CH657711A5 - Regeleinrichtung fuer ein ohmsches heizelement. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ohmsche Heizelemente sind einfache und praktische Mittel zum Erzeugen von Wärme für die verschiedensten Zwecke. Beispielsweise werden auf so verschiedenen Gebieten wie im Haushalt, in der Industrie und in der Chirurgie (hemostatische Skalpelle) ohmsche Heizelemente zum Erzeugen oder Aufrechterhalten gewünschter Temperaturen unter sich ändernden Bedingungen verwendet. Bei einigen Anwendungen, beispielsweise im Haushalt genügt eine grobe Temperaturregelung der Heizelemente. Bei anderen Anwendungen, beispielsweise in der Chirurgie wo bei Operationen hemostatische Skalpellklingen verwendet werden, ist eine sehr genaue Temperaturregelung erforderlich. Regeleinrichtungen, die eine sehr genaue Temperaturregelung eines ohm-schen Heizelements ermöglichen, sind somit in besonderen Fällen sehr erwünscht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Regeleinrichtung für ein ohmsches Heizelement, die eine genaue Regelung der Grösse des durch das Element fliessenden Stroms ermöglicht, so dass das Heizelement genau auf eine gewünschte Temperatur geheizt werden kann, wobei die Regeleinrichtung den Widerstand des Heizelements bei der gewünschten Temperatur im voraus berücksichtigt.

Diese Aufgabe wird durch eine Regeleinrichtung, die die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist, gelöst. Diese Einrichtung regelt den Stromfluss durch das ohmsche Heizelement, wobei der Widerstand Rhot des Heizelements bei der gewünschten Temperatur im voraus berechnet und dann der Spannungsabfall über und der Stromfluss durch das Heizelement so eingestellt werden, dass die Beziehung V = IRhot erfüllt ist. Dadurch kann die Regeleinrichtung die gewünschte Temperatur des Heizelements nur duch Messen von Spannung und Strom erzielen, ohne dass ein dem Widerstand des Heizelements direkt proportionales elektrisches Signal notwendig ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Regeleinrichtung nach der Erfindung wird eine analoge Regelschaltung zum Ändern der Spannung über dem Heizelement verwendet, bis der Stromfluss durch das Heizelement multipliziert mit dem vorausberechneten Widerstand bei der gewünschten Temperatur gleich der Spannung über dem Heizelement ist. Wenn der tatsächliche Widerstand des Heizelements kleiner als der vorausberechnete Widerstand ist, d.h. dass das Heizelement zu kühl ist, weil die Spannung über dem Heizelement nicht ausreicht, um den zur Erzeugung des vorausberechneten Widerstands notwendigen Stromfluss zu erzeugen, wird die Spannung durch eine analoge Regelschleife sowie die Temperatur so vergrössert, dass die Beziehung V = IRhot erfüllt ist. Die Spannungsmessungen erfolgen durch einen Spannungsverstärker, der über das Heizelement geschaltet ist. Die Strommessungen erfolgen durch einen Stromverstärker, der über einen Strommesswiderstand geschaltet ist, der mit dem Heizelement in Serie liegt. Das Ausgangssignal des Stromverstärkers wird in einem Strom/Spannungswandler in ein für den Strom représentatives Stromsignal umgewandelt, das einem ersten Verstärker zugeführt wird, dessen Verstärkungsfaktor durch eine Kalibrierung derart eingestellt wurde, dass das Ausgangssignal des ersten Verstärkers proportional der Grösse des durch das Heizelement fliessenden Stroms multipliziert mit dem Wert des Widerstands bei Raum- oder Umgebungstemperatur ist. Ein zweiter Verstärker mit variabler Verstärkung multipliziert das Ausgangssignal des ersten Verstärkers mit einem Verstärkungsfaktor, der einem temperaturabhängigen Parameter entspricht. Der zweit e Verstärker ist mit der Grösse dieses Parameters in Funktion von der gewünschten Temperatur programmiert. Durch den Durchgang des Stromsignals durch den ersten und zweiten Verstärker erhält man ein Produktsignal, das dem Produkt aus Stromfluss und dem für die gewünschte Temperatur vorausberechneten Widerstand ent-5 spricht. Das Spannungssignal vom Spannungsverstärker und das Produktsignal werden in einem Regelverstärker miteinander verglichen zum Erzeugen eines Regelsignals, dessen Wert sich in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Spannungssignal und dem Produktsignal ändert. Der Pegel io dieses Regelsignals wird derart verschoben, dass der Stromfluss durch das Heizelement über den ganzen Betriebsspannungsbereich des Reglers geregelt werden kann. Das im Pegel verschobene Signal wird einer Steuerschaltung zugeführt, welche die Stromregelung bewirkt. 15 Die Kalibrierung wird durch Anlegen einer Kalibrierungsspannung über dem Heizelement bewirkt, so dass in diesem ein Fühlstrom fliesst. Gleichzeitig wird ein Digital/Analogwandler, der das Stromsignal vom Strom/Spannungswandler erhält, durch einen Zähler derart getrieben, dass er ein Aus-20 gangssignal erzeugt, das derart versärkt ist, dass seine Grösse gleich derjenigen der Kalibrierspannung ist. Der Verstärkungsfaktor des Digital/Analogwandlers, der im Widerstandswert des Heizelements bei Raum- oder Umgebungstemperatur entspricht, ist im Digital/Analogwandler festge-25 schrieben und wird während der nachfolgenden Heizvorgänge zum Vervielfachen des Stromsignals verwendet. Der Fühlstrom wird auch dann dem Heizelement aufgedrückt, wenn dieses nicht geheizt wird, so dass festgestellt werden kann, ob das Heizelement mit dem Regler richtig verbunden 30 ist oder nicht. Während der Kalibrierung und dem Heizen ist eine Grenzwertfühlschaltung eingeschaltet, so dass grössere oder kleinere Widerstandswerte des Heizelements als die erlaubten maximalen und minimalen Werte angezeigt werden.

35 Nachfolgend werden an Hand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Regeleinrichtung nach der Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 die grundsätzliche Wirkungsweise einer Regelein-40 richtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer analogen Version der Einrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 Schaltbilder der Schaltkreise zum Messen von Strom und Spannung der Einrichtung nach Fig. 2,

45 Fig. 4 ein Schaltbild der Schaltkreise zur Widerstandsberechnung und zur Strommultiplikation der Einrichtung nach Fig. 2,

Fig. 5A bis 5C Schaltbilder einer Stromquelle für die Einrichtung nach Fig. 2,

so Fig. 6 ein Schaltbild einer bevorzugten Logik zum Betätigen der Einrichtung nach Fig. 2,

Fig. 7 ein Schaltbild eines Parameter-Eingangskreises, der zusammen mit der Einrichtung nach Fig. 2 verwendet wird, Fig. 8 ein Schaltbild eines Anzeigemittels, das für die ss Vewendung mit der Einrichtung nach Fig. 2 geeignet ist, und Fig. 9 ein Schaltbild einer Einrichtung zur hörbaren Anzeige, die ebenfalls für die Verwendung mit der Einrichtung nach Fig. 2 geeignet ist.

so Die einfache elektrische Beziehung, die zwischen dem Widerstand eines ohmschen Heizelements und der Wärmemenge existiert, die von dem Element in Abhängigkeit vom durchfliessenden Strom abgegeben wird, ist vom Standpunkt des Regeins besonders interessant. Grundsätzlich ist die Wär-6s memenge, die von einem elektrischen Leiter in Abhängigkeit vom Stromfluss abgegeben wird, eine Funktion des Widerstands des Leiters. Der Widerstand ändert sich mit der Temperatur des Leiters T, und es gilt folgende Beziehung:

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R(T) = Ramb • ( 1 + aAT) (1)

wobei Ramb der Widerstand des Leiters bei Umgebungstemperatur, et der Temperaturkoeffizient des Leiters und AT = T - Tamb ist. Mit Hilfe der Gleichung ( 1 ) kann der Wert des Widerstands Rhot eines gegebenen Leiters für jede gewünschte Leitertemperatur Thot vorausberechnet werden. Diese Möglichkeit der Vorausberechnung des Widerstands eröffnet eine einfache elektrische Lösung des Problems der präzisen Temperaturregelung.

Ausgehend von der elementaren elektrischen Beziehung zwischen Spannung, Strom und Widerstand:

V = IR (2)

oder

V/I = R (3)

kann für die gewünschte Temperatur Thot das genaue Verhältnis zwischen dem Spannungsabfall über einem Leiter und dem Stromfluss durch den Leiter ermittelt werden. Um die Temperatur des Leiters auf Thot zu bringen, muss das Verhältnis von Strom zu Spannung im Leiter gleich Rhot sein, d.h.:

V(bei Thot)/I(bei Thot) = Rhot (4)

Die Regeleinrichtung muss nur den Spannungsabfall über dem Leiter und damit den Stromfluss durch den Leiter regeln, bis dieses Verhältnis erhalten wird.

Eine Regeleinrichtung, die auf den elektrischen Beziehungen (1) bis (4) beruht, ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Ein ohmsches Heizelement 2 erhält von einerStrsmqucîk 4 Strom, so dass der Stromfluss durch das Element 2 Wärme erzeugt. Ein Strommesskreis 6 misst die Grösse des Stromflusses, wozu ein Strommesswiderstand 8 in Serie zwischen das Heizelement 2 und die Stromquelle 4 geschaltet ist. Das Ausgangssignal des Strommesskreises entspricht der Grösse des gemessenen Stromes. Dieses Ausgangssignal wird nachfolgend «Stromsignal» genannt. In ähnlicherWeise misst ein Spannungsmesskreis 10 direkt den Spannungsabfall über dem Element 2 und liefert ein Ausgangssignal, das der Grösse des gemessenen Spannungsabfalls entspricht. Dieses Signal wird nachfolgend «Spannungssignal» genannt. Der Widerstandsrechner 12 liefert ein Ausgangssignal, das dem vorausberechneten Wert des Widerstands Rhot des Elements 2 bei der Temperatur Thot entspricht, auf welche Temperatur das Element 2 geregelt werden soll. Die Grösse von Thot und der Wert des Widerstands Ramb des Elements 2 bei Umgebungstemperatur werden in den Rechner 12 eingegeben um Rhot nach Gleichung (4) zu berechnen. Wenn gewünscht, kann der Wert von Ramb während der Kalibrierung dadurch bestimmt werden, dass eine Bezugsspannung an das Heizelement angelegt wird um einen Fühlstrom durch das Heizelement zu erzeugen und dann zur Bestimmung des Werts von Ramb der Wert der Bezugsspannung mit dem Wert des Fühlstroms entsprechend Gleichung (2) oder (4) verglichen wird. Das Stromsignal vom Strommesskreis 6, das Spannungssignal vom Spannungsmesskreis 10 und das durch Vorausberechnung ermittelte Widerstandssignal vom Rechner 12 werden in einem Vergleichskreis 14 verglichen, welcher ein Regelsignal CTL erzeugt, dessen Wert durch die Differenz zwischen dem Wert des Spannungssignals und dem Produkt aus Stromsignal und Widerstandssignal bestimmt ist. Das Regelsignal CTL kann zum Regeln des Stromflusses von der Stromquelle 4 durch das Heizelement 2 verwendet werden bis die Messwerte von Strom und Spannung der Gleichung (2) oder (3) für den Widerstand Rhot genügen. Zum Messen von Strom und Spannung, zur Vorausberechnung des Widerstands und für den Vergleich können alle geeigneten Mittel, einschliesslich Softwaretechniken, Hardwaretechniken oder gemischte Software- und Hardwaretechniken verwendet werden.

Fig. 2 zeigt schematisch eine analoge Version der Regeleinrichtung nach der Erfindung. Ein ohmsches Heizelement 16 ist über ein Steuerelement 18 mit einer Stromquelle 20 verbunden. Der Spannungsabfall über dem Heizelement wird durch einen Spannungsverstärker 22 gemessen, der ein Spannungssignal Vhtr liefert, dessen Absolutwert proportional der Grösse des Spannungsabfalls ist. Vhtr kann positiv oder negativ sein, ist jedoch bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel negativ. Ein Stromverstärker 24 liegt mit einem Strommesswiderstand 25 zwischen dem Steuerelement 18 und dem Heizelement 16 und misst die Grösse des durch das Element 16 fliessenden Stromes. Das Ausgangssignal des Stromverstärkers gelangt zu einem Strom/Spannungswandler 26, der ein dem gemessenen Strom entsprechendes Stromsignal Ihtr liefert, dessen Absolutwert proportional der Grösse des durch das Heizelement 16 fliessenden Stromes ist. Das Stromsignal Ihtr geht durch zwei Verstärker 28 und 30 mit variabler Verstärkung. Der erste Verstärker 28 multipliziert das Stromsignal mit einem Verstärkungsfaktor, der gleich dem Widerstand Ramb des Heizelements ist. Ramb wird während der Kalibrierung bestimmt, wie noch später genauer beschrieben wird. Der zweite Verstärker 30 multipliziert das Ausgangssignal des ersten Verstärkers 28 mit einem Verstärkungsfaktor, der gleich dem Temperaturparameter 1 + aAT ist. Dadurch ist das Netto-Ausgangssignal des Verstärkers 30 nach Gleichung (1) ein Produktsignal mit einem Wert, der gleich ist der Grösse des Stromflusses durch das Heizelement multipliziert mit dem Wert des vorausberechneten Widerstands Rhot bei der gewünschten Temperatur Thot. Die Verstärkungsfaktoren der beiden Verstärker 28 und 30 sind so gewählt, dass die Polarität des Produktsignals der Polarität des Signals Vhtr entgegengesetzt ist. Wenn somit Vhtr negativ ist, ist das Produktsignal positiv.

