WO2009033845A1

WO2009033845A1 - Vorrichtung zur bestimmung und/oder überwachung einer prozessgrösse

Info

Publication number: WO2009033845A1
Application number: PCT/EP2008/058970
Authority: WO
Inventors: Thomas Schönstein
Original assignee: Innovative Sensor Technology Ist Ag
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2009-03-19
Also published as: DE102007042500A1; DE102007042500B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem ersten Messzweig (1), welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement (3) und/oder ein elektronisches Messelement (11) aufweist, mit mindestens einem zweiten Messzweig (2), welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement (4) und/oder ein elektronisches Messelement (12) aufweist, und wobei mindestens ein elektronisches Element (3, 11) des ersten Messzweiges (1) und mindestens ein elektronisches Element (4, 12) des zweiten Messzweiges (2) derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit (6) mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit.

Description

Beschreibung

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um Feuchtigkeit, Temperatur oder Durchfluss eines Mediums, welches beispielsweise eine Flüssigkeit, ein Schüttgut oder ein Gas ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit.

[0002] Im Stand der Technik ist eine Reihe von Messgeräten oder Sensoren bekannt, welche der Bestimmung und/oder Überwachung von Prozessgrößen dienen. Meist werden hierfür Messgrößen erzeugt, welche von der Prozessgröße bzw. von einer Änderung der Prozessgröße abhängig sind. Einige dieser Messgeräte verfügen für die Auswertung der Messgröße zumindest über ein Referenzelement, das bekannte Charakteristika aufweist. Weiterhin ist es für die Messung gelegentlich erforderlich, dass eine Takteinheit eine Frequenz vorgibt. Probleme bestehen jedoch üblicherweise darin, dass ggf. das Referenzelement oder die Takteinheit mit der Zeit oder durch Auswirkungen von Prozessparametern eine Drift aufweist.

[0003] Eine Variante besteht darin, die entsprechenden Elemente redundant auszuführen und gelegentliche Vergleiche zwischen den Elementen vorzunehmen. Dies ist jedoch kostenintensiv und auch in Bezug auf den Platzbedarf im Messgerät bzw. Sensor nicht einfach umzusetzen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Lösung der Problematik von unsicheren Bauteilen oder -elementen anzugeben.

[0005] Die Erfindung löst die Aufgabe zum einen durch eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße und zum anderen durch ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit.

[0006] Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem ersten Messzweig, welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement und/oder ein elektronisches Messelement aufweist, mit mindestens einem zweiten Messzweig, welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement und/oder ein elektronisches Messelement aufweist, und wobei mindestens ein elektronisches Element des ersten Messzweiges und mindestens ein elektronisches Element des zweiten Messzweiges derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt. Die Vorrichtung weist somit zumindest zwei Messzweige auf, welche unterschiedliche oder gleiche Mess- bzw. Prozessgrößen messen und/oder überwachen. Die Messzweige verfügen dafür über elektronische Bauteile bzw. -elemente, welche ggf. einer Referenzierung innerhalb des jeweiligen Messzweiges bzw. der eigentlichen Messung dienen. Gemäß der Erfindung werden mindestens zwei elektronische Elemente aus den beiden Messzweigen zusammengeschaltet, so dass sich eine neue Referenzeinheit mit einer neuen Kenngröße ergibt. Dabei werden beispielsweise die Referenzelemente verschaltet oder beispielsweise die Messelemente, wobei letztere Kombination dann auch auf die jeweiligen Messgrößen Rücksicht nehmen muss. Für die Verschaltung der Elemente sind entsprechende Schalter und Verbindungen vorzusehen. Die Kenngröße der die Messzweige übergreifenden Referenzeinheit bezieht sich dann beispielsweise auch die die entsprechenden elektronischen Eigenschaften. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Referenzelement des ersten Messzweiges und das Referenzelement des zweiten Messzweiges derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt. Die Vorrichtung ist damit versehen mit mindestens einem ersten Messzweig, welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement aufweist und mit mindestens einem zweiten Messzweig, welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement aufweist, und wobei das Referenzelement des ersten Messzweiges und das Referenzelement des zweiten Messzweiges derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt. Die Vorrichtung weist somit zumindest zwei Messzweige auf, welche jeweils über mindestens ein Referenzelement verfügen. Mit den zwei Messzweigen ist beispielsweise die Bestimmung und/oder Überwachung von zwei Prozessgrößen möglich oder es lässt sich beispielsweise eine Messgröße redundant messen. Die Kenngröße der geschalteten Referenzeinheit ergibt sich dabei vorzugsweise aus den Kenngrößen der einzelnen Referenzelemente. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Kenngrößen von Bauteilen bzw. Einheiten, welche deren speziellen elektrischen Eigenschaften beschreiben. Insbesondere ist die Referenzeinheit derartig ausgestaltet, dass ihre Kenngröße es erlaubt, zumindest einen Teil der Messvorrichtung bzw. eine Einheit oder ein Bauteil der Messvorrichtung auszumessen. Soll beispielsweise eine Frequenz oder eine Taktrate ausgemessen werden, so ist die Kenngröße beispielsweise eine Zeitkonstante.

