DE1168545B - Circuit for compensating the influence of the ambient temperature of thermistors - Google Patents

Circuit for compensating the influence of the ambient temperature of thermistors

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DE1168545B
DE1168545B DET21996A DET0021996A DE1168545B DE 1168545 B DE1168545 B DE 1168545B DE T21996 A DET21996 A DE T21996A DE T0021996 A DET0021996 A DE T0021996A DE 1168545 B DE1168545 B DE 1168545B
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DE
Germany
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compensation
thermistor
current
heating
control
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DET21996A
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German (de)
Inventor
Dr Phil Dietrich Kalb
Dipl-Ing Joel Korn
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/04—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Description

Schaltung zur Kompensation des Einflusses der Umgebungstemperatur von Thermistoren Bei der Regelung und Entzerrung von Breitband-Trägerfrequenz-Nachrichtenübertragungssystemen ist es bekannt, indirekt geheizte Thermistoren als Stellglieder einzusetzen, deren Widerstand durch einen Heizstrom eingestellt wird. Werden die Thermistoren gesteuert oder in einem Regelkreis eingesetzt, der nicht zeitkontinuierlich arbeitet, sondern in größeren Zeitintervallen in Betrieb gesetzt wird, wobei die Einstellung des Thermistorwiderstandes jeweils bis zur nächsten Ausregelung ihren Wert beibehalten soll, so ist es erforderlich, den Einfluß von Änderungen der Ungebungstemperatur auf den Thermistorwiderstand zu kompensieren.Circuit to compensate for the influence of the ambient temperature of thermistors In the regulation and equalization of broadband carrier frequency communication systems it is known to use indirectly heated thermistors as actuators, their Resistance is set by a heating current. The thermistors are controlled or used in a control loop that does not work continuously, but rather is put into operation in larger time intervals, with the setting of the thermistor resistance should retain their value until the next adjustment, it is necessary to the influence of changes in ambient temperature on the thermistor resistance to compensate.

Der Widerstand eines Thermistors folgt bekanntlich der Beziehung: wobei a und b Konstanten (abhängig von Material und Geometrie) und T die absolute Temperatur des Thermistors bedeuten.As is well known, the resistance of a thermistor follows the relationship: where a and b are constants (depending on material and geometry) and T is the absolute temperature of the thermistor.

Die Temperatur eines elektrisch geheizten Thermistors folgt bekanntlich im stationären Zustand der Beziehung: mit Tu als Umgebungstemperatur, N als zugeführter Heizleistung und H als Erwärmungskonstante, die angibt, um wieviel die zugeführte Leistung erhöht werden muß, um die Temperatur des Thermistors um 1° C zu erhöhen.As is well known, the temperature of an electrically heated thermistor in the steady state follows the relationship: with Tu as the ambient temperature, N as the supplied heating power and H as the heating constant, which indicates by how much the supplied power must be increased in order to increase the temperature of the thermistor by 1 ° C.

Um die Wirkung einer Zunahme bzw. Abnahme der Umgebungstemperatur zu kompensieren, muß die dem Thermistor zugeführte Heizleistung entsprechend verkleinert bzw. vergrößert werden.About the effect of an increase or decrease in ambient temperature To compensate, the heating power supplied to the thermistor must be reduced accordingly or enlarged.

Es sind Methoden zur Temperaturkompensation bekannt (deutsche Patentschriften 1002 442 und 1057 206) bzw. vorgeschlagen, bei denen komplizierte Regel- oder Steuerschaltungen mit Brücken, Oszillatoren und Verstärkern benötigt werden. Damit dieser große Aufwand sich lohnt, werden häufig mehrere Thermistoren mit der gleichen Schaltung kompensiert. Die dazu notwendige Voraussetzung, daß alle zu kompensierenden Thermistoren gleich sind und auch derselben Umgebungstemperatur wie der Temperaturfühler der Kompensationsschaltung ausgesetzt sind, ist aber nur schwer zu erfüllen, so daß sehr leicht Fehler entstehen können.Methods for temperature compensation are known (German patents 1 002 442 and 1057 206) or proposed in which complicated regulating or control circuits with bridges, oscillators and amplifiers are required. To make this great effort worthwhile, several thermistors are often compensated with the same circuit. The prerequisite that all thermistors to be compensated are the same and are also exposed to the same ambient temperature as the temperature sensor of the compensation circuit is difficult to meet, so that errors can easily arise.

Eine andere einfache, bekannte Methode der Temperaturkompensation besteht darin, daß man parallel zum Heizer des zu kompensierenden indirekt geheizten Regelthermistors ein Kompensationsnetzwerk mit einem direkt geheizten Thermistor schaltet, der derselben Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, was bei zwei kleinen Schaltelementen praktisch ohne weiteres erreichbar ist, und entsprechend der Umgebungstemperatur einen Teil des Heizstromes des indirekt geheizten Thermistors an dessen Heizer vorbeiführt und diesem also Heizleistung entzieht. Damit ist aber keine gute Temperaturkompensation in einem größeren Regelbereich möglich, weil bei verschiedenen Regelheizströmen und gleichbleibender Umgebungstemperatur auch verschiedene Heizleistungen dem Heizer entzogen werden, was der Kompensationsbedingung nach Gleichung (2) widerspricht.Another simple, well-known method of temperature compensation consists in that one is heated in parallel to the heater to be compensated indirectly Control thermistor is a compensation network with a directly heated thermistor that is exposed to the same ambient temperature, which is the case with two small Switching elements is practically easily accessible, and according to the ambient temperature a part of the heating current of the indirectly heated thermistor bypasses its heater and thus withdraws heating power from it. But this is not a good temperature compensation Possible in a larger control range, because with different control heating currents and constant ambient temperature also different heating outputs for the heater be withdrawn, which contradicts the compensation condition according to equation (2).

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird die Schaltung zur Kompensation des Einflusses der Umgebungstemperatur auf einen insbesondere indirekt geheizten Regelthermistor mit Hilfe eines Kompensationsnetzwerkes, bestehend aus ohmschen Widerständen und einem direkt geheizten Thermistor, die derselben Umgebungstemperatur ausgesetzt sind wie der Regelthermistor, dadurch verbessert, daß erfindungsgemäß zwei voneinander unabhängige Heizleistungen verwendet werden, die über eine Weiche so verteilt werden, daß die eine Heizleistung zum Regeln nur den Regelthermistor aufheizt, während die andere Heizleistung auf den Heizer des Regelthermistors und das Kompensationsnetzwerk verteilt wird.To avoid these disadvantages, the circuit is used for compensation the influence of the ambient temperature on a, in particular, indirectly heated Control thermistor with the help of a compensation network, consisting of ohmic Resistors and a directly heated thermistor that have the same ambient temperature are exposed like the control thermistor, improved in that the invention two independent heating outputs are used, which are via a switch be distributed in such a way that only the control thermistor is used to regulate the heating output heats up, while the other heat output on the heater of the control thermistor and the compensation network is distributed.

Man verwendet zweckmäßigerweise zwei Heizströme verschiedener Frequenz, die mittels der Weiche so verteilt werden, daß der Regelheizstrom nur über den Heizer fließen kann, während der Kompensationsstrom einer anderen Frequenz sowohl den Heizer als auch das Kompensationsnetzwerk durchfließen kann. Dadurch wird erreicht, daß zu jeder Umgebungstemperatur eine bestimmte Kompensationsleistung gehört.It is advisable to use two heating currents of different frequencies, which are distributed by means of the switch in such a way that the control heating current only flows through the heater can flow while the compensation current of a different frequency both the Heater as well as the compensation network can flow through. This achieves that for every ambient temperature a certain compensation performance belongs.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltung nach der Erfindung, bei dem als Regelheizstrom ein Gleichstrom Jr und als zusätzlicher Kompensationsstrom ein konstanter Wechselstrom i gewählt wird. Der Gleichstrom wird durch einen als Weiche dienenden Kondensator C daran gehindert, über das aus zwei Widerständen R1 und R, und einem direkt geheizten Thermistor R3 bestehende Kompensationsnetzwerk zu fließen; er fließt somit nur über den Heizerwiderstand Rh des indirekt geheizten Thermistors RT. Für den Wechselstrom dagegen bildet der Kondensator C keinen Widerstand, so daß sich der Wechselstrom also über den Heizerwiderstand Rh und das Kompensationsnetzwerk verzweigen kann.The figure shows an embodiment of the circuit according to the invention, in which a direct current Jr is used as the control heating current and as an additional compensation current a constant alternating current i is chosen. The direct current is passed through an as Soft serving capacitor C prevented from crossing the two resistors R1 and R, and a directly heated thermistor R3 compensation network to flow; it therefore only flows through the heater resistor Rh of the indirectly heated one Thermistor RT. For the alternating current, on the other hand, the capacitor C forms no resistance, so that the alternating current is via the heater resistor Rh and the compensation network can branch.

