DD270369A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONVERTING THE NATURAL PICTURE SIGNAL OF A GAS ANALYZER WITH ZERO-POINT COMPENSATION - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung des natürlichen Abbildungssignals eines Gasanalysators in ein Einheitsstromsignal unter besonderer Berücksichtigung der präzisen Nullpunkteinstellung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Anschluss einer groîen Bürde zu ermöglichen, dabei ohne den Bürdenabgleich auszukommen, andererseits einen Nullpunktabgleich des Gerätes auch bei verfahrensbedingt negativen Abbildungssignalen des Messwertgebers an einem internen Messgerät zu ermöglichen. Die Lösung der Erfindung wird darin gesehen, dass ein Spannungs-Stromwandler im Open-Kollektor-Betrieb verwendet wird. Die Beschaltung der Ausgangsstufe, bestehend aus einer Diode D und dem Widerstand R 1, ermöglicht das Einspeisen negativer Ströme in den Emitterzweig der Ausgangsstufe und damit die proportionale Anzeige negativer Messwertgebersignale am internen elektronischen Messgerät. Figur{Spannungs-Stromwandler, Abgasanalysator, Messgerät. Nullpunkteinstellung, Open-Kollektor-Betrieb, Indikation negativer Messwertgebersignale, Diode, Widerstand}The invention relates to a circuit arrangement for converting the natural image signal of a gas analyzer into a unit current signal, with particular attention to the precise zero point adjustment. The invention has for its object to enable the connection of a large burden, while getting along without the burden balance, on the other hand to allow zero adjustment of the device even with process-related negative imaging signals of the transmitter to an internal measuring device. The solution of the invention is seen in that a voltage-current converter is used in open-collector operation. The wiring of the output stage, consisting of a diode D and the resistor R 1, allows the input of negative currents in the emitter branch of the output stage and thus the proportional display of negative sensor signals on the internal electronic measuring device. Figure {Voltage current transformer, exhaust gas analyzer, meter. Zero point adjustment, open collector operation, indication of negative sensor signals, diode, resistance}
Description
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Schaltungsanordnung zur Umwandlung des natürlichen Abbildungsoignales eines Gasanalysators mit NullpunktabgleichCircuit arrangement for converting the natural imaging signal of a zero-balancing gas analyzer
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung des natürlichen Abbildungssignales eines Gasanalysators in ein Einheitsstromsignal unter besonderer Berücksichtigung der präzisen Nullpunkteinstellung.The invention relates to a circuit arrangement for converting the natural imaging signal of a gas analyzer into a unitary current signal with particular attention to the precise zero point adjustment.
Die Erfindung kann insbesondere für Gasanalysatoren. angewendet werden, wo der Meßwertgeber nauh Wandlung der physikalischen oder chemischen Meßgröße in ein elektrisches Abbildungssignal eine Kalibrierung des wertmäßig nicht vorbestimmbaren Nullpunktes mit Nullgas erforderlich und während des Geräteeinsatzes eine Kompensation vor meßwertgeberspezifischen Langzeitdriften durch die Nullpunkteinstellung notwendig macht.The invention can be used in particular for gas analyzers. be applied, where the transmitter nauh conversion of the physical or chemical variable into an electrical image signal requires a calibration of value unpredictable zero point with zero gas and during the use of equipment compensation before meter transmitter specific long-term drift by the zero point adjustment necessary.
Allgemein bekannt ist die Anwendung von Spannungs-Stromwandlern bei Gasanalysatoren zur Abbildung des Meßwertgebersignals in ein elektrisches Einheitssignal.Commonly known is the use of voltage-current transformers in gas analyzers for mapping the transmitter signal into a standard electrical signal.
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Wegen des geringen Bauelemente- und Abgleichaufwandes sowie der hohen möglichen Bürde werden Schaltunjsvarianten im Open-Kollektorbetrieb bevorzugt (siehe.Tietze, Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag, 1971 und Seifart, Analoge Schaltungen und Schaltkreise, VEB Verlag Technik, 1980).Because of the low component and adjustment costs as well as the high possible burden Schaltunjsvarianten in open-collector operation are preferred (see Tietze, Schenk, semiconductor circuit technology, Springer-Verlag, 1971 and Seifart, Analog Circuits and Circuits, VEB Verlag Technik, 1980).
Beim Einsatz in Gasanalysatoren ergeben sich dabei aber eine Reihe von Problemen bei der Durchführung von Wartungsarbeitsn, wie beim Eichen und dem damit verbundenen Nullpunktabgleich des Gesamtgerätes.When used in gas analyzers, however, there are a number of problems in the performance of maintenance work, such as oak and the associated zero point adjustment of the entire device.
Verfahrenshedingt können meßgaskonzentrationsabhängig negative natürxiche Abbildungssignale des Meßwertgebers auftreten, die außerhalb des Übertragungsbereiches des Spannungs-Stromwandlers liegen. Prinzipbedingt ist deshalb kein exakter Nullpunktabgleich möglich, weil die übliche Messung des Ausgangsstromes im Kollektorzweig keine Indikation negativer Meßwertgeberdriftsignale zuläßt.Method h edingt may occur meßgaskonzentrationsabhängig negative natürxiche image signals of the transmitter, which are outside the transmission range of the voltage-current converter. Due to the principle, therefore, no exact zero adjustment is possible because the usual measurement of the output current in the collector branch does not allow indication of negative Meßwertgeberdriftsignale.
Das Ziel der Erfindung ist es, die Vorteile von Open-Kollektor-Stromquellen mit der Möglichkeit der Abbildung der verfahrensbedingt auftretenden negativen Nullpunktsignale des Gassensors zu verbinden und damit eine exakte visuelle Nullpunktkontrolle des Einstellvorganges an einem internen Meßgerät auf einfache Art und Weise zu ermöglichen.The aim of the invention is to combine the advantages of open-collector current sources with the possibility of mapping the process-related occurring negative zero point signals of the gas sensor and thus to allow an exact visual zero point control of the setting process on an internal meter in a simple manner.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das natürliche AbbilduTgssignal eines Gasanalysators so in ein Einheitsstromsignal umzuwandeln, daß einerseits eine möglichst große Bürde anschließbar ist; wobei es darauf ankommt, ohne den arbeitszeitaufwendigen Bürdenabgleich auszukommen und daß anderer-The object of the invention is to convert the natural image signal of a gas analyzer into a unit current signal such that, on the one hand, the greatest possible burden can be connected; where it is important to do without the labor-intensive burden-balancing and that other-
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seits ein Nullpunktabgleich des Gerätes auch bei verfahrensbedingt negativen Abbildungssignalen des Meßwertgebers an einem interner Meßgerät möglich wird.On the other hand, a zero point adjustment of the device is possible even with process-related negative imaging signals of the transmitter to an internal measuring device.
Die Lösung der Aufgabe wird darin gesehen, einen Spannungs-Stromwandler im Open-Kollektor-Betrieb zu verwenden. Dadurch ist prinzipbedingt kein Bürdenabgleich notwendig, und die maximale Bürde i.ird nur durch die positive Betriebsspannung der Kollektorstufe begrenzt.The solution of the problem is seen in the use of a voltage-current converter in open-collector operation. As a result, no load balance is necessary in principle, and the maximum burden i.ird limited only by the positive operating voltage of the collector stage.
Durch die Messung des Ausgangsstromes im Emitterzweig in Form des Spannungsabfalls über den Emitterwiderstand, ermöglicht durch die Verwendung einer Darlington-Open-Kolljktorstufe, wird der Einsatz eines im Gerät vorhandenen elektronischen Meßgerätes zur Bestimmung des AusgangsstroiPes möglich. Durch die erfindungsgemäße Beschaltung der Ausgangsstufe ist die Anzeige negativer Eingangsspannungen h.n internen Meßgerät möglich. Durch das prinzipbedingte Sperren des Ausgangstransistors bei negativen Eingangsspannungen wäre eine Anzeige sonst nicht möglich. Die erfindungsgemäße Beschaltung der Ausgangsstufe, bestehend aus der Diode D und dem Widerstand R 1, ermöglicht.das Einspeisen negativer Ströme in den Emitterzweig' der Ausgangsstufe und damit did proportionale Anzeige negativer Meßwertgebersignale am internen Meßgerät.By measuring the output current in the emitter branch in the form of the voltage drop across the emitter resistor, made possible by the use of a Darlington Open Kolljktorstufe, the use of an existing electronic device in the device for determining the AusgangssstroiPes is possible. The inventive circuit of the output stage, the display of negative input voltages h.n internal measuring device is possible. Due to the principle-based blocking of the output transistor with negative input voltages, an indication would otherwise not be possible. The wiring of the output stage according to the invention, consisting of the diode D and the resistor R 1, allows.das negative currents in the emitter branch 'of the output stage and thus did proportional display of negative transmitter signals on the internal meter.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing of an embodiment.
Die Fig. zeigt den erfindungsgemäßen Spannungs-Stromwandler mit Meßwertgeber und Vorverstärker schematisch dargestellt.The figure shows the voltage-current transformer according to the invention with a transmitter and preamplifier shown schematically.
Gemäß Fig. ist dem Spannungs-Stromwandler ein Vorverstärker zur Verstärkung kleiner Gleichspannungen vorgeschaltet. Verfahrensbedingt können durch den am Vorverstärker angeschlossenen Meßwertgeber MG im physikalischen Nullpunkt negative Eingangsspannungin entstehen, die dann an der Basis vom Transistor T 1 wirksam werden.According to Fig. The voltage-current converter is preceded by a preamplifier for amplifying small DC voltages. Due to the process can be caused by the transmitter connected to the preamplifier MG in physical zero negative input voltage, which then take effect at the base of the transistor T 1.
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Am Ausgang des Operationsverstärkers OV ist eine Darlington-Open-Kollektorstufe T 1, T 2 angeordnet.At the output of the operational amplifier OV Darlington open collector stage T 1, T 2 is arranged.
Der Bürdenwiderstand Rn ist zwischen dem Kollektor K und der positiven Betriebsspannung LL angeschlossen und wird vom Ausgangsstrom I. durchflossen. Parallel zum Emitterwiderstand R isc das interne Meßgerät M zur Anzeige des Ausgangsstromes I. angeordnet. Die Reihenschaltung aus der Diode D und dem Widerstand R 1 verbindet den Ausgang des Operationsverstärkers OV mit dem Emitterwiderstand R 2, der mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkern OV in Verbindung steht» Im normalen Betriebsfall stellt der Vorverstärker V positive Ausgangsspannungen bereit, wodurch T 1, τ 2 einen positiven Strom Iß durch den Bürdenwiderstand R0 treiben, der seinerseits den Widerstand R 2 durchfließt und am Meßgerät M zur Anzeige gebracht wird. Die Diode D ist hierbei gesperrt. Bei dem Nullpunktabgleich des Meßwertgebers MG des Gasanalysators mit "Nullgos" treten verf ahrensbedir.cjt negative Eingangsspannungen Ur auf, die über den Verstärker V und Operationsverstärker OV vorstärkt an der Basis des Transistors T 1 wirksam werden. Wegen eines negativen Eingangsspannungswertes sperren die Transistoren T 1, T 2, wodurch I. unabhängig vom Wert der Eingangsspannung UV ständig zu Null wird. Im Zweig des Bürdenwiderstandes RR wäre mit einem Meßgerät M, bedingt durch das Prinzip des bewußt verwendeten Open-Kollektor-Verstärkers, eine Registrierung dieser negativen Eingangsspannung Ur nicht möglich, was zu einem Fehlabg:eich führt. Durch die schaltungsgemäße Anordnung von der Diode D und dem Widerstand R 1 wird bei negativen Eingangsspannungen