DE1224833B

DE1224833B - Schaltungsanordnung zur selbsttaetigen Auswahl der hoechsten Spannung mehrerer veraenderlicher Gleichspannungsquellen

Info

Publication number: DE1224833B
Application number: DESCH36379A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Adolf Kruessmann; Joachim Voss
Original assignee: Schoppe and Faeser GmbH
Current assignee: Schoppe and Faeser GmbH
Priority date: 1965-01-13
Filing date: 1965-01-13
Publication date: 1966-09-15
Also published as: NL6600161A; US3458812A; ES321590A1; BE674885A; GB1060355A; FR1463550A; CH436474A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GOIr

Deutsche Kl.: 2Ie-36/01

Nummer: 1224 833

Aktenzeichen: Sch 36379 IX d/21 e

Anmeldetag: 13. Januar 1965

Auslegetag: 15. September 1966

Bei Uberwachungs- und Regelanlagen liegt des öfteren die Aufgabe vor, mit einer selbsttätigen Schaltungsanordnung fortlaufend die höchste Spannung mehrerer veränderlicher Gleichspannungsquellen zu ermitteln.

Es ist bekannt, zur Lösung dieser Aufgabe ein Netzwerk aus Dioden und Widerständen zu verwenden. Diese Schaltung ist nur für zwei Spaimungsquellen vorgesehen. Sie versagt außerdem bei sehr geringen Spannungen, wie z. B. Thermospannungen, wegen der verhältnismäßig hohen Schwellspannung der Dioden.

Es gibt ferner Geräte, die aus einer veränderlichen Spannung den Maximalwert bestimmen und demzufolge als Spitzenwertmesser bezeichnet werden. Solche Geräte basieren auf einer Speichereinrichtung, die im wesentlichen aus einem Richtleiter und einem Kondensator besteht. Der Kondensator lädt sich über den Richtleiter auf die dem Gerät zugeführte höchste Spannung auf. Im allgemeinen ist noch eine Verstärkereinrichtung vorhanden, die es ermöglicht, die Spitzenspannung mit Hilfe eines Meßgerätes anzuzeigen. Für die selbsttätige Auswahl der höchsten Spannung mehrerer veränderlicher Gleichspannungsquellen sind diese Geräte jedoch nicht eingerichtet.

Die Erfindung bedient sich zur Lösung der gestellten Aufgabe der erwähnten Kondensator-Speichermethode in einer speziellen Schaltungsanordnung. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die An- Schlüsse, an denen die Gleichspannungsquellen liegen, nacheinander durch Relaiskontakte von durch einen Ringzähler betätigten Relais kurzzeitig an die Speichereinrichtung geschaltet werden und in der Zeitspanne zwischen Ende des ersten Zyklus des Ringzählers und Beginn des zweiten Zyklus eine vom Ringzähler ausgelöste monostabile Kippstufe mit Relaisausgang die Spannung des Speicherkondensators mit Hilfe des Relaiskontaktes auf einen weiteren Kondensator überträgt, an dem die elekirische Anzeige- oder Registriervorrichtung angeschlossen ist, und daß nach Zurückkippen der Kippstufe und damit Unterbrechung des Relaiskontaktes eine zweite, vom Ringzähler ausgelöste monostabile Kippstufe mit Relaisausgang noch vor Beginn des zweiten Zyklus durch ihren Relaiskontakt einen Widerstand kurzzeitig parallel zum Speicherkondensator schaltet.

Die Ermittlung des höchsten Spannungswertes erfolgt demnach diskontinuierlich, da die einzelnen Spannungsquellen in periodischer Folge entsprechend der Zykluszeit kurzzeitig erfaßt werden. Zur Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Auswahl
der höchsten Spannung mehrerer veränderlicher
Gleichspannungsquellen

Anmelder:

Schoppe & Faeser G. m. b. H., Minden (Westf.)

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Adolf Krüßmann, Hofheim (Taunus);

Joachim Voß, Barkhausen (Porta)

Vermeidung von Meßfehlern muß deshalb die Zykluszeit im Hinblick auf die Änderung des Spannungswertes entsprechend kurz bemessen sein. Diese Voraussetzung läßt sich bei vielen technisch wichtigen Anwendungsfällen in ausreichendem Maße erfüllen. So ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bei der Anwendung auf elektrische Temperaturmeßstellen, deren Temperatur sich im allgemeinen nur langsam ändert, eine praktisch unverzögerte kontinuierliche Anzeige des höchsten Spannungswertes, wodurch der Meßwert auch ohne weiteres für Regelaufgaben benutzt werden kann.

Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel mit einer Anzahl Thermoelemente als Spannungsquellen an Hand der Abbildung näher beschrieben.

Die Thermoelemente Th₁ ... Th_n sind an die Klemmen a_t... a_n angeschlossen. Mit zweipoligen Kontakten O₁... b_n bestückte, in der Zeichnung nicht dargestellte Relais, die durch den dauernd umlaufenden Ringzähler Z betätigt werden, schalten die Anschlüsse

a_n in zyklischer Reihenfolge kurz

zeitig an den Verstärkereingang des Verstärkers V₁. Die Anzahl der Kippstufen des Ringzählers stimmt mit der Zahl der Thermoelementmeßstellen überein. Jede Kippstufe steuert ein Relais.

An Stelle üblicher Relaisausführungen können mit besonderem Vorteil Kontaktanordnungen Verwendung finden, wie sie unter der Bezeichnung »Schutzrohr-Ankerkontakte« bekannt sind. Hierbei werden die in Schutzrohren untergebrachten magnetisierbaren Kontakte unmittelbar durch Magnetisierungswicklungen gesteuert, wodurch wesentlich höhere Schaltgeschwindigkeiten und Schaltfolgen erreicht werden.

Der Verstärker F₁ ist als Meßverstärker für Millivoltspannungen ausgebildet. Er gibt einen Strom ab, dessen Stärke in einem festen Verhältnis zur Ein-

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gangsspannung steht. Dieser bekannte Verstärkertyp ist in elektronischer Ausführung für den vorliegenden Anwendungsfall vermöge seines praktisch trägheitslosen Verhaltens besonders geeignet.

An dem Widerstand R₁ erscheinen die verstärkten Spannungswerte der Thermoelemente, die über die Diode D gleichzeitig auf den Speicherkondensator C₁ gelangen. Die Spannung an C₁ ist somit nach Ablauf des ersten Ringzählerzyklus proportional der höchsten während des Zählerumlaufs an den Klemmen U₁. .. a„ anliegenden Thermospannung.

Der Ringzähler Z steuert außerdem zwei monostabile Kippstufen mit Relaisausgang K₁ und K₂ in der Weise, daß diese nacheinander innerhalb der Zeitspanne zwischen dem Ende eines Ringzählerumlaufes und dem Beginn eines neuen Umlaufes ausgelöst werden. Die Kippstufe K₁ bewirkt das Schließen des Schalters c, so daß sich die Spannung des Speicherkondensators C₁ über den Widerstand R₅ auf einen zweiten Kondensator C₂ überträgt. Unmittelbar nachdem diese Stufe wieder .zurückgekippt ist, wodurch sich der Schalter c wieder öffnet, wird durch die monostabile Kippstufe K₂ der Schalter d geschlossen und dadurch der Widerstand i?₄ an den Speicherkondensator C₁ angeschlossen. Es erfolgt eine Entladung des Kondensators C₁ über den Widerstand i?₄. Den Schalter d öffnend, nimmt sodann die monostabile Kippstufe K₂ wieder ihren ursprünglichen Schaltzustand ein, und es beginnt der nächste Zyklus des Ringzählers.

Der Kondensator C₂ soll, wenn er mit C₁ in Wechselwirkung tritt, dessen Ladung möglichst wenig verändern, damit die Spannung von C₁ unverfälscht auf C₂ übertragen wird. Diese Bedingung läßt sich erfüllen, wenn die Kapazität des Kondensators C₂ wesentlich kleiner ist als diejenige des Kondensators C₁. Der Widerstand A₅ hat die Aufgabe, den Ladestrom des Kondensators C₂ auf den maximal zulässigen Wert zu begrenzen.

Die Anzeige oder Registrierung der an C₂ liegenden, der ausgewählten höchsten Thermospannung proportionalen Spannung geschieht mit Hilfe eines Proportionalverstärkers V₂, dessen Eingangsklemmen an C₂ angeschlossen sind und dessen Ausgang mit einem entsprechend geeichten elektrischen Meßinstrument A verbunden ist. Um Meßfehler infolgi Entladung des Kondensators C₂ zu vermeiden, is ein Verstärker mit ausreichend hohem Eingangs widerstand zu wählen.

Die Meßgenauigkeit der Schaltungsanordnung laß sich noch erhöhen, wenn die Schwellspannung de] Diode D in an sich bekannter Weise durch eine Hilfsspannung kompensiert wird. Diesem Zweck dient die Hilfsspannungsquelle V_H in Verbindung mit der Widerständen R₂ und -R₃, wobei die Kompensationsspannung an dem in Reihe zur Diode liegender Widerstand jR₂ abfällt. Der Verstärker V₁ kann entfallen, wenn Spannungsquellen so hoher Ergiebigkeit vorliegen, daß ein unmittelbarer Betrieb der Speichervorrichtung möglich ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Auswahl der höchsten Spannung mehrerer veränderlicher Gleichspannungsquellen nach der Kondensator-Speichermethode, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse, an denen die Spannungsquellen liegen, nacheinander durch Relaiskontakte von durch einen Ringzähler betätigten Relais kurzzeitig an die Speichereinrichtung geschaltet werden und in der Zeitspanne zwischen Ende des ersten Zyklus des Ringzählers und Beginn des zweiten Zyklus eine vom Ringzähler ausgelöste monostabile Kippstufe mit Relaisausgang die Spannung des Kondensatorspeichers mit HiKe des Relaiskontaktes auf einen weiteren Kondensator überträgt, an den die elektrische Anzeige- oder Registriervorrichtung angeschlossen ist, und daß nach Zurückkippen der Kippstufe und damit Unterbrechung des Relaiskontaktes eine zweite, vom Ringzähler ausgelöste monostabile Kippstufe mit Relaisausgang noch vor Beginn des zweiten Zyklus durch ihren Relaiskontakt einen Widerstand kurzzeitig parallel zum Speicherkondensator schaltet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellspannung des zur Aufladung des Speicherkondensators benutzten Richtleiters durch eine Hilfsspannung kompensiert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen