DD262778A3 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR LINEARIZING AND NORMING THE NOMINAL FIELD OF A CHANGE VOLTAGE MEASUREMENT SIGNAL GENERATED IN A MEASUREMENT TRANSMITTER - Google Patents

CIRCUIT ARRANGEMENT FOR LINEARIZING AND NORMING THE NOMINAL FIELD OF A CHANGE VOLTAGE MEASUREMENT SIGNAL GENERATED IN A MEASUREMENT TRANSMITTER Download PDF

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DD262778A3 DD30198487A DD30198487A DD262778A3 DD 262778 A3 DD262778 A3 DD 262778A3 DD 30198487 A DD30198487 A DD 30198487A DD 30198487 A DD30198487 A DD 30198487A DD 262778 A3 DD262778 A3 DD 262778A3
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Linearisierung und Normierung des Kennlinienfeldes eines in einem Messwertaufnehmer erzeugten Wechselspannungs-Messsignals. Sie ist insbesondere im Zusammenhang mit der Messung der Betondeckung von Stahlbewehrungen in Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen einsetzbar. Einem veraenderbaren Eingangsspannungsteiler ist ein Gleichrichter nachgeordnet, der auf den invertierenden Eingang eines Differenzverstaerkers arbeitet. An dessen nichtinvertierendem Eingang liegt eine konstante Gleichspannung. Dem Differenzverstaerker ist ein modifizierter Logarithmierer nachgeschaltet. Die Basis des Rueckkopplungstransistors liegt ueber einem umschaltbaren Spannungsteiler an einer positiven Gleichspannung. Parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke liegt ein ohmscher Festwiderstand. Dieser ist so bemessen, dass der Strom in Rueckkopplungszweig des Logarithmierers bei grossen Eingangssignalen vom Strom durch den Rueckkopplungstransistor und bei kleiner werdenden Eingangssignalen zunehmend vom Strom durch den Festwiderstand bestimmt wird. Fig. 3The invention relates to a circuit arrangement for linearization and normalization of the family of characteristics of an AC voltage measurement signal generated in a transducer. It can be used in particular in connection with the measurement of the concrete cover of steel reinforcements in reinforced concrete and prestressed concrete components. A variable input voltage divider is followed by a rectifier, which operates on the inverting input of a Differenzverstaerkers. At its non-inverting input is a constant DC voltage. The Differenzverstaerker is followed by a modified logarithm. The base of the feedback transistor is connected to a positive DC voltage via a switchable voltage divider. Parallel to the emitter-collector path is a resistive fixed resistor. This is so dimensioned that the current in feedback branch of the logarithm is increasingly determined by the current through the fixed resistor for large input signals from the current through the feedback transistor and smaller input signals. Fig. 3

Description

-2- Z6Z778-2- Z6Z778

Betondeckung von Stahlbewehrungen in Stahlbetonbauteilen, wesentlich verbessert und dadurch einerseits den Zeitaufwand für die Durchführung der Messungen verringert und andererseits subjektive Fehler — wie Ablesefehler, Interpolationsfehler, Fehlzuordnung von Skalen — weitestgehend ausschließt.Concrete cover of steel reinforcements in reinforced concrete components, significantly improved and thereby on the one hand reduces the time required to perform the measurements and on the other hand subjective errors - such as reading errors, interpolation errors, misalignment of scales - largely excludes.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die kennlinien eines näherungsweise durch eine Exponentialfunktion darstellbaren nichtlinearen Kennlinienfeldes eines in einem Meßwertaufnehmer erzeugten Wechselspannungssignals in Abhängigkeit von der zu messenden Größe und einem Parameter so zu linearisieren und zu normieren, daß für mehrere unterschiedliche Werte des Parameters ein- und derselbe lineare Zusammenhang zwischen dem linearisierten und normierten Meßsignal und der zu messenden Größe entsteht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung gelöst, bei der einem Eingangsspannungsteiler ein Gleichrichter und diesem ein Differenzverstärker nachgeschaltet ist, an dessen nichtinvertierendem Eingang eine konstante Gleichspannung anliegt, die größer als die höchste am Ausgang des Gleichrichters auftretende Gleichspannung ist.The object of the invention is to linearize and normalize the characteristics of a nonlinear characteristic field of an alternating voltage signal generated in a transducer as a function of the quantity to be measured and a parameter such that for several different values of the parameter on and the same linear relationship arises between the linearized and normalized measurement signal and the quantity to be measured. According to the invention the object is achieved by a circuit arrangement in which an input voltage divider a rectifier and this is followed by a differential amplifier, applied to the non-inverting input a constant DC voltage which is greater than the highest occurring at the output of the rectifier DC voltage.

Der Ausgang des Differenzverstärkers ist mit dem Eingang eines modifizierten Logarithmierers verbunden, bei dem die Basis des Rückkopplungstransistors über einen umschaltbaren, dem jeweiligen Wert des Parameters entsprechend eingestellten Spannungsteiler an einer positiven Gleichspannung liegt und parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Rückkopplungstransistors ein ohmscher Festwiderstand angeordnet ist. Dieser Widerstand ist so bemessen, daß der Strom im Rückkopplungszweig des modifizierten Logarithmierers bei großen Eingangssignalen vom Strom durch den Rückkopplungstransistor und bei kleiner werdenden Eingangssignalen zunehmend vom Strom durch den Festwiderstand bestimmt wird. Dem Ausgang des modifizierten Logarithmierers ist ein umschaltbarer Ausgangsspannungsteiler nachgeschaltet, der mit dem Spannungsteiler für den Rückkopplungstransistor starr gekoppelt ist. Das nichtlineare Ausgangssignal des Meßwertaufnehmers in Form einer Wechselspannung wird an den Eingang des Eingangsspannungsteilers angelegt. Dieser Eingangsspannungsteiler ist so bemessen, daß der Maximalwert des Eingangssignals, der für alle Werte des Parameters gleich ist, einen bestimmten für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung geeigneten Wert am Ausgang des Spannungsteilers annimmt. Die Ausgangsspannung des Eingangsspannungsteilers gelangt an einen Gleichrichter, der für jede der beiden Halbwellen der Gleichrichtereingangsspannung eine positive Ausgangsspannung liefert. Diese Ausgangsgleichspannung gelangt auf den invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers, an dessen nichtinvertierendem Eingang eine konstante Gleichspannung anliegt, die größer als die am Ausgang des Gleichrichters auftretende höchste Spannung ist. Die Differenz dieser beiden Eingangsspannungen wird verstärkt und gelangt auf den Eingang des modifizierten Logarithmierers, der die Kennlinien linearisiert.The output of the differential amplifier is connected to the input of a modified Logarithmierers in which the base of the feedback transistor via a switchable, the respective value of the parameter corresponding voltage divider set to a positive DC voltage and arranged parallel to the emitter-collector path of the feedback transistor ohmic fixed resistor is. This resistance is dimensioned so that the current in the feedback branch of the modified logarithm is increasingly determined by the current through the fixed resistor for large input signals from the current through the feedback transistor and smaller input signals. The output of the modified Logarithmierers downstream of a switchable output voltage divider, which is rigidly coupled to the voltage divider for the feedback transistor. The non-linear output of the transducer in the form of an AC voltage is applied to the input of the input voltage divider. This input voltage divider is dimensioned such that the maximum value of the input signal, which is the same for all values of the parameter, assumes a specific value suitable for the circuit arrangement according to the invention at the output of the voltage divider. The output voltage of the input voltage divider is applied to a rectifier which provides a positive output voltage for each of the two half-waves of the rectifier input voltage. This DC output voltage reaches the inverting input of a differential amplifier, to whose non-inverting input a constant DC voltage is applied, which is greater than the highest voltage occurring at the output of the rectifier. The difference between these two input voltages is amplified and reaches the input of the modified logarithmizer, which linearizes the characteristic curves.

Durch einen ohmschen Festwiderstand parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Rückkopplungstransistors, der so bemessen ist, daß der Strom im Rückkopplungszweig des modifizierten Logarithmierers bei großen Eingangssignalen vom Strom durch den Rückkopplungstransistor und bei kleiner werdenden Eingangssignalen zunehmend vom Strom durch den genannten Festwiderstand bestimmt wird, wird die Übertragungsfunktion des Logarithmierers kontinuierlich so verändert, daß die Logarithmierung quasi zu einer stetig kleiner werdenden Basis erfolgt und auf dieser Weise an die tatsächliche Kennlinie des Meßwertaufnehmers angepaßt wird. Um zu erreichen, daß die linearisierten Ausgangskennlinien des modifizierten Logarithmierers alle durch den Koordinatenursprung gehen, wird die Basis des Rückkopplungstransistors des Logarithmierers zusätzlich mit einer kleinen Gleichspannung beaufschlagt, deren Wert, abhängig vom Wert des Parameters, mittels des umschaltbaren Spannungsteilers passend eingestellt wird.By an ohmic fixed resistor in parallel with the emitter-collector path of the feedback transistor, which is so dimensioned that the current in the feedback branch of the modified logarithm is increasingly determined by the current through said fixed resistor at large input signals from the current through the feedback transistor and smaller input signals the transfer function of the logarithm is continuously changed so that the logarithmization is virtually to a steadily decreasing base and adapted in this way to the actual characteristic of the transducer. In order to ensure that the linearized output characteristics of the modified logarithm are all passed through the coordinate origin, the base of the feedback transistor of the logarithm is additionally acted upon by a small DC voltage whose value, depending on the value of the parameter, is suitably adjusted by means of the switchable voltage divider.

Der modifizierte Logarithmierer bildet mit dem umschaltbaren Ausgangsspannungsteiler, der ebenfalls entsprechend dem jeweiligen Wert des Parameters einzustellen und deshalb mechanisch mit dem umschaltbaren Spannungsteiler gekoppelt ist, die linearisierten Ausgangsspannungen des modifizierten Logarithmierers für alle Wert des Parameters so auf einen vorgegebenen Bereich der Ausgangsspannung ab, daß im Arbeitsbereich der Schaltungsanordnung allen Werten der zu messenden Größe unabhängig vom jeweiligen Wert des Parameters eindeutig ein- und derselbe Wert der Ausgangsspannung des umschaltbaren Ausgangsspannungsteilers zugeordnet ist.The modified logarithm forms with the switchable output voltage divider, which is also adjusted according to the respective value of the parameter and therefore mechanically coupled to the switchable voltage divider, the linearized output voltages of the modified logarithm for all the value of the parameter to a predetermined range of the output voltage from that Working range of the circuit all values of the size to be measured regardless of the respective value of the parameter clearly one and the same value of the output voltage of the switchable output voltage divider is assigned.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in einem Betondeckungsmeßgerät näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below on an embodiment in a Betondeckungsmeßgerät. In the accompanying drawing show:

Figur 1: das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Figur2: die Ausgangsspannung des induktiven Meßwertaufnehmers als Funktion der Betondeckung bei unterschiedlichenFigure 1: the block diagram of the circuit arrangement according to the invention Figure 2: the output voltage of the inductive transducer as a function of concrete cover at different

Werten des Parameters Stahlbewehrungsdurchmesser Figur3: das Schaltbild des modifizierten Logarithmierers Figur4: die Ausgangsspannung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als Funktion der Betondeckung.Values of the parameter steel reinforcement diameter Figure 3: the circuit diagram of the modified logarithm Figure 4: the output voltage of the circuit arrangement according to the invention as a function of the concrete cover.

Die zur Messung der Betondeckung von Stahlbewehrungen in Stahlbetonbauteilen erforderliche Gerätetechnik besteht aus einem induktiven Meßwertaufnehmer und einem Betondeckungsmeßgerät, in dem die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung realisiert ist. Es wird die Forderung gestellt, die sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen einem induktiven Meßwertaufnehmer auf der Oberfläche eines Stahlbetonbauteiles und der im Beton befindlichen Stahlbewehrung nichtlinear ändernde Ausgangswechselspannung des Meßwertaufnehmers so in ein Gleichspannungssignal umzuformen, daß ein linearer Zusammenhang zwischen Betondeckung und Höhe der Ausgangsgleichspannung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erreicht wird. Der gemäß Fig. 2 bestehende Zusammenhang zwischen der Ausgangsspannung des Meßwertaufnehmers und der Betondeckung ist dadurch gekennzeichnet, daß er sich für kleine Werte der Betondeckung hinreichend genau durch eine e-Funktion beschreiben läßt. Bei großen Werten der Betondeckung folgt die Ausgangsspannung des Meßwertaufnehmers einer Potenzfunktion mit stetig kleiner werdender Basis.The equipment required for measuring the concrete cover of steel reinforcements in reinforced concrete components consists of an inductive transducer and a Betondeckungsmeßgerät in which the circuit arrangement according to the invention is realized. It is the requirement that form depending on the distance between an inductive transducer on the surface of a reinforced concrete component and the steel reinforcement in the steel non-linearly changing output AC voltage of the transducer in a DC signal that a linear relationship between concrete cover and height of the DC output voltage of the present invention Circuit arrangement is achieved. The existing according to FIG. 2 relationship between the output voltage of the transducer and the concrete cover is characterized in that it can be sufficiently accurately described for small values of concrete cover by an e-function. For large values of concrete cover the output voltage of the transducer follows a power function with steadily decreasing base.

Nach Fig. 1 gelangt das vom induktiven Meßwertaufnehmer gelieferte Wechselspannungsausgangssignal zunächst über einen, zur Kalibrierung erforderlichen, veränderbaren Eingangsspannungsteiler 1 zum Gleichrichter 2, in dem eine lineare Gleichrichtung des Wechselspannungssignals erfolgt.According to Fig. 1, the supplied by the inductive transducer AC output signal passes first via a required for calibration, variable input voltage divider 1 to the rectifier 2, in which a linear rectification of the AC signal.

Die vom Gleichrichter 2 erzeugte positive Ausgangsgleichspannung, für die sich infolge der linearen Gleichrichtung prinzipiell die gleiche Abhängigkeit von der Betondeckung wie beim Ausgangssignal des Meßwertaufnehmers ergibt, wird auf den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 3 gelegt. Am nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 3 liegt eine konstante Gleichspannung U01 die größer als die höchste am Ausgang des Gleichrichters 2 auftretende Ausgangsspannung ist.The positive output DC voltage generated by the rectifier 2, for which results in principle the same dependence on the concrete cover as in the output signal of the transducer due to the linear rectification, is applied to the inverting input of the differential amplifier 3. At the non-inverting input of the differential amplifier 3 is a constant DC voltage U 01 which is greater than the highest occurring at the output of the rectifier 2 output voltage.

Dieser Höchstwert der Gleichrichterausgangsspannung stellt sich bei sehr großer Betondeckung ein, da dann die Ausgangsspannung des Meßwertaufnehmers einen, für alle Stahlbewehrungsdurchmesser gleichen, Maximalwert Umax annimmt.This maximum value of the rectifier output voltage adjusts itself with very large concrete cover, since then the output voltage of the transducer assumes a maximum value U max , which is the same for all steel reinforcement diameters.

Durch die erfindungsgemäße Art der Differenzbildung wird erreicht, daßThe inventive type of difference formation is achieved that

— die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers stets positive Werte annimmt,The output voltage of the differential amplifier always assumes positive values,

— sich die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers gegenüber der Ausgangsspannung des Gleichrichters in entgegengesetzter Weise ändert,The output voltage of the differential amplifier changes in an opposite manner with respect to the output voltage of the rectifier,

— sich durch weitgehendes Eliminieren des konstanten Anteiles der Gleichrichterausgangsspannung der nutzbare Signalhub vergrößert,Increasing the useful signal swing by largely eliminating the constant portion of the rectifier output voltage;

— sich derfürdie Linearisierung der Ausgangsgleichspannung des Differenzverstärkers geeignete Teil der logarithmischen Kennlinie durch die definierte Einstellung der Eingangsspannung des Logarithmierers für den Maximalwert der Wechselspannung am Eingang des Eingangsspannungsteilers festlegen läßt.- The suitable for the linearization of the DC output voltage of the differential amplifier part of the logarithmic characteristic can be defined by the defined setting of the input voltage of the logarithm converter for the maximum value of the AC voltage at the input of the input voltage divider.

Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 3 gelangt auf den Eingang des modifizierten Logarithmierers 4, dessen Schaltbild Fig. 3 zeigt. Hier liegt ein Widerstand R1 parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Rückkopplungstransistors VT1. Der Widerstand R1 ist so bemessen, daß bei großen Eingangsspannungen Ug, d. h. bei kleinen Werten für die Betondeckung, sein Einfluß auf das Übertragungsverhalten vernachlässigt werden kann.The output voltage of the differential amplifier 3 reaches the input of the modified logarithm 4 whose circuit diagram Fig. 3 shows. Here, a resistor R1 is connected in parallel to the emitter-collector path of the feedback transistor VT1. The resistor R1 is dimensioned so that at large input voltages Ug, d. H. with small values for the concrete cover, its influence on the transfer behavior can be neglected.

Der Logarithmierer 4 liefert in diesem Fall eine Ausgangsspanung UA an V2, die dem natürlichen Logarithmus der Eingangsspannung Ue proportional ist. Bei kleiner werdenden Eingangsspannungen Ue, d.h. für größer werdende Werte der Betondeckung, bewirkt der Widerstand R1 eine Logarithmierung zu einer sich stetig verringernden Basis. Demzufolge steigt bei kleiner werdender Eingangsspannung UE die Ausgangsspannung UA an V2 schneller als bei einer Logarithmierung nach der In-Funktion. Das dadurch erzielte Übertragungsverhalten ist erforderlich, um eine Linearisierung der gemäß Fig. 2 vorliegenden Kennlinien des Meßwertaufnehmers zu erreichen.In this case, the logarithm 4 supplies an output voltage U A to V 2, which is proportional to the natural logarithm of the input voltage U e. With decreasing input voltages Ue, ie for increasing values of the concrete cover, the resistor R1 causes a logarithmation to a steadily decreasing base. As a result, as the input voltage U E decreases, the output voltage U A at V2 increases faster than during logarithmization after the in-function. The transmission behavior achieved in this way is necessary in order to achieve a linearization of the characteristic curves of the measuring transducer according to FIG.

Damit alle linearisierten Kennlinien für den Wert „Betondeckung = 0" im Koordinatenursprung beginnen, wird an die Basis des Transistors VT1 eine kleine Gleichspannung Ui gelegt, die für jeden Stahlbewehrungsdurchmesser einen anderen Wert haben muß. Die Gleichspannung Ui wird vom umschaltbaren Spannungsteiler 5 erzeugt, der mit dem umschaltbaren Ausgangsspannungsteiler 6 gekoppelt ist.In order to start all the linearized characteristic curves for the value "concrete coverage = 0" in the origin of coordinates, a small DC voltage Ui is applied to the base of the transistor VT1, which must have a different value for each steel reinforcement diameter The DC voltage Ui is generated by the switchable voltage divider 5, is coupled to the switchable output voltage divider 6.

Die unterschiedliche Steigung der Kennlinien für unterschiedliche Stahlbewehrungsdurchmesser wird durch den umschaltbaren Ausgangsspannungsteiler 6 ausgeglichen, so daß, unabhängig vom Wert des Parameters Stahlbewehrungsdurchmesser, alle Werte der zu messenden Größe gemäß Fig.4 im Arbeitsbereich der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung auf einem vorgegebenen Wertebereich der Ausgangsspannung abgebildet werden.The different slope of the characteristic curves for different steel reinforcement diameter is compensated by the switchable output voltage divider 6, so that, regardless of the value of the parameter Stahlbewehrungsdurchmesser, all values of the variable to be measured shown in Figure 4 in the working range of the circuit arrangement according to the invention are mapped to a predetermined value range of the output voltage.

Die Ausgangsspannung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird in bekannter Weise nach A/D-Umsetzung digital in der Einheit mm Betondeckung angezeigt.The output voltage of the circuit arrangement according to the invention is displayed in a known manner after A / D conversion digitally in the unit mm concrete cover.

Claims (2)

Schaltungsanordnung zur Linearisierung und Normierung des Kennlinienfeldes eines in einem Meßwertaufnehmer erzeugten Wechselspannungs-Meßsignals, wie es bei einer näherungsweise exponentiellen Abhängigkeit des Meßsignals von der zu messenden Größe für mehrere verschiedene Werte eines Parameters entsteht, gekennzeichnet dadurch, daß nach einem veränderbaren Eingangsspannungsteiler (1) ein Gleichrichter (2) angeordnet ist, der auf den invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers (3) arbeitet, an dessen nichtinvertierendem Eingang eine konstante Gleichspannung anliegt, die größer als die am Ausgang des Gleichrichters (2) auftretende höchste Ausgangsspannung ist, und dem ein modifizierter Logarithmierer (4) nachgeschaltet ist, wobei die Basis des Rückkopplungstransistors dieses modifizierten Logarithmierers (4) über einen umschaltbaren, dem jeweiligen Wert des Parameters entsprechend eingestellten, Spannungsteiler (5) an einer positiven Gleichspannung liegt und parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Rückkopplungstransistors ein ohmscher Festwiderstand liegt, der so bemessen ist, daß der Strom im Rückkopplungszweig des modifizierten Logarithmierers (4) bei großen Eingangssignalen vom Strom durch den Rückkopplungstransistor und bei kleiner werdenden Eingangssignalen zunehmend vom Strom durch den genannten Festwiderstand bestimmt wird, und dem Ausgang des modifizierten Logarithmierers (4) ein umschaltbarer, ebenfalls dem jeweiligen Wert des Parameters entsprechend eingestellter Ausgangsspannungsteiler (6) nachgeschaltet ist, der mit dem umschaltbaren Spannungsteiler (5) mechanisch starr gekoppelt ist.Circuit arrangement for linearization and normalization of the characteristic field of an alternating voltage measurement signal generated in a transducer, as is the case with an approximately exponential dependence of the measurement signal on the variable to be measured for several different values of a parameter, characterized in that after a variable input voltage divider (1) Rectifier (2) is arranged, which operates on the inverting input of a differential amplifier (3), at its non-inverting input a constant DC voltage is applied, which is greater than the output of the rectifier (2) occurring highest output voltage, and a modified logarithmic ( 4), wherein the base of the feedback transistor of this modified Logarithmierers (4) via a switchable, the respective value of the parameter adjusted according to the voltage divider (5) is at a positive DC voltage and paralle l to the emitter-collector path of the feedback transistor is a resistive fixed resistor, which is so dimensioned that the current in the feedback branch of the modified logarithm (4) for large input signals from the current through the feedback transistor and decreasing input signals increasingly from the current through said fixed resistor is determined, and the output of the modified Logarithmierers (4) is followed by a switchable, also the respective value of the parameter correspondingly adjusted output voltage divider (6), which is mechanically rigidly coupled to the switchable voltage divider (5). HierzuFor this 2 Seiten Zeichnungen2 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Linearisierung und Normierung eines Kennlihienfeldes eines Meßwertaufnehmers und ist im Rahmen des Qualitätssicherungssystems im Bauwesen bevorzugt einsetzbar in Geräten zur Messung der Betondeckung von Stahlbewehrungen in Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen.The invention relates to a circuit arrangement for linearization and normalization of a Kennlihienfeldes a transducer and is preferably used within the quality assurance system in construction in devices for measuring the concrete cover of steel reinforcement in reinforced concrete and prestressed concrete components. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Zur Linearisierung der Kennlinie von Meßwertaufnehmern sind verschiedene Schaltungsanordnungen bekannt. So wird in der DE-OS 3337752 A1, IPK3 G 01 D 3/02 eine Schaltungsanordnung beschrieben, deren Übertragungsfaktor bis zu einem charakteristischen Wert der Eingangsspannung durch einen ersten Operationsverstärker bestimmt wird und der bei Überschreiten dieses Wertes durch Wirksamwerden eines zweiten Operationsverstärkers mit einer Dioden-Widerstands-Beschaltung sprunghaft verändert wird. Dadurch ist es möglich, eine aus zwei Geradenabschnitten unterschiedlicher Steigung bestehende Kennlinie eines Meßwertaufnehmers zu linearisieren, d. h. den Kennlinienknick zu beseitigen. Bei einer Schaltungsanordnung gemäß DD-PS 233646 A 1,IPK3 G 01 D 3/04 ist dem Gegenkopplungswiderstand eines am Meßsignal eines Meßwertaufnehmers anliegenden Inverters die Serienschaltung eines Operationsverstärkers, einer Schaltdiode und eines weiteren Widerstandes gegenläufig parallelgeschaltet, wobei der Ausgang oder der Eingang der Schaltdiode mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist. Diese