U^ ein Stromfluß durch den Widerstand R 2 ermöglicht trotz gesperrter Transistoren T 1, T 2, wodurch eine negative Anzeige am Meßgerät M sichtbar wird.The load resistor Rn is connected between the collector K and the positive operating voltage LL and is traversed by the output current I. Parallel to the emitter resistor R isc the internal measuring device M arranged to display the output current I. The series connection of the diode D and the resistor R 1 connects the output of the operational amplifier OV to the emitter resistor R 2, which is connected to the inverting input of the operational amplifier OV. In the normal operating case, the preamplifier V provides positive output voltages, whereby T 1, τ 2 drive a positive current Iß through the load resistor R 0 , which in turn flows through the resistor R 2 and is brought to the meter M for display. The diode D is blocked here. In the zero-point adjustment of the transmitter MG of the gas analyzer with "zero gos", negative input voltages Ur, which are amplified via the amplifier V and operational amplifier OV at the base of the transistor T 1, are applied. Due to a negative input voltage value, the transistors T 1, T 2 block, whereby I. regardless of the value of the input voltage UV is constantly zero. In the branch of the load resistor R R would be with a measuring device M, due to the principle of deliberately used open-collector amplifier, a registration of this negative input voltage Ur not possible, resulting in a Fehlabg: eich. Due to the circuit arrangement of the diode D and the resistor R 1, a current flow through the resistor R 2 is possible at negative input voltages U ^ despite blocked transistors T 1, T 2, whereby a negative display on the meter M is visible.
Die Diode D hält die Gegenkopplung such in diesem Fall aufrecht und ermöglicht gemeinsam mit dem Widerstand R 1 einen Stromfluß durch den Widerstand R 2 proportional zur negativenThe diode D keeps the negative feedback in this case upright and allows, together with the resistor R 1, a current flow through the resistor R 2 proportional to the negative
Eingangsspannung Ur, die ihrerseits meßwertgeberbedingt bei "Nullgas" negative Werte annimmt. Dadurch wird am Meßgerät M eine Ablesung auch negativer Eingangsspannungswerte LL ermöglicht und damit ein sicherer Nullpunktabgleich des gesamten Gasar.alysators erreicht.Input voltage Ur, which in turn assumes negative values for "zero gas" due to the measuring value. As a result, reading of negative input voltage values LL is also possible on the measuring device M and thus a secure zero point adjustment of the entire gas analyzer is achieved.
Der Widerstand R 1 dient insbesondere zur Einstellung der Steilheit der Anzeige und in Kombination mit der Diode D zur Aufli.ch'ierhaltung der Kompensierbarkeit des Gesamtgerätes auch für negative Meßwertgebersignale bei voller Inanspruchnahme der Vorteile eines Spannungs-Stromwandlern im Open-Kollektor-Betrieb.The resistor R 1 is used in particular for adjusting the slope of the display and in combination with the diode D for Aufli.ch'ierhaltung the Kompensierbarkeit the entire device for negative transmitter signals at full occupancy of the advantages of a voltage-current converters in open collector mode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD30183287A DD270369B5 (en) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | Circuit arrangement for converting the natural imaging signal of a sensor with zero compensation |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DD30183287A DD270369B5 (en) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | Circuit arrangement for converting the natural imaging signal of a sensor with zero compensation |
Publications (2)
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|---|---|
| DD270369A1 true DD270369A1 (en) | 1989-07-26 |
| DD270369B5 DD270369B5 (en) | 1994-06-16 |
Family
ID=5588291
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| DD (1) | DD270369B5 (en) |
-
1987
- 1987-04-15 DD DD30183287A patent/DD270369B5/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD270369B5 (en) | 1994-06-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| UW | Conversion of economic patent into exclusive patent | ||
| B5 | Patent specification, 2nd publ. accord. to extension act | ||
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