Das Produktsignal gelangt zu einem Summierverbin-dungspunkt 31, der mit einem Eingang eines Regel Verstärkers 32 verbunden ist. Dem Punkt 31 wird auch das Spannungssignal Vhtr des Spannungsverstärkers 22 zugeführt. Wie ersichtlich, dient der Regelverstärker 32 zusammen mit dem Summierpunkt 31 als Mittel zum Erzeugen eines Steuersignals CTL, das sich in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Spannungssignal Vhtr und dem Produkt aus Stromsignal Ihtr und dem berechneten Wert des Widerstands Rhot bei der gewünschten Temperatur ändert. Das Steuersignal CTL betätigt das Steuerelement 18 zum Regeln des Stromflusses von der Stromquelle 20 zum Heizelement 16. Zwischen dem Regel Verstärker 32 und dem Steuerelement 18 ist ein Pegelschieber 33 vorgesehen, der den Betriebsspannungsbereich des Reglers einstellt. Eine logische Schaltung 34 beeinflusst den ganzen Betrieb des Reglers und bewirkt insbesondere die Durchführung der Kalibrierung zum Einstellen des Verstärkungsfaktors Ramb des Verstärkers 28. Ein Grenzwertfühler 35 erhält sowohl das Stromsignal Ihtr als auch das Spannungssignal Vhtr und misst dauernd die Spannung des Heizelements gegen den Strom des Heizelements, multipliziert mit den vorbestimmten Minimum- und Maximumwerten. Das Ausgangssignal des Grenzwertfühlers 35 wird der logischen Schaltung 34 zugeführt und liefert dieser die Anzeige, dass sich der Widerstand des Heizelements 16 innerhalb des erlaubten Bereichs befindet.

Ein genaues Schaltbild einer analogen Regeleinrichtung nach der Erfindung ist in den Fig. 3 bis 8 dargestellt. Die Regeleinrichtung nach den Fig. 3 bis 8 ist besonders für die Temperaturregelung einer Heizvorrichtung mit dualen in

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s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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Serie geschalteten ohmschen Heizelementen geeignet. Jedes Andrerseits erlaubt der relativ hohe Strom, der während des

Heizelement kann von der Art sein wie im Zusammenhang Heizbetriebs durch das Heizelement 36 fliesst, die Verwen-

mit chirurgischen Skalpellen beschrieben. Siehe dazu die US düng eines kleineren Verstärkungsfaktors zum Erzeugen des

Patentanmeldung Seriennummer 201 '603. Die in der Fig. 3 Stromsignals durch den Strom-Spannungswandler 26a.

dargestellte duale Heizvorrichtung umfasst die Heizelemente s Der Spannungsverstärkerkreis 22a umfasst einen linearen

36 und 38. Die Regelschaltungen zum Regeln des Strom- Differentialverstärker 56a, der über dem Heizelement 36

flusses durch die beiden Heizelemente sind dem Aufbau und liegt und das Spannungssignal Vhtri an die Leitung 57a lie-

der Funktion nach einander gleich. Gleiche Elemente in den fert.

beiden Regelschaltungen werden durch die Bezeichnungen Der Grenzwertfühler 35 umfasst eine Reihe von Kompara-«a» und «b» unterschieden. Zur Vereinfachung der Beschrei- io toren 58a, 58b und 60a, 60b. Die negativen Eingänge der bung werden nur die dem Heizelement 36 zugeordneten Eie- Komparatoren 58a und 58b sind mit den Ausgängen der mente im Einzelnen beschrieben während die dem Heizele- Strom/Spannungswandler 26a bzw. 26b verbunden während ment 38 zugeordneten Elemente meist nur ganz allgemein die positiven Eingänge der Komparatoren 58a und 58b mit erwähnt werden. Es sei jedoch nochmals darauf hingewiesen, den Ausgängen der Spannungsverstärkerkreise 22a bzw. 22b dass die Art in der der Stromfluss durch das Heizelement 38 is verbunden sind. Umgekehrt sind die negativen Eingänge der geregelt wird genau die gleiche ist in der der Stromfluss durch Komparatoren 60a und 60b mit den Ausgängen der Span-das Heizelement 36 geregelt wird. Der Strom fliesst von einer nungsverstärlcerkreise 22a bzw. 22b verbunden während die Stromquelle (in Fig. 3 nicht dargestellt) über Leitungen 40a positiven Eingänge der Komparatoren 60a und 60b mit den und 40b zu den Heizelementen 36 und 38. Die Leitung 41 Ausgängen der Strom/Spannungswandler 26a bzw. 26b verbildet die Stromrückleitung zur Stromquelle. Die dem Heize- 20 bunden sind. Dadurch misst der Grenzwertfühler das Ver-lement 36 zugeordnete Regelschaltung hat einen Stromver- hältnis von Spannung zu Strom für jedes Heizelement zur stärker 24a mit einem Strommesswiderstand 25a, der ein Teil Grenzwertprüfung der Widerstände der Heizelemente 36 des Eingangskreises eines linearen Differentialverstärkers und 38. Geeignet gewählte Widerstände 61a und 61b, die mit 44a ist. Der Widerstand 25a liegt zwischen einem Verbin- den positiven Eingängen der Komparatoren 58a und 58b ver-dungspunlct 39a auf der Leitung 40a und dem negativen Ein- 25 bunden sind, bestimmen den unteren Grenzwert der Widergang des Verstärkers 44a. Zwischen dem Punkt 39a und dem stände der Heizelemente, während andere geeignet gewählte positiven Eingang des Verstärkers 44a liegt ein Ausgleichs- Widerstände 62a und 62b, die mit den positiven Eingängen widerstand 41a. Der durch die Leitung 40a zum Heizelement der Komparatoren 60 und 60b verbunden sind, den oberen 36 fliessende Strom bewirkt, dass der Verstärker 44a, im Grenzwert der Widerstände der Heizelemente bestimmen. Bestreben die beiden Eingangssignale auszubalancieren ein 39 Wenn die Widerstände der Heizelemente 36 und 38 zwischen Ausgangssignal liefert, welches die Leitfähigkeit des Feldef- dem oberen und unteren Grenzwert liegen, liefern die Kom-fekttransistors 46a in Abhängigkeit von der Grösse des durch paratoren 58a, 58b, 60a und 60b ein Ausgangssignal RLIM die Leitung 40a fliessenden Stromes ändert. Das Ausgangs- mit hohem Pegel. Wenn jedoch der Widerstand von einem signal im Verbindungspunkt 47a ist ein passend verstärktes der Heizelemente 36 oder 38 den oberen oder unteren Grenz-Signal, das dem Stromfluss durch das Heizelement 36 ent- 35 wert über- bzw. unterschreitet (was geschehen kann, wenn spricht. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 44a ist ein eines der Heizelemente fehlerhaft arbeitet), liefern die Kom-gebrochener Faktor, der bestimmt ist durch das Verhältnis paratoren ein Ausgangssignal mit niederem Pegel, welches der Widerstandswerte der Widerstände 25a und 41a. Über die fehlerhafte Funktion anzeigt.

dem Widerstand 25a liegt der Basis-Emitterkreis eines npn Die Verstärkerkreise 28a, 28b, 30a und 30b mit variabler Transistors 42a, der zur Strombegrenzung dient. Wenn der 40 Verstärkung und die Regelverstärker 32a, 32b, die dem Heiz-Spannungsabfall über dem Widerstand 25a einen vorbe- element 36 bzw. 38 zugeordnet sind, sind in Fig. 4 dargestellt, stimmten Grenzwert überschreitet, wodurch angezeigt wird, Beschränkt man sich zur Vereinfachung der Beschreibung dass zu viel Strom an das Heizelement 36 geliefert wird, wird auf die dem Heizelement 36 zugeordnete Schaltung, so ergibt der Transistor 42a leitend und zieht über die Leitung 43a sich, dass das Stromsignal Ihtri über Leitung 49a zum VerStrom von der Stromquelle 20, wodurch der Stromfluss durch 45 stärkerkreis 28a gelangt. Der Verstärkerkreis 28a enthält das Heizelement abnimmt, wie noch später beschrieben einen Digital/Analogwandler 64a, welcher das Stromsignal wird. Ihtri mit einem Verstärkungsfaktor multipliziert, der dem Das verstärkte Signal gelangt vom Punkt 47a zum Ver- Widerstand Ramb des Heizelements 36 bei Raumtemperatur stärker 48a des Strom/Spannungswandlers 26a. Das Aus- äquivalent ist. Der Wert von Ramb wird dem Digital/Analoggangssignal des Verstärkers 48a ist das schon genannte so wandler 64a in Form eines digitalen Signals zugeführt, das Stromsignal Ihtri, dessen Spannung proportional der Grösse von einem Zähler 66a erzeugt wird. Dieses digitale Signal des Stromflusses durch den Strommesswiderstand 25a und wird im Zähler während der Kalibrierung gespeichert, wie damit der Grösse des Stromflusses durch das Heizelement 36 noch später genauer beschrieben wird. Das Ausgangssignal ist. Das Stromsignal Ihtri wird vom Strom/Spannungs- des Digital/Analogwandlers 64a wird einem Verstärker 68a wandler 26a an die Leitungen 49a und 51 a geliefert. Die ss zugeführt, welcher eine Umkehrung des Ausgangssignals genaue Grösse der Verstärkung des Verstärkers 48a kann von Strom zu Spannung bewirkt.

durch Schalten von Teilen des Widerstands-Netzwerks 50a in Der zweite Verstärkerkreis 30a mit variabler Verstärkung oder aus dem Verstärker-Rückkopplungskreis eingestellt erhält das Ausgangssignal des Verstärkers 68a, der ein Teil werden. Dieses Schalten wird durch das Erregen der digitalen des ersten Verstärkerkreises 28a ist, über die Leitung 70a. Schalter 52a und 54a in Abhängigkeit von einem Kalibrie- eo Dieses Ausgangssignal, das das Produkt aus dem Stromsignal rungssignal CALi bewirkt, welches über die Leitung 55a Ihtri und dem Widerstand Ramb darstellt, wird dem linearen zugeführt wird. Dadurch kann der kleine Strompegel des Differentialverstärker 72a und einem zweiten Digital/Anawährend des Kalibrierens durch das Heizelement 36 flies- logwandler 74a zugeführt. Der Digital/Analogwandler 74a senden Fühlstroms durch Vergrösserung der Verstärkung des dient als variabler Widerstand im Eingangskreis des Verstär-Verstärkers 48a kompensiert werden. Dies gewährleistet eine es kers 72a und stellt die Verstärkung dieses Verstärkers derart genaue Messung der Umgebungstemperatur Tamb und die ein, dass sie dem Wert des temperaturabhängigen Parameters Durchführung genauer Widerstandsberechnungen mit Hilfe (1 + c.AT) entspricht, wobei AT, wie bereits ausgeführt, des Ausgangssignals des Strom/Spannungswandlers 26a. gleich ist :

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AT — Thot — Tamb (5)

Dabei ist Thot die gewünschte Temperatur des Heizelements 36 und Tamb die Umgebungstemperatur dieses Heizelements. Wenn das Heizelement 36 beispielsweise zum Erhitzen eines chirurgischen Skalpells verwendet wird, wie in der bereits genannten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 201.603 beschrieben, kann als Tamb eine Temperatur von 22°C (angenähert die Temperatur in einem Operationssaal) gewählt und in den Digital/Analogwandler 74a eingegeben werden. Der temperaturabhängige Parameter wird dann vom Digital/Analogwandler 74a in Abhängigkeit von einer binären Darstellung der gewünschten Temperatur Thot gesetzt, welche über Leitungen 78 geliefert wird.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 72a im zweiten Verstärkerkreis 30a stellt den Wert des Ausgangssignals des ersten Verstärkerkreises 28a, multipliziert mit einem Verstärkungsfaktor dar, der gleich dem Temperaturparameter (1 + aAT) ist. Dieses Ausgangssignal kann ausgedrückt werden als:

Ihtri • Ramb • (1 + aAT) (6)

Das Einsetzen von Gleichung (1) in Gleichung (6) führt zu:

Ihtri + Rhot (7)

Daraus ist ersichtlich, dass das Ausgangssignal des Verstärkers 72a ein Produktsignal ist, das die Grösse des durch das Heizelement 36 fliessenden Stromes Ihtri, multipliziert mit dem vorausberechneten Wert Rhot des Widerstands des Heizelements 36 bei der gewünschten Temperatur Thot des Heizelements darstellt. Zu Bemerken ist, dass das Rückkopplungs-Netzwerk 76a des Verstärkers 72a einen Optokoppler 82a mit einer LED 84a und einem Photowiderstand 86a umfasst. Der Optokoppler 82a bildet einen Shunt für den Widerstand 86a im Rückkopplungs-Netzwerk 80a zu Beginn der Erwärmung des Heizelements, wodurch kurzzeitig die Verstärkung des Verstärkers 72a und damit der Wert des Produktsignals Ihrti + Rhot verringert wird. Die Grösse des Signals, das anschliessend durch Bestimmen der Differenz zwischen Vhtri und dem Produktsignal erzeugt wird, wird ebenfalls verringert um zu vermeiden, dass bei kaltem Heizelement 36 ein zu grosser Strom durch das Heizelement fliesst. Ohne diese Massnahme könnte das Heizelement durch eine zu rasche thermische Ausdehnung während des Anwärmens beschädigt werden. Die Leitungen 88 verbinden die LED 84a im Optokoppler 82a, die LED 84b im Optokoppler 82b (dem Heizelement 38 zugeordnet) und eine Stromquelle (dargestellt in Fig. 6) in Serie, so dass durch die Optokoppler 82a und 82b Betriebsstrom fliessen kann.

