<Desc/Clms Page number 1>
Elektrische Schaltung zur Auswahl des höchsten oder niedrigsten Messwertes aus einer Gruppe von mehreren Messwerten
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einer Gruppe von verschiedenen Messwerten den höchsten oder für einen andern Anwendungsfall den niedrigsten auszuwählen und gegebenenfalls über einen Verstärker dem Messgerät zuzuführen. Eine solche Aufgabe liegt z. B. bei einem Regler mit mehreren Temperaturmessstellen vor, der jeweils an die Messstelle angeschlossen werden soll, welche die höchste Temperatur anzeigt.
Es sind mechanisch arbeitende Auswahlschaltungen bekannt, bei denen die Messwerte über Kurven-
EMI1.1
einen Drehwinkel umgeformt werden. Weiterhin sind absatzweise arbeitende Auswahlschaltungen bekannt, welche Schleppzeiger oder periodisch ansprechende Abtasteinrichtungen für die Messwerte verwenden.
Im Gegensatz hiezu soll eine Schaltung angegeben werden, welche mechanische Glieder in Form von
EMI1.2
Messwertauswahl zulasst.Die Schaltung arbeitet dabei stetig, sowohl in bezug auf den einzelnen Messwert, als auch beim Übergang von einem Messwert zum andern. Der ausgewählte Messwert ist ständig im stetigen Eingriff mit dem Messgerät.
Bei einer elektrischen Schaltung zur Auswahl des höchsten Messwertes ist gemäss der Erfindung jede als elektrische Spannung vorgegebene Messgrösse über einen Gleichrichter an das Messgerät bzw. einen diesem vorgeschalteten Verstärker geschaltet. Zur Auswahl des niedrigsten Messwertes ist zusätzlich zwischen die Gleichrichter und das Messgerät, d. h. an den Knotenpunkt der Gleichrichter über einen elektrischen Widerstand eine mit ihrer Spannung die maximal möglichen Spannungen der Einzelmesswerte übertreffende, annähernd konstante Spannungsquelle angeschlossen.
Die Erfindung soll an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine elektrische Schaltung zur Auswahl des höchsten Messwertes, Fig. 2 eine solche zur Auswahl des niedrigsten Messwertes. In den Fig. 3,4 und 5 werden Korrekturschaltungen zur Korrektur der von den Gleichrichtern hervorgerufenen Nichtlinearitäten angegeben.
EMI1.3
messwerte werden beispielsweise über Magnetverstärker Moi... Mn in einen eingeprägten elektrischen Strom umgewandelt, der jeweils die Bürde des betreffenden Magnetverstärkers, d. h. den Widerstand ri oder rg bzw. r durchfliesst. Über die Bürdenwiderstände der Magnetverstärker werden die Messwerte in elektrische Spannungen umgewandelt und diese über die Gleichrichter GIl...
Glu an den Spannungsteiler des nachgeschalteten Messgerätes M geführt. Der Spannungsteller besteht im Beispiel der Zeichnung aus einem hochohmigen Widerstand Ra und einem niederohmigen Widerstand Rb. Dem MessgeratMtst ein Verstärker vorgeschaltet, damit der Spannungsteiler nicht zu stark belastet wird. Als Gleichrichter werden vorteilhaft Silizium-Gleichrichter verwendet, da diese ein grosses Verhältnis von Sperrwiderstand zu
EMI1.4
nen Anzeigefehler, wenn der Widerstand der Spannungsquellen für die Einzelmesswerte klein Ist und die Spannungsbereiche der Einzelmesswerte möglichst gross sind, z. B. in der Grössenordnung von 10... 100 V liegen.
<Desc/Clms Page number 2>
Flg. 2 zeigt eine Schaltung zur Auswahl des niedrigsten Messwertes. Im Vergleich zu der Schaltung nach Fig. 1 sind hier die Gleichrichter umgepolt und an den Knotenpunkt der Gleichrichter zwischen die Gleichrichter und den Spannungsteiler des nachgeschalteten Messgerätes ist eine Spannungsquelle über einen hochohmigen Widerstand R angeschlossen. Aus der Zusatzspannungsquelle E fliesst über den Wider- stand R Strom über denjenigen Gleichrichter, an dem der niedrigste Spannungswert anliegt. Am Knotenpunkt hinter dem Gleichrichter stellt sich dieser niedrigste Spannungswert ein und wird dem Spannungsteiler und infolgedessen dem nachgeschalteten Verstärker des Anzeigegerätes zugeführt.
