DE1673505C - Temperaturkorrekturschaltung für elektronische Regler mit Thermoelementen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Temperaturkorrekturschaltung für elektronische Regler zum Anschluß an Thermoelemente über Ausgleichsleitungen, mit einer Spannungsquelle und einem dieser Spannungsquelle parallelgeschalteten Spannungsteiler und einem Meßspannungsverstärker.

Eine derartige Schaltung ist bereits aus der Zeitschrift »ATM«, Blatt J 2402/3, April 1958, S. 78, bekannt. Diese bekannte Schaltung enthält eine Brückenanordnung, bei der in zwei einander gegenüberliegenden Brückenzweigen temperaturabhängige Widerstände liegen und die aus einer Quelle konstanten Stromes gespeist wird. Die Thermospannurig wird der anderen Brückendiagonale entnommen und, gegebenenfalls nach Verstärkung, einem Regelkreis zugeführt.

Diese bekannte Brückenschaltung hat jedoch den Nachteil, zwei galvanisch voneinander getrennte Spannungs- bzw. Stromquellen zu benötigen, deren eine die Brückenschaltung speist und deren andere die Stromversorgung des Verstärkers übernimmt. Eine gemeinsame Speisung der Brückenschaltung und des Verstärkers aus derselben Spannungsquelle ist nicht möglich, da dabei Nebenschlüsse zu den Brückenzweigen auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nur eine Spannungsquelle benötigt und bei der die durch Änderungen der Vergleichsstellentemperatur hervorgerufenen Änderungen der Thermospannungen durch eine entsprechende Änderung einer Korrekturspannung ausgeglichen v/erden, da die Eichung eines Thermoelementes stets nur bei Einhaltung einer bestimmten Vergleichstemperatur gilt.

Die am Ende der Ausgleichsleitungen vorhandene Spannung U_lh entspricht der Differenz zwischen Meßstellen- und Vergleichsstellentemperatur ü_m-&_k. Die Thermospannung U,„ ist gegen eine dem Sollwert entsprechende Spannung υ_β geschaltet, so daß sich eine Differenzspannung AU als Regelabweichung ergibi, die einem Verstärker zugeführt wird.

Eine Änderung der Differcnzspam,ung Δ U tritt also auf, wenn sich die Meßstellentemperatur ö_m und/oder die Vergleichsstellentemperatur u_k bei nicht korrigierten Schaltungen ändert

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Spannungsquelle einen an Masse gelegten Mittelabgriff aufweist, daß der Spannungsteiler einen srsten ohmschen Widerstand, ein Potentiometer, dessen beweglicher Abgriff mit der einen der zum Thermoelement führenden Ausgleichsleitungen verbunden ist, und einen zweiten ohmschen Widerstand enthält, daß die eine Eingangsklemme des Meßspannung>verstärkers mit der zweiten Ausgleichsleitung und die andere Eingangsklemme mit Masse verbunden im und daß ein temperaturabhängiger Widerstand zwischen den Verbindungspunkt des Potentiometers mit dem zweiten ohmschen Widerstand und Masse gelcg!

Die erfindungsgemäße Schaltung ist weniger aufwendig als die bekannten Schaltungen, weil sowohl einige Widerstände als auch eine zweite Spannungsquelle eingespart werden. Der Wegfall der zweiten. von der ersten galvanisch getrennten Spannungsquelle stellt einen bemerkenswerten Vorteil dar. da nicht nur eine Wicklung auf dem Netztransformator, sondern auch die dazugehörigen Gleichrichter, Siebmittel und Stabilisierungselernente wegfallen.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nähei beschrieben. Das der Meßstellentemperatur tt_m ausgesetzte Thermoelement 1 ist in bekannter Weise über Ausgleichsleitungen 2 mit Klemmen 3 verbunden, die sich auf Vergleichstemperatur befinden und an denen die Thermospannung U_lh ansteht. Aus einem (nicht dargestellten) Gleichspannungsspeisegerät werden Gleichspannungsverstärker 4 und Schaltverstärker 5 gespeist. Außerdem liegt an der Speisespannung die Reihenschaltung eines ersten Widerstandes 6, eines Potentiometers 7 und eines zweiten Widerstandes 8. Die positive der Klemmen 3 ist mit dem Abgriff des Potentiometers 7, die negative mit einer Eingangsklemme des Verstärkers 4 verbunden. An dem Verbindungspunkt A des Potentiometers 7 mit dem zweiten Widerstände liegt ein Ende eines temperaturabhängiger. Widerstandes 9, dessen anderes Ende ebenso wie die zweite Eingangsklemme des Verstärkers 4 auf Null-Potential liegt.

