专利名称：可母线驱动的传感装置及相应的检验方法
技术领域：
本发明涉及一种可母线驱动的传感装置，它具有第一及第二母线输入端，用于与相应的第一及第二母线导线相连接，在母线正常工作时这些母线导线具有第一及第二电位；一个控制装置，它与第一及第二母线输入端相连接；一个传感触头，它具有至少两种不同的接触状态，其第一端子与第一母线输入端连接；及一个传感触头接触状态检测装置，它与传感触头的第二端子及控制装置相连接，用于检测传感触头的接触状态及将该状态传送给控制装置；其中控制装置这样构成，即它响应一个确定的传送来的触头接触状态信号而产生一个预定的控制功能。并且本发明也涉及一个相应的检验方法。尽管可使用任意的母线驱动传感装置，但本发明及其所属的关键问题将根据一个可工作在场母线或传感器/执行器母线上的具有一个舌簧开关的传感装置来解释。
图4表示环状形式的在场母线或传感器/执行器母线上的多个公知传感装置的通常布置的简要电路图。
在图4中，S1至S8表示传感装置，B+及B-表示连接传感装置S1至S8形成回路的第一正母线导线及第二负母线导线，及ZE表示一个中心单元或一个中心计算机。
传感装置S1至S8用于不同的或相同的监测目的，例如玻璃破碎报警、火警、冰雹报警、闭锁报警等。每个传感器包括一个传感触头，该传感触头至少具有两种不同的触头接触状态，这些触头接触状态受待监测的量的影响。设在相应传感装置中的一个控制装置响应一个确定的触头接触状态信号，将一个警报信号通过母线发送到中心计算机，再从那里产生进一步的措施。
图5表示一个公知的可母线驱动的传感装置的简要电路图。
在图5中，除标记10表示上述的传感装置外，50表示一个传感触头，100表示一个控制装置，150表示表示一个传感触头接触状态检测装置，b1表示对于B+的母线输入端，b1′表示对于B+的母线输出端，a1表示对于B-的母线输入端，a1′表示对于B-的母线输出端，K1及K2表示节点，20a及20b表示一个具有一个开关及一个二极管的相应并联电路的寻址装置，及E1-E4表示100或150的端子。
这样构成的传感装置的工作过程如下第一及第二母线输入端a1，b1与相应的第一及第二母线导线B-，B+相连接，在母线正常工作时第一及第二母线导线具有相应的第一及第二电位，譬如这里母线导线B-为一个负电位及母线导线B+为一个正电位。
当这里作为舌簧开关构成的传感触头50被一个磁场触发时，母线导线B-的负电位被引导到传感触头接触状态检测装置150的端子E2上，该端子与传感触头50的第二端子及控制装置100相连接。传感触头接触状态检测装置150用于检测传感触头50的接触状态及将该状态传送到控制装置100。控制装置100的构型是这样的，即它响应确定的传送来的触头接触状态信号-例如一个常开开关的闭合信号-而产生一个预定的控制功能。这里该控制功能在于它响应一个确定的传送来的触头接触状态信号通过母线发送一个信息，即通过母线输出端a1′，b1′发送到中心计算机ZE，由此使后者譬如发出一个警报。
位于节点K2的左和右、具有一个开关及一个二极管的相应并联电路的寻址装置20a及20b对于传感装置10的寻址是必需的，因为在图示的场母线的情况下涉及具有自动寻址的的菊链形系统。
通常传感触头，尤其是具有机械结构的传感触头将会磨损。因此需要通过一个与母线相连接的这类传感装置S1至S8形式的网络元件来检验它们的正确功能，例如舌簧开关的打开和关闭。
但因为传感装置构成一个封闭的、即通常浇注的单元，它仅可通过母线输入端a1，b1或母线输出端a1′，b1′与外部连接，故其传感触头的故障诊断对于安装人员或维护人员始终是费事的。在此情况下，尤其是，不能从外部接触到端子E2来检验传感触头50的功能。
目前对此使用了专门的既费事又昂贵的检验装置，它将根据母线技术的不同而变化。这种专门的检验装置也仅能用于该专门的检验功能。
事实表明，作为上述公知技术的缺点，它需要高的费用及操作成本。
根据本发明的、具有权利要求1特征的可母线驱动的传感装置及根据权利要求8的相应检验方法与公知的解决方案相比具有其优点，即它提供了一种简单的外部检验的可能性，既不需要使用者手工地干预传感装置本身，也不需要昂贵的专用检验装置。只要一个市场上通用的简单万用表就完全够用了。
作为本发明基础的构思在于，一个电路元件具有与方向相关的电流/电压特性，它被这样地连接在传感触头的第二端子及第二母线输入端之间，即它基本上与传感触头的接触状态信号无关地不影响母线的正常工作。
换句话说，具有与方向相关的电流/电压特性的电路元件在相应于第一极性的母线正常工作时合乎要求地起到一个高欧姆电阻的作用，而在相应于第二极性的、其中传感装置与母线分离的检验过程中起到一个低欧姆电阻的作用。
在从属权利要求中可得到权利要求1中所给出的可母线驱动的传感装置有利的进一步构型及改进。
根据一个优选构型，该具有与方向相关的电流/电压特性的电路元件被这样地连接，即在检验过程中，第一及第二母线输入端与第三及第四电位相连接，它们的电位差具有与第一及第二电位的电位差不同的符号，在第一及第二母线输入端上可检测出与传感触头的接触状态相关的电流/电压特性。
根据另一优选构型，该具有与方向相关的电流/电压特性的电路元件是第一个二极管装置，它的正端子与传感触头的第二端子相连接及它的负端子与第二母线输入端相连接，其中第一电位小于第二电位。因此该具有与方向相关的电流/电压特性的电路元件可方便地通过一个无源电路元件来实现。
根据另一优选构型，控制装置具有第二个二极管装置，尤其用作EMV保护装置，它在传感触头的一种接触状态时与第一个二极管装置并联地连接。在此情况下，第一个二极管装置的阈值电压小于第二个二极管装置的阈值电压。
根据另一优选构型，该控制装置这样地构成，它响应于一个确定的传送来的触头接触状态信号而通过母线发送一个信息。
根据另一优选构型，设有与控制装置相连接的第一及第二母线输出端，用于与另一个第一及第二母线相连接。
根据另一优选构型，传感触头是一个开关元件，尤其是一个舌簧开关，热偶开关，感应开关，光电开关。
根据另一优选构型，在第二母线输入端及第二母线输出端之间设有一个寻址装置。因此传感装置可以提供明确的地址或识别号，以便能在传感装置及中心计算机之间传送具有明确地址的符合目标的信息。
本发明的实施例被表示在附图中并在以下的描述中对其进行详细的解释。附图为
图1作为根据本发明的可母线驱动的传感装置的第一实施例的简要电路图；图2作为根据本发明的可母线驱动的传感装置的第二实施例的简要电路图；图3作为根据本发明的可母线驱动的传感装置的第三实施例的简要电路图；图4可工作在场母线或传感器/执行器母线上的多个公知的传感装置的通常布置的简要电路图；及图5一个公知的可母线驱动的传感装置的简要电路图。
图1是作为根据本发明的可母线驱动的传感装置的第一实施例的简要电路图。
在图1中，除已描述过的标记外，用SE表示具有与方向相关的电流/电压特性的一个开关元件，它被连接在节点K3及K4之间，其中节点K3位于传感触头50及传感触头接触状态检测装置150之间，及节点K4位于第二母线输入端b1及开关/二极管组合电路20a之间。
具有与方向相关的电流/电压特性的一个开关元件SE被这样地设计及连接在传感触头50及第二母线输入端b1之间，即它基本上与传感触头50的接触状态无关地不影响母线的正常工作。它建立了一种简单地对传感触头检验的可能性。
