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用于磁感應(yīng)流量表的電子測(cè)量裝置和使用其形成的測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電子測(cè)量裝置，用于確定在具有電勢(shì)()的第一測(cè)量電極和具有電勢(shì)()的第二測(cè)量電極之間的電勢(shì)差()。所述電子測(cè)量裝置包括：參考電極(GRN)，其具有參考電勢(shì)()；輸入電路，其具有可以連接到第一和/或第二測(cè)量電極的兩個(gè)電路輸入以及兩個(gè)信號(hào)電壓輸出；補(bǔ)償電路，其具有第一補(bǔ)償電壓輸出和第二補(bǔ)償電壓輸出以及控制信號(hào)輸入；以及用于產(chǎn)生數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)(UD)，測(cè)量和控制電路具有分別連接到輸入電路的信號(hào)電壓輸出之一的兩個(gè)信號(hào)電壓輸入和每一個(gè)電連接到補(bǔ)償電路的補(bǔ)償電壓輸出之一的兩個(gè)信號(hào)電壓輸入，以及連接到補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入的補(bǔ)償控制輸出。該補(bǔ)償電路被配置為在第一補(bǔ)償電壓輸出處提供補(bǔ)償電壓(Uc1)，即，相對(duì)于參考電勢(shì)的可調(diào)整直流電壓，并且在第二補(bǔ)償電壓輸出處提供補(bǔ)償電壓(Uc2)，即，相對(duì)于參考電勢(shì)的直流電壓。補(bǔ)償電路進(jìn)一步設(shè)有能夠通過向控制信號(hào)輸入施加的補(bǔ)償控制信號(hào)來選擇的至少兩個(gè)操作模式。在第一操作模式中，將補(bǔ)償電壓(Uc1)設(shè)置為指定電壓值Uc11，并且在第二操作模式中，將補(bǔ)償電壓(Uc1)設(shè)置為指定電壓值Uc12。測(cè)量和控制電路被配置為在補(bǔ)償控制輸出處提供補(bǔ)償控制信號(hào)，以選擇補(bǔ)償電路的可選擇的操作模式之一。
【專利說明】用于磁感應(yīng)流量表的電子測(cè)量裝置和使用其形成的測(cè)量系 統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測(cè)量電子裝置，特別是適合于應(yīng)用在磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置中的測(cè) 量電子裝置，用于確定在具有彼此偏離的電勢(shì)的兩個(gè)測(cè)量電極之間的電勢(shì)差（特別是取決 于被暴露到暫時(shí)恒定的磁場(chǎng)的流動(dòng)液體的體積流率的電勢(shì)差），該電勢(shì)差具有時(shí)間變量、所 要分量以及在其上疊加的干擾分量。而且，本發(fā)明涉及由這樣的測(cè)量電子裝置、特別是磁感 應(yīng)流量測(cè)量裝置形成的測(cè)量系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 所討論的類型的測(cè)量電子裝置例如在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 常包括輸入電路，該輸入電路由用于在該兩個(gè)測(cè)量電極上形成的電勢(shì)的大的無電流的、因 此盡可能無反應(yīng)的抽頭的阻抗轉(zhuǎn)換器形成，其中，第一電路輸入與測(cè)量電極的第一個(gè)電連 接，并且第二電路輸入與測(cè)量電極的第二個(gè)電連接。
[0003] 被包含來用于高的普通模式抑制的輸入電路，例如作為成比例地放大電勢(shì)差的差 分放大器在給定的情況下也完全差分地--例如在中US-B66 93 486或US-B81 74 312 中所述一一或者在信號(hào)輸出上傳遞作為電勢(shì)差的直接測(cè)量的、諸如地的被稱為設(shè)備的參考 電勢(shì)的模擬測(cè)量電壓，或者在第一信號(hào)電壓輸出上傳遞被稱為參考電勢(shì)并且取決于在第一 測(cè)量電極上的電勢(shì)的第一信號(hào)電壓，并且在第二信號(hào)電壓輸出上傳遞相對(duì)于所述的參考電 勢(shì)并且取決于在第二測(cè)量電極上的電勢(shì)的第二信號(hào)電壓。該輸入電路在輸出側(cè)上在各種 情況下與該設(shè)備的測(cè)量和控制電路連接，該測(cè)量和控制電路在很多情況下被實(shí)施為微計(jì)算 機(jī)，并且除了別的之外或者用于將用于模擬地表示電勢(shì)差或兩個(gè)分離的信號(hào)電壓的測(cè)量電 壓轉(zhuǎn)換為用于表示在兩個(gè)測(cè)量電極之間存在的電勢(shì)差的數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)。
[0004] 這樣的測(cè)量電子裝置尤其用在磁感應(yīng)測(cè)量換能器中，因此用在使用其形成的磁感 應(yīng)流量測(cè)量裝置中，該磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置是所謂的MID，即用于測(cè)量電勢(shì)差，該電勢(shì)差取 決于被暴露到磁場(chǎng)的流動(dòng)液體的體積流速，該磁場(chǎng)以通常位于25Hz和IOOHz之間的預(yù)定頻 率交替，因此是時(shí)變的磁場(chǎng)。這樣的用于流動(dòng)液體的MID測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)被了解長(zhǎng)時(shí)間，并且 也尤其綜合地在專利文獻(xiàn)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，這樣的MID裝置，特別是工業(yè)級(jí)MID裝置，被提供為預(yù)先制造的測(cè)量系統(tǒng)，其 中，相互隔開的測(cè)量電極以及磁場(chǎng)發(fā)生器被布置在測(cè)量管上，該測(cè)量管用于引導(dǎo)流動(dòng)的液 體，并且內(nèi)部襯有絕緣層，所謂的內(nèi)襯。測(cè)量電極在此被安裝使得它們的電勢(shì)取決于在測(cè)量 管中引導(dǎo)的液體中產(chǎn)生的電壓，例如，因?yàn)樵谝后w內(nèi)移位的電荷載體而產(chǎn)生的電壓。通常， 測(cè)量電極被沿著用于限定測(cè)量管的截面的、測(cè)量管的假想的外圍線，特別是圓形的外圍線 而彼此分開地布置在測(cè)量管上，并且在很多情況下也位于所述測(cè)量管的同一個(gè)直徑上。
[0006] 該磁場(chǎng)發(fā)生器被提供來在MID的操作期間并且事實(shí)上以下述方式產(chǎn)生所述磁場(chǎng)： 磁場(chǎng)至少部分地也在測(cè)量電極之間的延伸的區(qū)域內(nèi)通過測(cè)量管的內(nèi)腔，即，所要的磁場(chǎng)分 量垂直于用于連接兩個(gè)測(cè)量電極的假想連接軸地延伸，并且影響電勢(shì)差的所要分量。測(cè)量 電極可以例如被實(shí)施為電測(cè)量電極，即，在各種情況下以電極尖端向測(cè)量管的內(nèi)腔內(nèi)突出 的測(cè)量電極，該測(cè)量電極分別通過其中引導(dǎo)的液體可連接，或例如也作為在內(nèi)襯中嵌入的 電容測(cè)量電極。
[0007] 因?yàn)橥ǔＲ源艌?chǎng)的所要分量隨著可預(yù)定頻率周期地改變的方式使用周期地改變 的磁場(chǎng)方向的磁場(chǎng)來操作也尤其用于使能在測(cè)量電極上的電化學(xué)干擾電勢(shì)的補(bǔ)償?shù)哪康?的、諸如如上所述者的在工業(yè)測(cè)量技術(shù)中使用的MID，所以在很多情況下通過由測(cè)量和評(píng)估 電路產(chǎn)生的、通過對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)一一例如，也被周期地定時(shí)的和/或二進(jìn)制的信號(hào)一一以 產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式預(yù)定的磁場(chǎng)控制信號(hào)來控制對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)發(fā)生器，該磁場(chǎng)根據(jù)該磁場(chǎng)控制信 號(hào)在時(shí)間上改變。
[0008] 要記錄的電勢(shì)差包含時(shí)變的所要分量，其瞬時(shí)電壓值取決于要記錄的測(cè)量變量的 瞬時(shí)幅度，并且因此在時(shí)間上可變。在MID中應(yīng)用測(cè)量電子裝置的情況下，這作為磁場(chǎng)與流 動(dòng)的液體交互并且其中感應(yīng)了電荷移位（磁流體動(dòng)力效應(yīng)，法拉第感應(yīng)）的結(jié)果發(fā)生，在以 所述方式定時(shí)的磁場(chǎng)的情況下，所要分量另外也隨著磁場(chǎng)的交替而在時(shí)間上改變其極性。
[0009] 在現(xiàn)代MID的情況下，該測(cè)量和控制電路通常被實(shí)施為微計(jì)算機(jī)，其首先模數(shù)轉(zhuǎn) 換并且其后數(shù)字評(píng)估電勢(shì)差，即，被實(shí)施為下述測(cè)量和控制電路，該測(cè)量和控制電路被適配 為將在輸入電路的兩個(gè)信號(hào)電壓之間存在的電壓差轉(zhuǎn)換為用于表示電壓差的數(shù)字電壓測(cè) 量信號(hào)，因此是選自預(yù)定的步進(jìn)集合的數(shù)字值的序列，每一個(gè)數(shù)字值表示位于預(yù)定轉(zhuǎn)換范 圍內(nèi)的、用于取決于電壓差的電勢(shì)差的量化測(cè)量值，其中，該輸入電路的兩個(gè)信號(hào)電壓具有 比磁場(chǎng)的時(shí)鐘頻率高的采樣率并且具有幾個(gè)比特的數(shù)字分辨率，在很多情況下為16或24 比特。
[0010] 在諸如用于例如測(cè)量在管線中流動(dòng)的液體一一該液體經(jīng)常僅具有小于1000μS/ cm(每厘米微西門子）的低導(dǎo)電率，諸如引用水或廢水一一的體積流速的、用于工業(yè)測(cè)量技 術(shù)的MID情況下，測(cè)量電壓范圍有規(guī)律地僅在小于ImV上延伸，特別是在在用于0. 1 · 10_3 至lOm/s(每秒米）的流速的寬標(biāo)稱測(cè)量范圍內(nèi)、因此在1:10000的動(dòng)態(tài)范圍（相對(duì)測(cè)量范 圍）內(nèi)波動(dòng)的介質(zhì)流速的情況下。作為其結(jié)果，所要分量可以有時(shí)具有最小（因此，在計(jì)量 上剛好仍然可解析）電壓值，其位于小于IOnV(毫微伏）的幅度的數(shù)量級(jí)中。
[0011] 如所述，除了別的之外，在上述的US-A47 04 908或US-A2005/0125168中，電勢(shì) 差總是另外包含一一例如，作為在該一個(gè)或其它測(cè)量電極的區(qū)域中的電化學(xué)處理的結(jié)果， 分別與在相應(yīng)的測(cè)量管的區(qū)域中在時(shí)間上不可預(yù)測(cè)地改變的電荷濃度相關(guān)聯(lián)一一干擾分 量，該干擾分量在很多情況下在比在時(shí)間上恒定的磁場(chǎng)的交替更長(zhǎng)的時(shí)間周期上分別比時(shí) 鐘頻率慢地改變，所要分量隨著其在時(shí)間上改變。該干擾分量可以在比與所要分量的波動(dòng) 對(duì)應(yīng)的實(shí)際測(cè)量電壓范圍大得多的電壓范圍內(nèi)改變。例如，干擾電壓可以位于-2V(伏特） 和+2V之間，因此在等于標(biāo)稱測(cè)量范圍的電壓范圍的倍數(shù)內(nèi)。在沒有對(duì)應(yīng)的測(cè)量的情況下， 因此結(jié)果產(chǎn)生理論上要通過上述的測(cè)量電路、即通過執(zhí)行實(shí)際轉(zhuǎn)換的其模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的 分辨率。使用其要將電勢(shì)差轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)的該分辨率必須大于Iog2(2V/10nV)， 相應(yīng)地大于27比特。而且，理論上要提供的分辨率作為在實(shí)際模數(shù)轉(zhuǎn)換器中有規(guī)律地存在 的線性誤差的結(jié)果，相應(yīng)地作為包括干擾分量的、用于表示電勢(shì)差的信號(hào)電壓的較高輸入 放大率（由于為信號(hào)電壓爭(zhēng)取的高靈敏度）的結(jié)果而進(jìn)一步增大。
[0012] 因此，在本上下文中有關(guān)于分辨率的要求，該分辨率諸如可以通過所討論類型的 測(cè)量電子裝置提供的分辨率，該測(cè)量電子裝置也特別是諸如通過在MID中應(yīng)用的電子裝 置，該分辨率清楚地大于通過通常使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的24比特標(biāo)稱最大分辨率，相應(yīng) 地，這些模數(shù)轉(zhuǎn)換器的界定的標(biāo)稱分辨率為了防止測(cè)量的期望的測(cè)量動(dòng)態(tài)和/或期望的精 度的降低的目的而相反地要求在A/D轉(zhuǎn)換之前的信號(hào)處理中的特殊測(cè)量。
[0013] 為了防止、相應(yīng)地減小在向測(cè)量控制電路供應(yīng)以進(jìn)一步處理的默默你電壓中的干 擾分量的比例，上述的US-A47 04 908描述了例如向在作為差分放大器形成的輸入電路 的輸出處的與電勢(shì)差成比例的模擬測(cè)量電壓時(shí)鐘控制地供應(yīng)與瞬時(shí)干擾分量相等的相反 的補(bǔ)償電壓的，因此，實(shí)際上從模擬測(cè)量電壓完全消除了瞬時(shí)干擾分量。然而，為了一方面 能夠盡可能精確地記錄干擾分量，并且另一方面對(duì)應(yīng)地盡可能精確地以及盡可能快地重新 調(diào)整補(bǔ)償電壓，要求很負(fù)載的補(bǔ)償電路、相應(yīng)地方法，其結(jié)果是使用其來實(shí)際上設(shè)置補(bǔ)償 電壓的精度和動(dòng)態(tài)范圍直接地進(jìn)入使用其可以出現(xiàn)實(shí)際測(cè)量的變量一一例如，因此體積流 率一一的測(cè)量的精度、相應(yīng)地動(dòng)態(tài)范圍。
[0014] 此外，對(duì)于解決方案的另一種手段旨在在電勢(shì)差的實(shí)際分接之前消除或至少如所 述地減小干擾分量。因此，例如，在US-A2005/0125168中提供了液體的電勢(shì)以下述方式改 變：通過經(jīng)由控制電路適當(dāng)?shù)乜刂啤⒓磳?duì)應(yīng)地增大或減小測(cè)量管的參考電極的電勢(shì)而減小 干擾分量。對(duì)于其替代地，US-B67 08 569旨在通過向測(cè)量電極供應(yīng)對(duì)應(yīng)的、在該情況下 脈動(dòng)的補(bǔ)償電壓而減小、相應(yīng)地消除干擾分量。然而，在對(duì)于解決方案的這些手段的情況下 被看作有缺陷的特別是，在不足夠精確地知道實(shí)際上在測(cè)量電極之間瞬時(shí)支配的電荷分布 的情況下，在液體內(nèi)、相應(yīng)地在測(cè)量電極之間的結(jié)果產(chǎn)生的電壓必然被影響的情況。從而， 測(cè)量管內(nèi)的自然運(yùn)行的電化學(xué)處理必然被不受控地影響


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 基于上面的討論，本發(fā)明的目的是改善上述類型的測(cè)量電路，尤其是在MID中應(yīng) 用的那些，使得一方面可以執(zhí)行電勢(shì)差的干擾分量的簡(jiǎn)單的并且等同地有效的補(bǔ)償，該干 擾分量能夠從液體在很大程度上無電流地分接，并且實(shí)際上沒有在測(cè)量電極之間引導(dǎo)的液 體內(nèi)的電化學(xué)處理的值得提到的影響。另一方面，本發(fā)明也應(yīng)當(dāng)與相應(yīng)的干擾分量作比較 有效地使能以高分辨率對(duì)于所討論的類型的電勢(shì)差中包含的所要分量進(jìn)行數(shù)字化，該干擾 分量通常極小，例如，小于IOnV/比特。
[0016] 為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明在于一種測(cè)量電子裝置，用于確定在具有第一電勢(shì)的 第一測(cè)量電極和具有第二電勢(shì)的第二測(cè)量電極之間的電勢(shì)差，例如，取決于被暴露到磁場(chǎng) 的流動(dòng)的液體的體積流率的電勢(shì)差，
[0017] 其中，所述電勢(shì)差包含時(shí)變的所要分量，例如，以預(yù)定頻率改變的一個(gè)，其中，所要 分量小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值，并且大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值，并且
[0018] 其中，所述電勢(shì)差包含干擾分量，所述干擾分量在時(shí)間上恒定，相應(yīng)地比所述所要 分量更慢地改變，特別是以所述所要分量隨著時(shí)間來改變的頻率相比較，其中，所述干擾分 量小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值，并且大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值，并且其中，所述干擾 分量的最大電壓值大于對(duì)于所要分量預(yù)定的最大電壓值，并且所述干擾分量的最小電壓值 小于對(duì)于所述所要分量預(yù)定的最小電壓值。為了這樣的目的，所述測(cè)量電子裝置包括：
[0019] 參考電極，所述參考電極具有參考電勢(shì)，例如，固定參考電勢(shì)，
[0020] 輸入電路，所述輸入電路具有：第一電路輸入，所述第一電路輸入由第一阻抗轉(zhuǎn)換 器的同相輸入形成，并且能夠與所述第一測(cè)量電極電連接；第二電路輸入，所述第二電路輸 入由第二阻抗轉(zhuǎn)換器的同相輸入形成，并且能夠與所述第二測(cè)量電極電連接；第一信號(hào)電 壓輸出，所述第一信號(hào)電壓輸出由所述第一阻抗轉(zhuǎn)換器的輸出形成；以及，第二信號(hào)電壓輸 出，所述第二信號(hào)電壓輸出由所述第二阻抗轉(zhuǎn)換器的輸出形成，
[0021] 補(bǔ)償電路，所述補(bǔ)償電路具有第一補(bǔ)償電壓輸出、第二補(bǔ)償電壓輸出和控制信號(hào) 輸入，以及
[0022] 測(cè)量和控制電路，所述測(cè)量和控制電路具有：與所述輸入電路的第一信號(hào)電壓輸 出連接的第一信號(hào)電壓輸入；與所述輸入電路的第二信號(hào)電壓輸出電連接的第二信號(hào)電壓 輸入；與所述補(bǔ)償電路的第一補(bǔ)償電壓輸出電連接的第三信號(hào)電壓輸入；與所述補(bǔ)充電路 的第二補(bǔ)償電壓輸出電連接的第四信號(hào)電壓輸入；以及，與所述補(bǔ)充電路的控制信號(hào)輸入 連接的補(bǔ)償控制輸出。
[0023] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的情況下：
[0024] 所述輸入電路另外被適配為例如以下述方式在所述第一信號(hào)電壓輸出上提供相 對(duì)于所述參考電勢(shì)并且取決于所述第一電勢(shì)的第一信號(hào)電壓，并且在所述第二信號(hào)電壓輸 出上提供相對(duì)于所述參考電勢(shì)并且至少取決于所述第二電勢(shì)的第二信號(hào)電壓：在所述第一 信號(hào)電壓和所述第二信號(hào)電壓之間的電壓差對(duì)應(yīng)于所述電勢(shì)差的預(yù)定倍數(shù)和/或小于所 述電勢(shì)差的5倍，
[0025] 所述補(bǔ)償電路被適配為例如以下述方式在所述第一補(bǔ)償電路輸出上提供第一補(bǔ) 償電壓，即，相對(duì)于所述參考電勢(shì)的可調(diào)整的第一直流電壓，并且在所述第二補(bǔ)償電路輸出 上提供第二補(bǔ)償電壓，即，相對(duì)于所述參考電勢(shì)的第二直流電壓，例如，可調(diào)整的或固定的 第二直流電壓：在所述第一補(bǔ)償電壓和所述第二補(bǔ)償電壓之間的電壓差對(duì)應(yīng)于所述所要分 量的瞬時(shí)電壓值的大于25%，并且
[0026] 所述測(cè)量和控制電路被適配為使用可預(yù)定的、例如，與所述所要分量使用來改變 的頻率作比較更高的采樣率和例如大于16比特的數(shù)字分辨率，將在取決于所述第一信號(hào) 電壓以及所述第一補(bǔ)償電壓兩者的第一補(bǔ)償信號(hào)電壓和取決于所述第二信號(hào)電壓以及所 述第二補(bǔ)償電壓兩者的第二補(bǔ)償信號(hào)電壓之間的電壓差轉(zhuǎn)換為用于表示所述電壓差的數(shù) 字電壓測(cè)量信號(hào)，即，選自預(yù)定的步進(jìn)的集合的數(shù)字值的序列，每一個(gè)數(shù)字值表示所述電壓 差的量化的測(cè)量值，并且位于預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)。
[0027] 本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的補(bǔ)償電路包括能夠通過補(bǔ)償控制信號(hào)選擇的至少兩個(gè) 操作模式，所述補(bǔ)償控制信號(hào)能夠被應(yīng)用在所述控制信號(hào)輸入上，而且，所述補(bǔ)償電路在第 一操作模式中適配以將所述第一補(bǔ)償電壓設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第一電壓值，并且在第二操 作模式中將所述第一補(bǔ)償電壓設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值，對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值 大于對(duì)于所述第一補(bǔ)償電壓預(yù)定的第一電壓值，而且，本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的測(cè)量和控 制電路被適配為在所述補(bǔ)償控制輸出上提供補(bǔ)償控制信號(hào)，用于以下述方式選擇所述補(bǔ)償 電路的可選擇的操作模式之一：所述補(bǔ)償控制信號(hào)具有用于選擇所述補(bǔ)償電路的第一操作 模式的第一信號(hào)值，所述第一信號(hào)值對(duì)應(yīng)于所述補(bǔ)償電路的第一操作模式，相應(yīng)地，所述補(bǔ) 償控制信號(hào)具有用于選擇所述補(bǔ)償電路的第二操作模式的第二信號(hào)值，所述第二信號(hào)值對(duì) 應(yīng)于所述補(bǔ)償電路的第二操作模式，并且與所述第一信號(hào)值不同。
