方では請求項１及び独立請求項３０に従属した請求項を、他方では、図面を参照しながら温度を補償するための本発明に従った回路装置及び本発明に従った方法の好適な実施形態の以下の説明を参照することができる。図面を参照した好適な実施形態の説明と一緒に、教示の一般的に好ましい改善及びさらなる発展も記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１は、温度を補償するための従来型回路装置ａの概略図である。回路装置は、渦電流原理で作動するセンサｂを備えており、このセンサは、測定対象ｃからセンサｂまでの距離を測定する測定コイルを有する。センサｂの測定信号を評価する評価ユニットｄが、接続線ｅでセンサｂに接続している。
【００４２】
高周波交流信号Ａを発生するために発生器ｆが使用されており、この信号は、センサｂの測定コイルに送られる。さらなる発生器ｇが直流信号Ｂを発生し、この信号は、発生器ｆで発生した高周波交流信号Ａに重ね合わされる。
【００４３】
測定対象ｃからセンサｂまでの距離を測定するために、高周波交流信号Ａによって発生し、したがって高周波交流電圧信号である高周波測定信号が使用されるのに対して、接続線ｅの抵抗及びセンサｂの測定コイルの両方に直流電圧を発生するために、直流信号Ｂが使用される。このことは、直流電圧信号Ｂが、センサｂ及び接続線ｅの温度だけに依存することを意味する。高周波交流電圧信号Ａ及び重ねられた直流電圧信号Ｂの分離及び処理を行うために、アナログ式回路ｈが設けられている。
【００４４】
回路ｈから発生した補償信号Ｃに、それぞれ温度依存補償信号Ｃを補正するための２つの部品ｉ及びｊによって補正係数Ｋａ及びＫｂを掛ける。
【００４５】
高周波測定信号Ａを復調するために、距離依存直流電圧測定信号Ｄを発生する部品ｋが配置されている。複合信号Ｅを生成するために、部品ｌが配置されている。複合信号Ｅは、距離依存直流電圧測定信号Ｄと、補正係数Ｋａで補正された補償信号Ｃとを有する。複合信号Ｅを線形化するために、線形化回路ｍが配置されている。線形化回路ｍの出力部に、線形化複合信号Ｆが存在する。
【００４６】
温度補償測定信号Ｇを得るために、温度補償測定信号Ｇに対応するさらなる複合信号を生成するためのさらなる部品ｎが設けられている。複合信号Ｇは、本例では、線形化複合信号Ｆと共に、補正係数Ｋｂで補正された補償信号Ｃを有する。
【００４７】
図２に示されているように本発明の回路装置１は、渦電流原理で作動し、物理量を測定する測定コイルを有するセンサ２と、センサ２の測定信号を評価する評価ユニット３とを備えており、センサ２及び評価ユニット３は、接続ケーブル４で相互接続されている。
【００４８】
本発明によれば、回路装置１は、追加線５、すなわち、接続線４の温度を補償する補償線５を有する。本実施形態では、補償線５は、ワイヤとして実現されており、接続線４は同軸ケーブルである。補償線５は、接続ケーブル４に平行に延在して、同軸ケーブルのセンサ側の端部で同軸ケーブルのシールドに接続している。したがって、同軸ケーブルは、評価ユニット３に向かう補償線５の低抵抗帰線として機能する。
【００４９】
電流源６が、補償線５に直流を供給し、それによって温度依存補償線信号２００が発生し、したがって、これは温度依存直流電圧信号である。温度依存補償線信号２００を作成するために、アナログ式回路７が配置されている。回路７は、補償信号３００を発生し、この信号は、本実施形態では直流電圧であり、ワイヤの温度だけに、したがって、補償線５の温度だけに依存している。回路によって発生した補償信号３００に、温度依存補償信号３００を補正する部品８が、補正係数Ｋ１を掛ける。
【００５０】
測定信号を、特に高周波交流信号１００を発生するために、発生器９が使用されており、この信号は、センサ２の測定コイルに送られる。さらなる発生器１０が、直流信号４００を発生し、これは、発生器９で発生した高周波交流電圧信号１００に重ね合わされる。
【００５１】
高周波交流信号１００は、物理量、本実施形態では測定対象１１からの距離の測定に使用されるが、直流信号４００は、接続線４の抵抗及びセンサ２の測定コイルに直流電圧を発生するために使用される。このことは、直流電圧信号が、センサ２及び接続線４の温度だけに依存することを意味する。高周波交流電圧信号１００及び重ねられた直流電圧信号４００の分離及び処理を行うために、アナログ式回路１２が設けられている。
【００５２】