在该第一实施例中将假定，具有与方向相关的电流/电压特性的开关元件SE是被这样地设计的，即它在一个所加电压情况下，根据其极性，在一个方向上具有很高的电阻，而在另一方向上具有很小的电阻。它这样地连接，即在母线正常工作时基本上避免了从K4流向K3的电流，其中在开关打开时节点K3上的电位低于母线导线B+上的第二电位。
以下将详细地说明用于检验可母线驱动的传感装置10的传感触头50的检验方法。
首先使传感装置10与母线B+，B-分离，并且不管在输入侧还是在输出侧均与母线分离。
然后在检验过程中，在传感触头50的不同接触状态、即开或关时使用一个万用表对第一及第二母线输入端a1，b1上的电流/电压特性进行测量，这时第一及第二母线的输入端a1，b1与第三及第四电位相连接，它们的电位差具有与第一及第二电位的电位差不同的符号。
下面将借助测量结果来对传感触头的质量进行评价。
在传感触头50正确工作的情况下，当加上确定的检验电压时得到一个电流变化，这由于传感触头闭合时母线输入端a1，b1之间被调节到一种低欧姆连接。如果另一方面不出现任何电流变化，则该传感触头已损坏，因为它不是保持打开就是保持闭合。
图2是作为根据本发明的可母线驱动的传感装置的第二实施例的简要电路图。
在该第二实施例中，D1以第一个二极管装置形式表示具有与方向相关的电流/电压特性的一个开关元件，其正端子通过节点K3与传感触头50的第二端子相连接，其负端子通过节点K4与第二母线输入端b1相连接。
因为第一电位小于第二电位，在母线正常工作时该二极管装置处于阻断状态，因此它基本上与传感触头50的接触状态无关地不影响母线的正常工作(即至多一个很小的反向电流)。
其检验方法与在第一实施例中所述的方法类似。
图3是作为根据本发明的可母线驱动的传感装置的第三实施例的简要电路图。
在图3中，D2表示一个包括在控制装置100中的第二个二极管装置，它被用作EMV保护装置及它在传感触头50的闭合接触状态中与第一个二极管装置并联地连接。
这里将第一个二极管装置D1的阈值电压选择得小于第二个晶体管D2的阈值电压。因此当合适地选择检验电压时第二个二极管装置D2对于上述检验方法没有影响。
虽然借助了优选实施例对本发明作出以上描述，但本发明并不局限于上述内容，而可以用多种方式作出修改。
作为具有与方向相关的电流/电压特性的一个开关元件当然不仅可以使用一个单个元件，而且也可以使用元件的组合。
并且极性的选择是任意的及可反转的。此外本发明不局限于具体描述的母线类型，它也可以用于其它母线类型及母线结构。
最后不仅可以使用开/关或关/开传感触头，而且也可以使用具有多于两种接触状态的传感触头。
权利要求
1.可母线驱动的传感装置(10)，它具有第一及第二母线输入端(a1，b1)，用于与相应的第一及第二母线导线(B+，B-)相连接，在母线正常工作时这些母线导线具有第一及第二电位；一个控制装置(100)，它与第一及第二母线输入端(a1，b1)相连接；一个传感触头(50)，它具有至少两种不同的接触状态，并且其第一端子与第一母线输入端(a1)连接；及一个传感触头接触状态检测装置(150)，它与传感触头(50)的第二端子及控制装置(100)相连接，用于检测传感触头(50)的接触状态及将该状态传送给控制装置(100)；其中控制装置(100)这样构成，即它响应一个确定的传送来的接触状态信号而产生一个预定的控制功能；其特征在于一个具有与方向相关的电流/电压特性的电路元件(SE；D1)，被这样地连接在传感触头(50)的第二端子及第二母线输入端(b1)之间，即它基本上与传感触头(50)的接触状态无关地不影响母线的正常工作。
