DE1182873B - Linear temperature measuring circuit - Google Patents
Linear temperature measuring circuitInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: GOIkBoarding school Kl .: GOIk
Deutsche Kl.: 42 i- 7/01 German class: 42 i- 7/01
Nummer: 1182 873Number: 1182 873
Aktenzeichen: H 44544IX b/42 iFile number: H 44544IX b / 42 i
Anmeldetag: 5. Januar 1962 Filing date: January 5, 1962
Auslegetag: 3. Dezember 1964Opening day: December 3, 1964
Die Erfindung bezieht sich auf eine linear anzeigende, mindestens einen Temperaturmeßwiderstand mit linearer Charakteristik in Brückenschaltung aufweisende Temperaturmeßschaltung mit einem der Meßbrücke zum Zwecke der Anzeigelinearisierung vorgeschalteten Netzwerk.The invention relates to a linearly indicating, at least one temperature measuring resistor with a linear characteristic in a bridge circuit having temperature measuring circuit with one of the Measuring bridge for the purpose of display linearization upstream network.
Es sind schon solche Temperaturmeßschaltungen ohne vorgeschaltetes Netzwerk bekanntgeworden, bei welchen die Linearität der Anzeigecharakteristik durch entsprechende Bemessung der Widerstände der Meßbrücke angestrebt wird, wobei jedoch eine lineare Anzeigecharakteristik nur annäherungsweise und nur in einem begrenzten Meßbereich erreicht wird.Such temperature measuring circuits without an upstream network have already become known at which the linearity of the display characteristics by appropriate dimensioning of the resistances of the Measuring bridge is sought, but a linear display characteristic only approximately and only is achieved in a limited measuring range.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, eine angenäherte Linearisierung einer Meßanordnung durch Zwischenschaltung eines Netzwerkes, z. B. eines Vorwiderstandes oder eines T-Gliedes zwischen Spannungsquelle und Meßanordnung, zu erreichen. Durch das zwischengeschaltete Netzwerk wird ebenfalls nur über einen begrenzten Meßbereich eine Korrektur der Anzeigecharakteristik erreicht.An approximate linearization of a measuring arrangement has also already been proposed by interposing a network, e.g. B. a series resistor or a T-link between Voltage source and measuring arrangement to achieve. The intermediary network will also A correction of the display characteristics can only be achieved over a limited measuring range.
Außerdem ist es an sich bekannt, eine nicht lineare Anzeigecharakteristik mittels einer zwischengeschalteten Brücke zu korrigieren, d. h., die Charakteristik soll auch hier so geändert werden, daß über einen begrenzten Meßbereich eine praktische Linearisierung erreicht wird.In addition, it is known per se, a non-linear display characteristic by means of an intermediate Correct bridge, d. This means that the characteristic should also be changed here so that a a practical linearization is achieved in a limited measuring range.
Von diesen bekannten Schaltungen unterscheidet sich die erfindungsgemäße Temperaturmeßschaltung dadurch, daß die Temperaturmeßbrücke im Diagonal-, zweig einer der gleichgerichteten Wechselstrom liefernden Speisespannungsquelle nachgeschalteten zweiten Brücke mit je einem temperaturunabhängigen Widerstand in drei Brückenzweigen und mindestens einem Gleichrichter im vierten Brückenzweig liegt und daß die Widerstände der zwischengeschalteten Brücke derart bemessen sind, daß die Diagonalspannungscharakteristik der Zwischenbrücke in Abhängigkeit von der Belastungsänderung durch die Meßbrücke von der Linearität in gleicher Größe, aber entgegengesetzter Richtung abweicht wie die ohne die Zwischenbrücke sich einstellende Anzeigecharakteristik der Meßbrücke. Auf diese Weise kann hier über einen beliebig großen Meßbereich eine genaue Linearisierung der Anzeigecharakteristik erreicht werden.The temperature measuring circuit according to the invention differs from these known circuits in that the temperature measuring bridge is in the diagonal branch of a second, downstream of the rectified alternating current supplying supply voltage source Bridge with one temperature-independent resistor each in three bridge branches and at least a rectifier in the fourth branch of the bridge and that the resistances of the intermediate Bridge are dimensioned such that the diagonal voltage characteristics of the intermediate bridge as a function from the change in load due to the measuring bridge from the linearity in the same size, but deviates in the opposite direction as the display characteristic which occurs without the intermediate bridge the measuring bridge. In this way, a precise linearization of the display characteristics can be achieved.
Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing.
F i g. 1 ist ein Schaltungsschema einer Ausführungsform; F i g. 1 is a circuit diagram of an embodiment;
Fig. 2 ist eine Kurve der verschiedenen Elemente; Figure 2 is a graph of the various elements;
Linear anzeigende TemperaturmeßschaltungLinear temperature measuring circuit
Anmelder:Applicant:
Hagan Pneutronics S. A., Genf (Schweiz)Hagan Pneutronics S. A., Geneva (Switzerland)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Phys. H. Schroeter, Patentanwalt,
ίο München 5, Papa-Schmid-Str. 1Dipl.-Phys. H. Schroeter, patent attorney,
ίο Munich 5, Papa-Schmid-Str. 1
Als Erfinder benannt:
Emil Joseph Poshadel, Mt. Lebanon, Pa.,
1S George Eibin Phillips, Craftön, Pa. (V. St. A.)Named as inventor:
Emil Joseph Poshadel, Mt. Lebanon, Pa.,
1 S George Eibin Phillips, Craftön, Pa. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 9. März 1961 (94 593)V. St. v. America March 9, 1961 (94 593)
F i g. 3 ist ein Schnitt durch eine Sonde, welche die temperatürabhängigen Widerstände trägt.F i g. Fig. 3 is a section through a probe showing the temperature-dependent resistances.
In der Zeichnung ist eine Eiagangsbrückenschal·- tang 10, eine temperatturempfindliche Brückenschaltung 11 und eine Kraftquelle 12 veranschaulicht. In the drawing, an egg-passage bridge shell 10, a temperature-sensitive bridge circuit 11 and a power source 12 are illustrated.
Die Kraftquelle 12 liefert einön HQ- bis 120-Volt-Wechselstrom an den Klemmen 13 und 14 der Primärwicklung 15 des Transformators 16. Die Sekundärwicklung 17 ist mit der Brückenschaltung 10 über eine Diode 18 und einem Filterkreis verbunden, der den Widerstand 19 (750 Ohm) und die Kondensatoren 20 und 21 (jeder 20 Mikrofarad) enthält. Ein Zweig der Brückenschaltung 10 ist mit Zenerdioden 22 und die anderen Zweige mit Widerständen 23, 24 und 25 versehen, die so ausgewählt sind, daß sie den inneren Widerstand der Dioden 22 ausgleichen.The power source 12 supplies a high-voltage to 120 volt alternating current to the terminals 13 and 14 of the primary winding 15 of the transformer 16. The secondary winding 17 is connected to the bridge circuit 10 via a diode 18 and a filter circuit, the resistor 19 (750 ohms ) and capacitors 20 and 21 (20 microfarads each). One branch of the bridge circuit 10 is provided with Zener diodes 22 and the other branches with resistors 23, 24 and 25 which are selected in such a way that they compensate for the internal resistance of the diodes 22.
Die temperaturempfindliche Brückenschaltung 11 ist mit zwei Sensistoren 26 und 27 (stark temperaturempfindliche Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten) in gegenüberliegenden Brückenzweigen und mit Ausgleichswiderständen 28 und 29 (700 Ohm) in jedem der anderen Zweige versehen. Der Ausgang von der Brückenschaltung 10 wird auf die Brückenschaltung 11 auf eine Klemme 30 zwischen Sensistor 26 und Widerstand 29 und die Klemme 31 zwischen Sensistor 27 und Widerstand 28 geliefert. Ein Widerstand 32 (400 Ohm) kann in eine der Speiseleitungen von der Brücke 10 zur Brückeil angeordnet sein, um eine Betonung des Spannungsabfalles an der Brückenschaltung 10 zu bewirken. Der Ausgang derThe temperature-sensitive bridge circuit 11 is provided with two sensors 26 and 27 (highly temperature-sensitive resistors with positive temperature coefficients) in opposite bridge branches and with balancing resistors 28 and 29 (700 ohms) in each of the other branches. The output from the bridge circuit 10 is supplied to the bridge circuit 11 on a terminal 30 between sensistor 26 and resistor 29 and the terminal 31 between sensistor 27 and resistor 28. A resistor 32 (400 ohms) can be arranged in one of the feed lines from the bridge 10 to the bridge part in order to emphasize the voltage drop across the bridge circuit 10 . The outcome of the
40« 730/15640 «730/156
Brückenschaltung 11 wird von der Klemme 33 zwischen dem Sensistor26 und Widerstand 28 und der Klemme 34 zwischen dem Sensistor27 und Widerstand 29 auf eine Meß- oder Aufzeichnungsvorrichtung 35, wie ein registrierendes Amperemeter, übertragen. Bridge circuit 11 is connected to terminal 33 between Sensistor26 and resistor 28 and the Terminal 34 between the Sensistor27 and resistor 29 on a measuring or recording device 35, like a registering ammeter.
