CH679707A5 - Measuring device with radio information link - has output signal of transmitter initiating response from sensor transmitter in form of carrier frequency - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung bezieht sich auf eine Messeinrichtung zum drahtlosen Abfragen von in einer Anordnung enthaltenen Informationen gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 



  Solche Messeinrichtungen eignen sich vorteilhaft zum drahtlosen Abfragen von digitalen und/oder analogen Informationen über relativ kurze Distanzen innerhalb einer Anlage, deren Geräte räumlich verteilt, z.B. in den verschiedenen Räumen eines Gebäudes oder einer Gebäudegruppe, untergebracht sind. Die Anlage ist z.B. eine Klima- und/oder Heizungsanlage, während die abzufragenden Informationen z.B. Schaltkontaktstellungen und/oder Messwerte physikalischer Grössen sind, welche letztere mittels Sensoren ferngemessen werden sollen. Die physikalischen Grössen sind z.B. ein Druck p, Temperaturen T DEG , Entfernungen d, Feuchtigkeit, Lichtstärke, usw. 



  Solche Messeinrichtungen können aber auch in der Halbleitertechnik verwendet werden, um kontaktlose Messungen von Halbleiterschaltungs-Parametern zu verwirklichen, die nicht oder nur schwer unmittelbar über elektrische Anschlüsse zugänglich sind. 



  In bekannten konventionellen Anlagen werden Informationen zwischen den meist elektrischen Geräten in der Regel über Drahtverbindungen übertragen, so dass die Geräte viele Drahtanschlüsse und Drahtverbindungen benötigen zwecks Speisung der Geräte mit Nutzsignalen einerseits und mit Energie anderseits. Alle die so erforderlichen, in einem Gebäude relativ langen Drahtverbindungen benötigen in der Regel aufwendige und teure Installationsarbeiten. 



  Es ist bekannt, Informationen zwischen einzelnen Anordnungen einer Anlage drahtlos mittels hochfrequenter elektromagnetischer Wellen zu übertragen. Übertragungen mittels solcher elektromagnetischer Wellen sind jedoch in den meisten Ländern äusserst  strengen Vorschriften der Postverwaltungen unterworfen oder möglicherweise sogar ganz verboten, da leistungsstarke elektromagnetische Wellen den Funkverkehr sowie die öffentlichen Rundfunk- und Fernsehübertragungen stören können. Ausserdem benötigen diese Übertragungen Sender und Empfänger, die als elektronische Geräte lokal mit Energie gespeist werden müssen.

  Da die Verwendung von Batterien wegen der Notwendigkeit ihres periodischen Aufladens in Anlagen unerwünscht ist, erfolgt die Energiespeisung der Geräte in der Regel über Drahtverbindungen, so dass bei einer konventionellen Übertragung mittels hochfrequenter elektromagnetischer Wellen nur ein Teil der Drahtverbindungen eingespart wird. 



  Eine Messeinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der Veröffentlichung "Passive Telemetrie mit Absorptions-Modulation", P.A. Neukomm, H. Baggenstos und H. Kündig, Bulletin SEV/VSE 80 (1989) 7, 8 April, Seiten 387 bis 391, bekannt, in der die Verwendung einer Absorptions-Modulation zur Ermittlung und Übertragung von Messwerten aus einem tierischen Körper beschrieben ist, die hochfrequente elektromagnetische Wellen im 5 MHz- bis 27 MHz-Frequenzbereich verwendet und zu Modulationszwecken innerhalb des tierischen Körpers elektronische Geräte, wie z.B. Verstärker und spannungsgesteuerte Oszillatoren, benötigt, welche ihrerseits eine Gleichspannungs-Speisung in Gestalt eines anschlusslosen HF-DC-Konverters erfordern.

  Zu diesem Zweck wird mittels eines Hochfrequenzsignals pulsierend Hochfrequenz-Energie von einem Hochfrequenz-Sender zu einem Messwertsender übertragen und dort mittels einer "Loop"-Antenne empfangen und dem HF-DC-Konverter zugeleitet, der daraus Gleichstrom-Energie für die im tierischen Körper vorhandenen elektronischen Geräte erzeugt. Gleichspannungs-Messwerte modulieren dann das durch die "Loop"-Antenne des Messsenders erzeugte hochfrequente Streufeld, welches seinerseits durch einen Empfänger empfangen und dort zu Auswertezwecken demoduliert wird. Zur Eliminierung des vom Hochfrequenz-Sender her unmittelbar empfangenen, durch keinen Messwert modulierten Hochfrequenzsignals sind im oder beim Empfänger Richtkoppler und/oder Bandpassfilter vorhanden. Das Ersatzschaltbild der  "Loop"-Antennen ist ein gedämpfter Parallel-Resonanzkreis. 



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung von deren Vorteilen, die Messwertsender der bekannten Messeinrichtung zu vereinfachen und die bekannte Messeinrichtung so zu verbessern,
 - dass deren Übertragungssignale nicht als Störsignale für den Funk sowie für die öffentlichen Rundfunk- und/oder Fernsehübertragungen auftreten können,
 - dass sie nicht den strengen Vorschriften der verschiedenen nationalen Postverwaltungen unterworfen sind und
 - dass die Empfänger nicht von den, durch keine Information modulierten und unmittelbar vom Sender her empfangenen Signalen gestört werden können. 



  Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. 



  Vorteilhafte Ausgestaltungen der Messeinrichtung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. 



  Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. 



  Es zeigen: 
 
   Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Variante einer erfindungsgemässen Messeinrichtung, 
   Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Variante einer erfindungsgemässen Messeinrichtung, 
   Fig. 3 ein Impulsdiagramm eines Sender-Tastsignals, 
   Fig. 4 ein Impulsdiagramm eines Sender-Schwingungssignals, 
   Fig. 5 ein Impulsdiagramm eines von einem Sendesensor ausgesandten und von einem Empfänger empfangenen Rückwirk- und Streusignals, 
   Fig. 6 ein Impulsdiagramm eines Empfänger-Tastsignals, 
   Fig. 7 ein Impulsdiagramm eines Empfänger-Schwingungssignals, 
   Fig. 8 ein Blockschaltbild eines in einem Sender enthaltenen Generators, 
   Fig. 9 ein Blockschaltbild eines in einem Empfänger enthaltenen Demodulators, 
   Fig. 10 ein variabler Widerstand, 
   Fig. 11 ein Schaltbild eines mechanisch-magnetischen Sendesensors, 
   Fig.

   12 ein schwingender Draht oder eine schwingende Membrane zur Messung einer Kraft, 
   Fig. 13 ein Aufbau eines Kondensators mit variabler Kapazität, der z.B. der Messung eines Drucks p dient, 
   Fig. 14 ein Aufbau eines Thermostaten, der eine Temperatur T DEG  schwellwertmässig überwacht, 
   Fig. 15 ein Schaltbild eines Sendesensors zur Messung einer Entfernung und 
   Fig. 16 ein Aufbau einer drahtlosen Flüssigkeit- oder Gas-Druckdifferenz-Messeinrichtung. 
 



   Die erfindungsgemässe Messeinrichtung enthält pro Anordnung 1 und pro abzufragende Information 2 jeweils einen anschlusslosen Sendesensor 3, so dass immer mindestens ein anschlussloser Sendesensor 3 pro Anordnung 1 vorhanden ist. Die Sendesensoren 3 besitzen in jedem Fall weder für die Informationsübertragung noch für die Energiezuführung Anschlüsse zu äusseren Drahtverbindungen. 



  In allen Varianten enthält die erfindungsgemässe Messeinrichtung neben den Anordnungen 1 noch einen Sender 4, einen Empfänger 5 und ein Kopplungsglied 6. Der Sender 4 und der Empfänger 5 können getrennte Vorrichtungen oder Teil einer gemeinsamen Vorrichtung sein. Sie sind in der Regel zusammen mit dem  Kopplungsglied 6 innerhalb oder in der Nähe einer gemeinsamen Anlagenzentrale angeordnet, während die Sendesensoren 3 in der Regel entfernt und räumlich verteilt angeordnet sind. Der Sender 4 ist mit den Sendesensoren 3 und jeder Sendesensor 3 mit dem Empfänger 5 galvanisch getrennt über das Kopplungsglied 6 mittels je eines Kopplungssignals 7a bzw. 7b gekoppelt. Zu diesem Zweck ist ein Ausgang 8 des Senders 4 mit einem Eingang des Kopplungsgliedes 6 und ein Eingang 9 des Empfängers 5 mit einem Ausgang des Kopplungsgliedes 6 verbunden (siehe Fig. 1 und Fig. 2). 



  Die Kopplungssignale 7a und 7b sind vorzugsweise elektrischer, mechanischer, magnetischer, akustischer oder elektromagnetischer Art. Ihnen zugehörige Trägerfrequenzen besitzen höchstens einen Wert von annähernd 100 kHz, so dass der Sender 4, der Empfänger 5 und die Sendesensoren 3 beim Vorhandensein elektromagnetischer Kopplungen im Wesentlichen rein induktiv miteinander gekoppelt sind. Bei so niedrigen Frequenzen erfolgt praktisch keine über grössere Entfernungen wirksam werdende Emission elektromagnetischer Wellen. Die Frequenz von 100 kHz liegt stark unterhalb der minimalen Frequenz von 150 kHz des Geltungsbereichs von Vorschriften über Funkentstörung.

  In der Fig. 1 und der Fig. 2 wurde das Vorhandensein von magnetischen Kopplungen 7a und 7b angenommen, die in der Fig. 1 durch eine Magnetflusslinie 10 und in der Fig. 2 durch zugehörige Magnetfelder H1 und H4 vereinfacht dargestellt sind. 



  Nachfolgend wird aus Gründen der zeichnerischen Einfachheit angenommen, dass nur eine einzige Anordnung 1 in der erfindungsgemässen Messeinrichtung vorhanden ist und dass diese nur einen einzigen Sendesensor 3 aufweist zum Abfragen einer einzigen Information 2. 



  Der Sender 4 besteht in allen Varianten aus einem Steuergerät 11, einem Generator 12 und einem Sender-Schaltkontakt 13 (siehe Fig. 1 und Fig. 2). An einem ersten Ausgang des Steuergerätes 11 steht eine Sender-Speisespannung UN, E, an einem zweiten Ausgang eine Frequenzkontroll-Spannung Uf und an einem dritten Ausgang  ein Sender-Tastsignal U1 an. Die drei Ausgänge des Steuergerätes 11 sind jeweils auf einen getrennten Eingang des Generators 12 geführt, dessen Ausgang, an dem ein getastetes Sender-Schwingungssignal U2 ansteht, über den Sender-Schaltkontakt 13 mit dem Ausgang 8 des Senders 4 verbunden ist. Das Sender-Tastsignal U1 ist ausserdem auf einen Steuereingang des Sender-Schaltkontaktes 13 geführt. 



  Der Empfänger 5 besteht in allen Varianten aus einem Steuer- und Auswertegerät 14, einem Demodulator 15 und einem Empfänger-Schaltkontakt 16 (siehe Fig. 1 und Fig. 2). An einem ersten Ausgang des Steuer- und Auswertegerätes 14 steht eine Empfänger-Speisespannung UN, R, an einem zweiten Ausgang eine Kontrollspannung UC und an einem dritten Ausgang ein Empfänger-Tastsignal U4 an. Die drei Ausgänge des Steuer- und Auswertegerätes 14 sind jeweils mit einem getrennten Eingang des Demodulators 15 verbunden. Das Empfänger-Tastsignal U4 ist ausserdem auf einen Steuereingang des Empfänger-Schaltkontaktes 16 geführt. Der Eingang 9 des Empfängers 5 ist über den Empfänger-Schaltkontakt 16 mit einem weiteren Eingang 17 des Demodulators 15 verbunden, an dem ein Empfänger-Schwingungssignal U5 ansteht.

  Der Demodulator 15 weist zwei Ausgänge auf, die jeweils auf einen getrennten Eingang des Steuer- und Auswertegerätes 14 geführt sind und an denen ein erstes Informationssignal U gamma  und ein zweites Informationssignal UfR anstehen, wobei jeweils einer der beiden Ausgänge nur fakultativ vorhanden ist. 



  Eine Energieversorgungs-Spannung UN speist jeweils über eine Leitung 18 je einen Speiseeingang des Senders 4 und des Empfängers 5 oder, genauer ausgedrückt, je einen Speiseeingang des Steuergerätes 11 und des Steuer- und Auswertegerätes 14. Ausserdem sind Steuer-Eingänge/Ausgänge der beiden letzteren jeweils über mindestens eine Drahtverbindung 19 miteinander verbunden. 



  Die Sendesensoren 3 enthalten in allen Varianten ausschliesslich speisungslose Bauelemente, wobei mindestens ein Parameter der speisungslosen Bauelemente eines jeden Sendesensors 3 durch eine  zugehörige abzufragende Information 2 moduliert ist. Insbesondere enthält jeder Sendesensor 3 mindestens eine Einrichtung zum Akkumulieren von drahtlos empfangener Energie und zur Erzeugung eines Rückwirk- und Streusignals aus der akkumulierten Energie. Dabei wird die drahtlos empfangene Energie mittels des Kopplungssignals 7a bzw. des Magnetfeldes H1 vom Sender 4 ausgesandt, während das Rückwirk- und Streusignal als Kopplungssignal 7b bzw. als Magnetfeld H4 jeweils von den Sendesensoren 3 ausgesandt wird.

  Die Einrichtung zum Akkumulieren der drahtlos empfangenen Energie und zur Erzeugung des Rückwirk- und Streusignals aus der akkumulierten Energie ist vorzugsweise ein Resonanzkreis 20, wobei eine Trägerfrequenz fo des Ausgangssignals des Senders 4 auf die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 20 abgestimmt ist. 



  Wenn die Kopplungssignale 7a und 7b, mit denen der Sender 4, der Empfänger 5 und die Sendesensoren 3 gekoppelt sind, akustische Signale sind, dann ist der Resonanzkreis 20 vorzugsweise ein mechanisch-akustischer Resonanzkreis. Die akustischen Signale sind in diesem Fall vorzugsweise Ultraschallwellen oder Schallwellen. Im letzteren Fall ist das Kopplungsglied 6 vorzugsweise ein Lautsprecher (siehe auch Fig. 12). 



  Wenn der Sender 4, der Empfänger 5 und die Sendesensoren 3 mittels elektrischer und/oder magnetischer Felder gekoppelt sind, dann ist der Resonanzkreis 20 bevorzugt ein elektrischer Resonanzkreis, z.B. ein Parallel-Resonanzkreis (siehe Fig. 1 und Fig. 2). Er besteht dann im letzteren Fall aus einem Kondensator 21, der eine Kapazität C aufweist, einer Spule 22, die auf einem ferromagnetischen Kern 23 gewickelt ist und eine Induktivität L aufweist, sowie einem fakultativ vorhandenen Widerstand 24, der einen Widerstandswert R aufweist, wobei der Kondensator 21, die Spule 22 und der Widerstand 24 elektrisch parallel geschaltet sind. Die Kapazität C und die Induktivität L sind diejenigen Parameter, die die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 20 bestimmen. Sie sind immer vorhanden. 



   In einer ersten Gruppe von Untervarianten wird das Rückwirk- und Streusignal 7b bzw. H4 des Sendesensors 3 durch eine zugehörige  abzufragende Information 2 frequenzmoduliert. In diesem Fall ist vorzugsweise einer der beiden die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 20 bestimmenden Parameter, nämlich die Kapazität C oder die Induktivität L, derjenige Parameter des Resonanzkreises 20, der durch die zugehörige abzufragende Information 2 moduliert ist und zwar vorzugsweise unmittelbar. Die Information 2 ist dabei z.B. ein Druck p, der durch einen beweglichen Teil des Kondensators 21 ermittelt wird (siehe Fig. 13), oder ein Abstand d der Spulen/Kern-Kombination 22; 23 zu einem Permanentmagneten (siehe Fig. 15). 



  Wenn die abzufragende Information 2 in einer zweiten Gruppe von Untervarianten die Stellung eines Schaltkontaktes 25 ist, dann ist letzterer jeweils so mit dem Resonanzkreis 20 des zugehörigen Sendesensors 3 verbunden, dass er in einer seiner beiden Stellungen den Resonanzkreis 20 ausser Betrieb setzt. Dieser Fall wurde in der Fig. 1 und in der Fig. 2 angenommen. Ist der Resonanzkreis 20, wie in diesen Figuren dargestellt, ein elektrischer Parallel-Resonanzkreis, dann ist der Schaltkontakt 25 vorzugsweise ein Schliesskontakt, der dem Resonanzkreis 20 parallel geschaltet ist. Der Schaltkontakt 25 ist z.B. derjenigen eines Thermostaten (siehe Fig. 14) und die abzufragende Information 2 ist dann eine Temperatur T DEG , die beim Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes den Schaltkontakt 25 unmittelbar betätigt.

  Die Stellung des Schaltkontaktes 25 ist demnach durch die Information 2 moduliert und zwar vorzugsweise unmittelbar. Durch das Schliessen des Schaltkontaktes 25 wird der Resonanzkreis 20 kurzgeschlossen und somit dessen Resonanzfrequenz getastet und moduliert. Die Kapazität C und die Induktivität L sind bei dieser Gruppe von Untervarianten vorzugsweise konstant. 



  In der Zeichnung sind die Schaltkontakte 13 und 16 jeweils als elektromechanische Schaltkontakte dargestellt. In der Praxis werden jedoch bevorzugt Halbleiterschalter verwendet. 



  Weist der Resonanzkreis 20 eine Dämpfung auf, dann ist in einer dritten Gruppe von Untervarianten ein die Dämpfung veranlassender Parameter derjenige Parameter des Resonanzkreises 20, der durch  die zugehörige abzufragende Information 2 moduliert ist und zwar vorzugsweise unmittelbar. In einem elektrischen Resonanzkreis wird die Dämpfung durch einen Widerstand verursacht, z.B. durch den Widerstand 24, dessen Widerstandswert R dann der die Dämpfung des Resonanzkreises 20 veranlassende Parameter ist. Die Kapazität C und die Induktivität L sind bei dieser Gruppe von Untervarianten vorzugsweise konstant und der Schaltkontakt 25 ist vorzugsweise nicht vorhanden. Der Widerstand 24 ist z.B. ein druck- oder temperaturempfindlicher Widerstand (siehe Fig. 10), dessen Widerstandswert durch einen zu messenden Druck p oder eine zu messende Temperatur T DEG  geändert, d.h. moduliert wird.

  Druck- bzw. Temperatur-Messwerte stellen in diesem Fall die abzufragende Information 2 dar. 



  Beim Vorhandensein magnetischer oder elektromagnetischer Kopplungen ist im Sendesensor 3 zur Erzeugung des als Rückwirk- und Streusignal wirkenden Kopplungssignals 7b mindestens eine Spule vorhanden, die vorzugsweise auf einem ferromagnetischen Kern gewickelt ist. Diese Spule des Sendesensors 3 ist dabei bevorzugt ein Teil von dessem Resonanzkreis 20, so dass ihre Funktion durch die Spule 22 mit übernommen werden kann. 



  Das Kopplungsglied 6 besteht in der in der Fig. 1 dargestellten ersten Variante aus einer einzigen Spule 26, die auf einem ferromagnetischen Kern 27 gewickelt ist. Die Spule 26 ist in der Nähe des Senders 4 sowie des Empfängers 5 angeordnet und dient der Erzeugung des Kopplungssignals 7a sowie dem Empfang des Kopplungssignals 7b. Ein Pol der Spule 26 liegt z.B. an Masse, während ihr anderer Pol sowohl auf den Eingang als auch auf den Ausgang des Kopplungsgliedes 6 geführt ist. 



  Das Kopplungsglied 6 kann jedoch auch, wie in der Fig. 2 dargestellt, aus zwei Spulen 26a und 26b bestehen, die je auf einem getrennten ferromagnetischen Kern 27a bzw. 27b gewickelt sind. Dem Sender 4 und dem Empfänger 5 sind dann je eine getrennte Spule 26a bzw. 26b zugeordnet, deren erste Pole beide z.B. an Masse liegen. Der zweite Pol der Spule 26a bildet den Eingang und der zweite Pol der Spule 26b den Ausgang des  Kopplungsgliedes 6. 



  Der Sender 4 besitzt in allen Varianten als Ausgangssignal ein mittels des Sender-Tastsignals U1 getasteten Senderstrom iE, der mit Hilfe der Spule 26 bzw. 26a ein getastetes Wechselmagnetfeld H1 erzeugt, welches vom Sendesensor 3 empfangen wird und dort, wie bereits erwähnt, ein ebenfalls getastetes Rückwirk- und Streusignal auslöst, welches seinerseits vom Sendesensor 3 ausgesandt und vom Empfänger 5 empfangen wird, um dort mit Hilfe der Spule 26 bzw. 26b in einen getasteten Empfängerstrom iR umgewandelt zu werden. Das getastete Ausgangssignal des Senders 4 und das getastete, durch keine Information 2 modulierte Rückwirk- und Streusignal des Sendesensors 3 bestehen je aus trägerfrequenten Impulsen, deren Trägerfrequenzen fo gleich sind.

  Das vom Sendesensor 3 ausgesandte getastete Rückwirk- und Streusignal wird im Sendesensor 3 mit mindestens einer zugehörigen abzufragenden Information 2 moduliert. 



  Die Messeinrichtung funktioniert nach dem Echo-Prinzip: Der Sender 4 sendet im Betrieb zum drahtlosen Abfragen einer Information 2 eines Sendesensors 3 kurze, durch Impulslücken voneinander getrennte trägerfrequente Impulse aus, die von der Spule 22 des Sendesensors 3 mit nennenswerter Amplitude empfangen werden, falls dessen Resonanzkreis 20 in Resonanz ist, d.h. wenn die Trägerfrequenz fo der Impulse gleich der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 20 ist. Die empfangenen trägerfrequenten Impulse veranlassen bei Abwesenheit von Informationen 2 den Sendesensor 3 ein getastetes trägerfrequentes Rückwirk- und Streusignal gleicher Frequenz fo auszusenden, dessen Umhüllende nicht mehr aus rechteckförmigen Impulsen, sondern aus Impulsen mit exponentiell ansteigenden Vorderflanken sowie exponentiell abfallenden Rückflanken besteht.

   Bei Anwesenheit von Informationen 2 modulieren diese entweder die Trägerfrequenz fR des Rückwirk- und Streusignals oder die Abklingzeit  gamma der Rückflanken der trägerfrequenten Impulse des letzteren. 



  Ein Teil des vom abgefragten Sendesensors 3 ausgesandten Rückwirk- und Streusignales wird vom Empfänger 5 als relativ  energieschwaches Signal empfangen. In der Regel empfängt der Empfänger 5 auch die sehr energiereichen, vom Sender 4 ausgesandten getasteten, jedoch durch keine Information 2 modulierten trägerfrequenten Impulse. Um dies zu vermeiden, werden die Schaltkontakte 13 und 16 nichtüberlappend in Gegentakt betrieben, d.h. wenn einer der Schaltkontakte 13 oder 16 geschlossen ist, dann ist der andere Schaltkontakt 16 bzw. 13 offen. Der eine Schaltkontakt 16 oder 13 öffnet dabei bevor der andere Schaltkontakt 13 bzw. 16 geschlossen wird. Der Empfänger 5 ist somit zeitlich nur in den Impulslücken der getasteten trägerfrequenten Impulse des Ausgangssignals des Senders 4 empfangsbereit, also zu einer Zeit, in der der Sender 4 gerade nicht sendet.

  Eine weitere Verbesserung wird durch die Verwendung der in der Fig. 2 dargestellten Messeinrichtung erzielt, da durch eine dort vorhandene Verdrehung der Längsachsen der ferromagnetischen Kerne 23, 27a und 27b um 45 DEG  bzw. 90 DEG  der Empfang der unmittelbar vom Sender 4 her einstreuenden trägerfrequenten Signale im Empfänger 5 verhindert wird. Da der Empfänger 5 nur in den Impulslücken des Ausgangssignals des Senders 4 empfangsbereit ist, empfängt er nur den ausschwingenden Teil der vom Sendesensor 3 als Rückwirk- und Streusignal ausgesandten Impulse, der die abgefragte Information 2 enthält, welche somit im Empfänger 5 demoduliert und weiter ausgewertet werden kann. 



  Die ferromagnetischen Kerne 23, 27, 27a und 27b sind vorzugsweise länglich plättchenförmig oder länglich stabförmig, so dass die Kopplungssignale 7a und 7b ähnlich wie bei stabförmigen Ferrit-antennen die Gestalt von Richtstrahlsignalen besitzen. In diesem Fall kann die in der Fig. 2 dargestellte zweite Variante der erfindungsgemässen Messeinrichtung verwendet werden, die ähnlich aufgebaut ist wie die in der Fig.

   1 dargestellte erste Variante, mit dem hauptsächlichen Unterschied, dass die Richtungen der Längsachsen der ferromagnetischen Kerne 23, 27a und 27b räumlich nicht beliebig sind, sondern dass die Längsachse des ferromagnetischen Kerns 23 des Sendesensors 3 räumlich vorzugsweise um einen Winkel von 45 DEG  und diejenige des ferromagnetischen Kerns 27b des Empfängers 5 räumlich vorzugsweise um einen Winkel von 90 DEG  verdreht jeweils gegenüber der Längsachse des ferro magnetischen Kerns 27a des Senders 4 angeordnet ist. Die Magnetflusslinie 10 der magnetischen Kopplungssignale 7a und 7b wurde in der Fig. 2, wie bereits erwähnt, durch die zugehörigen  Magnetfeld-Vektoren  H1  und  H4  ersetzt. 



  Die Längsachse des ferromagnetischen Kerns 27a der zum Sender 4 gehörenden Spule 26a ist in der Darstellung der Fig. 2 räumlich senkrecht verlaufend angeordnet. In diesem Fall erzeugt die Spule 26a im Betrieb das in der Darstellung der Fig. 2 senkrecht z.B. von oben nach unten verlaufende getastete Wechselmagnetfeld H1. Der Sendesensor 3 ist dem Einfluss des Wechselmagnetfeldes H1 ausgesetzt, welches aus einer getasteten Wechselmagnetfeld-Komponente H2 besteht, die parallel, und einer getasteten Wechselmagnetfeld-Komponente H3 besteht, die senkrecht jeweils zur Längsachse des ferromagnetischen Kerns 23 wirksam ist. Die Spule 22 empfängt im Wesentlichen nur die getastete Wechselmagnetfeld-Komponente H2.

  Der Resonanzkreis 20 sendet seinerseits als Rückwirk- und Streusignal ein getastetes Wechselmagnetfeld H4 in Richtung der Längsachse des ferromagnetischen Kerns 23 aus, wenn er durch die getastete Wechselmagnetfeld-Komponente H2 erregt wird, wobei das getastete Wechselmagnetfeld H4 vorher durch die abzufragende Information 2 moduliert wird. 



  Der Empfänger 5 ist dem Einfluss des getasteten und modulierten Wechselmagnetfeldes H4 ausgesetzt. Die Spule 26b des Empfängers 5 ist auf dem ferromagnetischen Kern 27b gewickelt, dessen Längsachse um annähernd 45 DEG  verdreht gegenüber der Längsachse des Kerns 23 des Sendesensors 3 so ausgerichtet ist, dass die Längsachsen der beiden Kerne 27a und 27b räumlich einen Winkel von annähernd 90 DEG  bilden. Die Längsachse des Kerns 27b verläuft dann in der Darstellung der Fig. 2 horizontal. Das getastete und modulierte Wechselmagnetfeld H4 besteht aus einer getasteten und modulierten Wechselmagnetfeld-Komponente H5, die parallel, und einer getasteten und modulierten Wechselmagnetfeld-Komponente H6, die senkrecht jeweils zur Längsachse des ferromagnetichen Kerns 27b wirksam ist.

