DD287779A5 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR TEMPERATURE MEASUREMENT - Google Patents

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DD287779A5
DD287779A5 DD33268089A DD33268089A DD287779A5 DD 287779 A5 DD287779 A5 DD 287779A5 DD 33268089 A DD33268089 A DD 33268089A DD 33268089 A DD33268089 A DD 33268089A DD 287779 A5 DD287779 A5 DD 287779A5
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DD
German Democratic Republic
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temperature
temperature sensor
circuit arrangement
tolerance
capacitor
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DD33268089A
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German (de)
Inventor
Siegfried Moeller
Walter Mueller
Hilmar Taeuber
Original Assignee
Veb Robotron Bueromaschinenwerk "Ernst Thaelmann" Soemmerda,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung. Die Schaltungsanordnung dient zur Temperaturmessung in Austauschbaugruppen, in der Temperaturfuehler groszer Streuung verwendet werden koennen. Sie werden in Toleranzgruppen eingeteilt (ausgemessen) und jeder Toleranzgruppe ein anderer Widerstandswert zugeordnet. Der Widerstand R ist parallel zum Temperaturfuehler TF geschaltet und ist bestimmend fuer die Entladungszeit des Kondensators C, die damit einen Hinweis auf die Toleranzgruppe gibt, zu der der jeweils verwendete Temperaturfuehler TF gehoert. Temperaturfuehler TF und Widerstand R sind in der Austauschbaugruppe BG untergebracht. Abgleichvorgaenge nach dem Baugruppenaustausch sind nicht mehr notwendig. Fig. 2{Temperaturmessung; Austauschbaugruppe; Temperaturfuehler; groszer Streubereich; Toleranzgruppen-Einteilung; Kodierwiderstand; Erkennung der Toleranzgruppe; steuerbarer astabiler Multivibrator; CPU-Auswertung}The invention relates to a circuit arrangement for temperature measurement. The circuit arrangement is used for temperature measurement in exchange assemblies in which temperature sensors can be used for large scattering. They are divided into tolerance groups (measured) and each tolerance group is assigned a different resistance value. The resistor R is connected in parallel with the temperature controller TF and is determinative of the discharge time of the capacitor C, which thus gives an indication of the tolerance group to which the respective temperature controller TF used belongs. Temperature sensor TF and resistor R are housed in the replacement module BG. Adjustment procedures after module replacement are no longer necessary. Fig. 2 {temperature measurement; Exchange assembly; Temperaturfuehler; large spread range; Tolerance group classification; Coding; Recognition of the tolerance group; controllable astable multivibrator; CPU evaluation}

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Temperaturmessung, Insbesondere einer Baugruppe oder eines besonders während des Betriebes thermisch beanspruchten Bauteiles, um den Leistungsumsatz in dieser Baugruppe so zu steuern, daß eine bestimmte Temperatur nicht überschritten wird.The invention relates to a circuit arrangement for measuring temperature, in particular an assembly or a particularly thermally stressed during operation component to control the power consumption in this module so that a certain temperature is not exceeded.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Als Temperaturfühler, der die Temperatur in eine der Temperatur proportionale elektrische Größe wandelt, werden meist Thermoelemente, Platinwiderstände, Thermistoren, aber auch integrierte Temperatur-Stromwandler oder Temperatur-Spannungswandler eingesetzt. Diese Sensoren wandeln die Temperaturen in eine analoge elektrische Größe, z.B. Spannung, Strom oder Widerstand, die von einem Mikroprozessor (CPU) nicht unmittelbar weiter verarbeitet werden kann. Entweder muß die analoge elektrische Größe mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers in digitale Signale umgewandelt werden, oder eine dem Sensor folgende Schaltungsanordnung wandelt die analoge elektrische Größe in eine Zeit oder Frequenz, wodurch die problemlose Weiterverarbeitung in einer CPU möglich gemacht wird.Thermocouples, platinum resistors, thermistors, but also integrated temperature-current transformers or temperature-voltage transformers are usually used as temperature sensors that convert the temperature into an electrical quantity proportional to the temperature. These sensors convert the temperatures into an analog electrical quantity, e.g. Voltage, current or resistance, which can not be processed directly by a microprocessor (CPU). Either the analog electrical quantity has to be converted into digital signals by means of an analog-to-digital converter, or a circuit following the sensor converts the analog electrical quantity into a time or frequency, thereby making possible the trouble-free further processing in a CPU.