Vorteilhaft sind die Sensistoren 26 und 27 in das Ende eines hohlen rostfreien Stahlrohres 36 eingesetzt, das in einer Schutzsonde 36 a untergebracht ist, die sich in das Material erstreckt, dessen Temperatur zu bestimmen ist. Leiter 37, 38, 39 und 40 erstrecken sich von den Sensistoren durch das Rohr 36 für den Anschluß an die Klemmen 30, 31 und 33, 34 der Brückenschaltung 11. Die Sensistoren 26 und 27 sind vorteilhaft in das Ende des Rohres 36 in ein Gießharz eingebettet bzw. eingekapselt.The sensors 26 and 27 are advantageously inserted into the end of a hollow stainless steel tube 36, which is housed in a protective probe 36 a, which extends into the material, its temperature is to be determined. Conductors 37, 38, 39 and 40 extend from the sensors through the tube 36 for connection to terminals 30, 31 and 33, 34 of the bridge circuit 11. The sensors 26 and 27 are advantageously embedded or encapsulated in the end of the tube 36 in a casting resin.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ist die Kurve des Brückenschaltungsausganges mit konstanter Speisespannung und zwei linearen aktiven Sensistorelementen als A in F i g. 2 gezeigt. Die Kurve der Speisespannung an den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung 10 infolge der Brückenbelastung ist in Abhängigkeit von der Temperatur bei B gezeigt. Der lineare Ausgang an der Aufzeichnungsvorrichtung ist als Temperatur mit C bezeichnet.In the arrangement described above, the curve of the bridge circuit output with constant supply voltage and two linear active sensor elements is shown as A in FIG. 2 shown. The curve of the supply voltage at the output terminals of the bridge circuit 10 as a result of the bridge load is shown at B as a function of the temperature. The linear output on the recorder is labeled C as temperature.
Die vorstehend beschriebene Ablenkungsbrückenschaltung ergibt eine zur Brückenungleichheit proportionale Spannung (C). Um die größte Ungleichheit bei einer gegebenen Temperatur zu erreichen, sind zwei Sensistoren 26 und 27 mit hohen Temperaturkoeffizienten in gegenüberliegende Brückenzweige eingeschaltet. Da Sensistoren einen viel höheren, mit der Temperatur ansteigenden Temperaturkoeffizienten als normale Widerstandselemente haben, wird eine größere Brückenlinearität als mit normalen Widerständen erreicht. Die Benutzung von zwei Sensistoren in der Brückenschaltung 11 ergibt sowohl doppelte Linearitätskorrektion als auch doppelten Verstärkungsgrad. Da die Sensistoren einen positiven Temperaturkoeffizienten haben, stellt die Brückenschaltung 11 eine mit der Temperatur abnehmende Belastung der Kraftquelle dar. Der Charakter der Kraftquelle ist derart, daß sie nur durch Belastungsänderungen beeinflußt wird. Bei abnehmender Be lastung erhöht sich die der Brückenschaltung 11 zugeführte Spannung, und indem durch den Widerstand die Speisequellenimpedanz richtig an die Brückenimpedanz angepaßt wird, kann die der Brücke (Kurve B) zugeführte Spannung eingestellt werden, um Nichtlinearität der Brücke (Kurve A) zu kompensieren. Durch Benutzung der Zenerdioden 22 wird die Spannung von der Brückenschaltung 10 durch Temperatur- oder Wechselstromspeisespanmingsveränderungen nicht beeinflußt.The deflection bridge circuit described above yields a voltage (C) proportional to the bridge imbalance. In order to achieve the greatest inequality at a given temperature, two sensistors 26 and 27 with high temperature coefficients are connected in opposite bridge branches. Since sensistors have a much higher temperature coefficient that increases with temperature than normal resistor elements, a greater bridge linearity is achieved than with normal resistors. The use of two sensors in the bridge circuit 11 results in double the linearity correction as well as double the gain. Since the sensors have a positive temperature coefficient, the bridge circuit 11 represents a load on the power source that decreases with temperature. The character of the power source is such that it is only influenced by changes in the load. As the load decreases, the voltage supplied to the bridge circuit 11 increases, and by adjusting the supply source impedance correctly to the bridge impedance through the resistor, the voltage supplied to the bridge (curve B) can be adjusted to compensate for non-linearity of the bridge (curve A) . By using the zener diodes 22, the voltage from the bridge circuit 10 is not affected by changes in temperature or AC supply voltage.
Claims (2)
1. Linearly indicating, at least one temperature measuring resistor with linear characteristics in bridge circuit having temperature measuring circuit, with a network connected upstream of the measuring bridge for the purpose of display linearization, characterized in that the temperature measuring bridge in the diagonal branch of a rectified alternating current supplying supply voltage source connected downstream second bridge, each with a temperature-independent resistor in three bridge branches and at least one rectifier is located in the fourth bridge branch and that the resistances of the intermediate bridge are dimensioned in such a way that the diagonal voltage characteristic of the intermediate bridge, depending on the load change caused by the measuring bridge, deviates from the linearity in the same size but in the opposite direction as the one without the intermediate bridge adjusting display characteristics of the measuring bridge.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US9459361A | 1961-03-09 | 1961-03-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1182873B true DE1182873B (en) | 1964-12-03 |
Family
ID=22246050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1962H0044544 Pending DE1182873B (en) | 1961-03-09 | 1962-01-05 | Linear temperature measuring circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1182873B (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE848420C (en) * | 1940-02-08 | 1952-09-04 | Siemens Ag | Circuit for electrical equalization of a scale |
-
1962
- 1962-01-05 DE DE1962H0044544 patent/DE1182873B/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE848420C (en) * | 1940-02-08 | 1952-09-04 | Siemens Ag | Circuit for electrical equalization of a scale |
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