[go: up one dir, main page]

DE202014005969U1 - Device for measuring charge change times - Google Patents

Device for measuring charge change times Download PDF

Info

Publication number
DE202014005969U1
DE202014005969U1 DE201420005969 DE202014005969U DE202014005969U1 DE 202014005969 U1 DE202014005969 U1 DE 202014005969U1 DE 201420005969 DE201420005969 DE 201420005969 DE 202014005969 U DE202014005969 U DE 202014005969U DE 202014005969 U1 DE202014005969 U1 DE 202014005969U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
output
measuring
amplifier
time
comparator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE201420005969
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pepperl and Fuchs SE
Original Assignee
Pepperl and Fuchs SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pepperl and Fuchs SE filed Critical Pepperl and Fuchs SE
Priority to DE201420005969 priority Critical patent/DE202014005969U1/en
Publication of DE202014005969U1 publication Critical patent/DE202014005969U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H7/00—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles
    • B65H7/02—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors
    • B65H7/06—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors responsive to presence of faulty articles or incorrect separation or feed
    • B65H7/12—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors responsive to presence of faulty articles or incorrect separation or feed responsive to double feed or separation
    • B65H7/125—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors responsive to presence of faulty articles or incorrect separation or feed responsive to double feed or separation sensing the double feed or separation without contacting the articles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2553/00—Sensing or detecting means
    • B65H2553/20—Sensing or detecting means using electric elements
    • B65H2553/23—Capacitive detectors, e.g. electrode arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Vorrichtung ausgebildet für eine Messung der Stapelhöhe oder Dicke eines Druckmediums (DST) mittels einer Messung von Ladezeiten eines Messkondensators (CM), aufweisend, – den für eine Aufnahme von Druckmedien ausgebildeten Messkondensator (CM), einen Messkreis (MSK), mit einem Messverstärker (VM) mit einem Ausgang und einem Messwiderstand (RM) und der Messkondensator (CM), wobei der Messwiderstand (RM) und der Messkondensator (CM) ein erstes RC-Glied ausbilden, – einen Komparator (K), der einen ersten Eingang (B1) und einen Ausgang (C) aufweist, wobei der erste Eingang (B1) des Komparators (K) mit dem Ausgang des Messverstärkers (VM) verbindbar ist, – eine Steuerungseinheit (ST), welche mit dem Ausgang (C) des Komparators und mittels eines ersten Ausgang (A) mit dem ersten RC-Glied verschaltet ist und wobei die Steuerungseinheit (ST) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) das erste RC-Glied mittels des ersten Ausgangs (A) mit einem Ladestrom (I1) beaufschlagt, wobei die Steuerungseinheit (ST) eingerichtet ist, die an einem zweiten Zeitpunkt (t2) am Ausgang (C) des Komparators (K) auftretende Spannungsänderung zu detektieren, um aus der Differenz des ersten Zeitpunkts (t1) und des zweiten Zeitpunkts (t2) eine Ladezeit zu ermitteln dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzzweig (REFZ) mit einem zweiten RC-Glied und einem Referenzverstärker (VR) mit einem Ausgang vorgesehen ist, und die Steuerungseinheit (ST) mittels des Ausgangs (A) zu dem ersten Zeitpunkt (t1) das zweite RC-Glied mit dem Ladestrom (I1) oder Spannung beaufschlagt und mittels eines Schalters (S1), entweder den Ausgang des Messverstärkers (VM) oder den Ausgang des Referenzverstärkers (VR) mit dem Eingang des Komparators (K) verbindet.Device designed for a measurement of the stack height or thickness of a printing medium (DST) by means of a measurement of charging times of a measuring capacitor (CM), having - the measuring capacitor (CM) designed to accommodate printing media, a measuring circuit (MSK), with a measuring amplifier ( VM) with an output and a measuring resistor (RM) and the measuring capacitor (CM), the measuring resistor (RM) and the measuring capacitor (CM) forming a first RC element, - a comparator (K) which has a first input (B1 ) and an output (C), the first input (B1) of the comparator (K) being connectable to the output of the measuring amplifier (VM), - a control unit (ST) which is connected to the output (C) of the comparator and by means of a first output (A) is connected to the first RC element and wherein the control unit (ST) applies a charging current (I1) to the first RC element by means of the first output (A) at a first point in time (t1), the Control unit (ST) is set up to detect the voltage change occurring at the output (C) of the comparator (K) at a second point in time (t2) in order to determine a charging time from the difference between the first point in time (t1) and the second point in time (t2), characterized in that, that a reference branch (REFZ) with a second RC element and a reference amplifier (VR) is provided with an output, and the control unit (ST) by means of the output (A) at the first time (t1) the second RC element with the Charging current (I1) or voltage is applied and by means of a switch (S1), either the output of the measuring amplifier (VM) or the output of the reference amplifier (VR) is connected to the input of the comparator (K).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Ladungsänderungszeiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for measuring charge change times according to the preamble of claim 1.

Aus der US 2009/003340 A1 ist eine Schaltung und ist ein Verfahren zur Ermittlung der Kapazitätsänderung eines Kondensators eines RC-Glieds offenbart. Hierbei ist der Kondensator als Plattenkondensator zur Detektion einer Stapelhöhe oder der Dicke eines Druckmediums ausgelegt. Zur Ermittlung der Stapelhöhe wird von einer Steuerungseinheit der Messkreis bzw. das RC-Glied mit einem Strom oder Spannung aus der Steuerungseinheit beaufschlagt und die Ladezeit aus der Differenz des Zeitpunktes an dem der Strom bzw. die Spannung angelegt worden ist und dem Zeitpunkt an dem eine Spannungsänderung an dem Ausgang eines Komparators auftritt, errechnet. Indem eine Variation der Füllhöhe bzw. Stapelhöhe zwischen den Platten die Ladezeiten ändert, lässt sich aus der Bestimmung der Ladungszeitänderungen eine Aussage über die Stapelhöhe treffen. Hierbei ist es wünschenswert die Sensitivität der Messung zu erhöhen, um eine genauere Bestimmung der Stapelhöhe zu erzielen.From the US 2009/003340 A1 FIG. 12 is a circuit and discloses a method for determining the capacitance change of a capacitor of an RC element. Here, the capacitor is designed as a plate capacitor for detecting a stack height or the thickness of a pressure medium. To determine the stack height, a current or voltage from the control unit is applied by a control unit to the measuring circuit or the RC element, and the charging time is calculated from the difference between the instant at which the current or the voltage has been applied and the time at which one Voltage change occurs at the output of a comparator. By varying the filling height or stacking height between the plates, the charging times can be determined from the determination of the charge time changes a statement about the stack height. In this case, it is desirable to increase the sensitivity of the measurement in order to achieve a more accurate determination of the stack height.

Des Weiteren ist aus der DE 10 2009 017 011 A1 eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung einer Messkapazität bekannt. Hierbei wird der Spannungsverlauf des Referenzzweiges mit dem Spannungsverlauf des Messkreises verglichen.Furthermore, from the DE 10 2009 017 011 A1 a circuit arrangement for determining a measuring capacity known. Here, the voltage curve of the reference branch is compared with the voltage curve of the measuring circuit.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung anzugeben, die den Stand der Technik weiterbildet.Against this background, the object of the invention is to provide a device which further develops the prior art.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Messung von Ladungsänderungszeiten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.The object is achieved by a device for measuring charge change times with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Gemäß dem Gegenstand der Erfindung wird eine Vorrichtung ausgebildet zur Messung der Stapelhöhe oder Dicke eines Druckmediums mittels einer Messung von Ladezeiten an einem Messkondensator bereitgestellt, wobei der Messkondensator zur Aufnahme von Druckmedien ausgebildet ist und des Weiteren ein Messkreis mit einem ersten RC-Glied vorgesehen ist, und ein Komparator vorgesehen ist, der einen ersten Eingang und einen Ausgang aufweist, und der erste Eingang mit dem Ausgang des Messverstärkers verbindbar ist, und eine Steuerungseinheit vorgesehen ist, wobei die Steuerungseinheit mit dem Ausgang des Komparators und mit dem ersten RC-Glied verschaltet ist und die Steuerungseinheit zu einem ersten Zeitpunkt das erste RC-Glied mit einem Ladestrom beaufschlagt und die an einem zweiten Zeitpunkt am Ausgang des Komparators auftretende erste Spannungsänderung zu detektieren, um aus der Differenz des ersten Zeitpunkts und des zweiten Zeitpunkts eine Ladezeit zu ermitteln, wobei ein Referenzzweig mit einem zweiten RC-Glied und einem Referenzverstärker mit einem Ausgang vorgesehen ist, und die Steuerungseinheit mittels des Ausgangs zu dem ersten Zeitpunkt das zweite RC-Glied mit dem Ladestrom beaufschlagt und mittels eines Schalters, entweder den Ausgang des Messverstärkers oder den Ausgang des Referenzverstärkers mit dem Eingang des Komparators verbindet. Es sei angemerkt, dass die Steuerungseinheit die beiden RC-Glieder, vorzugsweise mit einer rechteckförmigen Spannung beaufschlägt, um die ersten Zeitpunkte besonders exakt zu definieren. Es versteht sich, dass die ermittelten Ladezeiten am Messkreis wesentlich von den Druckmedien bzw. deren Stapelhöhe beeinflusst sind und damit von den Ladezeiten ermittelt am Referenzkreis abweichen.According to the subject matter of the invention, an apparatus is provided for measuring the stack height or thickness of a pressure medium by means of a measurement of charge times on a measurement capacitor, wherein the measurement capacitor is designed to receive print media and further a measurement circuit is provided with a first RC element, and a comparator is provided which has a first input and an output, and the first input is connectable to the output of the sense amplifier, and a control unit is provided, wherein the control unit is connected to the output of the comparator and to the first RC element and the control unit at a first time, the first RC element charged with a charging current and to detect the occurring at a second time at the output of the comparator first voltage change to determine from the difference of the first time and the second time a charging time, wherein a reference Two g is provided with a second RC element and a reference amplifier with an output, and the control unit applied by means of the output at the first time the second RC element with the charging current and by means of a switch, either the output of the measuring amplifier or the output of the reference amplifier connects to the input of the comparator. It should be noted that the control unit preferably applies a rectangular voltage to the two RC elements, in order to define the first times in a particularly exact manner. It is understood that the determined charging times at the measuring circuit are substantially influenced by the pressure media or their stack height and thus differ from the charging times determined on the reference circuit.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass in dem Referenzkreis keine Beeinflussung der Lade- und/oder Entladezeiten durch Druckmedien stattfindet, und sich durch die Bestimmung der Änderung der Ladungsänderungszeiten an dem Referenzkreis, Alterungseinflüsse und/oder Umgebungseinflüsse, insbesondere durch Temperatur und Luftfeuchtigkeit, ermitteln lassen. Hierzu werden Ladungsänderungszeiten, d. h. die Lade- und/oder Entladezeitänderung des Refernzkondensators an dem Referenzkreis aus einer oder mehreren Messungen bestimmt und zur wenigstens teilweisen Kompensation eines Offsets bei dem Messkreis verwendet. Es lässt sich eine besonders gute Kompensation bei dem Messkreis erzielen, wenn die elektronischen Bauelemente des Referenzkreises denen des Messkreises möglichst gleichen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei dem Referenzkreis ein Anfangswert bestimmt und in nachfolgenden Messungen nur die Differenz zu dem Anfangswert, d. h. der sogenannte Offset ermittelt. Des Weiteren lässt sich bestimmte Offset von den jeweiligen Messwerten des Messkreises subtrahieren. Des Weiteren ist es vorteilhaft, die Offset-Bestimmung alternierend mit den Messungen an dem Messkreis, mittels denen die Dicke von Druckmedien, insbesondere Papier, bestimmt wird, durchzuführen. Hierdurch lassen sich die Änderungen der Lade- und/oder Entladezeiten am Referenzkreis unmittelbar auf nachfolgenden Messungen am Messkreis übernehmen. Mittels der erfindungsgemäßen Kompensation lässt sich die Empfindlichkeit bzw. die Auflösung der Messungen innerhalb des Messkreises erhöhen und hierdurch die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Messung von Stapelhöhen bei Druckmedien verbessern.An advantage of the device according to the invention is that no influencing of the charging and / or discharging times by pressure media takes place in the reference circuit, and by the determination of the change of the charge change times on the reference circle, aging influences and / or environmental influences, in particular by temperature and humidity, can be determined. For this, charge change times, i. H. the charging and / or discharging time change of the reference capacitor is determined on the reference circuit from one or more measurements and used for at least partial compensation of an offset in the measuring circuit. A particularly good compensation in the measuring circuit can be achieved if the electronic components of the reference circuit are as similar as possible to those of the measuring circuit. In a preferred embodiment, an initial value is determined in the reference circle and in subsequent measurements, only the difference to the initial value, d. H. the so-called offset determined. Furthermore, certain offset can be subtracted from the respective measured values of the measuring circuit. Furthermore, it is advantageous to perform the offset determination alternately with the measurements on the measuring circuit, by means of which the thickness of printing media, in particular paper, is determined. As a result, the changes in the charging and / or discharging times at the reference circuit can be transferred directly to subsequent measurements on the measuring circuit. By means of the compensation according to the invention, the sensitivity or the resolution of the measurements within the measuring circuit can be increased and thereby improve the reliability and accuracy of the measurement of stack heights in print media.

