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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Verbindern für Anwendungen
insbesondere für die
medizinische Verwendung.
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Bei
medizinischen Überwachungssystemen werden
eine oder mehrere elektronische Komponenten, wie z. B. ein Messgerät, Aktuatorgerät und dergleichen
mit einer Basisstation, wie z. B. einer Überwachungsvorrichtung, einer
Steuereinheit und dergleichen verbunden, um eine bestimmte Funktionalität zur Verfügung zu
stellen. In der Praxis ist es häufig der
Fall, dass ein Messgerät,
wie z. B. ein Sensor und dergleichen mit einer Überwachungsvorrichtung oder einer
anderen Messeinheit verbunden wird, die das Messgerät verwenden,
um in der Überwachungsvorrichtung
zu überwachende
Messwerte zu erhalten. Üblicherweise
ist eine solche Überwachungsvorrichtung
mit einer Vielzahl von verschiedenen Sensoren oder anderen Vorrichtungen
betreibbar. Weiterhin könnte
es möglich
sein, dass ein Messgerät
mit der Überwachungsvorrichtung
verbunden werden kann, die nicht dafür ausgebildet ist, mit dieser
betrieben zu werden. Daher besteht ein Bedarf, dass die Überwachungsvorrichtung
eine Angabe darüber
erhält,
ob ein ordnungsgemäßes Messgerät angeschlossen wird
und weiterhin welche Art von Messgerät angeschlossen wird. Dadurch
können
Messfehler, die zu einer falschen Interpretation von Messergebnissen führen, elektrische
Kurzschlüsse
und Beschädigungen
des elektrischen Geräts
vermieden werden.
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Da
das Messgerät
oft Einmal-Komponenten aufweist und aufgrund ihrer kleinen Größe ist es
nicht geeignet, den Einmal-Messsensor mit einem Prozessor oder ähnlich aufwändigen elektronischen
Bauelementen auszustatten, die eine eindeutige Identifikation des
Messgeräts
in der Überwachungsvorrichtung ermöglichen.
Weiterhin besteht ein Bedarf darin, dass das Messgerät so klein
wie möglich
gehalten wird.
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Die
herkömmliche
Lösung,
sicher zu stellen, dass die Überwachungsvorrichtung
mit einer korrekten Messvorrichtung verbunden wird, besteht darin, eine
bestimmte Steckergeometrie zu realisieren, die nur in eine entsprechende
Buchse passt und umgekehrt. Weitere Messkomponenten stellen dann
andere Steckerformen zur Verfügung,
wodurch es unmöglich
wird, diese mit der Überwachungsvorrichtung
zu verbinden. Ein weiterer bekannter Ansatz besteht darin, Anschlüsse des
Steckers in einer bestimmten Anordnung anzuordnen, so dass die Anschlüsse des Steckers
und der entsprechenden Kontaktanschlüsse der Buchse einander entsprechen
müssen,
um eine ordnungsgemäße Verbindung
zu ermöglichen.
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Bei
einem Fall, bei dem verschiedene Arten von Messkomponenten mit einer Überwachungsvorrichtung
abhängig
von der beabsichtigten Verwendung verbunden werden sollen, muss
weiterhin die Verbindergeometrie, die der Überwachungsvorrichtung zugeordnet
ist, angepasst werden, um mit den verschiedenen Arten von Verbindern,
die der entsprechenden Messkomponente zugeordnet sind, überein zu
stimmen. Es verbleibt jedoch noch das Problem, dass die Überwachungsvorrichtung
darüber
informiert werden sollte, welche Art von Messkomponente angeschlossen
worden ist.
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Die
Druckschrift
DE 696
06 590 T2 offenbart ein Verbindersystem mit zwei miteinander
verbindbaren Verbindern und eine Zwischenstufendetektionseinrichtung
zum Detektieren eines Zwischenzustands des Verbindens während des
Verbindungsprozesses der Verbinder.
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Aus
der Druckschrift
DE
19 631 425 A1 ist ein Verfahren zur Identifikation von
Zubehörteilen
offenbart, die mit einem von einem Integrator ausgehenden und dem
Auswertegerät
zugeführten
frequenzdefinierten Signal gekennzeichnet sind.
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Aus
der Druckschrift
US 5,146,172 ist
ein Identifikationsmodul und die Identifikationsbestimmungsschaltung
zum Identifizieren eines Geräts
offenbart. Das Identifikationsmodul umfasst mehrere resistive Identifikationsschaltungen,
die jeweils mehrere resistive Elemente umfasst, die zueinander mithilfe
von Potenzen, Größenordnungen
oder um Faktor 2 miteinander in Beziehung stehen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verbindersystem zum Verbinden
einer elektrischen Komponente mit einer Basisstation zur Verfügung zu
stellen, wobei das Verbindersystem einen Schutz gegen fehlerhaftes
Verbinden einer nicht ordnungsgemäßen elektrischen Komponente
bereitstellt, die nicht geeignet ist, mit der Basisstation betrieben
zu werden. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
bereitzustellen, dass das Verbindersystem das Implementieren von
aufwändigen
elektronischen Teilen oder einer Prozessoreinrichtung in der elektrischen
Komponente vermeidet, insbesondere im Fall, dass die elektrische
Komponente einer Einwegkomponente entspricht, was bei medizinischen
Anwendungen oft der Fall ist. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, dass in dem Fall, dass verschiedene Komponenten mit der Basisstation
betrieben werden können,
die angeschlossene elektrische Komponente während des Verbindungsprozesses
identifiziert werden kann, ohne die anzuschließende elektrische Komponente zu
modifizieren oder manuell entsprechende Daten in die Basisstation
einzugeben.
