DE1217483B

DE1217483B - Unstetiger elektronischer Regler

Info

Publication number: DE1217483B
Application number: DEP32217A
Authority: DE
Inventors: Helmut Braeuning
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1963-07-17
Filing date: 1963-07-17
Publication date: 1966-05-26
Also published as: NL6407986A

Description

Unstetiger elektronischer Regler Die Erfindung betrifft einen unstetigen elektronischen Regler mit Meßbrücke und Rückführung, die bei Ansprechen des Schaltelementes richtungsabhän-gig derart zugeschaltet wird, daß sich in einem Brückenzweig dem Brückenstroni ein Rückführstrom überlagert.
Solche Rückführungen werden bei Reglern benutzt, um aus einem Zweipunktregler einen Proportionalregler bzw. einen Regler mit entsprechendem Zeitverhalten (P-, 1- oder D-Verhalten) herzustellen.
Es ist bekannt, thermische Rückführungen bei Temperaturreglern dadurch vorzunehmen, daß ein oder mehrere Thermoelemente in eine Heizwicklung eingewickelt werden, so daß durch Ein- oder Ausschaltung der Heizung eine entsprechende Rückführspannung aus den Thermoelementen erhalten wird. Das so erhaltene Rückführsignal kann auch abklingend sein, wenn schnelle und langsame Thermoelemente gegeneinander geschaltet werden. Bei Widerstandsmessungen wärmt man einen Widerstand mit großer Temperaturkonstante auf, so daß damit ein veränderlicher Widerstand in den Brückenkreis eingeschaltet wird.
Auch ist es bereits bekannt, an Stelle dieser indirekten Beeinflussung eines Brückenzweiges eine direkte vorzunehmen.
Solche Anordnungen weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. So ist z. B. die Verstimmung der Brücke durch Änderung eines Brückenwiderstandes recht umständlich. Ferner ergeben sich für Ein- und Ausschaltvorgang unterschiedliche Zeitkonstanten.
Darüber hinaus ist es erwünscht, den Rückführeinfluß variabel zu gestalten, um das Zeitverhalten den Erfordernissen der Regelstrecke anzupassen.
Elektronische Rückführungen erzeugen ein entsprechendes Rückführsignal auf elektrischem Wege, z. B. durch Aufladung von Kapazitäten über entsprechende Widerstände. Dieses Rückführsignal kann entsprechend in den Meß- und Regelkreis eingeschleust werden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die bei Brückenverstimmung auftretende Diagonalspannung über einen Differenzverstärker und einen Schaltverstärker ein Relais steuert, über dessen Arbeitskontakte eine Wechselspannung nach Gleichrichtung dem Emitter-Basis-Kreis eines Transistors zugeführt ist, dessen Emitterausgang mit einem Brückenzweig verbunden ist, und daß weiterhin über die Ruhekontakte des Relais ein Widerstand dem Eingang des genannten Transistors parallel schaltbar ist.
Daraus ergibt sich einmal der Vorteil, den Regler zu verschiedenen Verhaltensweisen, z. B. auch einem PD-Verhalten, zu veranlassen. Darüber hinaus ist auch eine Angleichung der Anstiegs- und Abfallzeiten auf einfache Weise möglich. Schließlich ist auch das Zeitverhalten der vorgeschlagenen Anordnung günstiger als das der bekannten Schaltungen, da bei jenen die thermischen Zeitkonstanten, z. B. der aufzuheizenden Widerstände, nicht leicht verändert werden können.
Auch ruft der Rückführstrom bei einer Anordnung gemäß der Erfindung bei niedrigen Meßtemperaturen eine geringere scheinbare Brückenverstimmung hervor als bei höheren Temperaturen. Daraus folgt, daß der Rückführeinfluß prozentual, d. h. auf den Sollwert bezogen, fast gleichbleibt, also eine über den gesamten Regelbereich nahezu gleichbleibende Regelgüte gewährleistet. Der den Meßfühler zusätzlich durchfließende Rückführstroni ist außerdem so gering, daß eine dadurch bedingte zusätzliche Erwärmung des Fühlers unbedingt vermieden wird die zu einer Meßwertfälschung führen würde.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben.
Der Temperaturfühler R, bildet zusammen mit den WiderständenR.-R2-R., R4 und R7 eine Eingangsbrückenschaltung, der über die Vorwiderstände R, und R, die Betriebsspannung zugeführt wird. Durch überlagem des Rückführsignals und des Brückenstromes wird eine scheinbare Brückenverstimmung hervorgerufen, die der Verstimmung durch Widerstandsänderung des Istwertgebers entgegenwirkt und diese teilweise oder ganz aufhebt. Dies geschieht nach einer entsprechenden Zeitfunktion, wodurch der Regler das gewünschte Verhalten bekommt. Die Klemmen b2 und b3 gestatten ein leichtes Auswechseln des Fühlers R6, Der veränderbare Widerstand Ri dient der Einstellung des gewünschten Sollwertes. An den VerbIndungspunkten der BrückenwiderständeR.-R7 und R.-R6 wird die temperaturabhängige Diagonalspannung abgenommen und den Transistoren T, und T2 des Differenzverstärkers zugefährt. Der nachfolgende Schaltverstärker SY steuert das Relais S, mit den Kontakten ai-a.. Die Kontakte a4-a" dienen dem eigentlichen Regelvorgang, während die Kontakte a.-a. der Schaltung der Rückführung vorbehalten sind.
Die Gleichspannungsversorgung der Eingangsbrücke und der Transistoren erfolgt aus dem Netzteil N über dessen Kle men NI und N.. Dem gleichen Netzteil wird außerdem über die KlemmenN3 und N4 eine Wechselspannung entnommen. Der eine Pol führt über den StufenschalterS, und die Gleichrichterschaltung D.-c. zum Kontakt a. des Relais S,_, während der andere Pol sowohl der genannten Gleichrichterschaltung als auch dem Relaiskontakt al zugeführt wird. Bei geschlossenen Relaiskontakten a2-a3 wird die gewonnene Gleichspannung dem Emitter (über Rl") und der Basis des Transistors T, zugeführt.
Um nun ein Rückführsignal zu erhalten, das sowohl für Anstieg als auch für Abfall ein ähnliches Zeitverhalten schafft, wird über die Kontakte al und a. des Relais S, der Ladewiderstand R 7 des Kondensators C2 dem Eingangswiderstand des in Kollektorschaltung betriebenen Transistors T3 parallel geschaltet.
Der bereits erwähnte Stufenschalter S2 ermöglicht, den Rückführungsgrad stufenweise zu verändern, wodurch sich für Stellung I ein starker Einfluß, Stellung 11 ein mittlerer Einfluß, StellunglI1 ein geringer Einfluß StellungIV kein Einfluß ergibt. Die auf diese Weise erzeugte Rückführspannung wird dem Transistor T, zugeführt und erzeugt einen eingeprägten Strom, der dem Ausgangskreis der Meßbrücke zugeführt wird und somit über dem Meßwiderstand R , einen Spannungsabfall erzeugt. Dieser Spannungsabfall ist abhängig von der Größe des Meßwiderstandes, bei der Verwendung eines Widerstandsthermometers also abhängig von der gemessenen Temperatur, so daß ein günstiges, vom Ist-Wert abhängiges Rückführsignal entsteht. Durch Gegeneinanderschalten einer schnell und einer langsam wirkenden Rückführung bzw. durch Verwendung einer differenzierenden RC-Schaltung kann auch ein abklingendes Rückführsignal erzeugt werden.
Außerdem ist es möglich, bei Reglern mit mehreren Stufen, jeder Stufe eine getrennte, gegebenenfalls in entgegengesetzter Richtung wirkende Rückführung zuzuordnen.

Claims

Patentansprüche: 1. Unstetiger elektronischer Regler mit Meßbrücke und Rückführung, die bei Ansprechen des Schaltelementes richtungsabhängig derart zugeschaltet wird, daß sich in einem Brückenzweig dem Brückenstrom ein Rückführstrom überlagert, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Brückenverstimmung auftretende Diagonalspannung über einen Differenzverstärker (T., T2) und einen Schaltverstärker (SV) ein Relais (S1) steuert, über dessen Arbeitskontakte (a2, a.) eine Wechselspannung (N., N4) nach Gleichrichtung (D ) dem Emitter-Basis-Kreis eines Transistors (##) zugeführt ist, dessen Emitterausgang mit einem Brückenzweig verbunden ist, und daß weiterhin über die Ruhekontakte (a" a.) des Relais (S,) ein Widerstand (R 17 ) dem Eingang des genannten Transistors (T.) parallel schaltbar ist.
2. Unstetiger elektronischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Emitterstrom des Transistors (T.) durchflossene Brückenzweig wenigstens einen Temperaturfühler (R.) enthält. 3. Unstetiger elektronischer Regler nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Rückführeinflusses durch einen Stufenschalter (S2) wählbar ist. 4. Unstetiger elektronischer Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Rückführeinflusses, durch einen veränderbaren Widerstand kontinuierlich einstellbar ist. 5. Unstetiger elektronischer Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Gegeneinanderschaltung einer schnell und einer langsam wirkenden Rückführung. 6. Unstetiger elektronischer Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung einer differenzierenden RC-Schaltung im Rückführkreis. 7. Unstetiger elektronischer Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Grenzwert eine getrennte und gegebenenfalls entgegengesetzt wirkende Rückführung zugeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 746 949; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1734 273; schweizerische Patentschrift Nr. 289 513.