Ein Beispiel für solch einen Einsatzfall ist ein Druckkopf für einen Nadeldrucker, bei dem vor allem bei großer Nadolanzahl und Graphikbetrieb sehr große Impulsleistungen in einem kleinen Volumen umgesetzt werden, was kurzzeitig möglich ist, auf längere Dauer aber zur Zerstörung des Kopfer führen würde, sofern die effektive Druckleistung nicht generell klein gemacht wird. Um die möglichen Leistungsparameter optimal auszunutzen, ist es deshalb notwendig, der Steuereinheit (z. B. CPU), die den Kopf im Drucker ansteuert, Informationen über die momentane Kopftemperatur zu geben, damit die effektive Druckleistung entsprechend gesteuert werden kann. Die Kopftemperatur ist also zu messen und das Meßsignal in einer für die CPU verwertbaren Form an diese we iterzuloiten.An example of such an application is a printhead for a dot matrix printer, in which very large impulse powers are implemented in a small volume, especially in large nadol number and graphics operation, which is possible for a short time, but would lead to the destruction of the head in the longer term, if the effective printing performance is not generally made small. In order to make optimal use of the possible performance parameters, it is therefore necessary to give the control unit (eg CPU), which controls the head in the printer, information about the current head temperature, so that the effective pressure performance can be controlled accordingly. The head temperature is therefore to be measured and the measurement signal in a usable form for the CPU on this we ererzuloiten.

Es sind viele Schaltungsanordnung beschrieben worden, bei denen ein Temperaturfühler dia Druckkopftemperatur mißt und in eine für eine CPU verwertba· e Form wandelt. In der DD-PS 252797 wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, deren wesentliche Baugruppen auch die vorliegem e Erfindung verwendet. Diese Schaltungsanordnung dient zur Steuerung der Heizimpulne der Heizelemente eine* Thermo Jruckers in Abhängigkeit von der Temperatur des Druckkopfes. Dabei wird als Temperaturfühler ein Temperatu.'-Strom-Wt ndler mit einem in Reihe zu ihm geschalteten Kondensator verwendet, wobei der temperaturabhängige Strom beim Abfühlvorgang den Kondensator lädt und mit Hilfe eines nachgeordneten integrierten Zeitgebers Impulse in temperaturabhängiger Breite geliefert werden.Many circuit arrangements have been described in which a temperature sensor measures the printhead temperature and converts it into a usable form for a CPU. In DD-PS 252797 a circuit arrangement is described, whose essential components also uses the vorliegem e invention. This circuit is used to control the Heizimpulne the heating elements of a * Thermo Jruckers as a function of the temperature of the print head. In this case, the temperature sensor used is a Temperatu .'- current Wt trader with a capacitor connected in series with him, the temperature-dependent current during the sensing process, the capacitor loads and delivered with the aid of a downstream integrated timer pulses in temperature-dependent width.

Eine exaktu Messung setzt jedoch einem Temperaturfühler mit hoher Meßgenauigkeit voraus. Solche präzisen Sensoren sind teuerer als diejenigen, deren Meßgenauigkeit mit Toleranzen bis zu ±20% behaftet sind. Letztere können für genaue Meßzwecke nur verwendet werden, wenn ein Abgleich orfolqt, damit sich die jeweilige Wandlerkennlinie der idealen Kennlinie weitestgehend nähert. Nachteilig ist das dann, wenn der Temperaturfühler fest in der Baugruppo eingebaut ist, dessen Temperatur gemessen werden soll, und diese Baugruppe leicht ohne zusätzliche Abgleichvorgänge auswechselbar sein muß, wie das z.3. bei einem Druckkopf erstrebenswert ist.However, a precise measurement requires a temperature sensor with high measuring accuracy. Such precise sensors are more expensive than those whose accuracy is associated with tolerances up to ± 20%. The latter can only be used for accurate measuring purposes if an adjustment is made, so that the respective transformer characteristic curve approaches the ideal characteristic as far as possible. The disadvantage of this is when the temperature sensor is permanently installed in the module whose temperature is to be measured, and this module must be easily replaceable without additional adjustment operations, as the z.3. desirable in a printhead.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, den Einsati billiger und in relativ großen Grenzen streuender Temperaturfühler zu ermöglichen und trotzdem hohe Meßgenauigkeit zu orreichen.It is an object of the invention to allow the Einsati cheaper and scattered within relatively large limits temperature sensor and still to reach high accuracy.

-2- 287 779 Darlegung des Wesens der Erfindung-2- 287 779 Presentation of the Essence of the Invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die die Streuung der Temperaturfühler derart verarbeitet, daß ohne Vornahme eines Abgleiches das Ausgangssignal die richtige Temperatur der abzufüllenden Baugruppe mit vertretbaren engen Toleranzen charakterisiert und damit die Austauschbarkeit der Baugruppe einschließlich Temperaturfühler gewährleistet ist, ohne nachträgliche Abgleichvorgänge.It is an object of the invention to provide a circuit arrangement which processes the dispersion of the temperature sensor so that the output signal characterizes the correct temperature of the assembly to be filled with reasonable tight tolerances and thus the interchangeability of the assembly including temperature sensor is ensured without making a comparison without subsequent trim operations.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe· dadurch gelöst, daß dem Temperaturfühler in einem steuerbaren astabilen Multivibrator ein - mit einer Diode In Reihe geschalteter - Widerstand parallelgeschaltet ist. Dieser bestimmt die Entladezeit des Kondensators. Der Widerstandswert ist jeweils der Toleranzgruppe zugeordnet, in die der jeweilige Temperaturfühler - nach vorherigem Ausmessen - eingruppiert wurde. Jeder Toleranzgruppe ist also ein anderer Widerstandswert zugeordnet. Damit ist die Entladezeit des Kondensators bei jeder Toleranzbaugruppe unterschiedlich, und das Ausgangssignal des nachgeordneten Zeitgeberschaltkreises hat unterschiedlich lange Low-Zoiten. Die Impulslänge während der Kondensatorentladung ist also ein Indikator für die zugehörige Toleranzgruppa. Die Ladezelt des Kondensators von ca. 0 Volt bis zur Schv/alfwertspannung am Zeitgeberschaltkreis ist der Indikator für die gemessene Temperatur.According to the invention, the object is achieved in that the temperature sensor is connected in parallel in a controllable astable multivibrator with a resistor connected in series with a diode. This determines the discharge time of the capacitor. The resistance value is in each case assigned to the tolerance group into which the respective temperature sensor - after previous measurement - has been grouped. Each tolerance group is therefore assigned a different resistance value. Thus, the discharge time of the capacitor is different for each tolerance module, and the output signal of the downstream timer circuit has low-Zoiten different lengths. The pulse length during the capacitor discharge is thus an indicator of the associated Toleranzgruppa. The charging tent of the capacitor from about 0 volts to the Schv / alfwertspannung on the timer circuit is the indicator for the measured temperature.

Der Widerstand Ist - wie auch der Temperaturfühler- in der Austauschbaugruppe untergebracht. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung erfolgt durch die Anwendung eines integriertei. Temperatur-Strom-Wandlers vom Typ B511N als Temperaturfühler und eines integrierten Zeitgebers vom Typ B 555.The resistance is - as well as the temperature sensor - housed in the replacement module. An advantageous embodiment of the invention is achieved by the application of an integratedi. Type B511N temperature-current converter as temperature sensor and integrated timer type B 555.

AusfuhrungsbeisplelAusfuhrungsbeisplel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show

Fig. 1: die Wandlerkennlinien einiger Temperaturfühler (B511 N);Fig. 1: the transducer characteristics of some temperature sensors (B511 N);

Fig. 2: eine vereinfachte Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung;2 shows a simplified representation of the solution according to the invention;

Fig. 3: den Signalverlauf bei der Temperaturmessung;3 shows the signal course during the temperature measurement;

Fig. 4: die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum gewählten Ausführungsbeispiel.Fig. 4: the circuit arrangement according to the invention for the selected embodiment.

Als Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung wird ein Nadeldrucker gewählt, in dessen Druckkopf vor allem bei großer Nadelanzahl und Graphikbetrieb sehr große Impulsleistungen umgesetzt werden, was bt i längerer Dauer zur Überhitzung des Druckkopfes und zur Zerstörung desselben führt. Es ist deshalb notwendig, der Steuereinheit (CPU) Informationen über die momentane Kopftemperatur zu geben, damit die eruptive Druckleistung entsprechend gesteuert werden kann.As an embodiment of the application of the invention, a dot matrix printer is selected in the printhead, especially in large numbers of needles and graphics operation very large momentum powers are implemented, which bt i longer duration leads to the same overheating of the printhead and the destruction thereof. It is therefore necessary to provide the control unit (CPU) with information about the current head temperature so that the eruptive pressure can be controlled accordingly.

_ Zur Messung der Druckkopftemperatur wird im vorliegenden Beispiel ein Temperatur-Strom-Wandler vom Typ B511N verwendet. Diese integrierte Schaltung liefert einen Ausgangsstrom, der zur absoluten Temperatur direkt proportional ist. Der Temperaturkoeffizient beträgt 1 uA/K ± 20%. Im Handel wird diese IS in fünf Genauigkeitsklassen geliefert: B511 Nm und B 511N1 bis B511N4. Die Klasse der geringsten Streuung (±1 %) ist B 511 Nm mit einem absoluten Fehler von S ±3 K bei 250C (298,2K), streut also zwischen 295,2pAund301,2uA. Die B511N3 streut bei 25°C zwischen 30O,2uA und 33OuA. Diese Streuung ist noch zu hoch für den vorliegenden Anwendungsfall.To measure the printhead temperature, a B511N temperature-current converter is used in this example. This integrated circuit provides an output current that is directly proportional to the absolute temperature. The temperature coefficient is 1 μA / K ± 20%. In the trade this IS is delivered in five accuracy classes: B511 Nm and B 511N1 to B511N4. The least scattered class (± 1%) is B 511 Nm with an absolute error of S ± 3 K at 25 0 C (298.2K), ie it spreads between 295.2pA and 301.2uA. The B511N3 scatters between 30O, 2uA and 33OuA at 25 ° C. This scatter is still too high for the present application.

Um beispielsweise diese Genauigkeitsklasse für vorliegendes Ausführungsbeispiel verwenden zu können, müssen die Temperaturfühler dieser Genauigkeitsklasse durch Ausmessen in weitere feinere Toleranzgruppen unterteilt werden, beispielsweise in fünf Gruppen. Aus Fig. 1 sind die Kennlinien einiger dieser 5 Toleranzgruppen sowie die ideale Kennlinie von von B511 Nm (1 uA/K) ersichtlich. Jede dieser fünf Toleranzgruppen hat eine Toleranz von ± 1 % und streut beispielsweise bei 250C (298,2K) um einen Mittelwert ±3uA, die fünfte Toloranzgruppe beispielsweise um einen Mittelwert von 327,1 μΑ ± 3uA, also von 324,1 μΑ bis 33OuA; bei 1000C (373,2K) geht die Streuung von 405,5uA bis 413μΑ um einon Mittelwert von 409,2μΑ. In Fig. 1 ist das durch den schraffierten Bereich der Kennlinie (ca. 1,1 uA/K) dargestellt. Ähnliche Verhältnisse liegen in den anderen Toleranzgruppen vor. In Fig. 1 ist z. B. noch die Kennlinie der zweiten Toleranzgruppe (ca. 1,04 μΑ/Κ) dui ch eine gestrichelte Linie angegeben, die bei 25'C einen Mittelwert von 309 uA und bei 1000C einen Mittelwert von 387 uA aufweist. Setzt man nun Temperaturfühler der Toleranzgruppen 0 bis 5 zur Temperaturmessung ein, muß zur Bestimmung der tatsächlichen Temperatur immer berücksichtigt werden, zu welcher der Toleranzgruppen der im Konkreten Fall verwendete Temperaturfühler gehört. Verursacht der Temperaturfühler z. B. bei einer Temperaturmessung einen Strom von 387 μΑ, entspricht des bei einem Temperaturfühler aus der Toleranzgruppe zwei einer Temperatur von 1000C (373,2 K), bei Zugehörigkeit zur Toleranzgruppe fünf jedoch nur 790C (352,2K). Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung muß diese Bedingungen berücksichtigen. Es muß also der auswertenden Steuereinheit (z. 8. CPU) bei jeder Temperaturmessung außer dem Meßwert auch ein logisches Signal übermittelt werden, das auf die zugehörige Toleranzgruppe des Meßfühlers hinweist. Figur 2 zeigt eine vereinfacht dargestellte Schaltungsanordnung gemäß der erfinderischen Lösung. Sie stellt oinon steuerbaren astabilen Multivibrator dar, dessen wesentliche Bestandteile ein Temperaturfühler TF, ein integrierter Zeitgeber IZ und ein Kondensator C ist. Parallel zum Temperaturfühler TF ist ein Widerstand R geschaltot, der mit einer Diode D in Reihe liegt. Jeder Toleranzgruppe wird ein bestimmter Widerstandswert zugeordnet. Über diesen Widerstand R wird der Kondensator C beim Meßvorgang entladen. Während dieser Zeit sperrt der Temperaturfühler TF. Durcl. die unterschiedliche Widerstandswerte ergeben sich unterschiedliche Entladezeiten. Jie kennzeichnend sind für die Toleranzgruppe, der der jeweils verwendete Temperaturfühler TF angehört.For example, to use this class of accuracy for this embodiment, the temperature sensors of this class of accuracy must be divided by measuring in other finer tolerance groups, for example, in five groups. From Fig. 1, the characteristics of some of these 5 tolerance groups and the ideal characteristic of B511 Nm (1 uA / K) can be seen. Each of these five tolerance groups has a tolerance of ± 1% and scatters, for example, at 25 0 C (298.2K) by an average ± 3uA, the fifth Toloranzgruppe, for example by an average of 327.1 μΑ ± 3uA, ie 324.1 μΑ to 33OuA; at 100 0 C (373.2K), the scatter from 405.5uA to 413μΑ is around an average of 409.2μΑ. In FIG. 1, this is represented by the hatched region of the characteristic curve (approximately 1.1 μA / K). Similar conditions exist in the other tolerance groups. In Fig. 1 z. B. still the characteristic of the second tolerance group (about 1.04 μΑ / Κ) dui ch a dashed line indicated that at 25'C has an average of 309 uA and at 100 0 C has an average of 387 uA. If one now uses temperature sensors of the tolerance groups 0 to 5 for temperature measurement, it must always be taken into account for determining the actual temperature to which the tolerance groups of the temperature sensor used in the specific case belongs. Causes the temperature sensor z. B. at a temperature measurement, a current of 387 μΑ, corresponds to that of a temperature sensor from the tolerance group two a temperature of 100 0 C (373.2 K), when belonging to the tolerance group five but only 79 0 C (352.2K). The circuit arrangement according to the invention must take these conditions into account. Thus, in addition to the measured value, it is also necessary for the evaluating control unit (for example, CPU) to transmit, with each temperature measurement, a logical signal which points to the associated tolerance group of the sensor. FIG. 2 shows a simplified circuit arrangement according to the inventive solution. It represents an oinon controllable astable multivibrator whose essential components are a temperature sensor TF, an integrated timer IZ and a capacitor C. Parallel to the temperature sensor TF a resistor R is geschaltot, which is connected to a diode D in series. Each tolerance group is assigned a specific resistance value. About this resistor R, the capacitor C is discharged during the measuring process. During this time, the temperature sensor TF locks. Durcl. the different resistance values result in different discharge times. Jie are indicative of the tolerance group to which the temperature sensor used TF belongs.