[0028] 而且，本發(fā)明在于一種測(cè)量系統(tǒng)，用于確定流動(dòng)的液體的體積流率和/或流速，所 述流動(dòng)的液體例如是被暴露到暫時(shí)恒定磁場(chǎng)和/或在管線中流動(dòng)的液體，所述測(cè)量系統(tǒng)包 括這樣的測(cè)量電子裝置、用于引導(dǎo)所述液體的測(cè)量管以及在所述測(cè)量管上彼此隔開地布置 的、例如在各種情況下以電極尖端向所述測(cè)量管的內(nèi)腔內(nèi)突出的兩個(gè)測(cè)量電極，其中，第一 測(cè)量電極與輸入電路的第一電路輸入連接，并且所述第二測(cè)量電極與輸入電路的第二電路 輸入連接。
[0029] 而且，在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第一實(shí)施例中，使得使用其將所述電壓差轉(zhuǎn)換 為數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)的數(shù)字分辨率總計(jì)大于20比特。
[0030] 而且，在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第二實(shí)施例中，使得所述測(cè)量和控制電路而且 被適配為將所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第一操作模式對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)值， 并且其后，將第一類型的至少一個(gè)數(shù)字值，即在選擇所述補(bǔ)償電路的第一操作模式的同時(shí) 產(chǎn)生的數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)的數(shù)字值，與至少一個(gè)預(yù)定的第一參考值作比較，所述至少一個(gè) 預(yù)定第一參考值例如對(duì)應(yīng)于所述電壓差的測(cè)量值的預(yù)定最小值。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè) 實(shí)施例，另外使得所述測(cè)量和控制電路被適配為檢測(cè)所述第一參考值UrtW下的第一類型 的數(shù)字值，并且其后為了將所述電壓差增大到例如大于對(duì)于其預(yù)定的最小值的測(cè)量值，將 所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第二操作模式對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)值，因此選擇所 述補(bǔ)償電路的第二操作模式。而且，所述測(cè)量和控制電路也可以被適配為例如以下述方式 將第二類型的至少一個(gè)數(shù)字值，即在選擇所述補(bǔ)償電路的第二操作模式的同時(shí)產(chǎn)生的數(shù)字 電壓測(cè)量信號(hào)的數(shù)字值，與例如與所述電壓差的測(cè)量值的預(yù)定最大值對(duì)應(yīng)的預(yù)定第二參考 值I2作比較：所述測(cè)量和控制電路在它檢測(cè)到所述第二參考值以上的第二類型的數(shù)字值 以將所述電壓差減小為例如小于對(duì)于其預(yù)定的最大值的測(cè)量值的情況下，將所述補(bǔ)償控制 信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第一操作模式對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)值。
[0031] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第三實(shí)施例中，另外使得，所述補(bǔ)償電路和所述測(cè)量 和控制電路被適配為將所述電壓差設(shè)置為小于對(duì)于其預(yù)定的最大值，例如，小于+5V，和/ 或設(shè)置為大于對(duì)于其預(yù)定的最小值，例如，大于-5V，因此將所述電壓差保持在所述測(cè)量和 控制電路的預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得，所述最大值對(duì)應(yīng) 于所述轉(zhuǎn)換范圍的上界，并且所述最小值對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換范圍的下界，和/或所述轉(zhuǎn)換范 圍對(duì)應(yīng)于在所述最大值和所述最小值之間的差。
[0032] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第四實(shí)施例中，另外使得所述補(bǔ)償電路和測(cè)量和控制 電路被適配為將所述電壓差保持在測(cè)量和控制電路的預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)。
[0033] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第五實(shí)施例中，另外使得所述測(cè)量和控制電路被適配 為例如以下述方式產(chǎn)生用于表示所述電壓差的測(cè)量電壓：所述測(cè)量電壓小于對(duì)于其預(yù)定的 最大電壓值，例如，小于+5V，和/或設(shè)置為大于對(duì)于其預(yù)定的最小值，例如，大于-5V，和/ 或所述測(cè)量范圍位于小于5V的預(yù)定測(cè)量電壓范圍內(nèi)。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另 外使得，所述測(cè)量和控制電路被適配為將所述測(cè)量電壓輸出為所述電壓差的倍數(shù)，和/或， 所述測(cè)量和控制電路具有減法器，例如，通過正反饋差分放大器形成的一個(gè)，所述正反饋差 分放大器具有反相信號(hào)輸入、同相信號(hào)輸入和測(cè)量電壓輸出，所述減法器可以被例如適配 為在所述測(cè)量電壓輸出上提供所述測(cè)量電壓。
[0034] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第六實(shí)施例中，另外使得，所述測(cè)量和控制電路具有 例如通過正反饋差分放大器形成的減法器，所述正反饋差分放大器具有反相信號(hào)輸入、同 相信號(hào)輸入和測(cè)量電壓輸出，并且，所述測(cè)量和控制電路的第一和第三信號(hào)電壓輸入被所 述減法器的同相信號(hào)輸入形成，并且所述測(cè)量和控制電路的第二和第四信號(hào)電壓輸入被所 述減法器的反相信號(hào)輸入形成。
[0035] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第七實(shí)施例中，另外使得，所述測(cè)量和控制電路具有 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有模擬信號(hào)輸入和數(shù)字信號(hào)輸出，其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器被 使用采樣率定時(shí)，并且具有例如大于16比特的標(biāo)稱分辨率。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施 例，另外使得，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有24比特的標(biāo)稱分辨率。
[0036] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第八實(shí)施例中，另外使得，所述測(cè)量和控制電路具有 例如由有反相信號(hào)輸入、同相信號(hào)輸入和測(cè)量電壓輸出的正反饋的差分放大器形成的減法 器以及具有模擬信號(hào)輸入和數(shù)字信號(hào)輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器被使用采 樣率定時(shí)，并且具有例如大于16比特的標(biāo)稱分辨率，并且，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸 入與減法器的測(cè)量電壓輸出電連接，并且所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器被適配為在數(shù)字信號(hào)輸出上提供 數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)。
[0037] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第九實(shí)施例中，另外使得，所述補(bǔ)償電路被適配為在 所述第一操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為對(duì)于其預(yù)定的第一電壓值處，該對(duì)于其預(yù) 定的第一電壓值大于所述第一補(bǔ)償電壓的第一電壓值，和/或，所述補(bǔ)償電路被適配為在 所述第二操作模式中將所述第二設(shè)置為對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值處，該對(duì)于其預(yù)定的第二 電壓值大于所述第一補(bǔ)償電壓的第二電壓值。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得， 所述補(bǔ)償電路被適配為以下述方式在所述第一操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為所 述電壓值，并且在所述第二操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為所述電壓值：補(bǔ)償電壓 差，即，在所述第一補(bǔ)償電壓和所述第二補(bǔ)償電壓之間設(shè)置的電壓差在所述第一操作模式 中采用與所述補(bǔ)償電壓差在所述第二操作模式中采用的電壓值不同的電壓值。
