DD281464A5 - Schaltungsanordnung zur kompensation von leitungswiderstaenden in der klimatechnik - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Kompensation von Leitungswiderstaenden in der Klimatechnik mittels Brueckenschaltungen mit ohmschen Widerstaenden. Diese Art des Leitungsabgleiches ist besonders gut geeignet, wenn die Temperaturabhaengigkeit eine untergeordnete Rolle spielt und bei denen die Aufloesung den Meszbereich von 100 mV/K nicht unterschreitet. Erfindungsgemaesz wird beim Abgleichen des Leitungswiderstandes (6) der Brueckenanordnung der ohmsche Meszwertaufnehmer (7) ueberbrueckt und der im gegenueberliegenden Brueckenzweig des Meszwertaufnehmers (7) angeordnete Kompensationswiderstand (9) kurzgeschlossen, um mit Hilfe des Einstellreglers (8) den Brueckenabgleich und die Kompensation der Offsetspannung des Meszverstaerkers (11) durchzufuehren. Figur{Schaltungsanordnung; Leitungswiderstand; Brueckenschaltung; Meszwertaufnehmer; Kompensationswiderstand; Meszverstaerker; Brueckenzweig; Offsetspannung; Widerstand; Klimatechnik}

Description

Hierzu 1 Se^e Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Kompensation von Leitungswiderständen in Brückenschaltungen mit ohmschen Meßwertaufnehmern. Diese Art des Leitungsabgleiches für Meßwertaufnehmer eignet sich besonders gut für Geräte und Anlagen der Klimatechnik, bei denen die Temperaturabhängigkeit der Leitungswiderstände eine untergeordnete Rolle spielt und bei denen die Auflösung den Meßbereich von 100 mV/K nicht unterschreitet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

In der Klimatechnik können die ohmschen Meßwertaufnehmer in Brückenschaltungen in Dreileiter- bzw. Vierleiteranschluß betrieben werden, bei denen die Differenzspannung ausgewertet wird, oder sie werden durch einen Konstantstrom gespeist und die Signalauswertung erfolgt über Potentialmessung. Die Schaltungsanordnung von Widerstandsmeßbrücken zur Steuerung ' von Heiz- und Kühlanlagen und zur Signalisierung von Temperaturnrenzzuständen sind u. a. in dem DD-WP 100339 dargelegt.

Mit der Konstantstromspeisung der ohmschen Meßwertaufnehmer sind sehr hohe Auflösungen bis in den Meßbereich von 1 mV/K realisierbar. Nachteilig ist bei diesem Schaltungsprinzip der relativ hohe Bauelementeaufwand, der Einsatz von Präzisirnswiderständen, Präzisions-Operationsverstärker und temperaturkompensierten Konstantspannungsquollen fürdie hochgenauen Konstantstromquellen. Außerdem werden drei bzw. vier Leiter zum Anschluß des passiven Meßwertaufnehmers an L.I3 Konstantstromquelle und den hochohmigen Meßverstärker benötigt. Dieser Umstand ist ^;n der Klimatechnik besonders nachteilig, 'da zwischen Meßaufnehmorn und Steuer- bzw. Regeleinrichtung Entfernungen bis über 100m auftreten können.

Um den Schaltungsaufwand für Widerstandsgeber mit Konstantstromspeisung zu senken, wurden von der Halbleiterindustrie unter andei em Hybridschaltkreise entwickelt.

Diese enthalten eine spannungsgesteuerte Konstantstromquelle, einen Instrumentationsverstärker und einen Anpassungsverstärker, der entsprechend der Widerstandsänderung des Meßwertaufnehmers ein proportionales Spannungssignal für die weitere Meßwertverarbeitung liefert.

Nachteilig sind aber noch die zur Zeit sehr hohen Kosten für diese Hybridschaltkreise.

Beim Einsatz der Widerstandsgeber in Brückenschaltungen können die Anschlußleitungen für den Meßwertaufnehmer auf zwei reduziert werden.

Da die Leitungswiderstände in dieser Schaltungsanordnung nicht Automatisch kompensierbar sind, müssen sie meßtechnisch erfaßt oder berechnet werden.

Aus WP 140922 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der die Brückenspannung einer Widerstandsmeßbrücke über einen invertierenden Operationsverstärker gemessen wird, dessen Ausgangsspannung am Mittelpunkt zweier in Reihe geschalteter Leuchtdioden liegt, um den Brückenabgleich anzuzeigen.

