DE1205186B - Resistance bridge circuit for a self-balancing compensator - Google Patents
Resistance bridge circuit for a self-balancing compensatorInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
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Deutsche Kl.: 2Ie-32German class: 2Ie-32
1205 186
S86894IXd/21e
26. August 1963
18. November 19651205 186
S86894IXd / 21e
August 26, 1963
November 18, 1965
Es ist bekannt, die Kompensationsspannung, die in einem selbstabgleichenden Kompensator einer Meßspannung entgegengeschaltet wird, einer Widerstandsbrückenschaltung zu entnehmen. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art enthält die Brückenschaltung ein lineares Potentiometer, dessen Abgriff von einem Abgleichmotor so lange bewegt wird, bis die abgegriffene Brückenspannung der Meßspannung gleich ist. Der Abgleichmotor wird dabei von der Differenz zwischen der Meßspannung und der Kompensationsspannung angetrieben. Die Differenzspannung wird üblicherweise mit Hilfe eines sogenannten Nullverstärkers verstärkt. Die bekannte Anordnung hat verschiedene Mängel, die bis jetzt den Einsatz selbstabgleichender Kompensatoren für manche Aufgaben bzw. Meßbereiche stark behindert haben.It is known, the compensation voltage, which in a self-balancing compensator a Measurement voltage is switched in the opposite direction, to be taken from a resistance bridge circuit. With a well-known Device of this type, the bridge circuit contains a linear potentiometer, whose tap is moved by a balancing motor until the tapped bridge voltage of the measuring voltage is equal to. The adjustment motor is based on the difference between the measurement voltage and the compensation voltage driven. The differential voltage is usually calculated with the help of a so-called Amplified zero amplifier. The known arrangement has various shortcomings that have been in use until now self-balancing compensators have severely hindered some tasks or measuring ranges.
Es kommt z. B. bei einer bekannten Einrichtung der oben beschriebenen Art vor, daß der Schleifer des Potentiometers durch Staub oder Oxydationsprodukte so stark verschmutzt, daß der elektrische Kontakt unterbrochen ist. Infolge der Eigenart der Schaltung erhält dann der Nullverstärker keine Eingangsspannung und der Abgleichmotor wird nicht bewegt. Dies entspricht dem gleichen Betriebszustand wie er nach einem erfolgten Abgleich besteht. Der Fehler wird also durch den Kompensator nicht angezeigt. Auf diese Weise sind Fehlmessungen möglich.It comes z. B. in a known device of the type described above that the grinder of the potentiometer so heavily soiled by dust or oxidation products that the electrical contact is interrupted. Due to the nature of the circuit, the zero amplifier then receives no input voltage and the adjustment motor is not moved. This corresponds to the same operating status as it exists after a calibration has been carried out. The mistake is therefore not displayed by the compensator. In this way, incorrect measurements are possible.
Ein anderer Nachteil der bekannten Brückenschaltung besteht darin, daß Kontakt- und Thermospannungen, die am beweglichen Schleifer des Potentiometers auftreten, im Kompensationskreis liegen und vor allem bei Messungen im unteren Spannungsbereich zu erheblichen Fehlern führen. Another disadvantage of the known bridge circuit is that contact and thermal voltages, that occur on the movable wiper of the potentiometer are in the compensation circle and lead to considerable errors, especially when measuring in the lower voltage range.
Die Erfindung betrifft eine Widerstandsbrückenschaltung, der die obengenannten Mängel nicht mehr anhaften. Die Schaltung dient zur Erzeugung der Kompensationsspannung für einen selbstabgleichenden Kompensator mit mindestens einem Potentiometer, dessen von einem Abgleichmotor verschiebbarer Abgriff ein Zweigpunkt der Widerstandsbrücke darstellt.The invention relates to a resistor bridge circuit which eliminates the above-mentioned deficiencies cling. The circuit is used to generate the compensation voltage for a self-balancing Compensator with at least one potentiometer, the latter of which can be displaced by a balancing motor Tap represents a branch point of the resistor bridge.
Gemäß der Erfindung ist die Brückenanordnung dadurch gekennzeichnet, daß zwei festliegende diagonale Zweigpunkte der Brückenschaltung die Kompensationsspannungen liefern und in die andere den verschiebbaren Abgriff enthaltende Brückendiagonale ein vorzugsweise geprägter Ström eingespeist ist.According to the invention, the bridge arrangement is characterized in that two fixed diagonal Branch points of the bridge circuit supply the compensation voltages and in the other the Slidable tap containing bridge diagonal a preferably shaped stream is fed.
Von einer Speisung der Widerstandsbrücke mit einem eingeprägten Strom kann abgesehen werden, wenn der Kompensator zusammen mit passiven Meßwertgebern verwendet wird, die in Serie mit dem Kompensator aus einer gemeinsamen Quelle gespeistA supply of the resistor bridge with an impressed current can be dispensed with, when the compensator is used with passive transducers in series with the Compensator fed from a common source
Widerstandsbrückenschaltung für einen
selbstabgleichenden KompensatorResistance bridge circuit for one
self-balancing compensator
Anmelder:Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,Berlin and Munich,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Munich 2, Wittelsbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dipl.-Ing. Dr. Klaus Horn, KarlsruheDipl.-Ing. Dr. Klaus Horn, Karlsruhe
werden. Dabei ist es gewährleistet, daß das Verhältnis der Speisespannungen der Meßwertgeber und des Kompensators gleichbleibt.will. It is ensured that the ratio of the supply voltages of the transducer and the Compensator remains the same.
Wird bei der Brückenanordnung nach der Erfindung der Schleifkontakt des Potentiometers unterbrochen, so liegt am Eingang des Nullverstärkers ein wesentlicher Teil der Meßspannung ohne die ihr entgegenwirkende Kompensationsspannung. Der Abgleichmotor wird deshalb in eine Endlage gefahren; somit wird die Kontaktunterbrechung am Potentiometer durch den Kompensator selbst angezeigt. Fehlmessungen auf Grund einer Kontaktunterbrechung beim Potentiometer sind deshalb ausgeschlossen. Die Speisestromquelle für den geprägten Strom verursacht außerdem an der Unterbrechungsstelle eine derart hohe Spannung, daß durch Oxydation oder Staub verursachte Unterbrechungen in den meisten Fällen ausgebrannt und damit geheilt werden.If the sliding contact of the potentiometer is interrupted in the bridge arrangement according to the invention, so a substantial part of the measuring voltage is at the input of the zero amplifier without its counteracting compensation voltage. The adjustment motor is therefore moved to an end position; thus the interruption of contact on the potentiometer is indicated by the compensator itself. Incorrect measurements due to an interruption in contact with the potentiometer are therefore excluded. the Supply current source for the impressed current also causes a at the point of interruption voltage so high that oxidation or dust breaks in most of them Cases are burned out and thus cured.
Die am Potentiometerschleifer weiterhin auftretenden Kontakt- und Thermospannungen liegen bei der Brückenanordnung nach der Erfindung nicht mehr im Kompensationskreis und beeinflussen daher die Messung nicht mehr.The contact and thermal voltages still occurring on the potentiometer wiper are at Bridge arrangement according to the invention no longer in the compensation circuit and therefore affect the Measurement no longer.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung gegenüber der bekannten Anordnung ist darin zu sehen, daß der Ausgangswiderstand der Brückenanordnung nicht von der Abgriffstellung abhängt, sondern konstant ist. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Einstellzeit des selbstabgleichenden Kompensators aus. Außerdem kann der Ausgang der Brückenanordnung belastet werden, ohne daß ein Linearitätsfehler eintritt. Dieser Umstand kann für eine einfache Meßbereichsumschaltung durch Einschalten entsprechender Belastungswiderstände ausgenutzt werden. Diese Art der Meßbereichsumschaltung ist insofern günstig, als der Innenwiderstand der Brückenanordnung mit klei-Another advantage of the invention over the known arrangement is the fact that the The output resistance of the bridge arrangement does not depend on the tap position, but is constant is. This has an advantageous effect on the setting time of the self-balancing compensator. aside from that the output of the bridge arrangement can be loaded without a linearity error occurring. This Factor can be used for a simple switching of the measuring range by switching on the appropriate load resistors be exploited. This type of measuring range switching is beneficial in that the internal resistance of the bridge arrangement with small
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ner werdendem Meßbereich auch kleiner wird und damit der Kompensator immer eine günstige Anpassung an das Meßobjekt aufweist.As the measuring range becomes smaller, the compensator is always a favorable adaptation having on the test object.
Es ist zwar bekannt, bei einer Wheatstonschen Brücke die Speisediagonale mit der Meßdiagonalen zu vertauschen. Diese bekannte Vertauschungsmöglichkeit gibt jedoch keinen Hinweis auf die Erfindung, weil bei der Wheatstonschen Brücke das Problem der Kontaktunterbrechung an einem Potentiometerabgriff und die dadurch bedingte Fehlmessung nicht auftritt.It is known that in a Wheatstone bridge the food diagonal and the measuring diagonal to swap. However, this known possibility of exchange does not indicate the invention, because with the Wheatstone bridge the problem of the contact break at a potentiometer tap and the resulting incorrect measurement does not occur.
Es ist auch der sogenannte Dießelhorst-Kompensator bekannt, dessen Hauptmerkmal in mindestens einem Doppelpotentiometer besteht, dessen Abgriffe starr miteinander gekuppelt sind. Bei diesem bekannten Kompensator wird auch die die Potentiometerabgriffe einschließende Diagonale als Speisediagonale benutzt, während die Kompensationsspannung einer Diagonalen mit festen Zweigpunkten entnommen wird. Die Schaltung nach Dießelhorst ist jedoch für einen selbstabgleichenden Kompensator nicht anwendbar, weil für einen bei diesen Kompensatoren üblichen großen Bereich Doppelpotentiometer mit strenger Linearität nur unter größtem Aufwand zu verwirklichen sind.The so-called Dießelhorst compensator is also known, the main feature of which is at least consists of a double potentiometer, the taps of which are rigidly coupled to one another. With this well-known The diagonal including the potentiometer taps is also used as a compensator as the feed diagonal used, while the compensation voltage is taken from a diagonal with fixed branch points will. However, the circuit according to Dießelhorst cannot be used for a self-balancing compensator. because for a large range, which is usual with these expansion joints, double potentiometers with strict linearity can only be achieved with great effort.
Die Brückenschaltung nach der Erfindung kann zweckmäßig noch erweitert werden, um eine Nullpunktumschaltung. Dies geschieht dadurch, daß der zweite Zweigpunkt der Speisediagonale zwischen den Verbindungspunkten mehrerer Brückenwiderstände umschaltbar ist.The bridge circuit according to the invention can expediently be expanded to include a zero point switchover. This is done by the fact that the second branch point of the food diagonal between the Connection points of several bridge resistors can be switched.
Die Brückenschaltung kann auch aus zwei Potentiometern aufgebaut sein, deren Abgriffe die beiden Speisepunkte der Brücke darstellen. Parallel zu jedem Potentiometer können zwei in Serie geschaltete Widerstände liegen. Mit Hilfe von Umschaltern kann der Speisestrom von einem der Potentiometerabgriffe auf den Verbindungspunkt zwischen den beiden dem Potentiometer parallelliegenden Serienwiderständen geschaltet werden. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise verwendbar für eine elektrische Wiegeeinrichtung unter Einbeziehung des Taragewichtes.The bridge circuit can also be constructed from two potentiometers, the two of which are tapped off Represent the feed points of the bridge. In parallel to each potentiometer, two series-connected Resistances lie. With the help of changeover switches, the supply current from one of the potentiometer taps to the connection point between the two series resistors that are parallel to the potentiometer be switched. Such an arrangement can be used, for example, for an electric weighing device taking into account the tare weight.
Der Erläuterung der Erfindung dienen vier Figuren. Four figures serve to explain the invention.
Fig. 1 stellt eine Widerstandsbrückenschaltung nach dem Stand der Technik dar;Fig. 1 illustrates a prior art resistor bridge circuit;
Fig. 2 zeigt die Widerstandsbrückenschaltung nach der Erfindung; in denFig. 2 shows the resistor bridge circuit according to the invention; in the
Fig. 3 und 4 sind erweiterte Brückenschaltungen nach der Erfindung dargestellt.FIGS. 3 and 4 show expanded bridge circuits according to the invention.
In Fi g. 1 ist mit 1 eine Widerstandsbrückenschaltung gezeigt, die über festliegende Diagonalpunkte a, b an eine Spannungsquelle 2 angeschlossen ist. An Diagonalpunkten c und d wird eine Kompensationsspannung abgegriffen. Der Diagonalpunkt d stellt den Abgriff eines Potentiometers dar, der mit Hilfe eines Abgleichmotors 3 bewegt wird. Der Abgleichmotor wird über einen Verstärker 4 von der Differenzspannung zwischen einer zu messenden Spannung UM und der Kompensationsspannung UK gesteuert. Der Abgleichmotor läuft so lange, bis der Abgriff eine Stellung erreicht hat, in der die Kompensationsspannung genau der Meßspannung entspricht, die den Motor steuernde Differenzspannung am Eingang des Verstärkers also Null geworden ist. Ist der elektrische Kontakt am Diagonalpunkt d durch Verschmutzung oder Oxydation des Schleifers unterbrochen, so erhält der Motor keine Steuerspannung mehr. Er bleibt also in der gerade eingenommenen Stellung stehen. Dieser Fall kann vom Abgleichfall nicht unterschieden werden. An der F i g. 1 ist auch zu sehen, daß Kontakt- und Thermospannungen am Diagonalpunkt d im Kompensationskreis liegen und daduch das Meßergebnis verfälschen können.In Fi g. 1, 1 shows a resistance bridge circuit which is connected to a voltage source 2 via fixed diagonal points a, b. A compensation voltage is tapped at diagonal points c and d. The diagonal point d represents the tap of a potentiometer which is moved with the aid of a trimming motor 3. The adjustment motor is controlled via an amplifier 4 from the differential voltage between a voltage U M to be measured and the compensation voltage U K. The adjustment motor runs until the tap has reached a position in which the compensation voltage corresponds exactly to the measurement voltage, i.e. the differential voltage controlling the motor at the input of the amplifier has become zero. If the electrical contact at the diagonal point d is interrupted due to contamination or oxidation of the wiper, the motor no longer receives any control voltage. So he remains in the position he has just assumed. This case cannot be distinguished from the comparison case. At the F i g. 1 it can also be seen that contact and thermal stresses at the diagonal point d lie in the compensation circle and can therefore falsify the measurement result.
