本發(fā)明涉及用于通過導(dǎo)電電導(dǎo)率傳感器來確定介質(zhì)的電導(dǎo)率的方法。

背景技術(shù)：

一種用于測量介質(zhì)的電導(dǎo)率的測量電路，該測量基于對介質(zhì)的電阻測量以及利用因子的隨后的計算，該因子被稱作電導(dǎo)池常數(shù)并且源于電導(dǎo)率傳感器的幾何結(jié)構(gòu)。通常，在生產(chǎn)期間對電導(dǎo)率傳感器的測量電路進(jìn)行調(diào)整。在該過程中確定了誤差，諸如放大和零點誤差，并且如果存在任何校正值，則校正值被保存在非易失性存儲器中。這樣的調(diào)整通常發(fā)生在室溫下，因為在調(diào)整期間很難實現(xiàn)溫度上的變化。這樣的電導(dǎo)率傳感器在許多年期間運行在客戶處并且在該處被暴露在各種環(huán)境條件下，諸如濕度和溫度起伏。

測量電路的校正值在所限定的環(huán)境條件——諸如溫度占據(jù)主導(dǎo)(prevail)的時間點上被確定的。由于測量電路以例如環(huán)氧樹脂來模塑、溫度波動、或者經(jīng)長期運行而老化，測量電路的測量鏈上能夠出現(xiàn)偏差。這些偏差可能會降低電導(dǎo)率傳感器的額定測量精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是基于指定用于通過具有高測量精度的導(dǎo)電電導(dǎo)率傳感器來確定介質(zhì)的電導(dǎo)率的方法的任務(wù)。

該目的通過本發(fā)明的主題來達(dá)到。本發(fā)明的主題是一種通過導(dǎo)電電導(dǎo)率傳感器來確定介質(zhì)的電導(dǎo)率的方法，所述方法包括以下步驟：確定所述電導(dǎo)率傳感器的測量值，確定被集成在所述電導(dǎo)率傳感器內(nèi)的參考電路的參考測量值，從所述參考電路的所述參考測量值導(dǎo)出至少一個調(diào)整值，通過所述至少一個調(diào)整值校正所述電導(dǎo)率傳感器的所述測量值。

根據(jù)本發(fā)明的方案的優(yōu)點在于將所述參考電路集成到所述電導(dǎo)率傳感器(板上(on-board)調(diào)整)中以用于自動調(diào)整。利用合適的算法和時序，之后有可能在測量操作期間調(diào)整所述電導(dǎo)率傳感器，以確定校正值并且一直確保最優(yōu)測量性能。板上調(diào)整的另一個優(yōu)點是對特定電路組件的故障診斷。這可以通過將所確定的調(diào)整值與用于調(diào)整的理論理想值來進(jìn)行比較來實現(xiàn)。如果所確定的校正值偏離所述理想值太多，則所述電導(dǎo)率傳感器存在故障，并且上級系統(tǒng)可相應(yīng)地作出反應(yīng)。

根據(jù)一個有利的發(fā)展，在所述電導(dǎo)率傳感器的測量值的確定與所述參考電路的參考測量值的確定之間進(jìn)行時間控制的交替。

由于電導(dǎo)率傳感器的周期性調(diào)整，故障組件的中期變化可以被確定和調(diào)整。例如，由此能夠調(diào)整溫度隨時間對電阻和其它組件的影響。

根據(jù)一個有利的變型，所述電導(dǎo)率傳感器的兩個測量值被確定以及所述參考電路的一個參考測量值隨后被確定。

根據(jù)一個有利的實施例，所述電導(dǎo)率傳感器包括具有至少兩個測量范圍的電子組件，其中，在測量期間，在活動(active)測量范圍中作出的調(diào)整比另外的(一個或多個)測量范圍中的更加頻繁。

由于所述電子組件具有多個測量范圍，因此為了在該處確保最高精度和最佳性能，更加頻繁地調(diào)整當(dāng)前活動的測量范圍是有利的。然而，如果忽略了其它測量范圍，則在較長時間段內(nèi)會出現(xiàn)誤差。特別地，當(dāng)測量范圍處于活動時如果所述電子組件的溫度發(fā)生變化，則會發(fā)生這種情況。如果在此時出現(xiàn)向不同測量范圍的更改，則所述調(diào)整值當(dāng)前將不再處于這個范圍內(nèi)，并且會確定出錯誤的測量值。在一定時間段后，該誤差將會最小化，因為其它的測量范圍也被調(diào)整。