Die Aufladung des Kondensators C in der Meßphase erfolgt durch den der Temperatur proportionalen Strom des Temperaturfühlers TF, während dieser Zeit ist der Widerstand R durch die Diode D entkoppelt. Eingeleitet wird die Moßzeit Im (Fig. 3 a) durch die Sleuorspannung U1, am Transistor T, die zu Beginn der Meßphase einen solchen Wed annimmt, daß der Transistor T sperrt und damit der Kondensator C nicht mehr kurzgeschlossen ist und sich nun aufladen kann. Die Aufladezeit tm (Fig.3c; 3o) bis zum Erreichen der Schwellwortspannung U„( ist umgekehrt proportional zur gemessenen Temperatur. Die Aufladozeit tHi und die Entladezeit tL werden als logische Signale der CPU zugeführt, die anhand vorher abgespeicherter TabellenThe charging of the capacitor C in the measuring phase takes place by the current proportional to the temperature of the temperature sensor TF, during this time, the resistor R is decoupled by the diode D. Introduced the Moßzeit Im (Fig. 3a) by the Sleuorspannung U 1 , the transistor T, which assumes such a Wed at the beginning of the measurement phase that the transistor T blocks and thus the capacitor C is no longer short-circuited and can now charge , The charging time tm (Fig. 3c; 3o) until reaching the threshold word voltage U " ( is inversely proportional to the measured temperature.) The charging time t H i and the discharging time t L are supplied as logical signals to the CPU based on previously stored tables

aus den Signalen die wahre Temperatur ermittelt, die In der gemessenen Baugruppe BG, im vorliegenden Beispiel also in demFrom the signals, the true temperature is determined, the In the measured assembly BG, in the present example in the

Druckkopf, herrscht, In der Tabelle ist abgespeichert, welche Entladezeiten tL den verwendeten Toleranzgruppen zugeordnetPrinthead, prevails, In the table is stored, which unloading times t L assigned to the tolerance groups used

sind und welchen Temperaturen in der jeweiligen Toleranzgruppe die Aufladezeiten tHi entsprachen.and which temperatures in the respective tolerance group corresponded to the charging times t H i.

