DE10034685B4

DE10034685B4 - Energy saving

Info

Publication number: DE10034685B4
Application number: DE2000134685
Authority: DE
Inventors: Winfried Rauer; Karl Griessbaum
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: EP1174841A1; EP1174841B1; DE10034685A1

Abstract

Meßeinrichtung zur Messung einer Prozeßvariablen bei vorgegebener maximaler Leistungsaufnahme durch die Meßeinrichtung, insbesondere zum Anschluß an eine Stromschleife, wie etwa eine 4–20 mA Stromschleife, oder an eine digitale Kommunikation, mit zumindest einer Einrichtung zur Regelung des Meßbetriebs der Meßeinrichtung in Anpassung an die vorgegebene Leistungsaufnahme, bei welcher die Regelungseinrichtung (302, 402, 502, 602, 802, 902, 1002, 1102, 1202, 1302; 403, 603, 903, 1103, 1203, 1303; 106, 206, 706) die Leistungsaufnahme durch den Meßbetrieb der Meßeinrichtung (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 1101, 1201, 1301) so regelt, daß diese Leistungsaufnahme der vorgegebenen Leistungsaufnahme angenähert wird, ohne daß die vorgegebene Leistungsaufnahme überschritten wird; wobei die Regelungseinrichtung den Leistungsüberschuß mißt oder vorausschätzt, um den die vorgegebene Leistungsaufnahme der Meßeinrichtung die Leistungsaufnahme für den Meßbetrieb übersteigt, und den Meßbetrieb so regelt, daß der Leistungsüberschuß minimiert wird.Measuring device for measuring a process variable at a given maximum power consumption by the measuring device, in particular for connection to a current loop, such as a 4-20 mA current loop, or to a digital communication, with at least one device for controlling the measuring operation of the measuring device in adaptation to the predetermined Power consumption, in which the control device (302, 402, 502, 602, 802, 902, 1002, 1102, 1202, 1302, 403, 603, 903, 1103, 1203, 1303, 106, 206, 706) the power consumption by the measuring operation the measuring device (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 1101, 1201, 1301) so regulated that this power consumption is approximated to the predetermined power consumption, without the predetermined power consumption is exceeded; wherein the control means measures or predicts the power surplus by which the predetermined power consumption of the measuring means exceeds the power consumption for the measuring operation, and controls the measuring operation so as to minimize the power surplus.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Messung einer industriellen Prozeßvariablen bei vorgegebener maximaler Leistungsaufnahme durch die Meßeinrichtung. Spezieller betrifft die Erfindung eine Meßeinrichtung zum Anschluß an eine Stromschleife, insbesondere eine 4–20 mA-Stromschleife, oder an eine digitale Kommunikation.The The invention relates to a measuring device for Measurement of an industrial process variable at given maximum power consumption by the measuring device. More specifically the invention a measuring device to connect to a current loop, in particular a 4-20 mA current loop, or to a digital communication.

Einrichtungen zur Messung einer Prozeßvariablen werden verwendet, um eine Prozeßvariable zu erfassen und die gemessenen Werte zur anschließenden Verarbeitung weiterzugeben. Die Weitergabe der gemessenen Werte kann über ein Stromschleife geschehen oder über eine di gitale Kommunikation. In beiden Fällen ist es von Vorteil, wenn die Meßeinrichtung ihre benötigte Leistung aus den beiden Leitungen entnimmt, über die der Meßwert weitergegeben wird.facilities for measuring a process variable are used to assign a process variable capture and pass on the measured values for subsequent processing. The transmission of the measured values can be done via a current loop or over a digital communication. In both cases it is beneficial if the measuring device her needed Power from the two lines takes over the passed on the measured value becomes.

Bei der Weitergabe der Meßwerte über eine Stromschleife wird der Strom in der Stromschleife so eingestellt, daß seine Größe die Größe der Prozeßvariablen widerspiegelt. Es hat sich heutzutage ein Standard durchgesetzt, der Ströme zwischen 4 mA und 20 mA verwendet, wobei ein Strom von 4 mA durch die Stromschleife den maximalen (oder minimalen) Meßwert und ein Strom von 20 mA den minimalen (oder maximalen) Meßwert der Prozeßvariablen repräsentiert.at the passing of the measured values over a current loop the current in the current loop is adjusted so that its Size the size of the process variable reflects. It has become a standard nowadays the streams used between 4 mA and 20 mA, with a current of 4 mA through the current loop the maximum (or minimum) reading and a current of 20 mA the minimum (or maximum) value of the process variables represents.

Diese Meßtechnik erweist sich als weitgehend stör-unempfindlich und hat große Verbreitung in industrieller Anwendung erfahren.These Measuring technology proves to be largely immune to interference and has big ones Distribution in industrial application experienced.

Einer Meßeinrichtung, die mittels einer Stromschleife versorgt wird, steht nur eine begrenzte Leistung zur Verfügung. Diese Leistung hängt von der Versorgungsspannung und dem (gemäß dem auszugebenden Meßwert) aktuell eingestellten Strom ab. Herkömmliche Meßeinrichtungen sind so dimensioniert, daß sie mit der minimal zur Verfügung stehenden Leistung auskommen, d. h. nur die bei minimalem Strom und minimaler Spannung anstehende Leistung benötigen. Steht mehr Leistung zur Verfügung, wird diese zusätzliche Leistung in einer Stromstufe in Verlustleistung umgesetzt und nicht in der Meßeinrichtung zur Verbesserung der Messung verwendet.one measuring device which is supplied by means of a current loop, is only a limited power to disposal. This performance depends from the supply voltage and the current (according to the measured value to be output) set current. conventional measuring devices are dimensioned so that they with the minimum available Get along, d. H. only those at minimum power and minimum Voltage needing pending performance. Is more power available, will this extra Power implemented in a power stage in power loss and not in the measuring device used to improve the measurement.

Meßeinrichtungen, die über eine digitale Kommunikation angesteuert werden, haben oft eine konstante Stromaufnahme, da dies für die Datenübertragung notwendig ist. Hier ist die zur Verfügung stehende Leistung abhängig von der angelegten Klemmenspannung. Herkömmliche Meßeinrichtungen sind auch hier so ausgelegt, daß die Meßschaltung eine konstante Leistungsaufnahme hat, die der Leistung bei minimaler Versorgungsspannung entspricht. Zu sätzlich angebotene Leistung bei größerer Versorgungsspannung wird auch hier in Verlustleistung umgesetzt.measuring devices, the above Digital communications are often constant Power consumption, as this is for the data transmission necessary is. Here the available power depends on the applied terminal voltage. Conventional measuring devices are also here designed so that the measuring circuit has a constant power consumption, which has the minimum power Supply voltage corresponds. Additional services offered with larger supply voltage is also implemented here in power loss.