Nachfolgend wird die Erzeugung der Signale CTLi und CTL2 zum Regeln des Stromes durch die beiden Heizelemente 36 und 38 im Einzelnen beschrieben. Das Produktsignal vom Verstärker 72a wird über einen digitalen Schalter 90a einem Summierpunkt 31a im Regelverstärkerkreis 32a zugeführt. Der Schalter 90a arbeitet in Abhängigkeit von einem Heizregelsignal HEAT auf Leitung 91, das von der logischen Schaltung 34 geliefert wird, um das Ausgangssignal des Verstärkers 72a im zweiten Verstärkerkreis 30a dem Summierpunkt 31 a zuzuführen. Über die Leitung 57a wird das vom Spannungsverstärkerkreis 22a der Fig. 3 kommende Spannungssignal Vhtri ebenfalls dem Summierpunkt 31 a zugeführt. Vhtri hat einen negativen Wert, weil das Ausgangssignal des Verstärkers 72a positiv ist. Dadurch stellt die am Summierpunkt 31 a auftretende Spannung die Differenz zwischen dem tatsächlichen Spannungsabfall Vhtri über dem

Heizelement 36 und dem Produktsignal Ihtri • Rhot bei der gewünschten Betriebstemperatur des Heizelements dar. Der Summierpunkt 31a ist mit einem Eingang des Regelverstärkers 92a verbunden während der andere Eingang dieses Ver-5 stärkers gemasst ist. Der Regelvestärker 92a ist ein linearer Differentialverstärker mit einem Rückkopplungskondensator 93a. Dadurch arbeitet der Regelverstärker 92a als Integrator und liefert ein Ausgangssignal CTLi, dessen Grösse sich in Funktion von der Differenz zwischen dem tatsäch-lo liehen Spannungsabfall über dem Heizelement 36 und dem Produkt aus dem Stromfluss durch das Heizelement und dem Widerstand dieses Elements bei der gewünschten Betriebstemperatur ändert. Das Signal CTLi dient ebenfalls zum Regeln des Stromflusses von der Stromquelle 20 zum Heiz-15 element 36, wie noch mit Bezug auf Fig. 5A beschrieben wird. Wenn durch das Auftreten des HEAT-Signals in der Regellogik die Notwendigkeit einer Wärmeerzeugung signalisiert wird, fliesst durch das Heizelement nur ein Fühlstrom, so dass Vhtri klein ist gegenüber dem Produktsignal Ihtri • 20 Rhot des Verstärkers 72a. Die Differenz zwischen Vhtri und dem Produktsignal ist dann relativ gross, so dass ein grosser Anfangsstrom durch das Heizelement fliesst (wobei durch den Optokoppler 80a eine thermische Überlastung des Heizelements verhindert wird). Mit zunehmendem Stromfluss 25 durch das Heizelement 36 nimmt auch der Spannungsabfall über dieses Element zu, wodurch das Signal CTLi abnimmt bis das Spannungssignal Vhtri genau gleich dem Produktsignal ist, womit angezeigt wird, dass die gewünschte Temperatur des Heizelements erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt hat 30 das Eingangssignal des Verstärkers 92a bis auf Null abgenommen, wobei jedoch der Kondensator 93a das Signal CTLi auf einen fixen Pegel hält, so dass ein stabiler Strom durch das Heizelement 36 fliesst. Dadurch wird trotz Wärmeabgabe an die Umgebung das Heizelement auf der gewünschten 35 Temperatur gehalten. Wenn sich jedoch das Heizelement rascher abzukühlen beginnt, beispielsweise durch Kontakt mit einem kälteren Medium, nehmen die Temperatur und der Widerstand des Heizelements merkbar ab, wodurch sich auch der Spannungsabfall über dem Heizelement verringert. 40 Dadurch tritt im Summierpunkt 3 la wieder eine Differenz zwischen dem Spannungssignal Vhtri und dem den Wert des gewünschten Widerstands Rhot darstellenden Produktsignal, multipliziert mit dem tatsächlichen Stromfluss Ihtri durch das Heizelement auf, so dass das Ausgangssignal des Regel-45 Verstärkers 92a einen grösseren positiven Wert annimmt. Damit wird aber auch CTLi grösser, so dass auch der Stromfluss durch das Heizelement grösser wird, bis wieder die gewünschte Temperatur erreicht ist. Wenn die gewünschte Temperatur auf einen höheren Wert eingestellt wird, nimmt so in ähnlicher Weise der im Digital/Analogwandler 74a gespeicherte Temperaturparameter (1 + aAT) zu, so dass ein neues Produktsignal erzeugt wird, welches sich vom Spannungssignal Vhtri im Summierpunkt 31 a unterscheidet. Dadurch nimmt das Ausgangssignal des Regelverstärkers 92a zu und 55 ändert den Wert von CTLi bis das Heizelement die neue gewünschte Temperatur angenommen hat. Parallel zur Erzeugung des Regelsignals durch den Regelverstärkerkreis 32a zur Einstellung des Werts von CTLi wird in gleicher Weise das Regelsignal zur Einstellung des Werts von CTL2 co erzeugt, um auch die Temperatur des Heizelements 38 auf die neue gewünschte Temperatur zu bringen.

Mit Bezug auf Fig. 4 wird nun die Kalibrierung im Einzelnen beschrieben. Der Kalibrierspannungsversorgungsteil 94 ist mit einer positiven 5 Volt Spannungsquelle verbunden es und liefert ein Bezugspotential von 1,25 V im Punkt 95 und ein Bezugspotential von 0,25 V im Punkt 96. Die beiden Bezugspotentiale unterscheiden sich um einen Faktor 5 um die Tatsache zu kompensieren, dass der während des Kali

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brierens gemessene Wert des durch die Heizelemente fliessenden Stromes in den Strom/Spannungswandlern 26a und 26b der Fig. 3 mit dem Verstärkungsfaktor 5 multipliziert wird. Das 0,25 V Bezugspotential im Punkt 96 liegt auch an den Schaltern 98a und 98b, die den Regelverstärkerkreisen 32a bzw. 32b zugeordnet sind. Beschränkt man sich auf die dem Heizelement 36 zugeordneten Komponenten, so zeigt sich, dass der digitale Schalter 98a in Abhängigkeit von einem Kalibrierungssignal VCALi schliesst, das diesem Schalter über eine Leitung 100a von der logischen Schaltung 34 (in Fig. 4 nicht dargestellt) zu Beginn der Kalibrierung zugeführt wird. In gleicher Weise wird auch der digitale Schalter 98b von einem Kalibrierungssignal VCAL2 geschlossen, das diesem Schalter über Leitung 100b von der logischen Schaltung 34 gelièfert wird. Wenn der Schalter 98a geschlossen ist, gelangt das 0,25 V Bezugspotential zum Summierpunkt 3 la am Eingang des Regelverstärkers 92a. Wie mit Bezug auf die Fig. 6 noch beschrieben wird, ist das HEAT-Signal während des Kalibrierens nicht auf der Leitung 91 vorhanden. Dadurch ist der Schalter 90a offen und verhindert, dass das Produktsignal am Ausgang des Verstärkerkreises 30a den Summierpunkt 31 a erreicht und das 0,25 V Bezugssignal das einzige ist mit dem das Spannungssignal Vhtri für die Kalibrierung verglichen wird. Das CTLi Signal des Regelverstärkerkreises 32a ändert sich dadurch so lange, bis der durch das Heizelement 36 fliessende Strom einen Spannungsabfall von 0,25 V erzeugt.

Der bei einem Spannungsabfall von 0,25 V durch das Heizelement fliessende Strom ist relativ klein und dient ausschliesslich als Fühlstrom für die Kalibrierung. Die Temperaturzunahme und dementsprechend auch die Wärmeabgabe, die vom Fühlstrom bewirkt wird, sind minimal und praktisch vernachlässigbar, so dass der unter Verwendung des 0,25 V Bezugspotentials indirekt gemessene Widerstand des Heizelements und der gemessene Wert des Fühlstroms im wesentlichen dem Widerstand Ramb des Heizelements entspricht. Während des Spannungsvergleichs im Summierpunkt 3 la und der Änderung des Signals CTLi wird das 1,25 V Potential im Punkt 95 über Leitung 102 dem einen Eingang des Komparators 104a im Verstärkerkreis 38a zugeführt. Der andere Eingang des Komparators 104a ist über eine Leitung 106a mit dem Ausgang des Verstärkers 68a verbunden. Es sei daran erinnert, dass das Ausgangssignal des Verstärkers 68a ein Spannungssignal mit einer Grösse ist, die gleich dem Wert des Stromflusses Ihtri durch das Heizelement 36, multipliziert mit einem Verstärkungsfaktor ist, der durch den Zähler 66a in den Digital/Analogwandler 64a eingegeben wird. Ein Kalibrierungssignal CALST, das zu Beginn der Kalibrierung in der logischen Schaltung 34 erzeugt wird, bewirkt über Leitung 108 die Aktivierung des Zählers 66a. Anschliessend wird der Zähler 66a durch ein 400 kHz Signal auf der Leitung 110 getrieben und liefert eine progressiv zunehmende binäre Zählung an den Digital/Analogwandler 64a, worauf das Signal Ihtri des Strom/Spannungswandlers 26a auf der Leitung 49a (welches Signal die Grösse des Fühlstroms darstellt) im Digital/Analogwandler 64a mit einem progressiv zunehmenden Konversions-Multiplika-tionsfaktor multipliziert wird. Dieser Faktor nimmt zu, bis das Ausgangssignal des Verstärkers 68a auf der Leitung 106a gleich dem 1,25 V Potential auf der Leitung 102 ist, worauf das Ausgangssignal CALi des Komparators 104a die Polarität schaltet um den Q Ausgang des Flip-Flops 112 niederzutreiben. Der niedere Q Ausgang stoppt die Zählung des Zählers 66a, wobei die letzte binäre Zählung des Zählers fest gespeichert wird. Diese Zählung stellt den Wert des Widerstands Ramb des Heizelements bei Raumtemperatur dar.

Damit ist die Kalibrierung beendet und der Wert von Ramb für alle zukünftigen Regeloperationen gespeichert. Es sei daran erinnert, dass das Q Ausgangssignal CALi des Flip-Flops 112 über Leitung 55a die Verstärkung des Verstärkerkreises 48a im Strom/Spannungswandler 26a auf den Betriebswert schaltet.