Figur 3b und 3d zeigen den Verlauf der Kondensatorepannung U, beim Meßvorgang und Flg.3c und 3e den zugehörigenFigure 3b and 3d show the course of the capacitor voltage U, the measuring process and Flg.3c and 3e the associated Signalverlauf der Auegangsspannung U, bei zwei unterschiedlichen Temperaturmessungen. Es ist ersichtlich, daß bei beidenSignal curve of the external voltage U, with two different temperature measurements. It can be seen that in both Messungen ein Temperaturfühler der gleichen Toleranzgruppe verwendet wurde, da die Entladezeit tL in beiden Fällen gleich istMeasurements a temperature sensor of the same tolerance group was used, since the discharge time t L is the same in both cases

bzw. im gleichen Zeliboreich liegt. Im zweiten Fall (Flg. 3d; 3e) ist die gemessene Temperatur jedoch höher und demzufolge dieor in the same Zeliboreich. In the second case (figures 3d, 3e), however, the measured temperature is higher and consequently the

Aufladezeit tH) kürzer.Charging time t H) shorter. In Fig.2 ist angedeutet, daß der Widerstand R zusammen mit dem Temperaturfühler TF in der zu messenden Baugruppe BGIn Figure 2 it is indicated that the resistor R together with the temperature sensor TF in the assembly to be measured BG

untergebracht Ist. Beide Bauelemente werc'.in also mit der Baugruppe (z. B. Druckkopf) ausgetauscht, so daß gewährleistet ist,daß jede'm Temperaturfühler TF auch der richtige Widerstand R zugeordnet ist. Damit bedarf es nach dem Austausch auch keineris housed. Both components werc'.in so replaced with the assembly (eg printhead), so that it is ensured that each'm temperature sensor TF is also assigned the correct resistance R. This does not require any replacement after the exchange

Abgleichvorgänge.Trim operations. Die konkrete Schaltungsanordnung zum geschilderten Ausführungsbeispiel zeigt Fig.4. Darin werden als Temperaturfühler TFThe concrete circuit arrangement for the described embodiment is shown in FIG. Therein are as temperature sensor TF

ein integrierter Temperatur-Strom-Wandler vom Typ B 511N und als integrierter Zeitgeber IZ eine IS vom Typ B 555 verwendet.an integrated temperature-current converter type B 511N and used as an integrated timer IZ a type B 555 IS.

Die genaue Abschlußbelegung der B555 ist daraus ersichtlich. Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung beimThe exact completion of the B555 is apparent. The operation of this circuit arrangement in Meßvorgang ist wie folgt.Measurement is as follows. Im Ruhezustand, wenn keine Temperatur gemessen werden soll, liegt die Steuerspannurig U11 auf High-Pegel, der Transistor TIn the idle state, when no temperature is to be measured, the Steuerspannurig U 11 is at high level, the transistor T

ist durchgesteuert, der Kondensator C entladen, und die Ausgänge (Anschluß 3 und 7) des integrierten Zeitgebers IZ liegen aufhohem Potential.is turned on, the capacitor C discharged, and the outputs (terminals 3 and 7) of the integrated timer IZ are at high potential.

Wenn die Temperatur gemessen werden soll, wird die Steuerspannung U11 von der CPU auf Low geschaltet, wodurch derIf the temperature is to be measured, the control voltage U 11 is switched to low by the CPU, whereby the Transistor T gesperrt wird. Damit beginnt die Aufladephase des Kondensators C, der mit dem temperaturabhängigenTransistor T is blocked. This starts the charging phase of the capacitor C, which with the temperature-dependent Konstantstrom vom Temperaturfühler TF aufgeladen wird. Die Diode D ist während dieser Phase gesperrt, so daß über denConstant current is charged by the temperature sensor TF. The diode D is locked during this phase, so that over the Widerstand R kein Beitrag zur Kondensatoraufladung geleistet wird.Resistor R no contribution is made to the capacitor charging. Der Kondensator C wird von ca. 0 Volt bis zur Schwellwertspannung U11I aufgeladen. Wenn die Bedingung Uc - U„t erfüllt ist,The capacitor C is charged from about 0 volts to the threshold voltage U 11 I. If the condition U c - U "t is fulfilled,

schalten die Ausgängo (Anschluß 3 und 7), die bis dahin immer noch hohes Potential führten, auf Low um. Damit ist die demthe outputs (terminals 3 and 7), which until then still had high potential, switch to low. This is the the