Aus EP 0 687 375 ist ein Verbesserungsvorschlag bekannt, bei dem ein intelligenter Meßwertgeber mit einer Fühlerschaltung ausgestattet wird. Der Meßwertgeber wird bei einer Meßfrequenz betrieben, die einer Leistungsaufnahme entspricht, die größer ist als die bei minimalem Strom und minimaler Spannung über die Stromschleife verfügbare Leistung. Kommt es dadurch zu einem Defizit (d. h. die verbrauchte Leistung übersteigt die zulässige verfügbare Leistung), dann ermittelt die Fühlerschaltung dieses Defizit und veranlaßt, daß die Ausführung des Meßprogramms ausgesetzt wird, bis das Defizit nicht mehr besteht.Out EP 0 687 375 An improvement proposal is known in which an intelligent transmitter is equipped with a sensor circuit. The transmitter operates at a measurement frequency that is greater than the power available at minimum current and voltage across the current loop. If this results in a deficit (ie the power consumed exceeds the allowable available power), then the sensing circuit determines this deficit and causes the execution of the measurement program to be suspended until the deficit ceases to exist.

Dies führt jedoch, neben anderen Problemen, zu wiederholter Ausgabe falscher Meßwerte, was nicht akzeptabel ist.This leads, however, among other problems, repeated issue of false readings, what is not acceptable.

DE 696 23 604 T2 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung und Signalverarbeitung, welche eine 4...20 mA-Zweidrahtschleife aufweist. Besteht ein Energieüberschuss, kann die Überschussenergie zur Messwerterfassung verwendet werden. DE 696 23 604 T2 describes a device for measurement and signal processing, which has a 4 ... 20 mA two-wire loop. If there is an excess of energy, the surplus energy can be used for the measured value acquisition.

GB 2 229 897 A beschreibt ein Zweidraht-Telemetriesystem mit Leistungsregelung. Die Leistungsregelung dient der Erzeugung konstanter Leistung, unabhängig davon, ob eine hohe Spannung und ein niedriger Strom oder eine niedrige Spannung und ein hoher Strom eingestellt sind. GB 2 229 897 A describes a two-wire telemetry system with power control. The power control is designed to produce constant power, regardless of whether a high voltage and a low current or a low voltage and a high current are set.

WO 00/26739 beschreibt ein Zweidrahtmessgerät mit einer Schaltung zum Steuern der Leistung, welche einen Teil der verfügbaren Leistung in Abhängigkeit von einem durch die Messeinrichtung erzeugten Kontrollsignal weiter verwendet. Die Leistung, die der Messschaltung bereitgestellt wird, ist nicht limitiert. WO 00/26739 describes a two-wire measuring device with a circuit for controlling the power, which continues to use a part of the available power in response to a control signal generated by the measuring device. The power provided to the measurement circuit is not limited.

WO 82/00729 beschreibt einen Low-Power-Transmitter in Zweileitertechnik, der beispielsweise mit einer Batterie betrieben wird. Es ist ein Regler vorgesehen, der die gewünschte Spannung in der Transmitterschaltung einstellt. WO 82/00729 describes a low-power transmitter in two-wire technology, which is operated for example with a battery. A regulator is provided which adjusts the desired voltage in the transmitter circuit.

US 4,926,340 beschreibt eine Messeinrichtung mit niedriger Leistung zum Anschluss an eine Zweidraht-Schleife. Weiterhin ist ein Energiespeicher vorgesehen, der Überschussenergie speichert und diese dann einem EEPROM während eines Schreibintervalls zuführt. US 4,926,340 describes a low power meter for connection to a two-wire loop. Furthermore, an energy storage is provided which stores excess energy and then supplies this to an EEPROM during a write interval.

US 4,420,753 beschreibt eine Schaltung für die Übertragung eines Messsignals, bei dem die Kommunikation wie auch die Stromversorgung über eine Zweidraht-Leitung läuft. Es ist ein Stromschalter SQ1 sowie eine Spannungssteuerung SR1 vorgesehen, um Strompulse zu erzeugen. US 4,420,753 describes a circuit for the transmission of a measurement signal in which the communication as well as the power supply via a two-wire line runs. It is a power switch SQ1 and a voltage control SR1 provided to generate current pulses.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Meßeinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die ohne die Gefahr von Fehlanzeigen des Meßwertes in der Lage ist, ihren Leistungsbedarf an die zur Verfügung stehende Leistung anzupassen.task The invention is a measuring device specify the type mentioned, without the risk of false readings of the measured value is able to match their power requirements to those available Adjust performance.

Dabei soll möglichst genau so viel der insgesamt aufgenommenen Leistung zur Erfüllung der Meßaufgabe verbraucht werden, daß zum einen Geschwindigkeit und Qualität der Messung optimiert werden. Theoretisch würde also die gesamte Leistung, die dem jeweils anzuzeigenden Meßwert entspricht, durch die entsprechend häufige Funktion des Meßwertgebers verbraucht. In der Praxis wird aber schon sicherheitshalber immer noch eine gewisse Differenz zwischen zur Verfügung stehender Leistung und zur Erfüllung der Meßaufgabe verbrauchter Leistung übrig bleiben, damit kein Leistungsdefizit und damit keine Fehlfunktion des Sensors entstehen kann. Der Überschuß an Leistung wird in der Meßeinrichtung in Verlustleistung (Wärme) umgesetzt. Die Summe beider aufgenommener Leistungen muß genau so groß sein, daß der insgesamt vom Sensor aufgenommene Strom einem definierten Wert entspricht. Die ser Wert ist beim Sensor innerhalb einer Stromschleife (4–20 mA) durch den aktuell auszugebenden Meßwert vorgegeben.there should as possible just as much of the total power consumed to complete the measurement task be consumed that to a speed and quality be optimized for the measurement. Theoretically, therefore, the total power, which corresponds to the respective measured value to be displayed, by the according to frequent Function of the transmitter consumed. In practice, but for safety's sake always still some difference between available power and to fulfillment the measuring task used power left over stay, so no power shortage and thus no malfunction of the sensor can arise. The excess of power is in the measuring device in power loss (heat) implemented. The sum of both absorbed services must exactly be that big that the total recorded by the sensor current corresponds to a defined value. This value is at the sensor within a current loop (4-20 mA) specified by the current value to be output.

Beim digital kommunizierenden Sensor entspricht beispielsweise der Wert des konstant aufgenommenen Stroms den allgemeinen Vorgaben im Zusammenhang mit dem benutzten Kommunikationsprotokoll.At the digitally communicating sensor, for example, corresponds to the value of the constant current consumed is related to the general requirements with the communication protocol used.

Zur Lösung der Aufgabe dienen erfindungsgemäß die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen.to solution serve the task according to the invention in the independent one claims defined feature combinations.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.advantageous Embodiments are in the dependent claims Are defined.

