DE4200578A1

DE4200578A1 - Temp. sensor with two piezoelectric vibrating crystals and oscillators - uses 1st temp. sensitive crystal as frequency determining element of 1st oscillator and 2nd temp. insensitive crystal as frequency determining part of 2nd oscillator.

Info

Publication number: DE4200578A1
Application number: DE19924200578
Authority: DE
Inventors: Hans Weller; Angelika Heier-Zimmer; Karlheinz Dr Wienand
Original assignee: Heraeus Sensor GmbH
Current assignee: Heier-Zimmer Angelika 63150 Heusenstamm De Well
Priority date: 1992-01-11
Filing date: 1992-01-11
Publication date: 1993-07-15

Abstract

The first and second oscillator (1, 7) are connected respectively to first and second counters (3, 11). The two counters are connected together across at least one lead (13, 14), for transmitting start and stop signals. Both counters are set respectively to a specified initial position by the start signal. The stop digital is activated with the reaching of a specified counter reading of the second counter (11). The stop signal enables the counter reading of the first counter (3) to be determined. An address signal is derived from this for monitoring a temp. value from the fixed storage (16) corresp. to the counter reading. ADVANTAGE - Temp. sensor with simple construction as possible uses usual elements and facilitates linearisation of temp. frequency curve of such sensor. Suitable for interfacing with data bus system.

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperatur-Sensor mit einem als Meßfühler dienen den temperaturabhängigen ersten piezoelektrischen Schwingkristall als fre quenzbestimmendes Glied eines ersten Oszillators mit nachgeschaltetem ersten Zähler und einem von der Temperatur weitgehend unabhängigen zweiten piezo elektrischen Schwingkristall als frequenzbestimmmendes Glied eines zweiten Oszillators mit nachgeschaltetem zweiten Zähler, wobei der Ausgang des ersten Zählers an eine Speichervorrichtung angeschlossen ist, die mit einer elektro nischen Auswerteschaltung zur Ermittlung eines Temperaturwertes durch Ver gleich beider Zählerstände verbunden ist, sowie ein Verfahren zur Temperatur messung.The invention relates to a temperature sensor with a serve as a sensor the temperature-dependent first piezoelectric oscillating crystal as fre sequence-determining element of a first oscillator with a first connected downstream Counter and a second piezo largely independent of the temperature electrical oscillating crystal as a frequency determining element of a second Oscillator with a second counter connected, the output of the first Counter is connected to a storage device with an electro African evaluation circuit for determining a temperature value by Ver is equal to both meter readings, and a method for temperature Measurement.

Aus der DE-OS 33 18 538 ist ein elektronisches Fieberthermometer bekannt, das einen als Meßfühler dienenden Schwingquarz als frequenzbestimmendes Teil eines Oszillators aufweist, dessen Schwingungsfrequenz sich mit der Temperatur stark ändert; weiterhin ist ein zweiter Oszillator mit einem weitgehend temperatur stabilen Schwingquarz vorgesehen, dessen Frequenz bei Temperaturänderungen relativ stabil ist. An die Oszillatoren sind jeweils Frequenzteiler ange schlossen, um Tastimpulse zu erzeugen, mit deren Hilfe jeweils die Frequenz des anderen Oszillators gemessen und jeweils in einer Speichereinrichtung festgehalten wird; anschließend werden die Inhalte der ersten und zweiten Speichereinrichtung in einer Vergleichsschaltung miteinander verglichen, um die Inhalte der beiden Speicher miteinander zu vergleichen, so daß wahlweise der Inhalt des ersten oder des zweiten Speichers in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Vergleichsschaltung angezeigt werden kann und immer der maximale Meßwert gespeichert und angezeigt wird. From DE-OS 33 18 538 an electronic clinical thermometer is known a quartz crystal used as a sensor as a frequency determining part of a Has oscillator whose oscillation frequency varies strongly with temperature changes; furthermore is a second oscillator with a largely temperature stable quartz crystal provided, its frequency with temperature changes is relatively stable. Frequency dividers are attached to the oscillators closed to generate tactile pulses, with the help of which the frequency measured by the other oscillator and each in a memory device is held; then the contents of the first and second Memory device compared in a comparison circuit to to compare the contents of the two memories with one another, so that either the content of the first or the second memory depending on the Output signal of the comparison circuit can always be displayed maximum measured value is saved and displayed.

