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Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Umwandlung und Erfassung eines als Wechselspannung vorliegenden Messwertes unter Verwendung einer Soll-Istwert-Vergleichsschaltung und eines Brückengleichrichters, bei dem die Schwellspannungen der Dioden des Gleichrichters durch einen Spannungsabfall, erzeugt an einer oder mehreren weiteren im Sollwertkreis in Serie geschalteten Dioden kompensiert ist.
Durch die DE-AS 2360651 wurde bereits eine Schaltung zur Messwerterfassung gleichgerichteter Wechselspannungen bekannt, bei der dem Gleichrichter die Serienschaltung wenigstens einer gleichsinnig zu den Dioden des Gleichrichters liegenden zusätzlichen Diode, sowie eines Widerstandes nachgeschaltet ist, wobei zur Kompensation der Diodenschwellwerte des Gleichrichters die zusätzliche Diode und der Widerstand in Serie zum Messspannungsausgang liegen, wobei dem Widerstand ein Spannungsteiler parallel geschaltet ist und wobei weiters ein Operationsverstärker vorgesehen ist, dessen invertierender Eingang mit dem Verbindungspunkt zwischen Gleichrichter und zusätzlicher Diode, und dessen nicht invertierender Eingang mit dem Mittelpunkt des Spannungsteilers verbunden sind und dessen Ausgang mit dem Verbindungspunkt zwischen zusätzlicher Diode und Widerstand.
Diese Schaltung hat aber die Aufgabe, Messwertfehler auf Grund der Diodenschwellwerte in allen Messbereichen möglichst weitgehend zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur einfachen Schwellwerterfassung für Wechselspannung vorzuschlagen, mit gleichzeitiger Kompensation des temperaturabhängigen Spannungsabfalles im Brückengleichrichter des Messkreises.
Die Erfindung betrifft somit eine Schaltung der obenstehenden Art, bei der erfindungsgemäss zur positiven und negativen Einstellbarkeit des Soll-Nennwertes, bezogen auf den Messwert, eine Spannungsteilerkette vorgesehen ist, bestehend aus mindestens einem Widerstand, der Serienschaltung aus einer Zenerdiode mit mindestens einer, vorzugsweise zwei oder drei Dioden, welche mit der Zenerdiode mit ungleichnamigen Elektroden verbunden sind, wobei dieser Serienschaltung die Serienschaltung eines Trimmpotentiometers und eines Sollwertpotentiometers parallel geschaltet ist.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Einrichtung ist die einstellbare Kompensation des temperaturabhängigen Spannungsabfalles im Messwertbrückengleichrichter D, bis D.
Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, auch den Skalenpunkt entsprechend dem Messwert Null definiert auf der Skala unterzubringen.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens kann der Verbindungspunkt zwischen den Seriendioden des Spannungsteilers und der Zenerdiode mit dem Massenpotential der nachgeschalteten Triggerstufen verbunden sein.
Durch diese Massnahme erwächst der Vorteil, dass als Triggerstufe ein Komparator verwendet werden kann, dessen Referenzeingang auf Massenpotential liegt.
Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken kann der Verbindungspunkt zwischen den Seriendioden des Spannungsteilers mit der Zenerdiode mit einem Eingang eines Komparators verbunden sein und das Summensignal aus Soll- und Istwert mit dem andern Eingang des Komparators.
Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand der Zeichnungen, in denen die Fig. 1 und 2 zwei Varianten der erfindungsgemässen Schaltung darstellen.
In Fig. 1 wird über die Eingangsklemmen-El, E2-- der Istwert (Messwert) als Wechselspannung dem Brückengleichrichter-Dl, D2, D3, D4-- zugeführt und gleichgerichtet, mit dem an dem Potentiometer --R3-- abgegriffenen Sollwert verglichen, in der Triggerstufe (Integrator) I geglättet und von der Triggerstufe (Schwellenwertdetektor) M in ein Digitalsignal umgewandelt.
Weiters ist eine Spannungsteilerkette vorgesehen, die an den Gleichspannungsanschluss des Brückengleichrichters-D1, D2, D3, D4-- angeschlossen ist, bestehend aus den in Serie geschalteten Dioden --D5, D6, D7--, deren Elektroden sich mit gleichnamigen Elektroden des Brückengleichrichters berühren, sowie der Serienschaltung einer Zenerdiode --D8--, deren Elektrode sich mit gleichnamigen Elektroden der Spannungsteilerkette berühren. Dieser Serienschaltung der Dioden --D5, D6, D7 und D8-- ist die Serienschaltung des Trimmerwiderstandes --R2-- und des Sollwertpotentiometers --R3-- parallelgeschaltet.
Ober das Trimmpotentiometer --R4-- wird der Ausgang des Sollwertspannungsteilers über den
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Widerstand --R7-- dem Integrator --I-- zugeführt, wobei der Widerstand --R7-- strombegrenzende Funktion hat.
Der Verbindungspunkt zwischen den Seriendioden-D5, D6, D7-- des Spannungsteilers und der Zenerdiode --D8-- wird mit dem Massepotential der Triggerstufen I, M verbunden.
Weiters ist der Widerstand --R1-- vorgesehen, der zur Umwandlung des in der Regel als Spannung vorliegenden Ist-Wertes in einen Strom dient. Die Widerstände --R5 und R6-- sind Widerstände der Referenzspannungsquelle --D5 und D8--. +Ub und -Ub sind Hilfsspannungen zur Speisung der Elektronik.
Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende :
Mit Hilfe des Spannungsabfalles an den Dioden --D5, D6, D7-- der Spannungsteilerkette können die Schwellspannungen der Dioden --D1, D2, D3, D4-- des Brückengleichrichters kompensiert werden. Die Zenerdiode --D8-- liefert zusammen mit den Dioden --D5, D6, D7 bzw. D5 und D6-eine stabile Spannung für das Sollwertpotentiometer --R3--.
Durch diese Schaltung ergibt sich der Vorteil einer günstigen Gestaltung der Einstellskala
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folgende Schwellwertdetektor --M-- zum Ansprechen gebracht werden. Dies ergibt eine einfache Möglichkeit zur Funktionskontrolle der Schaltung ohne die Notwendigkeit eines kalibrierten Messwertes (Ist-Wertes). Mit Hilfe des Trimmpotentiometers --R4-- kann der Einfluss des Sollwert- gebers --R3-- verstärkt oder abgeschwächt werden, wodurch eine Dehnung oder Zusammenziehung der Skala erzielbar ist.
Die Schaltung hat gegenüber dem bisher bekannt gewordenen Stand der Technik somit den Vorteil einer nahezu linearen Einstellskala des Sollwertpotentiometers bis zum Nullpunkt.
Ausserdem erfolgt eine Kompensation des Temperaturganges der Schwellspannung des Brückengleichrichters --D1, D2, D3, D4--.
Die Schaltung gemäss Fig. 2 ist mit der der Fig. 1 im wesentlichen identisch, nur wird statt
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--M-- ein Komparator --C-- verwendet,Zenerdiode --D8-- mit den Kompensationsdioden --D5, D6-- mit dem zweiten Eingang (+) des Komparators-C-verbunden ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Umwandlung und Erfassung eines als Wechselspannung vorliegenden Messwertes unter Verwendung einer Soll-Istwert-Vergleichsschaltung und eines Brückengleichrichters, bei dem die Schwellspannungen der Dioden des Gleichrichters durch einen Spannungsabfall, erzeugt an ein oder mehreren weiteren im Sollwertkreis in Serie geschalteten Dioden kompensiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur positiven und negativen Einstellbarkeit des Soll-Wertes, bezogen auf den Messwert, eine Spannungsteilerkette vorgesehen ist, bestehend aus mindestens einem Widerstand (Rl), der Serienschaltung aus einer Zenerdiode (D8) mit mindestens einer, vorzugsweise zwei oder drei Dioden (D5 bis D7), welche mit der Zenerdiode (D8) mit ungleichnamigen Elektroden verbunden sind, wobei dieser Serienschaltung die Serienschaltung eines Trimmpotentiometers (R2)
und eines Sollwertpotentiometers (R3) parallelgeschaltet ist.
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The invention relates to a circuit for converting and detecting a measured value present as an alternating voltage using a setpoint-actual value comparison circuit and a bridge rectifier, in which the threshold voltages of the diodes of the rectifier are generated by a voltage drop generated on one or more further diodes connected in series in the setpoint circuit is compensated.
DE-AS 2360651 has already disclosed a circuit for measuring measured values of rectified AC voltages, in which the rectifier is connected in series with at least one additional diode lying in the same direction as the diodes of the rectifier, and a resistor, the additional diode being used to compensate for the diode threshold values of the rectifier and the resistor is in series with the measurement voltage output, the resistor being connected in parallel with a voltage divider and an operational amplifier is also provided, the inverting input of which is connected to the connection point between the rectifier and additional diode, and the non-inverting input of which is connected to the center of the voltage divider and its output with the connection point between additional diode and resistor.
However, this circuit has the task of largely avoiding measurement errors due to the diode threshold values in all measurement ranges.
The object of the invention is to propose a device for simple threshold value detection for AC voltage, with simultaneous compensation of the temperature-dependent voltage drop in the bridge rectifier of the measuring circuit.
The invention thus relates to a circuit of the above type, in which, according to the invention, a voltage divider chain is provided for positive and negative adjustability of the nominal nominal value, based on the measured value, consisting of at least one resistor, the series circuit comprising a zener diode with at least one, preferably two or three diodes, which are connected to the Zener diode with electrodes of the same name, this series circuit being connected in parallel to the series circuit of a trim potentiometer and a setpoint potentiometer.
The advantage of the device according to the invention is the adjustable compensation of the temperature-dependent voltage drop in the measured value bridge rectifier D, to D.
Another advantage is the possibility to also place the scale point on the scale according to the measured value zero.
In continuation of the inventive concept, the connection point between the series diodes of the voltage divider and the zener diode can be connected to the ground potential of the trigger stages connected downstream.
This measure gives the advantage that a comparator can be used as the trigger stage, the reference input of which is at ground potential.
According to a further inventive concept, the connection point between the series diodes of the voltage divider can be connected to the Zener diode with an input of a comparator and the sum signal from the setpoint and actual value can be connected to the other input of the comparator.
The invention is explained in more detail with reference to the drawings, in which FIGS. 1 and 2 represent two variants of the circuit according to the invention.
In Fig. 1, the actual value (measured value) is fed as AC voltage to the bridge rectifier D1, D2, D3, D4-- and rectified via the input terminals-El, E2--, compared with the setpoint tapped at the potentiometer --R3-- , smoothed in the trigger stage (integrator) I and converted by the trigger stage (threshold value detector) M into a digital signal.
Furthermore, a voltage divider chain is provided, which is connected to the DC voltage connection of the bridge rectifier-D1, D2, D3, D4--, consisting of the series-connected diodes --D5, D6, D7--, whose electrodes match the electrodes of the bridge rectifier of the same name touch, as well as the series connection of a Zener diode --D8--, the electrode of which touch the electrodes of the same voltage divider chain. This series connection of the diodes --D5, D6, D7 and D8-- is connected in parallel with the series connection of the trimmer resistor --R2-- and the setpoint potentiometer --R3--.
The output of the setpoint voltage divider is via the trim potentiometer --R4--
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Resistor --R7-- fed to the integrator --I--, whereby the resistor --R7-- has a current limiting function.
The connection point between the series diodes D5, D6, D7-- of the voltage divider and the Zener diode --D8-- is connected to the ground potential of the trigger stages I, M.
The resistor --R1-- is also provided, which is used to convert the actual value, which is usually present as a voltage, into a current. The resistors --R5 and R6-- are resistors of the reference voltage source --D5 and D8--. + Ub and -Ub are auxiliary voltages for supplying the electronics.
The circuit works as follows:
With the help of the voltage drop at the diodes --D5, D6, D7-- of the voltage divider chain, the threshold voltages of the diodes --D1, D2, D3, D4-- of the bridge rectifier can be compensated. The Zener diode --D8-- together with the diodes --D5, D6, D7 or D5 and D6-supplies a stable voltage for the setpoint potentiometer --R3--.
This circuit has the advantage of a favorable design of the setting scale
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the following threshold value detectors --M-- are activated. This provides an easy way to check the function of the circuit without the need for a calibrated measured value (actual value). With the help of the trim potentiometer --R4--, the influence of the setpoint generator --R3-- can be increased or weakened, whereby an expansion or contraction of the scale can be achieved.
Compared to the state of the art that has become known so far, the circuit thus has the advantage of an almost linear setting scale of the setpoint potentiometer up to the zero point.
In addition, the temperature response of the threshold voltage of the bridge rectifier --D1, D2, D3, D4-- is compensated.
The circuit according to FIG. 2 is essentially identical to that of FIG. 1, only instead
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--M-- uses a comparator --C--, zener diode --D8-- is connected to the compensation diodes --D5, D6-- with the second input (+) of the comparator-C-.
PATENT CLAIMS:
1.Circuit for converting and acquiring a measured value as AC voltage using a setpoint-actual value comparison circuit and a bridge rectifier, in which the threshold voltages of the diodes of the rectifier are compensated for by a voltage drop generated at one or more further diodes connected in series in the setpoint circuit , characterized in that for the positive and negative adjustability of the target value, based on the measured value, a voltage divider chain is provided, consisting of at least one resistor (R1), the series circuit comprising a zener diode (D8) with at least one, preferably two or three Diodes (D5 to D7) which are connected to the Zener diode (D8) with electrodes of the same name, this series connection being the series connection of a trimming potentiometer (R2)
and a setpoint potentiometer (R3) is connected in parallel.