Grundsätzlich wird in den am meisten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die gewünschte Anpassung der zur Durchführung der Meßaufgabe aufgenommenen Leistung an die zur Verfügung stehende Leistung ohne deren Überschreitung dadurch ermöglicht, daß der aktuelle Überschuß an Leistung, der in Verlustleistung umgesetzt werden müßte, bestimmt wird. Nach Ermittlung dieses aktuellen Überschusses ist die Kontrolleinheit des Sensors in der Lage, durch geeignete Maßnahmen bezüglich Art und Häufigkeit der Durchführung der Meßzyklen die Leistungsaufnahme der Meßeinrichtung an die vorgegebene maximal verfügbare Leistung so anzunähern, daß der Überschuß minimiert wird, ohne eine bestimmte vorgegebene Grenze für den Überschuß zu unterschreiten. (Idealist der Überschuß an dieser Grenze also wenigstens annähernd gleich Null.)Basically in the most preferred embodiments of the invention the desired Adaptation to the implementation the measuring task absorbed power to the available power without exceeding them allows that the current surplus of power, which would have to be implemented in power loss is determined. After investigation this current surplus the control unit of the sensor is able to operate by suitable activities in terms of Type and frequency the implementation the measuring cycles the power consumption of the measuring device the default maximum available To approximate performance that minimizes the excess without falling below a certain predetermined limit for the surplus. (Idealist the surplus of this Limit at least approximately the same Zero.)

Die Bestimmung des aktuellen Überschusses kann entweder durch direkte Messung des überschüssigen Stroms oder der überschüssigen Leistung erfolgen. Es ist aber auch auf indirektem Weg möglich, durch Messung von Strom oder aufgenommener Leistung zur Durchführung der Meßaufgabe und Messung von zur Verfügung stehender Leistung bzw. Kenntnis von zur Verfügung stehendem Strom über Differenzbildung den aktuellen Überschuß zu ermitteln. Wählt man den Weg der indirekten Überschußbestimmung, kann man eine wesentliche Ver einfachung bei geringem Nachteil dadurch erreichen, daß auf einzelne Messungen zur Strom- bzw. Leistungsermittlung verzichtet wird und diese durch geeignete Schätzungen sowie Einhaltung größerer Reserven ersetzt werden.The Determination of the current surplus can be done either by direct measurement of surplus electricity or excess power respectively. But it is also possible indirectly, by measuring current or recorded power to perform the measurement task and Measurement of available standing power or knowledge of available current through difference formation to determine the current surplus. You choose the path of indirect surplus determination, You can thereby a significant Ver simplification at a low disadvantage reach that on individual measurements for current or Performance determination is waived and this by appropriate estimates as well as maintaining larger reserves be replaced.

Außerdem ist es oft möglich, sich bei der Ermittlung von zur Durchführung der Meßaufgabe aufgenommener Leistung auf die Leistungsaufnahme der Schaltungsteile zu beschränken, die bekanntermaßen am meisten ins Gewicht fallen.Besides that is it is often possible in the determination of to carry out the measurement task absorbed power on the power consumption of the circuit parts restrict, the known ones most significant.

Die Erfindung eignet sich für beliebige Meßeinrichtungen für Prozeßvariable, sofern diesen Meßeinrichtungen extern eine Leistungsaufnahme, meist eine variierende maximale Leistungsaufnahme vorgegeben ist. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Vorgabe der Leistungsaufnahme bei Versorgung mittels einer Stromschleife, weil hier jeweils (mit dem anzuzeigenden Meßwert variierend) nur soviel Leistung maximal verbraucht werden darf, wie dem Strom entspricht, der zur Anzeige des richtigen Meßwertes in den Versorgungsleitungen fließen kann.The Invention is suitable for any measuring devices for process variable, provided these measuring devices externally a power consumption, usually a varying maximum power consumption specified is. This is, for example, the specification of the power consumption when supplied by means of a current loop, because here each (with the to be displayed varying) only as much power may be consumed maximally, as the current corresponds to the display of the correct measured value can flow in the supply lines.

Es ist natürlich denkbar, daß sich die Begrenzung der Leistung, die die Meßeinrichtung verbrauchen darf, aus anderen Gesichtspunkten ergibt, beispielsweise bei der Verbindung mit einer digitalen Kommunikation oder aus ganz anderen Gründen.It is natural conceivable that yourself the limitation of the power which the measuring device may consume, from other points of view, for example, in the connection with a digital communication or for completely different reasons.

Speziell eignet sich die Erfindung besonders für Sensoren wie beispielsweise Füllstands-Sensoren. Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsformen beschrieben, bei denen es sich einerseits um einen Radar-Füllstandssensor, andererseits um einen Ultraschall-Füllstandssensor handelt. Solche Sensoren werden heute regelmäßig über Stromschleifen oder digitale Kommunikationen betrieben und sind daher den erfindungsgemäß zu überwindenden Schwierigkeiten ausgesetzt.specially the invention is particularly suitable for sensors such as Liquid level sensors, The invention will be described below with reference to two embodiments described on the one hand a radar level sensor, on the other hand is an ultrasonic level sensor. Such Sensors are now regularly on current loops or digital communications and are therefore the invention to be overcome Exposed to difficulties.

Eine bevorzugte Realisierung der Erfindung verwendet eine Stromstufe, die generell parallel zu den übrigen Komponenten der Meßeinrichtung eingeschaltet wird. Die Stromstufe dient dazu, die Leistung zu verbrauchen („Verlustleistung”), die übrig bleibt, wenn man von der insgesamt (durch die Meßwert-Anzeigefunktion) vorgegebenen Leistung den Leistungsbedarf der Meßeinrichtung im Meßbetrieb in Abzug bringt. Dieser nicht verbrauchte Leistungsüberschuß ist, wie schon angegeben, ein Maß für die Reserve, die im System für eine Steigerung der Meßleistung noch zur Verfügung steht, ohne daß es zu dem im Stand der Technik ( EP 0 687 375 ) angegebenen Defizit kommt.A preferred implementation of the invention uses a current stage which is generally turned on in parallel with the other components of the measuring device. The power stage is used to consume the power ("power dissipation") left over remains, if one of the total (indicated by the measured value display function) power the power requirement of the measuring device in the measuring operation deducted. This unused excess of power is, as already indicated, a measure of the reserve still available in the system for increasing the measuring power without being comparable to that in the prior art ( EP 0 687 375 ) deficit comes.

Eine solche Stromstufe bietet verschiedene Möglichkeiten zur Messung des Leistungsüberschusses, wie im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen noch beschrieben werden wird.A such current stage offers different ways to measure the Power surplus, as in the following with reference to embodiments will be described later.

Hierzu kann der momentane Leistungsüberschuß direkt gemessen werden. Er kann alternativ dazu auch vorausgeschätzt werden. Dazu können bekannte Daten der Meßeinrichtung, beispielsweise der relativ große Leistungsverbrauch einzelner Komponenten, herangezogen werden.For this can the current performance surplus directly be measured. He can alternatively be estimated in advance. These can be known Data of the measuring device, for example, the relatively large one Power consumption of individual components, are used.