Weiterhin beschreibt die DE-PS 35 29 778 eine elektronische Temperaturmeß- und Anzeigeeinrichtung für Temperaturfühler mit beliebiger Kennlinie, die aus einem festprogrammierten Teiler mit einer ersten Torschaltung, einem festpro grammierten Teller mit einer zweiten Torschaltung, mit einem RS-Flip-Flop, einer Anzeige mit Anzeigezähler und Anzeigeverstärker, einem temperaturunab hängigen Oszillator mit Teller und einem Impulsformer mit einem weiteren Im pulsformer zur Herstellung von Taktimpulsen zur Meßablaufsteuerung sowie einem temperaturabhängigen Oszillator mit Impulsformer aufweist. Die zugehörige integrierte Schaltung enthält zwei maskenprogrammierbare Teile zur Kalibrierung der Temperaturkennlinie des temperaturabhängigen Oszillators.Furthermore, DE-PS 35 29 778 describes an electronic temperature measuring and Display device for temperature sensors with any characteristic, which off a permanently programmed divider with a first gate circuit, a fixed pro grammed plate with a second gate circuit, with an RS flip-flop, a display with display counter and display amplifier, a temperature independent pendent oscillator with plate and a pulse shaper with another Im pulse shaper for the production of clock pulses for measuring sequence control and a has temperature-dependent oscillator with pulse shaper. The associated one Integrated circuit contains two mask programmable parts for calibration the temperature characteristic of the temperature-dependent oscillator.

Als problematisch erweist sich bei den genannten Temperaturmeßvorrichtungen der verhältnismäßig komplizierte Aufbau mit einer Vielzahl elektronischer Bauelemente sowie das Fehlen der Anschlußmöglichkeit an ein Datenübertragungs system zur Auswertung beziehungsweise Steuerung bei räumlicher Trennung, wie sie z. B. in einer Schaltwarte vorliegt.It turns out to be problematic with the temperature measuring devices mentioned the relatively complicated structure with a large number of electronic ones Components and the lack of connectivity to a data transmission system for evaluation or control with spatial separation, such as they z. B. is present in a control room.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Temperatursensor mit möglichst einfachem Aufbau anzugeben, der unter Verwendung üblicher Bauelemente geschaf fen werden kann; weiterhin soll ein Verfahren zur Temperaturmessung angegeben werden, das auf einfache Weise eine Linearisierung der Temperatur-Frequenz- Kennlinie eines solchen Sensors ermöglicht, wobei die ermittelten Temperatur daten zwecks weiterer Auswertung und Steuerung an ein Daten-Bus-System zwecks Steuerung und Auswertung unter räumlicher Trennung vom Temperatursensor wei tergeleitet werden können.The invention has as its object a temperature sensor with as much as possible specify simple structure that created using conventional components can be opened; a method for temperature measurement is also to be specified linearization of the temperature-frequency Characteristic curve of such a sensor enables, the determined temperature data for further evaluation and control to a data bus system Control and evaluation with spatial separation from the temperature sensor white can be routed.