Konstantstrom und somit der Temperatur umgekehrt proportionale Aufladezeit tHi abgelaufen. Der Widerstand R1 dient zurConstant current and thus the temperature reversed proportional charging time tHi expired. The resistor R1 is used for Strombegrenzung für den Ausgang 3 des integrierten Zeitgebers IZ, der Widerstand R 2 ist der Lastwiderstand für den Open-Current limit for the output 3 of the integrated timer IZ, the resistor R 2 is the load resistance for the open- Kollektor-Transistor, der am Ausgang 7 des integrierten Zeitgebers IZ gegen Masse angebracht ist.Collector transistor mounted at output 7 of integrated timer IZ to ground. Nach Ablauf der Aufladezeit tHi beginnt die Entladezeit tlf sofern U„ noch auf Low gehalten wird und der Transistor T gesperrtAfter expiration of the charging time t H i, the discharge time t lf begins when U "is still held low and the transistor T is blocked

bleibt. W/Jhrend der Entladezeit ti. führen die Ausgänge (Anschluß 3 und 7) vom integrierten Zeitgeber IZ Low-Potential. Da derremains. W / During the discharge time ti. The outputs (terminals 3 and 7) lead from the integrated timer IZ low-potential. Since the

Kondensator C noch aufgeladen ist, wird der Temperaturfühler TF mit falsch gopolter Betriebsspannung betrieben, wodurch TFCapacitor C is still charged, the temperature sensor TF is operated with incorrect gopolter operating voltage, causing TF

sperrt. Der Kondensator C wird über den Widerstand R, die nunmehr in Flußrichtung gepolte Diode D und den nach Masselocks. The capacitor C is connected through the resistor R, the now directionally poled diode D and the ground

Jurchgeschalteten Ausgang 3 des integrierten Zeitgebers IZ entladen. Ist die Kondensatorspannung Uc auf den halben Wert vonSwitched output 3 of the integrated timer IZ discharged. Is the capacitor voltage U c to half the value of U„( abgesunken, schalten beide Ausgänge vom integrierten Zeitgeber IZ wieder auf hohes Potential um, die Entladezeit ti istU "(dropped, both outputs switch from the integrated timer IZ back to high potential, the discharge time is ti

damit abgelaufen, und ein erneuter Aufladevorgang beginnt, sofern nicht, wie in Fig. 3a bis 3e dargestellt, der Meßvorgangabgebrochen wird, indem U11 auf High-Pegel geschaltet wird. Diese Arbeitsweise wird immer angewendet, da die Aufiadezeit tindes Kondensators C von ca. 0 Volt bis U„( exaktere Werto liefert als die Aufladezeiten von 0,5 U„( bis U„(, bedingt durch dieso that expires, and a recharging process begins, unless, as shown in Fig. 3a to 3e, the measuring process is stopped by U 11 is switched to high level. This mode of operation is always used because the charging time of the capacitor C is from about 0 volts to U " ( more exact value than the charging times of 0.5 U" ( to U " ( due to the

Funktionsweise von TF nach der Umpolung.How TF works after the polarity reversal. Die Entladezeit ti hängt nicht vom temperaturabhängigen Konstantstrom, sondern von der Zeitkonstante T = R-C sowie vonThe discharge time ti does not depend on the temperature-dependent constant current, but on the time constant T = R-C and on U„t und der Diodenspannung Uf ab, und kann über die Größe von R gesondert beeinflußt werden. Die Entladezeit ti derU t and the diode voltage Uf, and can be influenced separately over the size of R. The discharge time ti the Ausgangsspannung U, wird ebenso wie die Aufladezeit tHi von der CPU gemessen. Die Ausgangsspannung U1 enthält damit inOutput voltage U, as well as the charging time t H i is measured by the CPU. The output voltage U 1 thus contains in

der Aufladezeit tH) die Information über die zu messende Temperatur und in der Entladezeit tL die Information, welcherthe charging time t H) the information about the temperature to be measured and in the discharge time t L the information which