  Der Empfänger 5 empfängt im wesentlichen nur die getastete und modulierte Wechselmagnetfeld-Komponente H5, die er dann demoduliert. Das demodulierte Signal kann anschliessend  z.B. in einer Heizungsanlage zur Erzeugung von Regelungssignalen verwendet werden. Die um 90 DEG  verdrehte Anordnung der beiden ferromagnetischen Kerne 27a und 27b hat den Vorteil, dass das unmittelbar durch den Sender 4 ausgesandte, durch keine Information 2 modulierte Magnetfeld H1 vom Empfänger 5 nicht empfangen wird und demnach dort auch keinen störenden Einfluss ausüben kann. 



  Die ferromagnetischen Kerne 23, 27, 27a und 27b sind vorzugsweise dünne Plättchen und bestehen z.B. aus Ferrit, Eisenblech oder Magnetglas. Ihre Länge beträgt vorzugsweise 1 cm bis 10 cm. Die Abmessungen einer bevorzugten Ausführung der ferromagnetischen Kerne 23, 27, 27a und 27b sind z.B. 5 cm x 1 cm x 0,1 mm. Die Spulen 22, 26, 26a und 26b besitzen z.B. 100 Windungen. 



  Da die Sendeleistung des Sendesensors 3 im Vergleich zu der vom Sender 4 gesendeten Leistung um Grössenordnungen schwächer ist, können auch die erwähnten Funk-Entstörungsvorschriften, falls für so niedrige Frequenzen überhaupt welche vorhanden sind, sehr leicht eingehalten werden. 



  In der Fig. 3 ist das Sender-Tastsignal U1 in Funktion der Zeit t dargestellt, welches aus rechteckförmigen Gleichspannungsimpulsen besteht, denen je ein Logikwert "1" zugeordnet ist, während den die Gleichspannungsimpulse trennenden Impulslücken je ein Logikwert "0" zugeordnet ist. 



   In der Fig. 4 ist das getastete Sender-Schwingungssignal U2 in Funktion der Zeit t dargestellt, welches aus trägerfrequenten Impulsen besteht, die eine Trägerfrequenz fo aufweisen und zeitlich gleichzeitig mit den Gleichspannungsimpulsen des Sender-Tastsignals U1 vorhanden sind. Die Umhüllende des getasteten Sender-Schwingungssignals U2 besteht aus rechteckförmigen Impulsen. 



  In der Fig. 5 ist ein von einem Sendesensor 3 ausgesandtes und vom Empfänger 5 empfangenes Rückwirk- und Streusignal U3 in Funktion der Zeit t dargestellt, welches aus trägerfrequenten  Impulsen besteht, die annähernd gleichzeitig mit den Impulsen der Signale U1 und U2 beginnen, jedoch länger als diese Impulse dauern. Die Trägerfrequenz fR dieser Impulse ist unterschiedlich von der Trägerfrequenz fo des Ausgangssignals des Senders 4 in alle jenen Untervarianten, in denen eine Frequenzmodulation verwendet wird, ansonsten sind beide Trägerfrequenzen gleich. Die Umhüllende des Rückwirk- und Streusignals U3 besteht aus Impulsen, deren Vorderflanken annähernd exponentiell ansteigen und deren Hinterflanken annähernd exponentiell absinken. 



  In der Fig. 6 ist das Empfänger-Tastsignal U4 in Funktion der Zeit t dargestellt, welches aus rechteckförmigen Gleichspannungsimpulsen besteht, die, bedingt durch das nicht überlappende und im Gegentakt erfolgende \ffnen und Schliessen der Schaltkontakte 13 und 16, um eine Zeit  delta t1 nach dem Ende der Gleichspannungsimpulse des Sender-Tastsignals U1 beginnen und um eine Zeit  delta t2 vor dem Beginn der Gleichspannungsimpulse des Sender-Tastsignals U1 enden. Den Gleichspannungsimpulsen ist dabei je ein Logikwert "1" zugeordnet, während den die Gleichspannungsimpulse trennenden Impulslücken je ein Logikwert "0" zugeordnet ist. 



  In der Fig. 7 ist das Empfänger-Schwingungssignal U5 in Funktion der Zeit t dargestellt, welches aus den ausschwingenden trägerfrequenten Teilen der vom Sendesensor 3 erzeugten und vom Empfänger 5 empfangenen trägerfrequenten Impulse des Rückwirk- und Streusignals U3 besteht. Mindestens ein Parameter  gamma  oder fR des ausschwingenden Teils der vom Sendesensor 3 erzeugten und vom Empfänger 5 empfangenen trägerfrequenten Impulse des Rückwirk- und Streusignals enthält die abzufragende Information 2 und dient im Empfänger 5 der weiteren Auswertung. Der Parameter  gamma  ist dabei die Abklingzeit des ausschwingenden Teils der im Empfänger 5 empfangenen trägerfrequenten Impulse des Rückwirk- und Streusignals und kann in allen Untervarianten als Auswerteparameter verwendet werden.

  Der Parameter fR ist sowohl die Trägerfrequenz des Rückwirk- und Streusignals U3 als auch des ausschwingenden Teils der im Empfänger 5 empfangenen trägerfrequenten Impulse des Rückwirk- und Streusignals und kann nur bei den frequenzmodulierten Untervarianten als Auswerteparameter verwendet  werden. 



  Wenn nur eine einzige Information 2 abzufragen ist und wenn zu diesem Zweck das Rückwirk- und Streusignal nicht frequenzmoduliert ist, dann ist nur eine einzige vorgegebene Resonanzfrequenz vorhanden und der Sender 4 braucht nur eine einzige vorgegebene Trägerfrequenz fo zu erzeugen. Dagegen beim Vorhandensein vieler abzufragenden Informationen 2, die je eine andere Resonanzfrequenz benötigen, oder beim Vorhandensein frequenzmodulierter Rückwirk- und Streusignale, muss der Sender 4 ein Vielzahl von Trägerfrequenzen fo erzeugen, die im letzteren Fall sogar im voraus nicht bekannt sind. Zu diesem Zweck enthält der Sender 4 einen Frequenz-Synthesizer oder einen Wobbelgenerator, die beide eine Vielzahl von Trägerfreqenzen erzeugen, die mit allen in Frage kommenden, in den Sendesensoren 3 möglicherweise entstehenden Frequenzen des Rückwirk- und Streu-Signals übereinstimmen.

  Der Sender 4 kann jedoch auch einen Frequenz-Regelkreis enthalten, der mit Hilfe des Informationssignals UfR und der Frequenzkontroll-Spannung Uf die von ihm erzeugte und als Trägerfrequenz fo verwendete Frequenz fortlaufend so nachführt, dass sie mit der gerade von einem Sendesensor 3 ausgesandten Frequenz übereinstimmt, die ihrerseits der Resonanzfrequenz des letzteren entspricht. 



  Der in der Fig. 8 dargestellte Generator 12 besteht aus einem Frequenz-Synthesizer 28 und einem Verstärker 29, die in der angegebenen Reihenfolge in Kaskade geschaltet sind. Der FrequenzSynthesizer 28 besitzt zwei Eingänge, einen ersten für die Frequenzkontroll-Spannung Uf und einen zweiten für das Sender-Tastsignal U1. 



  Der in der Fig. 9 dargestellte Demodulator 15 besteht aus einem "lock-in"-Verstärker 30, einem Gleichrichter 31 und einem Korrelator 32, die in der angegebenen Reihenfolge in Kaskade geschaltet sind. Der "lock-in"-Verstärker 30 besteht aus einem ersten Multiplizierer 33, einem Tiefpassfilter 34, einem Addierer 35 und einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO: "voltage contolled oscillator") 36, die in der angegebenen Reihenfolge in  Kaskade geschaltet sind, sowie aus einem Differentiator ("differentiating circuit") 37 und einem zweiten Multiplizierer 38.

  Der Ausgang des spannunggesteuerten Oszillators 36 bildet denjenigen Ausgang des Demodulators 15, an dem das Informationssignal UfR ansteht, und ist innerhalb des "lock-in"-Verstärkers 30 einerseits unmittelbar auf einen ersten Eingang des zweiten Multiplizierers 38 und anderseits über den Differentiator 37 auf einen ersten Eingang des ersten Multiplizierers 33 geführt. Der Eingang 17 des Demodulators 15 ist mit den zweiten Eingängen der beiden Multiplizierer 33 und 38 verbunden, während der Ausgang des zweiten Multiplizierers 38 auf einen Eingang des Gleichrichters 31 geführt ist zwecks Bildung der Kaskadenschaltung 30; 31; 32. Der Ausgang des Tiefpassfilters 34 ist mit einem ersten Eingang des Addierers 35 verbunden zwecks Bildung der Kaskadenschaltung 33; 34; 35; 36, während die Kontrollspannung Uc an einem zweiten Eingang des Addierers 35 liegt. 



  Das Empfänger-Schwingungssignal U5 ist energieschwach und kann durch Störer, z.B. Rauschen, sehr stark gestört sein. Der Multiplizierer 33, das Tiefpassfilter 34, der Addierer 35, der spannungsgesteuerte Oszillator 36 und der Differentiator 37 bilden zusammen einen Phasenregelkkreis PLL ("phase locked loop"), welcher dazu dient die Phasenlage und damit die zeitliche Lage des Empfänger-Schwingungssignals U5 zu ermitteln. Im eingeschwungegenen Zustand des Phasenregelkreises PLL stimmt das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 36 in Gestalt und Phasenlage überein mit dem Empfänger-Schwingungssignal U5.

   Der Multiplizierer 38 stellt einen sogenannten phasenempfindlichen Detektor PSD ("phase-sensitive detector") dar, der das Empfänger-Schwingungssignal U5 mit dem Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 36 wichtet und der der Ermittlung der Amplitude des Empfänger-Schwingungssignals U5 dient. Der "lock-in"-Verstärker 30 gestattet somit die gleichzeitige Ermittlung der Amplitude und der Phaselage bzw. zeitlichen Lage des Empfänger-Schwingungssignals U5. Die Kontrollspannung Uc dient dazu bei einem abwesenden Empfänger-Schwingungssignal U5 die Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 36 möglichst nahe beim Wert der Träger frequenz fR des Empfänger-Schwingungssignals U5 einzustellen. Weitere Angaben bezüglich der Arbeitsweise des "lock-in"- Verstärkers 30 sind aus dem Buch "Signal recovery from noise in electronic instrumentation", T.H.

  Wilmshurst, Adam Hilger Limited, Techno House, Redcliffe Way, Bristol BS1 6NX, MA 02 018, USA, Seiten 159 bis 184 sowie Seite 91 bis 96 ersichtlich. Das Informationssignal UfR ist ein sinusförmiges Signal konstanter Amplitude, dessen Frequenz fR die abzufragende Information 2 enthält und welches getastet oder ungetastet sein kann. Es kann dem Steuergerät 11 des Senders 4 zugeleitet werden und dort als Frequenzkontroll-Spannung Uf verwendet werden, falls der Generator 12 des Senders 4 einen Frequenz-Regelkreis enthält. 



  Der Korrelator 32 besteht aus einem Multiplizierer 39, einem Integrator 40, einem Differentiator 41 und einem Funktionsgenerator 42, die in der angegebenen Reihenfolge in Kaskade geschaltet sind, wobei der Ausgang des Funktionsgenerators 42 einerseits denjenigen Ausgang des Demodulators 15 bildet, an dem das Informationssignal U gamma  ansteht, und andererseits innerhalb des Korrelators 32 auf einen ersten Eingang des Mulitiplizierers 39 geführt ist, dessen zweiter Eingang den Eingang des Korrelators 32 bildet. Das Informationssignal U gamma  enthält die Abklingzeit  gamma  als Information 2. Das Empfänger-Tastsignal U4 ist auf einen Eingang des Funktionsgenerators 42 geführt. Die Arbeitsweise des Korrelators 32 ist an sich bekannt, z.B. aus der Druckschrift "Journal of applied Physics", Vol. 46, No 6, Juni 1975, Seiten 2638 bis 2644. 



  Der Widerstand 24 des Resonanzkreises 20 kann z.B. ein in der Fig. 10 dargestellter variabler temperatur- oder druckempfindlicher Widerstand sein, dessen Widerstandswert R unmittelbar durch einen zu ermittelnden Temperaturwert T DEG  bzw. Druckwert p verändert, d.h. moduliert wird. Der Widerstand 24 ist z.B. ein Heissleiter oder eine PN-Diode. 



  Der Sendesensor 3 kann auch einen mechanisch-magnetischen Resonanzkreis 20 enthalten und besitzt dann z.B. den in der Fig. 11 dargestellten Aufbau, der aus einem elektrischen  Resonanzkreis 20 und einer geraden Feder 43 besteht. An einem Ende der Feder 43 ist z.B. ein Permanentmagnet 44 montiert, während das andere Ende der Feder 43 an einem Träger 45 so befestigt ist, dass sie um ihren Befestigungspunkt 46 vibrieren kann. Der Resonanzkreis 20 besteht aus der Spule 22 und dem fakultativ vorhandenen Kondensator 21. Der Permanentmagnet 44 ist in der Nähe der Spule 22 und zwar in der Verlängerung von deren Längsachse angeordnet. Wenn kein Kondensator 21 vorhanden ist, dann ist die Spule 22, wie in der Fig. 11 gestrichelt dargestellt, mittels einer Drahtverbindung kurzgeschlossen.

  In diesem Fall ersetzt die in der Feder 43 vorhandene elastische Energie die Funktion des Kondensators 21 im Resonanzkreis 20. Durch das Vibrieren der Feder 43 verändert sich der Abstand d zwischen dem Permanentmagnet 44 und der Spule 22, so dass deren Induktivität L und damit auch die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 20 durch die Vibrationen der Feder 43 moduliert wird. Die abzufragende Information 2 entspricht dabei z.B. dem Abstand d, der Position der Feder 43 oder dem Vorhandensein von Vibrationen der Feder 43. 



  In der Fig. 12 ist ein mittels eines Trägers 45 an seinen beiden Enden befestigter in Resonanz schwingender Draht 47 oder eine mittels des Trägers 45 entlang ihrem Umfang befestigte in Resonanz schwingende Membrane 47 dargestellt, die zur Messung einer radialen Kraft F dienen können. Der Draht 47 bzw. die Membrane 47 wird dabei durch ein akustisches Signal zum Schwingen gebracht. Die abzufragende Information 2 ist dann die Kraft F. Die Kraft F kann z.B. in der Membrane 47 durch Auswirkung einer Druckdifferenz p1-p2 entstehen, wenn die in der Fig. 12 dargestellte Anordnung in der in der Fig. 16 dargestellten Anordnung als mechanischer Resonanzkreis 57 verwendet wird. 



  Der in der Fig. 13 dargestellte Kondensator 21 besitzt eine variable Kapazität und dient z.B. der Messung eines Drucks p, der dann die abzufragende Information 2 darstellt. Eine der beiden Elektroden des Kondensators 21 besteht in diesem Fall z.B. aus einer metallischen Membrane 47, die entlang ihrem Umfang an einem isolierenden Träger 45 befestigt und dem Druck p ausgesetzt ist. 



  Die andere Elektrode 48 des Kondensators 21 ist dabei eine in Kondensatoren allgemein übliche Metallelektrode. Beide Elektroden des Kondensators 21 sind z.B. durch Vakuum oder einem Gas voneinander getrennt, welche als Dielektrikum dienen. Unter dem Einfluss des Drucks p ändert sich der Kapazitätswert C des Kondensators 21. 



  Der Schaltkontakt 25 ist z.B. derjenige eines Thermostaten. Der in der Fig. 14 dargestellte Aufbau eines Thermostaten besteht aus einem Bimetallkontakt 49; 50; 51, der aus einem Bimetall 49; 50 und einem elektrischen Kontakt 51 besteht, welcher letzter an einem ersten Ende eines isolierenden Trägers 45 montiert ist und einen elektrischen Anschluss 52 aufweist. Das Bimetall 49; 50 weist zwei in engem thermischem Kontakt miteinander stehende Metallstreifen 49 und 50 auf, die aus unterschiedlichem Metall bestehen. Der eine Metallstreifen 49 weist einen rechteckförmigen Querschnitt auf und besitzt einen elektrischen Anschluss 53, während der andere Metallstreifen 50 z.B. einen L-förmigen Querschnitt aufweist, dessen erster Balken parallel und dessen zweiter Balken senkrecht zum Metallstreifen 49 verläuft.

  Das Bimetall 49; 50 ist mit Hilfe des senkrecht zum Metallstreifen 49 verlaufenden Balkens des Metallstreifens 50 an einem zweiten Ende des Trägers 45 montiert. Erhöht sich die Temperatur T DEG  des Bimetalls 49; 50, dann dehnen sich die beiden Metallstreifen unterschiedlich aus, so dass das Bimetall 49; 50 sich durchbiegt und beim Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes durch die Temperatur T DEG einen elektrischen Kontakt herstellt zwischen den Anschlüssen 52 und 53 des Thermostaten. Die Temperatur T DEG  wird somit schwellwertmässig überwacht. Sie stellt die abzufragende Information 2 dar. 



   Der in der Fig. 15 dargestellte Sendesensor 3 zur Messung einer Entfernung d besteht aus einem Permanentmagnet 44 und einem Parallel-Resonanzkreis 20, der einen Kondensator 21 und eine auf einem ferromagnetischen Kern 23 gewickelte Spule 22 aufweist. Der Permanentmagnet 44 ist in der Nähe des Kerns 23 und in der Verlängerung von dessen Längsachse angeordnet. Seine Entfernung d zur Spule 22 beeinflusst die Induktivität L der letzteren und damit die Resonanzfrequenz des Parallel-Resonanzkreises 20. Die  Entfernung d stellt die abzufragende Information 2 dar. 



  Die in der Fig. 16 dargestellte Druckdifferenz-Messeinrichtung enthält ein Halbleiterplättchen 54; 55; 56, welches aus zwei dicken Enden 54 und 55 besteht, die durch einen dünnen Steg 56 miteinander verbunden sind. Letzterer arbeitet als eine Art Membrane und misst eine Druckdifferenz p1-p2 z.B. innerhalb einer Flüssigkeit in der das Halbleiterplättchen 54; 55; 56 eingetaucht ist. Dabei stellt der Druck p1 den Druck innerhalb der Flüssigkeit oberhalb und p2 den Druck innerhalb der Flüssigkeit unterhalb des Halbleiterplättchens 54; 55; 56 dar. Die Flüssigkeit kann natürlich auch durch ein Gas ersetzt werden. Auf dem dünnen Steg 56 ist ein mechanischer Resonanzkreis 57 angebracht, der über die Flüssigkeit oder dem Gas mechanisch mit dem Sender 4 und dem Empfänger 5 gekoppelt ist. Die Druckdifferenz p1-p2 stellt die abzufragende Information 2 dar.

  Der mechanische Resonanzkreis 57 kann z.B. die in der Fig. 12 dargestellte Anordnung sein. 



  In einer ersten Untervariante ist an der Oberfläche auf dem dünnen Steg 56 der Draht 47 oder eine streifenförmige Membrane 47 in Form einer dünnen ferromagnetischen Schicht 57 angeordnet, die einen Permanentmagnet bildet und sich in der Nähe der Spule 26 des Senders 4 und des Empfängers 5 befindet. Die Spule 26 ist dabei in der Flüssigkeit eingetaucht und magnetisch mit dem Draht 47 bzw. der Membrane 47 gekoppelt. Die Druckdifferenz p1-p2 moduliert dann die Resonanzfrequenz des Drahtes 47 bzw. der Membrane 47. 



  In einer zweiten Untervariante ist die Spule 26 durch einen piezoelektrischen Wandler ersetzt, der als Kopplungsglied 6 arbeitet und der in der Nähe des dünnen Stegs 56 in die Flüssigkeit eingetaucht ist. In diesem Fall erfolgt die Kopplung zwischen Sender 4 und Empfänger 5 einerseits und dem mechanischen Resonanzkreis 20 anderseits ausschliesslich mittels mechanischer Kopplungssignale 7a und 7b. Beim Anlegen einer impulsförmigen trägerfrequenten Spannung an den piezoelektrischen Wandler arbeitet dieser als Sender 4 und erzeugt einen impulsförmigen trägerfrequenten Druck, der den mechanischen Resonanzkreis 57  beim Vorhandensein einer entsprechenden Trägerfrequenz in Resonanzschwingungen versetzt. Die Druckdifferens p1-p2 moduliert die Resonanzschwingungen.

   Die modulierten Resonanzschwingungen verursachen einen modulierten Druck auf die Messfläche des piezoelektrischen Wandlers, welcher in den Impulslücken als Empfänger 5 arbeitet und den modulierten Druck in modulierte elektrische Signale umwandelt. 

Claims (23)

1. Messeinrichtung zum drahtlosen Abfragen von in einer Anordnung (1) enthaltenen Informationen (2) mit mindestens einem anschlusslosen Sendesensor (3) pro Anordnung (1), der jeweils mindestens eine Einrichtung enthält zum Akkumulieren von drahtlos empfangener Energie und zur Erzeugung eines Rückwirk- und Streusignals aus der akkumulierten Energie, mit einem Sender (4) und einem Empfänger (5), wobei der Sender (4) mit dem Sendesensor (3) und der letztere mit dem Empfänger (5) jeweils galvanisch getrennt mittels je eines Kopplungssignals (7a, 7b) gekoppelt ist, wobei ein Ausgangssignal des Senders (4) sowie das durch letzteres ausgelöste unmodulierte Rückwirk- und Streusignal des Sendesensors (3) aus trägerfrequenten Impulsen bestehen, deren Trägerfrequenzen (fo) gleich sind,

und wobei das Rückwirk- und Streusignal des Sendesensors (3) mit mindestens einer zugehörigen abzufragenden Information (2) moduliert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfrequenzen höchstens einen Wert von annähernd 100 kHz besitzen, dass der Sendesensor (3) ausschliesslich speisungslose Bauelemente enthält, dass mindestens ein Parameter (C, L, R) von speisungslosen Bauelementen des Sendesensors (3) durch die zugehörige abzufragende Information (2) moduliert ist und dass mindestens ein Parameter (fR, gamma ) eines ausschwingenden Teils der vom Sendesensor (3) erzeugten und vom Empfänger (5) empfangenen trägerfrequenten Impulse des Rückwirk- und Streusignals die abzufragende Information (2) enthält und im Empfänger (5) der weiteren Auswertung dient.

2.

Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (5) zeitlich nur in Impulslücken des Ausgangssignals des Senders (4) empfangsbereit ist.

3. Messeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Akkumulieren der drahtlos empfangenen Energie und zur Erzeugung des Rückwirk- und Streusignals aus der akkumulierten Energie ein Resonanzkreis (20) ist, und dass die Trägerfrequenz (fo) des Ausgangssignals des Senders (4) auf die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises (20) abgestimmt ist.

4. Messeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis (20) eine Dämpfung aufweist und ein die Dämpfung veranlassender Parameter derjenige Parameter ist, der durch die zugehörige abzufragende Information (2) moduliert ist.

5.

Messeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückwirk- und Streusignal des Sendesensors (3) durch die zugehörige abzufragende Information (2) frequenzmoduliert ist.

6. Messeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfrequenz (fR) des ausschwingenden Teils der im Empfänger (5) empfangenen trägerfrequenten Impulse des Rückwirk- und Streusignals ein Parameter ist, der die abzufragende Information enthält.

7. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abklingzeit ( gamma ) des ausschwingenden Teils (U5) der im Empfänger (5) empfangenen trägerfrequenten Impulse des Rückwirk- und Streusignals ein Parameter ist, der die abzufragende Information (2) enthält.

8.

Messeinrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (4), der Empfänger (5) und der Sendesensor (3) mittels elektrischer und/oder magnetischer Felder gekoppelt sind und der Resonanzkreis (20) ein elektrischer Resonanzkreis ist, der einen Widerstand (24) aufweist, dessen Widerstandswert (R) der die Dämpfung des Resonanzkreises (20) veranlassende Parameter ist.

9. Messeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert (R) des Widerstandes (24) unmittelbar durch die Information (2) moduliert ist.

10.

Messeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (4), der Empfänger (5) und der Sendesensor (3) mittels elektrischer und/oder magnetischer Felder gekoppelt sind, der Resonanzkreis (20) ein elektrischer Resonanzkreis ist und ein die Resonanzfrequenz desselben bestimmender Parameter (C, L) durch die zugehörige abzufragende Information (2) moduliert ist.

11. Messeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der die Resonanzfrequenz bestimmende Parameter (C, L) unmittelbar durch die Information (2) moduliert ist.

12. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Kopplungssignale (7a, 7b) beim Sender (4) und beim Empfänger (5) einerseits und im Sendesensor (3) anderseits jeweils mindestens eine Spule (26, 22) vorhanden ist, die auf einem ferromagnetischen Kern (27, 23) gewickelt ist.

13.

Messeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetischen Kerne (27, 27a, 27b, 23) länglich plättchenförmig oder länglich stabförmig sind und die Kopplungssignale (7a, 7b) die Gestalt von Richtstrahlsignalen besitzen.

14. Messeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (4) und der Empfänger (5) getrennte Spulen (26a, 26b) besitzen, die je auf einem getrennten ferromagnetischen Kern (27a, 27b) gewickelt sind, dass die Längsachse des ferromagnetischen Kerns (23) des Sendesensors (3) um einen Winkel von 45 DEG und diejenige des ferromagnetischen Kerns (27b) des Empfängers (5) um einen Winkel von 90 DEG jeweils räumlich verdreht gegenüber der Längsachse des ferromagnetischen Kerns (27a) des Senders (4) angeordnet ist.

15.

Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (22) des Sendesensors (3) ein Teil von dessem Resonanzkreis (20) ist und die Induktivität (L) der Spule (20) des Sendessensors (3) derjenige Parameter des Resonanzkreises (20) ist, der durch die abzufragende Information moduliert ist.

16. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kapazität (C) eines im Resonanzkreis (20) enthaltenen Kondensators (21) derjenige Parameter des Resonanzkreises (20) ist, der durch die abzufragende Information moduliert ist.

17.

Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung eines Schaltkontaktes (25) die abzufragende Information (2) ist und dass der Schaltkontakt (25) so mit dem Resonanzkreis (20) des zugehörigen Sendesensors (3) verbunden ist, dass der Schaltkontakt (25) in einer seiner beiden Stellungen den Resonanzkreis (20) ausser Betrieb setzt.

18. Messeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des Schaltkontaktes (25) durch die abzufragende Information (2) unmittelbar moduliert ist.

19. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis (20) ein mechanisch-akustischer Resonanzkreis ist und die Kopplungssignale (7a, 7b) akustische Signale sind.

20. Messeinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die akustischen Signale Schallwellen sind.

21.

Messeinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die akustischen Signale Ultraschallwellen sind.

22. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis (20) ein mechanischer Resonanzkreis ist.

23. Messeinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungssignale (7a, 7b) ein Druck (p) einer Flüssigkeit oder eines Gases ist und ein piezoelektrischer Wandler als Kopplungsglied (6) vorhanden ist.