附圖說明

將基于附圖來詳細(xì)解釋本發(fā)明。所述附圖示出了：

圖1：用于測量電導(dǎo)率的具有集成的參考電路的測量電路，

圖2：介質(zhì)以及調(diào)整測量的序列圖，以及

圖3：在各個測量范圍內(nèi)的介質(zhì)及調(diào)整測量的序列圖。

具體實施方式

圖1示出了用于利用集成參考電路來測量電導(dǎo)率的測量電路3。所述測量電路3通過信號發(fā)生器(未示出)來操作，該信號發(fā)生器提供具有頻率f的信號S_f。發(fā)生器放大器VG放大所述信號S_f并且生成調(diào)整電流I_adj。所述調(diào)整電流I_adj流過分流電阻R_shunt并且生成分流電壓U_shunt。如果分流電壓U_shunt以及分流電阻R_shunt已知，則能夠確定調(diào)整電流I_adj：

通過分流電阻R_shunt，所述調(diào)整電流I_adj流至多路復(fù)用器MUX，所述復(fù)用器包括兩個開關(guān)S1和S2。開關(guān)S1、S2兩者都包括三個位置并且是同步的，這意指如果上開關(guān)S1位于中間位置，則下開關(guān)S2也位于中間位置，以及諸如此類。如果開關(guān)S1、S2兩者都位于中間位置，則所述調(diào)整電流I_adj經(jīng)由第三閉合開關(guān)S3流經(jīng)分壓器R₁和R_p1至地并且生成R_p1上的電壓I_adj：

電壓U_Rpx通過放大器V放大，其中，放大因子v由下式確定：

如果電阻R_shunt和R_p1規(guī)格如下：

R_shunt＝100Ω R_p1＝390Ω，

并且如果，例如對于分流電壓U_shunt和調(diào)整電壓U_adj測量為以下值：

U_shunt＝100mV U_adj＝2V，

則I_adj、I_adj、以及v的結(jié)果是：

如果多路復(fù)用器MUX的兩個開關(guān)位于上面位置，則所述調(diào)整電流I_adj經(jīng)由兩個電流電極I+、I-流過介質(zhì)，并且確定電導(dǎo)率傳感器的所測量的值。電流極I+、I-連同兩個電壓電極U+、U-組成了電導(dǎo)率傳感器的四端子測量的四個極。在介質(zhì)的測量期間，開關(guān)S3斷開并且連接到單獨的地，使得電壓電極U-不會與電流電極I-短路。

如果電壓電極U+與U-之間的介質(zhì)由介質(zhì)電阻R_m表示，則電壓電極U+與U-之間的電壓U_m降低。電流I_m(圖中未示出)被調(diào)節(jié)直到通過介質(zhì)的電流I_m等于調(diào)整電流I_adj(見上文)。在這個示例中，在將開關(guān)從中間改變到上面位置后，分流電壓U_shunt和調(diào)整電壓Uadj測量為下述值：

U_shunt＝80mV U_adj＝1V

因此，能夠通過放大因子v＝5.128來將介質(zhì)阻抗R_m確定如下：

通過板上(on-board)調(diào)整，因此以與在介質(zhì)測量中對條件進(jìn)行調(diào)整完全相同的方式來調(diào)整所述條件(幅值、頻率、分流電阻、放大率)。調(diào)整的目的是計算放大器V的放大因子v。利用調(diào)整電流I_adj，能夠計算出電阻R_p1兩端的理想電壓降U_Rpx。利用所測量的調(diào)整電壓U_adj，能計算出放大因子v。放大因子v補償測量電路3的所有誤差。如果電流隨后再次被引導(dǎo)通過介質(zhì)，則與所述測量范圍的調(diào)整期間相同的條件占據(jù)主導(dǎo)。但是，該電流是通過已確定的放大因子v來被校正或調(diào)整的。

圖2示出了介質(zhì)和調(diào)整測量的序列。所述介質(zhì)和調(diào)整測量每個持續(xù)半秒并且每個每秒發(fā)生一次。一個調(diào)整測量后接著兩個介質(zhì)測量。

圖3示出了根據(jù)圖2的介質(zhì)和調(diào)整測量的序列，其中介質(zhì)和調(diào)整測量發(fā)生在不同的測量范圍0、1、和2中。在其中發(fā)生電流電導(dǎo)率測量的測量范圍0比測量范圍1和2被更頻繁地調(diào)整。如果測量范圍從0變?yōu)?，則測量范圍1的調(diào)整值可用并且能夠被立即提供，以便確保最佳測量性能。

附圖標(biāo)記列表

0 第零測量范圍

1 第一測量范圍

2 第二測量范圍

3 測量電路

I_adj 調(diào)整電流

U_adj 調(diào)整電壓

R_shunt 分流電阻

U_shunt 分流電壓

V 放大器

v 放大因子

S1 第一開關(guān)

S2 第二開關(guān)

S3 第三開關(guān)