2.根据权利要求1所述的可母线驱动的传感装置(10)，其特征在于该具有与方向相关的电流/电压特性的电路元件(SE；D1)被这样地连接，即在检验过程中，第一及第二母线输入端(a1，b1)与第三及第四电位相连接，它们的电位差具有与第一及第二电位的电位差不同的符号，在第一及第二母线输入端(a1，b1)上可检测出与传感触头的接触状态相关的电流/电压特性。
3.根据权利要求1或2所述的可母线驱动的传感装置(10)，其特征在于该具有与方向相关的电流/电压特性的电路元件(SE；D1)是第一个二极管装置(D1)，它的正端子与传感触头(50)的第二端子相连接，而它的负端子与第二母线输入端(b1)相连接，其中第一电位小于第二电位。
4.根据权利要求3所述的可母线驱动的传感装置(10)，其特征在于控制装置(100)具有第二个二极管装置(D2)，尤其用作EMV保护装置，它在传感触头(50)的一种接触状态时与第一个二极管装置(D1)并联地连接；并且第一个二极管装置(D1)的阈值电压小于第二个二极管装置(D2)的阈值电压。
5.根据以上权利要求中一项所述的可母线驱动的传感装置(10)，其特征在于该控制装置(100)这样地构成，它响应于一个确定的传送来的接触状态信号而通过母线发送一个信息。
6.根据以上权利要求中一项所述的可母线驱动的传感装置(10)，其特征在于设有与控制装置(100)相连接的第一及第二母线输出端(a1′，b1′)，用于与另一个第一及第二母线(B-，B+)相连接。
7.根据以上权利要求中一项所述的可母线驱动的传感装置(10)，其特征在于传感触头(50)是一个开关元件，尤其是一个舌簧开关，热偶开关，感应开关，光电开关。
8.根据权利要求6所述的可母线驱动的传感装置(10)，其特征在于在第二母线输入端(b1)及第二母线输出端(b1′)之间设有一个寻址装置(20a；20b)。
9.一种检验方法，用于检验根据以上权利要求中至少一项所述的可母线驱动的传感装置(10)中的传感触头(50)，该方法具有以下步骤使传感装置(10)与母线(B+，B-)分离；在检验过程中，在传感触头(50)的不同接触状态时，尤其使用一个万用表对第一及第二母线输入端(a1，b1)上的电流/电压特性进行测量，这时第一及第二母线输入端(a1，b1)与第三及第四电位相连接，它们的电位差具有与第一及第二电位的电位差不同的符号；及借助测量结果来对传感触头(50)的质量进行评价。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于传感触头(50)具有两种接触状态开和关；以及在这些状态下测量第一及第二母线导线(a1，b1)的电流/电压特性。
全文摘要
本发明涉及可母线驱动的传感装置(10),它具有:第一及第二母线输入端(a1,b1),用于与相应的第一及第二母线导线(B+,B－)相连接,在母线正常工作时,这些母线导线具有第一及第二电位;一个控制装置(100),它与第一及第二母线输入端(a1,b1)相连接;一个传感触头(50),它具有至少两种不同的接触状态,其第一端子与第一母线输入端(a1)连接;以及一个传感触头接触状态检测装置(150),它与传感触头(50)的第二端子及控制装置(100)相连接,用于检测传感触头(50)的接触状态并将该状态传送给控制装置(100);其中控制装置(100)这样构成,即它响应一个确定的传送来的触头接触状态信号而产生一个预定的控制功能。一个具有与方向相关的电流/电压特性的电路元件(SE;D1)被这样地连接在传感触头(50)的第二端子及第二母线输入端(b1)之间,即它基本上与传感触头(50)的接触状态无关地不影响母线的正常工作。
文档编号G01D21/00GK1308754SQ99808351
公开日2001年8月15日 申请日期1999年5月18日 优先权日1998年7月9日
发明者托马斯·许布施 申请人:罗伯特·博施有限公司