Es ist auch nicht immer nötig, eine dauernde Messung oder Berechnung des sich stets ändernden Leistungsbedarfes vorzunehmen. Eine einfachere Lösung besteht darin, den insgesamt zur Verfügung stehenden Bereich, also beispielsweise 4–20 mA, in Unterbereiche aufzuteilen, denen jeweils eine bestimmte Häufigkeit der Messung pro Zeiteinheit zugewiesen wird. So läßt sich sehr einfach erreichen, daß in dem Unterbereich, der der höchsten vorgegebenen Leistungsabnahme entspricht, relativ häufig gemessen wird, während in den Unterbereichen, die geringeren verfügbaren Leistungen entsprechen, grundsätzlich entsprechend weniger häufig gemessen wird.It is not always necessary a continuous measurement or calculation of the constantly changing power requirement make. A simpler solution consists of the total available area, ie for example 4-20 mA, divided into subregions, each with a certain frequency assigned to the measurement per unit of time. That's how it works very easily achieve that in the subrange, the highest predetermined performance decrease, relatively frequently measured will, while in the sub-areas that correspond to lower available services, in principle less often is measured.

Es muß dann nur noch überwacht werden, in welchem dieser Unterbereiche das System gerade arbeitet, was beispielsweise bei Anschluß einer 4–20 mA Stromschleife davon abhängt, welcher Meßwert ausgegeben werden muß und welchem Strom dies dann entspricht, um dann die Betriebsweise entsprechend zu wählen.It must then only monitored in which of these sub-areas the system is currently working, which, for example, when connecting a 4-20 mA Current loop depends on it which measured value is output must and must which current this then corresponds to then the operation accordingly to choose.

Der Anschluß der Meßeinrichtung an eine digitale Kommunikation, oder eine damit verbundene Stromschleife, ermöglicht völlig analoge Maßnahmen zur Erreichung der gleichen Vorteile.Of the Connection of the measuring device to a digital communication, or an associated current loop, allows completely analogous measures to Achieving the same benefits.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung am Beispiel erfindungsgemäßer Meßeinrichtungen beschrieben. Eine Meßeinrichtung besteht dabei immer aus einem gattungsgemäßen Teil, der den 1, 2 oder 7 entspricht, sowie einer Anbindung an die Versorgung entsprechend den 3 bis 6 oder 8 bis 13.In the following, preferred embodiments of the invention will be described using the example of measuring devices according to the invention. A measuring device always consists of a generic part, the 1 . 2 or 7 corresponds, as well as a connection to the supply according to the 3 to 6 or 8th to 13 ,

Eine erste beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Meßanordnung ist ein Radar-Füllstandssensor. Der Sensor mißt den Füllstand in einem Behälter. Der gemessene Wert wird entweder über eine Stromschleife mit z. B. 4–20 mA oder über eine digitale Kommunikation, z. B. einen Feldbus, weitergegeben.A first exemplary embodiment a measuring arrangement according to the invention is a radar level sensor. The sensor measures the level in a container. The measured value is either via a current loop with z. 4-20 mA or over a digital communication, z. B. a field bus passed.

1 zeigt einen Teil eines solchen Radar-Sensors (101). Dargestellt ist der gattungsgemäße Teil, der unabhängig davon ist, wie der gemessene Wert weitergegeben ist. 1 shows a part of such a radar sensor ( 101 ). Shown is the generic part, which is independent of how the measured value is passed.

Zur Energieversorgung des Sensors (101) dient ein Netzteil (102), das mit Versorgungsleitungen (14) und (15) mit einer Stromstufe verbunden ist.To power the sensor ( 101 ) is a power supply ( 102 ) connected to supply lines ( 14 ) and ( 15 ) is connected to a power stage.

Gesteuert wird der Sensor von einem Mikrocontroller (106), dessen Programm sich in einem Programmspeicher (107) befindet. Er verwendet für seine Daten ein EEPROM (109) und ein RAM (108). Der Mikrocontroller steuert das HF-Frontend (103), das Radar-Signale erzeugt, an die Antenne (114) schickt und die empfangenen Signale aufbereitet. Diese Signale werden vom Empfänger (104) aufbereitet und mittels eines A/D-Wandlers (105) digitalisiert an den Mikrocontroller weitergeleitet. Aus den digitalen Signalen bestimmt der Mikrocontroller einen Meßwert. Diesen gibt er nach einer eventuellen Umwandlung über eine Steuerleitung (16) weiter an die Stromstufe (vgl. weiter unten), die davon abhängig einen Strom einstellt, oder an die digitale Schnittstelle, die den Meßwert über eine digitale Kommunikation weitergibt. Die Steuerleitungen (16) und (17) werden dabei als Verbindung zur digitalen Schnittstelle benutzt. Zur Reduktion der aufgenommenen Leistung hat der Mikrocontroller die Möglichkeit, das HF-Frontend, den Empfänger oder andere Schaltungsteile über Stand-by-Signale in einen Ruhezustand mit verminderter Leistungsaufnahme zu versetzen, bzw. diese ganz auszuschalten, wie weiter unten beschrieben. Zur Messung der aktuellen Leistungsaufnahme des Sensors dienen gegebenenfalls Meßleitungen (18)–(20) und ein A/D-Wandler (110), der mit dem Mikrocontroller (106) verbunden ist. Der Mikrocontroller hat einen Modus mit verminderter Stromaufnahme. Kondensatoren (111), (112), und (113) mindern die Stromschwankungen, die beim Ein- und Ausschalten der Komponenten entstehen.The sensor is controlled by a microcontroller ( 106 ) whose program is stored in a program memory ( 107 ) is located. He uses an EEPROM for his data ( 109 ) and a RAM ( 108 ). The microcontroller controls the RF frontend ( 103 ), which generates radar signals, to the antenna ( 114 ) and processes the received signals. These signals are received by the receiver ( 104 ) and by means of an A / D converter ( 105 ) digitized to the microcontroller. From the digital signals, the microcontroller determines a measured value. He gives this after a possible conversion via a control line ( 16 ) continues to the current stage (see below), which adjusts a current depending on it, or to the digital interface, which passes the measured value via a digital communication. The control lines ( 16 ) and ( 17 ) are used as connection to the digital interface. To reduce the power absorbed, the microcontroller has the ability to put the RF front end, the receiver or other circuit parts via stand-by signals in a state of rest with reduced power consumption, or turn them off completely, as described below. If necessary, measuring lines ( 18 ) - ( 20 ) and an A / D converter ( 110 ) connected to the microcontroller ( 106 ) connected is. The microcontroller has a mode with reduced power consumption. Capacitors ( 111 ) 112 ), and ( 113 ) reduce the current fluctuations that occur when switching the components on and off.

Durch Ändern der Dauer und Häufigkeit, mit der der Mikrocontroller die einzelnen Komponenten in den Ruhezustand versetzt, kann er den Leistungsbedarf des Sensors beeinflussen.By changing the Duration and frequency, with the microcontroller, the individual components in the idle state offset, it can influence the power requirement of the sensor.

2 zeigt als zweite beispielhafte Ausführungsform einen ähnlich aufgebauten Ultraschall-Sensor. 2 shows as a second exemplary embodiment, a similarly constructed ultrasonic sensor.

Zur Energieversorgung des Sensors (201) dient ein Netzteil (202), das mit Versorgungsleitungen (14) und (15) mit einer Stromstufe verbunden ist.To power the sensor ( 201 ) is a power supply ( 202 ), which with Versorgungsleitun gene ( 14 ) and ( 15 ) is connected to a power stage.

Gesteuert wird der Sensor von einem Mikrocontroller (206), dessen Programm sich in einem Programmspeicher (207) befindet. Er verwendet für seine Daten ein EEPROM (209) und ein RAM (208).The sensor is controlled by a microcontroller ( 206 ) whose program is stored in a program memory ( 207 ) is located. He uses an EEPROM for his data ( 209 ) and a RAM ( 208 ).

Der Mikrocontroller steuert den Ultraschallsender (203), der Ansteuersignale für den Schallwandler (214) liefert. Der Schallwandler (214) erzeugt dadurch Schallwellen, die ausgesendet und von einem reflektierenden Medium zurückgeworfen werden. Die empfangenen Signale wandelt der Schallwandler in elektrische Signale, die dem Empfänger (204) zugeführt wer den. Dieser verstärkt und filtert das Signal, bevor es mittels A/D-Wandler (205) vom Mikrocontroller (206) erfaßt wird. Der Mikrocontroller (206) bestimmt daraus einen Meßwert, den er nach einer eventuellen Umwandlung über die Steuerleitung (16) an die Stromstufe, die davon abhängig einen Strom einstellt, oder an die digitale Schnittstelle weitergibt, die diesen über eine digitale Kommunikation weiterleitet.The microcontroller controls the ultrasonic transmitter ( 203 ), the drive signals for the sound transducer ( 214 ). The sound transducer ( 214 ) thereby generates sound waves which are emitted and reflected by a reflecting medium. The received signals converts the sound transducer into electrical signals that are sent to the receiver ( 204 ) who supplied the. This amplifier amplifies and filters the signal before it is used with an A / D converter ( 205 ) from the microcontroller ( 206 ) is detected. The microcontroller ( 206 ) determines therefrom a measured value, which it receives after a possible conversion via the control line ( 16 ) to the power stage, which adjusts a current depending on it, or passes it on to the digital interface, which forwards it via a digital communication.

Eine erste bevorzugte Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung für die Ausführungsbeispiele gemäß 1 und 2 ist in 3 dargestellt. Sie dient zur Messung des Leistungsüberschusses, der für die Optimierung des Meßeinrichtungsbetriebs jeweils zur Verfügung steht, mittels einer Stromstufe (302).A first preferred realization of the solution according to the invention for the embodiments according to 1 and 2 is in 3 shown. It is used to measure the power surplus which is available for optimizing the measuring device operation by means of a current stage ( 302 ).

Die Stromstufe (302) ist (bei (11) und (12)) mit einer Stromschleife (4–20 mA) verbunden.The current level ( 302 ) is (at ( 11 ) and ( 12 )) is connected to a current loop (4-20 mA).

Die Stromstufe (302) ist parallel zur restlichen Schaltung der Meßeinrichtung geschaltet. Die Stromstufe überwacht den Summenstrom über den Spannungsabfall an einem Widerstand (R301) und hält ihn konstant. Der Strom durch die Stromstufe wird so geregelt, daß der Summenstrom durch den Widerstand (R301) konstant bleibt und dem durch die Steuerleitung (16) vorgegebenen Wert entspricht.The current level ( 302 ) is connected in parallel to the remaining circuit of the measuring device. The current stage monitors the summation current via the voltage drop across a resistor (R301) and keeps it constant. The current through the current stage is controlled so that the total current through the resistor (R301) remains constant and through the control line ( 16 ) corresponds to the predetermined value.

Der Strom, der in die Klemmen der Meßeinrichtung fließt, teilt sich auf in einen Anteil, der in die Versorgungsleitung (14) fließt, und einen Anteil, der in die Stromstufe (302) fließt. Der Strom durch die Versorgungsleitung (14) wird von der Meßeinrichtung zum Arbeiten verwendet, der Strom durch die Stromstufe wird nicht für die Versorgung der Meßeinrichtung genutzt, er ist ein Maß für den aktuellen Leistungsüberschuß. Der Mikrocontroller mißt diesen Überschuß, in 3 dargestellt als Spannungsmessung über einen Widerstand (R302), und stellt den Stromverbrauch des Sensors so ein, daß immer ein ausreichender, wenn auch möglichst kleiner Überschuß vorhanden ist. Verringert sich der Überschuß, werden Teile der Meßeinrichtung (z. B. der Sende- und Empfangsbereich, oder auch der gesamte Signalerzeugungs- und Verarbeitungsbereich) in einen stromsparenden Ruhezustand versetzt. Es ist möglich, bei entsprechender Verringerung des Überschusses eine zeitweise Aussetzung des Betriebes zu realisieren, wie im Stand der Technik ( EP 0 687 375 ) beschrieben.The current that flows into the terminals of the measuring device is divided into a proportion that is in the supply line ( 14 ) flows, and a portion of the current stage ( 302 ) flows. The current through the supply line ( 14 ) is used by the measuring device for working, the current through the current stage is not used for the supply of the measuring device, it is a measure of the current power surplus. The microcontroller measures this excess, in 3 shown as a voltage measurement via a resistor (R302), and adjusts the power consumption of the sensor so that there is always a sufficient, albeit small possible excess. If the excess decreases, parts of the measuring device (for example the transmitting and receiving region or also the entire signal generation and processing region) are put into a power-saving idle state. It is possible, with a corresponding reduction of the excess, to realize a temporary suspension of the operation, as in the prior art ( EP 0 687 375 ).

Dadurch, daß man immer einen kleinen Überschuß fließen läßt, hat die Stromstufe die Möglichkeit, kurzzeitige Schwankungen in der Leistungsbilanz auszugleichen, ohne daß es zu einem Defizit kommt. Schwankungen können z. B. eine kurzzeitig erhöhte Leistungsaufnahme oder eine Schwankung der Versorgungsspannung sein.Thereby, that he always has a small surplus flowing the power stage the possibility compensate for short-term fluctuations in the current account without that it comes to a deficit. Variations can z. B. a short-term increased power consumption or a fluctuation of the supply voltage.

Eine exaktere Messung des Leistungsüberschusses ergibt sich, wenn man zusätzlich die Spannung an der Versorgungsleitung + (14) mit Hilfe der Meßleitung (19) mißt. Man erhält dann durch Multiplikation von Strom und Spannung direkt die überschüssige Leistung.A more exact measurement of the power surplus is obtained if, in addition, the voltage on the supply line + ( 14 ) with the help of the measuring line ( 19 ) measures. By multiplying the current and the voltage, the surplus power is obtained directly.

