AT212441B - Verstärkerschaltung zur Erzielung eines zeitabhängigen Verlaufes einer Verstärkerausgangsgröße, insbesondere für Reglerschaltungen - Google Patents

Description

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   Verstärkerschaltung zur Erzielung eines zeitabhängigen Verlaufes einer Verstärkerausgangsgrösse, insbesondere für Reglerschaltungen   Es sind bei elektrischen Reglern Rückführungen bekannt, in die RC-Glieder als Zeitverzögerungsglieder eingeschaltet sind. Um die erforderlichen grossen Zeitkonstanten, insbesondere für thermische Prozesse in der Grösse von etwa 12 Minuten, erreichen zu können, sind bei Widerstandskapazitätsschaltungen grosse elektrische Werte und damit auch grosse Rückführungsspannungen erforderlich. 



  Es ist weiters bekannt, grosse Zeitkonstanten mit relativ kleinen RC-Gliedern mit Hilfe eines Gleichspannungsverstärkers zu erzielen, dessen Ausgang in Gegenkopplung an den Eingang geschaltet ist, wobei die RC-Glieder in den Gegenkopplungskreis eingeschaltet sind. Die Zeitkonstante einer solchen Verstärkerschaltung ist gleich dem Produkt aus der Zeitkonstante des aus dem Widerstand und der Kapazität bestehenden Kreises und aus dem Verstärkungsfaktor des Gleichspannungsverstärkers. Hiefür werden mehrstufige Verstärker verwendet, die einen relativ hohen Aufwand erfordern. Selbstkompensierende Verstärker mit RC-Gliedern bzw. mehrstufige Verstärker in Reglerschaltung zur Erzielung eines zeitabhängigen Verlaufes der Ausgangsgrösse sind bekannt. 



  Die Erfindung betrifft eine Verstärkerschaltung eines selbstkompensierenden Verstärkers zur Erzielung eines zeitabhängigen Verlaufes einer Verstärkerausgangsgrösse, insbesondere für Reglerschaltungen, die mit relativ geringem Aufwand mit einem einzigen Verstärker, gegebenenfalls mit einer einzigen Verstärkerröhre, Zeitkonstanten von etwa 20 000-facher Grösse der Zeitkonstanten der RC-Glieder erzielt. Die erfindungsgemässe Verstärkerschaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgrösse des selbstkompensierenden Verstärkers sowohl von der Ausgangsgrösse selbst als auch zusätzlich von mindestens einer, von deren Zeitintegral abhängigen Grösse kompensiert ist. 



  Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Schaltung besteht darin, dass der Verstärkungsfaktor über den ganzen Bereich konstant ist und nur von der Konstanz der verwendeten Bauelemente abhängt. Die Eigenschaften der Elektrodenröhre gehen in die Verstärkerschaltung nicht ein. Ausserdem gewährt die erfindungsgemässe Schaltung eine strenge Proportionalität zwischen der Eingangsgrösse und der Ausgangsgrösse, z. B. dem Ausgangsstrom, der sich bei den dargestellten Schaltungen nach Ablauf der jeweils eingestellten Zeitkonstante als maximaler Endwert ergibt. 



  Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es handelt sich hiebei um solche Schaltungen, bei denen die Ausgangsspannung des Verstärkers zur Kompensation herangezogen wird. 



  Das Prinzip dieser Schaltungen, wie sie beispielsweise für Regler zu verwenden sind, ist der Fig. 1 zu entnehmen. Die von einem Regler gelieferte Spannung Ul liegt an den Eingangsklemmen 1 eines selbstkompensierenden Verstärkers 2, in dessen Eingangskreis ein aus den Widerständen 3 und 4 bestehender Spannungsteiler und ein Anzeigeinstrument und/oder ein zu betätigendes Schaltglied 5, z. B. ein Drehspulinstrument oder ein Relais, eingeschaltet sind. Der Verstärker 2 besitzt ein Drehspulsystem, das in Abhängigkeit vom Stromfluss durch die im Eingangskreis des Verstärkers 2 liegende Wicklung 6 die Ausgangsleistung steuert, u. zw. in dem Sinne, dass bei Zunahme des Stromes durch die Wicklung 6 auch die Ausgangsleistung steigt. 



  Wenn im Zuge eines Regelprozesses an den Verstärkereingang plötzlich eine konstante Spannung U angelegt wird, beginnt in der Wicklung 6 ein Strom zu fliessen, worauf der Verstärker 2 am Spannungsteiler 3,4 einen Spannungsabfall erzeugt. Der Spannungsabfall am Widerstand 3 ist der Eingangsspan- nung U. entgegengerichtet und wirkt daher im Sinne einer Reduzierung des Stromes durch die Spule 6. Der    

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 Spannungsabfall am Widerstand 4 ruft in dem aus dem Kondensator 7 und aus dem im Eingangskreis liegenden Widerstand 8 bestehenden Stromkreis einen Strom hervor, der der zeitlichen Änderung der Ver-   stärkerausgangsspannung   proportional ist.

   Dieser Strom ruft im Widerstand 8 eine ihm proportionale Gegenspannung zur Eingangsspannung hervor, so dass also die Eingangsspannung von der Summe der an den Widerständen 3 und 8 liegenden Spannungen kompensiert wird, deren erste der Ausgangsspannung direkt proportional und deren zweite der Änderungsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung proportional ist. Hiedurch wird ein Verlauf der Ausgangsspannung erzielt, der in einer asymptotischen Annäherung an einen bestimmten Wert entsprechend einer Exponentialfunktion besteht. Die Zeitkonstante für diesen Verlauf ist durch die Grösse der Widerstände 8 und 4 sowie des Kondensators 7 bestimmt, die zur wahlweisen Veränderung dieser Zeitkonstanten auch selbst veränderbar ausgebildet sind. 



   Eine Vergrösserung der einstellbaren Zeitkonstante kann dadurch erzielt werden, dass entsprechend Fig. 2 in Serie zu dem   Kondensator 7 eine Kompensationswicklung   9 eingeschaltet wird, die die Aufsteuerung des Verstärkers durch das Rähmchen 6 stärker behindert als das reine RC-Glied 7,8. 



   In Fig. 3 ist eine Schaltung dargestellt, bei der sowohl die Zeitkonstante des ansteigenden Astes des Verlaufes der Verstärkerspannung als auch die des abfallenden Astes vorher bestimmt und eingestellt werden kann. Hiezu ist ein von einem nicht dargestellten Regelhilfsglied betätigter Umschalter 10 vorgesehen, der die mit 11 bezeichnete Quelle für die Eingangsspannung bei einem bestimmten Wert der Ausgangsspannung vom Verstärkereingang abschaltet. Mit diesem Umschalter ist ein weiterer Umschalter 12 gekuppelt, der die Wicklung 9 und den Widerstand 8 überbrückt. In diesem Überbrückungskreis ist ein veränderbarer Widerstand 13 eingeschaltet, mit dem sich die Zeitkonstante im steigenden Ast des Verlaufes der   Verstärkerausgangsspannung   einstellen lässt. 
 EMI2.1 

Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 3> und dass dessen anderer Teil (4) zusammen mit einem Kondensator (7) und einem weiteren zusätzlichen in den Eingangskreis geschalteten Kompensationswiderstand (8) einen geschlossenen Stromkreis bildet (Fig. l).

   4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem den Kondensator (7) enthaltenden geschlossenen Stromkreis zusätzlich eine Kompensationswicklung (9) zur Verstärkung der zeitabhän- gigen Kompensation eingeschaltet ist (Fig. 2).

   5. Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (7) und/oder mindestens einer der mit ihm einen geschlossenen Stromkreis bildenden Widerstände (4,8) veränderbar ausgebildet sind bzw. der Kondensator (7) an einer verstellbaren Anzapfung des Widerstandes (4) liegt.

   6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ver- stärkereingangskreis ein Umschalter (10) eingeschaltet ist, der zur Umschaltung von der die Eingangsspan- nung liefernden Spannungsquelle (11) auf eine den Eingang kurzschliessende Leitung dient (Fig. 3).

   7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Umschalter (10) ein weite- rer Umschalter (12) gekuppelt ist, der zur Zu- bzw. Abschaltung von die Zeitkonstante der Verstärkerschaltung verändernden Widerständen (13) dient.

   8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ein- gangskreis des Verstärkers (2) ein Hilfswiderstand (14) eingeschaltet ist, an dem eine Hilfsspannung ange- legt ist (Fig. 4).