Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur galvanisch getrennten Übertragung von Signalen eines Messfühlers mittels eines Oszillators, eines Transformators und eines Aus gangsgleichrichters.
Bei automatischem Betrieb von Gasturbinen, Kessel oder ähnlichen Einrichtungen sind Umsetzer für die Quittungsmeldungen von ausgeführten Operationen von Wichtigkeit.
Die Signale der Quittungsmeldungen sind in den meisten Fällen digital und haben verschieden hohe Spannungspegel.
Diese Ckarakteristika hängen von demjeweilig benutzten Messfühlertyp ab. Zur Verarbeitung dieser unterschiedlichen Signale in den logischen Schaltungen des automatischen Systems ist es notwendig, diese Signale mit einem genormten Pegel zu übertragen. In der Praxis werden zur Sicherstellung der Betriebssicherheit Signale mit einem Spannungspegel verwendet, der zehn- bis zwanzigmal höher liegt als der in den logischen Schaltungen benutzte Pegel. Bekanntlich bestimmen die in den logischen Schaltungen verwendeten.Halbleiter die Höhe des Pegels. Die Übertrager bzw.
Umsetzer dieser Signale müssen hohen Ansprüchen genügen, wie grosse Betriebssicherheit, Unempfindlichkeit gegenüber Umweltsbedingungen (Staub, Feuchtigkeit, chemische Einflüsse, Temperatur, Erschütterungen), grosser Leistungsbedarf und eine einwandfreie galvanische Trennung der Ausgangssignale von den Eingangssignalen. Die bekannten Übertrager sind wohl in der Lage, die Signale von einem Pegel auf einen anderen zu übertragen, erfüllen jedoch die genannten Anforderungen nur zu einem geringen Teil. So besitzen die bekannten Kontakt-Übertrager, welche in den meisten Fällen verwendet werden, verschiedene Relais. Ihr Nachteil ist die hohe Empfindlichkeit gegenüber Staub und Feuchtigkeit der Umgebung und gegenüber Erschütterungen. Ferner haben sie einen grossen Leistungsverbrauch und grosse räumliche Abmessungen.
Es sind auch kontaktlose Übertragerbekannt, welche mittels einer Glühlampe und eines Photowiderstands gebildet sind. Die Betriebssicherheit hierbei ist nicht besonders hoch. Ausserdem ist die Lebensdauer der Glühlampe klein und der Leistungsverbrauch hoch. Ein besonderer Nachteil der bekannten Übertrager liegt darin, dass jedem Spannungspegel ein anderer Übertragertyp zugeordnet ist, wobei Gleichstrom- bzw. Wechselstromsignale weitere Unterteilungen verlangen.
Die angeführten Nachteile der bekannten Übertragerwer- den durch die Erfindung beseitigt.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator aus einem Widerstand, einem Kondensator und einem Element mit einem negativen dynamischen Widerstand gebildet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine gesamte Blockdarstellung;
Fig. 2 ein Schaltschema.
Gemäss Fig. 1 gibt der Messfühler 1 einen oder mehrere Signale in einem bestimmten zeitlichen Abstand- auf den Oszillator 2. Diese digitalen Signale des Messfühlers 1 werden im Oszillator 2 zu HF-Impulse umgeformt. Diese HF-Impulse gelangen über den Transformator 3 und werden sekundärseitig auf den Ansprech-Spannungspegel transformiert. Im nachgeordneten Gleichrichter 4 werden sie gleichgerichtet.
Das Ausgangssignal an den Klemmen 15 und 16 wird in ein nicht dargestelltes logisches Steuer- bzw. Regelsystem geleitet.
Gemäss Fig. 2 ist eine T-förmige Schaltung, die aus einem Widerstand, einem Diac 7 und einem Kondensator 6 besteht, zwischen dem digitalen Ausgang des Messfühlers 1 und der Primärwicklung 8 des Transformators 3 angeordnet. Das digitale Signal aus dem Messfühler 1 ladet über den Widerstand 5 den Kondensator 6 auf. Wenn die Spannung am Kondensator 6 den Wert erreicht hat, bei dem der Diac 7 in den leitenden Zustand gesteuert wird, entladet sich der Kondensator 6 über die Primärwicklung 8 auf einen Spannungswert, der den Diac 7 wieder in den Sperrzustand steuert. Hierdurch wird der gesamte Stromkreis unterbrochen. Der Kondensator 6 kann sich wieder aufladen. Der Zyklus wiederholt sich so lange wie das Signal aus dem Messfühler 1 vorhanden ist.
Die Entladungen des Kondensators 6 über die Primärwicklung 8 des Transformators 3 induzieren in der Sekundärwicklung 9 einen Impuls, der über die nachgeordneten Dioden 10 und 11 in den Filterkondensator 12 mit parallelem Belastungswiderstand 13 gelangt. An den Ausgangsklemmen 15 und 16 des Gleichrichters 4 steht ein Gleichspannungssignal, das den genormten Spannungspegel aufweist.
Die beschriebene Einrichtung kann also für einen grossen Spannungsbereich des digitalen Messfühlers 1 verwendet werden. Die Polarität der aus diesem Messfühler kommenden Signale hat keinen Einfluss auf die Funktion des Übertragers bzw. Umsetzers und auf die Polarität der genormten Ausgangssignale. Hierbei besteht kein Unterschied, ob ein Gleichspannungs- oder Wechselspannungssignal aus dem Messfühler 1 austritt. Der Leistungsbedarf ist vom Wert des Eingangswi derstandes abhängig und daher wesentlich kleiner als bei den bekannten Übertragern mit Kontakten oder ohne Kontakte.
