DE1623799B1 - Schaltungsanordnung zum anschluss von messwertaufnehmern an das messwerk von mehrfachmess oder registriergeräten - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung unter Verwendung einer Meßbrücke zum Anschluß von Meßwertaufnehmem, insbesondere Temperaturaufnehmern, an das Meßwerk von Mehrfachmeß- oder -registriergeräten, mit einem vier Schalterbahnen aufweisenden Meßstellenumschalter, wobei mittels zweier Schalterbahnen die in einem Zweig der aus einer Konstantspannungsquelle gespeisten Meßbrücke liegenden Aufnehmer doppelpolig umgeschaltet werden, mittels dessen dritter Schalterbahn der Meßbereich des Anzeige- oder Registriergerätes umschaltbar ist, und wobei die Brückenausgangsspannung, gegebenenfalls nach Verstärkung, dem Anzeige- oder Registriergerät zugeführt wird.
• Derartige Anordnungen sind bereits bekannt und haben die Aufgabe, die Umschaltung nicht nur der verschiedenen Aufnehmer, die z. B. Widerstandsthermometer oder Thermoelemente sein können, sondern auch der unterdrückten Nullpunkte und Meßbereiche zu ermöglichen.
• In einer bekannten Druckschrift sind Schaltungsanordnungen der eingangs genannten Art beschrieben, bei denen sowohl Widerstands- als auch Thermoelement-Aufnehmer in Brückenschaltungen verwendet werden, deren Ausgangsspannung einem Anzeige- oder Registriergerät zugeführt wird. Dabei ist allerdings der Aufwand sehr hoch, da für jeden Aufnehmer eine besondere Brückenschaltung verwendet werden muß.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die mit nur einer Brückenschaltung auskommt und somit eine wesentliche Vereinfachung bietet.
• Die Erfindung besteht darin, daß parallel zu dem den Aufnehmer enthaltenden Brückenzweig ein Spannungsteiler gelegt ist, dessen Abgriff über einen Querwiderstand mit dem gegenüberliegenden Brükkenpunkt und dem Anschluß der Brückenspannung verbunden ist, und daß mittels der vierten Schalterbahn die Brückenspannung bei Widerstandsaufnehmern dem Brückendiagonalpunkt und bei Spannungsaufnehmern mit Meßbereichsunterdrückung dem Spannungsteilerabgriff zugeführt ist.
• An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigt Fig. 1 die bekannte Schaltung einer Meßbrücke, Fig. 2 eine aus der Schaltung nach Fig. 1 entwickelte Prinzipschaltung gemäß der Erfindung, F i g. 3 ein ausführliches Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und Fig. 4 eine erweiterte Schaltung der Anordnung nach Fig. 3.
• Die bekannte Brückenschaltung (Fig. 1) enthält die Brückenwiderstände 1, 2, 3, 4. Den Diagonalpunkten 5, 6 wird aus der Spannungsquelle 7 über einen Vorwiderstand 8 die Brückenspeisespannung U zugeführt. Der Brückenwiderstand 1 stellt einen temperaturabhängigen Widerstand, z. B. ein Widerstandsthermometer, dar. An den beiden anderen Diagonalpunkten 9, 10 steht die Meßspannung UM zur Verfügung.
• In den Fig. 2 bis 4 sind die den Punkten und Elementen nach F i g. 1 entsprechenden mit gleichen Bezugszeichen versehen.
• Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Abwandlung der bekannten Brückenschaltung zu einem Netzwerk für eine Ausschlagmethode, die sowohl für Widerstandsmessungen als auch für Spannungsmessungen sowie Spannungsmessungen mit Bereichsunterdrückung geeignet ist. Diese Schaltung zeigt drei weitere Widerstände 1t, 12, 13 mit deren Verbindungspunkt 14. Die Reihenschaltung der Widerstände 11, 12 liegt parallel zum Meßfühler. Die Widerstände 3, 4, 11 und 12 sind groß gegenüber den Widerständen 2 und 13, so daß praktisch mit eingeprägten Strömen in den Widerständen 1 und 2 zu rechnen ist. Für den Bereichsanfang heben die Spannungsabfälle an den Widerständen 1 und 2 einander auf, so daß UM = 0 wird, während bei Anderung des Widerstandes 1 eine Meßspannung entsteht, die linear mit der Widerstandsänderung anwächst.
• Für Widerstandsmessungen wird aus einer Stromquelle 7 über einen Widerstand 8 der Brückenstrom zum Speisepunkt 5 geführt, während der andere Pol der Stromquelle am festen Speisepunkt 6 liegt. Für Spannungsmessungen mit Bereichsunterdrückung wird für die Brückenstromzuführung statt des Einspeisungspunktes 5 der Punkt 14 gewählt.
• In der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 ist dieses Prinzip ausgedehnt auf die mittels der Schalterbahnen A, B zweipolig umschaltbaren Temperaturaufnehmer, nämlich das Widerstandsthermometer 1 und die Thermoelemente 1', 1", denen die Widerstände 15, 15', 15" in Reihe geschaltet sind. Eine dritte Schalterbahn C gestattet die Umschaltung der Nullpunktlage, sei es - in der Stellung 8 - durch Einschalten eines Vorwiderstandes 16 in Reihe zum Widerstandsthermometer 1, sei es - in der Stellung 8" - durch Umschaltung der Brückenspannung vom Brückenpunkt 5 auf den Brückenpunkt 14.
• Schließlich ist eine vierte Schalterbahn D zur Umschaltung der Empfindlichkeitsbereiche des Meßverstärkers 17 vorgesehen, an dessen Ausgang das Anzeige- oder Registriersystem 18 angeschlossen ist.
• Auf diese Weise lassen sich mit nur vier Schalterbahnen sämtliche Umschaltvorgänge in einer Mehrstellenmeßanlage vornehmen, wobei alle Aufnehmer galvanisch voneinander getrennt sind. Dies ergibt als weiteren Vorteil, daß die einzelnen Meßwertaufnehmer unabhängig voneinander geeicht werden können, wozu die Reihenwiderstände 15, 15', 15" und 16, 16" dienen.
• Zur Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ist zu bemerken, daß bei Widerstandsmessung, also bei Anschaltung eines Widerstandsthermometers, eine Stromverteilung derart erfolgt, daß sowohl der Spannungsabfall über der Reihenschaltung des Widerstandes 15 mit dem Widerstandsthermometer 1 als auch der Spannungsabfall über dem Widerstand 2 im Meßbereichsanfang zu Null wird. Bei der Anschaltung von Thermoelementen 1', 1" stören die Widerstände 15', 15" und 2 dagegen nicht. Bei einer mittels der Schalterbahn C vorgenommenen Nullpunktunterdrückung wird über dem Widerstand 13 ein Spannungsabfall erzeugt, der einen Strom durch die Widerstände 12, 2, 4 bewirkt und dadurch die gewünschte Unterdrückungsspannung am Widerstand 2 entstehen läßt. Ein gleich großer Strom fließt durch die Widerstände 3, 11, der auf die angeschlossenen Widerstände des Meßkreises eine entkoppelnde Wirkung ausübt.
• Eine Erweiterung der beschriebenen Schaltungsanordnung zeigt Fig. 4. Darin sind zusätzlich die Widerstände 2', 11', 12', 13' mit dem Verbindungspunkt 14'aufgenommen. Wird die Brückenspannung der Quelle 7 über den Widerstand 8" an den Schaltungspunkt 14' gelegt, dann fließt der Strom in der Weise durch den Widerstand 2', daß eine Zusatzspannung im Meßkreis liegt, die einen Anfangs ausschlag des Skalenzeigers, d. h. eine positive Nullpunktverschiebung, bewirkt. Diese Möglichkeit ist insbesondere bei Strommessungen von Vorteil. Dabei wird der zu messende Strom an die Klemmen 19, 20 gelegt, wodurch ein zu messender Spannungsabfall am Widerstand 21 auftritt.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung unter Verwendung einer Meßbrücke zum Anschluß von Meßwertaufnehmern, insbesondere Temperaturaufnehmern, an das Meßwerk von Mehrfachmeß- oder -registriergeräten, mit einem vier Schalterbahnen aufweisenden Meßstellenumschalter, wobei mittels zweier Schalterbahnen die in einem Zweig der aus einer Konstantspannungsquelle gespeisten Meßbrücke liegenden Aufnehmer doppelpolig umgeschaltet werden, mittels dessen dritter Schalterbahn der Meßbereich des Anzeige- oder Registriergerätes umschaltbar ist, und wobei die Brückenausgangsspannung gegebenenfalls nach Verstärkung, dem Anzeige- oder Registriergerät zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem den Aufnehmer (1) enthaltenden Brückenzweig (5 bis 9) ein Spannungsteiler (11, 1v) gelegt ist, dessen Abgriff (14) über einen Quenviderstand (13) mit dem gegenüberliegenden Brückenpunkt (6) und dem Anschluß der Brückenspannung (7) verbunden ist, und daß mittels der vierten Schalterbahn (C) die Brückenspannung bei Wiederstandsaufnehmern (1) dem Brückendiagonalpunkt (5) und bei Spannungsaufnehmern mit Meßbereichsunterdrückung (1") dem Spannungsteilerabgriff (14) zugeführt ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Spannungsquelle (7) und/oder mit den Aufnehmern (1, 1', 1") Abgleichwiderstände (15, 15', 15") vorgesehen sind (F i g. 3).
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere zur Strom- und Spannungsmessung mit Bereichsunterdrückung, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Meßspannungsklemmen (9, 10) der Brückenschaltung bzw. parallel zu den Eingangsklemmen des Verstärkers (17) ein weiterer Spannungsteiler (11', 12') geschaltet ist und dessen Abgriff (14') über einen weiteren Widerstand (13') mit dem Brückenspeisepunkt (6) verbunden und mit dem anderen Pol der Brückenspannungsquelle (7) mittels der dritten Schalterbahn (C) verbindbar ist.