DE3504329A1

DE3504329A1 - Differential pressure measuring instrument

Info

Publication number: DE3504329A1
Application number: DE19853504329
Authority: DE
Inventors: Bernd Ing.(Grad.) Heck; Dierk Dipl.-Phys. Dr. 2000 Hamburg Schröder
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Envec Mess und Regeltechnik GmbH and Co
Priority date: 1985-02-08
Filing date: 1985-02-08
Publication date: 1986-08-14
Also published as: DE3504329C2

Abstract

The differential pressure measuring instrument has a liquid-filled single-chamber differential pressure sensor (1) with two measuring capacitors (C1 and C2) whose capacitances vary in the opposite sense with a differential pressure to be measured and in the same sense with temperature. Via one measuring circuit (6, 7) each for forming reciprocals from the capacitance values, the measuring capacitors (C1 and C2) are connected, on the one hand, to a subtracting element (8) for forming measured pressure values from the difference and, on the other hand, to a summer (9) for forming measured temperature values from the sum of the reciprocal capacitance values. In order to measure relatively large differential pressures accurately irrespective of temperature fluctuations in the single-chamber differential pressure sensor (1), the measured temperature values are corrected in a first active filter (14, 15, 16) to such an extent that a second active filter (l0, 11, 12) generates from the measured pressure values and an error-free temperature signal delivered by the first active filter (14, 15, 16) generates a pressure signal whose values correspond precisely to the differential pressure DELTA P acting on the single-chamber differential pressure sensor and are displayed in a display device (13). <IMAGE>

Description

DifferenzdruckmeßgerätDifferential pressure meter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Differenzdruckmeßgerät mit einem flüssigkeitsgefüllten Einkammerdifferenzdrucksensor, der zwei Meßkondensatoren enthält, deren Kapazitäten sich mit einem zu erfassenden Differenzdruck gegensinnig und mit der Temperatur gleichsinnig ändern, und die über je eine Meßschaltung zur Bildung von Kehrwerten aus den Kapazitätswerten einerseits mit einem Subtrahierglied zur Bildung von Druckmeßwerten aus der Differenz und andererseits mit einem Summierer zur Bildung von Temperaturmeßwerten aus der Summe der reziproken Kapazitätswerte verbunden sind.The invention relates to a differential pressure measuring device with a liquid-filled single-chamber differential pressure sensor containing two measuring capacitors, whose capacities are opposite to and with a differential pressure to be detected the temperature change in the same direction, and each via a measuring circuit for formation of reciprocal values from the capacitance values on the one hand with a subtracter for Formation of measured pressure values from the difference and on the other hand with a summer for the formation of measured temperature values from the sum of the reciprocal capacitance values are connected.

Aus der DE-OS 33 21 580 ist ein Differenzdruckmeßgerät eingangs genannter Art bekannt, welches vom Einkammerdifferenzdrucksensor verursachte Meßfehler korrigiert, indem von den Druckmeßwerten in einer ersten Subtrahierschaltung Korrekturwerte subtrahiert werden, die ein Maß für die Nullpunktsverschiebung des Einkammerdifferenzdrucksensors aufgrund von Fertigungstoleranzen sind und indem in einer weiteren Subtrahierschaltung von den Druckmeßwerten weitere Korrekturwerte subtrahiert werden, die ein Maß für die temperaturabhängige Nullpunktsdrift des Einkammerdifferenzdrucksensors sind. Im Anschluß daran werden diese teilweise korrigierten Druckmeßwerte in einer Dividierschaltung durch zusätzliche Korrekturwerte dividiert, welche der sowohl von der Temperaturänderung der Füllflüssigkeit als auch von fertigungsbedingten Toleranzen abhängigen Empfindlichkeit des Einkammerdifferenzdrucksensors entsprechen. Die Dividierschaltung erzeugt somit ein Signal, dessen Wert näherungsweise der Differenz der auf die Meßmembranen des Einkammerdifferenzdrucksensors einwirkenden Drücke entspricht. Hierbei werden die der Nullpunktsdrift und der Empfindlichkeit des Einkammerdifferenzdrucksensors entsprechenden Korrekturwerte aus Temperaturmeßwerten des Einkammerdifferenzdrucksensors gebildet, die ebenfalls unter Verwendung einfacher Rechenglieder korrigiert werden. Bei den Korrekturen der Druck- und Temperaturmeßwerte wird hierbei von linearen Abhängigkeiten der Summe der reziproken Kapazitätswerte von der Temperatur des Einkammerdifferenzdrucksensors und der Differenz der reziproken Kapazitätswerte von dem zu messenden Differenzdruck ausgegangen. Unberücksichtigt bleibt, daß die Temperaturmeßwerte auch von der ersten und der zweiten Potenz des zu messenden Differenzdruckes abhängen. Außerdem sind die Druckmeßwerte wegen der Temperaturabhängigkeit der Federkonstanten der Meßmembranen von der ersten und der zweiten Potenz der Temperatur des Einkammerdifferenzdrucksensors und wegen der Abhängigkeit der Federkonstanten der Meßmembranen von der Auslenkung auch von der dritten Potenz des zu messenden Differenzdruckes abhängig. Die vom bekannten Differenzdruckmeßgerät gelieferten Differenzdruckwerte sind somit wegen der unvollständigen Korrektur der Meßfehler umso ungenauer, je höher die Temperatur des Einkammerdifferenzdrucksensors ist und je größer der auf die Meßmembranen des Einkammerdifferenzdrucksensors einwirkende Differenzdruck ist.From DE-OS 33 21 580 a differential pressure measuring device is mentioned at the beginning Type known, which corrects measurement errors caused by the single-chamber differential pressure sensor, by correcting values from the measured pressure values in a first subtracting circuit are subtracted, which is a measure of the zero point shift of the single-chamber differential pressure sensor are due to manufacturing tolerances and by being in a further subtracting circuit Further correction values are subtracted from the measured pressure values, which are a measure for are the temperature-dependent zero point drift of the single-chamber differential pressure sensor. These partially corrected measured pressure values are then converted into a dividing circuit divided by additional correction values, which of both the temperature change the filling liquid as well as sensitivity dependent on manufacturing tolerances of the single-chamber differential pressure sensor. The dividing circuit thus generates a signal whose value is approximately that of Difference of the Measuring diaphragms of the single-chamber differential pressure sensor corresponds to the pressures acting. Here, the zero point drift and the sensitivity of the single-chamber differential pressure sensor corresponding correction values from measured temperature values of the single-chamber differential pressure sensor which are also corrected using simple arithmetic terms. When correcting the pressure and temperature values, linear Dependencies of the sum of the reciprocal capacitance values on the temperature of the single-chamber differential pressure sensor and the difference between the reciprocal capacitance values and the differential pressure to be measured went out. It is not taken into account that the temperature readings are also from the first and the second power of the differential pressure to be measured. Also are the measured pressure values because of the temperature dependence of the spring constants of the measuring diaphragms of the first and the second power of the temperature of the single-chamber differential pressure sensor and because of the dependence of the spring constants of the measuring diaphragms on the deflection also depends on the third power of the differential pressure to be measured. The ones from known differential pressure measuring device supplied differential pressure values are therefore due to the incomplete correction of the measurement errors, the less precise the higher the temperature of the single-chamber differential pressure sensor and the greater the pressure on the measuring diaphragms of the Single-chamber differential pressure sensor acting differential pressure is.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Differenzdruckmeßgerät zu schaffen, das auch größere Differenzdrücke unabhängig von Temperaturschwankungen des Einkammerdifferenzdrucksensors genau mißt.The object of the invention is to create a differential pressure measuring device, the larger differential pressures regardless of temperature fluctuations of the single-chamber differential pressure sensor accurately measures.

Diese Aufgabe wird bei einem Differenzdruckmeßgerät eingangs genannter Art dadurch gelöst, daß ein erster Rechner einem Eingang eines Subtrahierers Druckschätzwerte zuführt, dessen anderer Eingang vom Subtrahierglied mit den Druckmeßwerten angesteuert wird und der mit der Differenz aus beiden Werten einen Integrierer zur Erzeugung eines dem zu messenden Differenzdruck entsprechenden Drucksignals ansteuert, das einer Anzeigevorrichtung und dem ersten Rechner zugeführt wird,und daß ein zweiter Rechner einem Eingang einer Subtrahierschaltung Temperaturschätzwerte zuführt, deren anderer Eingang vom Summierer mit den Temperaturmeßwerten angesteuert wird und welche mit der Differenz aus diesen beiden Werten ein Integrierglied zur Erzeugung eines Temperatursignals mit einem der Temperatur des Einkammerdifferenzdrucksensors entsprechenden Wert ansteuert, das dem ersten Rechner und dem zweiten Rechner zugeführt wird, der außerdem vom Integrierer mit dem Drucksignal angesteuert wird, wobei der erste Rechner die Druckschätzwerte aus dem Druck- und dem Temperatursignal anhand einer gespeicherten druck- und temperaturabhängigen Differenzdruckeichfunktion des Einkammerdifferenzdrucksensors und der zweite Rechner die Temperaturschätswerte aus dem Druck- und dem Temperatursignal anhand einer gespeicherten druck- und temperaturabhängigen Temperatureichfunktion des Einkammerdifferenzdrucksensors bestimmt.This task is mentioned at the beginning with a differential pressure measuring device Kind of solved by having a first Calculator an input of a subtracter Feeds pressure estimates, the other input of which is from the subtracter with the measured pressure values is controlled and the with the difference between the two values an integrator for Controls generation of a pressure signal corresponding to the differential pressure to be measured, which is fed to a display device and the first computer, and that a second Computer supplies an input of a subtracting circuit, temperature estimates other input is controlled by the totalizer with the measured temperature values and which with the difference between these two values an integrator for generating a Temperature signal with one of the temperature of the single-chamber differential pressure sensor corresponding Controls value that is fed to the first computer and the second computer, the is also controlled by the integrator with the pressure signal, the first computer the estimated pressure values from the pressure signal and the temperature signal based on a stored Pressure- and temperature-dependent differential pressure calibration function of the single-chamber differential pressure sensor and the second computer the estimated temperature values from the pressure and temperature signals using a stored pressure- and temperature-dependent temperature calibration function of the single-chamber differential pressure sensor is determined.

Hierbei werden die Temperaturmeßwerte in einem ersten aktiven Filter soweit korrigiert, daß ein zweites aktives Filter aus den Druckmeßwerten und einem vom ersten aktiven Filter gelieferten fehlerfreien Temperatur signal ein Drucksignal erzeugt, dessen Werte dem auf den Einkammerdifferenzdrucksensor einwirkenden Differenzdruck genau entsprechen.In this case, the temperature values are measured in a first active filter corrected so far that a second active filter from the pressure readings and a error-free temperature signal supplied by the first active filter is a pressure signal whose values correspond to the differential pressure acting on the single-chamber differential pressure sensor exactly match.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Sie zeigt das aus einem Einkammerdifferenzdrucksensor und einer Auswerteschaltung bestehende Differenzdruckmeßgerät.An embodiment of the invention is described below with reference to the Drawing described. She shows that from one Single chamber differential pressure sensor and an evaluation circuit existing differential pressure measuring device.

Das in der Figur dargestellte Differenzdruckmeßgerät weist einen Einkammerdifferenzdrucksensor 1 auf, der aus einem keramischen Grundkörper 2 besteht, in den ein durchgehender Kanal 3 eingearbeitet ist. Auf zwei Seiten des Grundkörpers 2 sind ebenfalls aus Keramik bestehende Membranen 4 und 5 befestigt. Sie können beispielsweise auf den Grundkörper 2 aufgeklebt sein. Die Membranen 4 und 5 bilden mit dem Grundkörper 2 einen geschlossenen Hohlraum, der mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist. Der Grundkörper 2 und die Membranen 4 und 5 können beispielsweise aus Aluminium-Oxyd-Keramik bestehen. Die Flüssigkeit kann beispielsweise Silikonöl sein.The differential pressure measuring device shown in the figure has a single-chamber differential pressure sensor 1, which consists of a ceramic base body 2, in which a continuous Channel 3 is incorporated. On two sides of the base body 2 are also made Ceramic existing membranes 4 and 5 attached. For example, you can click the Base body 2 be glued on. The membranes 4 and 5 form with the base body 2 a closed cavity that is filled with an incompressible liquid is. The base body 2 and the membranes 4 and 5 can, for example, be made of aluminum oxide ceramic exist. The liquid can be silicone oil, for example.

Die Innenseiten der Membranen 4 und 5 sind mit Schichtelektroden belegt, die mit auf den gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers 2 aufgebrachten weiteren Schichtelektroden Meßkondensatoren Cl und C2 bilden.The inside of the membranes 4 and 5 are covered with layer electrodes, the other applied to the opposite sides of the base body 2 Layer electrodes form measuring capacitors C1 and C2.

Die Schichtelektroden der Meßkondensatoren C1 und C2 sind mit Meßschaltungen 6 und 7 verbunden, welche die Kapazitäten der Meßkondensatoren C1 und C2 erfassen und Signale erzeugen, deren Werte der reziproken Kapazität des jeweiligen Meßkondensators entsprechen. Die Meßschaltungen 6 und 7 können beispielsweise als Operationsverstärker ausgebildet sein, die über je einen Meßkondensator Cl bzw. C2 gegengekoppelt sind, von einem Oszillator mit einem Signal mit konstanter Frequenz gespeist werden und ausgangsseitig mit einem Gleichrichter verbunden sind.The layer electrodes of the measuring capacitors C1 and C2 are connected to measuring circuits 6 and 7 connected, which detect the capacitances of the measuring capacitors C1 and C2 and generate signals whose values correspond to the reciprocal capacitance of the respective measuring capacitor correspond. The measuring circuits 6 and 7 can, for example, be used as operational amplifiers be designed, which are fed back via a respective measuring capacitor C1 or C2, fed by an oscillator with a signal of constant frequency and are connected on the output side to a rectifier.

Die von den Meßschaltungen 6 und 7 erzeugten Signale werden einerseits einem Subtrahierglied 8 zur Bildung von Druckmeßwerten aus der Differenz der reziproken Kapazi- tätswerte der Meßkondensatoren C1 und C2 und andererseits einem Summierer 9 zur Bildung von Temperaturmeßwerten aus der Summe der reziproken Kapazitätswerte der Meßkondensatoren C1 und C2 zugeführt. Die Druckmeßwerte entsprechen hierbei näherungsweise der Differenz der auf die Membranen 4 und 5 einwirkenden Drücke P1 und P2, während die Temperaturmeßwerte näherungsweise der Temperatur der im Einkammerdifferenzdrucksensor befindlichen Flüssigkeit entsprechen.The signals generated by the measuring circuits 6 and 7 are on the one hand a subtracter 8 for forming pressure measurement values from the difference between the reciprocal Capacitive ity values of the measuring capacitors C1 and C2 and on the other hand a summer 9 for forming temperature readings from the sum of the reciprocal Capacitance values of the measuring capacitors C1 and C2 are supplied. The pressure readings correspond in this case approximately the difference between the diaphragms 4 and 5 acting Press P1 and P2 while the temperature readings approximate the temperature of the correspond to the liquid located in the single-chamber differential pressure sensor.

Die Ausgangsklemme des Subtrahiergliedes 8 ist mit dem nicht-invertierenden Eingang eines Subtrahierers 10 verbunden, dessen invertierender Eingang von einem ersten Rechner 11 angesteuert wird. Der Subtrahierer 10 steuert einen Integrierer 12 an, der einerseits an eine Anzeigevorrichtung 13 und andererseits an einen Eingang des ersten Rechners 11 angeschlossen ist.The output terminal of the subtracter 8 is to the non-inverting Input of a subtracter 10 connected, the inverting input of a first computer 11 is controlled. The subtracter 10 controls an integrator 12, on the one hand to a display device 13 and on the other hand to an input of the first computer 11 is connected.

Der Summierer 9 ist ausgangsseitig mit dem nicht-invertierenden Eingang einer Subtrahierschaltung 14 verbunden, deren invertierender Eingang von einem zweiten Rechner 15 angesteuert wird. Die Subtrahierschaltung 14 ist ausgangsseitig mit einem Integrierglied 16 verbunden, das mit den Eingängen des ersten und des zweiten Rechners 11 und 15 verbunden ist. Der Rechner 15 wird außerdem vom Integrierer 12 angesteuert. Die Rechner 11 und 15 können beispielsweise als digitale Rechenglieder ausgebildet sein, deren Eingänge mit A/D-Wandlern und deren Ausgänge mit D/A-Wandlern verbunden sind. Hierbei sind die Rechenglieder 8, 9, 10, 12, 14 und 16 als analoge Rechenglieder ausgebildet, die analoge Spannungssignale aufnehmen, verarbeiten und erzeugen.The summer 9 is on the output side with the non-inverting input a subtraction circuit 14 connected, the inverting input of a second Computer 15 is controlled. The subtracting circuit 14 is on the output side with a Integrator 16 connected to the inputs of the first and second computers 11 and 15 is connected. The computer 15 is also controlled by the integrator 12. The computers 11 and 15 can be designed, for example, as digital arithmetic units whose inputs are connected to A / D converters and whose outputs are connected to D / A converters are. The arithmetic units 8, 9, 10, 12, 14 and 16 are analog arithmetic units designed to record, process and generate analog voltage signals.

Die Rechenglieder 8, 9, 10, 12, 14 und 16 können auch als digitale Rechenqlicder ausqebildet sein, wobei dann den Meßschaltungen 6 und 7 je ein A/D-Wandler nachgeschaltet ist. Hierbei werden die digitalen Rechenglieder 11 und 15 ohne Verwendung von A/D- bzw. D/A-Wandlern betrieben.The arithmetic units 8, 9, 10, 12, 14 and 16 can also be digital Rechenqlicder be trained, then the Measurement circuits 6 and 7 an A / D converter is connected downstream. This is where the digital arithmetic links 11 and 15 operated without the use of A / D or D / A converters.

Weiterhin können die Meßschaltungen 6 und 7 als Oszillatoren ausgebildet sein, deren Frequenz sich mit der reziproken Kapazität von Kondensatoren ändert, die in dem frequenzbestimmenden Schaltungsteil des jeweiligen Oszillators enthalten sind. Diese Kondensatoren werden im Ausführungsbeispiel von den Meßkondensatoren C1 und C2 gebildet. Hierbei sind die Rechenglieder 8, 9, 10, 12, 14 und 16 derart ausgebildet, daß sie Frequenzsignale verarbeiten. Die digitalen Rechenglieder 11 und 15 sind hier eingangs- bzw. ausgangsseitig mit Wandlern verbunden, die Frequenzsignale in digitale Signale bzw. digitale Signale in Frequenzsignale umwandeln.Furthermore, the measuring circuits 6 and 7 can be designed as oscillators whose frequency changes with the reciprocal capacitance of capacitors, contained in the frequency-determining circuit part of the respective oscillator are. In the exemplary embodiment, these capacitors are the measuring capacitors C1 and C2 formed. Here, the computing members 8, 9, 10, 12, 14 and 16 are such designed to process frequency signals. The digital arithmetic links 11 and 15 are connected to transducers on the input and output sides, the frequency signals convert into digital signals or digital signals into frequency signals.

Wirkt auf die Membrane 4 ein Druck P1, der größer ist als ein auf die Membrane 5 einwirkender Druck P2, erzeugt das Subtrahierglied 8 dem Differenzdruck AP = P1-P2 näherungsweise entsprechende positive Druckmeßwerte. Gleichzeitig erzeugt der Summierer 9 Temperaturmeßwerte, die der Temperatur T der Flüssigkeit im Einkammerdifferenzdrucksensor 1 näherungsweise entsprechen.Acts on the membrane 4, a pressure P1 that is greater than a the membrane 5 acting pressure P2, the subtracter 8 generates the differential pressure AP = P1-P2 approximately corresponding positive pressure measurement values. Simultaneously generated the summer 9 temperature readings that correspond to the temperature T of the liquid in the single-chamber differential pressure sensor 1 correspond approximately.

Hierbei werden die Druckmeßwerte aus der Differenz der reziproken Kapazitätswerte der Meßkondensatoren C1 und C2 gebildet, die sich aus der Temperatur T der Flüssigkeit und der Differenz slip Pder Drücke P1 und P2 nach folgender Beziehung ergibt: 1/C1-l/C2=f+g T+hT2+i L P+k 4 in3+1 ti PT+m APT2 Die Temperaturmeßwerte werden aus der Summe der reziproken Kapazitätswerte der Meßkondensatoren C1 und C2 gebildet, die sich nach der folgenden Beziehung ergibt: 1/C1+1/C2=a+b T+c T2+dAP+eP2 Hierbei bedeuten a, f - der Nullpunktsverschiebung der Meßwerte aufgrund von Fertigungstoleranzen des Einkammerdifferenzdrucksensors entsprechende Größen, b, c - der Empfindlichkeit bei der Temperaturerfassung entsprechende Größen, die von der Volumenänderung der Füllflüssigkeit bei Temperaturänderung abhängen.Here, the measured pressure values are derived from the difference between the reciprocal Capacitance values of the measuring capacitors C1 and C2 are formed, which result from the temperature T of the liquid and the difference slip Pder pressures P1 and P2 according to the following relationship results in: 1 / C1-l / C2 = f + g T + hT2 + i L P + k 4 in3 + 1 ti PT + m APT2 The measured temperature values are made up of the sum of the reciprocal Capacitance values of the measuring capacitors C1 and C2 are formed, which results from the following relationship: 1 / C1 + 1 / C2 = a + b T + c T2 + dAP + eP2 here mean a, f - the zero point shift of the measured values due to sizes corresponding to manufacturing tolerances of the single-chamber differential pressure sensor, b, c - quantities corresponding to the sensitivity in temperature detection, the depend on the change in volume of the filling liquid with a change in temperature.

d, e - von fertigungsbedingten Asymmetrien des Sensors abhängige Größen, g, h - der Temperaturabhängigkeit der fertigungsbedingten Nullpunktsverschiebung entsprechende Größen i, k - von der Federkonstanten der Membranen 4 und 5 abhängige Größen, welche die Empfindlichkeit des Einkammerdifferenzdrucksensors bestimmen, 1, m - der Temperaturabhängigkeit der Federkonstanten der Membranen 4 und 5 entsprechende Größen.d, e - variables dependent on production-related asymmetries of the sensor, g, h - the temperature dependency of the manufacturing-related zero point shift corresponding quantities i, k - dependent on the spring constant of the diaphragms 4 and 5 Variables that determine the sensitivity of the single-chamber differential pressure sensor, 1, m - corresponding to the temperature dependence of the spring constants of the diaphragms 4 and 5 Sizes.

Die Größen a bis m sind auf allgemein bekannte Weise meßtechnisch ermittelbar.The sizes a to m are metrological in a generally known manner determinable.

Zur Ermittlung eines Drucksignales mit einem dem zu messenden Differenzdruck genau entsprechenden Wert aus den Druckmeßwerten ist dem Subtrahierglied 8 ein aus dem Subtrahierer 10, dem Integrierer 12 und dem ersten Rechner 11 bestehendes aktives Filter nachgeschaltet. Zur Ermittlung des Drucksignales ist ein Temperatursignal erforderlich, dessen Wert der Temperatur der Füllflüssigkeit des Einkammerdifferenzdrucksensors 1 genau entspricht und das unter Verwendung eines weiteren aus der Subtrahierschaltung 14, dem Integrierglied 16 und dem zweiten Rechner 15 bestehenden aktiven Filters aus den Temperaturmeßwerten ermittelt wird. Im Ausführungsbeispiel wird das Drucksignal einer Anzeigevorrichtung 13 zugeführt, die den genauen Wert des auf die Membranen 4 und 5 einwirkenden Differenzdruckes 6 P=P1-P2 zur Anzeige bringt.To determine a pressure signal with a differential pressure to be measured exactly corresponding value from the pressure measurement values is the subtracter 8 on off the subtracter 10, the integrator 12 and the first computer 11 existing active Downstream filter. A temperature signal is used to determine the pressure signal required, the value of which is the temperature of the filling liquid of the single-chamber differential pressure sensor 1 corresponds exactly and that using a further one from the subtraction circuit 14, the integrator 16 and the second computer 15 existing active filter is determined from the measured temperature values. In the exemplary embodiment the pressure signal is fed to a display device 13 which shows the exact value the differential pressure acting on the membranes 4 and 5 6 P = P1-P2 for display brings.

Die aktiven Filter funktionieren wie folgt: Wird das Differenzdruckmeßgerät eingeschaltet, erzeugt der Integrierer 12 bzw. das Integrierglied 16 ein Druck- bzw.The active filters work as follows: Will the differential pressure meter switched on, the integrator 12 or the integrator 16 generates a pressure respectively.

Temperatursignal, dessen Wert zunächst gleich Null ist.Temperature signal, the value of which is initially equal to zero.

Dem ersten und zweiten Rechner 11 und 15 werden somit Nullsignale zugeführt, so daß die Rechner 11 und 15 Druck-bzw. Temperaturschätzwerte erzeugen, deren Wert gleich f bzw. a ist. Vom Subtrahierglied 8 bzw. vom Summierer 9 werden beispielsweise diese Werte übersteigende Druck-bzw. Temperaturmeßwerte geliefert, von denen die Druck-bzw. Temperaturschätzwerte subtrahiert werden. Die sich ergebenden Diffferenzen werden dem Integrierer 12 bzw. dem Integrierglied 16 zugeführt. Dadurch erzeugt der Integrierer 12 bzw. das Integrierglied 16 ein Druck- bzw.The first and second computers 11 and 15 are thus given zero signals supplied so that the computers 11 and 15 print or. Generate temperature estimates, whose value is equal to f or a. From the subtracter 8 and from the summer 9, respectively for example pressure or pressure exceeding these values. Temperature readings supplied, of which the pressure or Temperature estimates are subtracted. The resulting Differences are fed to the integrator 12 or the integrating element 16. Through this the integrator 12 or the integrating element 16 generates a pressure or

Temperatursignal mit anwachsendem Wert. Beide Signale werden sowohl dem ersten als auch dem zweiten Rechner 11 und 15 zugeführt, die daraus ebenfalls anwachsende Druck-bzw. Temperaturschätzwerte erzeugen.Temperature signal with increasing value. Both signals are both fed to the first and the second computer 11 and 15, which are also therefrom increasing pressure or Generate temperature estimates.

Solange die Druck- bzw. Temperaturmeßwerte größer als die Druck- bzw. Temperaturschätzwerte sind, liefert der Subtrahierer 10 bzw. die Subtrahierschaltung 14 an den Integrierer 12 bzw. das Integrierglied 16 ein Signal mit positiven, von Null abweichenden Werten, so daß auch die Werte des vom Integrierer 12 bzw. vom Integrierglied 16 gelieferten Druck- bzw. Temperatursignales und damit auch die Druck- bzw. die Temperaturschätzwerte anwachsen. Erst wenn die Druckschätzwerte gleich den Druckmeßwerten bzw.As long as the pressure or temperature readings are greater than the pressure or The subtracter 10 or the subtracting circuit supplies temperature estimate values 14 to the integrator 12 or the integrator 16 a signal with positive, from Values deviating from zero, so that the values of the integrator 12 or from Integrating member 16 delivered pressure or temperature signal and thus also the The estimated pressure or temperature values increase. Only when the pressure estimates equal to the pressure readings or

die Temperaturschätzwerte gleich den Temperaturmeßwerten sind, wird die vom Subtrahierer 10 bzw. von der Subtrahierschaltung 14 gebildete Differenz aus Schätz- und Meßwerten zu Null und die Werte des vom Integrierer 12 bzw. vom Integrierglied 16 erzeugten Druck- bzw.the temperature estimates are equal to the temperature readings the difference formed by the subtracter 10 or by the subtracting circuit 14 from estimated and measured values to zero and the values of the integrator 12 and vom Integrating member 16 generated pressure or

Temperatursignales bleiben konstant.Temperature signals remain constant.

Hierbei werden anhand derselben Eichfunktion sowohl vom ersten Rechner 11 die Druckschätzwerte als auch vom Subtrahierglied 8 die Druckmeßwerte ermittelt, so daß bei Gleichheit der Druckmeßwerte und der Druckschätzwerte auch die Werte des vom Einkammerdifferenzdrucksensor 1 erfaßten Differenzdruckes und des dem ersten Rechner 11 zugeführten Drucksignales gleich sind.The first computer 11 determines the estimated pressure values as well as the measured pressure values from the subtracter 8, so that if the measured pressure values and the estimated pressure values are the same, so do the values the differential pressure detected by the single-chamber differential pressure sensor 1 and that of the first Computer 11 supplied pressure signal are the same.

Auch im zweiten Rechner 15 werden die Temperaturschätzwerte aus dem Druck- und dem Temperatursignal anhand derselben Temperatureichfunktion ermittelt, anhand derer auch im Summierer 9 die Temperaturmeßwerte aus der Temperatur des Einkammerdifferenzdrucksensors 1 ermittelt werden, so daß auch hier bei Gleichheit der Temperaturmeßwerte und der Temperaturschätzwerte die Temperatur des Einkammerdifferenzdrucksensors 1 denselben Wert hat wie das dem zweiten Rechner 15 zugeführte Temperatursignal.In the second computer 15, too, the estimated temperature values are obtained from the Pressure and temperature signals are determined using the same temperature calibration function, on the basis of which, also in the summer 9, the measured temperature values from the temperature of the single-chamber differential pressure sensor 1 can be determined, so that here, too, if the measured temperature values and the Temperature estimates the temperature of the single-chamber differential pressure sensor 1 are the same Has a value like the temperature signal fed to the second computer 15.

Hierbei ermittelt der erste Rechner 11 die Druckschätzwerte D anhand der Beziehung D=f+gT+hT2+iP+kP3+1PT+mPT2 Diese Formel entspricht der meßtechnisch ermittelbaren Druckeichfunktion des Einkammerdifferenzdrucksensors 1, wobei T die Werte des Temperatursignales und P die Werte des Drucksignales bedeuten. Der zweite Rechner 15 bestimmt die Temperaturschätzwerte TS anhand der Beziehung TS=a+bT+cT2+dP+eP2, die der ebenfalls meßtechnisch ermittelbaren Temperatureichfunktion des Einkammerdifferenzdrucksensors 1 entspricht. Bei Gleichheit der Meßwerte und der Schätzwerte stimmen auch der vom Einkammerdifferenzdrucksensor 1 erfaßte Differenzdruck AP und der Wert P des Drucksignales überein, so daß dann auch der in der Anzeigevorrichtung 13 angezeigte Meßwert genau dem vom Einkammerdifferenzdrucksensor 1 erfaßten Differenzdruck 4P entspricht.The first computer 11 determines the estimated pressure values D on the basis of this the relationship D = f + gT + hT2 + iP + kP3 + 1PT + mPT2 This formula corresponds to the measurement technology determinable pressure calibration function of the single-chamber differential pressure sensor 1, where T is the Values of the temperature signal and P mean the values of the pressure signal. The second Calculator 15 determines the temperature estimates TS from the relationship TS = a + bT + cT2 + dP + eP2, that of the temperature calibration function, which can also be determined by measurement of the single-chamber differential pressure sensor 1 corresponds. If the measured values and of the estimated values, the differential pressure detected by the single-chamber differential pressure sensor 1 is also correct AP and the value P of the pressure signal match, so that then also in the display device 13 displayed measured value exactly the differential pressure detected by the single-chamber differential pressure sensor 1 4P corresponds.

Claims

PATENT CLAIM Differential pressure measuring device with a liquid-filled Single-chamber differential pressure sensor (1), which contains two measuring capacitors (C1 and C2), whose capacities are opposite to and with a differential pressure to be detected the temperature change in the same direction, and each via a measuring circuit (6,7) for Formation of reciprocal values from the capacitance values on the one hand with a subtracter (8) to form pressure measurement values from the difference and, on the other hand, with a Summing unit (9) for the formation of measured temperature values from the sum of the reciprocal capacitance values are connected, characterized by a first computer (11) having an input a subtracter (10) supplied pressure estimates, the other input of which is from Subtracter (8) is controlled with the measured pressure values and that with the difference an integrator (12) from the two values to generate a differential pressure to be measured corresponding pressure signal controls a display device (13) and the first computer (11) is supplied, and by a second computer (15), which is a Input of a subtraction circuit (14) supplies temperature estimates, the other The input from the totalizer (9) is controlled with the measured temperature values and which with the difference between these two values, an integrator (16) for generation a temperature signal with one of the temperature of the single-chamber differential pressure sensor (1) controls the corresponding value that the first computer (11) and the second computer (15) is supplied, which is also controlled by the integrator (12) with the pressure signal is, the first computer (11) the estimated pressure values from the pressure and the temperature signal based a stored, pressure- and temperature-dependent differential pressure calibration function of the single-chamber differential pressure sensor (1) and the second computer (15) the estimated temperature values from the pressure and temperature signal based on a stored pressure and temperature dependent The temperature calibration function of the single-chamber differential pressure sensor (1) is determined.