[0008] Die beiden Messzweige dienen dabei der Bestimmung und/oder

Überwachung von zumindest zwei unterschiedlichen Prozess- bzw. Messgrößen (z.B. Temperatur, Feuchtigkeit, Durchfluss, Füllstand, pH-Wert, Druck, Gas etc.). In einer anderen Ausgestaltung wird durch die zwei Messzweige zumindest eine Prozessgröße redundant und/oder überdies diversitär gemessen, d.h. die Messungen sind identisch oder geschehen auf unterschiedliche Weise. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf beliebig viele, d.h. zumindest zwei Messzweige, so dass eine beliebige Anzahl an Prozess- oder Messgrößen gemessen, bzw. sogar redundant und/oder diversitär gemessen werden kann.

[0009] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass mindestens eine Takteinheit vorgesehen ist, welche zumindest eine Frequenz erzeugt, und dass die Referenzeinheit mindestens eine Zeitkonstante aufweist. Bei der Kenngröße der Referenzeinheit handelte es sich in dieser Ausgestaltung somit insbesondere um eine Zeitkonstante.

[0010] Für die Kontrolle der Takteinheit werden nun diese zumindest zwei

Referenzelemente derartig verschaltet, dass sich eine Referenzeinheit ergibt. Diese Referenzeinheit ist gekennzeichnet durch eine Zeitkonstante. Die Zeitkonstante ist dabei beispielsweise zumindest teilweise abhängig von der Dimensionierung der beiden Referenzelemente. Somit ist ausgehend von den bekannten Eigenschaften der beiden Referenzelemente auch die Zeitkonstante der neu gestalteten Referenzeinheit bekannt. Vermittels dieser Referenzeinheit lässt sich sodann die Takteinheit überprüfen, indem beispielsweise die von der Referenzeinheit über die Takteinheit ermittelte Zeitkonstante mit dem passend hinterlegten Wert verglichen wird. Die Zeitkonstante bezieht sich dabei beispielsweise auf ein elektronisches Verhalten wie z.B. das Auflade- oder Entladeverhalten der Referenzeinheit.

[0011] Zeitmessungen werden häufig über Impulszählungen realisiert. Mithilfe einer bekannten Zählfrequenz f₀ werden über Timeranordnungen die Ereignisse innerhalb der Zeit t oder des Zeitfensters t₂-t-ι inkrementiert auf N(t) und beispielsweise für die Weiterverarbeitung in digitaler Form bereitgestellt: N(t) = f_t) *t