Der Widerstand R muss im Verhältnis zu den Widerständen der einzelnen Messgrössen so gross sein, dass er die Eingangsspan- nungen nicht beeinflusst. Die Spannung E muss so gross gewählt werden, dass sie die maximal möglichen
Spannungen der Einzelmesswerte übertrifft. Rückwirkungen von einem Messwert, z. B. vom niedrigsten Wert auf einen höheren, sind ausgeschlossen, da ja die Gleichrichter in dieser Richtung sperren.
Haben die Einzelmesswerte relativ kleine Spannungsbereiche, z. B. Spannungen in der Grössenordnung von 10 V, so verursachen die Gleichrichter einen Linearitätsfehler besonders im unteren Messbereich.
Wenn der untere Messbereich für die Anzeige nicht gebraucht wird, kann man den Linearitätsfehler durch eine Verschiebung des Nullpunktes der Verstärkereingangsschaltung korrigieren. In diesem Falle wird nach Fig. 3 der Spannung am Eingang des Verstärkers M eine konstante Spannung überlagert, die ein Spannungskonstanthalter K liefert. Die Spannung wird über einen Spannungsteiler in den Eingang des Messverstär- kers M eingetührt. Die beste Korrektur wird nach Fig. 4 dadurch erhalten, dass man den Fehler der Gleichrichter durch einen zusätzlichen Gleichrichter nachbildet und im entgegengesetzten Wirkungssinn in den Messkreis des Verstärkers M einführt. Im Ausgang des Verstärkers M wird am Widerstand Ry eine der Messspannung proportionale Spannung abgegriffen und dem Eingang eines Verstärkers MK zugeführt.
Dieser Verstärker liefert am Widerstand RE eine der Ausgangsspannung des Verstärkers M proportionale Spannung.
Der Widerstand RE liegt mit dem Widerstand RA zusammen in einer Spannungsteilerschaltung parallel zum Gleichrichter GK. Dieser Gleichrichter muss den gleichen Linearitätsfehler besitzen wie die in der Schaltung der Einzelmesswerte verwendeten Gleichrichter. In diesem Falle bildet der Gleichrichter den Linearitätsfehler als Spannungsabfall ab, der im entgegengesetzten Wirkungssinn über die Widerstände Ri, R2 in die Eingangsschaltung des Messverstärkers M übertragen wird.
Wenn die Einzelspannungen der Auswahlschaltung nicht zu stark voneinander abweichen, kann man auch über die gestrichelt gezeichneten Anschlussleitungen in Fig. 4 unten links eine konstante Spannung über einen zusätzlichen Verstärker und einen weiteren Gleichrichter anschliessen und den Spannungsabfall an diesem Gleichrichter zur Kompensation des Linearitätsfehlers verwenden. Die Zusatzspannung. die in gleicher Weise wie die Messspannungen über einen Gleichrichter eingefügt wird, muss etwa in der Mitte des Schwankungsbereiches der Einzelspannungen liegen.
Fig. 5 zeigt schliesslich, wie die Korrektur des Linearitätsfehlers bei einer Schaltung zur Auswahl des niedrigsten Messwertes ausgeführt werden muss. Die Schaltung unterscheidet sich von der nach Fig. 4 nur dadurch, dass der Gleichrichter GK mit umgekehrter Wirkungsrichtung eingeschaltet ist und dadurch, dass an ihm über den Widerstand R die gleiche Zusatzspannung E eingeführt wird wie am Knotenpunkt der Gleichrichter der Einzelmesswerte. Die Korrekturspannung muss hier im Gegensatz zur Fig. 4 im entgegengesetzten Sinn in die Eingangsschaltung des Messverstärkers M eingeführt werden.
Durch die Korrekturschaltung mit Gleichrichtern gleichen Typs, wie sie auch in den Messschaltungen der Einzelmesswerte verwendet werden, werden auch die Temperaturfehler der Gleichrichter für die Einzelmesswerte kompensiert.
Ähnliche Korrekturschaltungen mit Rückschlagventilen zur Kompensation eines an den Ventilen auftretenden nichtlinearen Druckabfalles lassen sich auch bei Auswahlschaltungen für pneumatische und hydraulische Messgrössen verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Schaltung zur Auswahl des höchsten Messwertes aus einer Gruppe von in Form von elektrischen Grössen vorliegenden Messwerten, dadurch gekennzeichnet, dass jede als elektrische Spannung vorgegebene Messgrösse über einen Gleichrichter (GIl... GIn) an das Messgerät bzw. einen diesem vorgeschalteten Verstärker (MI... Mjj) geschaltet ist (Fig. 1).