4 zeigt alternative Möglichkeiten, die Stromstufe (402) aufzubauen. Sie befindet sich hier in Reihe zu den Versorgungsleitungen (14, 15). Ihr ist eine Z-Diode (403) (alternativ eine elektronische Schaltung, die eine variable Stromaufnahme abhängig von der Spannung besitzt) nachgeschaltet. (Die elektronische Schaltung ist üblicherweise zu bevorzugen.) Wie oben, gemäß 3, wird auch hier der Summenstrom der kompletten Meßeinrichtung über einen Widerstand (R401) gefühlt und dementsprechend geregelt. Der Strom teilt sich nach der Stromstufe auf in einen Teil, der zur Versorgung der Meßeinrichtung verwendet wird (Versorgungsleitung + (14)) und einen überschüssigen Teil, der von der Z-Diode aufgenommen wird. Die Messung des Überschusses geschieht über den Spannungsabfall über einem Widerstand (R402), da der Strom durch (R402) ein Maß für den aktuellen Leistungsüberschuß ist. 4 shows alternative options, the power stage ( 402 ). It is here in series with the supply lines ( 14 . 15 ). It's a Zener diode ( 403 ) (alternatively an electronic circuit, which has a variable current consumption depending on the voltage) downstream. (The electronic circuit is usually preferable.) As above, according to 3 , the total current of the complete measuring device via a resistor (R401) is also felt and regulated accordingly. The current is divided after the current stage into a part which is used to supply the measuring device (supply line + ( 14 )) and an excess part picked up by the Zener diode. The measurement of the excess is via the voltage drop across a resistor (R402), since the current through (R402) is a measure of the current power surplus.

Die Bestimmung des Leistungsüberschusses wird genauer, wenn man zusätzlich die Spannung an der Versorgungsleitung + (14) mit der Meßleitung (18) mißt.The determination of the power surplus becomes more accurate, if in addition the voltage at the supply line + ( 14 ) with the measuring line ( 18 ) measures.

In 13 ist eine gegenüber 4 verbesserte Schaltung dargestellt. Eine Stromstufe (1302) ist in Reihe zu den Versorgungsleitungen geschaltet. Ihr ist eine Schaltung (1303) nachgeschaltet, die überschüssige Leistung aufnimmt. Dazu fühlt sie die Spannung an der Versorgungsleitung + (14) und mit Hilfe eine Leitung (1304) die Spannung vor der Stromstufe. Die Schaltung (1303) nimmt dabei genau so viel Strom auf, daß der Spannungsabfall über der Stromstufe (1302) zur Verringerung von Verlustleistung möglichst klein wird, aber groß genug bleibt, so daß die Stromstufe den Strom konstant halten kann, auch wenn Schwankungen der Versorgungsspannungen oder der Stromaufnahme des Sensors auftreten. Ein Maß für die überschüssige Leistung ergibt sich daher aus dem Strom durch die Schaltung (1303), der z. B. über den Spannungsabfall an (R1302) mit Hilfe der Meßleitung (20) gemessen wird.In 13 is one opposite 4 improved circuit shown. A power stage ( 1302 ) is connected in series with the supply lines. Yours is a circuit ( 1303 ), which absorbs excess power. In addition she feels the voltage at the supply line + ( 14 ) and with the help of a line ( 1304 ) the voltage before the current stage. The circuit ( 1303 ) consumes exactly the same amount of current that the voltage drop across the current stage ( 1302 ) to minimize power dissipation is as small as possible, but remains large enough so that the current stage can keep the current constant, even if fluctuations in Versorgungsspan voltages or the current consumption of the sensor. A measure of the excess power therefore results from the current through the circuit ( 1303 ), the z. B. on the voltage drop across (R1302) using the measuring line ( 20 ) is measured.

In 5 ist eine Stromstufe (502) vergleichbar zu der in 3 gezeigt. Im Unterschied dazu wird hier der momentane Leistungsüberschuß nicht direkt gemessen. Über einen Widerstand (R502) wird der Strombedarf der Meßeinrichtung ermittelt. Aus der Differenz zwischen dem bekannten Strom, der in der Stromschleife fließt, und dem Strombedarf der Meßeinrichtung durch (R502) läßt sich ein Maß für den Überschuß ableiten. Auch hier kann die überschüssige Leistung genauer durch eine zusätzliche Messung der an der Versorgungsleitung + (14) zur Verfügung stehenden Spannung mittels Meßleitung (19) ermittelt werden.In 5 is a power stage ( 502 ) comparable to in 3 shown. In contrast to this, the instantaneous power surplus is not directly measured here. Via a resistor (R502), the power requirement of the measuring device is determined. From the difference between the known current flowing in the current loop and the current demand of the measuring device through (R502), a measure of the excess can be derived. Here, too, the excess power can be measured more accurately by an additional measurement on the supply line + ( 14 ) available voltage by means of measuring line ( 19 ) be determined.

6 stellt eine Stromstufe (602) dar, ähnlich 4. Im Unterschied zur Meßeinrichtung nach 4 wird hier jedoch nicht direkt der Überschuß gemessen, sondern die Eingangsleistung an den Klemmen der Meßeinrichtung und die Leistungsaufnahme, die die Meßeinrichtung zur Versorgung benötigt, bestimmt. Die Eingangsleistung ergibt sich aus dem bekannten Strom, der in der Stromschleife fließt, und der über Meßleitung (19) gemessenen Eingangsspannung. Die Leistungsaufnahme, die die Meßeinrichtung zur Versorgung benötigt, wird aus dem Strom durch (R602) und der über Meßleitung (18) gemessenen Spannung der Versorgung + (14) bestimmt. Die Differenz beider Leistungen ist ein Maß für den aktuell anstehenden Überschuß an Leistung. 6 represents a current level ( 602 ), similar 4 , In contrast to the measuring device according to 4 However, here is not measured directly the excess, but the input power to the terminals of the measuring device and the power consumption, which requires the measuring device for supply, determined. The input power results from the known current flowing in the current loop, and via the measuring line ( 19 ) measured input voltage. The power consumption that the measuring device requires for the supply is from the current through (R602) and the over measuring line ( 18 ) measured voltage of the supply + ( 14 ) certainly. The difference between the two benefits is a measure of the current surplus of benefits.