Schaltung hat eine Kennlinie mit einem Knickpunkt beim Nulldurchgang des Eingangssignals. Durch Vorspannung des invertierenden Eingangs des zweiten Operationsverstärkers kann dieser Knickpunkt zu anderen Werten der Eingangsspannung hin verschoben werden. Durch Hintereinanderschalten von mehreren derartigen Schaltungsanordnungen kann eine Übertragungsfunktion realisiert werden, die aus mehreren Geradenabschnitten mit unterschiedlicher Steigung zusammengesetzt ist. Eine solche Übertragungsfunktion wird auch durch die in der DE-OS 2706431, A1 IPK3, G 01 D 3/02 beschriebene Lösung realisiert, bei der der Meßwertaufnehmer an einem ersten Differenzverstärker angeschlossen ist, der erste Differenzverstärker über einen zweiten Differenzverstärker gegengekoppelt und zwischen dem Ausgang und einem Eingang des zweiten Differenzverstärkers ein Dioden-Widerstands-Netzwerk eingeschaltet ist. Derartige Schaltungsanordnungen zur Linearisierung der Kennlinie eines Meßwertaufnehmers beruhen darauf, daß diese Kennlinie durch hintereinanderliegende Geradenabschnitte mit unterschiedlicher Steigung angenähert wird. Wird die Kennlinie nur durch wenige Geradenabschnitte angenähert, ist der Schaltungsaufwand vertretbar, aber die Genauigkeit der „Linearisierung" unzureichend. Zur Erzielung einer brauchbaren Näherung, beispielsweise für eine Exponentialfunktion, und damit einer ausreichenden Genauigkeit ist ein sehr großer Schaltungsaufwand notwendig.For the linearization of the characteristic of transducers various circuit arrangements are known. Thus, a circuit arrangement is described in DE-OS 3337752 A1, IPK 3 G 01 D 3/02, the transmission factor is determined up to a characteristic value of the input voltage by a first operational amplifier and when this value is exceeded by taking effect of a second operational amplifier with a Diode resistance circuit is changed abruptly. This makes it possible to linearize a curve consisting of two straight line sections of different slope characteristic of a transducer, ie to eliminate the characteristic curve. In a circuit arrangement according to DD-PS 233646 A 1, IPK 3 G 01 D 3/04 the series connection of an operational amplifier, a switching diode and another resistor is connected in parallel in parallel with the negative feedback resistance of an applied to the measuring signal of a transducer inverter, wherein the output or the input of the Switching diode is connected to the inverting input of the operational amplifier. This circuit has a characteristic with a break point at the zero crossing of the input signal. By biasing the inverting input of the second operational amplifier, this inflection point can be shifted toward other values of the input voltage. By connecting several such circuit arrangements in series, a transfer function can be realized, which is composed of a plurality of straight line sections with different pitches. Such a transfer function is also realized by the solution described in DE-OS 2706431, A1 IPK 3 , G 01 D 3/02, in which the transducer is connected to a first differential amplifier, the first differential amplifier fed back via a second differential amplifier and between the Output and an input of the second differential amplifier, a diode resistor network is turned on. Such circuits for linearizing the characteristic of a transducer based on the fact that this characteristic is approximated by successive straight sections with different pitch. If the characteristic is approximated by only a few straight line sections, the circuit complexity is justifiable, but the accuracy of the "linearization" is inadequate To achieve a useful approximation, for example for an exponential function, and thus a sufficient accuracy, a very large circuit complexity is necessary. Die aufgeführten bekannten Schaltungsanordnungen haben gemeinsam den Nachteil, daß nur die Linearisierung einer Kennlinie, nicht aber eines Kennlinienfeldes möglich ist und auch keine Normierung erreicht wird.The listed known circuit arrangements have the common disadvantage that only the linearization of a characteristic, but not a characteristic field is possible and no normalization is achieved. Ziel der ErfindungObject of the invention Es ist das Ziel der Erfindung, die beschriebenen Nachteile des bekannten Standes der Technik zu beseitigen und eine Schaltungsanordnung zur Linearisierung und Normierung eines Kennlinienfeldes eines Meßwertaufnehmers zu entwickeln, die bei ihrer Realisierung in einem Meßgerät dessen Handhabung und Ablesbarkeit, insbesondere bei der Messung der Dicke derIt is the object of the invention to eliminate the disadvantages of the known prior art described and to develop a circuit arrangement for linearization and normalization of a characteristic field of a transducer, which in its realization in a meter whose handling and readability, in particular in the measurement of the thickness of the
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