PATENTANSPRUCH
Einrichtung zur galvanisch getrennten Übertragung von Signalen eines Messfühlers mittels eines Oszillators, eines Transformators und eines Ausgangsgleichrichters. dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (2) aus einem Widerstand (5), einem Kondensator (6) und einem Element (7) mit einem negativen dynamischen Widerstand gebildet ist.
UNTERANSPRUCH
Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (5) über ein Diac (7) mit dem einen Ende der Primärwicklung (8) des Transformators (3) verbunden ist, wobei der Kondensator (6) einerseits mit dem Verbindungspunkt des Widerstands (5) und des Die (7) und andererseits mit dem anderen Ende der Primärwicklung (8) verbunden ist, während die Enden der Sekundärwicklung (9) des Transformators (2) über Gleichrichter (10, II), einen Belastungswiderstand (13) und einen zu diesem parallel geschalteten Siebkondensator (12) mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung (9) verbunden sind.
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The invention relates to a device for the galvanically separated transmission of signals from a sensor by means of an oscillator, a transformer and an output rectifier from.
In the automatic operation of gas turbines, boilers or similar devices, converters are important for the acknowledgment messages of operations carried out.
The signals of the acknowledgment messages are in most cases digital and have different voltage levels.
These characteristics depend on the particular type of probe used. To process these different signals in the logic circuits of the automatic system, it is necessary to transmit these signals at a standardized level. In practice, to ensure operational reliability, signals are used with a voltage level that is ten to twenty times higher than the level used in the logic circuits. It is well known that the semiconductors used in the logic circuits determine the level of the level. The transformers or
Converters of these signals must meet high requirements, such as high operational reliability, insensitivity to environmental conditions (dust, moisture, chemical influences, temperature, vibrations), high power requirements and perfect galvanic separation of the output signals from the input signals. The known transformers are capable of transferring the signals from one level to another, but only meet the above requirements to a small extent. The known contact transmitters, which are used in most cases, have different relays. Their disadvantage is their high sensitivity to dust and moisture in the environment and to vibrations. Furthermore, they have a large power consumption and large spatial dimensions.
Contactless transmitters are also known which are formed by means of an incandescent lamp and a photoresistor. The operational reliability here is not particularly high. In addition, the service life of the incandescent lamp is short and the power consumption is high. A particular disadvantage of the known transformers is that a different type of transformer is assigned to each voltage level, with direct current or alternating current signals requiring further subdivisions.
The stated disadvantages of the known transformers are eliminated by the invention.
The invention is characterized in that the oscillator is formed from a resistor, a capacitor and an element with a negative dynamic resistance.
An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
1 shows an entire block diagram;
2 shows a circuit diagram.
According to FIG. 1, the measuring sensor 1 sends one or more signals to the oscillator 2 at a certain time interval. These digital signals from the measuring sensor 1 are converted in the oscillator 2 into RF pulses. These HF pulses pass through the transformer 3 and are transformed to the response voltage level on the secondary side. They are rectified in the downstream rectifier 4.
The output signal at terminals 15 and 16 is fed into a logic control system (not shown).
According to FIG. 2, a T-shaped circuit consisting of a resistor, a diac 7 and a capacitor 6 is arranged between the digital output of the measuring sensor 1 and the primary winding 8 of the transformer 3. The digital signal from the measuring sensor 1 charges the capacitor 6 via the resistor 5. When the voltage across the capacitor 6 has reached the value at which the diac 7 is switched to the conductive state, the capacitor 6 discharges via the primary winding 8 to a voltage value which controls the diac 7 to the blocking state again. This interrupts the entire circuit. The capacitor 6 can recharge. The cycle repeats as long as the signal from sensor 1 is present.
The discharges of the capacitor 6 via the primary winding 8 of the transformer 3 induce a pulse in the secondary winding 9 which passes via the downstream diodes 10 and 11 into the filter capacitor 12 with a parallel load resistor 13. At the output terminals 15 and 16 of the rectifier 4 there is a DC voltage signal which has the standardized voltage level.
The device described can therefore be used for a large voltage range of the digital measuring sensor 1. The polarity of the signals coming from this sensor has no influence on the function of the transmitter or converter and on the polarity of the standardized output signals. There is no difference here whether a direct voltage or alternating voltage signal emerges from the measuring sensor 1. The power requirement depends on the value of the input resistance and is therefore much smaller than the known transformers with or without contacts.
PATENT CLAIM
Device for the galvanically separated transmission of signals from a measuring sensor by means of an oscillator, a transformer and an output rectifier. characterized in that the oscillator (2) is formed from a resistor (5), a capacitor (6) and an element (7) with a negative dynamic resistance.
SUBClaim
Device according to claim, characterized in that the resistor (5) is connected to one end of the primary winding (8) of the transformer (3) via a diac (7), the capacitor (6) on the one hand to the connection point of the resistor (5 ) and the die (7) and on the other hand to the other end of the primary winding (8) is connected, while the ends of the secondary winding (9) of the transformer (2) via rectifiers (10, II), a load resistor (13) and a to this parallel-connected filter capacitor (12) are connected to the center tap of the secondary winding (9).
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