In einer Weiterbildung weist der Messwiderstand einen ersten mit der Steuerungseinheit verschalteten Anschluss und einen mit einer ersten Platte des Messkondensators verschalteten zweiten Anschluss auf und der Messkondensator eine mit einem Bezugspotential verschaltete zweite Platte aufweist, wobei die zweite Platte eine für die Aufnahme von Druckmedien äquidistant zu der Fläche der ersten Platte beabstandete Fläche aufweist und der zweite Anschluss mit einem Eingang des Messverstärkers verschaltet ist und ein Ausgang des Messverstärkers mit dem ersten Eingang des Komparators verschaltet ist.In one development, the measuring resistor has a first connection connected to the control unit and one with a first Plate of the measuring capacitor connected to the second terminal and the measuring capacitor has a second plate connected to a reference potential, wherein the second plate has a spaced for receiving print media equidistant from the surface of the first plate surface and the second terminal is connected to an input of the measuring amplifier and an output of the sense amplifier is connected to the first input of the comparator.

In einer anderen zweite Weiterbildung weist das zweite RC-Glied einen Referenzwiderstand mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss und einen Referenzkondensator, mit einer ersten Platte und einer zweiten Platte auf, wobei die zweite Platte mit einem Bezugspotential und der zweite Anschluss mit der ersten Platte verschaltet ist.In another second development, the second RC element has a reference resistor with a first terminal and a second terminal and a reference capacitor, with a first plate and a second plate, wherein the second plate with a reference potential and the second terminal with the first plate is interconnected.