Beim Einsatz von Mikrorechnersteuerungen lassen sich die Leitungswiderstände durch Vergleichsmessung zu einem Bezugswiderstand ermitteln und mit Hilfe einer entsprechenden Betriebessohware ausv/erten. Diese Steuerungen sind aber in den meisten Anwendungsfällen in der Klimatechnik zu aufwendig und unökonomisch.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht im einfachen Abgleichen der Meßwortaufnehmer in den Brückenanordnungen bei gleichzeitiger Kompensation der unterschiedlichen Leitungslängen und der Offsetspannungen der Brückenmeßverstärker ohne Einsatz eines Mikrorechners.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt dis Aufgabe zugrunde, mit Hilfe von einfachen schaltungstechnischen Mitteln die Widerstandsgeber der Klimaanlagen an die entsprechenden Eingangsmeßverstärker des Reglers anzupassen, um die Inbetriebnahme der Anlage zu vereinfachen und um den Einsatz von zusätzlichen Meßgeräten zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Abgleichen der Brückenschal'.ung der Meßwertaufnehmer in der Klimaanlage und der ihm entsprechende Widerstand im anderen Zweig der Brückenanordnung, der in der Eirtgangsstufe des Reglers untergebracht ist, überbrückt werden. Die Kompensation der Offsetspannung des Meßverstärkers und des Leitungswiderstandes erfolgt über einen Einstellregler in dem Brückenzweig ohne Leitungswiderstand. Der Nullpunktabgleich des BrückenmeßverstHrkers wird über einen zusätzlichen Operationsverstärker ausgewertet, wobei

dieser die Empfindlichkeit des sich anschließenden Nullpunktindikators (ζ. B. Analoginstrument, AD-Wandler mit Anzeige,

LED-Mitteipunktanzeige) verbessert. Beim Kurzschließen des Meßwertaufnehmers und dem ihm entsprechenden Widerstand im anderen Brückenzweig während

des Abgleichens, ändert sich die Verstärkung des Meßverstärkers und somit seine Ausgangsspannung. Um diese zukompensieren muß der Anpaßverstärker für den Nullpunktindikator mit einer zusätzlichen Spannung beaufschlagt werden.

Ausführungsbeispiel Nachstehend wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Leitungsabgleich in einer Brückenschaltung nähor

erläutert. Über die stabilisierte Betriebsspannung +Ub, wird über den Vorwiderstand 1 ein Strom in die Brückenwiderstände 2,3,4,5 eingespeist.

Die Widerstandsänderung am Meßwertaufnehmer 7 bewirkt eine Änderung der Brückenspannung, die mittels Meßverstärker

verarbeitet und anschließend am Ausgang A für den nachfolgenden Regler zur Verfügung gestellt wird.

Die für den Regler erforderliche Eingangsspannung ist am Meßverstärker 11 durch die Dimensionierung des Widerstandes 12

einstellbar.

Über den Schalter 13 gelangt das Ausgangssignal des Meßwiderstandes 11 zum Anpaßverstärker 16, der die Information zur

direkten Ansteuerung eines Analog/Digilal-Wandlers mit Anzeigeeinheit über den Ausgang B oder die Ansteuerung des

Ndllpunktindikators, der aus den Transistoren, 24,25, den Schutzdioden 20,21, den Lichtemitterdioden 22,27 und den Widerständen 19,23,26 zur Strombegrenzung besteht, ermöglicht. Durch die Transistorstufen wird das Schaltverfahren des Nullpunktindikators verbessert. Beim Abgleichen des Leitungswiderstandes 6 der Biückenanordnung ist der Meßwertaufnehmer 7 in der Klimaanlage zu

brücken und der Schalter 10 zu schließen, um den Kcmpensationswideretand 9 zu umgehen. Die dabei auftretende

Potentialverschiebung am Meßverstärker 11 wird kompensiert, indem man am Anpaßverstärker 16 über den geschlossenen Schalter 28 und die Widerstände 18,17 eine zusätzliche Spannung anlegt. Die Verstärkungregelung des Anpaßverstärkers erfolgt durch die Widerstände 14 und 15. Mit Hilfe des Einstellreglers 8 ist dann

die Brückenanordnung und die Offsetspannung des Meßverstärkers 11 abgleichbar.

Der Abgleich ist erfolgt, wenn beide Lichtemitterdioden 22,27 des Nullpunktindikators dunkel sind. Nach dem Abgleichvorgang wird die Brücke am Meßwertaufnehmer 7 entfernt und die Schalter 10,28 werden geöffnet.

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung zur Kompensation von Leitungswiderständen in der Klimatechnik, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abgleichen des Lei'ungswiderstandes (6) der Brückenanordnung der ohmsche Meßwertaufnehmer (7) überbrückt und der im gegenüberliegenden Brückenzweig des Meßwertaufnehmers (7) angeordnete Kompensationswiderstand (9) kurzgeschlossen werden, um mit Hilfe des Einstellreglers (8) den Brückenabgleich und die Kompensation der Offsetspannung des Meßverstärkers (11) durchzuführen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialverschieburig am Meßverstärkei'(H) im Abgleichvorgang dadurch kompensiert wird, daß am Anpaßverstärker (lejfürdenNullindikatoreinezusätzlicheSpannungüberdieWiderständjd?, 1i8)eingespeistwird.