DE1034748B - Zur Einregelung eines Istwertes auf einen Sollwert bestimmte Messvorrichtung mit Umformung von Messwerten in Regelimpulse - Google Patents

Description

Zur Einregelung eines Istwertes auf einen Sollwert mit Umformung von Meßwerten in Regelimpulse sind Meßvorrichtungen bekannt, bei denen die relative Lage von Ist- und Sollwertzeiger durch Wärmestrahlung elektrisch beheizter Tastwiderstände ermittelt und bei Veränderung der Relativlage ein Relais betätigt wird, das seinerseits ein Stellglied steuert.

Bei den bekannten Vorrichtungen werden zur Abtastung von Zeigerstellungen getrennt beheizte Widerstände von großer geometrischer Erstreckung verwendet, die eine verhältnismäßig große Relativbewegung zwischen Ist- und Sollwertzeiger erfordern, damit ein ausreichender Steuereffekt zustande kommt. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die Empfindlichkeit von Meßvorrichtungen der beschriebenen Art zu verbessern.

Die Erfindung betrifft zur Einregelung eines Istwertes auf einen Sollwert bestimmte Meßvorrichtungen mit Umformung von Meßwerten in Regelimpulse, wobei die relative Lage von Ist- und Sollwertzeiger durch Wärmeabstrahlung elektrisch beheizter Tastwiderstände ermittelt und bei Veränderung der Relativlage ein Relais betätigt wird, das seinerseits ein Stellglied steuert. Die Erfindung besteht darin, daß als Tastwiderstand jeweils ein auf dem Ist- und/ oder Sollwertzeiger angeordneter, unmittelbar beheizter Halbleiterwiderstand verwendet wird, durch dessen Widerstandsänderung bei Änderung der relativen Lage von Ist- und Sollwertzeiger ein im Heizstromkreis liegendes Relais betätigt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Tastwiderstand am Istwertzeiger angebracht. Es empfiehlt sich fernerhin, am Sollwertzeiger eine Kühlfläche anzubringen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch Verwendung von Halbleiterwiderständen, die bekanntlich eine starke Temperaturabhängigkeit besitzen, eine besonders einfache Methode zur Umformung von Meßwerten in Regelimpulse im Sinne der ol>en erläuterten Einregdung des Istwertes auf einen Sollwert erreichbar ist. Die Halbleiterwiderstände, die nach der Erfindung zur Anwendung kommen, sind in ihrer geometrischen Erstreckung klein, so daß die Anordnung der Tastwiderstände ohne Vergrößerung der Trägheit des Meßsystems auch auf dem bewegten Istwertzeiger möglich ist. Durch den Erfindungsvorschlag, die Tastwiderstände durch Eigenstrom zu beheizen, kann auf zusätzliche, die Meßgenauigkeit beeinträchtigende Hei ζ widerstände verzichtet werden.

Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit trägt es bei, wenn die Kühlfläche in bezug auf die Bewegung des am Istwertzeiger angebrachten Tastwiderstandes exzentrisch ausgebildet ist.

Zur Einregelung eines Istwertes auf

einen Sollwert bestimmte Meßvorrichtung mit Umformung von Meßwerten

in Regelimpulse

Anmelder:

Ingenieurbüro Weisheit & Co.,
Essen-Stadtwald, Trappenbergstr. 37

Georg Weisheit, Essen-Stadtwald,
ist als Erfinder genannt worden

ao Die Meßvorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich durch große Empfindlichkeit und TräghieitsJosigkeit aus, wodurch eine hohe Regelgeschwindigkeit ermöglicht wird. Außerdem lassen sich wegen des hohen Widerstandswertes der Halbleiterwiderstände einfache elektrische Schaltungen verwenden und können Einflüsse von Fernübertragungsleitungen in Fällen, in denen Meßgeräte und Regler räumlich getrennt sind, vermieden werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 Tastwiderstandsausbildungen,

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild, die

Fig. 5 und 6 bauliche Einzelheiten eines erfindtingsgemäßen Meßgerätes und die

Fig. 7 bis 10 andere bauliche Einzelheiten in schematischer Darstellung.

Fig. 1 stellt einen Testwiderstand mit frei liegender Widerstandsmasse 1 dar. Die Halterung der Wider-Standsmasse 1 geschieht durch den aus Glas, Quarz oder sonstigen nichtleitenden Werkstoffen hergestellten Kolben 2, in dem die Elektroden 3 mit genügendem Abstand eingeschmolzen oder eingebettet sind. Fig. 2 zeigt einen Tastwiderstand, bei dem ein Schutzmantel 4 aus keramischen Werkstoffen, Kunststoffen oder Metall usw. als Halterung der Elektrode 4a dient. Die Widerstandsmasse 5 trägt nur eine Elektrode 6 und wird zur einwandfreien Kontaktierung eingesintert oder mittels geeigneter Kitte oder Kleber fest mit der Elektrode bzw. dem Schutzrohr 4 verbunden. Gemäß Fig. 3 ist der Tastwiderstand durch einen Kolben 7 vollkommen gasdicht abgeschlossen. Im Innern des Kolbens 7 befindet sich die Widerstandsmasse 8. Der Kolben kann aus mchtledtendien

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Werkstoffen angefertigt werden. Die Elektroden sind, eingeschmolzen oder voneinander genügend getrennt fest eingebettet.

Die nach den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Tastwiderstände können von innen elektrisch direkt beheizt werden. In Fig. 4 ist schematisch dargestellt, daß de.r am nicht angedeuteten Sollwertzeiger befestigte, direkt beheizte Tastwiderstand 10 den vom Istwertzeiger 11 bei Erreichung des Sollwertes ausgelösten Impuls zum Verstärker 12 leitet. An den Verstärker 12 schließt sich das Relais 13 an, von welchem das Stellglied 14 direkt oder indirekt gesteuert wird.