In einer Weiterbildung wird von der Steuerungseinheit zu einem dritten Zeitpunkt an dem Ausgang die Spannung auf das Bezugspotential, das vorzugsweise als Massepotential ausgebildet ist, gelegt und mittels eines Entladestroms die RC-Glieder entladen und zu einem vierten Zeitpunkt am Ausgang des Komparators auftretende Spannungsänderung zu detektieren und aus der Differenz des dritten Zeitpunkts und des vierten Zeitpunkts eine Entladezeit zu ermitteln.In a development of the control unit to a third time at the output, the voltage to the reference potential, which is preferably designed as ground potential, laid and unloaded by means of a discharge current, the RC elements and to detect at a fourth time occurring at the output of the comparator voltage change and determine a discharge time from the difference of the third time and the fourth time.

Es versteht sich, dass der Komparator einen zweiten Eingang aufweist, der mit einem Referenzpotential bzw. Schwellpotential verschaltet ist und die zweiten und vierten Zeitpunkte, diejenigen Zeitpunkte sind, an denen die steigende bzw. die fallende Spannung an den RC-Gliedern, die an dem Komparator anliegenden Referenzspannungshöhen durchläuft. Hierbei ist der zweite Zeitpunkt als derjenige Zeitpunkt gegeben, an welchem die Höhe der ansteigenden Spannung im Wesentlichen gleich einer ersten Referenzspannung ist. Ferner ist der vierte Zeitpunkt als derjenige Zeitpunkt gegeben, an welchem die Höhe der abfallenden Spannung im Wesentlichen gleich einer zweiten Referenzspannung entspricht, wobei die zweite Referenzspannung kleiner als die erste Referenzspannung ist. In einer Weiterbildung ist die Höhe der ersten Referenzspannung und/oder die Höhe der zweiten Referenzspannung einstellbar ausgeführt.It is understood that the comparator has a second input, which is connected to a reference potential or threshold potential and the second and fourth times, those times are at which the rising and the falling voltage at the RC elements, at the Passing comparator adjacent reference voltage levels. Here, the second time is given as the time at which the height of the rising voltage is substantially equal to a first reference voltage. Furthermore, the fourth time is given as the time at which the height of the falling voltage substantially equal to a second reference voltage, wherein the second reference voltage is smaller than the first reference voltage. In a development, the height of the first reference voltage and / or the height of the second reference voltage is designed to be adjustable.

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist der Ausgang des Messverstärkers mit einem Eingang eines Entkopplungsverstärkers und ein Ausgang des Entkopplungsverstärkers mit einer Schirmelektrode, welche den Messkondensator abschirmt, verschaltet.According to another development, the output of the measuring amplifier is connected to an input of a decoupling amplifier and an output of the decoupling amplifier is connected to a shielding electrode which shields the measuring capacitor.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Die dargestellte Ausführungsformen sind stark schematisiert, d. h. die Abstände und die lateralen und die vertikalen Erstreckungen sind nicht maßstäblich und weisen, sofern nicht anders angegeben auch keine ableitbare geometrische Relation zueinander auf. Darin zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Here similar parts are labeled with identical names. The illustrated embodiments are highly schematic, d. H. the distances and the lateral and the vertical extensions are not to scale and have, unless otherwise indicated, no derivable geometric relation to each other. It shows:

1 eine erste schematische Schaltungsanordnung, 1 a first schematic circuit arrangement,

2 einen zeitlichen Verlauf der Spannungen an ausgewählten Punkten der Schaltungsanordnung der 1. 2 a time course of the voltages at selected points of the circuit arrangement of 1 ,

Die Abbildung der 1 zeigt eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung, aufweisend einen Messkreis MSK mit einem ersten RC-Glied und einem Messverstärker VM mit einem Ausgang, einen Komparator K, der einen ersten Eingang B1 und einen Ausgang C aufweist. Außerdem weist der Komparator K einen mit einer Steuerungseinheit ST verschalteten zweiten Eingang B2 auf. An dem zweiten Eingang B2 liegt entweder eine erstes Referenzpotential UREF1 oder ein zweites Referenzpotential UREF2 an. Es ist bevorzugt, die beiden Referenzpotentiale UREF1 und UREF2 einstellbar einzurichten. Der erste Eingang B1 ist mit dem Ausgang des Messverstärkers VM verbindbar. Die Steuerungseinheit ST ist mittels eines Ausgangs A eingerichtet, das erste RC-Glied mit einem Ladestrom I1 zu beaufschlagten und die am Ausgang C des Komparators K auftretende Spannungsänderung zu detektieren. Des Weiteren ist die Steuerungseinheit ST eingerichtet einen Referenzzweig REFZ mit einem zweiten RC-Glied und einen Referenzverstärker VR mit einem Ausgang und die Steuerungseinheit ST mittels des Ausgangs A das zweite RC-Glied gleichzeitig mit dem Ladestrom I1 zu beaufschlagen und mittels eines Schalters S1, entweder den Ausgang des Messverstärkers VM oder den Ausgang des Referenzverstärkers VR mit dem Eingang des Komparators K verbindet. Zusätzlich ist der Ausgang des Messverstärkers VM mit einem Eingang eines Entkopplungsverstärkers EV verschaltet und ein Ausgang des Entkopplungsverstärkers EV ist mit einer Schirmelektrode SE, welche den Messkondensator VM abschirmt, verschaltet.The picture of the 1 shows an embodiment of the circuit arrangement, comprising a measuring circuit MSK with a first RC element and a measuring amplifier VM with an output, a comparator K, which has a first input B1 and an output C. In addition, the comparator K has a second input B2 connected to a control unit ST. At the second input B2 is either a first reference potential UREF1 or a second reference potential UREF2. It is preferable to adjustably set the two reference potentials UREF1 and UREF2. The first input B1 can be connected to the output of the measuring amplifier VM. The control unit ST is set up by means of an output A to act on the first RC element with a charging current I1 and to detect the voltage change occurring at the output C of the comparator K. Furthermore, the control unit ST is set up to apply a reference branch REFZ with a second RC element and a reference amplifier VR with an output and the control unit ST via the output A to apply the second RC element simultaneously to the charging current I1 and by means of a switch S1, either connects the output of the measuring amplifier VM or the output of the reference amplifier VR to the input of the comparator K. In addition, the output of the measuring amplifier VM is connected to an input of a decoupling amplifier EV and an output of the decoupling amplifier EV is connected to a shield electrode SE, which shields the measuring capacitor VM.

Hierzu weist das erste RC-Glied einen Messwiderstand RM mit einem ersten Anschluss RMA1 und einem zweiten Anschluss RMA2 und einen Messkondensator CM, mit einer ersten Platte CM1 und einer zweiten Platte CM2 auf, wobei die zweite Platte CM2 mit einem Bezugspotential GND verschaltet und als im Wesentlichen zur ersten Platte CM1 gleich beabstandete Fläche zur Aufnahme von Druckmedien ausbildet ist und ferner ist der zweite Anschluss RMA2 mit der ersten Platte CM1 verschaltet. Des Weiteren weist das zweite RC-Glied einen Referenzwiderstand RR mit einem ersten Anschluss RRA1 und einem zweiten Anschluss RRA2 und einen Messkondensator CR, mit einer ersten Platte CR1 und einer zweiten Platte CR2, auf, wobei die zweite Platte CR2 mit einem Bezugspotential GND und der zweite Anschluss RRA2 mit der ersten Platte CR1 verschaltet ist. Des Weiteren weist der Messverstärker VM einen mit dem zweiten Anschluss RMA2 des Messwiderstandes RM verschalteten Eingang VME auf. Außerdem weist der Referenzverstärker VR einen mit dem zweiten Anschluss RRA2 des Referenzwiderstandes RR verschalteten Eingang VRE auf. Ferner weist der Schalter S1 einen mit der Steuerungseinheit ST verschalteten Steuereingang STA auf und die Steuerungseinheit ST ist mit dem Ausgang C des Komparators K verschaltet.For this purpose, the first RC element has a measuring resistor RM with a first terminal RMA1 and a second terminal RMA2 and a measuring capacitor CM, with a first plate CM1 and a second plate CM2, wherein the second plate CM2 connected to a reference potential GND and as in Substantially to the first plate CM1 equally spaced surface is formed for receiving print media and further, the second terminal RMA2 is connected to the first plate CM1. Furthermore, the second RC element has a reference resistor RR with a first terminal RRA1 and a second terminal RRA2 and a Measuring capacitor CR, with a first plate CR1 and a second plate CR2, wherein the second plate CR2 is connected to a reference potential GND and the second terminal RRA2 to the first plate CR1. Furthermore, the measuring amplifier VM has an input VME connected to the second terminal RMA2 of the measuring resistor RM. In addition, the reference amplifier VR has a connected to the second terminal RRA2 of the reference resistor RR input VRE. Furthermore, the switch S1 has a control input STA connected to the control unit ST, and the control unit ST is connected to the output C of the comparator K.

In der Abbildung der 2 sind die zeitlichen Verläufe der Spannungen schematisch für ausgewählte Punkte der Schaltungsanordnung dargestellt. In einem ersten Zustand wird gemäß der Darstellung in der oberen Abbildung der 2 am Ausgang A der Steuerungseinheit ST zu einem Zeitpunkt t1 eine rechteckförmige Spannung an die beiden RC Glieder angelegt, d. h. die Kondensatoren CM und CR werden mittels des Stroms I1 geladen. Eine zugehörige beispielhafte Ladezeitkurve, dargestellt in der mittleren Abbildung der 2, aufgenommen an dem Punkt B der Schaltungsanordnung d. h. am Ausgang des Messverstärkers VM zeigt, dass zu einem Zeitpunkt t2 der steigende Spannungsverlauf am Ausgang des Messverstärkers VM eine am Komparator K anliegende erste Referenzspannung UREF1 schneidet. Der zugehörige Spannungsverlauf am Ausgang des Komparators K ist in der unteren Darstellung für den Eingang C der Steuerungseinheit ST dargestellt. Aus der Differenz der beiden Zeitpunkte t1 und t2 lässt sich die zugehörige Ladezeit ermitteln. Aus einer Änderung von zwei aufeinanderfolgenden Ladezeiten, ermittelt am Referenzkreis REFZ, lässt sich ein Offset des Referenzkreises REFZ bestimmen und zur Kompensation eines Offsets am Messkreis verwenden, indem eine Subtraktion des Messwertes des Messkreises mit dem Offset des Referenzkreises durchgeführt wird. Hierbei ist es bevorzugt, an dem Referenzzweig den Offset in Bezug auf einen Anfangswert zu bestimmen.In the picture of the 2 the time profiles of the voltages are shown schematically for selected points of the circuit arrangement. In a first state, as shown in the upper illustration of FIG 2 At the output A of the control unit ST at a time t1, a rectangular voltage is applied to the two RC elements, ie the capacitors CM and CR are charged by means of the current I1. An associated exemplary charging time curve, shown in the middle figure of the 2 , recorded at the point B of the circuit arrangement, ie at the output of the measuring amplifier VM, shows that at a time t2 the rising voltage curve at the output of the measuring amplifier VM intersects a first reference voltage UREF1 applied to the comparator K. The associated voltage curve at the output of the comparator K is shown in the lower illustration for the input C of the control unit ST. From the difference between the two times t1 and t2, the associated charging time can be determined. From a change of two successive charging times, determined on the reference circuit REFZ, an offset of the reference circuit REFZ can be determined and used to compensate for an offset on the measuring circuit by performing a subtraction of the measured value of the measuring circuit with the offset of the reference circuit. In this case, it is preferable to determine the offset with respect to an initial value at the reference branch.

Alternativ oder zusätzlich lässt sich eine Kompensation auch aus der Entladezeitänderung von aufeinanderfolgenden Messungen an dem Referenzkreis durchführen. Hierzu wird in einem zweiten Zustand gemäß der Darstellung in der oberen Abbildung der 2 am Ausgang A der Steuerungseinheit ST zu einem Zeitpunkt t3 die rechteckförmige Spannung an die beiden RC Glieder auf ein Bezugspotential, vorzugsweise Massepotential geschaltet, d. h. die Kondensatoren CM und CR werden entladen. Eine zugehörige beispielhafte Entladezeitkurve, dargestellt in der mittleren Abbildung der 2, aufgenommen an dem Punkt B der Schaltungsanordnung d. h. am Ausgang des Messverstärkers VM zeigt, dass zu einem Zeitpunkt t4 der fallende Spannungsverlauf am Ausgang des Messverstärkers VM eine am Komparator K anliegende Referenzspannung UREF2 schneidet. Der zugehörige Spannungsverlauf am Ausgang des Komparators K ist in der unteren Darstellung für den Eingang C der Steuerungseinheit ST dargestellt. Aus der Differenz der beiden Zeitpunkte t3 und t4 lässt sich die zugehörige Entladezeit ermitteln. Aus einem Vergleich von zwei aufeinanderfolgenden Entladezeiten, ermittelt am Referenzkreis REFZ, lässt sich ein Offset an dem Referenzkreis REFZ bestimmen und zur Kompensation eines Offsets am Messkreis verwenden. Hierbei ist es bevorzugt am Referenzkreis die Änderung bzw. den Offset in Bezug auf einen Anfangswert zu bestimmen.Alternatively or additionally, compensation can also be carried out from the discharge time change of successive measurements on the reference circuit. For this purpose, in a second state as shown in the upper figure of 2 at the output A of the control unit ST at a time t3, the rectangular voltage to the two RC elements connected to a reference potential, preferably ground potential, ie, the capacitors CM and CR are discharged. An associated exemplary discharge time curve, shown in the middle picture of the 2 , recorded at the point B of the circuit arrangement ie at the output of the measuring amplifier VM shows that at a time t4 the falling voltage curve at the output of the measuring amplifier VM intersects a voltage applied to the comparator K reference voltage UREF2. The associated voltage curve at the output of the comparator K is shown in the lower illustration for the input C of the control unit ST. From the difference between the two times t3 and t4, the associated discharge time can be determined. From a comparison of two successive discharge times, determined on the reference circuit REFZ, an offset can be determined on the reference circuit REFZ and used to compensate for an offset on the measuring circuit. In this case, it is preferable to determine the change or the offset with respect to an initial value at the reference circle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2009/003340 A1 [0002] US 2009/003340 A1 [0002]
  • DE 102009017011 A1 [0003] DE 102009017011 A1 [0003]

Claims (11)

Vorrichtung ausgebildet für eine Messung der Stapelhöhe oder Dicke eines Druckmediums (DST) mittels einer Messung von Ladezeiten eines Messkondensators (CM), aufweisend, – den für eine Aufnahme von Druckmedien ausgebildeten Messkondensator (CM), einen Messkreis (MSK), mit einem Messverstärker (VM) mit einem Ausgang und einem Messwiderstand (RM) und der Messkondensator (CM), wobei der Messwiderstand (RM) und der Messkondensator (CM) ein erstes RC-Glied ausbilden, – einen Komparator (K), der einen ersten Eingang (B1) und einen Ausgang (C) aufweist, wobei der erste Eingang (B1) des Komparators (K) mit dem Ausgang des Messverstärkers (VM) verbindbar ist, – eine Steuerungseinheit (ST), welche mit dem Ausgang (C) des Komparators und mittels eines ersten Ausgang (A) mit dem ersten RC-Glied verschaltet ist und wobei die Steuerungseinheit (ST) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) das erste RC-Glied mittels des ersten Ausgangs (A) mit einem Ladestrom (I1) beaufschlagt, wobei die Steuerungseinheit (ST) eingerichtet ist, die an einem zweiten Zeitpunkt (t2) am Ausgang (C) des Komparators (K) auftretende Spannungsänderung zu detektieren, um aus der Differenz des ersten Zeitpunkts (t1) und des zweiten Zeitpunkts (t2) eine Ladezeit zu ermitteln dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzzweig (REFZ) mit einem zweiten RC-Glied und einem Referenzverstärker (VR) mit einem Ausgang vorgesehen ist, und die Steuerungseinheit (ST) mittels des Ausgangs (A) zu dem ersten Zeitpunkt (t1) das zweite RC-Glied mit dem Ladestrom (I1) oder Spannung beaufschlagt und mittels eines Schalters (S1), entweder den Ausgang des Messverstärkers (VM) oder den Ausgang des Referenzverstärkers (VR) mit dem Eingang des Komparators (K) verbindet.Device designed for measuring the stack height or thickness of a pressure medium (DST) by means of a measurement of charging times of a measuring capacitor (CM) comprising, - the measuring capacitor (CM) designed for receiving print media, a measuring circuit (MSK), with a measuring amplifier ( VM) with an output and a measuring resistor (RM) and the measuring capacitor (CM), wherein the measuring resistor (RM) and the measuring capacitor (CM) form a first RC element, - a comparator (K) having a first input (B1 ) and an output (C), wherein the first input (B1) of the comparator (K) is connectable to the output of the measuring amplifier (VM), - a control unit (ST) connected to the output (C) of the comparator and means a first output (A) is connected to the first RC element and wherein the control unit (ST) at a first time (t1) the first RC element by means of the first output (A) with a charging current (I1) applied, the Steuerungse unit (ST) is arranged to detect at a second time (t2) at the output (C) of the comparator (K) occurring voltage change in order to from the difference of the first time (t1) and the second time (t2) a charging time determine characterized in that a reference branch (REFZ) with a second RC element and a reference amplifier (VR) is provided with an output, and the control unit (ST) by means of the output (A) at the first time (t1) the second RC -Glied with the charging current (I1) or voltage applied and by means of a switch (S1), either the output of the measuring amplifier (VM) or the output of the reference amplifier (VR) to the input of the comparator (K) connects. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand (RM) einen ersten mit der Steuerungseinheit (ST) verschalteten Anschluss (RMA1) aufweist und der Messwiderstand (RM) einen mit einer ersten Platte (CM1) des Messkondensators (CM) verschalteten zweiten Anschluss (RMA2) aufweist und der Messkondensator (CM) eine mit einem Bezugspotential (GND) verschaltete zweite Platte (CM2) aufweist, wobei die zweite Platte (CM2) eine für die Aufnahme von Druckmedien äquidistant zu der Fläche der ersten Platte (CM1) beabstandete Fläche aufweist und der zweite Anschluss (RMA2) mit einem Eingang (VME) des Messverstärkers (VM) verschaltet ist und ein Ausgang des Messverstärkers (VM) mit dem ersten Eingang (B1) des Komparators (K) verschaltet ist.Device according to Claim 1, characterized in that the measuring resistor (RM) has a first connection (RMA1) connected to the control unit (ST) and the measuring resistor (RM) has a second connection connected to a first plate (CM1) of the measuring capacitor (CM) (RMA2), and the measurement capacitor (CM) has a second plate (CM2) connected to a reference potential (GND), the second plate (CM2) having a surface spaced apart from the surface of the first plate (CM1) for receiving print media and the second terminal (RMA2) is connected to an input (VME) of the measuring amplifier (VM) and an output of the measuring amplifier (VM) is connected to the first input (B1) of the comparator (K). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite RC-Glied einen Referenzwiderstand (RR) mit einem ersten Anschluss (RRA1) und einem zweiten Anschluss (RRA2) und einen Referenzkondensator (CR), mit einer ersten Platte (CR1) und einer zweiten Platte (CR2) aufweist, wobei die zweite Platte (CR2) mit einem Bezugspotential (GND) verschaltet ist und der zweite Anschluss (RRA2) mit der ersten Platte (CR1) verschaltet ist.Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the second RC element has a reference resistor (RR) with a first terminal (RRA1) and a second terminal (RRA2) and a reference capacitor (CR), with a first plate (CR1) and a second plate (CR2), wherein the second plate (CR2) is connected to a reference potential (GND) and the second terminal (RRA2) is connected to the first plate (CR1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messverstärker (VM) einen mit dem zweiten Anschluss (RMA2) des Messwiderstandes (RM) verschalteten Eingang (VME) aufweist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring amplifier (VM) has a with the second terminal (RMA2) of the measuring resistor (RM) interconnected input (VME). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzverstärker (VR) einen mit dem zweiten Anschluss (RRA2) des Referenzwiderstandes (RR) verschalteten Eingang (VRE) aufweist.Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the reference amplifier (VR) has an input (VRE) connected to the second terminal (RRA2) of the reference resistor (RR). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (S1) einen mit der Steuerungseinheit (ST) verschalteten Steuereingang (STA) aufweist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the switch (S1) has a with the control unit (ST) interconnected control input (STA). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (ST) mit dem Ausgang (C) des Komparators (K) verschaltet ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control unit (ST) is connected to the output (C) of the comparator (K). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator (K) einen zweiten Eingang (B2) aufweist, der mit einer ersten Referenzspannung (UREF1) und oder mit einer zweiten Referenzspannung (UREF2) verschaltet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the comparator (K) has a second input (B2), which is connected to a first reference voltage (UREF1) and or to a second reference voltage (UREF2). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der ersten Referenzspannung (UREF1) und/oder die Höhe der zweiten Referenzspannung (UREF2) einstellbar ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the height of the first reference voltage (UREF1) and / or the height of the second reference voltage (UREF2) is adjustable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Messverstärkers (VM) mit einem Eingang eines Entkopplungsverstärkers (EV) verschaltet ist und ein Ausgang des Entkopplungsverstärkers (EV) mit einer Schirmelektrode (SE), welche den Messkondensator (VM) abschirmt, verschaltet ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the output of the measuring amplifier (VM) with an input of a decoupling amplifier (EV) is connected and an output of the decoupling amplifier (EV) with a shield electrode (SE), which the measuring capacitor (VM ) shields, is interconnected. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (ST) zu einem dritten Zeitpunkt (t3) die Spannung an dem Ausgang (A) auf das Bezugspotential legt, um die beiden RC-Glieder zu entladen und zu einem vierten Zeitpunkt (t4) am Ausgang (C) des Komparators (K) auftretende Spannungsänderung zu detektieren und aus der Differenz des dritten Zeitpunkts (t3) und des vierten Zeitpunkts (t4) eine Entladezeit zu ermitteln.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the control unit (ST) at a third time (t3) sets the voltage at the output (A) to the reference potential to discharge the two RC elements and a fourth Time (t4) at the output (C) of the comparator (K) occurring voltage change to detect and from the difference of the third time point (t3) and the fourth time point (t4) to determine a discharge time.
DE201420005969 2014-07-25 2014-07-25 Device for measuring charge change times Expired - Lifetime DE202014005969U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201420005969 DE202014005969U1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Device for measuring charge change times

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201420005969 DE202014005969U1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Device for measuring charge change times

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202014005969U1 true DE202014005969U1 (en) 2014-08-22

Family

ID=51520185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201420005969 Expired - Lifetime DE202014005969U1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Device for measuring charge change times

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202014005969U1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090003340A1 (en) 2007-06-28 2009-01-01 Rebelvox, Llc Telecommunication and multimedia management method and apparatus
DE102009017011A1 (en) 2009-04-14 2010-10-28 Balluff Gmbh Circuit arrangement for determining a measuring capacity

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090003340A1 (en) 2007-06-28 2009-01-01 Rebelvox, Llc Telecommunication and multimedia management method and apparatus
DE102009017011A1 (en) 2009-04-14 2010-10-28 Balluff Gmbh Circuit arrangement for determining a measuring capacity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3152530B1 (en) Method and device for monitoring the level of a medium in a container
EP1500940B1 (en) Method for evaluating a capacitor
EP2100101B1 (en) System for measuring a physical variable
EP2668512B1 (en) Method for the contactless determination of an electrical potential of an object using two different values for the electric flux, and device
DE102009003217A1 (en) Self-test for rotation rate sensors
EP1204848A1 (en) Method for measuring level and level sensor
EP1616174B1 (en) Method for operating a gas sensor
DE102019129264A1 (en) Method for monitoring the function of a capacitive pressure measuring cell
DE3205705C2 (en) Device for measuring a physical quantity with a deformable spring
DE102015217898A1 (en) Method for continuously calibrating current measuring systems in motor vehicles
DE2413927B2 (en) ARRANGEMENT WITH A HIGH VOLTAGE MEASURING CAPACITOR
EP0497994A1 (en) Method and circuit for monitoring an ion- or redox-potential measuring electrode system
DE3832568A1 (en) CIRCUIT ARRANGEMENT FOR TEMPERATURE COMPENSATION OF CAPACITIVE PRESSURE AND DIFFERENTIAL PRESSURE SENSORS
DE202014005969U1 (en) Device for measuring charge change times
EP2844989B1 (en) Circuit arrangement for measuring a sensor element capacitance
EP1797394B1 (en) Method and system for determining the distance between a profiled surface from a functional surface moving in relation thereto by using two measuring coils
EP2977716B1 (en) Device and method for measuring the stack height of print media
DE3100065C2 (en)
DE102014222371A1 (en) Circuit arrangement and method for determining the impedance of a test battery
DE4423907C2 (en) Capacitive sensor
DE102021107764A1 (en) Sensor circuit, electrochemical sensor, and method of protecting the electrochemical sensor
DE102020100675A1 (en) Capacitive pressure sensor with temperature detection
DE3115195C2 (en)
EP2977717A1 (en) Device and method for measuring the stack height of print media
DE4425164C2 (en) Capacitive sensor

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R207 Utility model specification

Effective date: 20141002

R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years
R152 Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years
R071 Expiry of right