Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Messschaltung zur Er fassung und Verarbeitung von Signalen sowie eine Messeinrich tung bestehend aus einer Messschaltung und aus einem Aufneh mer und aus einem Messschaltung und Aufnehmer verbindenden Kabel gemäss der Definition der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche .

Stand der Technik

[0002] Messschaltungen zur Erfassung von Signalen und Ver arbeitung von Differenzsignalen sind insbesondere im Messwe sen bekannt. So erfasst eine solche Messschaltung die Signale eines Aufnehmers. Ein Aufnehmer nimmt mindestens eine belie bige physikalische Grösse auf, welche als Eingangsgrösse be zeichnet ist, und gibt mindestens eine physikalische Grösse aus, welche als Ausgangsgrösse bezeichnet ist. Eine Ausgangs grösse ist beispielsweise eine Spannung, ein Strom, oder eine Ladung. Diese Ausgangsgrösse wird über ein Kabel zu einer Messschaltung geleitet, wobei das Kabel zu diesem Zwecke min destens zwei Leiter aufweist, welche je ein Signal leiten. Meist ist die Differenz der Signale der beiden Leiter von In teresse, so wie beispielsweise die elektrische Potentialdif ferenz zwischen zwei Leitern, welche dann als Spannung ermit telt wird. Durch auftretende elektrische, magnetische oder elektromagnetische Felder kann es zu einer Störung der Signa le kommen. Es sind Aufnehmer bekannt, welche eine physikali sche Grösse aufnehmen, wie beispielsweise der Kistler 1- Komponenten-Kraftsensor Typ 9001A, welcher in Datenblatt 9001a_000-105d-05.18 beschrieben ist. Es gibt auch Aufnehmer, welche mehrere physikalische Grössen aufnehmen, wie bei spielsweise der Kistler Typ 9047C, welche drei Kräfte auf nimmt und in Datenblatt 9047C_000-592d-04.07 beschrieben ist. Auch sind Aufnehmer bekannt, die weitaus mehr physikalische Grössen aufnehmen, wie das Kistler Mehrkomponenten- Dynamometer Typ 9139AA, welches im Datenblatt 9139AA_003- 198d-06.15 beschrieben ist.

[0003] Eine Messschaltung mit der eine Störung erfasst wird ist aus EP0987554B1 bekannt. EP098755B1 offenbart eine Messschaltung mit einem über eine Übertragungsleitung mit ei ner Messschaltung verbundenen Aufnehmer, wobei der Aufnehmer symmetrisch angeschlossen ist und die Messschaltung die Summe der Werte der Signale an den Anschlüssen des Aufnehmers bil det, um ein Fehlersignal zu liefern, sowie die Differenz der Werte der Signale an den Anschlüssen des Wandlers.

[0004] Des Weiteren wird in EP0987551B1 ein Mittel be schrieben, mit dem eine künstliche Störung in Form eines Hilfssignals an den Anschlüssen des Wandlers eingespeist wer den kann zur Erkennung von Fehlern und Störwirkungen des Wandlers und/oder anderer Teile der Schaltung.

[0005] Nachteilig ist hierbei, dass die künstlich erzeugte Störung zwar zu Diagnosezwecken ermittelt wird, das ermittel te Differenzsignal jedoch nach wie vor durch eine von aussen eingetragene Störung verfälscht werden kann. Zusätzlich ist der Gegenstand der EP0987551B1 nur für Aufnehmer anwendbar, welche lediglich ein Aufnehmerelement aufweisen, welches ein ermitteltes Signal über zwei Signalleiter eines Kabels an ei ne Messschaltung leiten. [0006] Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es Kosten für eine Messschaltung zur Erfassung von Signalen und Verarbei tung zu Differenzsignalen verringern, dadurch dass die Anzahl der Signaleingänge reduziert ist sodass weniger als zwei Sig naleingänge pro Aufnehmerelement des Aufnehmers vorhanden sind, wobei der Aufnehmer mindestens zwei Aufnehmerelemente aufweist .

[0007] Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Signale der Aufnehmerelemente zu erfassen und den Einfluss äusserer Störungen auf die Signale zu minimieren.

Darstellung der Erfindung

[0008] Zumindest eine dieser Aufgaben wird durch die Merk male der unabhängigen Ansprüche gelöst.

[0009] Die Erfindung betrifft eine Messschaltung zur Er fassung und Verarbeitung von Signalen; wobei eine Anzahl ers ter Signale und eine gleich grosse Anzahl zweiter Signale be reitgestellt sind, wobei die Messschaltung geeignet ist min destens ein Differenzsignal aus einem ersten Signal und einem zweiten Signal zu erzeugen; wobei je ein erstes Signal je einem negierten zweiten Signal entspricht; wobei die Anzahl erster Signale mindestens zwei ist; wobei die Messschaltung eine Anzahl Signaleingänge aufweist welche der Anzahl erster Signale entspricht; wobei die Messschaltung einen weiteren Signaleingang aufweist; wobei die ersten Signale einzeln durch die Messschaltung erfasst sind und wobei die Summe der zweiten Signale, genannt zweite Signalsumme, erfasst ist.

[0010] Aufnehmer nehmen im Allgemeinen mindestens eine Eingangsgrösse auf, auf welche Eingangsgrösse ein im Aufneh mer angeordnetes Aufnehmerelement eine Sensitivität aufweist. Das Aufnehmerelement hat im Allgemeinen zwei Kontakte, die je ein Signal aufweisen. Dies ist dem Fachmann als symmetrische Signalübertragung bekannt. Die Ermittlung der Ausgangsgrösse ist durch Bestimmung der beiden Signale möglich. So wird die Ausgangsgrösse elektrische Spannung durch Bestimmung der Dif ferenz der elektrischen Potentiale der Kontakte ermittelt. Für die Ausgangsgrösse elektrische Ladung oder die Ausgangs grösse elektrischer Strom sind Methoden zur Ermittlung dem Fachmann bekannt. Die Ausgangsgrösse wird daher auch Diffe renzsignal genannt.

[0011] Die Kontakte sind meist mit einem Steckverbinder elektrisch leitend verbunden, welcher am Aufnehmer angeordnet ist. Ein Kabel mit entsprechendem Gegenstück des Steckverbin ders leitet die Signale zur Messschaltung. Alternativ kann auch ein am Aufnehmer angeordnetes Kabel direkt mit den Kon takten verbunden sein.

[0012] Ein Aufnehmerelement ist symmetrisch angeschlossen, wenn eine Bezugsgrösse existiert, um welche die beiden Signa le des Aufnehmerelements gegeneinander negiert sind. Eine Än derung der Eingangsgrösse resultiert in einer Gegenphasigen Änderung des ersten Signals und des zweiten Signals zueinan der. Die Bezugsgrösse ist unabhängig von einer Änderung der absoluten Werte der Signale der Eingangsgrösse. Die Bezugs grösse kann zeitlich veränderlich sein.

[0013] Die Bezugsgrösse ist oftmals ein Bezugspotential. In der weiteren Betrachtung wird der besseren Verständlich keit halber die Bezugsgrösse als Null angenommen. Das Bezugs potential ist damit gleich dem Erdpotential. Jedoch ist auch eine Bezugsgrösse möglich, welche von Null verschieden ist. [0014] In einem Aufnehmer welcher geeignet ist Signale für die erfindungsgemässe Messschaltung bereitzustellen sind min destens zwei Aufnehmerelemente angeordnet, welche je einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt mit entsprechenden erstem Signal und zweitem Signal aufweist. Jeweils die zwei ten Kontakte der Aufnehmerelemente sind derart zusammenge fasst, dass sich ihre Signale addieren. Diese Summe der zwei ten Signale ist als zweite Signalsumme bezeichnet und wird an einen Signaleingang der Messschaltung übertragen. Die den ersten Kontakten entsprechenden Signale werden an getrennte Signaleingänge der Messschaltung übertragen. Dies reduziert die Anzahl der Signaleingänge gegenüber einer Messschaltung, welche alle ersten und alle zweiten Signale einzeln erfasst. Da jeder Signaleingang eine separate Signalerfassung inner halb der Messschaltung benötigt ist die Messschaltung kosten günstiger herzustellen. Durch die Reduktion der Anzahl der benötigten Komponenten ist die Messschaltung zudem robuster. Zusätzlich ist das Kabel, welches die Signale zur Messschal tung überträgt kostengünstiger herzustellen, da weniger Lei ter benötigt werden.

[0015] Unter der Bereitstellung eines Signals oder einem bereitgestelltem Signal wird das zur weiteren Verwendung zur Verfügung stellen des bereitgestellten Signals verstanden, beispielsweise für eine elektronische Verarbeitung. Bereit stellung eines Signals beinhaltet auch die Möglichkeit des Speicherns des Signals auf einem elektronischen Datenspeicher und des Ladens des Signals aus diesem Datenspeicher. Bereit stellung eines Signals beinhaltet auch das Darstellen des Signals auf einer Anzeige. Ein bereitgestelltes Signal ist im Folgenden meist ein analoges Signal. Der Fachmann kann jedoch die nachfolgende Beschreibung auch mit digitalen Signalen re alisieren .

[0016] Das Differenzsignal des ersten und des zweiten Sig nals eines Aufnehmerelements ist durch die Messschaltung aus den an den Signaleingängen bereitgestellten Signalen mittels eines Arithmetikelements bildbar, welche Signale die zweite Signalsumme und die einzelnen ersten Signale sind. Ein Arith metikelement ist dazu geeignet mehrere Signale mittels Addi tion, Subtraktion, Division oder Multiplikation miteinander zu verknüpfen und das Ergebnis bereitzustellen.

[0017] Zusätzlich zu den Differenzsignalen der Aufneh merelemente ist auch ein Störungssignal durch die Messschal tung bildbar. Ein Störungssignal ist eine Änderung der Signa le, welche nicht durch eine Änderung der ermittelten Ein gangsgrösse bedingt ist sondern durch eine Störung bedingt ist. Eine Störung ist beispielsweise ein auftretendes elekt risches oder magnetisches Feld oder ein elektromagnetisches Feld. Ist ein Aufnehmer oder ein Kabel im räumlichen Bereich in dem eine Störung existiert, so tritt in elektrisch leiten den Komponenten des Aufnehmers wie dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt eines Aufnehmerelements oder in den Leitern des Kabels ein Störungssignal auf, welches im Wesentlichen eine gleiche Phasenlage aufweist. Dem Fachmann ist dies unter Gleichtaktstörung bekannt. Die Störung geht meist von einer einer externen Quelle aus.

[0018] Die Höhe des Störungssignals entspricht dabei einem Eintrag der Störung in ein Kabel oder in einen Aufnehmer.

[0019] Das Störungssignal wird durch die Messschaltung er mittelt, indem Additionsglied zunächst die Summe der bereit- gestellten ersten Signale zur ersten Signalsumme bildet. Ein Additionsglied ist ein Element, das geeignet ist Summe zweier Signale zu bilden und die Summe bereitzustellen. Und An schliessend bildet ein Additionsglied die Summe der ersten Signalsumme und der bereitgestellten zweiten Signalsumme, welche das Störungssignal ergibt. Liegt keine Störung vor, so ist das Störungssignal gleich Null. Weicht das Störungssignal von Null ab, so liegt eine Störung vor die durch das ermit telte Störungssignal quantifizierbar ist.

[0020] Falls ein Bezugspotential ungleich Null vorliegt, so ist das Störungssignal auch dann ungleich Null, wenn keine Störung vorliegt. Im Falle keiner Störung ist das Störungs signal gleich dem Störungspotential multipliziert mit der An zahl der erfassten Signale. In der weiteren Betrachtung wird der besseren Verständlichkeit halber das Bezugspotential als Null angenommen und ist damit gleich dem Erdpotential. _Jedoch ist in der Anwendung auch ein Bezugspotential mög lich, welches von Null verschieden ist. Da das Bezugspotenti al bekannt ist, können die genannten Formeln einfach entspre chend angepasst werden.

[0021] Da die Störung die Eingangssignale der Messschal tung im Wesentlichen gleich stark beeinflusst, ist die Stö rung von den bereitgestellten ersten Signalen und der bereit gestellten zweiten Signalsumme mittels eines Arithmetikele ments weitgehend entfernbar.