アナログ式回路１２で発生した補償測定信号５００と、補正係数Ｋ１で補正された温度依存補償信号３００との減算が、部品１３によって行われる。したがって、結果として得られた差信号６００は、センサ２の測定コイルの温度だけに依存する。
【００５３】
高周波測定信号を復調するために、距離依存直流電圧測定信号７００を発生する部品１４が配置されており、本実施形態では、これが復調器として実現されている。この直流電圧測定信号７００は、温度補償されていない。
【００５４】
差信号６００を補正すると共に、温度依存補償信号３００を補正するために、部品１５、１６が設けられており、これらは、差信号６００に補正係数Ｋ２を、補償信号３００に補正係数Ｋ３を掛ける。
【００５５】
複合信号８００を生成するために、部品１７が配置されている。複合信号８００は、距離依存直流電圧信号７００と共に、補正係数Ｋ２で補正された差信号６００と、補正係数Ｋ３で補正された補償信号３００とを有する。複合信号８００を線形化するために、線形化回路１８が配置されている。線形化回路１８の出力部が、線形化複合信号９００を供給する。
【００５６】
さらに、差信号６００の補正と、温度依存補償信号３００の補正用に、部品１９、２０が配置されている。部品１９は、差信号６００に補正係数Ｋ４を掛け、部品２９は、補償信号３００に補正係数Ｋ５を掛ける。
【００５７】
温度に依存しない測定信号１０００を得るために、温度補償測定信号１０００に対応したさらなる複合信号を生成するさらなる部品２１が設けられている。複合信号１０００は、線形化複合信号９００と共に、補正係数Ｋ４で補正された差信号６００と、補正係数Ｋ５で補正された温度依存補償信号３００とを有する。
【００５８】
また、振動性回路の共振周波数を調整する補助コンデンサ２２も配置されており、振動性回路は、センサの測定コイル、接続ケーブル４のキャパシタンス及びインダクタンス、及び補助コンデンサ２２によって形成されている。
【００５９】
センサ２の最初の始動前に、センサ２と共に測定対象１１の温度の関数として、また別に接続ケーブル４の温度の関数として校正が進められる。この過程で測定された熱応力と測定信号とを互いに差し引き計算して、温度補償のための補正係数Ｋ１〜Ｋ５、すなわち、測定信号の線形化の前後に割り込む加算値が、測定距離に関係なく、測定信号を等しく十分に補償できるようにする。
【００６０】
この過程で、さらに補正値Ｋ１〜Ｋ５の温度依存表を作成して、距離の実際の測定中に、図示しないコンピュータによってそれぞれ測定温度値の関数として対応値を問い合わせて、それに従って線形化の前後に加えることによって測定信号を補正することができる。中間値の場合、対応の表の値の補間を行う。
【００６１】
図３は、本発明に従った回路装置のさらなる実施形態を示す。本実施形態では、センサ２の温度を測定するために、温度センサ２３が測定コイルの直ぐ近くに配置されており、温度センサ２３は、センサ２の測定コイルに熱結合されている。
【００６２】
温度センサ信号１１００を発生するために、発生器２４が設けられている。図２に示された実施形態の重ね合わせ直流信号４００の代わりに、センサ２の温度を補償するために温度センサ２３が設けられている。測定温度信号１１００は、アナログ式回路２５によって、直流電圧信号４００と同様に補償することができる。回路２５を使用して、温度センサ信号１１００が作成されるので、やはり温度センサ測定信号１２００がセンサ２の測定コイルの温度の関数として発生し、これは、図２の実施形態の温度依存補償測定信号５００に対応する。この場合、温度の補償は、図２の実施形態での補償と同様に行われる。繰り返しを避けるために、ここでは図２の実施形態の上記説明を参考として援用する。本実施形態では、温度センサ測定信号１２００が、すでにセンサ２の測定コイルの温度だけに依存しているので、直流電圧信号４００と補正補償信号３００との差を生じることだけが不要である。
【００６３】
さらなる詳細については、繰り返しを避けるために、明細書の包括部分及び添付の請求項が参照として援用される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】従来型の温度補償回路装置の概略図である。
【図２】本発明に従った温度補償回路装置の実施形態の概略図である。
【図３】本発明に従った回路装置のさらなる実施形態の概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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