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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung eines mittels eines Potentiometers zwischen zwei justierbaren Endwerten einstellbaren Grenzwertes mittels eines Operationsverstärkers.
Grenzwertüberwachungen haben die Aufgabe, bei Über- bzw. Unterschreiten eines bestimmten Wertes einer Messgrösse ein Ausgangssignal abzugeben. Als Messgrösse tritt häufig eine Gleichspannung auf, die auch durch eine Messwertumformung aus einer andern physikalischen Grösse (z. B. Wechselspannung, Wechselstrom, elektrische Leistung u. dgl.) gewonnen werden kann. Dabei ist häufig gefordert, den Grenzwert bei Inbetriebnahme verstellen zu können. Aus Sicherheitsgründen ist es jedoch oft erwünscht, bei der Fertigung den Stellbereich zu begrenzen und einen oberen und unteren Endwert einzujustieren.
In der DE-OS 2459155 wird eine Schwellwertschaltung mittels eines Operationsverstärkers zur Erfassung von Überströmen beschrieben, welche jedoch nur bei einem vorgegebenen Grenzwert anspricht.
Es sind einfache Schaltungen bekannt, bei denen sich jedoch beim Abgleich die verschiedenen Justierungen gegenseitig beeinflussen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Schaltung zur Grenzwertüberwachung zu schaffen, welche jeweils nur einen Abgleichvorgang zur Justierung des unteren und oberen Endwertes erfordert.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal an die eine Klemme eines Stellwiderstandes zur Justierung des unteren Endwertes angelegt wird, dessen andere Klemme sowohl mit einem an Masse liegenden Stellwiderstand zur Justierung des oberen Endwertes als auch mit einer Klemme eines Regelwiderstandes zur Einstellung des Grenzwertes verbunden ist und die andere Klemme des Regelwiderstandes mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist, mit dem auch ein über eine negative Hilfsspannung gespeister Vorwiderstand verbunden ist und wobei der positive Eingang des Operationsverstärkers an Masse liegt.
Vorteilhaft ist, dass zur Justierung des unteren und oberen Endwertes nur jeweils ein Abgleichvorgang erforderlich ist, und dass die Schaltung nur sehr wenige Bauteile benötigt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, dass die Hilfsspannung als stabilisierte negative Versorgungsspannung des Operationsverstärkers ausgebildet ist.
Bei vielen Messwerterfassungs- und Überwachungs systemen werden die Operationsverstärker mit einer positiven und negativen stabilisierten Versorgungsspannung gespeist. Durch die Verwendung der negativen Versorgungsspannung entfallen vorteilhaft zusätzliche Bauteile.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung wird die Hilfsspannung mittels einer Zenerdiode
EMI1.1
Bei unstabilisierter negativer Versorgungsspannung wird vorteilhaft durch bloss zwei zusätzliche Bauteile eine negative stabilisierte Hilfsspannung erzeugt.
Gemäss eines weiteren Merkmales der Erfindung wird zur Zeitverzögerung ein Kondensator zwischen den negativen Eingang und den Ausgang des Operationsverstärkers geschaltet.
Durch die Beschaltung mit dem Kondensator und die erfindungsgemässe Schaltung wird über den gesamten Stellbereich des Regelwiderstandes vorteilhaft eine konstante prozentuelle Verzögerung bzw. Glättung erzielt. Dadurch spricht die Schaltung unabhängig vom eingestellten Grenzwert bei gleichen prozentuellen Überschreitungen gleich schnell an.
Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand der Zeichnungen, bei denen Fig. 1 das Prinzipschaltbild und Fig. 2 eine ausgeführte Schaltung zeigt.
In Fig. 1 wird die Messspannung der Schaltung an den Klemmen --10, 11--, angelegt, wobei an Klemme --11-- eine positive Spannung liegt. Der Operationsverstärker --4-- wird aus zwei Versorgungsspannungen --21, 22-- gespeist.
Die Messspannung wird im Eingangsspannungsteiler --1, 2--, abgeschwächt und am negativen Eingang des Operationsverstärkers --4-- über den Regelwiderstand --3-- mit der negativen Hilfsspannung --8-- summiert und es fliesst ein Strom über den Vorwiderstand --6--. Das Ausgangssignal ist somit davon abhängig, ob der durch den Messwert oder durch die Hilfsspannung hervorgerufene Strom überwiegt. Zur Justierung des unteren Endwertes wird der Regelwiderstand --3-- auf Widerstand Null gestellt und mittels des Stellwiderstandes --1-- einjustiert. Es entsteht dann eine Überlagerung des Messsignals über den in Serie liegenden Stellwiderstand --1-- und die negative
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Zur Justierung des oberen Endwertes wird der Regelwiderstand --3-- entsprechend der ihm zugehörigen Skalierung auf maximalen Widerstand eingestellt. Darauf lässt sich der obere Grenzwert mit dem Stellwiderstand-2-einjustieren.
Die Justierung des Stellwiderstandes --2-- beeinflusst vorteilhaft nicht mehr den unteren Grenzwert.
Fig. 2 zeigt eine ausgeführte Schaltung. Die negative Hilfsspannung --8-- wird mittels der
EMI2.2
--12-- undPATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Erfassung eines mittels eines Potentiometers zwischen zwei justierbaren Endwerten einstellbaren Grenzwertes mittels eines Operationsverstärkers, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal an die eine Klemme eines Stellwiderstandes (1) zur Justierung des unteren Endwertes angelegt wird, dessen andere Klemme sowohl mit einem an Masse liegenden Stellwiderstand (2) zur Justierung des oberen Endwertes als auch mit einer Klemme eines Regelwiderstandes (3) zur Einstellung des Grenzwertes verbunden ist, und die andere Klemme des Regelwiderstandes (3) mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers (4) verbunden ist mit dem auch ein über eine negative Hilfsspannung (8)
gespeister Vorwiderstand (6) verbunden ist und wobei der positive Eingang des Operationsverstärkers an Masse liegt.