[0022] Die Messschaltung bildet die Differenzsignale der Aufnehmerelemente unter Entfernung der ermittelten Störung zu weitgehend störungsfreien Differenzsignalen. [0023] Eine Anordnung von Aufnehmer, Kabel und Messschal tung ist eine Messeinrichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0024] Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter

Beizug der Figuren näher erklärt. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform der Messschaltung für eine Anzahl N erster Signale,

Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform einer Messeinrichtung mit Messschaltung aus Fig. 1, Ka bel und Aufnehmer,

Fig. 3 eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform der Messschaltung für 2 erste Signale,

Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer Ausführungs form der Messschaltung für 3 erste Signale,

Fig. 5 eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform einer Messeinrichtung mit Messschaltung aus Fig. 1, Ka bel und Aufnehmer,

Fig. 6 eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform einer Messeinrichtung mit Messschaltung aus Fig. 1, Ka bel und Aufnehmer,

Fig. 7 eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform einer Messeinrichtung mit Messschaltung aus Fig. 1, Ka bel und Aufnehmer,

Fig . 8 eine schematische Darstellung am Beispiel dreier erster Signale der ersten Signale und des zweiten Sig- nalsumme, jeweils mit überlagertem Störungssignal wie an den Signaleingängen bereitgestellt,

Fig. 9 eine schematische Darstellung am Beispiel dreier erster Signale der ersten Signale und des zweiten Sig nalsumme, jeweils mit überlagertem Störungssignal, der ersten Signalsumme sowie dem ermittelten Störungssignal innerhalb der Messschaltung,

Fig. 10 eine schematische Darstellung am Beispiel dreier erster Signale der ersten Signale und des zweiten Sig nalsumme, jeweils mit überlagertem Störungssignal, der ersten Signalsumme, dem ermittelten Störungssignal, ei nem Differenzsignal und einem störungskorrigierten Dif ferenzsignal .

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0025] Fig. 1 zeigt eine schematische Teilansicht der Messschaltung 3 mit einer Anzahl N Signaleingängen 36 und ei nem zusätzlichem Signaleingang 36. Die Signaleingänge 36 sind ausgelegt eine Anzahl N erster Signale Sl.l bis Sl.N zu er fassen und bereitzustellen und eine Summe S2 zweiter Signale S2.1 bis S2.N zu erfassen und bereitzustellen, wobei die An zahl N eine natürliche Zahl grösser eins ist.

[0026] Für die ersten Signale Sl.l bis Sl.N und zweiten Signale S2.1 bis S2.N gilt dabei, dass ein erstes Signal Sl.l bis Sl.N für jeden Wert des Signals dem negativen Wert eines zweiten Signals S2.1 bis S2.N entspricht wenn keine Störung vorliegt : Sl.n =—S2.n VnE[l,N]

[0027] Eine Änderung des ersten Signals Sl.l bis Sl.N geht mit einer gleich grossen aber entgegengesetzten Änderung des zweiten Signals S2.1 bis S2.N einher.

[0028] Im betrachteten Fall ist das Bezugspotential, um das ein erstes Signal und ein zweites Signal zueinander ne giert sind gleich Null. Liegt ein Bezugspotential ungleich Null vor, muss oben stehende und folgende Formeln entspre chend angepasst werden.

[0029] Die ersten Signale Sl.l bis Sl.N und die Summe S2 der zweiten Signale S2.1 bis S2.N gelangen jeweils durch ei nen Leiter 21 zu jeweils einem Signaleingang 36 der Mess schaltung 3.

[0030] Beispielhaft ist in Fig. 3 eine Messschaltung dar gestellt, welche drei Signaleingänge aufweist und welche da her geeignet ist zwei erste Signale Sl.l und S1.2 sowie die zweite Signalsumme S2 zu erfassen.

[0031] Beispielhaft ist in Fig. 4 eine Messschaltung dar gestellt, welche vier Signaleingänge aufweist und welche da her geeignet ist drei erste Signale Sl.l bis S1.3 sowie die zweite Signalsumme S2 zu erfassen.

[0032] Liegt eine Störung vor, so beeinflusst die Störung die bereitgestellten ersten Signale Sl.l bis Sl.N und die be- reitgestellte zweite Signalsumme S2 jeweils mit einem gleich grossen Anteil, wobei die Störung phasengleich ist. An einem Signaleingang 36 der Messschaltung 3 ist daher zusätzlich zu einem ersten Signal Sl.l bis S2.N oder der zweiten Signalsum me S2 jeweils ein Anteil eines durch die Störung hervorgeru- fenes Störungssignal St additiv überlagert, wie in Fig. 8 schematisch dargestellt. Der Anteil 1/(N+1) des überlagernden Störungssignals St ist durch die Anzahl der Signaleingänge 36 der Messschaltung 3 gegeben.

[0033] Die ersten Signale Sl.l bis Sl.N mit überlagertem anteiligem Störungssignal St/(N+1) sind innerhalb der Mess schaltung 3 addiert und das Ergebnis ist als erste Signalsum me S1 bereitgestellt, wie in Fig. 9 dargestellt.

[0034] Das Störungssignal St ist durch eine Addition von erster Signalsumme S1 und zweiter Signalsumme S2 ermittelbar, wobei die zweite Signalsumme S2 zusätzlich durch das anteili ge Störungssignal St/(N+1) überlagert ist. Zweite Signalsumme S2 ist daher gegeben durch die ideale ungestörte zweite Sig nalsumme S2 ' und das Störungssignal St/ (N+l) .

, St

S2 = 52 + -—- N + l

[0035] Das Störungssignal St ist daher ermittelt durch:

[0036] Das gesamte Störungssignal St ist somit aus den an den Signaleingängen 36 bereitgestellten ersten Signalen Sl.l bis Sl.N und zweiter Signalsumme S2 mit dem jeweils überla gerten anteiligen Störungssignal St/(N+1) ermittelbar Das Störungssignal ist beispielhaft in Fig.9 dargestellt.

[0037] Mit Kenntnis des Störungssignals kann nun einfach in einem Arithmetikelement das Störungssignal anteilig von den an den Signaleingängen 36 bereitgestellten ersten Signa len Sl.l bis Sl.N und der zweiten Signalsumme S2 abgezogen werden. Die resultierenden störungskorrigierten ersten Signa le Sbl .1 bis Sbl.N und die störungskorrigierte zweite Signal summe Sb2 sind in Fig. 1 bis Fig.7 dargestellt.

[0038] Die Addition der ersten Signale Sl.l bis Sl.N zu einer ersten Signalsumme S1 erfolgt mittels eines Additions gliedes 31. Das Additionsglied 31 ist innerhalb der Mess schaltung 3 angeordnet Ebenso erfolgt die Addition der ersten Signalsumme S1 mit der zweiten Signalsumme S2 mittels eines Additionsgliedes 31. Bauelemente welche zwei oder mehr Signa le addieren sind dem Fachmann der Elektrotechnik bekannt. So erfolgt die Addition digitaler Signale beispielsweise mittels Mikroprozessoren. Die Addition analoger Signale erfolgt im einfachsten Fall, beispielsweise für Ladungen oder Ströme, über eine leitende Verbindung zweier Leiter.

[0039] Ein Differenzsignal D.l bis D.N eines ersten Sig nals Sl.l bis Sl.N und eines zweiten Signals S2.1 bis S2.N wird aus den bereitgestellten ersten Signalen Sl.l bis Sl.N und der zweiten Signalsumme S2 gebildet. Hierfür werden alle ersten Signale bis auf das erste Signal Sl.k, k zwischen und einschliesslich 1 bis N, zu dem das Differenzsignal D.l bis D.N gebildet werden soll, zu der zweiten Signalsumme S2 ad diert. Die ersten Signale Sl.l bis Sl.N und die zweite Sig- nalsumme S2 sind weiterhin jeweils mit dem anteiligen Stö rungssignal St/(N+1) überlagert.

[0040] Und anschliessend die Differenz mit dem ersten Sig nal Sl.k, kl aus 1 bis N gebildet.

( St \ ( St \ N - 1

N*-—- 52. k)— [ 51. k +—— - = -— - * St * (52. k - 51.k) = D.k \ N + 1 / V N + 1 N + 1

[0041] Das Differenzsignal D.l bis D.N besteht zu einem bekannten Anteil (N-1)/(N+1) aus dem Störungssignal St. Da der Anteil bekannt ist und das Störungssignal St bereits er mittelt ist, kann das Differenzsignal D.l bis D.N korrigiert werden, indem die Störung St anteilig vom Differenzsignal D.l bis D.N entfernt wird.

N - 1

D.k St = Db. k, k zwischen und einschliesslich 1 bis N

N + 1

[0042] Das störungskorrigierte Differenzsignal Db .1 bis Db.N ist frei vom Störungssignal St, welche die Signale be einflusste. Störungskorrigierte Differenzsignale Db .1 bis Db.N sind für alle ersten Signale Sl.l bis Sl.N ermittelbar. Das Differenzsignal D.l bis D.N und das störungskorrigierte Differenzsignal Db .1 bis Db.N sind beispielhaft in Fig. 10 dargestellt .

[0043] In einer Ausführungsform sind in der Messschaltung 3 Analog-zu-Digital Wandler angeordnet, welche jedes erste Signal Sl.l bis Sl.N und die Summe S2 der zweiten Signale di gitalisieren. Die Bezeichnung erstes Signal Sl.l bis Sl.N o- der zweites Signal S2.1 bis S2.N ist unabhängig davon, ob ein Signal innerhalb der Messschaltung 3 in analoger Form oder digitaler Form vorliegt. Vorgänge innerhalb der Messschaltung 3 sind entweder mit digitaler Signalverarbeitung oder mit analoger Signalverarbeitung möglich. So ist das Additions glied 31 zur Addition zweier Signale entsprechend entweder durch einen Mikroprozessor oder durch eine geeignete analoge Schaltung ausgeführt. Ebenso ist das Arithmetikelement 33, welches mehrere Signale mittels Addition, Subtraktion, Divi sion oder Multiplikation miteinander verknüpft, entsprechend entweder durch einen Mikroprozessor oder durch eine geeignete analoge Schaltung ausgeführt.

[0044] In einer Ausführungsform ist jeder Signaleingang 36 mit je einem Verstärker 32 elektrisch leitend verbunden, wel cher Verstärker 32 innerhalb der Messschaltung 3 angeordnet ist wie in Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellt. Ein Verstärker 32 weist mindestens zwei Signaleingänge auf, von denen ein ers ter mit dem Signaleingang 36 der Messschaltung 3 elektrisch leitend verbunden ist. Ein zweiter Signaleingang des Verstär kers 32 ist mit einem Bezugspotential 34 verbunden. Der Ver stärker 32 kann in einer Ausführungsform auch eine Analog-zu- Digital Wandler beinhalten. Eine Anordnung des Verstärkers 32 nahe einem Signaleingang 36 ist vorteilhaft für die weitere Signalverarbeitung innerhalb der Messschaltung 3, welche für ein verstärktes Signal weniger anfällig gegen Störungen ist.

[0045] In einer Ausführungsform formt der Verstärker 32 die physikalische Grösse, in der ein erstes Signal Sl.l bis Sl.N und die zweite Signalsumme S2 vorliegen, in eine andere physikalische Grösse um. Liegt beispielsweist ein erstes Sig nal Sl.l bis Sl.N und die zweite Signalsumme S2 als Ladung vor, so wandelt der Verstärker die Ladung bevorzugt in eine Spannung oder einen Strom. Die Spannung oder der Strom wird weiterhin als erstes Signal Sl.l bis Sl.N beziehungsweise zweite Signalsumme S2 bezeichnet, unabhängig von der physika lischen Grösse. Die Bezeichnung erstes Signal Sl.l bis Sl.N oder zweite Signalsumme S2 ist unabhängig von der physikali schen Grösse, durch welche das erste Signal oder die zweite Signalsumme gegeben ist oder in welche physikalische Grösse das erste Signal Sl.l bis Sl.N oder die zweite Signalsumme S2 innerhalb der Messschaltung 3 gewandelt werden kann.

[0046] In einer Ausführungsform ist auf Grund der Beschaf fenheit der ersten Signale Sl.l bis Sl.N und der zweiten Sig nalsumme S2 kein Verstärker 32 innerhalb der Messschaltung 3 notwendig, wie in Fig. 5 bis Fig. 7 dargestellt.

[0047] Vorteilhafterweise wird die Messschaltung 3 zusam men mit einem geeigneten Aufnehmer 1 und einem Aufnehmer 1 und Messschaltung 3 verbindenden Kabel 2 verwendet. Eine sol che Anordnung von Aufnehmer 1, Kabel 2 und Messschaltung 3 ist als eine Messeinrichtung 123 bezeichnet. Eine Messein richtung 123 ist beispielhaft in Fig. 2 dargestellt.

[0048] Ein Aufnehmer 1 erfasst mindestens eine physikali sche Grösse. Dazu ist im Aufnehmer 1 mindestens ein Aufneh- merelement 10 angeordnet, welches die physikalische Grösse erfasst und an welchem ein erster Kontakt 12 und ein zweiter Kontakt 13 angeordnet sind. Das Aufnehmerelement 10 stellt am ersten Kontakt 12 ein erstes Signal Sl. Bis Sl.N bereit und am zweiten Kontakt 13 ein zweites Signal S2.1 bis S2.N be reit. Ein Signal ist beispielsweise eine Spannung oder ein Strom oder eine Ladung. Eine physikalische Grösse ist bei spielsweise eine Kraft, ein Druck, eine Beschleunigung, ein Drehmoment, eine Spannung, ein Strom, eine Ladung, eine Tem peratur, eine magnetische Flussdichte, photometrische Grössen oder eine andere physikalische Grösse.

[0049] In einer Ausführungsform ist der Aufnehmer 1 ein mehrachsiger piezoelektrischer Kraftaufnehmer oder ein mehr achsiger piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer.

[0050] Erfindungsgemäss sind die zweiten Signale S2.1 bis S2.N der Aufnehmerelemente 10 zu einer zweiten Summe S2 mit tels Additionsglieder 11 addiert. Der Aufbau eines Additions gliedes 11 ist von der physikalischen Grösse der zweiten Sig nale S2.1 bis S2.N abhängig. So kann ein Additionsglied 11 für einen Strom oder eine Ladung eine elektrisch Leitende Verbindung sein. Es sind aber auch kompliziertere Schaltungen denkbar, die eine Addition der zweiten Signale S2.1 bis S2.N ermöglichen .

[0051] In einer Ausführungsform sind die Additionsglieder 11 innerhalb eines Aufnehmers 1 angeordnet, wie in Fig. 2, Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt. Dies hat den Vorteil, dass ein Kabel 2, welches Aufnehmer 1 und Messschaltung 3 elektrisch leitend verbindet, weniger Leiter benötigt als wenn alle ers ten und zweiten Signale separat durch das Kabel geleitet wer den . [0052] In einer Ausführungsform sind die Additionsglieder 11 innerhalb des aufnehmerseitigen Steckers des Kabels 2 an geordnet, wie in Fig. 7 dargestellt. Der aufnehmerseitige Stecker des Kabels 2 ist der Stecker, welcher das Kabel 2 mit dem Aufnehmer 1 verbindet. Dies hat den Vorteil, dass auch Aufnehmer 1, welche nicht den Anforderungen entsprechen dass die zweiten Signale zusammengefasst sind, in einer Messein richtung 123 mit der Messschaltung 3 nutzbar sind. Die Addi tionsglieder 11 müssen nahe dem Aufnehmer 1, insbesondere im aufnehmerseitigen Stecker, angeordnet sein, damit bei Vorlie gen einer Störung, die Störung die bereitgestellten ersten Signale Sl.l bis Sl.N und die bereitgestellte zweite Signal summe S2 jeweils mit einem gleich grossen Anteil beeinflusst, wobei die Störung phasengleich ist. Ist das Kabel 2 ohne Ste cker mit dem Aufnehmer 1 verbunden, so sind die Additions glieder 11 in unmittelbarer Nähe zum Aufnehmer 1 in das Kabel 2 einzufügen, damit gewährleistet ist, dass die Störung die bereitgestellten ersten Signale Sl.l bis Sl.N und die bereit gestellte zweite Signalsumme S2 jeweils mit einem gleich grossen Anteil beeinflusst, wobei die Störung phasengleich ist. Unmittelbare Nähe bezeichnet einen Abstand von weniger als 10% der gesamten Länge des Kabels 2 zwischen Aufnehmer 1 und Messchaltung 3.