Die Fig. 2 zeigt eine selbstangleichende Kompensationsschaltung, bei der die Brückenanordnung nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Gleiche Bauelemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Widerstandsbrükkenanordung 1 wird im Gegensatz zum Bekannten über die Diagonalpunkte c, d mit einem vorzugsweise geprägten Strom / gespeist. Die Kompensationsspannung dagegen wird den Diagonalpunkten der Brükkenschaltung α und b entnommen. Es ist aus der Zeichnung zu erkennen, daß bei Kontaktunterbrechungen im Punkt d am Eingang des Verstärkers 4 ein erheblicher Teil der Meßspannung UM liegt, die den Motor 3 in eine Endlage treibt, und damit die vorliegende Störung zu erkennen gibt. Weiterhin ist zu ersehen, daß die Kontakt- und Thermospannungen am Schleifer nicht im Kompensationskreis liegen und deshalb das Meßergebnis nicht verfälschen können.Fig. 2 shows a self-adjusting compensation circuit using the bridge arrangement according to the present invention. The same components are provided with the same reference symbols in the figures. In contrast to what is known, the resistance bridge arrangement 1 is supplied with a preferably impressed current / via the diagonal points c, d. The compensation voltage, on the other hand, is taken from the diagonal points of the bridge circuit α and b . It can be seen from the drawing that if the contact is interrupted at point d at the input of the amplifier 4, a considerable part of the measuring voltage U M is present, which drives the motor 3 into an end position, and thus reveals the disturbance present. It can also be seen that the contact and thermal voltages on the wiper are not in the compensation circle and therefore cannot falsify the measurement result.
In Fig. 3 ist eine erweiterte Widerstandsbrückenanordnung dargestellt. Mit Hilfe eines Schalters S2 ist auch der zweite Speisepunkt umschaltbar. Er dient zur Veränderung des Nullpunktes des Kompensators. Ein weiterer Umschalter S1 dient dazu, die Brückenschaltung 1 mit verschiedenen Lastwiderständen zu belasten. Diese Maßnahme kommt einer Umschaltung des Meßbereiches des Kompensators gleich. Die Kompensationsspannung wird an den Klemmen α und b entnommen.In Fig. 3, an expanded resistor bridge arrangement is shown. The second feed point can also be switched with the aid of a switch S 2. It is used to change the zero point of the compensator. Another changeover switch S 1 is used to load the bridge circuit 1 with various load resistances. This measure is equivalent to switching over the measuring range of the compensator. The compensation voltage is taken from terminals α and b.
In F i g. 4 besteht die Widerstandsbrückenschaltung im wesentlichen aus zwei Potentiometern F1 und P2, die gegebenenfalls mit Vorwiderständen Rv die Brückenschaltung bilden. Über Umschalter^ und K2 können die Abgriffe der Potentiometer P1 und P2 von einem vorzugsweise geprägten Strom/ gespeist werden. Die Umschalter können aber auch den Speisestrom zwischen zwei den Potentiometern parallelliegenden Serienwiderständen einspeisen. Die in F i g. 4 dargestellte Brückenanordnung wird bei einem selbsttätigen Kompensator verwendet, der Bestandteil einer Wiegeeinrichtung mit automatischer Tarierung ist.In Fig. 4, the resistance bridge circuit consists essentially of two potentiometers F 1 and P 2 , which optionally form the bridge circuit with series resistors R v. The taps of the potentiometers P 1 and P 2 can be fed by a preferably impressed current / via changeover switches ^ and K 2. The changeover switches can also feed the supply current between two series resistors that are parallel to the potentiometers. The in F i g. The bridge arrangement shown in FIG. 4 is used in an automatic compensator which is part of a weighing device with automatic taring.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DES86894A DE1205186B (en) | 1963-08-26 | 1963-08-26 | Resistance bridge circuit for a self-balancing compensator |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE1205186B true DE1205186B (en) | 1965-11-18 |
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Family Applications (1)
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DES86894A Pending DE1205186B (en) | 1963-08-26 | 1963-08-26 | Resistance bridge circuit for a self-balancing compensator |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1205186B (en) |
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1963
- 1963-08-26 DE DES86894A patent/DE1205186B/en active Pending
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