[发明专利]测量电路

说明书

本发明涉及一种测量电路，该测量电路包括：传感元件，其被配置成从测量对象生成测量信号；信号注入器，其被配置成生成辅助信号；以及评价电路，其包括第一上游放大器和第二上游放大器，所述第一上游放大器具有经由第一信号线与所述传感元件的第一极连接的第一输入，所述第二上游放大器具有经由第二信号线与所述传感元件的第二极连接的第一输入。本发明提出所述第一上游放大器包括与所述信号注入器连接的第二输入，以及所述评价电路包括第一下游放大器，所述第一下游放大器具有与所述信号注入器连接的第一输入和与所述第一上游放大器的输出连接的第二输入。

技术领域

本发明涉及一种测量电路，该测量电路包括：传感元件，其被配置成从测量对象生成测量信号；信号注入器，其被配置成生成辅助信号；以及评价电路，其包括第一上游放大器和第二上游放大器，第一上游放大器具有经由第一信号线与传感元件的第一极连接的第一输入，第二上游放大器具有经由第二信号线与传感元件的第二极连接的第一输入。

背景技术

该类型的测量电路从美国专利No.US 6,498,501 B2中已知。该测量电路包括把传感元件连接到测量放大器和到故障指示信号放大器的两条信号线的对称布置。测量元件将对称输入信号传递到这些放大器。测量放大器传递代表其输入信号的差异的测量信号。故障指示信号放大器传递代表输入信号之和的故障指示信号。通过压电换能器来提供该电路的传感元件。

由信号注入器生成的辅助信号经由附加的测试信号注入线被注入到压电换能器的端子。传感电路还包括与压电换能器并联连接的两个注入电容器。两个注入电容器都连接到单独的测试信号注入线，使得辅助测试信号可以经由测试信号注入线借助于信号注入电容器而从信号注入器的输出注入到传感电路中。然后，测试信号经由相应信号线从注入点传送到评价电路。这使得测试电路能够不仅在受监视的振动机器的操作期间而且在振动机器静止时能够评价测量电路的质量。以这种方式，可以实现测量电路的永久监控。通过从两个单独的非对称电荷放大器上的压电元件收获正电荷和负电荷并随后在第三放大器上用一个减另一个，实现了两个主要优点。第一个是高共模抑制比(CMRR)，第二个是低噪声水平。

然而，尽管有这些有利特征，该电路还是具有一些不足。特别地，该电路要求专用于测试信号的要连接到传感元件的附加的导体。因为该附加的导体，所以该电路不能在不更换传感器的情况下改造到已经实现的测量链上。除此之外，第三连接器为传感器和电缆设计和制造产生额外的复杂度，从而由于组件的更高数量而产生更高成本并且影响其可靠性。

发明内容

本发明的一个目的是补救以上提到的不足中的至少一个，并且为初始提出的测量电路提供对其测量链的改进的可靠控制，以允许连续测试来自传感元件的测量信号的完整性，特别是在对传感元件执行实际测量的所有时间。还有一个目的是允许识别测量电路内的测量问题的起因，特别地，针对信号线和/或传感元件和/或剩余电子组件的单独测试能力。另一个目的是为初始提出的测量电路提供相对于不同的传感单元和/或评价单元(特别地，不需要对现有的传感元件和/或现有的信号线进行修改的新的测试和/或评价电路)可升级的能力，特别地，改造测量电路使得不要求更换和/或修改传感元件和/或信号线的可能性。

测量电路实现这些目的中的至少一个。该测量电路包括：传感元件(12)，其被配置成从测量对象(17)生成测量信号；信号注入器(56)，其被配置成生成辅助信号；以及评价电路(48、78、88、98、108、118)，其包括第一上游放大器(52)和第二上游放大器(51)，所述第一上游放大器(52)具有经由第一信号线(38)与所述传感元件(12)的第一极(16)连接的第一输入，所述第二上游放大器(51)具有经由第二信号线(37)与所述传感元件(12)的第二极(15)连接的第一输入，其特征在于，所述第一上游放大器(52)包括与所述信号注入器(56)连接的第二输入，并且所述评价电路(48、78、88、98、108、118)包括第一下游放大器(53)，所述第一下游放大器(53)具有与所述信号注入器(56)连接的第一输入和与所述第一上游放大器(52)的输出连接的第二输入。