Widerstand R dem Temperaturfühler TFzugeordnet ist, d.h., welcher Toleranzgruppe der Temperaturfühler TF angehört.Resistor R is assigned to the temperature sensor TF, i.e., to which tolerance group the temperature sensor TF belongs. Die Widerstände R sind so zu wählen, daß es mit Sicherheit zu keiner Überschneidung der tL-Zoiten benachbarter GruppenThe resistors R are to be chosen so that there is certainly no overlap of the t L -Zoiten adjacent groups

kommt. Diese Forderung begrenzt die Anzahl der Toleranzgruppen, in die die Temperaturfühler TFeingeteilt werden können, aufcomes. This requirement limits the number of tolerance groups into which the temperature sensors TF can be divided

Die Schaltung reagiert empfindlich auf Änderungen der Schwellwertspannung U„(, so daß bei üblichen Toleranzen derThe circuit is sensitive to changes in the threshold voltage U " ( so that at usual tolerances of Betriebsspannung UB von 5 bis 10 % die Schwellwertspannung U„» gesondert erzeugt werden muß. U„( ist möglichst groß, aberOperating voltage U B of 5 to 10%, the threshold voltage U "» must be generated separately. U " ( is as big as possible, but

so zu wählen, daß bei aufgeladenem Kondensator C noch genügend Spannung über dem Temperaturfühler TF alsto choose so that when charged capacitor C still enough voltage across the temperature sensor TF than

Betriebsspannung abfällt. Es ist vorteilhaft, die Schaltung zur U„rErzeugung so auszulegen, daß Urai in einem kleinen BereichOperating voltage drops. It is advantageous to design the circuit for generating so that U ra i in a small area

einstellbar ist, wodurch sich In einem einmaligen Abgleichvorgang die Kondensatortoleranz ausgleichen läßt.is adjustable, which can compensate for the capacitor tolerance in a one-time adjustment process.

Natürlich ist die erfindungsgemäße Lösung nicht an die Verwendung eines Meßfühlers vorn Typ B511N gebunden. DenkbarOf course, the solution according to the invention is not bound to the use of a type B511N probe. Conceivable

sind zum Beispiel Thermistoren mit größerer Streuung. Dabei müßte zum Thermistor eine Diode in Reihe geschaltet werden,damit der Entladestrom nicht über den Thermistor fließt.For example, thermistors are more scattered. In this case, a diode would have to be connected in series with the thermistor so that the discharge current does not flow across the thermistor.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zum Messen der Temperatur einer Baugruppe mit einem Temperaturfühler, der die Temperatur in eine der Temperatur proportionale elektrische Größe wandelt und der Teil eines steuerbaren astabilen Multivibrators ist, dessen zeitbestimmender Kondensator in der Aufladephase durch den temperaturabhängigen Strom des Temperaturfühlers aufgeladen wird und der ein die jeweilige Temperatur der Baugruppe kennzeichnendes Signal erzeugt, gekennzeichnet dadurch, daß zur Bestimmung der Entladezeit des Kondensators (C) dem Temperaturfühler (TF) ein mit einer Diode (D) in Reihe geschalteter Widerstand (R) parallelgeschaltet ist, wobei der Widerstandswert jeweils der Toleranzgruppe zugeordnet ist, in die der Temperaturfühler (TF) nach vorherigem Ausmessen eingruppiert wurde.1. A circuit arrangement for measuring the temperature of an assembly with a temperature sensor that converts the temperature into a temperature-proportional electrical variable and is the part of a controllable astable multivibrator whose time-determining capacitor is charged in the charging phase by the temperature-dependent current of the temperature sensor and a the respective temperature of the module characterizing signal generated, characterized in that for determining the discharge time of the capacitor (C) the temperature sensor (TF) with a diode (D) connected in series resistor (R) is connected in parallel, wherein the resistance value of the tolerance group is assigned to which the temperature sensor (TF) was grouped after previous measurement. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Widerstand (R) zusammen mit dem Temperaturfühler (TF) in der Baugruppe (BG) untergebracht und mit der Baugruppe (BG) austauschbar ist, deren Temperatur zu messen ist.2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the resistor (R) housed together with the temperature sensor (TF) in the assembly (BG) and with the assembly (BG) is interchangeable, whose temperature is to be measured. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Temperaturfühler (TF) ein integrierter Temperatur-Strom-Wandler vom Typ B 511N vorgesehen ist.3. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that as temperature sensor (TF) an integrated temperature-current converter of the type B 511N is provided.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19810826B4 (en) * 1998-03-12 2012-06-21 Infineon Technologies Ag Measuring device for the digital acquisition of analog measured variables

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