[0012] Die Frequenz f₀ liefert die Takteinheit, also beispielsweise ein Oszillator. Die Genauigkeit der Zeitmessung hängt wesentlich von den Fehlern der Oszillatorfrequenz f₀ ab. Insbesondere sei nachfolgend ihr Temperaturgang betrachtet. Ausgehend davon, dass z.B. der lineare Temperaturgang durch: f{τ) = f_o *[l±a*(T -T_l))] gegeben ist, wobei (T- To) einen determinierten Temperaturbereich darstellt, so ergibt sich: Af(τ)= f_o *a*(T- T_tl) = f(τ )-f_o

[0013] Die maximale Frequenzabweichung bezogen auf den Temperaturbereich ist wie folgt gegeben: A/_(r) = /, *«* (/_ - T_u) = f(T_mjJ-f₍,

[0014] Für den Temperaturkoeffizienten α der Oszillatorfrequenz ergibt sich hieraus:

[0015] Der Messfehler aufgrund des Temperaturgangs des Oszillators beträgt

SOmit: — AA ;( —J) = a * [ /T - T₀ \ ) * / _± * 1_\ 0_n0_n = prozent _*ual i erF _T-eh _I / ier

[0016] mit AN(T) = f_n *t*a * (T-T_n) und N(/, ) < JV(0 < ^(/₂ ) . [0017] ΔΛ^_X = N{t₂ ) - NH₁ ) bzw. AN_^ = /, Hh ~ O

[0018] Nicht selten liegen auszuwertende Zeitfenster im Bereich: ~ - _< t_{x <}

^{" ~} t₂ ^~

[0019] Mit praktischen Werten wie T -T₀ = 6OK und α = 5 *10 ⁴ A' ' ergeben sich relative Fehler im Wert von 5% bis 15% des Messbereiches beim Messbereichsendwert.

[0020] Ausgehend von der zu erreichenden Genauigkeit lassen sich dann wiederum die für die Referenzeinheit zu verschaltenden Bauteile spezifizieren.

[0021] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass es sich bei der Takteinheit um einen Mikroprozessor oder um einen MikroController oder um einen Schwingkreis handelt.

[0022] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass der erste Messzweig der Ausmessung eines kapazitiven Messwertgebers dient. Ist der kapazitive Messwertgeber beispielsweise realisiert als ein Messkondensator, dessen Kapazität von der Prozessgröße bzw. von einer Änderung der Prozessgröße abhängig ist, so lässt sich aus der Kapazität auf die Prozessgröße rückschließen. Bekannt sind beispielsweise die Messungen der Feuchtigkeit oder des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter. In beiden Fällen ändert sich das Dielektrikum - im einen Fall durch das Eindringen von Feuchtigkeit, im anderen Fall durch das Ansteigen des Mediums als Dielektrikum zwischen zwei „Kondensatorplatten" - und damit die Kapazität.

[0023] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der erste Messzweig mindestens ein RC-Glied umfasst. Durch die Ausmessung der Ladezeit des RC-Gliedes lässt sich beispielsweise bei bekanntem Wert des elektrischen Widerstands die Kapazität ermitteln, da die Ladekonstante gleich dem Produkt aus dem elektrischen Widerstand und der Kapazität ist.

[0024] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass der zweite Messzweig der Ausmessung eines Messwiderstandes dient. Bekannt sind beispielsweise Widerstandsthermometer, bei denen der elektrische Widerstand abhängig von der Temperatur ist, so dass die Messung des Widerstandswerts bei einer bekannten Abhängigkeit die Ermittlung bzw. Überwachung der Temperatur erlaubt.

[0025] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der zweite Messzweig mindestens ein RC-Glied umfasst. Auch der Widerstand des temperaturabhängigen Widerstands lässt sich über die Ladekurve eines RC-Gliedes ermitteln, insofern beispielsweise ein Kondensator als bekannte Referenzgröße vorgegeben ist.

[0026] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass es sich bei dem Referenzelement des ersten Messzweiges um einen elektrischen Widerstand handelt, und dass es sich bei dem Referenzelement des zweiten Messzweiges um eine elektrische Kapazität handelt. In dieser Ausgestaltung werden somit die obigen Ausgestaltungen für die Messzweige zusammengefasst.