Der temperaturabhängige Widerstand 9 befindet sich ebenfalls auf der Vergleichsstellentemperatur und weist einen positiven Temperaturkoeffizienten auf. Er wird von einem Strom J₃ in der angegebenen Richtung durchflossen, so daß der Punkt A ein negatives Potential gegen Null aufweist. Bei der Eichung und der Auslegung des Potentiometers 7 muß dieses Potential berücksichtigt werden. Unter der Voraussetzung, daß die Ströme J₁ bis J₃ genügend konstant bleiben, verschiebt sich das Potential des Punktes A bei Temperaturerhöhungen zu negativeren Werten und umgekehrt. Die Sollwertspannung U_g wird bei Temperaturerhöhungen an der Vergleichsstelle der Klemmen 3 um den gleichen Wert kleiner, wenn Widerstand 7 klein gegenüber Widerstand 6 ist. Hier wird also automatisch die Gegenspannung U_g korrigiert in Abhängigkeit von der Temperatur der Vergleichsstelle 3.

Im Punkt A gilt die Knotengleichung:

U,

U,

oi

£s ist also

J₁ +J₃= j.

= J₂ -

Wird die über dem Widerstand 9 abfallende Spannung J₃ · R₉ klein gehalten gegen die Teilspannungen R₆

Darin bedeuten R₆, A₇, R₈ die ohmschen Werte der Widerstände 6,7 und 8.

Unter diesen Voraussetzungen und bei ohnedies stabilisierten Betriebsspannungen U₀₁ und U₀₂ ist der Strom J₃ also nur von den Spannungen und den

TWIJ Ali 1 £. *! ' O η Wl-iÄ«/vir* mtr*ilt atlAr trr\m

Fehler schreiben:

U₁

02

U₀₂, so kann man mit genügend kleinem io Widerständen 6, 7, 8 abhängig, nicht aber vom

Widerstand 9, wenn dem Abgriff des Widerstandes 7 kein Strom entnommen wird. Letzteres gilt exakt für den Regelpunkt (Istwert = Sollwert), da dann die Spannungen U_g und U_lh gleich groß und entgegengesetzt sind. Auch bei kleinem Eingangswiderstand des Verstärkers 4 kann dann im Thermoelement kein Strom fließen.

J₁ =

oi

^R6 + #7

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Temperaturkorrekturschaltung für elektronische Regler zum Anschluß an Thermoelemente über Ausgleichsleitungen, mit einer Spannungsquelle und einem dieser Spannungsquelle parallelgeschalteten Spannungsteiler und einem Meßspannungsverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle einen an Masse gelegten Mittelabgriff aufweist, daß der Spannungsteiler einen ersten ohmschen Widerstand (6), ein Potentiometer (7), dessen beweglicher Abgriff mit der einen der zum Thermoelement (1) führenden Ausgleichsleitungen (2) verbunden ist, und einen zwei- '5 ten ohmschen Widerstand (8) enthält, daß die eine Eingangsklemme des Meßspannungsverstärkers (4) mit der zweiten Ausgleichsleitung und die andere Eingangsklemme mit Masse verbunden ist und daß ein temperaturabhängiger Widerstand (9) zwischen den Verbindungspunkt des Potentiometers (7) mit dem zweiten chmschen Widerstand (8) und Masse gelegt ist.