[0038] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第十實(shí)施例中，另外使得，所述補(bǔ)償電路具有第一數(shù) 模轉(zhuǎn)換器，所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有：數(shù)字信號(hào)輸入，所述數(shù)字信號(hào)輸入例如用于接收所 述測(cè)量和控制電路的控制信號(hào)和/或形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入；以及，模擬信號(hào) 輸出，所述模擬信號(hào)輸出例如用于傳遞所述第一補(bǔ)償電壓和/或形成所述第一補(bǔ)償電壓輸 出。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得，例如在下述方面通過所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的 模擬信號(hào)輸出來形成所述補(bǔ)償電路的第一補(bǔ)償電壓輸出：所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸出 通過插入了至少一個(gè)電阻元件與所述輸入電路的第一信號(hào)電壓輸出電連接，和/或，所述 數(shù)模轉(zhuǎn)換器被適配為例如在下述方面中設(shè)置所述第一補(bǔ)償電壓：在其模擬信號(hào)輸出上設(shè)置 的直流電壓通過與所述模擬信號(hào)輸出電連接的至少一個(gè)電阻元件而驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電流。替代 其或補(bǔ)償其，也通過在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器上的數(shù)字信號(hào)輸入來形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào) 輸入，和/或，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器也被適配為在其模擬信號(hào)輸出上提供取決于所述控制信號(hào) 并且作為補(bǔ)償電壓的可變直流電壓。而且，所述補(bǔ)償電路可以具有另一個(gè)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器， 所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有例如數(shù)字信號(hào)輸入，用于從所述測(cè)量和控制電路接收所述控制信 號(hào)，和/或形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入，并且所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有例如模擬信 號(hào)輸出，用于傳遞所述第二補(bǔ)償電壓和/或形成所述第二補(bǔ)償電壓輸出。
[0039] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第十一實(shí)施例中，另外使得，所述輸入電路被例如以 下述方式適配使得在所述第一信號(hào)電壓輸出上的第一信號(hào)電壓也取決于在所述第二信號(hào) 電壓輸出上的第二信號(hào)電壓，并且在所述第二信號(hào)電壓輸出上的第二信號(hào)電壓也取決于在 所述第一信號(hào)電壓輸出上的第一信號(hào)電壓：在所述第一信號(hào)電壓和所述第二信號(hào)電壓之間 的電壓差與所述電勢(shì)差成比例。
[0040] 在本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的第一另外的發(fā)展中，其進(jìn)一步包括電源電路，所述電 源電路被適配為提供操作電壓，例如，被控制在對(duì)于其預(yù)定的電壓值的操作電壓和/或用 于供應(yīng)所述輸入電路、所述補(bǔ)償電路以及所述補(bǔ)償電路的恒定電壓值，。
[0041] 在本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的第一實(shí)施例中，而且使得，所述測(cè)量電子裝置被適配使得 它們相應(yīng)的電勢(shì)取決于在所述測(cè)量管中引導(dǎo)的液體中產(chǎn)生的電壓，例如，由在所述液體內(nèi) 移位的電荷載體引起的電壓。
[0042] 在本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的第二實(shí)施例中，而且使得，所述測(cè)量電子裝置沿著在所述 測(cè)量管上的虛擬外圍線在所述測(cè)量管上被布置得彼此隔開，該虛擬外圍線例如是圓形外圍 線和/或圍繞所述測(cè)量管的截面的外圍線。
[0043] 在本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的第三實(shí)施例中，而且使得，所述測(cè)量電極的每一個(gè)能夠通 過在所述測(cè)量管中引導(dǎo)的液體連接。
[0044] 在本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的第四實(shí)施例中，而且使得，所述測(cè)量和控制電路被適配為 通過所述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)來產(chǎn)生用于瞬時(shí)地表示所述體積流率的流的測(cè)量值的序列。進(jìn) 一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得，所述測(cè)量和控制電路被適配為特別以下述方式 通過所述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)來產(chǎn)生電壓差序列，即，數(shù)字值的序列，每一個(gè)數(shù)字值表示在所 述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)的兩個(gè)時(shí)間連續(xù)的數(shù)字值之間的差：所述測(cè)量和控制電路而且被適配 為不產(chǎn)生在表示在所述補(bǔ)償電路的不同操作模式之間產(chǎn)生的數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)的數(shù)字值 的數(shù)字值之間的差。替代其或補(bǔ)充其，所述測(cè)量和控制電路而且被適配為特別以下述方式 通過所述電壓差序列來產(chǎn)生用于瞬時(shí)地表示所述體積流率的流的測(cè)量值的序列：當(dāng)所述數(shù) 字值表示在所述補(bǔ)償電路的不同操作模式之間產(chǎn)生的數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)的數(shù)字值之間的 差時(shí)，所述測(cè)量和控制電路在確定流的測(cè)量值的情況下不使用所述電壓差序列的這樣的數(shù) 字值，
[0045] 在本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的第一另外的發(fā)展中，其另外包括磁場(chǎng)發(fā)生器，所述磁場(chǎng)發(fā) 生器具有控制信號(hào)輸入，其中，所述磁場(chǎng)發(fā)生器被適配為產(chǎn)生至少部分地通過所述測(cè)量管 的內(nèi)腔的例如也在所述測(cè)量電極之間延伸的區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)以下述方式根據(jù)能夠被 施加到所述控制信號(hào)輸入的磁場(chǎng)控制信號(hào)而改變：所述磁場(chǎng)具有垂直于虛擬地連接所述兩 個(gè)測(cè)量電極的虛擬連接軸延伸并且影響所述電勢(shì)差的所要分量的、具有以一定頻率周期地 改變的磁場(chǎng)方向的所要分量。在本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的這另一個(gè)發(fā)展的實(shí)施例中，所述測(cè)量 電子裝置的測(cè)量和控制電路包括與所述磁場(chǎng)發(fā)生器的控制信號(hào)輸入連接的磁場(chǎng)控制信號(hào) 輸出，并且所述測(cè)量和控制電路被適配為在所述磁場(chǎng)控制信號(hào)輸出上提供磁場(chǎng)控制信號(hào)， 例如，周期地交替的磁場(chǎng)控制信號(hào)。進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，另外使得，所述磁場(chǎng) 控制信號(hào)被實(shí)施為矩形信號(hào)，和/或，所述磁場(chǎng)控制信號(hào)例如以下述方式實(shí)現(xiàn)由所述磁場(chǎng) 發(fā)生器產(chǎn)生的磁場(chǎng)的交替的、例如周期的改變：所述磁場(chǎng)的所要分量具有以一定頻率周期 地改變的磁場(chǎng)方向。因此，所述測(cè)量和控制電路也可以被適配為將所述磁場(chǎng)控制信號(hào)輸出 為以一定頻率周期地交替的矩形信號(hào)。
[0046] 本發(fā)明的基本思想是使能所討論類型的電勢(shì)差的所要分量的高度解析的數(shù)字化， 即，使用小于IOnV/比特的盡可能大的分辨率，甚至使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有較 低的標(biāo)稱分辨率24比特或更小，相應(yīng)地通過下述特征使能使用所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器形成的測(cè) 量和控制電路：該特征一方面包括從要測(cè)量的電勢(shì)得出的兩個(gè)信號(hào)電壓的每一個(gè)在下述程 度上通過相應(yīng)地疊加的補(bǔ)償電壓來改變：結(jié)果，包含原始所要分量的電壓差僅包含與所述 測(cè)量和控制電路的標(biāo)稱轉(zhuǎn)換范圍匹配的減小的干擾分量，例如，所述減小的干擾分量具有 通過24比特模數(shù)轉(zhuǎn)換器形成的有效轉(zhuǎn)換范圍，因此具有小于224·IOnV的有效轉(zhuǎn)換范圍，并 且該特征另一方面包括，在各種情況下將特定補(bǔ)償電壓設(shè)置為選自較小數(shù)量的預(yù)定離散電 壓的電壓值，例如，僅2^2 1或2 3。