Die Aufgabe wird vorrichtungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the device, the task is characterized by the characteristic features of the Claim 1 solved.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Auswerteschaltung wenigstens eine Schnittstelle zum externen Datenaustausch auf. Die Auswerteschaltung enthält einen Mikroprozessor mit angeschlossenem Arbeits-, Festwertspeicher sowie Eingabe- und Ausgabeeinheit, die sämtlich durch ein Daten- und Steuer bus-System miteinander verbunden sind; der Festspeicher dient dabei als Korrektur-Wertspeicher zur Linearisierung der Temperatur-Frequenz-Kennlinie des im Meßfühler befindlichen piezoelektrischen Schwingkristalls. In a preferred embodiment, the evaluation circuit has at least an interface for external data exchange. The evaluation circuit contains a microprocessor with connected working memory, read-only memory as well as input and output unit, all through a data and control bus system are interconnected; the fixed memory serves as Correction value memory for linearization of the temperature-frequency characteristic of the piezoelectric oscillating crystal in the sensor.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens dem ersten Oszil lator ein Frequenzzähler nachgeschaltet, um die Frequenz des temperatursensi tiven Schwingkristalls aufzunehmen innerhalb eines Zeitintervalls, das von der Frequenz des als Zeitbasis dienenden Schwingkristalls vorgegeben wird.In a further preferred embodiment is at least the first Oszil a frequency counter connected to the frequency of the temperature sensi tive oscillating crystal to record within a time interval that of the Frequency of the oscillating crystal serving as the time base is specified.

Die Aufgabe wird verfahrensgemäß mittels der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.The task is carried out according to the method by means of the characteristic features of the Claim 9 solved.

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird zu Beginn eines Zeitinter valls der zweite Zähler in seinen Ausgangszustand versetzt und gleichzeitig ein Startsignal zum ersten Zähler gesendet und bei Erreichen der vorgegebenen Zahl von Impulsen im zweiten Zähler ein Stopsignal ausgelöst, das an den er sten Zähler übermittelt wird. Nach Auslösung des Stopsignales wird aus der Zahl der im ersten Zähler ermittelten Impulse eine Adresse abgeleitet, der durch die Temperatur-Frequenzkennlinie des als Meßfühler dienenden ersten Schwingkristalls ein Temperaturwert zugeordnet wird.In a preferred embodiment of the method, at the beginning of a time interval valls the second counter in its initial state and simultaneously a start signal is sent to the first counter and when the specified one is reached Number of pulses in the second counter triggered a stop signal to which he most counter is transmitted. After triggering the stop signal, the An address is derived from the number of pulses determined in the first counter by the temperature-frequency characteristic of the first serving as a sensor Vibrating crystal is assigned a temperature value.

Als vorteilhaft erweist sich die verhältnismäßig hohe Meßgenauigkeit aufgrund der hohen Auflösung der Zähler und der aus dem Festspeicher abrufbaren Korrek turwerte für die Temperatur-Frequenzkennlinie des als Meßfühler dienenden ersten piezoelektrischen Schwingkristalls sowie die Möglichkeit einer Tempera turkompensation des als Zeitbasis dienenden zweiten piezoelektrischen Schwing kristalls mittels Korrekturfaktor, der durch die Temperaturwerterfassung fest gelegt ist und als Umgebungstemperaturkompensation bezeichnet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, die Anordnung in miniaturisierter Form einfach zu realisieren, wobei beispielsweise auf die Herstellung mittels der ASIC-Technik zurückgegriffen werden kann. Aufgrund des einfachen Aufbaus, ist auch eine verhältnismäßig hohe Zuverlässigkeit zu erreichen.The comparatively high measurement accuracy proves to be advantageous due to the high resolution of the counters and the correction that can be called up from the permanent memory values for the temperature-frequency characteristic of the sensor first piezoelectric vibrating crystal and the possibility of a tempera compensation of the second piezoelectric oscillation serving as a time base crystals by means of a correction factor, which is determined by the temperature value acquisition is laid and can be called ambient temperature compensation. A Another advantage is the possibility of miniaturized arrangement Easy to implement shape, for example, by means of production ASIC technology can be used. Because of the simple structure, a relatively high level of reliability can also be achieved.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, daß der Temperatur-Sensor sowohl im Allein-Betrieb d. h. mit einem Meßfühler als auch in einem Temperatur-Meß system mit einer Vielzahl von Meßfühlern, die einer gemeinsamen elektronischen Schaltung angeschlossen sind, einsetzbar ist.Furthermore, it proves to be advantageous that the temperature sensor in both Solitary operation d. H. with a sensor as well as in a temperature measurement System with a large number of sensors that share a common electronic Circuit are connected, can be used.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Fig. 1 und 2a, 2b näher erläutert.The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2a, 2b.