5 In Fig. 5A ist die Stromquelle 20 für die Regeleinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Die Stromquelle umfasst einen Netztransformator 114, der mit dem Stromnetz 116 verbunden ist. Ein Schalter 118 dient zum Ein- und Ausschalten des Stromflusses zwischen dem Netz 116 und dem 10 Transformator 114. Der Transformator 114 hat die Primärwicklungen Tpi und Tp2 sowie die Sekundärwicklungen Tsi, Ts2 und Ts3. Die Sekundärentwicklung Tsi ist mit einem Vollweggleichrichter 120 verbunden, welcher den Betriebsstrom für die Heizelemente 36 und 38 liefert. Zu diesem Zweck ist is der positive Ausgang des Gleichrichters 120 über Leitung 122 mit Torschaltungen 18a und 18b verbunden. Jede dieser Torschaltungen umfasst zwei NPN Transistoren, deren Kollektoren mit der Leitung 122 und deren Emitter mit den Leitungen 40a bzw. 40b verbunden sind. Die Basen der Transi-20 stören 124a und 126a sind über Leitung 128a mit dem Kollektor des NPN Transistors 130a im Pegelschieber 33a verbunden, während die Basen der Transistoren 124b und 126b mit dem Kollektor des Transistors 130b im Pegelschieber 33b verbunden sind. Die Basen der NPN Transistoren 130a und 25 130b sind mit dem Ausgang des Regelverstärkerkreises 32a bzw. 32b verbunden. Wie ersichtlich ist, schaltet das vom Regelverstärkerkreis 32a erzeugte Signal CTLi den Transistor 130a im Pegelschieber 33a ein, worauf die Transistoren 124a und 126a in der Torschaltung 18a leitend werden, so 30 dass Betriebsstrom vom Gleichrichter 120 über Leitung 40a zum Heizelement 36 fliessen kann. In ähnlicher Weise schaltet das vom Regelverstärkerkreis 32b erzeugte Signal CTL2 den Transistor 130b im Pegelschieber 33b ein, worauf die Transistoren 124b und 126b in der Torschaltung 18b lei-35 tend werden, so dass Betriebsstrom vom Gleichrichter 120 über Leitung 40b zum Heizelement 38 fliessen kann. Die Rückleitung 41 vervollständigt den Stromkreis der beiden Heizelemente zum negativen Eingang des Gleichrichters 120. Die Pegelschieber 33a und 33b könnten auch wegge-40 lassen und die Signale CTLi und CTL2 direkt den Basen der Transistoren 124a, 124b, 126a und 126b zugeführt werden. Die Pegelschieber 33a nd 33b gewährleisten jedoch, dass die Transistoren 124a, 124b, 126a und 126b über den vollen Bereich des an die Heizelemente gelieferten Betriebsstroms 45 leitend sind. Die Pegelschieber 33a und 33b dienen als Verstärker für die Signale CTLi und CTL2.

Hier sei bemerkt, dass die vom Stromverstärkerkreis 24a in Fig. 3 kommende Leitung 43a über eine Diode 141a mit der Leitung 128a zwischen Transistor 130a und den Basen der 50 Transistoren 124a und 126a verbunden ist. Wenn ein übergrosser Stromfluss zum Heizelement 36 den NPN Transistor 42a im Stromverstärkerkreis 24a leitend macht, wird über die Leitung 43a Strom von der Leitung 128a gezogen und die Stromleitung der Transistoren 124a und 126a verringert. 55 Dadurch wird der Stromfluss in der Leitung 40a verringert und eine Beschädigung des Heizelements verhindert.

Wenn gewünscht, kann ein Spannungsklemmkreis 132 mit den Leitungen 128a und 128b verbunden sein um das Ausgangssignal der Torschaltungen 18a und 18b während des so Kalibrierens zu begrenzen. Der Klemmkreis 132 umfasst einen Feldeffekttransistor 134, dessen Source über eine .Reihe von Dioden 136 mit den Leitungen 128a und 128b verbunden ist. Der Transistor 134 schaltet die Klemmdioden 136,138a und 138b zwischen die Leitungen 128a und 128b 65 einerseits und Masse andrerseits in Abhängigkeit von einem Klemmsignal CLAMP, das während des Kalibrierens von der logischen Schaltung 34 (in Fig. 5 A nicht dargestellt) über die Leitung 140 geliefert wird. Im Klemmkreis 132 wird ein

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zweiter Feldeffekttransistor 142 durch ein Signal BLANK periodisch eingeschaltet um die Klemmdioden 138a und 138b intermittierend an Masse zu legen. Das BLANK-Signal wird, ebenfalls in der logischen Schaltung 34 erzeugt und über Leitung 144 dem Transistor 142 zugeführt.

Die übrigen Sekundärwicklungen Ts: und Tss des Transformators 114 sind mit einer 5 Volt Gleichspannungsquelle 144 bzw. mit einer 12 Volt Gleichspannungsquelle 146 verbunden. Die genannten Spannungsquellen dienen zur Energieversorgung der verschiedenen Reglerkomponenten. Die 5 V Gleichspannungsquelle 144- enthält einen Spannungsgleichrichter 148, der mit der Sekundärwicklung Ts: verbunden ist und Gleichspannung an einen Spannungsregler . 150 liefert. Der Spannungsregler 150 liefert eine Spannung von 5 V an einen Spannungsabgriff 152. Der Gleichrichter 154 in der Gleichspannungsquelle 146 ist mit der Sekundärwicklung Ts3 verbunden und liefert Gleichspannung an zwei komplementäre Spannungsregler 156 und 158, von denen der eine Spannung von +12 V an einen Spannungsabgriff 160 und der andere eine Spannung von -12 V an einen Spannungsabgriff 162 liefert. Der Vollweggleichrichter 120 liefert über eine Leitung 140 eine Gleichspannung von 20 V an einen Spannungsabgriff 164.

Während des Kalibrierens wird die 12 V Spannungsquelle als Energiequelle für den Regler verwendet, da die 12 V Quelle stabiler ist als die 20 V Quelle am Abgriff 164. In Fig. 5 B ist eine einfache Schaltung zum Umschalten von der 12 Volt Quelle auf die 20 Volt Quelle und umgekehrt dargestellt. Die allgemein mit 166 bezeichnete Schaltung unfasst einen PNP Transistor 168, der über den +20 V Abgriff 164 und über den +12 V Abgriff 160 geschaltet ist. Der Transistor 168 wird durch einen Feldeffekttransistor (FET) 170 einge-schaltet, der mit der Basis des Transistors 168 ist.

Ein CLAMP Signal, das von der logischen Schaltung 34 über Leitung 172 geliefert wird, schaltet den FET 170. Das CLAMP Signal hat eine Wert, der dem Wert, der dem Wert des CLAMP Signals entspricht, das zum Schalten des FET 134 im Spannungsklemmkreis 132 verwendet wird. Während des Kalibrierens, wenn keine grosse Leistung benötigt wird, ist das CLAMP Signal niedrig und der FET 170 bleibt nicht leitend, so dass der Transistor 168 ausgeschaltet ist. Der positive Betriebsspannungsabgriff 174 erhält dann das stabile +12 V Potential vom Spannungsabgriff 160. Wenn die Kalibrierung beendet ist und die Regeleinrichtung die volle Betriebsenergie benötigt, wird das CLAMP Signal auf der Leitung 172 hoch, wodurch der FET 170 und damit auch der Transistor 168 leitend sind. Anschliessend erhält der Abgriff 174 ein positives 20 V Potential.

Da die 5 V Spannungsquelle 144 die logische Schaltung 34 speist, können grössere Schwankungen der Ausgangsspannung der Quelle 144 die Funktion der Regeleinrichtung stören. Zur Anzeige solcher untragbaren Spannungsschwankungen dient der in Fig. 5C dargestellte einfache Schaltkreis 175. Bei dieser Schaltung liegen positive 5 V Potentiale vom Abgriff 152 der 5 V Spannungsquelle 144 über Widerstände 176 und 178 am hohen und niederen Spannungseingang eines Komparators 180. Das Ausgangssignal des Komparators 180 ist während des normalen Reglerbetriebs hoch, wodurch das Ausgangssignal des mit dem Komparator 180 verbundenen Inverters 182 nieder ist. Dieses niedere Ausgangssignal bildet ein Ein-Signal PO bei verschiedenen Regleroperationen, wie noch später beschrieben wird. Das niedere Ausgangssignal wird durch einen Inverter 184 in ein hohes Ausgangssignal umgewandelt zur Lieferung eines invertierten Ein-Signals PO. Wenn eine nicht tragbare Schwankung der von der Stromquelle 20 gelieferten Energie auftritt (beispielsweise durch einen Spannungsstoss auf Leitung 11 6), so schwankt auch der Spannungspegel am Abgriff

152 der 5 V Quelle 144, wodurch auch die Spannungen an den Eingängen des Komparators 180 schwanken. Das Ausgangssignal des Komparators wird dadurch nieder und das Signal PO hoch während das invertierte Ein-Signal PO nieder wird. Auf diese Weise liefert die Schaltung 175 eine Anzeige untragbarer Energiezustände.

Die Regeleinrichtung nach der Erfindung ist im wesentlichen eine Zustandseinrichtung, d.h. die Einrichtung durchläuft eine Reihe von Betriebszuständen von dem Moment an, wenn die Betriebsenergie eingeschaltet wird bis zu dem Moment, in dem die Regeleinrichtung beginnt Heizstrom an die Heizelemente 36,38 zu liefern. Wenn die Betriebsenergie eingeschaltet wird, wird durch den Grenzwertfühler 35 eine Grenzwertprüfung des Widerstands der Heizelemente durchgeführt. Wenn die Heizelemente beschädigt oder nicht richtig mit der Regeleinrichtung verbunden sind, bleibt die Einrichtung in einem «Null» Zustand oder «wechsle Heizelement» Zustand. Wenn die Heizelemente richtig mit der Regeleinrichtung verbunden sind und gemäss der Anzeige des Grenzwertfühlers richtig arbeiten, durchläuft die Regeleinrichtung drei weitere Zustände, nämlich einen ersten, zweiten und dritten Zustand, bevor er den vierten, den Kalibrierungszustand erreicht. Der erste, zweite und dritte Zustand liefern eine Zeitspanne zum Überwachen der Steilheit des Stromsignals Ihtri zur Feststellung dass sich das Heizelement auf Raumtemperatur befindet. Hat das Heizelement die Raumtemperatur, so gelangt die Regeleinrichtung in den «Kalibrierungs»-Zustand zur Berechnung von Rimb wie bereits früher beschrieben. Nach dem Ende der Kalibrierung ist die Regeleinrichtung bereit, auf Verlangen Strom an die Heizelemente zu liefern. Dieser letzte oder fünfte Zustand ist der «Heiz»- oder «Bereit»-Zustand, je nachdem ob die Regeleinrichtung Heizstrom liefert oder nicht.

Die logische Schaltung 34 zur Durchführung der zu jedem Zustand der Regeleinrichtung gehörenden Operationen ist in Fig. 6 dargestellt. Diese logische Schaltung wird durch einen Zeittaktgeber 186 getrieben oder getaktet, der einen Oszillator 188 umfasst, der über den Eingängen von NAND Toren 190 und 192 liegt. Das Ausgangssignal des NAND Tores 192 ist ein 400 kHz Signal, welches einem Frequenzteiler 194 zugeführt wird. Das 400 kHz Signal takt über eine Leitung 110 auch den Betrieb der Zähler 66a und 66b in den Verstärkerkreisen 28a und 28b mit variabler Verstärkung, wie mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Der Frequenzteiler 194 liefert ein 40 kHz und ein 8 kHz Signal. Das 8 kHz Signal wird dem Zähler 186 mit dem Teiler 8 zugeführt, der drei zueinander verschobene 1 kHz Signale liefert. Zwei dieser 1 kHz Signale werden dem CAL ENABLETor 198 bzw. dem RLIM ENABLETor 200 zugeführt. Das restliche 1 kHz Signal gelangt zu Zählern 202,204 und 206 mit dem Teiler 10, in denen das 1 kHz Signal in 100 Hz, 10 Hz und 1 Hz Signale geteilt wird. Eines der 100 Hz Signale des Zählers 202 ist ein Eingangssignal für die Tore 198 und 200. Da diese beiden Tore NAND Tore sind, sind ihre Ausgangssignale hohe Signale, die mit 100 Hz periodisch auf nieder geschaltet werden. Das 100 Hz Ausgangssignal des Zählers 202 wird auch dem einen Eingang des UND Tores 207 zugeführt. Der andere Eingang dieses Tores erhält das 10 Hz Signal vom Zähler 204, so dass das UND Tor 207 ein 10 Hz Impulssignal erzeugt. Schliesslich gelangen drei der 1 Hz Signale des Zählers 206 zu einer Reihe von NAND Toren 208,210 und 212, welche 1 Hz Taktimpulse an den restlichen Teil der logischen Schaltung 34 liefern.