[0047] 相應(yīng)地要新設(shè)置的電壓值可以在這樣的情況下理想上被選擇使得，結(jié)果，當(dāng)前要 轉(zhuǎn)換的電壓差具有電壓值，所述電壓值盡可能精確地對(duì)應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換范圍的一 半。因此，為了所要分量的更新的數(shù)字化，其中，所述所要分量與所述干擾分量作比較相應(yīng) 地在寬的測(cè)量電壓的、相應(yīng)的動(dòng)態(tài)的范圍上可能很快地改變，可以利用A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換 范圍的幾乎一半。因?yàn)樗龈蓴_分量與所要分量作比較在很多情況下僅相對(duì)慢地改變的 情況，所以對(duì)于特定補(bǔ)償電壓設(shè)置的電壓值可以在每種情況下臨時(shí)地在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間跨度 (>ls)上被單獨(dú)留下，相應(yīng)地，可以在新電壓值的設(shè)置對(duì)應(yīng)地長(zhǎng)的情況下等待，例如直到所 述電壓差采用電壓值，所述電壓值例如對(duì)應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器的、相應(yīng)地使用其形成的測(cè)量和 控制電路的轉(zhuǎn)換范圍的四分之一或四分之三。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048] 現(xiàn)在基于在附圖的圖中呈現(xiàn)的實(shí)施例的示例而更詳細(xì)地描述本發(fā)明以及其它有 益實(shí)施例及其利用。在所有圖中使用相同的附圖標(biāo)記來提供相同的部分；當(dāng)語言要求或否 則看起來可感測(cè)時(shí)，在隨后的圖中省略已經(jīng)呈現(xiàn)的附圖標(biāo)記。而且，其它有益實(shí)施例或另外 的發(fā)展，特別是首先僅本發(fā)明的單獨(dú)說明的方面的組合將從附圖的圖并且也從從屬權(quán)利要 求本身變得清楚。
[0049] 附圖的圖示出如下：
[0050]圖1以框圖的方式示意地示出具有補(bǔ)償電路的本發(fā)明的測(cè)量電子裝置、相應(yīng)地使 用其形成的測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)施例的示例；
[0051] 圖2以框圖的方式示意地示出適合于根據(jù)圖1的測(cè)量電子裝置、相應(yīng)地測(cè)量系統(tǒng) 的補(bǔ)償電路；以及
[0052] 圖3、4以框圖的形式示意地示出了在每個(gè)情況下的適合于根據(jù)圖1的測(cè)量電子裝 置、相應(yīng)地測(cè)量系統(tǒng)的補(bǔ)償電路的另一種變化形式。

【具體實(shí)施方式】
[0053] 圖1示意地示出了測(cè)量電子裝置1的實(shí)施例的示例，該測(cè)量電子裝置1用于確 定在具有第一電勢(shì)％的第一測(cè)量電極和具有第二電勢(shì)1φ2的第二測(cè)量電極之間的電勢(shì)差Δφ12。要確定的電勢(shì)差?Δφ12包括：時(shí)變的所要分量:Aipw，例如，與要對(duì)于在線中流動(dòng)的 液體記錄的物理的測(cè)量的變量對(duì)應(yīng)的那個(gè)；以及，有時(shí)也時(shí)變的干擾分量:Δφd，例如，在 液體和測(cè)量電極之間的界面處通過電化學(xué)處理引起的那個(gè)。為了說明本發(fā)明，假定干擾 分量:Acpd以下述方式與所要分量Acpw同時(shí)地出現(xiàn)，因此，它被疊加在后者上：所要分量 小于例如位于例如+ImV處的、對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最大電壓值.AcpwMAX，并且 大于例如位于例如-ImV處的、對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最小電壓值Λφ^νΜ?Ν，并且，干擾 分量AiPd小于對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最大電壓值ΔφψΜΑΧ，該對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān) 的最大電壓值.AipWMAX大于所要分量A(pw的預(yù)定最大電壓值A(chǔ)(pWMAX，例如可以位于 例如AcpdMAX = +2V處，并且，干擾分量:Acpd大于對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最小電壓值 AcpdMIN，該對(duì)于其預(yù)定的應(yīng)用相關(guān)的最小電壓值Αφ?ΙΜΙΝ小于所要分量AipW的預(yù)定最小電 壓值A(chǔ)cpwMiN，例如位于例如AipWMiN= -2V處。而且，可以假定所要分量:Aq>w可以有規(guī) 律地也采用電壓值，該電壓值位于幾個(gè)毫微伏的數(shù)量級(jí)上，例如因此，在范圍±10nV中。結(jié) 果，因此，電勢(shì)差Δφπ可以具有干擾分量與所要分量的比率，其可以在極端情況下甚至大 于2V/10nV。特別是，而且，可以以下述方式假定實(shí)際上干擾分量:Acpd在預(yù)定波動(dòng)范圍內(nèi)以 不可預(yù)測(cè)的方式隨著時(shí)間改變，而是與所要分量作比較顯著地慢：它可以在某個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度 被看作近似恒定，而所要分量:A(pw顯著地改變。
[0054] 測(cè)量電子裝置1包括諸如在圖1中示意地所示的電源電路14,電源電路14被適配 為一方面向測(cè)量電子裝置的另外的組件11、12、13供應(yīng)它們的運(yùn)行所需的電能，并且另一 方面提供作為用于確定電勢(shì)差Δφη的參考的操作電壓，g卩，直流電壓，例如，單極或雙極直 流電壓，其被控制為具有對(duì)于其預(yù)定的例如5V的標(biāo)稱值、特別是盡可能恒定的標(biāo)稱值的電 壓值Ups。
[0055] 為了記錄在兩個(gè)測(cè)量電極上的電勢(shì)Φι ，測(cè)量電子裝置1進(jìn)一步包括輸入電 路11，輸入電路11具有與第一測(cè)量電極電連接的第一電路輸入和與第二測(cè)量電極電連接 的第二電路輸入。輸入電路11被提供來在第一信號(hào)電壓輸出上傳遞至少取決于第一電勢(shì) Φ1并且關(guān)于被應(yīng)用到承載例如，0. 5 · ^和/或OV的測(cè)量電子裝置的對(duì)應(yīng)的參考電極GRN 的參考電勢(shì)q>Ref的第一信號(hào)電壓Usl，并且在第二信號(hào)電壓輸出上傳遞至少取決于第二電勢(shì) 奶并且同樣關(guān)于參考電勢(shì)(pRef的第二信號(hào)電壓Us2。為了對(duì)于輸入電路的兩個(gè)電路輸入的 每一個(gè)提供盡可能高的輸入電阻的目的，通過第一阻抗轉(zhuǎn)換器〇%的同相輸入來形成第一 電路輸入，第一阻抗轉(zhuǎn)換器OV1的輸出作為輸入電路的第一信號(hào)輸出，并且通過第二阻抗轉(zhuǎn) 換器OV2的同相輸入來形成第二電路輸入，第二阻抗轉(zhuǎn)換器OV2的輸出作為輸入電路的第二 信號(hào)輸出。
[0056] 在在此所示的實(shí)施例的示例中，兩個(gè)阻抗轉(zhuǎn)換器OVp0%通過電連接兩個(gè)阻抗轉(zhuǎn) 換器的反相輸入的電阻元件rel補(bǔ)充地連接在一起，以形成具有很好的共模抑制、即很大程 度上獨(dú)立于對(duì)于其最后設(shè)置的放大率的共模抑制的差分放大器。結(jié)果，輸入電路實(shí)際上被 實(shí)施使得在第一信號(hào)電壓輸出上的第一信號(hào)電壓Usl也取決于在第二信號(hào)電壓輸出上的第 二信號(hào)電壓Us2，并且在第二信號(hào)電壓輸出上的第二信號(hào)電壓Us2也取決于在第一信號(hào)電壓 輸出上的第一信號(hào)電壓Usl，然而，以下述方式來執(zhí)行：在第一信號(hào)電壓Usl和第二信號(hào)電壓 Us2之間的電壓差與實(shí)際上感興趣的電勢(shì)差Δφ12成比例，因此等于電勢(shì)差Δφ12的可預(yù)定的 Mjf，相應(yīng)地在每種情況下對(duì)應(yīng)于形成電勢(shì)差Δφ12的所要和干擾分量。輸入電路使用其 來放大電勢(shì)差Δφ?2的放大率M1優(yōu)選地被設(shè)置使得它對(duì)應(yīng)于小于電勢(shì)差Δφ?2的5倍，因此M1G0
[0057] 對(duì)于通過輸入電路11產(chǎn)生的信號(hào)電壓的另外的處理和評(píng)估，本發(fā)明的測(cè)量電子 裝置1進(jìn)一步包括測(cè)量和控制電路13,該測(cè)量和控制電路13具有：與輸入電路的第一信號(hào) 電壓輸出連接并且因此接收第一信號(hào)電壓的第一信號(hào)電壓輸入；以及，與輸入電路的第二 信號(hào)電壓輸出連接并且因此接收第二信號(hào)電壓的第二信號(hào)電壓輸入。
[0058]而且，測(cè)量電子裝置1為了減少在輸入電路的輸出處的兩個(gè)信號(hào)電壓Usl、Us2中包 含的干擾分量的目的，相應(yīng)地在它們的電壓差△Usl2中，并且實(shí)際上以數(shù)量相對(duì)于所要分量 達(dá)到例如2V/10nV的相同的比率，如在電勢(shì)差:Δφ12中那樣，包括補(bǔ)償電路12,補(bǔ)償電路12 具有：第一補(bǔ)償電壓輸出，其與測(cè)量和控制電路的第三信號(hào)電壓輸入電連接以及，第二補(bǔ)償 電壓輸出，其與測(cè)量和控制電路13的第四信號(hào)電壓輸入電連接。補(bǔ)償電路12被適配為在 第一補(bǔ)償電壓輸出上提供第一補(bǔ)償電壓Uca，即，關(guān)于參考電勢(shì)CPRef的可調(diào)整的第一直流電 壓，并且在第二補(bǔ)償電壓輸出上提供第二補(bǔ)償電壓11。2，即，關(guān)于參考電勢(shì) 1的第二直流 電壓，例如，同樣可調(diào)整或但是可以是固定電壓的第二直流電壓。由補(bǔ)償電路傳遞的補(bǔ)償電 壓Uc^Ue21可以例如被選擇和設(shè)置使得兩個(gè)補(bǔ)償電壓u^ue21的和Σιι。12=ud+u。,、是具有 例如在對(duì)于操作電壓設(shè)置的電壓值Ups和參考電勢(shì)(PRef或例如甚至OV之間的差的一半的預(yù) 定恒定值。
[0059] 本發(fā)明的測(cè)量電子裝置的測(cè)量和控制電路13被特別適配為使用預(yù)定采樣率&和 甚至分辨率N--理想上大約16比特、特別是大約20比特的甚至分辨率N--將在取決于 第一信號(hào)電壓Usl和第一補(bǔ)償電壓u&的第一補(bǔ)償信號(hào)電壓usc;1兩者、即信號(hào)和補(bǔ)償電壓的 加權(quán)和與取決于第二信號(hào)電壓U2和第二補(bǔ)償電壓u。2兩者、即信號(hào)和補(bǔ)償電壓的加權(quán)和之 間的電壓差A(yù)u12、因此與電壓差A(yù)usl2成比例的電壓usc;1_usc;2轉(zhuǎn)換為用于表示電壓差A(yù)u12 的數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)uD，因此產(chǎn)生選自值的預(yù)定步進(jìn)集合的數(shù)字值Ud的序列，其中，每個(gè)數(shù) 字值對(duì)應(yīng)于位于預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍ΔU12--數(shù)量達(dá)到例如小于5V--內(nèi)并且表示電壓差ΔU12 的量化的測(cè)量值U12。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在用于這樣的目的的測(cè)量電子裝置中提 供了模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D被使用采樣率fs定時(shí)，并且被適配為在數(shù)字信號(hào) 輸出上提供數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)uD。模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D優(yōu)選地具有大于16比特、例如24比特 的標(biāo)稱分辨率，并且可以例如是公司TexasInstruments,Inc的ADS1246。