Häufig ist der Leistungsverbrauch der Meßeinrichtung (101, 102) im wesentlichen bestimmt durch ein oder mehrere große Verbraucher. Erhalt man eine Information über den Leistungsverbrauch dieser Komponenten, kann man eine Aussage über den Leistungsverbrauch der Meßeinrichtung machen, indem man z. B. für den unbekannten Leistungsverbrauch der anderen Komponenten einen Worst-Case-Wert annimmt. Zusätzlich wird die zur Verfügung stehende Leistung bestimmt, wie z. B. in den 3 bis 6 dargestellt und daraus der Leistungsüberschuß bestimmt. Anhand des Leistungsüberschusses bestimmt der Mikrocontroller, ob Teile der Meßeinrichtung in den besagten Ruhezustand versetzt werden müssen, um den Leistungsverbrauch der Meßeinrichtung zu steuern. 7 zeigt hierfür als weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung einen Radar-Sensor, der mit Hilfe einer Meßleitung (715) eine Aussage über die Leistungsaufnahme des Empfängers (704) erhält. Ob der Sensor hierbei mittels einer Stromschleife oder einer digitalen Kommunikation versorgt wird, ist unerheblich. Bei einem Ultraschall–Sensor oder einem Sensor mit am Seil geführtem Radar ist das gleiche Vorgehen durchführbar. Wichtig ist hierbei nur, einen oder mehrere Hauptverbraucher auszumachen, deren aktueller Leistungsbedarf bestimmt wird.Often the power consumption of the measuring device ( 101 . 102 ) essentially determined by one or more large consumers. Receiving information about the power consumption of these components, one can make a statement about the power consumption of the measuring device by z. B. assumes a worst-case value for the unknown power consumption of the other components. In addition, the available power is determined, such. Tie 3 to 6 represented and determines the power surplus. On the basis of the power surplus, the microcontroller determines whether parts of the measuring device have to be put into said quiescent state in order to control the power consumption of the measuring device. 7 shows this as a further preferred embodiment of the invention, a radar sensor using a measuring line ( 715 ) a statement about the power consumption of the recipient ( 704 ) receives. Whether the sensor is powered by a current loop or a digital communication, is irrelevant. In the case of an ultrasonic sensor or a sensor with radar guided on the rope, the same procedure can be carried out. It is important only to identify one or more main consumers, whose current power requirement is determined.

Es ist möglich, die oben beschriebenen Einrichtungen zu vereinfachen. Solche Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand 8 und 9 erläutert.It is possible to simplify the above-described devices. Such embodiments of the invention will now be described 8th and 9 explained.

Für eine grobe Aussage, wieviel Überschuß momentan vorhanden ist, kann es ausreichen, nur die zur Verfügung stehende Leistung zu ermitteln. Diese läßt sich z. B. aus Eingangsstrom und Eingangsspannung bestimmen. Der Eingangsstrom ist bekannt, da er vom Mikrocontroller über die Steuerleitung (16) der Stromstufe vorgegeben wird, die Eingangsspannung wird, wie in den 8 und 9 gezeigt, mittels einer Meßleitung (18) gemessen. Abhängig von der ermittelten zur Verfügung stehenden Leistung können nun die Ruhezustände der einzelnen Komponenten dazu verwendet werden, die aufgenommene Leistung des Sensors der zur Verfügung stehenden Leistung so anzupassen, daß immer ein gewisser Leistungsüberschuß bestehen bleibt.For a rough statement, how much surplus is currently available, it may be sufficient to determine only the available power. This can be z. B. from input current and input voltage determine. The input current is known since it is supplied by the microcontroller via the control line ( 16 ) the current level is given, the input voltage is, as in the 8th and 9 shown by means of a measuring line ( 18 ). Depending on the determined available power, the quiescent states of the individual components can now be used to adapt the absorbed power of the sensor to the available power in such a way that a certain power surplus always remains.

Eine hierauf aufbauende Vereinfachung besteht darin, die Eingangsspannung nicht zu messen, die Meßleitung (18) in den 8 und 9 ist dann nicht notwendig. Anhand des eingestellten Stromes, der nicht gemessen werden muß, da er vom Mikrocontroller über die Steuerleitung (16) der Stromstufe vorgegeben wird, kann man eine Aussage über die zur Verfügung stehende Leistung treffen. Bei maximalem Strom, z. B. 20 mA, steht selbst bei minimaler Spannung relativ viel Leistung zur Verfügung, erst bei relativ kleinen Strömen, z. B. nahe 4 mA, kann wenig Leistung zur Verfügung stehen. Es reicht daher aus, die Steuerung der Ruhezustände nur abhängig vom eingestellten Strom auszurichten und die Dauer und Häufigkeit, mit der die Ruhezustände aktiviert werden, so einzustellen, daß auch bei minimaler Eingangsspannung und maximalem Leistungsverbrauch der einzelnen Komponenten die zur Verfügung stehende Leistung nicht überschritten wird.A simplification based on this is to not measure the input voltage, the measuring line ( 18 ) in the 8th and 9 is not necessary then. On the basis of the adjusted current, which does not have to be measured, since it is controlled by the microcontroller via the control line ( 16 ) of the current level is specified, one can make a statement about the available power. At maximum current, z. B. 20 mA, is even at a minimum voltage relatively much power available, only at relatively low currents, eg. B. near 4 mA, little power can be available. It is therefore sufficient to align the control of the idle states only dependent on the current set and the duration and frequency with which the idle states are activated to set so that even with minimal input voltage and maximum power consumption of the individual components, the available power is not exceeded ,

Weitere erfindungsgemäß bevorzugte Vereinfachungen zeigen die 10 und 11. Hier wird nur der momentan benötigte Strom als Spannungsabfall über den Widerstand (R1002) mit Hilfe der Meßleitung (18) bzw. über (R1102) mit Hilfe der Meßleitung (20) gemessen. Der Mikrocontroller kann diesen Strom durch Steuerung der Ruhezustände so regeln, daß er immer unter dem aktuell zur Verfügung stehenden Strom bleibt.Further inventively preferred simplifications show the 10 and 11 , Here, only the momentarily required current as a voltage drop across the resistor (R1002) using the measuring line ( 18 ) or via (R1102) using the measuring line ( 20 ). The microcontroller can regulate this current by controlling the idle states so that it always remains below the currently available current.

Ausgehend von 7 ist es möglich als weitere Vereinfachung nur den Leistungsbedarf eines oder mehrerer Hauptverbraucher zu bestimmen und davon abhängig die Ruhezustände der Komponenten zu steuern, ohne die zur Verfügung stehende Leistung zu bestimmen.Starting from 7 It is possible, as a further simplification, to determine only the power requirement of one or more main consumers and to control the quiescent states of the components without determining the available power.

Bei Meßeinrichtungen mit Anschluß an eine digitale Kommunikation, z. B. einem Feldbus, stellen sich ähnliche Ansprüche an die Meßeinrichtung. Der Strom, den die Meßeinrichtung dem digitalen Bus entnehmen darf, muß konstant sein, er ist üblicherweise fest eingestellt. Auch hier gibt es die Notwendigkeit, die Leistungsaufnahme der Meßeinrichtung dem Leistungsangebot anzupassen. Die Art und Weise, wie dies zu realisieren ist, entspricht den bisherigen Ausführungen. Es ist lediglich zu beachten, daß der Strom durch die Stromstufe nicht vom Meßwert abhängt, sondern üblicherweise fest eingestellt ist.at measuring devices with connection to a digital communication, z. As a fieldbus, are similar claims to the measuring device. The current that the measuring device must be constant, it is common permanently set. Again, there is the need for power consumption the measuring device the Adapt service offer. The way how to realize this is, corresponds to the previous versions. It's only too note that the Current through the current level does not depend on the measured value, but usually is fixed.

