DE1107792B - Anordnung zur Beseitigung des Temperatureinflusses bei Spannungsregelungen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Beseitigung des Temperatureinflusses bei Spannungsregelungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Beseitigung des Temperatureinflusses bei Spannungsregelungen, bei denen die Regelabweichung als Nullspannung einer Brücke auftritt, deren einer Zweig in seinem oberen oder unteren Abschnitt einen Heiß- oder Kaltleiter enthält. Der Widerstand eines Heißleiters sinkt mit zunehmender Temperatur, der Widerstand eines Kaltleiters steigt mit zunehmender Temperatur an.
• Fig. 1 läßt das bekannte Prinzip erkennen, nach dem eine Regelanordnung, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, arbeitet. Die Spannung U, die sowohl eine Wechsel- als auch eine Gleichspannung sein kann, wird von einem Spannungserzeuger 7 erzeugt. Der Spannungserzeuger 7 wird von der Spannung u gesteuert, die als Regelabweichung zwischen Soll- und Istwert der Spannung U den Nullpunkten 5 und 6 einer Brücke entnommen wird, die von dem Istwert der zu regelnden Spannung gespeist wird. Der Zweig a der Brücke besteht aus zwei linearen temperaturunabhängigen Widerständen 1 und 2, die in einem zweckmäßigen Verhältnis zueinander stehen. Der Zweig b der Brücke enthält in einem seiner Abschnitte einen temperaturabhängigen Heiß- oder Kaltleiter, während im anderen Abschnitt ein temperaturunabhängiger linearer Widerstand liegt. Der vorgegebene Sollwert der Regelanordnung ist in der Bemessung der beiden letztgenannten Widerstände enthalten. Sie werden so bemessen, daß beim Anliegen des Sollspannungswertes ihr Widerstandsverhältnis gleich dem konstanten Widerstandsverhältnis des Brückenzweiges a ist. In diesem Falle verschwindet die Nullspannung, wenn man von der erforderlichen geringen Regelabweichung bei Verwendung eines proportional wirkenden Reglers absieht. Weicht die Spannung U dagegen von ihrem vorgeschriebenen Sollwert ab, so wird die Stromänderung im Brückenzweig b zu einer Temperaturänderung des temperaturabhängigen Widerstandes führen, so daß sich das Widerstandsverhältnis des Brückenzweiges b ändert und zwischen den Punkten 5 und 6 eine Spannung auftritt, die dem Spannungserzeuger 7 im Sinne einer Beseitigung der Regelabweichung zugeführt wird.
• Der Nachteil der beschriebenen, soweit bekannten Regelanordnung besteht in ihrer Temperaturabhängigkeit. Man kann zwar den Einfluß der Umgebungstemperatur auf den temperaturabhängigen Widerstand durch Wahl einer möglichst hohen eigenen Temperatur klein halten, ganz ausschalten läßt er sich aber insbesondere bei Heißleitern nicht. Es wird also bei Änderungen der Temperatur eine Nullspannung auftreten, die zu einer Verfälschung der Regelgröße U führt.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die bekannte Anordnung nach Fig. 1 so abzuwandeln, daß beim Anliegen der zu regelnden Spannung U das Widerstandsverhältnis im nichtlinearen Brückenzweig b von der Umgebungstemperatur unabhängig ist, ohne daß dadurch jedoch die Änderungsempfindlichkeit dieses Widerstandsverhältnisses gegenüber Schwankungen der zu regelnden Spannung U beeinträchtigt wird.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß beim Heiß- bzw. Kaltleiter ein entsprechend bemessener, verhältnismäßig kleiner temperaturunabhängiger Widerstand vorgeschaltet wird und dem im anderen Abschnitt des gleichen Brückenzweiges liegenden temperaturunabhängigen Widerstand ein entsprechend bemessener, verhältnismäßig kleiner temperaturabhängiger Widerstand der gleichen Art wie im erstgenannten Abschnitt des betreffenden Brückenzweiges (Heiß- oder Kaltleiter) vorgeschaltet wird, wobei dieser Widerstand so ausgelegt wird, daß er vom durchfließenden Strom praktisch nicht erwärmt wird, sein Widerstand also praktisch nur von der Umgebungstemperatur ab- . hängt.
• Fig.2 stellt ein prinzipielles Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dar, an Hand dessen die Wirkungsweise der Erfindung im einzelnen erläutert werden soll. Es wird angenommen, daß der Brückenzweig b in seinem oberen Abschnitt einen Heißleiter enthält. Dementsprechend wird dem im oberen Abschnitt des Brückenzweiges b liegenden Heißleiter 3 nach der Lehre der Erfindung ein verhältnismäßig kleiner temperaturunabhängiger Widerstand 3' vorgeschaltet und dem im unteren Abschnitt des Brückenzweiges b liegenden temperaturunabhängigen Widerstand 4 ein verhältnismäßig kleiner Heißleiterwiderstand 4'. Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Erfindung werden folgende Zahlenwerte angenommen:

  R@ ...................... 100 Ohm

  R3 ..................... 2 Ohm

  R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Ohm

  R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Ohm

  Diese Werte mögen gelten, wenn die Spannung U den gewünschten Sollwert hat und die Temperatur gleich einer bestimmten Bezugstemperatur ist. Das Widerstandsverhältnis des Brückenzweiges b beträgt dann 2:1. Nimmt man zunächst an, daß bei konstanter Temperatur die Spannung U um einen solchen Betrag steigt, daß sich der Widerstand des Heißleiters 3 infolge der erhöhten Temperatur um 10% verringert, so erhält man für das Widerstandsverhältnis 92/51, denn der Widerstand 4' ist ja voraussetzungsgemäß so ausgelegt, daß durch den durchfließenden Strom sein Widerstand praktisch nicht beeinflußt wird. Man erkennt, daß die Anderungsempfindlichkeit des Widerstandsverhältnisses gegenüber einer Spannungsänderung praktisch genauso groß ist wie beim Fehlen der Widerstände 3' und 4'.
• Steigt dagegen bei konstant bleibender Spannung U die Umgebungstemperatur um einen bestimmten Betrag, so wird sich der Widerstandswert des Heißleiters 3 wegen seiner hohen Eigentemperatur nur verhältnismäßig wenig ändern. Es wird angenommen, diese Änderung betrage 10/0. Der Heißleiter 4' dagegen, dessen Eigentemperatur praktisch gleich der Umgebungstemperatur ist, wird sich, da diese Temperatur verhältnismäßig niedrig ist, verhältnismäßig stark ändern, und zwar etwa um 50%. Es ist eine Eigenschaft der Heiß- oder Kaltleiter, sich bei hohen Temperaturen bedeutend weniger mit der Temperatur zu ändern als bei niedrigen Temperaturen. Das Widerstandsverhältnis wird also nach der Temperatufänderung betragen: (99 -!- 2) / (50 -f- 0,5) = 2. Das Widerstandsverhältnis des Brückenzweiges b wird durch Temperaturschwankungen also praktisch nicht verändert.
• Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Anwendungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung bei einer an sich bekannten Amplitudenbegrenzungsregelung von RC-Oszillatoren. Gegenüber den entsprechenden bekannten Anordnungen unterscheiden sich die Fig. 3 und 4 nur durch die Widerstände 3' und 4'. Als Brückenzweig mit konstantem Widerstandsverhältnis dienen in diesen bekannten Schaltungen die die Frequenz bestimmenden RC-Gheder 1 a und 1 b sowie 2 a und 2 b. Die den Gliedern in Fig. 2 entsprechenden Glieder in den Fig. 3 und 4 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 2. In der Anordnung nach Fig: 3 wird ein Heißleiter und in der Anordnung nach Fig. 4 ein Kaltleiter als temperaturabhängiger Widerstand im Brückenzweig b verwendet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Beseitigung des Temperatureinflusses bei Spannungsregelungen, bei denen die Regelabweichung als Nullspannung einer Brücke auftritt, deren einer Zweig in seinem oberen oder unteren Abschnitt einen Heiß- oder Kaltleiter enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heiß-bzw. Kaltleiter ein entsprechend bemessener, verhältnismäßig kleiner temperaturunabhängiger Widerstand vorgeschaltet ist und dem im anderen Abschnitt des gleichen Brückenzweiges liegenden temperaturunabhängigen Widerstand ein entsprechend bemessener, verhältnismäßig kleiner temperaturabhängiger Widerstand der gleichen Art wie im erstgenannten Abschnitt des betreffenden Brückenzweiges (Heiß- oder Kaltleiter) vorgeschaltet ist, wobei dieser Widerstand so ausgelegt ist, daß er vom durchfließenden Strom praktisch nicht erwärmt wird, sein Widerstandswert also praktisch nur von der Umgebungstemperatur abhängt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 970 196; Radio Mentor (1950), S. 31 ff.