[0053] In einer Ausführungsform beinhalten die Additions glieder 11 einen Verstärker oder einen Analog-zu- Digitalwandler oder beides.

[0054] In einer Ausführungsform sind Leiter 21 des Ka bels 2 und Kontakte 12, 13 des Aufnehmers 1 durch Steckkon takte 16 elektrisch leitend verbunden, wie in Fig. 5 darge stellt. [0055] Ein Steckkontakt besteht aus einem Stecker und ei ner Buchse, von welchen je eines am Kabel 2 und eines am Auf nehmer angeordnet ist und mit welchem ein Leiter 21 des Ka bels 2 und ein Kontakt des Aufnehmers 1 miteinander elektrisch leitend verbindbar sind.

[0056] In einer Ausführungsform ist das Kabel 2 unlösbar mit dem Aufnehmer 1 verbunden, und die die ersten Kontakte 12 und die zweiten Kontakte 13 sind Stoffschlüssig oder kraft schlüssig mit den Leiter 21 des Kabels 2 verbunden, wie in Fig. 2 und Fig. 6 dargestellt.

[0057] Die Signaleingänge 36 der Messschaltung 3 sind in einer Ausführungsform als Steckkontakte ausgeführt, welche die Leiter 21 des Kabels 2 und die Messschaltung 3 elektrisch leitend verbinden, wie in Fig. 1 bis Fig. 5 dargestellt.

[0058] Die Signaleingänge 36 der Messschaltung 3 sind in einer Ausführungsform so ausgeführt, dass das Kabel 2 unlös bar mit der Messschaltung 3 verbunden ist, und dass die Lei ter 21 des Kabels 2 Stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit den Signaleingängen 36 der Messschaltung 3 verbunden sind, wie in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellt.

[0059] In einer nicht gezeigten Ausführungsform sind meh rere Aufnehmer 1 derart mit der Messschaltung 3 verbunden, dass die zweiten Signale S2.1 bis S2.N der in verschiedenen Aufnehmern 1 angeordneten Aufnehmerelemente 10 additiv zusam mengefasst sind. Dies kann beispielsweise eine Anordnung meh rerer Drucksensoren in einem Fluidsystem sein. Diese Druck sensoren können beispielsweise über einen gemeinsamen Steck kontakt mit einem Kabel 2 verbindbar sein, und die zweiten Signale S2.1 bis S2.N im Kabel 2 additiv zusammengefasst sein. Diese Drucksensoren können als piezoelektrische oder piezoresistive Drucksensoren oder Ionisations-Vakuummeter o- der Wärmeleitungsvakuummeter sein. Es sind auch andere Anwen dungen denkbar, in denen Aufnehmerelemente 10 in verschiede nen Aufnehmern 1 angeordnet sind.

[0060] Es ist auch eine Ausführungsform möglich, die ver schiedene Merkmale der in dieser Schrift offenbarten Ausfüh rungsformen wo möglich miteinander kombiniert.

Bezugszeichenliste

1 Aufnehmer

2 Kabel

3 MessSchaltung

10 Aufnehmerelement

11 Additionsglied

12 erster Kontakt

13 zweiter Kontakt

16 Signalausgang

21 Leiter

31 Additionsglied

32 Verstärker

33 Arithmetikelement

34 Bezugspotential

36 Signaleingang

123 Messeinrichtung

St StörungsSignal

N Anzahl der Aufnehmerelemente

51.1 bis Sl.N erstes Signal eines Aufnehmerelements

52.1 bis S2.N zweites Signal eines Aufnehmerelements

51 erste Signalsumme

52 zweite Signalsumme

S2 ' ungestörte zweite Signalsumme

Sb2 störungskorrigierte zweite Signalsumme

Sbl.l bis Sbl.N störungskorrigiertes erstes Signal

D .1 bis D . N Differenzsignal eines Aufnehmerelements Db .1 bis Db . N störungskorrigiertes Differenzsignal eines

Aufnehmerelements