[0060] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量和控制電路13包括用于產(chǎn)生表示電壓差ΛU12 的模擬測(cè)量電壓UM的減法器OV3，例如，全差分減法器和/或諸如在圖1中示意地呈現(xiàn)的由 具有正反饋電阻元件rm(l的至少一個(gè)差分放大器形成的減法器。該減法器包括反相信號(hào)輸 入同相信號(hào)輸入" + "和用于模擬測(cè)量電壓的Um測(cè)量電壓輸出。在在此所示的實(shí)施例 的示例中，為了形成用于信號(hào)和補(bǔ)償電壓1131、1132、11。1、11。 2的多減法器的目的，通過減法器的 同相信號(hào)輸入以及與其連接的第一入口側(cè)電阻元件rml來形成測(cè)量和控制電路13的第一信 號(hào)電壓輸入，通過減法器的反相信號(hào)輸入以及與其連接的第二入口側(cè)電阻元件rm2來形成 測(cè)量和控制電路的第二信號(hào)電壓輸入，通過減法器的同相信號(hào)輸入以及與其連接的第三入 口側(cè)電阻元件rm3來形成測(cè)量和控制電路的第三信號(hào)電壓輸入，并且，通過減法器的反相信 號(hào)輸入以及與其連接的第四入口側(cè)電阻元件rm4來形成測(cè)量和控制電路的第四信號(hào)電壓輸 入。優(yōu)選地，電阻元件rml、rm2、rm3、！^被定大小使得電阻元件rml的歐姆電阻Rml等于電阻 元件rm2的歐姆電阻Rm2并且電阻元件rm3的歐姆電阻Rm3等于電阻元件rm4的歐姆電阻Rm4。
[0061] 而且，在圖1中所示的實(shí)施例的示例中，減法器的測(cè)量電壓輸出與模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D 的模擬信號(hào)輸入電連接，使得其接收用于將其數(shù)字化的測(cè)量電壓％。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí) 施例中，提供了減法器，因此，測(cè)量和控制電路進(jìn)一步被適配為將測(cè)量電壓Um輸出為電壓差 Δ?!12的^倍（例如，大于3倍）。減法器的對(duì)應(yīng)的放大因子可以例如被固定地預(yù)定，或者 但是也可以在測(cè)量操作期間逐步地可調(diào)整。特別地以下述方式來如此進(jìn)行：測(cè)量電壓Um總 是小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值Umiax,例如，小于+5V，相應(yīng)地總是大于對(duì)于其預(yù)定的最小 電壓值UMin，例如，大于_5V或例如甚至0伏特，相應(yīng)地以下述方式來如此進(jìn)行：測(cè)量電壓uM 總是在預(yù)定測(cè)量電壓范圍ΔUm=U ，例如，從-5伏特至+5伏特或從0伏特至+5 伏特。然而，可替選地，對(duì)于具有下游模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的描述的"模擬"減法器，例如，也可 以使用2模擬信號(hào)輸入的、例如也差分的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此，AnalogDevices、Inc.的類型 AD7793的A/D轉(zhuǎn)換器，其在第一模擬信號(hào)輸入上被饋送第一補(bǔ)償信號(hào)電壓Usel，并且在第二 模擬信號(hào)輸入上被饋送第二補(bǔ)償信號(hào)電壓Use2并且在數(shù)字輸出上傳遞表示作為時(shí)間的函數(shù) 的電壓差A(yù)u12的數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)uD。
[0062] 進(jìn)一步，本發(fā)明的測(cè)量電子裝置1的補(bǔ)償電路12被實(shí)施使得以下述方式其至少具 有能夠通過在其中設(shè)置的控制信號(hào)輸入上應(yīng)用的補(bǔ)償控制信號(hào)s。而選擇的兩個(gè)操作模式： 補(bǔ)償電路12在第一操作模式中將第一補(bǔ)償電壓Ucl設(shè)置在預(yù)定的第一電壓值Uε11，并且所 述補(bǔ)償電路在第二操作模式中將第一補(bǔ)償電壓Uca設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值U。12，該 對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值仏12大于對(duì)于第一補(bǔ)償電壓u&預(yù)定的第一電壓值U&。在本發(fā)明 的另一個(gè)實(shí)施例中，而且，補(bǔ)償電路被適配為在第一操作模式中將第二補(bǔ)償電壓11。 2設(shè)置在 預(yù)定的第一電壓值Ue21，該預(yù)定的第一電壓值υ?1大于第一補(bǔ)償電壓u&的第一電壓值Uε11。 替代地或補(bǔ)充地，該補(bǔ)償電路也可以被適配為在第二操作模式中將第二補(bǔ)償電壓11。2設(shè)置 在對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值K22，該對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值υ?2小于第一補(bǔ)償電壓u。亦 第二電壓值Uca2。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步，補(bǔ)償電路被適配為以下述方式在第 一操作模式中將第二補(bǔ)償電壓設(shè)置在電壓值U。21，并且在第二操作模式中將第二補(bǔ)償電 壓11。2設(shè)置在電壓值U。22:補(bǔ)償電壓差A(yù)u。12,g卩，在第一補(bǔ)償電壓Uc^P第二補(bǔ)償電壓u。2之 間設(shè)置的電壓差第一操作模式中采用電壓值Uε11_υ?1，其與補(bǔ)償電壓差ΛUc;12也以 電壓值H22大于電壓值uε11-υ?1的方式在第二操作模式中采用的電壓值u。121。22不同。 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步，補(bǔ)償電路12被設(shè)計(jì)使得，用于使用其可調(diào)整并且尤其取決于 操作電壓的高度的補(bǔ)償電壓差A(yù)ucl2的最大電壓值八112"?被選擇使得，基于用于由輸入電 路11輸出的電壓差A(yù)usl2的可能預(yù)期的最大值ΛUs12mx的電壓值ΛU。12"?滿足條件：
[0063]

【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量電子裝置，用于確定在具有第一電勢(shì)（(P1)的第一測(cè)量電極和具有第二電 勢(shì)（q>2)的第二測(cè)量電極之間的電勢(shì)差（Acp12)，特別是取決于被暴露到磁場(chǎng)的流動(dòng)的液 體的體積流率的電勢(shì)差（Acpi2)， -其中，所述電勢(shì)差（Aq)12)包含時(shí)變的所要分量（Atpw)--特別是以預(yù)定周期Tm改 變的所要分量，其中，所述所要分量（Acpw) --小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值A(chǔ)^wmax，并且 一大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值A(chǔ)tPwMlN，并且 -其中，所述電勢(shì)差（A(P12)包含干擾分量（A(Pd)，所述干擾分量在時(shí)間上恒定，相應(yīng) 地比所述所要分量更慢地改變，特別是以所述所要分量隨著時(shí)間改變的頻率fM=l/TM相比 較，其中，所述干擾分量（Aq)d) 一小于對(duì)于其預(yù)定的最大電壓值.A^dMAX，所述最大電壓值.A^PdMAX大于所述所要分 莖（A(pw)的最大電壓值.A(pwMAX，并且 -大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值A(chǔ)cpdMIN，所述最小電壓值A(chǔ)tpdMIN小于所述所要分量 (Acpw)的最小電壓值A(chǔ)cpWMIN， 所述測(cè)量電子裝置包括： -參考電極（GRN)，所述參考電極（GRN)具有參考電勢(shì)（(pfcf)，特別是固定參考電勢(shì) (cPRef); -輸入電路，所述輸入電路具有 一第一電路輸入，所述第一電路輸入由第一阻抗轉(zhuǎn)換器（OV1)的同相輸入形成，并且能 夠與所述第一測(cè)量電極電連接； 一第二電路輸入，所述第二電路輸入由第二阻抗轉(zhuǎn)換器（OV2)的同相輸入形成，并且能 夠與所述第二測(cè)量電極電連接； 一第一信號(hào)電壓輸出，所述第一信號(hào)電壓輸出由所述第一阻抗轉(zhuǎn)換器的輸出形成；以 及， 一第二信號(hào)電壓輸出，所述第二信號(hào)電壓輸出由所述第二阻抗轉(zhuǎn)換器的輸出形成， 一其中，所述輸入電路被適配為 -在所述第一信號(hào)電壓輸出上提供相對(duì)于所述參考電勢(shì)（(PRef)并且取決于所述第 一電勢(shì)（Cp1)的第一信號(hào)電壓（Usl)，并且 ---在所述第二信號(hào)電壓輸出上提供相對(duì)于所述參考電勢(shì)并且至少取決于所述第二電 勢(shì)（q>2)的第二信號(hào)電壓（Us2)，由此，在所述第一信號(hào)電壓和所述第二信號(hào)電壓之間的電壓 差等于所述電勢(shì)差（Aq)12)的預(yù)定M1倍和/或小于所述電勢(shì)差（Acp12)的5倍； -補(bǔ)償電路，所述補(bǔ)償電路具有 --第一補(bǔ)償電壓輸出， --第二補(bǔ)償電壓輸出，以及 --控制信號(hào)輸入， --其中，所述補(bǔ)償電路被適配為在所述第一補(bǔ)償電路輸出上提供第一補(bǔ)償電壓（UJ， 即相對(duì)于所述參考電勢(shì)的可調(diào)整的第一直流電壓，并且在所述第二補(bǔ)償電路輸出上提供第 二補(bǔ)償電壓（11。