Natürlich kann diese Kompensationsmethode auch zur Kompensation von direkt geheizten Thermistoren verwendet werden.Of course, this compensation method can also be used to compensate for directly heated thermistors can be used.

Wird der Regelheizstrom und der Kompensationsstrom zwei galvanisch getrennten Heizern oder der Thermistorpille und dem Heizer zugeführt, so wirkt die galvanische Trennung als Weiche, und man kann die Frequenzen beliebig wählen, d. h. auch zwei Gleichströme verwenden.If the control heating current and the compensation current are two galvanic fed to separate heaters or the thermistor pill and the heater, this is how the galvanic separation as a switch, and the frequencies can be chosen as desired, i. H. also use two direct currents.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Schaltung zur Kompensation des Einflusses der Umgebungstemperatur auf einen insbesondere indirekt geheizten Regelthermistor mit Hilfe eines Kompensationsnetzwerkes, bestehend aus ohmschen Widerständen und einem direkt geheizten Thermistor, die derselben Umgebungstemperatur ausgesetzt sind wie der Regelthermistor, d a -durch gekennzeichnet, daß zwei voneinander unabhängige Heizleistungen verwendet werden, die über eine Weiche so verteilt werden, daß die eine Heizleistung zum Regeln nur den Regelthermistor aufheizt, während die andere Heizleistung auf den Heizer des Regelthermistors und das Kompensationsnetzwerk verteilt wird. Claims: 1. Circuit to compensate for the influence of the Ambient temperature to an in particular indirectly heated control thermistor Using a compensation network, consisting of ohmic resistors and a directly heated thermistors exposed to the same ambient temperature as the control thermistor, d a -characterized in that two mutually independent Heating capacities are used, which are distributed over a switch so that the one heating output for controlling only heats up the control thermistor, while the other Heating power distributed to the heater of the control thermistor and the compensation network will. 2. Kompensationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Heizströme verschiedener Frequenz verwendet werden, die mittels einer Weiche so verteilt werden, daß der Regelheizstrom der einen Frequenz nur über den Heizer des Regelthermistors fließen kann, während der Kompensationsstrom der anderen Frequenz sowohl den Heizer als auch das Kompensationsnetzwerk durchfließen kann. 2. Compensation circuit according to claim 1, characterized in that two Heating currents of different frequencies are used, which by means of a switch so are distributed so that the control heating current of a frequency only over the heater of the Control thermistor can flow while the compensation current of the other frequency can flow through both the heater and the compensation network. 3. Kompensationsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelheizstrom als Gleichstrom (Jr) und der Kompensationsstrom als Wechselstrom (i) gewählt werden und daß ein Kondensator (C) als Weiche dient. 3. Compensation circuit according to claim 2, characterized in that the control heating current is a direct current (Jr) and the compensation current are selected as alternating current (i) and that a Capacitor (C) serves as a switch. 4. Kompensationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelheizstrom die Pille des Regelthermistors durchfließt, während der Kompensationsstrom die Parallelschaltung des Heizers und des Kompensationsnetzwerkes durchfließt und die galvanische Trennung zwischen Heizer und Thermistor die Funktion der Weiche übernimmt. 4. Compensation circuit according to claim 1, characterized characterized in that the regulating heating current flows through the pill of the regulating thermistor, while the compensation current is the parallel connection of the heater and the compensation network flows through and the galvanic separation between heater and thermistor function the switch takes over. 5. Kompensationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelthermistor mit zwei getrennten Heizern vorgesehen wird und die galvanische Trennung zwischen den Heizern die Funktion der Weiche übernimmt.5. Compensation circuit according to claim 1, characterized in that that a control thermistor is provided with two separate heaters and the galvanic Separation between the heaters takes over the function of the switch.
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