Der Durchgang der Regeleinrichtung durch die einzelnen Zustände werden von einem Zustandszähler 214, beispielsweise einem Zähler mit dem Teiler 8 vom Typ CD4022 der Firma National Semiductor, bewirkt. Der Zähle; 214 wird mit dem Ausgangssignal des NOR Tores 216 getaktet, das

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durch die Ausgangssignale von zwei NAND Toren 218 und 220 betätigt wird. Das NAND Tor 218 dient als «Voraus» Tor zum Ändern des Betriebszustands des Reglers vom Nullzustand in den ersten Zustand, während das NAND Tor 220, wie noch beschrieben wird, zum Versorgen des Zählers 214 mit 1 Hz Taktimpulsen dient, zum Verschieben des Zählers 214 zwischen dem ersten und dem fünften Zustand. Das Qo Ausgangssignal des Zustandszählers 214 am Abgriff «2» ist der hohe Impuls, der vom Zustandszähler nach dem Einschalten der Betriebsenergie erzeugt wird. Dieser hohe Impuls wird dem einen Eingang des NAND Tores 218 zugeführt. Das andere Eingangssignal des NAND Tores 218 wird vom RLIM Ausgang des Grenzwertfühlers 35 über die NOR Tore 222 und 224 geliefert. Diese Tore sind offen wenn am Abgriff « 11 » des Zustandszählers ein Çk Signal mit niederem Wert auftritt, wobei die vom RLIM Ausgang kommenden Impulse das Tor 200 freigeben. Wenn der Widerstand der Heizelemente 36 und 38 innerhalb der zulässigen Grenzwerte liegt, ist RLIM hoch und das NAND Tor 218 liefert ein niederes Signal an dasTor 216. Dieses niedere Eingangssignal am NOR Tor 216 erzeugt ein hohes Ausgangssignal, welches den Zustandszähler 214 in den ersten Zustand taktet. Wenn andrerseits die Widerstände von einem oder beiden Heizelementen 36 und 38 ausserhalb der zulässigen Grenzwerte liegen, verhindert das niedere RLIM Signal das Takten des Zustandszählers 214 vom Nullzustand in den ersten Zustand. Anschliessend wird das Ausgangssignal des Zählers 226 mit dem Teiler 8 auf einen niederen Wert gebracht und das Ausgangssignal des NAND Tores 228 mit drei Eingängen auf einen hohen Wert, wodurch der Zustandszähler rückgesetzt wird. Wenn somit die Widerstände der Heizelemente ausserhalb der zulässigen Grenzwerte liegen, wird der Zustandszähler im Nullzustand gehalten, und es können keine weiteren Reglerfunktionen erfolgen, bis die Widerstände korrigiert sind. Wie ersichtlich ist, wird das invertierte Signal jpö der in Fig. 5C dargestellten Schaltung 175 ebenfalls dem NAND Tor 228 mit den drei Eingängen zugeführt um den Zustandszähler 214 im Nullzustand zu halten, wenn untragbare Energieschwankungen auftreten. Das mit dem Nullzustand verbundene hohe Qo Ausgangssignal wird vom Tor 230 in Abhängigkeit von Impulsen durchgelassen, die vom Zähler 206 erzeugt werden und über den Inverter 232 zugeführt werden, wobei dieses Ausgangssignal ein CHGH oder «wechsle das Heizelement» Signal bildet, das einen unzulässigen Heizwiderstand oder untragbare Schwankungen der elektrischen Energie anzeigt.

Wenn die Grenzwertprüfung der Widerstände zufriedenstellend verläuft, gelangt der Zustandszähler 214 vom Nullzustand in den ersten Zustand und das Qo Ausgangssignal am Abgriff «2» fällt auf einen niederen Wert. Dieses niedere Signal Qo treibt den Ausgang des NAND Tores 218 hoch, wodurch das NAND Tor 218 schliesst und keine weiteren Taktimpulse an das NAND Tor 216 liefert. Das Takten des Zustandszählers 214 erfolgt nun durch das Ausgangssignal des NAND Tores 220. Bei allen Zuständen des Reglers zwischen dem Nullzustand und dem fünften Zustand sind das Qo Ausgangssignal am Abgriff «2» des Zählers 214 und das Qs Ausgangssignal am Abgriff «4» des Zählers 214 nieder, wodurch das Ausgangssignal des NOR Tores 232 hoch wird und das NAND Tor 220 freigibt. Das andere Eingangssignal des NAND Tores 220 wird von einem NAND Tor 234 in Abhängigkeit von der Operation des NAND Tores 236 geliefert. Das NAND Tor 236 erhält seinerseits eine Reihe von 1 Hz Taktimpulsen vom NOR Tor 238 in Abhängigkeit von Impulsen des Tores 200, die in vom NAND Tor 212 bestimmten Intervallen von 1 Hz auftreten. Der noch verbleibende Eingang des NAND Tores 226 erhält über Leitung 240 einen hohen Impuls von Steilheitsdetektor 242 so oft die

Steilheit des Stromsignals Ihtri kleiner ist als ein vorbestimmter Grenzwert, wodurch angezeigt wird, dass der Widerstand des Heizelements 36 auf dem Wert bei Raumtemperatur ist. Dabei ist angenommen, dass sich auch das s Heizelement 38 auf Raumtemperatur befindet wenn dies beim Heizelement 36 der Fall ist. Während solcher Bedingungen bewirkt das hohe Eingangssignal auf Leitung 240 die Freigabe des NAND Tores 236, so dass 1 Hz Taktimpulse vom NORTor 238 durch das NAND Tor 234 zum NAND io Tor 220 gelangen und dieses die Taktimpulse über das NAND Tor 216 an den Zustandszähler 214 liefert. Solange sich das Heizelement 36 auf Zimmertemperatur befindet, bleibt die Steilheit des Stromsignals Ihtri, welche Steilheit vom Detektor 242 festgestellt wird, stabil und das Signal auf is Leitung 240 hoch. Dadurch können das NORTor 238 und die NAND Tore 236,234,220 und 216 den Zähler 214 vom ersten Zustand in den vierten Zustand takten. Gleichzeitig gibt das hohe Eingangssignal des NOR Tores 232 das UND Tor 244 frei, so dass Betätigungsimpulse vom Abgriff «12» 20 des Zählers 206 über den Inverter 232 durch das UND Tor 244 gehen können zum Erzeugen eines hohen CAL Signals, das den ersten bis vierten Zustand der Regeleinrichtung anzeigt.

Nach Erreichen des vierten Zustands wird das Signal Q* 25 am Abgriff «11» des Zählers 214 hoch, geht durch das UND Tor 246 zum NAND Tor 248 und dann durch den Inverter 250 zum Erzeugen eines CALST Signals, welches den Beginn des Kalibrierens anzeigt. Es sei daran erinnert, dass das CALST Signal den Beginn des Betriebs der Zähler 66a und 30 66b in den ersten Verstärkerkreisen 28a und 28b mit variabler Verstärkung veranlasst, um Ramb zu berechnen, wie bereits früher mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Das UND Tor 246 wird durch das NORTor 252 freigegeben, dessen Ausgangssignal zwischen Niederspannungsauswanderungen 3s des Ausgangssignals des Tores 198 hoch wird. Das NAND Tor 248 wird durch ein Signal des Steilheitsdetektors 244 auf Leitung 254 freigegeben. Das Qs Ausgangssignal des Zählers 214 bleibt während des vierten Zustands nieder. Dadurch ist das Ausgangssignal des NAND Tores 256 auf Leitung 255 40 hoch. Dieses Ausgangssignal ist das HEAT Signal, welches das UND Tor 258 freigibt, so dass Torsteuerimpulse mit 100 Hz vom Zähler 202 zu einem Eingang von jedem der NOR Tore 260a und 260b gelangen. Die übrigen Eingangssignale der NOR Tore 262a und 262b kommen von Komparatoren 45 262a und 262b im Niederspannungs-Grenzwertfühler 264. Die Komparatoren 262a und 262b erhalten die Spannungssignale Vhtri und Vhtr2 von den Spannungsverstärkerkreisen 22a und 22b in Fig. 3. Die Ausgangssignale der Komparatoren 262a und 262b sind nieder, so lange der Spannungsab-so fall über den Heizelementen 36 und 38 innerhalb von Grenzen liegt, die für die Durchführung der Kalibrierung annehmbar sind (d.h. kleiner als 0,25 V). Ist dies der Fall, fallen die Ausgangssignale VCAL1 und VCAL2 der NOR Tore 260a und 260b mit der Taktgabe von jedem Impuls des ss Zählers 202 auf einen niederen Wert. Die niederen Signale VCAL1 und VCAL2 schliessen die Schalter 98a und 98b in Fig. 4, wodurch das 0,25 V Bezugspotential von der Kalibrie-rungsspannungsquelle 92 zu den Summierpunkten 31a und 31b in den Regelverstärkerkreisen 32a und 32b gelangt, so Nachfolgend wird das 0,25 V Kalibrierungspotential den Heizelementen 36 und 38 aufgedrückt, und die Kalibrierung läuft wie früher beschrieben ab. Da das Qs Ausgangssignal des Zustandszählers 214 während des vierten Zustands nieder bleibt, bleibt das CAL Ausgangssignal des UND Tores ss 244 hoch. Das NORTor 222 ist jedoch durch das hohe Q-» Signal gesperrt, so dass der Durchgang von RLIM Signalen verhindert ist, bis der fünfte Zustand erreicht ist. Es sei darauf hingewiesen, dass das Ausgangssignal der Kompara-

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toren 262a und 262b im Niederspannungs-Grenzwertfühler 264 dem NOR Tor 266 zgeführt wird, so dass Taktimpulse des Zählers 202 durch dieses Tor gehen können. Das Ausgangssignal des NOR Tores 266 ist das BLANK Signal, das zum Ausschalten des FET 142 im Spannungsklemmkreis 132 der Fig. 5A während der Kalibrierung dient.

Am Ende der Kalibrierung wird der Zustandszähler 214 vom vierten in den fünften Zustand geschaltet. Dementsprechend nimmt das Q4 Signal im Abgriff «11» des Zählers 214 einen niederen Wert an und entfernt das CALST Signal von der Leitung 108. Gleichzeitig wird das Qs Signal des Zählers 214 im Abgriff «4» hoch und treibt das Ausgangssignal des NOR Tores 232 auf einen niederen Wert, wodurch der Durchgang von Taktimpulsen durch die NAND Tore 220 und 216 blockiert wird. Dadurch wird der Zustandszähler 214 im fünften Zustand gehalten. Wenn keine Wärme von den Heizelementen benötigt wird, ist das Signal einer Wärmeanforderungsschaltung 270 auf Leitung 268 nieder. Dadurch bleibt das Ausgangssignal des NAND Tores 256 hoch, während das Ausgangssignal des Inverters 272, der ebenfalls mit Leitung 268 verbunden ist, zusammen mit dem hohen Qs Signal das READY Signal des NAND Tores niedertreibt. Das niedere READY Signal zeigt an, dass die Kalibrierung beendet ist und dass die Heizelemente jetzt geheizt werden können. Sollen die Heizelemente geheizt werden, so wird ein Schalter 276 im Heizkreis 270 geschlossen, worauf der Komparator 278 in den hohen Zustand schaltet. Das hohe Signal auf Leitung 268 bewirkt, dass das HEAT Ausgangssignal des NAND Tores 256 nieder wird und bewirkt gleichzeitig dass der Inverter 272 das READY Ausgangs-signal des NAND Tores 274 hoch schaltet. Das niedere HEAT Signal gelangt zu verschiedenen Teilen des Reglers um den Beginn des Heizens der Heizelemente zu bewirken. Zum Beispiel bewirkt das an das UND Tor 258 gelieferte niedere HEAT Signal, dass die Ausgangssignale VCAL1 und YCAL2 der NOR Tore 260a und 260b hoch werden, wodurch die Schalter 98a und 98b in den Regelverstärkerkreisen 32a und 32b öffnen, so dass das 0,25 V Potential von den Summierpunkten 31a und 31b abgeschaltet wird. Gleichzeitig gelangt das niedere HEAT Signal über Leitung 279 zur Basis eines in Vorwärtsrichtung vorgespannten PNP Transistors 280 in der Optokoppler Stromquelle 282 und zu einem Verzögerungskreis 284. Der PNP Transistor 280 wird durch das niedere HEAT Signal leitend, wodurch der Verstärker 286 Betriebsstrom an die Leitungen 88 liefert zum Erregen der Optokoppler 82a und 82b in den Verstärker kreisen 30a und 30b in Fig. 4 mit variabler Verstärkung. Es sei daran erinnert, dass die Optokoppler 82a und 82b zum Shunten der Photowiderstände 86a und 86b in den Widerstands-Rückkopp-lungsnetzwerken 76a und 76b der Verstärker 72a und 72b verwendet werden, um zu verhindern dass die Heizelemente zu Beginn des Heizens einen thermischen Schock erleiden. Nach kurzer Zeit des Leitens des NPN Transistors 280, erreicht die Ladung im Kondensator 288 in der Optokoppler Stromquelle 282 einen stabilen Wert, wodurch das Ausgangssignal des Verstärkers 286 auf den Leitungen 288 abnimmt. Die LED 84a und 84b sind dann entregt, so dass die Photowiderstände 86a und 86b vom Rückkopplungsnetzwerk abgeschaltet sind und der volle Wert des Verstärkungsfaktors (1 + aAT) in den Verstärkern 72a und 72b der Verstärkerkreise mit variabler Verstärkung 30a und 30b wirksam ist.

Der Verzögerungskreis 284 bewirkt eine kurze Verzögerung des Betriebs der Regelverstärkerkreise 32a und 32b anschliessend an den Übergang der Regeleinrichtung vom vierten in den fünften Zustand, so dass die LED 84a und 84b in den Optokopplern 82a und 82b ihre volle optische Leistung erreichen können bevor die Produktsignale von den Verstärkerkreisen 30a und 30b zu den Regelverstärkern 92a

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und 92b in den Regelverstärkerkreisen 32a und 32b gelangen. Zu diesem Zweck sind die NOR Tore 290,292 und 294 im Verzögerungskreis 284, wie in Fig. 4 gezeigt, angeordnet. Das NOR Tor 290 erhält Freigabeimpulse von 5 einem akustischen Anzeigemittel (wird mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben) über Leitung 296. Diese Freigabeimpulse treten in Intervallen von 0,2 Sekunden auf. Dadurch wird angenähert 0,1 Sekunden, nachdem das niedere HEAT Signal vom NAND Tor 256 an den Eingang des NORTores 292 gelangt, 10 das Ausgangssignal des NOR Tores 290 auf nieder geschaltet, um ein hohes Ausgangssignal des NOR Tores 292 zu erzielen. Das Ausgangssignal des NOR Tores 294 wird in den niederen Zustand getrieben und über Leitung 91 als verzögertes HEAT Signal den Schaltern 90a und 90b in den Regelverstärker-ls kreisen 32a und 32b der Fig. 4 zugeführt. Dadurch schliessen die Schalter 90a und 90b, so dass das Produktsignal von den Verstärkerkreisen 30a und 30b zu den Summierpunkten 3 la und 31b gelangen kann, worauf von den Regel Verstärkern 92a und 92b die Signale CTLi und CTL2 erzeugt werden, wie 20 bereits mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Das niedere Ausgangssignal des NORTores 294 wird als CLAMP Signal an den Spannungsklemmkreis 132 in Fig. 5A geliefert. Wenn das Ausgangssignal des NORTores zu Beginn der Heizung nieder wird, wird der FET 134 im Spannungsklemmkreis 132 25 zum Sperren dieses Kreises entregt. In ähnlicher Weise dient auch das Ausgangssignal des NORTores 292 als CLAMP Signal und wird über Leitung 174 dem Energieschaltkreis der Fig. 5B zugeführt. Ein niederes Ausgangssignal des NOR Tores 292, welches vom Nullzustand bis zum vierten Zustand 30 des Reglers vorhanden ist (d.h. wenn das HEAT Signal hoch ist), schaltet den FET 170 aus um das +12 V Potential vom Abgriff 160 in Fig. 5A mit dem Abgriff 174 im Energieschaltkreis zu verbinden. Wenn andrerseits das Ausgangssignal des NORTores 292 im fünften Zustand des Reglers 0,1 Sekunden 35 lang hochgetrieben wird, bewirkt das hohe CLAMP Signal über den FET 170 das Einschalten des Transistors 168 in Fig. 5B, wodurch ein +20 V Potential an den Abgriff 174 gelegt wird.

Durch die Blockierung von Impulsen durch die NAND 40 Tore 220 und 216 in Abhängigkeit vom hohen Qs Signal, bleibt der Zustandszähler 214, wie bereits früher erwähnt, im fünften Zustand des Reglers im Zustand «Ready» oder «Heat», je nach der Stellung des Schalters 276. Wenn der Widerstand der Heizelemente 36 oder 38 die im Grenzwert-45 fühler 35 gesetzten Grenzwerte über- oder unterschreitet, bewirken die NOR Tore 222 und 224, der Zähler 226 mit dem Teiler 8 und das drei Eingänge aufweisende NAND Tore 220 das Rücksetzen des Zustandszählers 214 auf den Zustand Null, wie bereits früher beschrieben, wobei der Regler erst so dann wieder normal arbeiten kann, bis die Heizelemente erlaubte Widerstände haben. Wenn der unzulässige Widerstand durch zufälliges Abschalten des Heizelements 36 oder 38 vom Regler auftritt, bewirkt die logische Schaltung 34 nach dem Wiederanschalten des Heizelements die Wieder-55 aufnähme des normalen Reglerbetriebs, sofern gewisse Voraussetzungen erfüllt sind. Wenn die Heizelemente während des Heizens von der Regeleinrichtung getrennt und so rasch wieder an diese angeschlossen werden, dass ihre Temperaturen hoch bleiben, muss die Regeleinrichtung vor dem 60 neuerlichen Heizen nicht wieder kalibriert werden. Dies wird durch ein hohes Signal des Steilheitsdetektors 242 auf Leitung 298 erreicht, das die hohe Temperatur der Heizelemente anzeigt. Die Leitung 298 ist mit einem Eingang des NAND Tores 300 verbunden, dessen anderer Eingang vom «5 NORTor 238 1 Hz Taktimpulse erhält. Der Ausgang des NAND Tores 300 ist mit dem NAND Tor 234 und dem NOR Tor 302 verbunden. Dadurch besteht durch das NAND Tor 300 ein anderer Weg für die Taktimpulse und zwar um das

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NAND Tor 236 herum zum Zustandszähler 214. Wenn das Heizelement 36 von der Regeleinrichtung abgeschaltet und rasch wieder an diesen angeschaltet wird, so dass die Temperatur des Heizelements nicht merklich abgenommen hat,

kann über das NAND Tor 300 der Zustandszähler 214 vom Nullzustand zurück in den fünften Zustand getaktet werden, obwohl auf der Leitung 240 kein hohes Signal vom Steilheitsdetektor vorhanden ist. Gleichzeitig bewirkt das NORTor 202 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des NAND Tores 300 und dem Q Ausgangssignal des Flip-Flops 304 das Rücksetzen des Flip-Flops 306, wodurch der Ausgang des NOR Tores 252 nieder wird, so dass das hohe Q4 Signal des Zustandszählers 214 nicht durch das UND Tor 246 gehen kann. Dadurch tritt auf Leitung 108 während des Durchgangs der Regeleinrichtung durch den vierten Zustand kein CALST Signal auf und der Wert Ramb, der in den Zählern 66a und 66b der Verstärkerkreise 28a und 28b gespeichert ist,

wird nicht geändert. Wenn andrerseits eine Schwenkung der elektrischen Energie das Rücksetzen des Zählers 214 auf den Nullzustand bewirkt hat, bewirkt ein hohes PO Signal das Rücksetzen des Flip-Flops 304 und das neuerliche Setzen des Flip-Flops 306. Damit ist das NORTor 252 freigegeben, so dass das CALST Signal auf Leitung 108 auftritt, um den Beginn des Kalibrierens zu veranlassen, wenn der Zustandszähler in den vierten Zustand zurückkehrt. Wenn die Heizelemente 36 und 38 von der Regeleinrichtung so lange abgeschaltet waren, dass sie sich merklich abgekühlt haben oder wenn der Stromfluss zur Regeleinrichtung für eine gleich lange Zeit unterbrochen war, liefert der Steilheitsdetektor 242 niedere Signale an die Leitungen 240 und 298. Dadurch sind die NAND Tore 236 und 300 gesperrt, so dass keine 1 Hz Taktimpulse über die NAND Tore 234,220 und 216 zum Zustandszähler gelangen können, während die NOR Tore 208 und 310 freigegeben sind, so dass 1 Hz Impulse vom NOR Tor 238 über den Inverter 312 zum UND Tor 314 gelangen können. Das Ausgangssignal des UND Tores 314 treibt über das NAND Tor 228 das NAND Tor 316 zum Rücksetzen des Zustandszählers 214. Der Zustandszähler bleibt so lange rückgesetzt bis sich die Heizelemente auf die Umgebungstemperatur abgekühlt haben, in welchem Zeitpunkt der Zustandszähler wieder seinen normalen Betrieb aufnimmt. Wenn das hohe Signal auf Leitung 298 verschwindet, wird der Ausgang des NAND Tores 300 hoch, wodurch der Ausgang des NOR Tores 302 nieder wird. Dadurch wird das Flip-Flop 306 nicht rückgesetzt und das NOR Tor 252 gibt das UND Tor 246 wieder frei, so dass hohe Werte von Q4 vom Zähler 214 durch das NAND Tor 248 und den Inverter 250 gehen können um CALST Signale zu liefern. Nach längerer Abschaltung der Heizelemente 36 und 38 von der Regeleinrichtung, wird die mit dem vierten Zustand verbundene Kalibrierung voll durchgeführt, genau so, als wenn die Regeleinrichtung gerade eingeschaltet worden wäre. Es wird dann ein neuer Wert von Ramb in die digitalen Zähler 66a und 66b in den Verstärkerkreisen 30a und 30b eingegeben.

Die Funktion des Steilheitsdetektors 242 wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 6 genauer beschrieben. Der Steilheitsdetektor 242 enthält eine Reihe von digitalen Schaltern 298, 300,302 und 304 zum Laden und Entladen zweier Kondensatoren 306 und 308 mit Hilfe des Stromsignals Ihtri, das vom Strom/Spannungswandler 26a über Leitung 51 a (siehe Fig. 3) an den Steilheitsdetektor 242 geliefert wird. Zu beachten ist, dass das Signal Ihtri vor dem Eintritt in das digitale Schalternetzwerk im Verstärker 310 mit dem Verstärkungsfaktor -5 verstärkt wird, wodurch die Empfindlichkeit der Messung vergrössert wird. Zur Zeit to fallen die Taktimpulse auf einen niederen Wert, wodurch der Schalter 298 schliesst. Der Ausgang des NAND Tores 212 ist zur Zeit to zwar hoch, jedoch wird durch das Vorhandensein des NORTores 311, zwischen der Ausgangsleistung 314 des NAND Tores 212 und der Eingangsleitung 316 des Schalters 302, ein niederes Eingangssignal erzeugt, welches den Schalter 302 schliesst. Da die 5 beiden Schalter 298 und 302 geschlossen sind, führt ein Strompfad von Leitung 51 durch den Kondensator 306 zu Masse, so dass der Kondensator 306 auf den Wert Ihtri aufgeladen wird. Die Ausgangsimpulse des NAND Tores 208 nehmen dann einen hohen Wert an, wodurch der Schalter 10 298 geöffnet wird während der Ausgang des NAND Tores 212 hoch bleibt und den Schalter 302 geschlossen hält. Zur Zeit ti (angenähert 0,8 Sekunden nach to, wobei der Zähler 206 mitdemTeiler 10 ein solcher vom Typ CD4017 der Firma National Semiconductor sein kann mit den in Fig. 6 is dargestellten Anschlüssen) fällt das Ausgangssignal des NAND Tores 210 auf einen niederen Wert, wodurch der Schalter 300 schliesst. Der Stromweg von Leitung 51a zur Masse führt nun über den Kondensator 308, welcher nun mit dem Signal Ihtri geladen wird. Demzufolge wird der Ausgang 20 des NAND Tores 210 wieder hoch und der Schalter 300 öffnet. Jeder Wechsel des Werts von Ihtri zwischen den Zeiten to und ti hat eine Differenz zwischen den Ladungen der Kondensatoren 306 und 308 zur Folge. Diese Differenz wird durch ein niederes Signal angezeigt, das vom NAND 25 Tor 212 zur Zeit t2, wobei t2 > ti, an die Leitung 314 geliefert wird. Dieses Signal schliesst den Schalter 304 während das NORTor 312 das Öffnen des Schalters 302 bewirkt. Dadurch werden die Kondensatoren 306 und 308 über den hohen Eingang des Differentialverstärkers 318 an Masse gelegt. Das 30 hohe Signal, das auf der Eingangsleitung 316 infolge des niederen Ausgangssignals vom NAND Tor 212 erzeugt wird, bewirkt über Leitung 254 die Ferigabe des NAND Tores 248 und das Einschalten des FET 320, der mit dem niederen Eingang des Differentialverstärkers 318 verbunden ist. Dadurch 35 gelangt der Differentialverstärker in den Betriebszustand.

Das Ausgängssignal des Differential Verstärkers 318 hat eine Grösse, die proportional der Differenz zwischen den beiden in den Kondensatoren 306 und 308 gespeicherten Ladungen ist und somit ein Mass der Grösse der Änderung 40 der Steilheit des Stromsignals Ihtri in Funktion der Zeit. Dieses Ausgangssignal wird den Komparatoren 322,324 und 326 zugeführt. Der Komparator 322 erzeugt ein hohes Signal auf Leitung 298 so oft die Geschwindigkeit der Änderung oder der Steilheit von Ihtri grösser als ein vorbestimmter 45 Wert ist, wodurch angezeigt wird, dass die hohe Temperatur des Heizelements 36 rasch abnimmt. Der Komparator 324 erzeugt ein hohes Signal auf Leitung 240 so oft die Änderungsgeschwindigkeit oder Steilheit von Ihtri kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wodurch angezeigt wird, dass das 50 Heizelement im wesentlichen die Umgebungstemperatur hat. Niedere Ausgangssignale der beiden Komparatoren 322 und 324 zeigen an, dass die Steilheit von Ihtri kleiner als ein vorbestimmter Wert, aber grösser als der vorbestimmte niedere Wert ist. Dieser Zustand tritt auf, wenn sich das Heizele-55 ment langsam abkühlt. Komparator 326 erzeugt ein hohes Signal auf Leitung 240 so oft die Steilheit von Ihtri einen vorbestimmten negativen Wert überschreitet, wodurch angezeigt wird, dass sich das Heizelement erwärmt. Da sich die Temperatur des Heizelements 38 parallel zu der des Heizele-60 ments 36 ändert, wird die Steilheit des Stromsignals Ihtr2 nicht getrennt ermittelt.