2)，即相對(duì)于所述參考電勢(shì)的第二直流電壓，特別是可調(diào)整的或固定的第二 直流電壓，由此，在所述第一補(bǔ)償電壓和所述第二補(bǔ)償電壓之間的電壓差對(duì)應(yīng)于大于所述 干擾分量的瞬時(shí)電壓值的25%，并且 _其中，所述補(bǔ)償電路包括通過能夠被應(yīng)用在所述控制信號(hào)輸入上的補(bǔ)償控制信號(hào)能 夠選擇的至少兩個(gè)操作模式，并且被適配為 一在第一操作模式中將所述第一補(bǔ)償電壓（uj設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第一電壓值Ucll, 并且 一在第二操作模式中將所述第一補(bǔ)償電壓（uj設(shè)置在對(duì)于其預(yù)定的第二電壓值Ucl2, 所述第二電壓值Uca2大于對(duì)于所述第一補(bǔ)償電壓（uJ預(yù)定的所述第一電壓值Ucll, -以及，測(cè)量和控制電路，所述測(cè)量和控制電路具有 一與所述輸入電路的第一信號(hào)電壓輸出連接的第一信號(hào)電壓輸入， 一與所述輸入電路的第二信號(hào)電壓輸出電連接的第二信號(hào)電壓輸入， 一與所述補(bǔ)償電路的第一補(bǔ)償電壓輸出電連接的第三信號(hào)電壓輸入； 一與所述補(bǔ)充電路的第二補(bǔ)償電壓輸出電連接的第四信號(hào)電壓輸入；以及， 一與所述補(bǔ)充電路的控制信號(hào)輸入連接的補(bǔ)償控制輸出， -其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為使用可預(yù)定的、特別是與頻率fM= 1/TM相比較 更高的采樣率fs和特別地大于16比特的數(shù)字分辨率N，將取決于所述第一信號(hào)電壓（Usl) 和所述第一補(bǔ)償電壓（uj兩者的第一補(bǔ)償信號(hào)電壓（Usca)和取決于所述第二信號(hào)電壓 (us2)以及所述第二補(bǔ)償電壓（uj兩者的第二補(bǔ)償信號(hào)電壓（usJ之間的電壓差轉(zhuǎn)換為表 示所述電壓差（Au12)的數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)（uD)，即選自預(yù)定的步進(jìn)集合的并且各自表示 所述電壓差（Au12)的量化的測(cè)量值U12并且位于預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍AU12內(nèi)的數(shù)字值Ud的序列， 并且 _其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為在所述補(bǔ)償控制輸出上以下述方式提供補(bǔ)償控 制信號(hào)，用于選擇所述補(bǔ)償電路的可選擇的操作模式之一： 一所述補(bǔ)償控制信號(hào)具有用于選擇所述補(bǔ)償電路的第一操作模式的第一信號(hào)值，所述 第一信號(hào)值對(duì)應(yīng)于所述補(bǔ)償電路的第一操作模式，相應(yīng)地 一所述補(bǔ)償控制信號(hào)具有用于選擇所述補(bǔ)償電路的第二操作模式的第二信號(hào)值，所述 第二信號(hào)值對(duì)應(yīng)于所述補(bǔ)償電路的第二操作模式，并且與所述第一信號(hào)值不同。
2. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測(cè)量電子裝置，其中，使用其所述電壓差（Au12)被轉(zhuǎn)換為 所述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)（uD)的所述數(shù)字分辨率N總計(jì)大于20比特。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為 -將所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第一操作模式對(duì)應(yīng)的所述第一信號(hào) 值，并且其后， -將第一類型的至少一個(gè)數(shù)字值Udi，即在選擇所述補(bǔ)償電路的第一操作模式的同時(shí)產(chǎn) 生的所述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)的數(shù)字值（UD)，與至少一個(gè)預(yù)定的第一參考值Urt，特別是對(duì)于 所述電壓差（Au12)的測(cè)量值U12的預(yù)定最小值Umin，作比較。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為 -檢測(cè)所述第一類型的數(shù)字值Udi未超過所述第一參考值U -并且其后，為了將所述電壓差（Au12)增大到特別是大于對(duì)于其預(yù)定的最小值U12mn的 測(cè)量值U12，將所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第二操作模式對(duì)應(yīng)的所述第二信 號(hào)值。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述測(cè)量和控制電路也被適配為將 第二類型的至少一個(gè)數(shù)字值UDII，即在選擇所述補(bǔ)償電路的第二操作模式的同時(shí)產(chǎn)生的所 述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)的數(shù)字值（uD)，與特別是與所述電壓差（Au12)的測(cè)量值U12的預(yù)定最 大值U12max對(duì)應(yīng)的預(yù)定第二參考值UJ乍比較。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為 -檢測(cè)第二類型的數(shù)字值Udii超過所述第二參考值， -并且其后，為了將所述電壓差（Au12)縮小到特別是小于對(duì)于其預(yù)定的最大值U12max的 測(cè)量值U12，將所述補(bǔ)償控制信號(hào)設(shè)置為與所述補(bǔ)償電路的第一操作模式對(duì)應(yīng)的所述第一信 號(hào)值。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路和所述測(cè)量和控 制電路被適配為將所述電壓差（Au12)設(shè)置為小于對(duì)于其預(yù)定的最大值U12max，特別是小于 +5V，和/或大于對(duì)于其預(yù)定的最小值Umin，特別是大于-5V，特別是將所述電壓差（AUl2) 保持在所述預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍AU12=U12Max_U12MinR〇
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測(cè)量電子裝置， -其中，所述最大值U12max對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換范圍AU12的上界，并且，所述最小值U12Min對(duì) 應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換范圍下界；和/或 _其中，所述轉(zhuǎn)換范圍AU12對(duì)應(yīng)于在所述最大值U12_和所述最小值U12Min之間的差 UuMax-U12Mir^
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路和所述測(cè)量和控 制電路被適配為將所述電壓差（Au12)保持在所述預(yù)定轉(zhuǎn)換范圍AU12內(nèi)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為 產(chǎn)生表示所述電壓差（Au12)的測(cè)量電壓（uM)，由此，所述測(cè)量電壓（Um)小于對(duì)于其預(yù)定 的最大電壓值UMax，特別是小于+5V，和/或大于對(duì)于其預(yù)定的最小電壓值UMin，特別是大 于-5V，和/或，所述測(cè)量電壓（Um)位于小于5V的預(yù)定測(cè)量電壓范圍AUm=UMax-UMin內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為將所 述測(cè)量電壓（uD)輸出為所述電壓差（Au12)的M2倍。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述測(cè)量和控制電路具有減法 器，特別是通過正反饋差分放大器形成的減法器，所述正反饋差分放大器具有反相信號(hào)輸 入、同相信號(hào)輸入和測(cè)量電壓輸出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的測(cè)量電子裝置， -其中，通過所述減法器的同相信號(hào)輸入來形成所述測(cè)量和控制電路的第一和第三信 號(hào)電壓輸入，并且，通過所述減法器的反向信號(hào)輸入來形成所述測(cè)量和控制電路的第二和 第四信號(hào)電壓輸入，和/或 -其中，所述減法器被適配為在所述測(cè)量電壓輸出上提供所述測(cè)量電壓（Um)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述測(cè)量和控制電路具有模數(shù) 轉(zhuǎn)換器（A/D)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)具有模擬信號(hào)輸入和數(shù)字信號(hào)輸出，其中，所述模數(shù) 轉(zhuǎn)換器（A/D)被使用采樣率fs定時(shí)，并且特別具有大于16比特的標(biāo)稱分辨率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12和14所述的測(cè)量電子裝置， -其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)的模擬信號(hào)輸入與所述減法器的測(cè)量電壓輸出電連接， 并且 一其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)被適配為在所述數(shù)字信號(hào)輸出上提供所述數(shù)字電壓測(cè) 量信號(hào)（uD)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)具有24 比特的標(biāo)稱分辨率。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置， _其中，所述補(bǔ)償電路被適配為在所述第一操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為對(duì) 于其預(yù)定的第一電壓值Ue21，所述第一電壓值121大于所述第一補(bǔ)償電壓（uj的第一電壓 值Uell，和/或， _其中，所述補(bǔ)償電路被適配為在所述第二操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓設(shè)置為對(duì) 于其預(yù)定的第二電壓值Ue22，所述第二電壓值122小于所述第一補(bǔ)償電壓（uj的第二電壓 值Ucl2。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路被適配為，在所述第 一操作模式中將所述第二補(bǔ)償電壓〇1。2)設(shè)置為所述電壓值Ue21，并且在所述第二操作模式 中將所述第二補(bǔ)償電壓〇1。2)設(shè)置為所述電壓值Ue22，由此，補(bǔ)償電壓差（Aucl2),即在所述 第一補(bǔ)償電壓（uj和所述第二補(bǔ)償電壓（uj之間設(shè)置的電壓差，在所述第一操作模式中 采用電壓值Ucai-Ue21，所述電壓值Ucll-Um與所述補(bǔ)償電壓差（Auca2)在所述第二操作模式 中采用的電壓值Uca2-Ue22不同，特別是由此電壓值U。121。22大于電壓值U也-U^。
19. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路至少具有第一數(shù) 模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)具有數(shù)字信號(hào)輸入，特別是接收所述測(cè)量 和控制電路的控制信號(hào)和/或形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入的數(shù)字信號(hào)輸入；以及， 模擬信號(hào)輸出，特別是傳遞所述第一補(bǔ)償電壓和/或形成所述第一補(bǔ)償電壓輸出的模擬信 號(hào)輸出。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的測(cè)量電子裝置， -其中，通過所述至少一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)的模擬信號(hào)輸出來形成所述補(bǔ)償電 路的第一補(bǔ)償電壓輸出：特別在于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)的模擬信號(hào)輸出通過插入至 少一個(gè)電阻元件（rm3;rm4)與所述輸入電路的第一信號(hào)電壓輸出電連接；和/或 一其中，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)被適配為設(shè)置所述第一補(bǔ)償電壓（uj，特別在于 在其模擬信號(hào)輸出上設(shè)置的直流電壓通過與所述模擬信號(hào)輸出電連接的至少一個(gè)電阻元 件驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電流；和/或 -其中，通過在所述至少一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)上的所述數(shù)字信號(hào)輸入來形成所 述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入；和/或 一其中，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAI;DA2)被適配為在其模擬信號(hào)輸出上提供取決于所述控 制信號(hào)的可變的直流電壓。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19至20之一所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述補(bǔ)償電路具有第二數(shù) 模轉(zhuǎn)換器（DA2)，所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DA2)特別具有用于從所述測(cè)量和控制電路接收所 述控制信號(hào)和/或形成所述補(bǔ)償電路的控制信號(hào)輸入的數(shù)字信號(hào)輸入，并且特別具有用于 傳遞所述第二補(bǔ)償電壓和/或形成所述第二補(bǔ)償電壓輸出的模擬信號(hào)輸出。
22. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置，其中，所述輸入電路被適配使得在所 述第一信號(hào)電壓輸出上的所述第一信號(hào)電壓（Usl)也取決于在所述第二信號(hào)電壓輸出上的 所述第二信號(hào)電壓（us2)，并且使得在所述第二信號(hào)電壓輸出上的所述第二信號(hào)電壓（Us2) 也取決于在所述第一信號(hào)電壓輸出上的所述第一信號(hào)電壓（Usl)，特別是由此，在所述第一 信號(hào)電壓（Usl)和所述第二信號(hào)電壓（us2)之間的電勢(shì)差（Acp12)與所述電壓差（Ausl2)成 比例。
23. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置，進(jìn)一步包括：電源電路，所述電源電 路被適配為提供操作電壓（uN)，特別是被控制在對(duì)于其預(yù)定的電壓值Ups處的操作電壓（Un) 和/或用于供應(yīng)所述輸入電路、所述補(bǔ)償電路以及所述補(bǔ)償電路的恒定電壓值UPS。
24. -種測(cè)量系統(tǒng)，用于確定流動(dòng)的液體的體積流率和/或流速，所述流動(dòng)的液體特別 是被暴露到暫時(shí)恒定磁場(chǎng)和/或在管線中流動(dòng)的液體，所述測(cè)量系統(tǒng)包括： -根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測(cè)量電子裝置； -用于引導(dǎo)所述液體的測(cè)量管；以及 _在所述測(cè)量管上彼此隔開地布置的、特別是在每個(gè)情況下以電極尖端向所述測(cè)量管 的內(nèi)腔內(nèi)突出的兩個(gè)測(cè)量電極，其中的第一測(cè)量電極與所述輸入電路的第一電路輸入連接 并且第二測(cè)量電極與所述輸入電路的第二電路輸入連接。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的測(cè)量系統(tǒng)。 _其中，所述測(cè)量電極被適配使得它們相應(yīng)的電勢(shì)取決于在所述測(cè)量管中引導(dǎo)的液體 中產(chǎn)生的電壓，特別是由在所述液體內(nèi)移位的電荷載體引起的電壓；和/或 _其中，沿著在所述測(cè)量管上的虛擬外圍線在所述測(cè)量管上所述測(cè)量電極被布置得彼 此隔開，所述虛擬外圍線特別是圓形外圍線和/或圍繞所述測(cè)量管的截面區(qū)域的外圍線； 和/或 -其中，所述測(cè)量電極的每一個(gè)可接觸在所述測(cè)量管中引導(dǎo)的液體。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24至25之一所述的測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：磁場(chǎng)發(fā)生器，所述磁場(chǎng) 發(fā)生器具有控制信號(hào)輸入，其中，所述磁場(chǎng)發(fā)生器被適配為產(chǎn)生至少部分地通過所述測(cè)量 管的內(nèi)腔、特別也在所述測(cè)量電極之間延伸的區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)（B)，所述磁場(chǎng)⑶根據(jù)能夠被 施加到所述控制信號(hào)輸入的磁場(chǎng)控制信號(hào)而改變，特別以下述方式：所述磁場(chǎng)（B)具有垂 直于虛擬地連接所述兩個(gè)測(cè)量電極的虛擬連接軸延伸并且影響所述電勢(shì)差的所要分量的、 具有以頻率fM= 1/TM周期地改變的磁場(chǎng)方向的所要分量（Bw)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量電子裝置的測(cè)量和控制電路包 括與所述磁場(chǎng)發(fā)生器的控制信號(hào)輸入連接的磁場(chǎng)控制信號(hào)輸出，并且被適配為在所述磁場(chǎng) 控制信號(hào)輸出上提供磁場(chǎng)控制信號(hào)，特別是周期地交替的磁場(chǎng)控制信號(hào)。
28. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測(cè)量系統(tǒng)， -其中，所述磁場(chǎng)控制信號(hào)被實(shí)施為矩形信號(hào)；和/或， -其中，所述磁場(chǎng)控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)由所述磁場(chǎng)發(fā)生器產(chǎn)生的所述磁場(chǎng)的交替的、特別是周 期的改變，特別以下述方式：所述磁場(chǎng)（B)的所要分量（Bw)具有以頻率fM= 1/TM周期地改 變的磁場(chǎng)方向。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為將所 述磁場(chǎng)控制信號(hào)輸出為以頻率fM= 1/TM周期地交替的矩形信號(hào)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求24至29之一所述的測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為 通過所述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)（uD)來產(chǎn)生瞬時(shí)地表示所述體積流率的流的測(cè)量值的序列。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為通過所述 數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)（uD)來產(chǎn)生電壓差序列（AuD)，即數(shù)字值的序列AUD，每一個(gè)數(shù)字值 AUd表示在所述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)（uD)的兩個(gè)時(shí)間連續(xù)的數(shù)字值之間的差。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為不產(chǎn)生在 表示在所述補(bǔ)償電路的不同操作模式期間產(chǎn)生的所述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)（uD)的數(shù)字值的 數(shù)字值Ud之間的差A(yù)UD。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為通過 所述電壓差序列（△%)來產(chǎn)生瞬時(shí)地表示所述體積流率的流的測(cè)量值的序列。
34. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量和控制電路被適配為當(dāng)所述數(shù) 字值A(chǔ)Ud表示在所述補(bǔ)償電路的不同操作模式期間產(chǎn)生的所述數(shù)字電壓測(cè)量信號(hào)（uD)的 數(shù)字值Ud之間的差時(shí)，所述測(cè)量和控制電路在確定流的測(cè)量值的情況下不使用所述電壓差 序列（Aud)的這樣的數(shù)字值A(chǔ)UD。
【文檔編號(hào)】G01F1/60GK104508432SQ201380040687
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月30日
【發(fā)明者】托馬斯·孔, 安德烈·施帕林格, 馬庫斯·魯費(fèi)納赫特 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司