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Diese
Aufgaben werden durch das Verbindersystem nach Anspruch 1, eine
Anordnung für
eine elektrische Komponente, eine Überwachungsvorrichtung und
ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Komponente gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
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Weitere
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem
ersten Aspekt ist ein Verbindersystem zur Verfügung gestellt. Das Verbindersystem
umfasst einen ersten Verbinder zum Verbinden einer Überwachungsvorrichtung
mit mehreren ersten Kontaktanschlüssen und einem zweiten Verbinder zum
Anschließen
einer elektrischen Komponente mit mehreren zweiten Kontaktanschlüssen. Zwischen mindestens
zwei der mehreren zweiten Kontaktanschlüsse ist ein elektrisches Bauelement
angeordnet, um eine detektierbare elektrische Größe bereit zu stellen. Der erste
und der zweite Verbinder sind in der Lage in einem Verbindungsprozess
miteinander verbunden zu werden. Die zweiten Kontaktanschlüsse und
das elektrische Bauelement sind so ausgebildet, dass während des
Verbindungsvorgangs die ersten Kontaktanschlüsse in Kontakt mit einer ersten
Untermenge der mehreren zweiten Kontaktanschlüsse in einer ersten Verbindungsstufe
gelangen und während
eines Fortsetzens des Verbindungsvorgangs die ersten Kontaktanschlüsse in Kontakt
zu einer zweiten Untermenge der zweiten Kontaktanschlüsse gelangen,
so dass bei der ersten Verbindungsstufe eine elektrische Größe zwischen
zwei der ersten Kontaktanschlüsse
detektierbar ist, die von der elektrischen Größe in einem nicht verbundenen
Zustand der Verbinder verschieden ist, und in der zweiten Verbindungsstufe
eine weitere elektrische Größe zwischen
zwei der ersten Kontaktanschlüsse
detektierbar ist, die von der elektrischen Größe, die in der ersten Verbindungsstufe
detektiert wird, verschieden ist.
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Weiterhin
kann die elektrische Vorrichtung mindestens eines der folgenden
Bauelemente aufweisen: einen Widerstand, eine Kapazität und eine Induktivität.
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Gemäß einer
Ausführungsform
kann der zweite Verbinder ausgebildet sein, um zweite Kontaktanschlüsse zur
Verfügung
zu stellen, wobei einer der zwei Kontaktanschlüsse durch einen entsprechenden
der ersten Kontaktanschlüsse
in der ersten Verbindungsstufe kontaktierbar ist und der andere der
zweiten Kontaktanschlüsse
durch den entsprechenden einen ersten Kontaktanschluss in der zweiten
Verbindungsstufe kontaktierbar ist.
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Die
zwei zweiten Kontaktanschlüsse
können jeweils
mit einer elektrischen Vorrichtung verbunden werden und sind so
voneinander beabstandet, dass während
des Verbindens der eine erste Kontaktanschluss von den zwei ersten
Kontaktanschlüssen zwischen
der ersten und zweiten Verbindungsstufe getrennt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt ist eine Anordnung einer elektronischen Komponente
vorgesehen, die eine elektrische Komponente und einen Verbinder,
der mit der elektrischen Komponente verbunden ist, umfasst. Der
Verbinder weist mehrere Kontaktanschlüsse auf, wobei zwischen mindestens
zwei der mehreren Kontaktanschlüsse
ein elektrisches Bauelement angeordnet ist, um eine detektierbare elektrische
Größe bereitzustellen.
Eine erste Untermenge der mehreren Kontaktanschlüsse ist ausgebildet, um in
einer ersten Verbindungsstufe kontaktiert zu werden und eine zweite
Untermenge der Kontaktanschlüsse
ist ausgebildet, um in einer zweiten Verbindungsstufe kontaktiert
zu werden, so dass, wenn die erste Untermenge der Kontaktanschlüsse in der
ersten Verbindungsstufe eine elektrische Größe zwischen zwei der Kontaktanschlüsse detektierbar
ist und wenn die zweite Untermenge der Kontaktanschlüsse in der
zweiten Verbindungsstufe kontaktiert werden eine weitere elektrische
Größe zwischen zwei
der Kontaktanschlüsse
detektierbar ist, die von der elektrischen Größe, die zwischen den entsprechenden
zwei Kontaktanschlüssen
in der ersten Verbindungsstufe detektiert wird, verschieden ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird eine der elektrischen Größen, die
in der ersten Verbindungsstufe oder der zweiten Verbindungsstufe
detektierbar sind, von dem elektrischen Bauelement zur Verfügung gestellt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt wird eine Überwachungsvorrichtung
zum Verbinden mit einer elektrischen Komponente mit Hilfe eines
Verbinders zur Verfügung
gestellt. Die Überwachungsvorrichtung
umfasst eine Identifikationseinheit, um einen zeitlichen Verlauf
einer elektrischen Größe auf Signalleitungen,
die mit dem Verbinder verbunden sind, zu detektieren, eine Vergleichseinheit
zum Vergleichen des detektierten Zeitverlaufs der elektrischen Größe mit einem
vorab gespeicherten Profil für
die elektrische Größe und einer Überwachungseinheit zum
Betreiben der elektrischen Komponente über den Verbinder abhängig von
dem Ergebnis des Vergleichens der Vergleichseinheit.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen
Komponente über
einen Verbinder zur Verfügung
gestellt, wobei das Verfahren die Schritte des Detektierens eines Zeitverlaufs
einer elektrischen Größe auf Signalleitungen,
die mit dem Verbinder verbunden sind, des Vergleichens des detektierten
Zeitverlaufs der elektrischen Größe mit einem
vorab gespeicherten Profil und des Betreibens der elektrischen Komponente über den
Verbinder abhängig
von dem Ergebnis des Schritts des Vergleichens umfasst.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden ausführlich in Verbindung mit den
beigefügten
Zeichnungen erläutert,
in denen:
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1 eine
allgemeine schematische Ansicht eines Überwachungssystems gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
schematische Ansicht einer Anordnung von Kontaktanschlüssen in
einem ersten und einem zweiten Verbinder des Verbindersystems gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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3 eine
schematische Ansicht einer Anordnung von Kontaktanschlüssen eines
ersten und eines zweiten Verbinders eines Verbindersystems gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine
schematische Ansicht einer Anordnung von Kontaktanschlüssen eines
ersten und eines zweiten Verbinders eines Verbindersystems gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine
schematische Ansicht einer Anordnung von Kontaktanschlüssen eines
ersten und eines zweiten Verbinders eines Verbindersystems gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine
schematische Ansicht einer Anordnung von Kontaktanschlüssen eines
ersten und eines zweiten Verbinders eines Verbindersystems gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 eine
schematische Ansicht einer Anordnung von Kontaktanschlüssen eines
ersten und eines zweiten Verbinders eines Verbindersystems gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 eine
schematische Ansicht eines Steckers und einer Buchse eines Verbindersystems
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 eine
schematische Ansicht eines Steckers und einer Buchse eines Verbindersystems
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ein
Blockdiagramm darstellt, das eine Überwachungsvorrichtung gemäß einem
weiteren Aspekt zeigt.
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Gleiche
Bezugszeichen geben Elemente mit der gleichen oder ähnlichen
Funktionalität
an.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines medizinischen Überwachungssystems, bei dem
das Verbindersystem der vorliegenden Erfindung angewendet werden
kann. Das Überwachungssystem umfasst
eine Überwachungsvorrichtung 1,
die mit einem ersten Verbinder 2 versehen ist, die elektrisch mit
der Überwachungsvorrichtung 1 mit
Hilfe von elektrischen Signal- und/oder
Versorgungsleitungen 3 verbunden ist. Die Überwachungsvorrichtung 1 kann
elektrische Signale über
die Leitungen 3 an den ersten Verbinder 2 übertragen
und solche von dem ersten Verbinder 2 empfangen. Weiterhin
kann die Überwachungsvorrichtung 1 eine
Versorgungsspannung über
die Leitungen 3 anlegen.
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Der
erste Verbinder 2 kann lösbar mit einem zweiten Verbinder 4 verbunden
werden, der mit einer Messkomponente 5 wie z. B. einem
Sensor, insbesondere einem Temperatursensor, um eine Temperatur
zu detektieren, in elektrischer Verbindung steht. Da das Überwachungssystem
vorzugsweise in einer medizinischen Umgebung verwendet wird, könnte die
Messkomponente 5 einem Temperatursensor zum Detektieren
der Körpertemperatur
eines Patienten entsprechen, die durch die Überwachungsvorrichtung 1 überwacht
werden soll. Anstelle des Temperatursensors können andere Arten von Sensoren, wie
z. B. ein Drucksensor und dergleichen auch verwendet werden.
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Wenn
der erste Verbinder 2 und der zweite Verbinder 4 miteinander
verbunden werden, wird eine elektrische Verbindung zwi schen der
Messkomponente 5 und der Überwachungsvorrichtung 1 in
geeigneter Weise vorgesehen, d. h. in einer Weise, die es der Überwachungsvorrichtung 1 ermöglicht,
die entsprechende Messkomponente 5 z. B. durch Messen einer
zu messenden Größe zu betreiben.
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Ausführlichere
Ansichten von Ausführungsformen
des Verbindersystems mit dem ersten und dem zweiten Verbinder 2, 4 sind
in den 2 bis 9 gezeigt.
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In 2 sind
der erste und ein zweiter Verbinder 2, 4 mit Kontaktanschlüssen A bis
G versehen. Im Detail umfasst der erste Verbinder 2 erste
Kontaktanschlüsse
E, F, G, die der Einfachheit halber im Wesentlichen als zueinander
benachbart dargestellt sind und die geeignet sind, einen Kontakt
in einer Ebene 0L, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt
ist und quer zu den ersten Kontaktanschlüssen E, F, G in 2 verläuft, zur
Verfügung
zu stellen. Die ersten Kontaktanschlüsse E, F, G sind elektrisch
mit der Überwachungsvorrichtung 1 über die
elektrischen Signal- und/oder Versorgungsleitungen 3 verbunden.
Der zweite Verbinder 4 umfasst zweite Kontaktanschlüsse A, B,
C, D. Die zweiten Kontaktanschlüsse
A, B, C, D sind in einer verschiedenen Anordnung vorgesehen. Wie
durch die Verbindungsrichtung, die durch den Pfeil CD angezeigt
ist, angegeben ist, wird der erste Verbinder 2 relativ
zum zweiten Verbinder 4 bewegt, um die Verbinder 2, 4 miteinander
zu verbinden, indem entsprechende erste und zweite Kontaktanschlüsse miteinander
in Kontakt gebracht werden. Dabei gelangt der erste Kontaktanschluss
E in Kontakt mit dem zweiten Kontaktanschluss A, der erste Kontaktanschluss
F in Kontakt mit dem zweiten Kontaktanschluss C und der erste Kontaktanschluss
G in Kontakt mit dem zweiten Kontaktanschluss D. Mit anderen Worten
befinden sich die zweiten Kontaktanschlüsse A, C, D des zweiten Verbinders 4 in
einer Anordnung, die ein Kontaktieren mit den ersten Kontaktanschlüssen E,
F, G des ersten Verbinders 2 ermöglichen, die eine ähnliche
Anordnung aufweisen, wenn die Verbinder in Verbindungsrichtung CD
verbunden werden.
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Um
eine elektrische Verbindung zwischen der Messkomponente 5 und
der Überwachungsvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, ist es ausreichend, dass die Kontaktanschlüsse C und
F sowie die Kontaktanschlüsse
D bzw. G miteinander in Kontakt kommen. Jedoch kann die Überwachungsvorrichtung 1 keine
sichere Angabe darüber
erhalten, ob die angeschlossene Messkomponente 5 einer
Messkomponente entspricht, die für
den Betrieb mit der Überwachungsvorrichtung 1 zugelassen
oder dazu in der Lage ist. Daher werden Maßnahmen für eine Identifikation in dem
zweiten Verbinder 4, der der Messkomponente 5 zugeordnet
ist, vorgesehen. Der zweite Verbinder 4 umfasst zwei Ebenen,
die rechtwinklig zur Verbindungsrichtung C, G verlaufen, die erste Verbindungsebene
L1 und eine zweite Verbindungsebene L2. Während der ersten Verbindungsebene
L1 nur die Kontaktanschlüsse
A, C, D kontaktierbar sind, sind in der zweiten Verbindungsebene
L2 die Kontaktanschlüsse
B, C, D kontaktierbar. Der Kontaktanschluss B ist in Verbindungsrichtung
CD hinter dem Kontaktanschluss A angeordnet, so dass der Kontaktanschluss
E entweder Kontaktanschluss A oder Kontaktanschluss B abhängig von
dem Fortschritt der Verbindungsbewegung kontaktiert. Die Kontaktanschlüsse C und
D sind als lang geformte Kontaktanschlüsse ausgebildet, die sich von
der ersten Verbindungsebene L1 zur zweiten Verbindungsebene L2 erstrecken.
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Während der
Verbindungsvorgang des ersten und zweiten Verbinders 2, 4 durchgeführt wird, werden
die ersten Kontaktanschlüsse
E, F, G mit den zweiten Kontaktanschlüssen A, C, D des zweiten Verbinders 4 verbunden,
so dass die Kontaktanschlüsse
A und E, C und F und D und G miteinander in Kontakt gelangen, wenn
die Kontaktanschlüsse
E, F, G des ersten Verbinders 2 zur ersten Ebene L1 gelangen.
Während
der Verbindungsvorgang fortgesetzt wird, wird der erste Verbinder 2 weiterhin
relativ in Richtung des zweiten Verbinders 4 bewegt, so dass
die Kontaktanschlüsse
E, F, G des ersten Verbinders 2 sich der zweiten Verbindungsebene
L2 nähern
und schließlich
die zweiten Kontaktanschlüsse B,
C, D, die in der zweiten Verbindungsebene L2 vorgesehen sind, kontaktieren.
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Wenn
die Kontaktanschlüsse
E, F, G des ersten Verbinders 2 zu den Kontaktanschlüssen B,
C, D des zweiten Verbinders 4 gelangen, sind die Verbinder 2, 4 vollständig miteinander
verbunden. Eine Verbindung zwischen der Messkomponente und der Überwachungsvorrichtung
wird dann über
die Kontaktanschlüsse
C und F, D und G zur Verfügung
gestellt. Weiterhin kann die Überwachungsvorrichtung 1 die
Art der Messkomponente 5, die dem zweiten Verbinder 4 zugeordnet
ist, identifizieren, indem die Änderungen
der elektrischen Zustände
zwischen Signal- und Versorgungsleitungen 3 detektiert
werden, während
der erste und der zweite Verbinder 2, 4 verbunden
werden, bis die letztendliche Position erreicht worden ist. In der
vorliegenden Ausführungsform
der 2 kommt der Kontaktanschluss E während des Verbindungsvorgangs
zuerst in Kontakt mit dem Kontaktanschluss A des zweiten Verbinders 4 und
anschließend,
während
der Verbindungsvorgang weiter fortgesetzt wird, gelangt der Kontaktanschluss
E in Kontakt mit dem Kontaktanschluss B des zweiten Verbinders 4.
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Bei
dem zweiten Verbinder 4 sind der Kontaktanschluss A und
der Kontaktanschluss C über
einen ersten Widerstands R1 miteinander verbunden und der Kontaktanschluss
B und der Kontaktanschluss C über
einen zweiten Widerstand R2 miteinander verbunden. Vorzugsweise
weisen die Widerstände
verschiedene Widerstandswerte auf. Optional kann einer oder mehrere
der Widerstände
weggelassen werden, wodurch ein unendlicher Widerstand zwischen
den entsprechenden Kontaktanschlüssen vorgesehen
ist. Die Überwachungsvorrichtung 1 detektiert
die Widerstandswerte zwischen den Kontaktanschlüssen E und F über die
entsprechende Signalleitungen 3 während der erste Verbinder 2 mit
dem zweiten Verbinder 4 verbunden wird. Wenn die Kontaktanschlüsse E und
F in Kontakt mit den Kontaktanschlüssen A bzw. C gelangen, detektiert
die Überwachungsvorrichtung 1 eine Änderung
des Widerstands von einem unendlichen Widerstand (offener Schaltkreis
zwischen den Kontaktanschlüssen
E und F) zu dem Widerstandswert von R1 und während des weiteren Verbindungsvorgangs
der Verbinder 2, 4 zu der zweiten Verbindungsstufe
(wodurch die zweite Ebene des zweiten Verbinders erreicht wird) ändert sich der
detektierte Widerstand zwischen E und F von dem Widerstandswert
von R1, der wieder direkt auf den Widerstandwert von R2 oder über einen
Wechsel zu einem unendlichen Widerstand (geöffneter Schaltkreis) und danach
von dem unendlichen Widerstand zu dem Widerstandswert von R2. Das
dadurch erhaltene Widerstandsprofil und die bestimmten Widerstandswerte
von R1 und R2 identifizieren klar und eindeutig den zweiten Verbinder 4 und
folglich die Messkomponente 5, die damit verbunden ist.
Folglich kann die Überwachungsvorrichtung 1 klar
identifizieren, welche Art von Messkomponente 5 angeschlossen
ist. Im Folgenden kann die Überwachungsvorrichtung 1 die
Messkomponente in geeigneter Weise steuern und die Messwerte, die über die
Kontaktan schlüsse
F und G gemessen werden, können
klar und eindeutig interpretiert werden.
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In 3 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Verbindersystems dargestellt. Im Gegensatz zur Ausführungsform
der 2 umfasst jeder der Verbinder 2 und 4 vier
Kontaktanschlüsse.
Der erste Verbinder 2 umfasst die Kontaktanschlüsse E, J,
F, G und der zweite Verbinder 4 umfasst die Kontaktanschlüsse A, B,
C, D. Die Kontaktanschlüsse
B, C, D des zweiten Verbinders 4 sind so ausgebildet, dass sie über die
erste Verbindungsebene L1 und die zweite Verbindungsebene L2 erstrecken.
Der Kontaktanschluss A ist nur über
die erste Verbindungsebene L1 kontaktierbar. Der erste Widerstand
R1 ist zwischen dem Kontaktanschluss A und dem Kontaktanschluss
C und der zweite Widerstand R2 zwischen dem Kontaktanschluss B und
dem Kontaktanschluss C angeschlossen. Die Messkomponente 5 ist mit
den Kontaktanschlüssen
C und D in zur Ausführungsform
der 2 entsprechender Weise verbunden. Während des
Verbindens kommen die Kontaktanschlüsse E, F, G zunächst in
Kontakt mit den jeweiligen entsprechenden Kontaktanschlüssen B,
A, C, D der ersten Verbindungsebene L1 des zweiten Verbinders 4,
so dass die Überwachungsvorrichtung 1 den Zustandswert
von R1 zwischen den Kontaktanschlüssen J und F und den Widerstandswert
von R2 zwischen den Kontaktanschlüssen E und F detektieren kann.
