[发明专利]二线制技术的电子开关装置和运行这种开关装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的二线制技术的电子开关装置，所述开关装置根据物理测量值来开关能与该开关装置串联的外部负载的负载电流，并且本发明还涉及一种运行这种开关装置的方法。

背景技术

在工艺技术和自动化技术中使用电子测量装置，以便尤其是监控流体例如在压力、温度、流量、液位方面的特性。在此，所述测量装置分为模拟测量装置和数字或者二进制测量装置。模拟测量装置在其输出端提供通常与所测量的值(例如与压力或温度)成比例的输出信号，也就是与所测量的值成比例的输出电压或与所测量的值成比例的输出电流。二进制测量装置也称作开关或开关装置，因为当例如流体中的压力超过或者低于预设值，即阈值时，所述测量装置从不导电状态转变为导电状态或从导电状态转变为不导电状态。相对于暂时呈现出具有较高精度水平输出的模拟测量装置而言，开关装置的使用价值一方面在于已经令人满意的实施结果(Aktionsentscheidung)，另一方面在于通常明显更高的电流负载能力，这使得这种测量装置能够用于操控继电器。

如果这种开关装置构造成所谓的常闭开关，则在超过阈值的情况下所述开关装置从导电状态转变为不导电状态并由此中断电路。相反，当所述开关装置构造成所谓的常开开关时，所述开关装置在超过阈值的情况下从不导电状态转变为导电状态。所述开关装置作为常闭开关还是常开开关工作或者由制造商来确定或者可以由用户通过在所述测量装置上进行转换来确定，其中后者迄今为止在二线制装置，也就是仅具有两条连接导线(Anschlussleiter)的测量装置中是不能自动进行的。对于非二线制装置，能够相对较为简单地实现向用户提供一种可选的常闭开关/常开开关的选择，因为与开关状态无关地总是保持给分析评估电子设备供应总工作电压并且由此所述分析评估电子设备能够同时既操作常闭开关输出端，也操作常开开关输出端。这种构造的一个实例在德国专利文献DE 100 47 113 C2中给出。

然而，二线制装置的特别之处在于，供电和信号传输通过或必须通过唯一的电流通路来进行。为了使所述测量装置保持可继续工作并由此保持“可响应”，与开关状态无关地，也就是即使在不不导电状态下，也必定需要500μA的最低电流。

由此得出二线制常见的折中方案，一方面在不导电状态下至少要容忍测量装置的内部电流需求，而另一方面在导电状态下要容许最低程度的电压下降。

由于二线制装置与负载串联运行，并且由此分析评估电子设备的内部接地电位根据开关状态变化，因此，所述分析评估电子设备无法同时操控常闭开关输出端和常开开关输出端。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种二线制技术的电子开关装置，其能够以简单的方式构造成常闭开关或常开开关。

根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征的电子开关装置以及通过具有权利要求7的特征的运行所述开关装置的方法来实现。有利的实施方式在从属权利要求中给出。

本发明的核心在于，将存在于比较器的输出端上的二进制信号或者开关信号首先输送给优选构造成XOR元件的逻辑单元，然后才在输出级放大器中对其进行预处理，以用于进一步处理，例如在SPS中的处理。在所述逻辑单元的第二输入端上存在这样的信号，该信号由检测电路根据占用的是插塞式连接件的常开开关引脚P-S还是常闭开关引脚而生成。本发明的二线制开关装置的插塞式连接件的特别之处就在于，其除了UB+-引脚以外还具有两个开关输出引脚和P-S可供选择。因此，在四脚标准插塞式连接件中存在一个UB+-引脚和两个可选的开关输出引脚和P-S；第四个引脚保持未占用。因此，用户通过选择占用常开开关引脚P-S或常闭开关引脚来确定他想要开关装置作为常闭开关运行还是常开开关运行。

所述检测电路有利地在两个开关输出引脚和P-S上分别具有反向运行的晶体管电路，由此确保了在反接情况下的耐压强度。对此另一种选择是，所述检测电路在开关输出引脚和P-S上分别还具有一个二极管，优选肖特基二极管。

另一个有利的实施方式设定，在输出级中设置稳压二极管。借助该稳压二极管防止在接通或者导电状态下UB+的全部电流直接通过输出级流出到输出引脚或者P-S上并由此在测量装置本身上不再有足够的工作电压降。

附图说明

在下列附图中，除非另有说明，同样的附图标记表示意义相同的部件。

图1示出本发明的电子开关装置的第一实施例连同供电单元和处理单元以及待接通的负载的电路结构，以及