In Fig. 7 ist ein Parameter-Eingangskreis für die Verwendung in der Regeleinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Der Parameter-Eingangskreis dient zum Programmieren der 65 Digital/Analogwandler 74a und 74b der Verstärkerkreise 30a und 30b mit der gewünschten Temperatur des Heizelements. Der Kreis umfasst einen Umschalter 348 zum Treiben eines Taktgeber-Netzwerks 350, das mit einem Kombinierzähler

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352 verbunden ist. Je nach der Stellung des Schalters 348 zählt dieser Zähler vor oder zurück zur Erzeugung einer binär codierten Dezimaldarstellung von Temperaturen, wobei die Bedienungsperson irgendeine gewünschte Temperatur innerhalb des Bereichs des Zählers 352 wählen kann. Der Kombinationszähler 352 umfasst ein Flip-Flop 354 zum Zählen der Hunderter und einen Vor- und Rückwärtszähler 356 zum Zählen der Zehner. Die Zählgeschwindigkeit des Flip-Flops 354 und des Zählers 356 ist durch einen binären Zähler 357 im Netzwerk 350 auf 2,44 Hz eingestellt, welcher Zähler 357 über Leitung 358 39 Hz Taktimpulse von einem Audiokreis erhält, der mit Bezug auf Fig. 9 später beschrieben wird. Das 2,44 Hz Signal wird über Leitung 359 zum Audiokreis der Fig. 9 zurückgeführt. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 354 und die Ausgangssignale des Zählers 356 gelangen über einen Puffer 360 zu einem Addierer 361, welcher als BCD/Binärwandler arbeitet. Das Ausgangssignal des Addierers 361 ist somit eine binäre Darstellung der gewünschten Temperatur und wird über Leitungen 78 den Digital/Analogwandlern 74a und 74b zum Setzen des Temperaturparameters (1 + aAT) zugeführt, wie noch genauer beschrieben wird.

Ein von der Regeleinrichtung entfernt angeordneter ROLL Schalter 362 kann in Kombination mit dem Zähler 352 zum Hochtreiben der Zählung verwendet werden. Wenn der Schalter 362 geschlossen wird liefert der Komparator 364 ein hohes Ausgangssignal an das UND Tor 366, welches Tor durch ein hohes HEAT Signal freigegeben wird, das vom Ausgang des NAND Tores 256 in der logischen Schaltung kommt. So lange sich der Regler während des fünften Zustands im «Ready» Zustand befindet (d.h. solange das HEAT Signal hoch bleibt), kann das Ausgangssignal des Komparators 364 durch das UND Tor 366 gehen und den Kombinationszähler takten. Wenn der logischen Schaltung 34 das Bedürfnis zum Heizen der Heizelemente signalisiert wird, wird das HEAT Signal nieder, wodurch das UND Tor 366 gesperrt und der Schalter 362 abgeschaltet wird. Ein weiterer entfernt angeordneter Schalter 368 kann zum automatischen Fortschreiben der gewünschten Temperatureinstellung bis zu einem vorgeschriebenen oberen Grenzwert vorgesehen sein, wobei das Schliessen des Schalters 368 das Ausgangssignal des Komparators 370 hoch treibt. Dieses hohe Ausgangssignal wird dem NAND Tor 372 zugeführt, welches entweder durch ein niederes HEAT Signal vom logischen Kreis 34 über den Inverter 373 oder ein hohes VLIM Signal vom Niederspannungs-Grenzwertfühler 364 der logischen Schaltung 34 freigegeben wird. Das Ausgangssignal des NAND Tores 372 geht durch einen invertierenden Transistortreiber 374 zu einer Reihe von Widerständen 376, deren Werte so gewählt sind, dass der Addierer 362 die binär codierte Dezimaldarstellung der vorbestimmten oberen Grenzwerttemperatur erhält. Wenn gewünscht, kann eine Reihe von Leitungen 378 vorgesehen sein, welche den Ausgang des Puffers 360 mit dem Eingang des Addierers 361 verbinden um die BCD Darstellung einem Sichtanzeigemittel (in Fig. 7 nicht dargestellt) zuzuführen zur Erzeugung einer visuellen Darstellung der gewählten gewünschten Temperatur.

In Fig. 8 ist ein Anzeigemittel für die Regeleinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Das Anzeigemittel umfasst einen Schaltkreis 387 zur visuellen Darstellung des Zustands des Reglers und einen Schaltkreis 382 zur visuellen Darstellung der von der Bedienungsperson gewählten Temperatur. Der Schaltkreis 380 enthält eine Reihe von lichtemittierenden Dioden LED 384,386,388 und 390 mit zwei strombegrenzenden Widerstands-Netzwerken 392 und 394. Die LED 384 bis 390 können, wenn gewünscht, farbkodiert sein. Die den Zuständen «wechsle Heizelement» und «Kalibrierung»

zugeordneten Signale der logischen Schaltung, d.h. die CHGH und CAL Signale gehen durch das NOR Tor 396 bzw. das NOR Tor 398 und über in Serie geschaltete Inverter 400 und 402 bzw. 404 und 406 zum Widerstandsnetzwerk 392. Die hohen CHGH Signale bewirken ein niederes Ausgangssignal des Inverters 402, welches die LED 384 aktiviert während die hohen CAL Signale ein niederes Ausgangssignal des Inverters 406 bewirken, welches die LED 386 aktiviert. Die den «Ready»- und «Heat» Zustand während des fünften Reglerzustands zugeordneten Signale der logischen Schaltung, d.h. das READY Signal und das HEAT Signal, gehen durch das NORTor 408 bzw. 410 und über Inverter412 bzw. 414 zum Widerstands-Netzwerk 394. Das niedere READY Signal, welches den «Ready» Zustand anzeigt, bewirkt ein niederes Ausgangssignal des Inverters 412, welches die LED 388 aktiviert, während das niedere HEAT Signal, welches den «Heat» Zustand anzeigt, ein niederes Ausgangssignal des Inverters 414 bewirkt, welches die LED 390 aktiviert. Den beiden NOR Toren 396 und 398 wird das EIN-Signal PO und den beiden NAND Toren 408 und 410 wird das invertierte Ein-Signal PO zugeführt. Es sei daran erinnert, dass untragbare Energiezustände im Regler ein hohes PO Signal und ein niederes PO Signal bewirken. Somit liefern im Fall eines untragbaren Energiezustands alle Inverter 402,406,412 und 414 niedere Ausgangssignale, wodurch alle LED 384 bis 390 gleichzeitig aktiviert werden.

Der Schaltkreis 382 enthält eine sieben Segment LED Sichtanzeigevorrichtung 418. Die Anzeigevorrichtung 418 liefert eine Anzeige der Hunderter und der Zehner der gewählten gewünschten Temperatur. Zu diesem Zweck wird die BCD Darstellung der gewünschten Temperatur, die vom Parametereingangskreis in Fig. 7 erzeugt wird, von diesem Kreis über Leitungen 378 zwei Decodierern 420 und 422 zugeführt. Jeder dieser Decodierer kann eine BCD zu sieben Segment-Halteschaltung vom Typ CD4511 der Firma National Semiconductor enthalten. Die Ausgangssignale der Decodierer 420 und 422 gehen durch eine Reihe von Widerstands-Netzwerken 424 bis 430 zu den Eingängen der Anzeigevorrichtung 418, welche die visuelle Anzeige der Hunderter und Zehner der gewünschten Temperatur liefert. Die Anzeigevorrichtung 416 liefert eine visuelle Anzeige der Einer der gewünschten Temperatur. Da jedoch der Kombinationszähler 352 der Fig. 7 nur Zehner zählt, liefert das Anzeigemittel 416 dauernd eine Nullanzeige.

In Fig. 9 ist eine Schaltung zum Liefern einer hörbaren Anzeige der verschiedenen Reglerzustände dargestellt. Diese Schaltung enthält einen Lautsprecher 432, der von zwei Transistoren 434 und 436 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Verstärkers 438 betätigt wird. Die Verstärkung des Verstärkers 438 und damit die Lautstärke des hörbaren Signals kann mit dem Potentiometer 439 eingestellt werden. Der Verstärker 438 erhält 312 Hz Tonsignale, die von einem zwölfstufigen Binärzähler 440 in Abhängigkeit vom 1250 Hz Taktsignal des Zählers erzeugt werden. Der Zähler 442 wird seinerseits durch das 40 kHz Ausgangssignal der Teilerschaltung 194 in der logischen Schaltung 34 getaktet. Wenn der Binärzähler 440 aktiv ist, liefert er Ausgangssignale von 4,88 Hz und 0,31 Hz. Das 4,88 Hz Signal liefert über Leitung 296 die 0,2 Sekunden Freigabeimpulse für das NOR Tor 290 des Verzögerungskreises 284 in der logischen Schaltung 34. Der Rücksetzeingang des Binärzählers 440 ist mit dem Ausgang des UND Tores 444 verbunden. Ein Eingang des UND Tores 444 erhält das HEAT Signal vom NAND Tor 256 in der logischen Schaltung. Der andere Eingang des UND Tores 444 erhält das invertierte Ein-Signal PO von der Schaltung nach Fig. 5C. Das 0,31 Hz Ausgangssignal des Binärzählers 440 treibt einen Haltekreises 445 mit den NOR Toren 446 und 448. Der Ausgang des Haltekreises 445 ist mit dem einen Ein-

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gang des NORTores 450 verbunden. Der andere Eingang des NOR Tores 450 ist mit dem Ausgang des NAND Tores 452 verbunden, dessen einer Eingang mit einem Komparator 454 und dessen anderer Eingang mit Leitung 375 verbunden ist, die zum Ausgang des NAND Tores 372 im Parameterkreis der Fig. 7 führt. Der Komparator 454 schaltet in den hohen oder niederen Zustand, je nach dem Wert des Signals CTLi, das durch den Regelverstärkerkreis 32a der Fig. 4 erzeugt wird, während das Ausgangssignal des NAND Tores 372 einen hohen oder niederen Wert hat, je nach der Stellung des Schalters 368 in Fig. 7. Das Ausgangssignal des NORTores 450 gibt das NOR Tor 456 frei, so dass das 4,88 Hz Signal vom Binärzähler 440 durch das NAND Tor 458 zum NAND Tor 460 gelangen kann. Das NAND Tor 460 ist zum Unterbrechen des vom Binärzähler 440 an den Verstärker 438 gelieferten 312 Hz Signals vorgesehen, wie noch später beschrieben wird. Das mit dem Ausgang des NAND Tores 460 verbundene NOR Tor 462 verhindert, dass das 312 Hz Signal zum Verstärker 438 gelangt wenn, wie noch später beschrieben, ein «Klick» Kreis in Betrieb ist.

Wenn die Regeleinrichtung vom Nullzustand in den vierten Zustand übergeht, ist, wie bereits früher ausgeführt, das HEAT Signal hoch. Ist ein tragbarer Energiezustand in der Regeleinrichtung vorhanden, d.h., dass das PO Signal und das Ausgangssignal des UND Tores 444 hoch ist und der Binärzähler 440 im rückgesetzten Zustand gehalten wird, so wird vom Nullzustand bis zum vierten Zustand der Regeleinrichtung vom Binärzähler 440 kein Ausgangssignal erzeugt und der Lautsprecher 432 nicht betätigt. Nach dem Übergang der Regeleinrichtung in den fünften Zustand bewirkt jedoch eine Anforderung zum Heizen, dass das HEAT Signal nieder wird und das UND Tor 444 sperrt, so dass das Rücksetzsignal am Zähler 440 verschwindet. Dadurch beginnt der Binärzähler 440 die 312 Hz-, 4,88 Hz und 0,31 Hz Signale zu liefern. Das 0,31 Hz Signal tritt während angenähert der ersten ein und eineinhalb Sekunden des Betriebs des Zählers 440 nicht auf, so dass der Ausgang des Haltekreises 445 hoch und der Ausgang des NOR Tores 450 nieder ist. Dadurch geht durch das NOR Tor 456 und das NAND Tor 458 ein invertiertes 4,88 Hz Signal zur Freigabe des NAND Tores 460 in periodischen Intervallen, die durch das 4,88 Hz Signal bestimmt sind. Dadurch besteht das Ausgangssignal des NAND Tores 460 aus einer Reihe kurzzeitiger Töne, d.h. einem 312 Hz Signal, das periodisch durch das Hochwerden des invertierten 4,88 Hz Signals vom NOR Tor 456 unterbrochen wird. Dadurch erzeugt der Lautsprecher 432 ein Piepssignal.