Die Überwachungsvorrichtung 1 bemerkt daher
eine Änderung
des Widerstands zwischen den Kontaktanschlüssen E und F vom unendlichen
Widerstand zu dem Widerstandwert von R2 und eine Änderung
zwischen den Kontaktanschlüssen
J und F von dem unendlichen Widerstand zu dem Widerstandswert von
R1. Beim weiteren Fortsetzen des Verbindungsvorgangs gelangt der
Kontaktanschluss J außer
Kontakt mit dem Kontaktanschluss A des zweiten Verbinders 4 so
dass der Widerstand sich von R1 zum unendlichen Widerstand ändert.
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In
der Überwachungsvorrichtung 1 werden die
Widerstandsänderungen überwacht
und mit einem abgespeicherten Widerstandsprofil verglichen, das
Widerstandsänderungen
angibt, um die Messkomponente, die den zweiten Verbinder 4 zugeordnet
ist, zu identifizieren. Das gespeicherte Widerstandsprofil gibt
für jeden
zulässigen
zweiten Verbinder 4 eine zeitliche Änderung der Widerstände zwischen
bestimmten Kontaktanschlüssen
des ersten Verbinders 2 und ihre entsprechenden Widerstandswerte
an.
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Eine
weitere Ausführungsform
des Verbindersystems ist in 4 gezeigt.
Das Verbindersystem bei 4 unterscheidet sich von dem
Verbindersystem, das in 2 gezeigt ist, dadurch, dass
der Kontaktanschluss D des zweiten Verbinders 4 nicht in der
ersten Kontaktierungsebene L1 vorhanden ist (auch nicht kontaktierbar
ist), so dass während
des Verbindens des ersten Verbinders 2 und des zweiten Verbinders 4 ein
Anschließen
der Messkomponente 5 an die Überwachungsvorrichtung 1 nur
dann vollständig
durchgeführt
ist, wenn die Verbinder 2 und 4 vollständig miteinander
verbunden sind, d. h. die Kontaktanschlüsse des ersten Verbinders 2 haben die
zweite Kontaktierungsebene L2 des zweiten Verbinders 4 erreicht.
Dies ermöglicht
einweiteres Merkmal zum Identifizieren der entsprechenden Messkomponente 5 dadurch,
dass die Überwachungsvorrichtung 1 durch
Detektieren des Widerstands zwischen den Kontaktanschlüssen F und
G einen unendlichen Widerstand in einer ersten Verbindungsebene
L1 feststellen kann, wenn der Widerstandswert von R1 zwischen den
Kontaktan schlüssen
E und F detektiert wird, und in der zweiten Verbindungsebene L2
den internen Widerstand der Messkomponente 5 zwischen den
Kontaktanschlüssen
F und G detektieren kann, so dass das weitere Merkmal für das Identifizieren
der Messkomponente 5 bereitgestellt wird.
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In 5 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Verbindersystems dargestellt. Im Gegensatz zur Ausführungsform
der 2 müssen
keine Widerstände
von dem Substrat des ersten Verbinders 2 bereitgestellt
werden. Die Kontaktanschlüsse
A, B werden als einzelne Kontaktanschlüsse A, der eine L-Form aufweist,
vorgesehen. In der ersten Verbindungsstufe kontaktieren beide Kontaktanschlüsse E, F
des ersten Verbinders 2 den Kontaktanschluss A und sind
dadurch kurzgeschlossen, was durch die Überwachungsvorrichtung 1 detektiert
werden kann. Bei Fortsetzen des Verbindungsvorgangs der Verbinder 2, 4 gelangen
der Kontaktanschluss F des ersten Verbinders 2 außer Kontakt
zu dem Kontaktanschluss A des zweiten Verbinders 4 und
gelangen in Kontakt mit dem Kontaktanschluss C des zweiten Verbinders 4,
während
der Kontaktanschluss E des ersten Verbinders 2 in Kontakt
mit dem Kontaktanschluss A des zweiten Verbinders 4 verbleiben.
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Bei
der Überwachungsvorrichtung 1 werden die
Widerstandsänderungen
zwischen den Kontaktanschlüssen
E, F detektiert und mit einem gespeicherten Widerstandsprofil, das
Widerstandsänderungen
angibt, verglichen, um die Messkomponente, die dem zweiten Verbinder 4 zugeordnet
ist, zu identifizieren. Eine zeitliche Änderung von einem geöffneten Schaltkreis,
zu einem Kurzschluss und zurück
zu einem geöffneten
Schaltkreis zwischen den Kontaktanschlüssen E, F kann dadurch als
ein voll ständiges Verbinden
der zwei Verbinder 2, 4 interpretiert werden.
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In 6 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Verbindersystems dargestellt. Im Gegensatz zur Ausführungsform
der 2 kann der Kontaktanschluss B des zweiten Verbinders 4 mit
dem Kontaktanschluss E des ersten Verbinders 2 sowohl in
dem ersten als auch in der zweiten Verbindungsstufe verbunden sein.
Weiterhin ist der Kontaktanschluss C nur durch den Kontaktanschluss
F des ersten Verbinders 2 in der zweiten Verbindungsstufe
kontaktierbar und ein Kontaktanschluss A ist auf der gleichen Verbindungslinie
vor dem Kontaktanschluss C vorgesehen und ausgebildet, um durch
den Kontaktanschluss F des ersten Verbinders 2 in der ersten
Verbindungsstufe kontaktiert zu werden. Zwischen dem Kontaktanschluss
A und dem Kontaktanschluss C ist ein Widerstand R3 vorgesehen. Dadurch
detektiert die Überwachungsvorrichtung 1 in
der ersten Verbindungsstufe über
den Kontaktanschluss F eine elektrische Größe, die von dem Widerstandswert
R3 abhängt
und in dem zweiten Verbindungsstufe eine elektrische Größe, die
nicht von dem Widerstandswert R3 abhängt. Bei einem Beispiel ergibt
sich eine zeitliche Änderung
bei der Widerstandsmessung über
einen Kontaktanschluss F ein Widerstand, der in den ersten Verbindungsstufe
um R3 erhöht
ist, und in einer nachfolgenden zweite Verbindungsstufe ein Widerstand,
der nicht um R3 erhöht
ist.
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In 7 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Verbindersystems dargestellt. Im Gegensatz zur Ausführungsform
der 2 können
die Kontaktanschlüsse
B, C, D des zweiten Verbinders 4 nur mit den entsprechenden
Kontaktanschlüssen
E, F, G des ersten Verbinders 2 in der zweiten Verbindungsstufe kontaktiert
werden. Ein gemeinsamer Kontaktanschluss A ist vorgesehen, der durch
die Kontaktanschlüsse
E, F, G im Wesentlichen zur gleichen Zeit in der ersten Verbindungsstufe
verbunden werden kann, wodurch ein Kurzschluss zwischen allen Kontaktanschlüssen E,
F, G in der ersten Verbindungsstufe vorgesehen wird. In der zweiten
Verbindungsstufe ist die Messkomponente 5 direkt über den
ersten und zweiten Verbinder 2, 4 mit der Überwachungsvorrichtung 1 verbunden,
die eine normale elektrische Eigenschaft (z. B. Innenimpedanz) der Messkomponente 5 detektieren
kann, die nicht von einem weiteren elektrischen Element, wie z.
B. einem Widerstandsbauelement oder dergleichen beeinflusst ist.
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Bei
den Ausführungsformen
der 2 bis 7 wurde in beabsichtigter Weise
offen gelassen, wie die ersten und zweiten Verbinder 2, 4 ausgebildet sind.
Im Allgemeinen ist das Design der Verbinder 2, 4 im
Wesentlichen willkürlich.
Es ist jedoch wesentlich, dass der erste und der zweite Verbinder 2, 4 miteinander
verbunden werden können
oder dass der Verbinder, der der Messkomponente 5 zugeordnet ist,
mindestens zwei Verbindungsebenen aufweist, die verschiedene Anordnungen
der mehreren entsprechenden Kontaktanschlüsse aufweisen, wodurch die
Kontaktanschlüsse,
die sich auf die verschiedenen Verbindungsebenen beziehen, nacheinander
kontaktiert werden, während
der Verbindungsvorgang der Verbinder fortgesetzt wird. Einige der zweiten
Kontaktanschlüsse
sind mit der Messkomponente 5 verbunden und weitere Kontaktanschlüsse weisen über einen
Widerstand oder ein weiteres passives elektrisches Bauelement eine
Verbindung zu den weiteren Kontaktanschlüssen auf.
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Bei
einer Ausführungsform
sind die ersten Kontaktanschlüsse
des ersten Verbinders 2 vorzugsweise als Schleifkontakte
vorgesehen. Die zweiten Kontaktanschlüsse des zweiten Verbinders 4 sind vorzugsweise
als ebene Kontakte in Bereichen vorgesehen, die auf einer Leiterplatte
als ein Substrat oder dergleichen ausgebildet sind.
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Die
Ausführungsformen
der 8 und 9 sehen vor, dass der erste
Verbinder 2 als eine Buchse und der zweite Verbinder 4 als
ein Stecker ausgebildet ist. Die Buchse des ersten Verbinders 2 weist Öffnungen
zum Empfangen von Kontaktstiften des Steckers des zweiten Verbinders 4 auf.
Innenwände der Öffnungen 12 sind
mit Innenkontaktanschlüssen 11 versehen,
die den Kontaktanschlüssen
E, F, G entsprechen. Die Kontaktstifte des Steckers entsprechen
den zweiten Kontaktanschlüssen
A, C, D. Die Kontaktstifte 13 weisen verschiedene Elemente
auf, wodurch verschiedene Kontaktebenen, wie oben beschrieben, definiert
werden. Die Kontaktstifte 13 der Kontaktanschlüsse C und
D weisen eine erste größere Länge auf
und der Kontaktstift des Kontaktanschlusses A weist eine zweite
kleinere Länge
auf, wodurch die verschiedenen Kontaktebenen L1 und L2 bereitgestellt
werden. Während
des Verbindens des Steckers und der Buchse gelangen die Kontaktstifte
C und D zunächst
in Kontakt mit den inneren Kontaktanschlüssen 11 F und G der
Buchse und während
des weiteren Fortsetzens des Verbindungsvorgangs gelangt der kürzere Kontaktstift
A in Kontakt zu dem Innenkontaktanschluss E der Buchse.