[0027] In der folgenden Ausgestaltung ist insbesondere vorgesehen, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Messgerät um ein Messgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung von zwei Größen bzw. insbesondere von Temperatur und Feuchtigkeit handelt. In alternativen Ausgestaltungen überwachen beide Messzweige zumindest eine identische Prozess- oder Messgröße.

[0028] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der erste Messzweig der Messung der Feuchtigkeit dient, und dass der zweite Messzweig der Messung der Temperatur dient. Diese Ausgestaltung gehört somit zu jenen, in welchen die Referenzelemente der beiden Messzweige zur Messung von unterschiedlichen Prozessgrößen dienen und in welchen die Referenzeinheit die Messung eines wiederum davon unterschiedlichen Parameters erlaubt.

[0029] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass die Referenzeinheit mindestens ein RC-Glied umfasst. In dieser Ausgestaltung wird somit konkret angegeben, dass die beiden Referenzelemente die Schaltung eines vollständigen RC-Glieds erlauben.

[0030] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Takteinheit mindestens der Auswertung des Aufladevorganges und/oder des Entladevorganges des ersten Messzweiges und/oder des zweiten Messzweiges dient.

[0031] Im speziellen Fall der Auswertung von zwei RC-Gliedern - bestehend aus Cref und Rx für die Messung des temperaturabhängigen Widerstands bzw. aus Cx und Rref für die Überwachung des feuchtigkeitsabhängigen Kapazitätswertes - über beispielsweise einen prozessorinternen RC-Oszillator als Takteinheit wird somit erfindungsgemäß eine Kompensation des Temperaturganges der Takteinheit durch Bilden einer Referenzzeitkonstante Rref ^* Cref als Referenzeinheit durchgeführt.

[0032] Ein großer Vorteil ist, dass die Temperatur T des Oszillators als

Takteinheit, sowie die Charakteristik seines Temperaturganges nicht bekannt sein müssen.

[0033] Cx definiert eine größenabhängige Kapazität, hier beispielsweise für die Messung der Feuchtigkeit, und Rx einen größenabhängigen, z.B. temperaturabhängigen Widerstand.

[0034] Zur Messwertkompensation des Temperaturfehlers der Takteinheit, welcher AN(T) = f_o *t*a * (T-T_n) bzw. AN(T) = f(τ)*t₀ - /J₀ entspricht, wird vom jeweils aktuellen Zählerstand für die entsprechende Messung von Rx bzw. Cx jeweils der Fehler subtrahiert. Der Wert f(T) entspricht der Zählfrequenz bei der unbekannten Temperatur T. Mit f_ot_o als Referenzzählwert für N₀ beim Zeitpunkt t₀, welcher bekannt und weitestgehend konstant ist.

[0035] Die Genauigkeit der Driftkompensation hängt ab von der

Messunsicherheit, mit welcher das Referenz-RC-Glied, also die Referenzeinheit durch den Messalgorithmus ausgewertet werden kann, sowie von seinem Temperaturgang. Ausgehend davon, dass ein genaueres Auswerten des Referenz RC-Gliedes durch den Messalgorithmus im Vergleich zur Auswertung der Mess-RC-Glieder nicht notwendig ist, wird nur der Temperaturkoeffizient der Referenzgröße t₀ betrachtet. Dieser ergibt sich zu:

[0036] ^ __ _[ar: ,_{0 + k )]+ k} ,_tti ,_{Tm _ _{τ )}

[0037] Dabei besteht zwischen den beiden a-Werten des Referenzkondensators bzw. des Referenzwiderstands der Zusammenhang: a_r = k *a_R [0038] Vertretbar sind beispielsweise a-Werte von 50 ppm/ K sowohl für Cref als auch für Rref. Somit kann o.g. Einfluss vom Temperaturkoeffizienten der Takteinheit von a = 5 *10 ^"4AT¹ auf ca. a = 1*10^ AT¹ reduziert werden. Dies sogar im ungünstigsten Fall, wenn beide a-Werte gleiches Vorzeichen haben.

[0039] Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe mit einem Verfahren zur

Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit, wobei die Takteinheit mit mindestens einem ersten Messzweig und einem zweiten Messzweig verbunden ist, wobei jeder Messzweig mindestens ein Referenzelement und/oder mindestens ein Messelement aufweist, wobei mindestens ein Element aus dem ersten Messzweig und mindestens ein Element aus dem zweiten Messzweig derartig zusammengeschaltet werden, dass sich eine Referenzeinheit ergibt, welche durch mindestens eine bekannte Zeitkonstante gekennzeichnet ist, wobei unter Verwendung der Takteinheit eine Zeitkonstante der Referenzeinheit ermittelt wird, und wobei die bekannte Zeitkonstante und die ermittelte Zeitkonstante miteinander verglichen werden. Das Verfahren besteht somit darin, dass zumindest zwei elektronische Elemente oder Bauteile aus zwei unterschiedlichen Messzweigen derartig miteinander verbunden werden, dass sich eine neue Referenzeinheit ergibt, die eine Kengröße aufweist, über welche sodann die Takteinheit ausgemessen wird. Besteht somit beispielsweise eine Messeinheit aus zumindest zwei Messzweigen, so wird über eine Kombination von elektronischen Komponenten von diesen mindestens zwei Messzweigen eine neue, die Messzweige übergreifende Referenzeinheit erzeugt.

[0040] Insbesondere ist das Verfahren Teil eines Verfahrens zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, wobei es sich bei der Prozessgröße beispielsweise um Temperatur, Feuchte, Durchfluss und/oder die Bestimmung eines Gases handelt. Die Frequenz bzw. Taktrate der Takteinheit wird dabei zur Erhöhung bzw. Garantierung der Genauigkeit der Messwerte bzw. zur Überwachung der Takteinheit selbst eingesetzt.

[0041] Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass jeder Messzweig mindestens ein Referenzelement aufweist, dass mindestens die zwei Referenzelemente der beiden Messzweige derartig zusammengeschaltet werden, dass sich eine Referenzeinheit ergibt, welche durch mindestens eine bekannte Zeitkonstante gekennzeichnet ist. Durch das Zusammenschalten der Referenzelemente ergibt sich somit eine Referenzeinheit, welche eine Zeitkonstante aufweist, die durch die Eigenschaften der Referenzelemente vorgegeben und bekannt ist. Wird mit der Takteinheit diese Zeitkonstante ausgemessen und ergibt sich eine Abweichung zu dem vorbekannten Wert, so ist darin eine Abweichung der Frequenz der Takteinheit von der Frequenz zu sehen, über welche die Takteinheit eigentlich verfügen sollte und mit welchem Wert auch die Auswertungen und Berechnungen vorgenommen werden.

[0042] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

[0043] Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung, und

[0044] Fig. 2: eine Schaltung eines erfindungsgemäßen Sensors.

[0045] Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Sensors, welcher sowohl der Messung der Feuchtigkeit, als auch der Messung der Temperatur dient. Hierfür sind zwei getrennte Messzweige 1 , 2 vorgesehen. Beide Messzweige 1 ,2 nutzen jedoch beispielsweise auch die gleiche Takteinheit 5, so dass beide Messzweige 1 , 2 auch sonst gleiche Elemente gemeinsam nutzen können. Bei beiden Messzweigen handelt es sich hier jeweils beispielsweise um ein RC-Glied, dessen Zeitkonstante für den Aufladevorgang bzw. den Entladevorgang ausgewertet wird.