Nach einer Verzögerung von einer und einer halben Sekunde wird vom Binärzähler 440 der erste 0,31 Hz Impuls erzeugt, der bewirkt, dass das zum Haltekreis 445 gehende Ausgangssignal des NORTores 446 nieder wird. Wenn der Schalter 368 offen ist, ist das Ausgangssignal des NAND Tores 372 im Parametereingangskreis hoch. Wenn in diesem Zeitpunkt der Wert von CTLi höher ist als der im Komparator 454 gesetzte Grenzwert (womit angezeigt wird, dass die Heizelemente 36 und 38 noch immer geheizt werden), so ist das Ausgangssignal des Komparators 454 nieder und das Ausgangssignal des NAND Tores 452 hoch. Das NOR Tor 450 liefert weiterhin ein niederes Ausgangssignal zur Freigabe des NORTores 456 und das 4,88 Hz Signal des Binärzählers 440 geht weiterhin durch das NOR Tor 456 und das NAND Tor 458 und unterbricht weiterhin das 312 Hz Ausgangssignal des Binärzählers 440. Wenn das Signal CTLi auf einen festen Pegel fällt, wodurch angezeigt wird, dass die Heizelemente 36 und 38 die gewünschte Temperatur erreicht haben, wird das Ausgangssignal des Komparators 454 hoch und bewirkt ein niederes Ausgangssignal des NAND Tores 452. Da der Kreis 445 auch auf einen niederen Wert gehalten

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wird, ist der Ausgang des NORTores 450 im hohen Zustand blockiert. Dadurch ist das NOR Tor 456 gesperrt und liefert ein niederes Ausgangssignal ungeachtet der Tatsache, dass das 4,88 Hz Signal des Binärzählers 440 vorhanden ist. s Dadurch wird das NAND Tor 458 hoch getrieben und das 312 Hz Signal vom Binär-Zähler 440 geht in invertierter Form durch das NAND Tor 460 zum Verstärker 438 um diesen mit einer kontinuierlichen Folge von 312 Hz Impulsen zu versorgen. Dadurch erzeugt der Lautsprecher io 432 einen Dauerton und macht die Bedienungsperson der Regeleinrichtung darauf aufmerksam, dass die Heizelemente 36 und 38 die gewünschte Temperatur erreicht haben. Dieser Dauerton ist so lange zu hören als die Heizelemente auf der gewünschten Temperatur bleiben. Wenn sich die Heizeleis mente abkühlen, wird das CTLi Signal grösser um den Spannungsabfall über dem Heizelement 36 und damit den Stromfluss durch dieses Element zu vergrössern. Dadurch wird der Ausgang des Komparators 454 hoch und treibt den Ausgang des NAND Tores 452 nieder. Dadurch wird das NOR Tor 450 20 geöffnet, so dass das 4,88 Hz Signal durch das NOR Tor 456 gehen und das 312 Hz Signal vom Binärzähler 440 periodisch unterbrechen kann, wodurch vom Lautsprecher 432 wieder das Piepssignal erzeugt wird. Durch Schliessen des Schalters 368 in Fig. 7 zum automatischen Fortschreiben der 25 gewünschten Temperatureinstellung bis zu einem vorbestimmten oberen Grenzwert wird der Ausgang des NAND Tores 372 nieder. Wenn sich die Heizelemente auf der gewünschten Temperatur befinden, d.h. wenn der Ausgang des Komparators 454 hoch ist, ist der Ausgang des NAND 30 Tores 452 hoch, so dass das NOR Tor 456 über das NOR Tor 450 freigegeben ist und der Lautsprecher 432 wieder das Piepssignal erzeugt.

Die Audioschaltung der Fig. 9 umfasst ferner einen «Klick» Kreis 464, der eine hörbare Anzeige der Vor- und 35 Rückwärtszählung des Kombinationszählers 352 liefert. Der Zähler 442 liefert ein 312 Hz Signal und ein 39 Hz Signal zusätzlich zum früher erwähnten 1250 Hz Signal. Das 39 Hz Signal wird über Leitung 358 dem Zähler 357 im Parametereingangskreis zugeführt, um die 2,44 Hz Zählgeschwindig-40 keit des Kombinationszählers zu bewirken. Das 2,44 Hz Signal kehrt über Leitung 359 zum «Klick» Kreis der Fig. 9 zurück um das Flip-Flop 466 zu takten. Gleichzeitig taktet das 312 Hz Ausgangssignal des Zählers 442 einen Zähler 468, dessen Q2 Ausgangssignal das Rücksetzsignal für das Flip-45 Flop 466 ist. Die kombinierte Aktion von Flip-Flop 466 und Zähler 468 erzeugt jedesmal einen 13ms Impuls am Ausgang Q des Flip-Flops 466, wenn der Kombinationszähler 352 im Parametereingangskreis um zehn vor- oder zurückzählt. Dieser 13ms Impuls bewirkt die Freigabe eines NAND 50 Tores 470 und das Sperren des NOR Tores 462. Das NAND Tor 470 erhält auch die 1250 Hz Taktimpulse vom Zähler 442, wodurch während jedes 13 ms Impulses ein 1250 Hz Tonsignal vom NAND Tor 470 zum Verstärker 438 durchgelassen aber der Durchgang von 312 Hz Signalimpulsen durch 55 das NOR Tor 462 zum Verstärker 438 blockiert ist. Dadurch erzeugt der Lautsprecher 432 einen 1250 Hz Tonimpuls in Form eines «Klicks». Dieser «Klick» tritt jedesmal dann auf, wenn der Kombinationszähler 352 vor- oder rückwärts zählt und liefert der Bedienungsperson des Reglers eine hörbare 60 Anzeige, dass im Parametereingangskreis gezählt wird.

Die Regeleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung nützt die Beziehung zwischen Spannung, Strom und Widerstand in einem elektrischen Leiter zur Regelung des Stromflusses von einer Stromquelle durch ein ohmsches Heizele-65 ment aus. Dabei wird der Widerstand des Heizelements bei einer gewünschten Heiztemperatur des Elements im voraus bestimmt und bei dem Vergleich des Spannungsabfalls über dem Heizelement mit dem durch das Heizelement flies-

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senden Strom als zu erzielendes Verhältnis vorgegeben. Auf geregelt werden und die Regeleinrichtung nach der Erfin-diese Weise kann die Temperatur des Heizelements genau dung ist dadurch in jeder beliebigen Umgebung verwendbar.

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7 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Regeleinrichtung zum Regeln des Stromflusses von einer Stromquelle (4; 20) durch ein ohmsches Heizelement (2; 16), so dass dieses auf eine vorbestimmte Temperatur geheizt wird, gekennzeichnet durch Spannungsmessmittel (10; 22) zum Abfühlen der Grösse des Spannungsabfalls über dem Heizelement und zur Erzeugung eines Spannungssignals, dessen Wert der Grösse des abgefühlten Spannungsabfalls entspricht, Strommessmittel (6; 24) zum Abfühlen der Grösse des durch das Heizelement fliessenden Stromes und zum Erzeugen eines Stromsignals, dessen Wert der Grösse des abgefühlten Stromes entspricht, Widerstandsberechnungsmittel (12; 28,30) zum Erzeugen eines berechneten Widerstandssignals, dessen Wert dem Widerstand des Heizelements bei der vorbestimmten Temperatur entspricht, wobei die Widerstandsberechnungsmittel (12; 28,30) ein Kalibriermittel (28) umfassen zum Erzeugen eines ersten Signals mit einem dem Widerstand des Heizelements (2; 16) bei Umgebungstemperatur entsprechenden Wert, welchem Kalibriermittel ein Temperaturparameterkreis (30) zugeordnet ist zum Erzeugen eines zweiten Signals mit einem Wert, der einem Temperaturparameter entspricht, der sich in Funktion der vorbestimmten Temperatur ändert, Vergleichsmittel (14; 31,32) zum Vergleich des Spannungssignals, des Stromsignals und des Widerstandssignals und zum Erzeugen eines Regelsignals, dessen Wert der Differenz zwischen dem Spannungssignal und dem Produkt aus Stromsignal und Widerstandssignal entspricht, dass die Vergleichsmittel ein Multiplikationsmittel (32) umfassen zum Multiplizieren des Stromsignals mit dem ersten und zweiten Signal zum Erzeugen eines Produktsignals, das dem genannten Produkt entspricht, und Mittel (18,33), die in Abhängigkeit vom Regelsignal den Stromfluss zwischen der Stromquelle (4; 20) und dem Heizelement (2; 16) regeln.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplikationsmittel (32) einen Multiplikationskreis (28,30) umfassen zum Multiplizieren des Stromsignals mit dem ersten und zweiten Signal zum Erzeugen eines Produktsignals, das dem Produkt des Stromsignals und dem berechneten Widerstandssignal entspricht.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Multiplikationskreis (28,30) mindestens einen Digital/Analogwandler (64a; 64b) umfasst.
4. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Multiplikationskreis (28,30) einen ersten Digital/Analogwandler (64a; 64b), der das Stromsignal und das erste Signal erhält und ein Ausgangssignal erzeugt,

   dessen Wert gleich ist dem Stromsignal multipliziert mit dem ersten Signal, sowie einen Verstärker (72a; 72b) umfasst, der mit einem zweiten Digital/Analogwandler (74a; 74b) verbunden ist, welcher das Ausgangssignal des ersten Digital/ Analogwandlers (64a; 64b) und das zweite Signal erhält und das Produktsignal erzeugt.
5. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsmittel (31,32) einen Verstärker (92a; 92b) umfassen mit einem Eingang, der das Spannungssignal vom Spannungsmessmittel und das Produktsignal vom Multiplikationskreis (28,30) erhält.
6. 6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsmittel (31,32) einen Regelver-stärkerkreis (32a; 32b) umfassen, der das Spannungssignal und das Produktsigna! erhält und aus diesen Signalen das Regelsignal erzeugt.
7. 7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Parametereingangskreis zum Programmieren des Temperaturparameterkreises (30a; 30b) mit dem Wert der vorbestimmten Temperatur.
8. 8. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsmittel einen Multiplikationskreis (28a, 30a; 28b, 30b) umfassen zum Multiplizieren des Stromsignals mit dem Umgebungstemperaturwiderstandssignal und mit dem Temperaturparametersignal, um das Produktsignal zu erzeugen (Fig. 4).
9. 9. Regeleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Multiplikationskreis (28a, 30a; 28b, 30b) einen ersten Verstärkerkreis (28a; 28b) mit variabler Verstärkung umfasst, der das Stromsignal mit dem Umgebungswiderstandssignal multipliziert und ein diesem Produkt entsprechendes Ausgangssignal liefert sowie einen zweiten Verstärkerkreis (30a; 30b) mit variabler Verstärkung, der das Ausgangssignal des ersten Verstärkerkreises mit dem Temperaturparametersignal multipliziert um das Produktsignal zu erzeugen.
10. 10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verstärkerkreis (28a; 28b) mit variabler Verstärkung einen Digital/Analogwandler (64a; 64b) umfasst, der das Stromsignal und das Umgebungswider-standssignal erhält und das Ausgangssignal des ersten Verstärkerkreises (28a; 28b) erzeugt.
11. 11. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verstärkerkreis (30a; 30b) mit variabler Verstärkung einen Verstärker (72a; 72b) und einen mit dem Eingang dieses Verstärkers verbundenen zweiten Digital/Analogwandler (74a; 74b) umfasst, welcher Wandler das Ausgangssignal des ersten Verstärkerkreises (28a; 28b) und das Temperaturparametersignal erhält, so dass der genannte Verstärker (72a; 72b) das Produktsignal erzeugt.
12. 12. Regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriermittel (28) eine Kalibrierspan-nungsquelle (94) umfassen zum Liefern eines ersten und eines zweiten Bezugspotentials, wobei das erste Bezugspotential dem Eingang eines Verstärkers (104a; 104b) anstelle des Spannungssignals zugeführt wird zum Einstellen des Wertes des Regelsignals auf einen solchen Wert, dass ein Fühlstrom durch das Heizelement (36; 38) fliesst.
13. 13. Regeleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriermittel einen Zählkreis (66a; 66b) umfassen, der ein progressiv zunehmendes binäres Signal an den ersten Verstärkerkreis (28a; 28b) mit variabler Verstärkung liefert, welches die Verstärkung des ersten Verstärkerkreises (28a; 28b) einstellt und dass die Kalibriermittel einen Komparator ( 104a ; 104b) umfassen, der das zweite Bezugspotential von der Kalibrierspannungsquelle (94) und das Ausgangssignal des ersten Verstärkerkreises (28a; 28b) erhält zum Erzeugen eines Stoppsignals, welches die Zählung des Zählkreises (66a; 66b) in dem Zeitpunkt beendet, in dem das Ausgangssignal des ersten Verstärkerkreises (28a; 28b) gleich dem zweiten Bezugssignal ist, so dass der Wert des binären Signals in diesem Zeitpunkt im ersten Verstärkerkreis (28a; 28b) gespeichert wird.
14. 14. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine logische Schaltung (34) zum Einleiten des Kalibriervorganges (Fig. 6).
15. 15. Regeleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Schaltung (34) einen Steilheitsdetektor (242) zum Messen der Steilheit des Stromsignals umfasst zur Feststellung des Erreichens der Umgebungstemperatur durch das Heizelement (36; 38).
16. 16. Regeleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Schaltung (34) eine logische Torschaltung (216 bis 248, 300,302,308,310,314,316) umfasst, die mit dem Steilheitsdetektor (242) verbunden ist, um den Kalibriervorgang einzuleiten, wenn sich das Heizelement (36; 38) auf der Umgebungstemperatur befindet.

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