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Bei
der Überwachungsvorrichtung 1 wird
daher zunächst
der Innenwiderstand der Messkomponente zwischen den Kontaktanschlüssen F und
G detektiert und bei einer weiteren Verbin dung des Steckers und
der Buchse ändert
sich der Widerstand zwischen den Kontaktanschlüssen E und F von dem unendlichen
Widerstand zu dem Widerstandswert von R1. Daher kann die Messkomponente 5,
die dem Stecker zugeordnet ist, klar und eindeutig identifiziert werden,
indem das Widerstandsprofil bestimmt wird, während der Stecker und die Buchse
miteinander verbunden werden. Eine Identifikation wird durch den Wert
des Widerstands R1 und die Länge
jedes der Kontaktstifte A, C, D des Steckers definiert.
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Zusätzlich oder
optional kann, wie in 9 gezeigt ist, vorgesehen werden,
dass die Buchse, als der erste Verbinder 2, Öffnungen
aufweist, wobei die Innenkontaktanschlüsse 12 in unterschiedlicher
Weise aufgebaut sind, wodurch verschiedene Verbindungsebenen L3
und L4 hinsichtlich der Kontaktstifte eines damit zu verbindenden
Steckers umgebildet werden. Während
die Öffnungen 11 und 12 der
Kontaktanschlüsse
F und G einen Innenkontaktanschluss aufweisen, der kontaktiert werden
kann, wenn bei dem Verbinden mit den Kontaktstiften die erste Verbindungsebene
L3 der Buchse erreicht worden ist, ist der Kontaktanschluss E der
entsprechenden Öffnung
zurückversetzt,
so dass der entsprechende Kontaktstift des Steckers diesen nur kontaktieren
kann, wenn dieser die zweite Verbindungsebene L4 erreicht. Dadurch
kontaktiert ein entsprechender Kontaktstift A des Steckers den Kontaktanschluss
E während
des Verbindens zu einem späteren
Zeitpunkt als der Zeitpunkt zu dem der Kontaktstift C und D die
Kontaktanschlüsse
F bzw. G kontaktieren.
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Anstelle
der Widerstände
R1, R2 können
andere Arten von elektrischen passiven Bauelementen wie z. B. Kapazitäten oder Induktivitäten oder
aktive Bauelemente wie z. B. Transistoren und dergleichen vorgesehen
werden, um elektrisch messbare Größen zwischen entsprechenden
Kontaktanschlüssen
bereit zu stellen. Elektrische Größen, wie z. B. eine Impedanz
können
z. B. durch Anlegen eines Wechselstromsignals über die entsprechenden Signalleitungen
gemessen werden.
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Weiterhin
ist die Anzahl der Verbindungsebenen (Verbindungsstufen) in dem
zweiten Verbinder 4 nicht auf zwei beschränkt, sondern
kann auch mehr als zwei betragen. Ebenso ist die Anzahl der elektrischen
Bauelemente zum Bereitstellen der elektrischen Größe nicht
auf ein oder zwei beschränkt.
Weiterhin kann der Innenwiderstand der Messkomponente 5 als
einer der Widerstände
verwendet werden, die zwischen den entsprechenden Kontaktanschlüssen überprüft werden,
um die Messkomponente zu identifizieren.
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In 10 ist
eine Überwachungsvorrichtung 1 dargestellt,
die eine Identifikationseinheit 16 zum Identifizieren der
Art der Messkomponente 5 aufweist, die mit dem ersten Verbinder 2 verbunden
ist. Die Identifikationseinheit 16 umfasst eine Messeinheit 17 zum
Detektieren der Widerstandswerte zwischen den verschiedenen Signalleitungen
und zum Bereitstellen eines Zeit-Widerstands-Kennfeldes der Widerstandswerte
und ihren Änderungen über der Zeit
und Vergleichen einer solchen Widerstands-Kennlinie mit Hilfe einer
Vergleichseinheit 18, mit Profilen, die vorab in einer
geeigneten Speichereinheit 19 gespeichert sind. Eine Identifikationsinformation
wird von der Vergleichseinheit 18 an eine Überwachungseinheit 20 der Überwachungsvorrichtung
ausgegeben, die mit den Signalleitungen 3 verbunden ist
und die für
ein Betreiben der Messkomponente 5 bestimmt ist. Die Messung
wird durch die Überwachungseinheit 20 anhand
der Identifikationsinformation durch geführt, die die entsprechende
angeschlossene Messkomponente 5 identifiziert.