[0046] Die beiden Messzweige 1 , 2 unterscheiden sich darin, dass in dem ersten Messzweig 1 die Messkapazität 11 Cx abhängig von der Feuchtigkeit ist und dass im zweiten Messzweig 2 der Widerstandswert des Messwiderstands 12 Rx abhängig von der Temperatur ist. In beiden Messzweigen 1 , 2 ist jedoch ein entsprechend bekanntes Referenzelement - im ersten Messzweig 1 der Widerstand 3 Rref und im zweiten Messzweig 2 der Kondensator 4 Cref - vorgesehen, dessen Kennwerte entsprechend in dem Messgerät / Sensor oder in einer passenden Auswerteeinheit hinterlegt sind. Bei einer Prozessgröße kann es sich beispielsweise auch um die Detektion bzw. Messung eines Gases handeln.

[0047] Die beiden Messzweige 1 , 2 werden hier durch einen Mikroprozessor als Takteinheit 5 angesteuert, welcher die beiden RC-Glieder auflädt und beispielsweise die Aufladungszeit auswertet. Aus der gemessenen Zeit ergibt sich dann die Zeitkonstante des jeweiligen RC-Glieds und damit über das Wissen bzgl. des jeweiligen Referenzelements die unbekannte Größe des temperaturabhängigen Widerstands bzw. der feuchtigkeitsabhängigen Kapazität.

[0048] Erforderlich ist somit, dass bekannt ist, welche Kenngrößen die beiden Referenzelemente 3, 4 aufweisen. Weiterhin muss bekannt sein, welche Taktfrequenz der Mikroprozessor 5 verwendet. Letzteres, um die Zeit genau bestimmen zu können.

[0049] Die Taktfrequenz des Mikroprozessors 5 kann sich durch Alterung oder beispielsweise über das Einwirken von Temperatur oder sonstigen Prozesseigenschaften ändern, wodurch die Messung der Prozessgrößen bzw. die Auswertung der Messsignale unsicher bzw. ungenau wird. Wie oben gezeigt, bezieht sich die Zeitmessung auf die Taktung bzw. die Frequenz der Takteinheit.

[0050] In der Fig. 2 ist dargestellt, wie die beiden Referenzelemente 3, 4 derartig miteinander verbunden werden, dass sich eine neue Referenzeinheit 6 ergibt.

[0051] Hierfür sind die drei Schalter 7 vorgesehen. Dadurch ergibt sich ein neues RC-Glied als Referenzeinheit 6, dessen Zeitkonstante sich aus dem Widerstandswert des Referenzwiderstands 3 und der Kapazität des Referenzkondensators 4 ergibt.

[0052] Die Referenzeinheit 6 ergibt sich somit vorteilhafterweise aus den bereits vorhandenen Bauteilen, so dass sich eine weitere Messung und somit ein höheres Maß an Genauigkeit ohne zusätzliche Kosten (bis auf die Schalter 7) ergibt. Für die Überprüfung der Taktfrequenz des Mikroprozessors 5 wird hier die Referenzeinheit 6 passend angesteuert. Bei den Referenzelementen 3, 4 handelt es sich vorzugsweise um Präzisionsbauteile. Ein Vorteil besteht überdies darin, dass für die Messung der beiden Prozessgrößen Temperatur und Feuchtigkeit und für die Überwachung der Takteinheit 5 stets das gleiche Messprinzip angewendet wird.

[0053] Weicht der für die Zeitkonstante der Referenzeinheit 6 gemessene Wert von dem hinterlegten Wert, welcher sich aus der Dimensionierung der beteiligten Referenzelemente 3, 4 ergibt, ab, und kann davon ausgegangen werden, dass die Referenzelemente 3, 4 sich nicht verändert haben, so lässt sich daraus schlussfolgern, dass die Taktrate bzw. die Frequenz der Takteinheit 5 nicht mehr mit dem entsprechend dafür hinterlegten Wert übereinstimmt. Diese Abweichung bzw. der neu ermittelte Wert kann dann wiederum für die genauere Auswertung der Zeitkonstanten der beiden Messzweige 1 , 2 verwendet werden.