Fig. 1 zeigt im Blockschaltbild den Aufbau des Temperatursensors; Fig. 1 shows in a block diagram the structure of the temperature sensor;

Fig. 2a zeigt ein Diagramm des zeitlichen Ablaufs der Zählvorgänge. Fig. 2a shows a timing diagram of the counting.

Fig. 2b zeigt im Ausschnitt die Temperatur-Frequenz-Kennlinie. FIG. 2b shows in segment the temperature-frequency characteristic.

Gemäß Fig. 1 weist der erste Oszillator 1, als frequenzbestimmendes Glied ein erstes piezoelektrisches Schwingkristall 2 als Meßfühler auf, dessen Frequenz sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Der Ausgang des mit einem Impulsgenerator versehenen Oszillators 1 ist mit einem ersten Zähler 3 verbun den, dessen Ausgang mit einem Register 4 verbunden ist. Das Register 4 ist mittels paralleler Übertragungsleitung 5 (3·8 bit-Übertragung nacheinander) mit der Auswerteeinheit 6 verbunden, die als Mikroprozessor ausgebildet ist. Oszillator 1 weist eine Frequenz im Bereich von 2²⁴ Hz auf.Referring to FIG. 1, the first oscillator 1, a frequency-determining element includes a first piezoelectric crystal resonator 2 as a probe, whose frequency varies in dependence on the temperature. The output of the oscillator 1 provided with a pulse generator is connected to a first counter 3 , the output of which is connected to a register 4 . The register 4 is connected to the evaluation unit 6 , which is designed as a microprocessor, by means of a parallel transmission line 5 (3 × 8 bit transmission in succession). Oscillator 1 has a frequency in the range of 2 ²⁴ Hz.

Der zweite Oszillator 7 enthält als frequenzbestimmendes Glied einen weit gehend temperaturstabilen zweiten piezoelektrischen Schwingkristall 8, welcher eine temperaturunabhängige Frequenz als Basis des Zeitnormals für den Mikro prozessor erzeugt. Außerdem ist er mit Leitung 10 über UND-Glied 20 an den Eingang des zweiten Zählers 11 angeschlossen, der ein definiertes Zeitfenster (Gate Time) erzeugt. Zur Übertragung des von der Auswerteeinheit 6 ausgehenden Startsignales ist Leitung 13 mit den Startsignaleingängen des ersten Zählers 3 und über UND-Glied 20 des zweiten Zählers 11 verbunden. Der das Stopsignal bereitstellende Ausgang des zweiten Zählers 11 ist über Stopsignalleitung 14 mit dem Stopsignaleingang des ersten Zählers 3 und dem Eingang des UND-Glie des 20 verbunden. Die Auswerteeinheit 6 ist über eine bidirektionale Übertra gungsleitung 15 mit dem Festspeicher 16 verbunden, aus dem die zur Lineari sierung der Temperatur-Frequenzkennlinie erforderlichen Korrekturwerte mittels Adressierung abrufbar sind. Weiterhin sind in einer erweiterten Ausführungs form im Festwertspeicher zusätzlich Korrekturwerte für einen im thermischen Kontakt mit dem als Zeitnormal dienenden zweiten Schwingkristall 8 stehenden Thermosensors vorgesehen, über welchen eine Korrektur das Frequenzverhalten des zweiten Schwingkristalles bei sich ändernder Umgebungstemperatur möglich ist. Es handelt sich hier jedoch nur um eine zusätzliche Ausführungsform, auf die bei präzisionsgeschliffenen Schwingkristallen für die Zeitbasis verzichtet werden kann. Als Temperaturgeber 17 ist beispielsweise ein Thermistor einsetzbar, wobei mittels Wandler 18 aus der anliegenden Spannung über Auswerteeinheit 6 eine Abfrageadresse für den Festspeicher 16 zur Korrektur der Zählerstandsvorgabe für den zweiten Zähler 11 abgeleitet wird.The second oscillator 7 contains as a frequency-determining element a largely temperature-stable second piezoelectric oscillating crystal 8 , which generates a temperature-independent frequency as the basis of the time standard for the microprocessor. In addition, it is connected with line 10 via AND gate 20 to the input of the second counter 11 , which generates a defined time window (gate time). To transmit the start signal emanating from the evaluation unit 6 , line 13 is connected to the start signal inputs of the first counter 3 and via AND gate 20 of the second counter 11 . The output of the second counter 11 providing the stop signal is connected via stop signal line 14 to the stop signal input of the first counter 3 and the input of the AND gate 20 . The evaluation unit 6 is connected via a bidirectional transmission line 15 to the read-only memory 16 , from which the correction values required for linearizing the temperature-frequency characteristic can be called up by means of addressing. Furthermore, in an extended embodiment, correction values are additionally provided in the read-only memory for a thermal sensor in thermal contact with the second oscillating crystal 8 serving as the time standard, via which a correction of the frequency behavior of the second oscillating crystal is possible when the ambient temperature changes. However, this is only an additional embodiment, which can be dispensed with in the case of precision-ground oscillating crystals for the time base. As a temperature sensor 17, a thermistor is used, for example, where from the applied voltage over the evaluation unit 6, a polling address for the memory 16 for correcting the count input for the second counter 11 is derived by means of transducers 18th

Im Folgenden ist unter Zuhilfenahme des in Fig. 2a dargestellten Zeitplanes die Funktionsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 näher erläutert.The mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 1 is explained in more detail below with the aid of the schedule shown in FIG. 2a.

Gemäß Kurve A der Fig. 2a wird vom ersten Oszillator 1 nach Fig. 1 eine temperaturabhängige Frequenz erzeugt, welche als Amplitude A entlang der Zeitachse t dargestellt ist. Mittels eines im Oszillator 1 befindlichen Impulsgenerators wird aus der sinusförmigen Wechselspannung gemäß Kurve B eine Folge von Impulsen erzeugt, deren Impulsabstände umgekehrt proportional der Frequenz des ersten Oszillators 1 sind. Die Impulse werden mittels Leitung 12 zum ersten Zähler 3 geleitet und dort gezählt, sofern am ersten Zähler 3 das von einem Startsignal-Impuls I gemäß Kurve C generierte Zeitfenster gemäß Kurve D anliegt. Der Beginn des Zeitfensters wird gemäß Kurve C durch den Start-Impuls I ausgelöst, an den sich eine Folge von Impulsen II in konstantem Zeitabstand T₂ anschließt; diese Impulsfolge wird ebenso wie die anhand des ersten Oszillators 1 beschriebene Folge aus einer im zweiten Oszillator 7 mittels zweitem Schwingkristall 8 erzeugten Sinusschwingung abgeleitet, wobei allerdings im Gegensatz zum ersten Oszillator 1 im zweiten Oszillator eine praktisch temperaturunabhängige Frequenz erzeugt wird. Das in Kurve D dargestellte Zeitfenster mit der Amplitude 1 wirkt zusammen mit den zu zählenden Impulsen gemäß Kurve B über eine logische UND-Verknüpfung auf den Zähler 3, so daß nur bei Anliegen beider Signale gemäß Kurven B und D der erste Zähler 3 in Funktion tritt. Das Zeitfenster D wird mittels eines Stopsignal-Impulses III gemäß Kurve C beendet, wobei der Stop-Signal-Impuls durch Überlauf des vorgegebenen Zählerstandes im zweiten Zähler 11 erzeugt wird.According to curve A of FIG. 2a, the first oscillator 1 according to FIG. 1 generates a temperature-dependent frequency, which is shown as amplitude A along the time axis t. By means of a pulse generator located in the oscillator 1, a sequence of pulses is generated from the sinusoidal AC voltage according to curve B, the pulse intervals of which are inversely proportional to the frequency of the first oscillator 1 . The pulses are conducted via line 12 to the first counter 3 and counted there, provided that the time window generated by a start signal pulse I according to curve C according to curve D is present at the first counter 3 . The start of the time window is triggered according to curve C by the start pulse I, which is followed by a sequence of pulses II at a constant time interval T ₂ ; this pulse sequence, like the sequence described with reference to the first oscillator 1 , is derived from a sinusoidal oscillation generated in the second oscillator 7 by means of a second oscillating crystal 8 , although, in contrast to the first oscillator 1, a practically temperature-independent frequency is generated in the second oscillator. The time window shown in curve D with the amplitude 1 acts together with the pulses to be counted according to curve B via a logical AND operation on counter 3 , so that the first counter 3 only functions when both signals according to curves B and D are present . The time window D is ended by means of a stop signal pulse III in accordance with curve C, the stop signal pulse being generated in the second counter 11 by overflow of the predetermined counter reading.

Das Startsignal gemäß Kurve C für das Zeitfenster D wird entweder durch manuelle Betätigung, beispielsweise eines Starttasters oder durch zyklisches Starten im Prozessor, z. B. Ansteuerung der Auswerteeinheit 6 ausgelöst, wobei das auslösende Steuersignal beispielsweise über eine Daten-Bus-Leitung mittels Schnittstelle 21 in die Auswerteeinheit 6 gelangt; d. h., der zur Erzeugung des Zeitfensters D erforderliche Stopsignal-Impuls III wird durch eine vorgegebene Anzahl von Impulsen gemäß Kurve C ausgelöst, die aus einem mit dem zweiten Oszillator 7 verbundenen Impulsgenerator über Leitung 10 in den zweiten Zähler ll (Auf- oder Abwärtszähler) gelangen, wobei die Zahl der zwischen Startsignal und Stopsignal liegenden Impulse zur Erzeugung eines konstanten Impulsabstandes zwischen Start- und Stopsignal fest vorgegeben ist. Das heißt, daß durch das Startsignal eine logische 1 gemäß Kurve D erzeugt wird, die zusammen mit den aus dem Impulsgenerator des 2. Oszillators 7 austretenden Impulsen mittels logischer Und-Verknüpfung auf den Zählereingang des 2. Zählers ll solange gelangt, bis der vorgegebene Zählerstand erreicht ist und der Stopsignal-Impuls III die vom Startsignal-Impuls I ausgelöste logische 1 in eine logische 0 umwandelt, so daß keine weiteren Impulse in den Eingang des zweiten Zählers 11 gelangen können. Die vom ersten Zähler 3 ermittelte Zahl, der aus dem Impulsgenerator des ersten Oszillators 1 abgeleiteten Impulse, wird in einem Register 4 geladen, das mittels einer Übertragungsleitung 5 (3·8 bit-Übertragung) mit der Auswerteeinheit 6 in Verbindung steht. Da die Zahl der Impulse der Frequenz des als ersten Schwingkristall 2 ausgebildeten Meß fühlers direkt proportional ist, kann aus der in Register 4 gespeicherten Zahl eine Adresse abgeleitet werden, die einen Abruf des im Prozessor als Tempera turwert abgelegten Speicherinhaltes ermöglicht, so daß aufgrund der Adreß-Speicher-Zuordnung eine Linearisierung der Temperatur-Frequenzkennlinie möglich ist.The start signal according to curve C for the time window D is either by manual actuation, for example a start button, or by cyclic starting in the processor, e.g. B. triggering of the evaluation unit 6 , wherein the triggering control signal reaches the evaluation unit 6 , for example via a data bus line by means of interface 21 ; that is, the stop signal pulse III required to generate the time window D is triggered by a predetermined number of pulses according to curve C, which pass from a pulse generator connected to the second oscillator 7 via line 10 into the second counter II (up or down counter) , the number of pulses between the start signal and the stop signal for generating a constant pulse interval between the start and stop signal being fixed. This means that the start signal generates a logical 1 in accordance with curve D, which together with the pulses emerging from the pulse generator of the second oscillator 7 reaches the counter input of the second counter 11 by means of a logical AND operation until the predetermined counter reading is reached and the stop signal pulse III converts the logic 1 triggered by the start signal pulse I into a logic 0, so that no further pulses can reach the input of the second counter 11 . The number determined by the first counter 3 , the number of pulses derived from the pulse generator of the first oscillator 1 , is loaded into a register 4 , which is connected to the evaluation unit 6 by means of a transmission line 5 (3 × 8 bit transmission). Since the number of pulses is directly proportional to the frequency of the sensor formed as the first oscillating crystal 2 , an address can be derived from the number stored in register 4 , which enables the memory content stored in the processor as a temperature value to be called up, so that due to the address Memory allocation a linearization of the temperature-frequency characteristic is possible.

Weiterhin kann in der bereits oben genannten weiteren bevorzugten Ausführungsform ein verhältnismäßig einfacher zusätzlicher Temperatursensor 17, der beispielsweise als Thermistor ausgebildet ist, ein seiner Spannung entsprechendes Signal mittels Wandler 18 über Leitung 19 an die Auswerteeinheit 6 weiterleiten, wobei aus dem Signal ebenfalls eine Adresse für den Festspeicher 16 abgerufen wird, so daß gemäß Kurve E bei Temperaturerhöhung die Zahl der zur Auslösung des Stopsignals III erforderlichen vorgegebenen Impulse im 2. Zähler verringert und gemäß Kurve F bei Temperaturerniedrigung im Bereich des als Zeitbasis dienenden zweiten piezoelektrischen Schwingkristalls 8 die vorgegebene Zahl der Impulse für den 2. Zähler 11 erhöht, um einen konstanten Zeitabstand zwischen Start- und Stopsignal zu bewahren, wie es anhand der Kurve D erkennbar ist. Die Kurven A-F zeigen lediglich einen schematischen zeitlichen Zusammenhang.Furthermore, in the further preferred embodiment already mentioned above, a relatively simple additional temperature sensor 17 , which is designed, for example, as a thermistor, can forward a signal corresponding to its voltage by means of converter 18 to the evaluation unit 6 via line 19 , the address also providing the address for the Read-only memory 16 is called up, so that according to curve E when the temperature rises, the number of predetermined pulses required to trigger the stop signal III is reduced in the second counter, and according to curve F when the temperature drops in the region of the second piezoelectric oscillating crystal 8 serving as a time base, the predetermined number of pulses for increases the second counter 11 in order to maintain a constant time interval between the start and stop signal, as can be seen from curve D. The curves AF only show a schematic temporal relationship.

Weiterhin ist es auch möglich, die Länge des Zeitfensters gemäß Kurve D durch Vorgabe eines ganz bestimmten Zählerstandes des zweiten Zählers 11 am Anfang des jeweiligen Zählzyklus zu variieren. Hierdurch kann beispielsweise die Auflösung der Genauigkeit des Meßverfahrens den jeweiligen Erfordernissen optimal angepaßt werden; weiterhin ist es möglich, auf einfache Weise eine Temperaturkompensation der Umgebungstemperatur bzw. eine Kalibration beispielsweise infolge Alterung der Schwingkristalle durch Vorgabe eines ganz bestimmten Zählerstandes im zweiten Zähler am Anfang des jeweiligen Zählzyklus vorzunehmen.Furthermore, it is also possible to vary the length of the time window according to curve D by specifying a very specific counter reading of the second counter 11 at the beginning of the respective counting cycle. In this way, for example, the resolution of the accuracy of the measuring method can be optimally adapted to the respective requirements; it is also possible to carry out a temperature compensation of the ambient temperature or a calibration, for example as a result of aging of the oscillating crystals, by specifying a very specific counter reading in the second counter at the beginning of the respective counting cycle.

Der Zusammenhang zwischen Temperatur und Frequenz des ersten Schwing kristalls 2, ist anhand der Fig. 2b erkennbar, wobei hier nur ein Ausschnitt aus der Kennlinie dargestellt ist. Anhand der auf Kennlinie L befindlichen Punkte M und N ist erkennbar, daß bei Temperaturerhöhung von Punkt M auf Punkt N um beispielsweise 1° C eine Verringerung der Frequenz um Δ f erfolgt.The relationship between temperature and frequency of the first oscillating crystal 2 can be seen from FIG. 2b, only a section of the characteristic curve being shown here. From the points M and N on the characteristic curve L it can be seen that when the temperature increases from point M to point N by, for example, 1 ° C., the frequency decreases by Δ f.

