DE10064809A1

DE10064809A1 - Operating parameters adjusting device for a pressure gauge or transducer, such as the null point and operating range

Info

Publication number: DE10064809A1
Application number: DE2000164809
Authority: DE
Inventors: Andreas Bernauer; Bernd Roskopf; Tanja Stoecklin
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-06-27

Abstract

Operating device for a pressure gauge comprises a circuit for controlling the pressure sensor, where the circuit has at least two adjustable parameters. An operating element (34) is mounted on the surface of the pressure gauge, with movement of the element detected using movement sensors (32). The sensors are suitable for detecting two degrees of freedom of movement, which relate to each of the two adjustable parameters. Independent claims are included for the following: (1) a measurement circuit for the operating device; (2) a method for adjusting the parameters of a pressure transducer using the inventive operating device.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bedieneinrichtung für einen Druckwandler und Druckwandler mit Bedieneinrichtung.The invention relates to an operating device for a pressure transducer and pressure transducer with control device.

In der industriellen Druckmesstechnik stellt sich oft das Problem, daß die Voreinstellungen eines Druckwandlers hinsichtlich des Nullpunkts und des Meßbereichs angepaßt werden müssen. Zudem umfassen moderne Druckmeßvorrichtungen oft weitere Sensoren, beispielsweise für die Temperatur, die ggf. einer Anpassung ihrer Voreinstellung bedürfen.In industrial pressure measurement technology there is often the problem that the Presets of a pressure transducer with regard to the zero point and the Measuring range must be adjusted. They also include modern ones Pressure measuring devices often other sensors, for example for the Temperature, which may need to be adjusted to its default setting.

Zur Einstellung von Parametern werden normalerweise Tastschalter vorgesehen, die in dafür vorgesehenen Öffnungen im Gehäuse der Bedienvorrichtung angeordnet sind. Diese Lösung ist jedoch insbesondere für explosionsgefährdete Einsatzgebiete inakzeptabel. Zur Lösung dieses Problems offenbart die US-Patentschriftt 5,278,543 eine Bedieneinrichtung mit elastischen Tastschaltern, welche in Sacklöchern in der Gehäuseoberfläche angeordnet sind. Jeder dieser Tastschalter trägt einen Magneten, der beim Eintauchen in das Sackloch einen elastischen elektrischen Kontakt (REED- Kontakt) schließt, welcher nahe der Sacklochwand im Gehäuseinneren angeordnet ist. Die Einstellung der Parameter (Nullpunkt und Meßbereich) erfolgt dann durch Betätigungen der entsprechenden Tastschalter.Pushbuttons are normally used to set parameters provided in the openings provided in the housing of the Operating device are arranged. However, this solution is especially for hazardous areas of application unacceptable. To solve this Problems, US Pat. No. 5,278,543 discloses an operating device elastic pushbuttons, which are in blind holes in the housing surface are arranged. Each of these pushbuttons carries a magnet, which when Immersion in the blind hole an elastic electrical contact (REED- Contact) which closes near the blind hole wall inside the housing is arranged. The setting of the parameters (zero point and measuring range) is then carried out by pressing the corresponding push button.

Die US-Patentschrift 5,369,386 offenbart eine Bedienvorrichtung für einen Meßwandler mit einem Magneten zur Schaltung von zwei REED-Kontakten. Die Bedienvorrichtung weist in einer Ausführungsform eine elastisch vorgespannte Drehvorrichtung zum Positionieren des Magneten auf. Durch Betätigung der Drehvorrichtung wird der Magnet abhängig von der Drehrichtung jeweils über einen der beiden REED-Kontakte geführt, woraufhin der REED-Kontakten im Einfluß des Magnetfelds geschlossen wird. Nach Freigeben der Drehvorrichtung führt dieses den Magneten in seine Ausgangsposition, zurück, und der REED-Kontakt wird wieder geöffnet. U.S. Patent 5,369,386 discloses an operator control for one Transducer with a magnet for switching two REED contacts. In one embodiment, the operating device is elastic preloaded rotating device for positioning the magnet. By Actuation of the rotating device makes the magnet dependent on the Direction of rotation guided over one of the two REED contacts, whereupon the REED contacts are closed under the influence of the magnetic field. To Releasing the rotating device leads the magnet into it Starting position, back, and the REED contact is opened again.

Die zuvor beschriebenen Lösungen mit den Tastschaltern bzw. der Drehvorrichtung haben jedoch den Nachteil, daß die Bedienung sehr aufwendig ist.The previously described solutions with the push buttons or However, the rotating device has the disadvantage that the operation is very is complex.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedienvorrichtung bereitzustellen, die einerseits einfacher zu bedienen ist und andererseits den Sicherheitsstandards genügt.It is therefore the object of the present invention to provide an operating device to provide, which is easier to use on the one hand and the Security standards are sufficient.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Bedieneinrichtung gemäß des unabhängigen Patentanspruchs 1, insbesondere mit der Schaltung nach dem unabhängigen Patentanspruch 10, sowie durch das Verfahren nach dem unabhängigen Patentanspruch 12.The object is achieved according to the invention by the operating device according to of independent claim 1, in particular with the circuit according to the independent claim 10, and by the method according to independent claim 12.

Die Erfindung offenbart eine Bedieneinrichtung für eine Druckmessvorrichtung, umfassend eine Schaltung in einem an der Druckmessvorrichtung angeordneten Gehäuse zur Steuerung des Drucksensors, wobei die Schaltung mindestens zwei einstellbare Parameter aufweist; ein an der Oberfläche des Gehäuses angeordnetes Bedienelement zur Einstellung der mindestens zwei einstellbaren Parameter, wobei die Betätigung des Bedienelementes eine innerhalb des Gehäuses nachweisbare Zustandsänderung bewirkt; mindestens ein Detektionsmittel zum Nachweis der Zustandsänderung; wobei das Bedienelement bezüglich mindestens zweier Freiheitsgrade zu betätigen ist, und das Detektionsmittel geeignet ist, Zustandsänderungen bezüglich der mindestens zwei Freiheitsgrade zu detektieren.The invention discloses an operating device for a Pressure measuring device comprising a circuit in one at the Pressure measuring device arranged housing for controlling the Pressure sensor, the circuit having at least two adjustable parameters having; an operating element arranged on the surface of the housing for setting the at least two adjustable parameters, the Actuation of the control element is detectable within the housing Change of state causes; at least one detection means for detection the change of state; wherein the control element with respect to at least two degrees of freedom are to be operated, and the detection means is suitable, Changes in state regarding the at least two degrees of freedom detect.

Das Bedienelement ist besonders bevorzugt als Stößel gestaltet, dessen freies Ende aus der Gehäusewand heraussteht. Als Freiheitsgrade sind insbesondere zwei zueinander orthogonale radialer Richtungen, d. h. parallel zur Gehäuseoberfläche geeignet.The control element is particularly preferably designed as a plunger, the free end protrudes from the housing wall. As degrees of freedom are in particular two mutually orthogonal radial directions, i. H. parallel suitable for the housing surface.