[0054] Die Erfindung erlaubt es somit beispielsweise, dass Takteinheiten generell oder speziell Mikroprozessoren leichter ausgetauscht oder ersetzt werden können, da durch die Erfindung ihre Taktung sehr genau auszumessen ist. In einer Ausgestaltung sind zumindest zwei Takteinheiten vorgesehen. In dem Fall, dass die Frequenz bzw. Taktrate einer der beiden Takteinheiten unterhalb eines bestimmten Wertes sinkt, wird auf die andere Takteinheit umgeschaltet, so dass diese für die weiteren Messungen aktiv ist. In einer weiteren Ausgestaltung wird in dem Fall, dass eine Abweichung der ermittelten Taktrate außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, ein Alarm- bzw. Fehlersignal erzeugt und beispielsweise an eine übergeordnete Einheit übergeben.

Bezugszeichenliste

Tabelle 1

Messkondensator

Messwiderstand

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem ersten Messzweig (1), welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement (3) und/oder ein elektronisches Messelement

(11) aufweist, mit mindestens einem zweiten Messzweig (2), welcher mindestens ein elektronisches Referenzelement (4) und/oder ein elektronisches Messelement

(12) aufweist, und wobei mindestens ein elektronisches Element (3, 11) des ersten Messzweiges (1) und mindestens ein elektronisches Element (4, 12) des zweiten Messzweiges (2) derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit (6) mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzelement (3) des ersten Messzweiges (1) und das Referenzelement (4) des zweiten Messzweiges (2) derartig zusammenschaltbar sind, dass sich eine Referenzeinheit (6) mit mindestens einer bekannten Kenngröße ergibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Takteinheit (5) vorgesehen ist, welche zumindest eine

Frequenz erzeugt, und dass die Referenzeinheit (6) mindestens eine Zeitkonstante aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Takteinheit (5) um einen Mikroprozessor oder um einen MikroController oder um einen Schwingkreis handelt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messzweig (1) der Ausmessung eines kapazitiven Messwertgebers (11) dient.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messzweig (1) mindestens ein RC-Glied umfasst.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Messzweig (2) der Ausmessung eines Messwiderstandes (12) dient.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Messzweig (2) mindestens ein RC-Glied umfasst.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Referenzelement (3) des ersten Messzweiges (1) um einen elektrischen Widerstand handelt, und dass es sich bei dem Referenzelement (4) des zweiten Messzweiges (2) um eine elektrische Kapazität handelt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messzweig (1) der Messung der Feuchtigkeit dient, und dass der zweite Messzweig (2) der Messung der Temperatur dient.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzeinheit (6) mindestens ein RC-Glied umfasst.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Takteinheit (5) mindestens der Auswertung des Aufladevorganges und/oder des Entladevorganges des ersten Messzweiges (1) und/oder des zweiten Messzweiges (2) dient.

13. Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Frequenz einer Takteinheit (5), wobei die Takteinheit (5) mit mindestens einem ersten Messzweig (1) und einem zweiten Messzweig (2) verbunden ist, wobei jeder Messzweig (1 , 2) mindestens ein Referenzelement (3, 4) und/oder mindestens ein Messelement (11 , 12) aufweist, wobei mindestens ein Element (3, 11) aus dem ersten Messzweig (1) und mindestens ein Element (4, 12) aus dem zweiten Messzweig (2) derartig zusammengeschaltet werden, dass sich eine Referenzeinheit (5) ergibt, welche durch mindestens eine bekannte Zeitkonstante gekennzeichnet ist, wobei unter Verwendung der Takteinheit (5) eine Zeitkonstante der Referenzeinheit (5) ermittelt wird, und wobei die bekannte Zeitkonstante und die ermittelte Zeitkonstante miteinander verglichen werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei jeder Messzweig (1 , 2) mindestens ein Referenzelement (3, 4) aufweist, wobei mindestens die zwei Referenzelemente (3, 4) der beiden Messzweige (1 , 2) derartig zusammengeschaltet werden, dass sich eine Referenzeinheit (5) ergibt, welche durch mindestens eine bekannte Zeitkonstante gekennzeichnet ist.