Beispielhaft ist in 12 ein Teil einer solchen Meßeinrichtung dargestellt. Die Stromstufe (1202) hält den Strom in Zeiten, wenn keine Kommunikation stattfindet, konstant. Zum Senden digitaler Signale erhält die digitale Schnittstelle (1203) über die Steuerleitung (16) vom Mikrocontroller Daten, die sie in modulierter Form an die Stromstufe weitergibt, welche den Strom entsprechend verändert. Die Art der Modulation hängt von den Spezifikationen der verwendeten digitalen Kommunikation ab. Daten werden empfangen, indem die Signale an der Versorgungsleitung + (14) oder an der Stromstufe (1202) von der digitalen Schnittstelle (1203) erkannt und demoduliert über die Steuerleitung (17) an den Mikrocontroller weitergeleitet werden. Die Messung des Überschusses wird, wie in 3 bereits dargelegt, realisiert, indem der Spannungsabfall über (R1202) mit der Meßleitung (18) gemessen wird oder zusätzlich die Spannung an der Versorgungsleitung + (14) mit der Meßleitung (19). Genauso sind die anderen bisher beschriebenen Verfahren auf Meßeinrichtungen mit digitaler Kommunikation anwendbar.Exemplary is in 12 a part of such a measuring device shown. The current level ( 1202 ) keeps the power constant in times when there is no communication. To send digital signals, the digital interface ( 1203 ) via the control line ( 16 ) from the microcontroller data, which passes them in modulated form to the power stage, which changes the current accordingly. The type of modulation depends on the specifications of the digital communication used. Data is received by the signals on the supply line + ( 14 ) or at the power stage ( 1202 ) from the digital interface ( 1203 ) and demodulated via the control line ( 17 ) are forwarded to the microcontroller. The measurement of the excess becomes, as in 3 already explained realized by the voltage drop across (R1202) with the measuring line ( 18 ) or in addition the voltage on the supply line + ( 14 ) with the measuring line ( 19 ). Likewise, the other methods described so far are applicable to digital communication gauges.

Claims

Measuring device for measuring a process variable at a given maximum power consumption by the measuring device, in particular for connection to a current loop, such as a 4-20 mA current loop, or to a digital communication, with at least one device for controlling the measuring operation of the measuring device in adaptation to the predetermined Power consumption, in which the control device ( 302 . 402 . 502 . 602 . 802 . 902 . 1002 . 1102 . 1202 . 1302 ; 403 . 603 . 903 . 1103 . 1203 . 1303 ; 106 . 206 . 706 ) the power consumption by the measuring operation of the measuring device ( 101 . 201 . 301 . 401 . 501 . 601 . 701 . 801 . 901 . 1001 . 1101 . 1201 . 1301 ) controls so that this power consumption of the predetermined power consumption is approximated, without the predetermined power consumption is exceeded; wherein the control means measures or predicts the power surplus by which the predetermined power consumption of the measuring means exceeds the power consumption for the measuring operation, and controls the measuring operation so as to minimize the power surplus.

measuring device according to claim 1, wherein the predetermined power consumption by a predetermined current and / or a predetermined supply voltage is determined.

measuring device according to claim 1, wherein the control means the power requirement for the measuring operation the measuring device dependent from the given current, from the supply voltage or from sets both specific performance.

Measuring device according to Claim 1, in which the regulating device has the power requirement for the measuring operation of the complete measuring device or at least one main consumer ( 704 ) of the measuring device ( 701 ) measures or predicts and regulates the measuring operation in adaptation to the result.

Measuring device according to one of claims 1-4, for connection to a current loop ( 11 . 12 ) with a microprocessor ( 106 . 206 . 706 ), a program memory ( 107 . 207 . 707 ) storing a program for execution by the microprocessor, one or more EEPROM and / or RAM chips ( 108 . 208 . 708 ; 109 . 209 . 709 ), Circuit elements ( 103 . 104 ; 203 . 204 ; 703 . 704 ), which have an operating mode and a power-saving idle state, and a microprocessor-controlled power stage ( 302 . 402 . 502 . 602 . 802 . 902 . 1002 . 1102 . 1302 ), which regulates the size of a current flowing in the current loop such that it correlates in a predetermined manner with the size of the measured value of the process variable by converting the size of the measured value surpassing surplus power in the power stage in power loss, depending on the set current through the current loop and / or depending on the supply voltage, the execution of the measurement program is interrupted by the microprocessor.

measuring device according to claim 5, in which dependent from the set current through the current loop and / or from the Supply voltage the number of measuring cycles per time interval from Microprocessor is set.

Measuring device according to one of claims 1-4, for connection to a current loop ( 11 . 12 ) with a microprocessor ( 106 . 206 . 706 ), a program memory ( 107 . 207 . 707 ), which stores a program for execution by the microprocessor, one or more EEPROM and / or RAM blocks ( 108 . 208 . 708 ; 109 . 209 . 709 ), Circuit elements ( 103 . 104 ; 203 . 204 ; 703 . 704 ), which have an operating mode and a power-saving idle state, and a microprocessor-controlled power stage ( 302 . 402 . 502 . 1302 ), which regulates the magnitude of a current flowing in the current loop such that it correlates in a predetermined manner with the size of the measured value of the process variable by converting a surplus power exceeding the magnitude of the measured value into power loss in the power stage ( 302 . 402 . 502 . 1302 ) Measured in power dissipation excess power is measured and, if this excess power is above a certain predetermined value, the number of measuring cycles per time interval is increased by the microprocessor, and if the excess power is below a certain predetermined value, the number of measuring cycles per time interval from the microprocessor is lowered.

Measuring device according to one of claims 1-4, for connection to a digital communication ( 8th . 9 ) with a microprocessor ( 106 . 206 . 706 ), a program memory ( 107 . 207 . 707 ) storing a program for execution by the microprocessor, one or more EEPROM and / or RAM chips ( 108 . 208 . 708 ; 109 . 209 . 709 ), Circuit elements ( 103 . 104 ; 203 . 204 ; 703 . 704 ), which have an operating mode and a power-saving idle state, and a microprocessor-controlled power stage ( 1202 ), wherein, depending on the supply voltage, the execution of the measurement program is interrupted by the microprocessor.

measuring device according to claim 8, in which dependent from the supply voltage, the number of measuring cycles per time interval from Microprocessor is set.

Measuring device according to one of claims 1-4, for connection to a digital communication ( 8th . 9 ), with a microprocessor ( 106 . 206 . 706 ), a program memory ( 107 . 207 . 707 ) storing a program for execution by the microprocessor, one or more EEPROM and / or RAM chips ( 108 . 208 . 708 ; 109 . 209 . 709 ), Circuit elements ( 103 . 104 ; 203 . 204 ; 703 . 704 ), which have an operating mode and a power-saving idle state, and a microprocessor-controlled power stage ( 1202 ), which converts an excess power in the power stage into power loss, wherein the power in the power stage ( 1202 ) Measured in power dissipation excess power is measured and, if this excess power is above a certain predetermined value, the number of measuring cycles per time interval is increased by the microprocessor, and if the excess power is below a certain predetermined value, the number of measuring cycles per time interval from the microprocessor is lowered.