Claims

1.Temperature sensor with a temperature-dependent first piezoelectric oscillating crystal serving as a sensor as the frequency-determining element of a first oscillator with a downstream first counter and a second piezoelectric oscillating crystal largely independent of the temperature as a frequency-determining element of a second oscillator with a downstream second counter, the output of the the first counter is connected to a memory device which is connected to an electronic evaluation circuit for determining a temperature value by comparing the two counter readings, characterized in that the two counters ( 3 , 11 ) via at least one line ( 13 , 14 ) for transmitting start and stop signals are connected to one another, with the start signal setting both counters ( 3 , 11 ) to a predetermined initial state and the stop signal when a predetermined counter reading of the second is reached Counter ( 11 ) can be triggered and that the stop signal is used to determine the counter reading of the first counter ( 3 ), from which an address signal for querying a temperature value corresponding to the counter reading can be derived from a permanent memory ( 16 ).

2. Temperature sensor according to claim 1, characterized in that at least one of the two counters ( 3 , 11 ) can be reset to its zero position by the start signal.

3. Temperature sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the evaluation circuit ( 6 ) has a microprocessor which generates the start-stop signals and has a connected working memory, read-only memory and input / output unit which are connected to one another by a bus system are connected.

4. Temperature sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaluation circuit ( 6 ) has at least one interface ( 21 ) for external data exchange with a spatially separate control unit.

5. Temperature sensor according to claim 4, characterized in that to the Control unit a registration device is connected.

6. Temperature sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the read-only memory ( 16 ) is designed as a correction value memory from which values for linearizing the temperature-frequency characteristic of the first piezoelectric oscillating crystal ( 2 ) can be called up.

7. Temperature sensor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first piezoelectric crystal ( 2 ) is a quartz crystal.

8. Temperature sensor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second piezoelectric oscillating crystal ( 8 ) is in thermal contact with an additional temperature sensor ( 17 ) which is connected to the input of the evaluation circuit ( 6 ) , the permanent memory ( 16 ) of which has additional correction values for linearizing the temperature-frequency characteristic of the second piezoelectric oscillating crystal.

9. Method for temperature measurement using a first oscillator, the frequency-determining element as a temperature-dependent first piezoelectric shear crystal has a frequency dependent on its temperature testifies that are converted into a sequence of pulses and a first counter The number of pulses of this counter is supplied for evaluation with the number of pulses from a second counter, its sequence of pulses derived from a largely temperature-stable second oscillator is compared and the comparison result in a logic circuit is stored and evaluated, characterized in that the pulses are counted in the first counter only during a time interval whose Length determined by reaching a predetermined number of pulses Is that are fed to the second counter and that after the time Interval stores the number of pulses determined in the first counter is determined and a temperature value corresponding to the number of pulses is communicated.

10. The method according to claim 9, characterized in that at the beginning of the time intervals both counters are reset to their initial state and that when the predetermined number of pulses is reached in the second counter Stop signal triggered and sent to the first counter to determine its Meter reading is transmitted.

11. The method according to claim 10, characterized in that the Initial state of at least one of the two counters by specifying one certain meter reading is adjustable.

12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that after triggering the stop signal from the number in the first counter determined impulses an address is derived with the help of Correction value of the temperature-frequency characteristic of the first oscillating crystal retrieved from the permanent memory and the logic circuit for evaluation is fed.

13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the frequency of the second oscillator by means of a temperature stable second piezoelectric oscillating crystal is generated.

14. The method according to claim 13, characterized in that in the region of second piezoelectric oscillating crystal the temperature is measured and from the temperature value an address for the permanent memory for correction the counter reading for the given pulses of the second counter is leading.