Die Schaltung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß mit der Betätigung des Bedienelementes in einer ersten Richtung ein einzustellender Parameter ausgewählt wird, und daß mit einer Betätigung des Bedienelementes in einer zweiten Richtung der Wert des ausgewählten Parameters eingestellt wird. The circuit is preferably designed so that with the actuation of the Control element in a first direction, a parameter to be set is selected, and that with an actuation of the control element in a second direction, the value of the selected parameter is set.

Sofern das Bedienelement über einen dritten Freiheitsgrad verfügt, kann dieser so belegt werden, daß durch eine Betätigung des Bedienelements in seine Richtung eine zuvor getroffene Auswahl bestätigt wird.If the control element has a third degree of freedom, can this can be assigned so that by pressing the control element in its direction a previously made selection is confirmed.

Vorzugsweise umfaßt die Bedieneinrichtung Anzeigemittel, um einen Bediener über die jeweils aktuelle Auswahl bzw. den eingesellten Wert zu informieren.Preferably, the operating device comprises display means for a Operator about the current selection or the set value inform.

Die Zustandsänderungen umfassen Auslenkungen oder Verformungen, insbesondere Dehnungen oder Stauchungen des Bedienelements selbst oder von Komponenten, die mit dem Bedienelement mechanisch gekoppelt sind. Als gekoppelte Komponente kommt insbesondere die Gehäusewand in Frage, die gegebenfalls strukturiert ist, um Verformungen lokalisiert auftreten zu lassen, beispielsweise im Bereich einer Aussparung.The changes in state include deflections or deformations, in particular strains or compressions of the control element itself or of components that are mechanically coupled to the control element. The housing wall is particularly suitable as a coupled component, which may be structured to localize deformations leave, for example in the area of a recess.

Ausführungsformen bei denen das Bedienelement einstückig mit der Gehäusewand ausgebildet bzw. steif mit dieser verbunden sind, eignen sich besonders für explosionsgeschützte Gehäuse.Embodiments in which the control element in one piece with the Housing wall are formed or rigidly connected to this are suitable especially for explosion-proof housings.

Als Detektionsmittel sind allgemein Sensoren einzusetzen, die geeignet sind, Verformungen bzw. Auslenkungen zu detektieren. Hier sind insbesondere piezoresistive Sensoren, Dehnungsmeßstreifen oder kapazitive Sensoren zu bevorzugen. Die Anzahl der einzusetzenden Sensorelemente entspricht vorzugsweise der Anzahl der zu erfassenden Freiheitsgrade des Bedienelements.Sensors that are suitable are generally used as detection means To detect deformations or deflections. Here are in particular Piezoresistive sensors, strain gauges or capacitive sensors prefer. The number of sensor elements to be used corresponds preferably the number of degrees of freedom of the Control element.

Weiterhin offenbart die Erfindung eine Meßschaltung für eine Bedieneinrichtung mit einem Bedienelement, umfassend eine Meßbrücke mit mindestens einem variablen Widerstand, dessen Wert von der Betätigung des Bedienelements abhängt; mindestens einen Operationsverstärker mit einem Meßeingang und einem Referenzeingang; und eine Widerstandskaskade mit mindestens einem ersten Widerstand und einem zweiten Widerstand, wobei die Spannung am Meßeingang des Operstionsverstärker durch die Ausgangsspannung der Meßbrücke vorgegeben ist, und die Referenzspannung am Referenzeingang zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand der Widerstandskaskade abgegriffen wird.Furthermore, the invention discloses a measuring circuit for a Operating device with an operating element, comprising a measuring bridge with at least one variable resistor, the value of which depends on the actuation of the Control element depends; at least one operational amplifier with one Measurement input and a reference input; and a resistor cascade with at least a first resistor and a second resistor, wherein the voltage at the measurement input of the operational amplifier through the Output voltage of the measuring bridge is specified, and the Reference voltage at the reference input between the first and the second resistor of the resistor cascade is tapped.

Vorzugsweise umfaßt die Widerstandskaskade einen Widerstandselement mehr als die Anzahl der Operationsverstärker, wobei die Referenzspannung für den k-ten Operationsverstärker zwischen dem k-ten Widerstandselement und dem k + 1-ten Widerstandselement abgegriffen wird.The resistance cascade preferably comprises a resistance element more than the number of operational amplifiers, the reference voltage for the kth operational amplifier between the kth resistance element and the k + 1-th resistance element is tapped.

Schließlich offenbart die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen der Parameter eines Druckwandlers mittels der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung, umfassend die Schritte (i) Betätigung des Bedienelementes entlang der Richtung eines ersten Freiheitsgrades zur Auswahl des einzustellenden Parameters; und (ii) Betätigung des Bedienelementes entlang der Richtung eines zweiten Freiheitsgrades zur Einstellung des Wertes des ausgewählten Parameters.Finally, the invention discloses a method for adjusting the Parameters of a pressure transducer using the inventive Operating device, comprising the steps (i) actuation of the Control element along the direction of a first degree of freedom Selection of the parameter to be set; and (ii) actuation of the Control element along the direction of a second degree of freedom Setting the value of the selected parameter.

Weitere Gesichtspunkte der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen.Further aspects of the invention result from the dependent ones Claims, the following description and the drawings.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1: eine Ansicht der Anordnung eines erfindungsgemäßen Bedienelements an der Gehäuseoberfläche einer Bedieneinheit; Fig. 1 is a view showing the arrangement of an operating element according to the invention on the housing surface of an operating unit;

Fig. 2: einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements mit einer Gehäusedurchführung; Fig. 2 shows a longitudinal section through an embodiment of a control element according to the invention with a housing feed-through;

Fig. 3: einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements mit einer Gehäusedurchführung; Fig. 3 shows a longitudinal section through a second embodiment of a control element according to the invention with a housing feed-through;

Fig. 4a: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements mit einem membranartigen Wandstück; FIG. 4a is a schematic view of an embodiment of a control element according to the invention with a membrane-like wall portion;

Fig. 4b: einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bedienelement mit einem membranartigen Wandstück; FIG. 4b is a cross section through an inventive control element with a membrane-like wall portion;

Fig. 5: eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements mit einem membranartigen Wandstück; FIG. 5 is a schematic view of another embodiment of a control element according to the invention with a membrane-like wall portion;

Fig. 6: eine Blende mit Pfaden zur Führung des erfindungsgemäßen Bedienelements; und Fig. 6: a diaphragm with paths for guiding the operating element according to the invention; and

Fig. 7a-c: Schaltungen zum Nachweis einer Betätigung des erfindungsgemäßen Bedienelements. Fig. 7a-c: circuits for detecting an actuation of the operating element of the invention.

Das in Fig. 1 gezeigte Bedienelement 3 ist in der Gehäusewand 1 der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung angeordnet. Um ein versehentliches Betätigen des Bedienelementes zu vermeiden, wird das Bedienelement vorzugsweise in einer Vertiefung der Gehäusewand angeordnet, die zum weiteren Schutz durch eine Abdeckung 2 verschlossen werden kann. Wie durch die Pfeile angedeutet, kann das Bedienelement parallel zur Gehäusewand in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen bewegt werden. Außerdem ist optional eine Betätigung senkrecht zur Gehäusewand, d. h. in axialer Richtung des Bedienelements, möglich.The control element 3 shown in FIG. 1 is arranged in the housing wall 1 of the control device according to the invention. In order to avoid inadvertent actuation of the control element, the control element is preferably arranged in a recess in the housing wall, which can be closed by a cover 2 for further protection. As indicated by the arrows, the control element can be moved parallel to the housing wall in two directions perpendicular to each other. In addition, an actuation perpendicular to the housing wall, ie in the axial direction of the control element, is optionally possible.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen für erfindungsgemäße Bedienelemente. Die Bedienelemente sind vorzugsweise als längliche Stößel ausgebildet und weisen insbesondere einen rotationssymmetrischen Querschnitt auf. Hierbei sind grundsätzlich zwei Alternativen zu unterscheiden. Bei der ersten Alternative weist das Gehäuse eine Öffnung auf, durch welche der Stößel hindurchgeführt wird (Fig. 2 und 3), während bei der zweiten Alternative die Gehäusewand zumindest im Bereich der Stößel entsprechend flexibel ausgebildet ist, um eine Übertragung einer mechanischen Auslenkung des Stößels ins Gehäuseinnere zu ermöglichen (Fig. 4a, 4b, 5). Figs. 2 to 5 show different embodiments of inventive controls. The control elements are preferably designed as elongated plungers and in particular have a rotationally symmetrical cross section. There are basically two alternatives. In the first alternative, the housing has an opening through which the plunger is guided ( FIGS. 2 and 3), while in the second alternative the housing wall is designed to be flexible, at least in the region of the plunger, in order to transmit mechanical deflection of the plunger to allow inside the housing ( Fig. 4a, 4b, 5).

Das in Fig. 2 gezeigte Bedienelement 30 umfasst einen Stößel 33, der sich durch die Gehäusewand 1 erstreckt. Zur Erleichterung der Bedienung weist der Stößel 33 einen Bedienknopf 34 auf. Die Durchführung durch die Gehäusewand 1 ist hinreichend weit gestaltet, daß das Bedienelement 30 in radialer Richtung, d. h. parallel zur Gehäuseoberfläche 1, ausgelenkt werden kann. Ein elastisches Dichtelement 36 ist vorzugsweise in einer radialen Aussparung in der Gehäusewand angeordnet, um das Gehäuseinnere gegen die Umgebung abzudichten. Das im Gehäuseinneren angeordnete Ende des Stößels 33 ist in einem Detektorelement 32 eingespannt, welches die Auslenkung des Stößels 33 registriert und in elektrische Signale umsetzt. Hierbei ist das Detektorelement 32 bevorzugt auf einer Leiterplatte 31 montiert, welche die Signale des Detektorelements 32 der weiteren Verarbeitung zuführt. Die radiale Auslenkungen des freien Endes des Bedienelementes an der Gehäuseoberfläche führen zu Spannungen bzw. Dehnungen im Detektorelement 32 die beispielsweise mit Dehnungsmeßstreifen oder piezoresistiven Elementen nachweisbar sind. Ebenfalls sind kapazitive Wandler geeignet, wenngleich diese nicht in den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Verwendung finden.The control element 30 shown in FIG. 2 comprises a plunger 33 which extends through the housing wall 1 . The plunger 33 has an operating button 34 to facilitate operation. The implementation through the housing wall 1 is sufficiently wide that the control element 30 can be deflected in the radial direction, ie parallel to the housing surface 1 . An elastic sealing element 36 is preferably arranged in a radial recess in the housing wall in order to seal the interior of the housing from the surroundings. The end of the plunger 33 arranged inside the housing is clamped in a detector element 32 , which registers the deflection of the plunger 33 and converts it into electrical signals. Here, the detector element 32 is preferably mounted on a printed circuit board 31 , which feeds the signals of the detector element 32 for further processing. The radial deflections of the free end of the operating element on the housing surface lead to stresses or strains in the detector element 32, which can be detected, for example, with strain gauges or piezoresistive elements. Capacitive converters are also suitable, although they are not used in the preferred embodiments of the invention.

Eine Variante der eben beschriebenen Ausführungsform ist im Längsschnitt in Fig. 3 dargestellt, welche den Austritt des Stößels 42 aus dem Gehäuse zeigt, wobei in der Durchführung durch die Gehäusewand wiederum ein vorzugsweise elastisches Dichtelement 44 angeordnet ist.A variant of the embodiment just described is shown in longitudinal section in FIG. 3, which shows the tappet 42 emerging from the housing, a preferably elastic sealing element 44 being arranged in the bushing through the housing wall.

Der Stößel weist ferner eine Flammendurchschlagssperre 43 auf, die scheibenförmig ausgebildet ist und sich vom Stößel radial nach außen erstreckt. Die Flammendurchschlagssperre 43 ist vorzugsweise als Kreisscheibe ausgebildet. Wie in Fig. 3 gezeigt, erstreckt sich die Flammendurchschlagssperre 43 parallel zur Gehäuseoberfläche und ist dicht beabstandet zu dieser angeordnet. Hierbei sollte der Abstand erheblich kleiner als der Durchmesser der Flammendurchschlagsperre, bzw. als die Differenz zwischen dem Durchmesser der Flammendurchschlagsperre und dem Durchmesser der Durchführung für den Stößel 42 in der Gehäusewand sein.The plunger also has a flame arrestor 43 which is disc-shaped and extends radially outward from the plunger. The flame arrestor 43 is preferably designed as a circular disk. As shown in Fig. 3, the flame arrestor 43 extends parallel to and is closely spaced from the housing surface. Here, the distance should be considerably smaller than the diameter of the flame arrestor, or as the difference between the diameter of the flame arrestor and the diameter of the bushing for the plunger 42 in the housing wall.

Schließlich weist diese Ausführungsform einen Niederhalter 41 auf, der ringförmig um die Flammendurchschlagsperre 43 angeordnet ist. Der Niederhalter weist eine Schulter auf, die sich beabstandet zur Gehäusewand radial einwärts erstreckt. Die Schulter definiert eine axiale Anschlagfläche, welche die Bewegungsfreiheit der Flammendurchschlagssperre in axialer Richtung begrenzt.Finally, this embodiment has a hold-down device 41 which is arranged in a ring around the flame arrestor 43 . The hold-down device has a shoulder that extends radially inward at a distance from the housing wall. The shoulder defines an axial stop surface which limits the freedom of movement of the flame arrestor in the axial direction.

Der Niederhalter 41 ist beispielsweise als Überwurfmutter oder als ein entsprechend strukturiertes Ringelement ausgebildet, wobei im zweiten Fall geeignete Befestigungsmittel vorzusehen sind.The hold-down device 41 is designed, for example, as a union nut or as a correspondingly structured ring element, suitable fastening means being provided in the second case.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Variante zu dieser Ausführungsform ist eine Blende 141 vorgesehen, welche die Bewegung des Stößels 142 auf vorgegebene Pfade beschränkt, die als Schlitze 143 in der Blende ausgebildet sind. Die Blende 141 kann hierbei einstückig mit der Schulter des Niederhalters ausgebildet sein.In the variant of this embodiment shown in FIG. 6, a diaphragm 141 is provided, which limits the movement of the plunger 142 to predetermined paths, which are designed as slots 143 in the diaphragm. The cover 141 can be integrally formed with the shoulder of the hold-down device.

Durch Vorgabe entsprechender Pfade kann die Bedienung des Stößels vereinfacht werden und auch unter erschwerten Bedingungen (beispielsweise ohne Sichtkontakt) noch zu einer eindeutigen Betätigung führen.The tappet can be operated by specifying appropriate paths be simplified and also under difficult conditions (for example without visual contact) still lead to a clear actuation.

Die zweite Alternative der Bedienelemente wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 4a, 4b und 5 beschrieben.The second alternative of the control elements will now be described with reference to FIGS. 4a, 4b and 5.

Fig. 4a zeigt ein Bedienelement 51, welches hinreichend steif mit einem membranartig ausgebildeten Wandstück 52 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Eine Auslenkung des Bedienelements 51 in radialer Richtung, d. h. parallel zur Oberfläche des Wandstücks 52, bewirkt somit eine Verformung des Wandstücks, die beispielsweise mit Dehnungsmeßstreifen 53a, 53b nachweisbar ist. Fig. 4a shows a control element 51 which is sufficiently rigid connected with a membrane-like wall member 52 or integrally formed therewith. A deflection of the control element 51 in the radial direction, ie parallel to the surface of the wall piece 52 , thus causes a deformation of the wall piece, which can be detected, for example, with strain gauges 53 a, 53 b.

Das membranartig ausgebildete Wandstück 52 kann einstückig mit der Gehäusewand oder als separates Bauteil realisiert werden, welches beispielsweise als Schraubeinsatz in der umgebenden Gehäusewand zu montieren ist.The membrane-like wall piece 52 can be realized in one piece with the housing wall or as a separate component, which is to be installed, for example, as a screw insert in the surrounding housing wall.

Der Begriff "membranartig" soll in diesem Zusammenhang im wesentlichen bedeuten, daß das Wandstück hinreichend flexibel ist, die Auslenkung des Bedienelementes aufzunehmen, und diese in nachweisbare Verformungen, also Dehnungen oder Stauchungen, umzusetzen. Dies kann u. U. ohne besondere Vorkehrungen bei einer hinreichend geringen Wandstärke gegeben sein, oder es kann eine Strukturierung der Gehäusewand erfordern, beispielsweise durch Reduzierung der Wandstärke in einer Kreisfläche um das Bedienelement, oder durch eine ringförmigen Aussparung, die das Bedienelement umgibt. Eine ringförmige Aussparung hat hierbei den Vorteil, daß die gesamte Verformung in einer ansonsten steiferen Umgebung im wesentlichen im Bereich der Aussparung lokalisiert ist. Eine Bestimmung der Auslenkung des Bedienelementes anhand der Verformung im Bereich der Aussparung ist daher empfindlicher als anhand der Verformung einer größeren Fläche konstanter Stärke.The term "membrane-like" is essentially intended in this context mean that the wall piece is sufficiently flexible, the deflection of the Record control element, and this in verifiable deformations, i.e. stretching or compressing. This can U. without special precautions with a sufficiently thin wall be given, or it may require structuring of the housing wall, for example by reducing the wall thickness in a circular area the control element, or through an annular recess that the Control element surrounds. An annular recess has the advantage that the entire deformation in an otherwise more rigid environment in the is essentially located in the area of the recess. A determination of Deflection of the control element based on the deformation in the area of The recess is therefore more sensitive than the deformation of one larger area of constant thickness.

Zur Erläuterung der Verformung eines Wandstücks 52 aufgrund der Betätigung des Bedienelements 51 wird auf das Koordinatensystem in Fig. 4b verwiesen. Eine Auslenkung des freien Endes Stößels 51 in X-Richtung (nach links in der Figur) bewirkt im wesentlichen eine Rotation in der Zeichenebene um die im Fußpunkt des Stößels angedeutete Y-Achse. Dies führt zu einer Verformung des Wandstücks 52 im Bereich der ringförmigen Aussparung 520. Das Maximum der Verformung liegt in der Ebene der Auslenkung, also in der Zeichenebene bzw. im Bereich des Meßstreifens 53a in Fig. 4a. Senkrecht zur Ebene der Auslenkung, also im Bereich des Meßstreifens 53b in Fig. 4a fällt die Verformung erheblich geringer aus bzw. ist vernachlässigbar.To explain the deformation of a wall piece 52 due to the actuation of the operating element 51 , reference is made to the coordinate system in FIG. 4b. A deflection of the free end of the plunger 51 in the X direction (to the left in the figure) essentially causes a rotation in the plane of the drawing about the Y axis indicated at the base of the plunger. This leads to a deformation of the wall piece 52 in the area of the annular recess 520 . The maximum of the deformation in the plane of deflection, thus in the plane of the drawing or in the region of the gauge 53 a in Fig. 4a. Perpendicular to the plane of deflection, thus in the region of the gauge 53 b in Fig. 4a, the deformation falls considerably lower or negligible.

Eine Auslenkung des freien Endes des Stößels in Y-Richtung bewirkt entsprechend eine Rotation um die X-Achse mit einem Verformungsmaximum im Bereich des Dehnungsmeßstreifens 53b. A deflection of the free end of the plunger in the Y direction accordingly causes a rotation about the X axis with a maximum deformation in the area of the strain gauge 53 b.

Im folgenden wird dargelegt, wie die Dehnungsmeßstreifen positioniert werden können, um eine optimale Nachweisempfindlichkeit zu erzielen.The following shows how the strain gauges are positioned can be used to achieve optimal detection sensitivity.

Fig. 4b zeigt einen Querschnitt durch ein Bedienelement mit einem membranartigen Wandstück welches eine ringförmige Aussparung 520 aufweist. Wie oben dargelegt sind im Bereich der Aussparung 520 die lokalisierte Verformungen zu erwarten. Deshalb sollten die Dehnungsmeßstreifen vorzugsweise in diesem Bereich positioniert werden. FIG. 4b shows a cross section through an operating element with a membrane-like wall member having an annular recess 520th As explained above, the localized deformations can be expected in the area of the recess 520 . The strain gauges should therefore preferably be positioned in this area.

Zudem ist es möglich, das Vorzeichen der Auslenkung bezüglich eines Freiheitsgrades, beispielsweise +/-X-Richtung, anhand der Art der Verformung auf dem Innenrand 522, 522' bzw dem Außenrand 521, 521' auf der Aussparung 520 zu bestimmen.It is also possible to determine the sign of the deflection with respect to a degree of freedom, for example +/- X direction, on the basis of the type of deformation on the inner edge 522 , 522 'or the outer edge 521 , 521 ' on the recess 520 .

Die durch die Auslenkung des freien Endes des Bedienelementes nach links eingeleitete Rotation des Wandstücks 52 um die Y-Achse führt zu einer Absenkung des Wandstücks 52 auf der der Auslenkungsrichtung zugewandten linken Seite und einer Hebung des Wandstücks auf der der Auslenkungsrichtung abgewandten rechten Seite. Dies führt einerseits zu definierten Stauchungen des Außenrands 521' der Aussparung 520 im Bereich der Absenkung des Wandstücks 52, sowie des Innenrands 522 der Aussparung 520 im Bereich der Hebung des Wandstücks 52 und andererseits zu definierten Dehnungen des Innenrands 522' der Aussparung 520 im Bereich der Absenkung des Wandstücks 52, sowie des Außenrands 522' der Aussparung 520 im Bereich der Hebung des Wandstücks 52.The rotation of the wall piece 52 about the Y-axis initiated by the deflection of the free end of the operating element to the left leads to a lowering of the wall piece 52 on the left-hand side facing the direction of deflection and an elevation of the wall piece on the right-hand side facing away from the deflection direction. This leads on the one hand to defined compressions of the outer edge 521 'of the recess 520 in the region of the lowering of the wall piece 52 , and of the inner edge 522 of the recess 520 in the region of the elevation of the wall part 52 and on the other hand to defined strains of the inner edge 522 ' of the recess 520 in the region of the Lowering of the wall piece 52 and the outer edge 522 ′ of the recess 520 in the region of the lifting of the wall piece 52 .

Durch geeignete Anordnung der Meßstreifen im Bereich der Außen- bzw. Innenränder der Aussparung 520 kann somit das Ausmaß und die Richtung der Auslenkung des Bedienelements 51 mit großer Empfindlichkeit bestimmt werden.By suitably arranging the measuring strips in the area of the outer or inner edges of the recess 520 , the extent and the direction of the deflection of the operating element 51 can thus be determined with great sensitivity.

Wenn die Bedienvorrichtung so ausgebildet werden soll, daß auch eine Auslenkung des Stößels in axialer Richtung, beispielsweise durch Druck auf die Stirnfläche, möglich ist, dann sollte für den dritten Freiheitsgrad noch ein dritter Dehnungsmeßstreifen bzw Sensor neben den Sensoren 53a und 53b für die X- und die Y-Achse vorgesehen werden, um eine Auslenkung des freien Endes in Richtung der Winkelhalbierenden zwischen der X- und der Y- Achse von einer Auslenkung in axialer Richtung unterscheiden zu können. Ein solcher zusätzlicher Sensor könnte beispielsweise gemeinsam mit dem X- und Y-Sensor auf einem Kreisumfang um das Bedienelement oder im Fußpunkt des Bedienelementes (x = 0, Y = 0) zwischen dem Bedienelement und einem Gegenlager im Gehäuseinnern angeordnet sein.If the operating device is to be designed in such a way that a deflection of the plunger in the axial direction, for example by pressure on the end face, is possible, then a third strain gauge or sensor in addition to the sensors 53 a and 53 b should be used for the third degree of freedom X and Y axes are provided in order to be able to distinguish a deflection of the free end in the direction of the bisector between the X and Y axes from a deflection in the axial direction. Such an additional sensor could, for example, be arranged together with the X and Y sensors on a circumference around the control element or in the base point of the control element (x = 0, Y = 0) between the control element and a counter bearing in the interior of the housing.

Bei Beschränkung der Auslenkung auf vorgegebene Pfade mittels einer Blende, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, kann selbst bei Zulassen einer axialen Ausrichtung gegebenfalls auf ein drittes Sensorelement verzichtet werden, da durch die Blende radiale Auslenkungen nur entlang der Koordinatenachsen, also entweder entlang der X-Achse oder entlang der Y-Achse, möglich ist. Eine gleichzeitiges Ansprechen der X-, und Y-Sensoren wären in diesem Fall ein klares Indiz für eine axiale Auslenkung (in Z-Richtung).If the deflection is limited to predetermined paths by means of an aperture, as shown in FIG. 6, a third sensor element can be dispensed with, even if axial alignment is permitted, since the aperture only allows radial deflections along the coordinate axes, i.e. either along the X-axis or along the Y-axis, is possible. In this case, a simultaneous response of the X and Y sensors would be a clear indication of an axial deflection (in the Z direction).

Einige mögliche Positionierungsanordnungen von Dehnungsmeßstreifen bzw anderen geeigneten Sensoren sind beispielhaft für verschiedene Freiheitsgrade in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:
Some possible positioning arrangements of strain gauges or other suitable sensors are summarized as examples for different degrees of freedom in the following table:

Hierbei bezeichnen X und Y zwei zueinander orthogonale radiale Koordinaten, wie beispielsweise in Fig. 4a gezeigt. Z ist die dazu senkrechte axiale Koordinate. Der radiale Abstand der Sensoren von der Symmetrieachse des Bedienelements ist durch das Skalar r gegeben.Here, X and Y denote two mutually orthogonal radial coordinates, as shown, for example, in FIG. 4a. Z is the perpendicular axial coordinate. The radial distance of the sensors from the symmetry axis of the control element is given by the scalar r.

Die beschriebenen Anordnungen von Dehnungsmeßstreifen bzw. anderen Sensoren ist ebenfalls für den Aufbau des Detektorelements 32 des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels geeignet.The described arrangements of strain gauges or other sensors are also suitable for the construction of the detector element 32 of the exemplary embodiment shown in FIG. 2.

Fig. 5 zeigt schließlich eine Ausführungsform, bei der sich der Stößel eines Bedienelements durch ein membranartig ausgebildetes Wandstück 62 erstreckt, hierbei ist der Stößel entweder einstückig mit dem Wandstück 62 ausgebildet oder steif mit diesem verbunden. Der Stößel ist somit durch das Wandstück 62 in radialer Richtung eingespannt. Auf der Außenseite des Wandstücks 62 erstreckt sich das äußere freie Ende 61 des Bedienstößels an dem die Betätigung durch einen Bediener erfolgt. Das membranartig augebildete Wandstück 62 kann wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel einstückig mit der Gehäusewand oder als separates Bauteil realisiert werden.Finally, FIG. 5 shows an embodiment in which the tappet of an operating element extends through a membrane-like wall piece 62 , in this case the tappet is either formed in one piece with the wall piece 62 or is rigidly connected to it. The plunger is thus clamped in the radial direction by the wall piece 62 . The outer free end 61 of the operating plunger extends on the outside of the wall piece 62 and is actuated by an operator. As in the exemplary embodiment described above, the membrane-like wall piece 62 can be made in one piece with the housing wall or as a separate component.

Der Stößel weist einen Schaft 64 auf, der sich in axialer Richtung in das Gehäuseinnere erstreckt, wo sein inneres freies Ende mittels einer Einspannung 65 radial fixiert ist. Im Beispiel aus Fig. 6 ist die Einspannung ringförmig ausgebildet, sie kann aber auch anders realisiert werden. Beispielsweise kann der Schaft 64 an seinem inneren freien Ende eine Bohrung aufweisen, die mit einem im Gehäuse gelagerten Stift in Eingriff gelangt.The plunger has a shaft 64 which extends in the axial direction into the interior of the housing, where its inner free end is fixed radially by means of a clamp 65 . In the example from FIG. 6, the clamping is ring-shaped, but it can also be implemented differently. For example, the shaft 64 can have a bore at its inner free end which engages with a pin mounted in the housing.

Aufgrund der Flexibilität des Wandstücks 62 ist eine geringe Auslenkung des äußeren freien Endes 61 des Stößels in in geringen Grenzen möglich, die im wesentlichen eine Rotation des Stößels um eine Achse in der Ebene des Wandstücks bewirkt. Insofern als das innere freie Ende des Schafts 64 eingespannt ist führt die Rotation des Stößels zu einer Durchbiegung des Schafts 64, die mittels Dehnungsmeßstreifen 63a, 63b registriert werden kann, weil die Durchbiegung des Schafts zu Dehnungen bzw Stauchungen in axialer Richtung führt. Because of the flexibility of the wall piece 62 , a slight deflection of the outer free end 61 of the plunger is possible within small limits, which essentially causes the plunger to rotate about an axis in the plane of the wall piece. Insofar as the inner free end of the shaft 64 is clamped, the rotation of the tappet leads to a deflection of the shaft 64 , which can be registered by means of strain gauges 63 a, 63 b, because the deflection of the shaft leads to expansion or compression in the axial direction.

Die Dehnungsmeßstreifen sind zweckmäßig orthogonal zueinander angeordnet, um radiale Auslenkungen in verschiedene Richtungen identifizieren zu können.The strain gauges are expediently orthogonal to one another arranged to have radial deflections in different directions to be able to identify.

Die axiale Dehnung bzw. Stauchung ist in der Biegungsebene am größten. Daher ist es vorteilhaft im Sinne einer erhöhten Empfindlichkeit, jeweils einen Meßstreifen in den Ebenen anzuordnen, in denen eine Auslenkung zu erwarten ist.The axial expansion or compression is greatest in the plane of the bend. It is therefore advantageous in the sense of increased sensitivity, one at a time Arrange measuring strips in the planes in which there is a deflection is expected.

Da die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung insbesondere zur Einstellung von Meßgerätparametern verwendet werden soll, bietet sich die folgende Belegung der Freiheitsgrade des Bedienelements bzw. des Stößels an. Mit einer radialen Auslenkung in einer ersten Richtung wird der jeweils einzustellende Parameter ausgewählt bzw. zwischen den einzustellenden Parametern umgeschaltet. Nachdem eine Parameterauswahl erfolgt ist, wird der Wert des ausgewählten Parameters durch eine radiale Auslenkung in einer zweiten Richtung variiert.Since the control device according to the invention in particular for adjustment of measuring device parameters is to be used, the following offers itself Assignment of the degrees of freedom of the control element or the plunger. With a radial deflection in a first direction is the parameters to be set selected or between those to be set Parameters switched. After a parameter selection has been made, the value of the selected parameter by a radial deflection in a second direction varies.

Die jeweils ausgewählten Parameter bzw. deren Werte können ggf. über Anzeigemittel wie Leuchtdioden, LCD-Felder oder dergleichen angezeigt werden. Optional ist eine Schnittstelle vorzusehen, um die eingestellten Parameterwerte auszugeben.The respectively selected parameters or their values can, if necessary, via Display means such as light emitting diodes, LCD fields or the like are displayed become. Optionally, an interface can be provided to the set Output parameter values.

Im folgenden werden nun anhand von Fig. 7a bis 7c einige Schaltungbeispiele beschrieben, mit denen die Betätigung der Bedienelemente nachgewiesen werden kann.Some circuit examples with which the actuation of the operating elements can be verified will now be described with reference to FIGS. 7a to 7c.

Fig. 7a zeigt hierzu eine einfache Variante mit einer Meßbrückenschaltung 70 die als Viertel- oder Halbbrücke geschaltet ist. D. h. einer oder zwei Widerstände sind variable Widerstandselemente, die hier jeweils durch Dehnungmeßstreifen oder piezoresistive Widerstände realisiert sind, welche die Auslenkung des Bedienelementes in einer Richtung detektieren, beispielsweise der X-Achse in Fig. 4a registrieren (zum Nachweis der Auslenkung in Y-Richtung wäre entsprechend eine zusätzliche Meßbrücke vorzusehen). Fig. 7a shows in this respect a simple variant having a measuring bridge circuit 70 which is connected as a quarter or half bridge. That is, One or two resistors are variable resistance elements, which are each implemented here by means of strain gauges or piezoresistive resistors, which detect the deflection of the control element in one direction, for example registering the X axis in FIG. 4a (to detect the deflection in the Y direction would be corresponding provide an additional measuring bridge).

Die Ausgangsspannung U_M der Meßbrücke 70 wird dann auf einen Eingang eines Operationsverstärkers 90 gegeben, an dessen Referenzeingang über eine Widerstandsanordnung 80 die Referenzspannung U_R anliegt:
The output voltage U _{M of} the measuring bridge 70 is then applied to an input of an operational amplifier 90 , at the reference input of which the reference voltage U _R is applied via a resistor arrangement 80 :

U_R = U_B.(1 - 2.R₁/(R₁+ R₂))U _R = U _B. (1 - 2.R ₁ / (R ₁ + R ₂ ))

Insofern, als keine Rückkopplung vorgesehen ist, schaltet der Ausgang des Operationsverstärkers bei Über- bzw. Unterschreitung von U_R zwischen zwei Zuständen (z. B. 0 und 1), dieses Ausgangssignal wird von einem Mikroprozessor ausgewertet. Mit dieser einfachen Schaltung kann beispielsweise nachgewiesen werden, ob das Bedienelement in der erfassten Richtung betätigt wird oder nicht.Insofar as no feedback is provided, the output of the operational amplifier switches between two states (eg 0 and 1) when U _{R is} exceeded or undershot; this output signal is evaluated by a microprocessor. This simple circuit can be used, for example, to demonstrate whether the control element is actuated in the detected direction or not.

In einer Ausführungsform wird mit dieser Schaltung der jeweils einzustellende Parameter ausgewählt, indem bei Betätigung des Bedienelements die verfügbaren Parameter zyklisch durchlaufen werden.In one embodiment, the circuit to be set in each case Parameter selected by pressing the available parameters are cycled through.

Gleichermaßen kann mit einer Schaltung dieser Art auch der Wert eines ausgewählten Parameters verändert werden, wobei die Änderung proportional zur Dauer der Betätigung des Bedienelementes ist. Hierbei sollte der Parameterwert ebenfalls den zulässigen Wertebereich bei Betätigung des Bedienelements periodisch durchlaufen.Equally, with a circuit of this type, the value of a selected parameters are changed, the change being proportional for the duration of actuation of the control element. Here the Parameter value also the permissible value range when the Go through the control element periodically.

Fig. 7b, zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Ausgangsspannung U_M der Meßbrücke 70 an den Eingängen mehrerer Operationsverstärker 190 anliegt. Die Referenzspannungen U_R, die an den jeweiligen Referenzeingängen der N Operationsverstärker 190 anliegen sind durch die Spannungswerte zwischen den Widerständen einer Widerstandskaskade 180 mit N + 1 Widerständen gegeben. Sofern alle N + 1 Widerstände den gleichen Wert aufweisen beträgt Referenzspannung U_R am k-ten Operationsverstärker

U_R = U_B.(1 - 2.(N + 1 - k)/(N + 1)), wobei k = 1, . . ., N Fig. 7b shows another embodiment in which the output voltage U _M is applied to the measuring bridge 70 to the inputs of a plurality operational amplifiers 190th The reference voltages U _R , which are present at the respective reference inputs of the N operational amplifiers 190, are given by the voltage values between the resistors of a resistor cascade 180 with N + 1 resistors. If all N + 1 resistors have the same value, the reference voltage is U _R at the kth operational amplifier

U _R = U _B. (1 - 2. (N + 1 - k) / (N + 1)), where k = 1,. , ., N

Alle Operationsverstärker deren Referenzeingang U_R auf eine Spannung oberhalb bzw. unterhalb der Ausgangsspannung U_M der Meßbrücke 70 liegt haben den gleichen Schaltzustand 0 oder 1. Je nach der Anzahl der Operationsverstärker 190 lassen sich mit dieser Schaltung sowohl der Grad als auch das Vorzeichen der Auslenkung des Bedienelements mit einer gewissen Rasterung identifizieren.All operational amplifiers whose reference input U _{R is} at a voltage above or below the output voltage U _{M of} the measuring bridge 70 have the same switching state 0 or 1. Depending on the number of operational amplifiers 190 , both the degree and the sign of the deflection can be made with this circuit identify the control element with a certain grid.

Ein fünfstufiges Raster mit vier Operationsverstärkern (OV) wäre folgerndermaßen:
starke Auslenkung in positiver X-Richtung, (alle vier OV 1)
geringe Auslenkung in positiver X-Richtung, (drei OV 1, ein OV 0)
vernachlässigbare Auslenkung in +/-X-Richtung, (zwei OV 1, zwei OV 0)
geringe Auslenkung in negativer X-Richtung, (ein OV 1, drei OV 0)
starke Auslenkung in negativer X-Richtung, (alle vier OV 0).A five-level grid with four operational amplifiers (OV) would be as follows:
strong deflection in positive X direction, (all four OV 1 )
little deflection in positive X direction, (three OV 1 , one OV 0)
negligible deflection in +/- X direction, (two OV 1 , two OV 0)
little deflection in negative X direction, (one OV 1 , three OV 0)
strong deflection in the negative X direction, (all four OV 0).

Fig. 7c zeigt in gewisser Hinsicht eine Synthese der zuvor gezeigten Schaltungen, da hier ein Operationsverstärker mit mehreren Widerstandselementen kombiniert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt die Ausgangsspannung U_M der Meßbrücke 70 an dem Eingang eines Operationsverstärkers 290. Die Referenzspannung U_R wird in einer modifizierte Widerstandsanordnung 280, zwischen zwei Widerständen R₂ und R_m abgegriffen, sie ergibt sich als
Fig. 7c shows in a way a synthesis of the circuits shown above, since here an operational amplifier is combined with several resistance elements. In this exemplary embodiment, the output voltage U _{M of} the measuring bridge 70 is at the input of an operational amplifier 290 . The reference voltage U _R is tapped in a modified resistor arrangement 280 between two resistors R ₂ and R _m , it results as

U_R = U_B.(1 - 2.R_k/(R_k + R₂))U _R = U _B. (1 - 2.R _k / (R _k + R ₂ ))

Als Widerstand R_k wird jeweils ein Widerstand aus einem Feld von parallel geschalteten Widerständen R₃, . . ., R_N mittles eines Mikroprozessors 285 ausgewählt. Die Werte der Widerstände R₃, . . ., R_N sind vorzugsweise zwischen einem Minimalwert R₃ und einem Maximalwert R_k äquidistant abgestuft.As a resistance R _k is in each case a resistance of an array of parallel-connected resistors R _3. , ., R _N selected by means of a microprocessor 285 . The values of the resistors R ₃ ,. , ., R _N are preferably graded equidistantly between a minimum value R ₃ and a maximum value R _k .

In einer bevorzugten Ausführungsform werden alle Widerstände des Felds zyklisch ausgewählt, wobei der jeweils resultierende Schaltzustand des Operationsverstärkers dem ausgewählten Widerstandsverhältnis zugeordnet wird.In a preferred embodiment, all resistors of the field selected cyclically, the resulting switching state of the Operational amplifier assigned to the selected resistance ratio becomes.

Bei einem Auswahlzyklus durch alle Widerstände R_k ist der Operationsverstärker 290 für diejenigen Widerstände R_k, mit denen die resultierende Referenzspannung U_R kleiner ist als die Ausgangsspannung U_M der Meßbrücke, in einem ersten Schaltzustand (z. B. 1), während er bei dem umgekehrten Verhältnis (U_R < U_M) in einem zweiten Schaltzustand ist (z. B. 0).In a selection cycle through all resistors R _k , the operational amplifier 290 is in a first switching state (for example 1) for those resistors R _k with which the resulting reference voltage U _{R is} less than the output voltage U _{M of} the measuring bridge, while it is at the inverse ratio (U _R <U _M ) is in a second switching state (e.g. 0).

Mit der beschriebenen Schaltung kann somit ebenfalls das Ausmaß und das Vorzeichen der Auslenkung des Bedienelementes in der jeweils erfassten Richtung mit einer gewissen Rasterung identifiziert werden. Hierbei hat die Schaltung den Vorteil, daß sie nur einen Operationsverstärker aufweist und daher weniger Energie als die zuvor beschriebene Ausführungsform verbraucht.With the circuit described, the extent and the Sign of the deflection of the control element in the respectively recorded Direction can be identified with a certain grid. Here, the Circuit the advantage that it has only one operational amplifier and therefore less energy than the previously described embodiment consumed.

In einer anderen Betriebsweise der Schaltung aus Fig. 7c wird zunächst in einer ersten Phase durch sequentielle Auswahl der Widerstände R_k ermittelt, zwischen welchen beiden Widerständen R_k sich der Schaltzustand des Operationsverstärkers von 0 auf 1 oder umgekehrt ändert, d. h., welcher Rasterstufe der aktuelle Betätigungsgrad des Bedienelementes entspricht. Dann werden in einer zweiten Phase diese beiden Widerstände so lange abwechselnd ausgewählt, bis beide Widerstände zu einem identischen Schaltzustand des Operationsverstärkers führen. Daraufhin wird die neue aktuelle Rasterstufe durch Wiederholung der ersten Phase bestimmt, und es werden die beiden Widerstände, welche die aktuelle Rasterstufe definieren alternierend ausgewählt, so lange sie unterschiedliche Schaltzustände aufweisen.In another mode of operation of the circuit from FIG. 7c, it is first determined in a first phase by sequential selection of the resistors R _k , between which two resistors R _k the switching state of the operational amplifier changes from 0 to 1 or vice versa, ie which raster stage the current one Degree of actuation of the control element corresponds. Then, in a second phase, these two resistors are alternately selected until both resistors lead to an identical switching state of the operational amplifier. The new current raster level is then determined by repeating the first phase, and the two resistors which define the current raster level are selected alternately, as long as they have different switching states.

Die zuletzt beschriebene Betriebsart ist insofern schneller als die zuvor beschriebene, als während einer Betätigung des Bedienelementes nicht ständig alle Widerstände R_k nacheinander ausgewählt werden müssen, sondern nur die beiden, welche gerade die aktuelle Rasterstufe definieren. The last-described operating mode is faster than the previously described one, in that all the resistances R _k do not have to be selected one after the other while the control element is actuated, but only the two which are currently defining the current raster level.

Wenngleich diese Schaltung mit Bezug auf ein Bedienelement mit mindestens zwei Freiheitsgraden beschrieben worden ist, so ergibt sich ohne weiteres, daß sie auch bei einem Bedienelement oder ganz anderen Systemen mit einem Freiheitsgrad verwendet werden kann, da sie ohnehin nur eine Eingangsspannung U_M als Eingangssignal auswertet, welches einem Freiheitsgrad entspricht.Although this circuit has been described with reference to an operating element with at least two degrees of freedom, it is readily apparent that it can also be used with an operating element or completely different systems with one degree of freedom, since it only evaluates an input voltage U _M as an input signal anyway , which corresponds to a degree of freedom.

Bei dem erfindungsgemäßen Bedienelement ist vorzugsweise für jeden Freiheitsgrad eine separate Meßbrücke vorgesehen, deren Ausgangsspannung jeweils von einer Auswerteschaltung aufbereitet wird, wozu insbesondere die oben beschriebenen Schaltungen geeignet sind.In the control element according to the invention is preferably for everyone Degree of freedom provided a separate measuring bridge, the Output voltage is processed by an evaluation circuit, for which the circuits described above are particularly suitable.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Operationsverstärker der Auswerteschaltungen als Schmitt-Trigger ausgebildet, durch deren Hystereseverhalten der jeweilige Schaltzustand gegen Störungen mit geringer Amplitude stabilisiert wird.In a particularly preferred embodiment, the Operational amplifier of the evaluation circuits as a Schmitt trigger formed by the hysteresis behavior of the respective switching state is stabilized against disturbances with low amplitude.

Allgemein haben die beschriebenen Schaltungen den Vorteil, daß Sie erheblich weniger Energie verbrauchen, als konventionelle Analog-Digital- Wandler, die ansonsten ebenfalls zum Nachweis der Betätigung eines Bedienelementes geeignet sind. Für den Einsatz mit Drucksensoren sind jedoch insbesondere im Bereich der 4-20-mA-Technologie die beschriebenen Schaltungen wegen des reduzierten Energieverbrauchs vorzuziehen. In general, the circuits described have the advantage that you consume significantly less energy than conventional analog-digital Transducers, which are also used to prove the actuation of a Control elements are suitable. For use with pressure sensors however, particularly in the area of 4-20 mA technology, the described Prefer circuits due to the reduced energy consumption.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Gehäuse
casing

22

Abdeckung
cover

33

Bedienelement
operating element

3030

Bedienelement
operating element

3131

Leiterplatte
circuit board

3232

Detektorelement
detector element

3333

Bedienstößel
operating plunger

3434

Bedineknopf
Bedineknopf

3535

Gehäusewand
housing wall

3636

Abdichtelement
sealing

4141

Niederhalter
down device

4242

Bedienstößel
operating plunger

4343

Flammendurchschlagsperre
Flame barrier

4444

Abdichtelement
sealing

5151

Bedienstößel
operating plunger

5252

Wandstück
wall piece

5353

a Dehnungsmeßstreifen
a strain gauge

5353

b Dehnungsmeßstreifen
b Strain gauge

6161

Bedienstößel
operating plunger

6262

Wandstück
wall piece

6363

a Dehnungsmeßstreifen
a strain gauge

6363

b Dehnungsmeßstreifen
b Strain gauge

6464

Schaft
shaft

6565

Radiale Einspannung
Radial clamping

7070

Meßbrücke
measuring bridge

8080

Widerstandskaskade
resistor ladder

9090

Operationsverstärker
operational amplifiers

141141

Blende
cover

142142

Bedienelement
operating element

143143

Führungsschlitz
guide slot

180180

Widerstandskaskade
resistor ladder

190190

Operationsverstärkerkette
Operational amplifier chain

280280

Widerstandsfeld
resistance box

281281

Referenzwiderstand
reference resistor

285285

Mikroprozessor
microprocessor

290290

Operationsverstärker
operational amplifiers

Claims

1. Operating device for a pressure measuring device, comprising:
a circuit in a housing ( 1 ) arranged on the pressure measuring device for controlling the pressure sensor, the circuit having at least two adjustable parameters;
an operating element ( 34 ; 42 ; 51 ; 61 ; 142 ) arranged on the surface of the housing for setting the at least two adjustable parameters, the actuation of the operating element bringing about a change in state which can be detected inside the housing ( 1 );
detection means (53a, 53b; 63a 63b) for detecting the change in state; characterized by
that the control element ( 34 ; 42 ; 51 ; 61 ; 142 ) can be actuated with respect to at least two degrees of freedom, and the detection means (53a, 53b; 63a 63b) is suitable for detecting changes in state with respect to the at least two degrees of freedom.

2. Control device according to claim 1, wherein the detectable Change of state a deflection or a deformation of one with the Control element coupled component includes.

3. Control device according to claim 1 or 2, wherein the at least two degrees of freedom perpendicular to each other essentially parallel to Extend housing surface.

4. Control device according to one of claims 1 to 3, wherein the Control element in the axial direction perpendicular to the surface of the Housing is to be operated.

5. Control device according to one of the preceding claims, wherein the Control element is connected to the housing wall, and that Detection means the local deflections or strains of the Housing wall in the vicinity of the control element as Evidence of changes in state.

6. Control device according to one of claims 1 to 4, wherein the Control itself in the axial direction through the housing wall in the Housing extends, the control element in both the plane of the Housing wall as well as axially from one of the housing wall spaced clamping plane is clamped radially, and that Detection means a bending stress of the control element between the Clamping levels detected.

7. Control device according to claim 5 or 6, wherein the housing wall in the Environment of the control element is designed like a membrane.

8. Control device according to one of claims 1 to 4, wherein the Housing wall has an opening through which the Control element extends axially into the interior of the housing.

9. Control device according to claim 8, wherein further Flame retardants are provided to counter the opening Secure breakthroughs.

10. Measuring circuit for an operating device with an operating element, in particular according to one of claims 1 to 9, comprising:
a measuring bridge ( 70 ) with at least one variable resistor, the value of which depends on the actuation of the control element,
at least one operational amplifier ( 90 ; 190 ; 290 ) with a measurement input and a reference input, and
a resistor cascade ( 80 ; 180 ; 280 ) with at least a first resistor and a second resistor, the voltage at the measuring input of the operational amplifier ( 90 ; 190 ; 290 ) being predetermined by the output voltage of the measuring bridge 70 , and the reference voltage at the reference input between the first and the second resistor of the resistor cascade ( 80 ; 180 ; 280 ) is tapped.

11. Measuring circuit according to claim 10, wherein the first resistance of the resistor cascade 280 is selected periodically from a field of resistors connected in parallel.

12. A method for setting the parameters of a pressure transducer by means of an operating device according to one of claims 1 to 9, comprising the steps:

a) actuation of the control element along the direction of a first degree of freedom to select the parameter to be set; and
b) Actuation of the control element along the direction of a second degree of freedom to set the value of the selected parameter.

13. The method according to claim 12, wherein the parameters the measuring range and because include zero point of the pressure transducer.