Fig. 5 läßt erkennen, daß auf dem Meßwertzeiger 16 eine Kühlfläche 17 befestigt ist, die bei Annäherung an den direkt beheizten Tastwiderstand¹18 diesem Wärme entzieht und somit eine Temperatur veränderung verursacht. Der Tastwiderstand 18 ist am Sollwertzeiger 19 verstellbar angeordnet, um den Abstand zwischen ihm und der Kühlfläche 17 zur Einstellung der Ungleichförmigkeit bzw. Dämpfung oder Verstärkung der Regelimpulse verändern zu können. Eine direkte Berührung des Tastwiderstandes mit der Kühlfläche 17 erfolgt nicht, so daß das Meßergebnis nicht verfälscht werden kann.

Fig. 6 zeigt die Möglichkeit, den direkt beheizten Tastwiderstand 24 selbst als Sollwertzeiger, gegebenenfalls mit gefärbter Spitze zum besseren Erkennen, zu benutzen. Der Istwertzeiger 25, der auch ohne Kühlfläche 17 in Fig. 5 ausgerüstet sein kann, führt bei Annäherung an den Tastwiderstand 24 eine genügend starke Abkühlung herbei, um somit einen ausreichenden Regelimpuls zu erhalten.

Fig. 7 stellt einen Meßwertzeiger dar, bei welchem eine kreisrunde Kühlfläche 26 exzentrisch am Istwertzeiger 27 befestigt ist. Der Kühlfläche 26 gegenüber ist ein direkt elektrisch beheizter Tastwiderstand 28 derart im Meßgehäuse angebracht, daß er sich nur axial zum Zwecke der Einstellung verschieben läßt. Infolge der exzentrischen Anordnung der Kühlfläche 26 wird diese sich bei Lageänderung des Zeigers der Spitze des Tastwiderstandes 28 nähern oder entfernen, wodurch eine stetige Temperaturänderung des Tastwiderstandes und damit verbunden eine stetige Widerstands- bzw. Stromänderung zur Fernleitung des Meßwertes erreicht wird.

Während ein nach Fig. 7 dargestellter Meßwertgeber nur eine relative Erfassung des Meßwertes gestattet, kann eine absolute Meßwerterfassung nach dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel durchgeführt werden. Der Unterschied zu dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel besteht darin, daß zwei Tastwiderstände 29 und 30 eingebaut sind, wovon jeweils der von der Kühlfläche 31 entfernt liegende als Kompensator für die schwankende Raumtemperatur dient. Da die beiden direkt elektrisch beheizten Tastwiderstände in Gegentaktschaltung arbeiten, besteht bei Mittelstellung der Fahne ein Gleichgewichtszustand, während sich bei Abweichung von der Mittellage ein thermisches Verhältnis in beiden Tastwiderständen einstellt, das absolut proportional zur Lage der Kühlfläche und damit auch zum Meßwert ist.

Fig. 9 entspricht in seiner Wirkung dem Beispiel

nach Fig. 7 und unterscheidet sich lediglich darin, daß der elektrisch beheizte Tastwiderstand 32 auf dem Zeiger 33 angebracht und die exzentrisch gelagerte Kühlfläche 34 feststeht.

In Fig. 10 werden ebenfalls wie in Fig. 8 zwei Tastwiderstände 35 und 36 verwendet, nur daß diese hierbei auf dem Zeiger 37 angebracht sind. Entsprechend ist die eine oder sind die beiden Kühlflächen 38 und 39 derart fest eingebaut, daß bei Mittelstellung des Zeigers die Abstände von den Tastwiderständen zu den Kühlflächen gleich sind und damit ein Gleichgewichtszustand hergestellt ist. Bei Abweichung von der Mittelstellung wird sich der Abstand zwischen den Tastwiderständen und den Kühlflächen und werden sich damit auch die Temperaturen beider Tastwiderstände gleichzeitig ändern. Es ist selbstverständlich, daß bei den Beispielen 7 bis 10 an Stelle der Kühlflächen auch elektrisch beheizte Wärmestrahlungsflächen oder Heizkörper verwendet werden können.

Claims (5)

Patentanspruchs

1. Zur Einregelung eines Istwertes auf einen Sollwert bestimmte Meßvorrichtung mit Umformung von Meßwerten in Regelimpulse, wobei die relative Lage von Ist- und Sollwertzeiger durch Wärmeabstrahlung elektrisch beheizter Tastwid'erstände ermittelt und bei Veränderung der Relativlage ein Relais betätigt wird, das seinerseits ein Stellglied steuert, dadurch gekennzeichnet, daß als Tastwiderstand jeweils ein auf dtem Ist- und/oder Sollwertzeiger angeordneter, unmittelbar beheizter Halbleiterwiderstand verwendet wird, durch dessen Widerstandsänderung bei Änderung der relativen Lage von Ist- und Sollwertzeiger ein im Heizstromkreis liegendes Relais betätigt wird.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastwiderstand am Istwertzeiger angebracht ist und der Sollwertzeiger eine Kühlfläche aufweist oder umgekehrt.

3. Regelvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfläche in bezug auf die Bewegung des am Istwertzeiger angebrachten Tastwiderstandes exzentrisch ausgebildet ist.

4. Regelvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturkompensation zwei Tastwiderstände in Gegentakt geschaltet sind.

5. Regelvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kühlflächen vorgesehen sind und daß an Stelle von Kühlflächen Wärmestrahlungsflächen oder Heizkörper verwendet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 730 547;
ETZ, 73. Jahrgang, S. 207.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen