DE1804854A1 - Messwertuebertragerschaltung - Google Patents

Description

Meßwertübertragerschaltung

Bie Erfindung betrifft eine Meßwertübertragerechaltung mit einem oder mehreren Meßwertgebern, deren vorzugsweise in BrUoke geschaltete Übertragerelemente den Meßwertgeber mit mindestens einem Bezugsslgnal normalisieren, welches einem Aufzeichnungsgerät zuzuführen ist und vorbestimmte untere und obere Bezugswerte enthält, mit denen sich die Meßwertergebnisse werten lassen.

Bei bekannten Meßwertübertragerschaltungen erfolgt das Normalisieren mit einem Widerstand, der intermittierend einem Brtickenelement parallel geschaltet wird» um durch Störung des Bsüokenabgleichg ■"■ ^: ein vorbestimmtes Ausgangssignal zu erzeugen, das mit dem . Heßwertsignal des Gebers verglichen wird. Dieses Normalisierungsverfahren 1st für Meßsysteme,

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in denen die Meßergebnisse ausgewertet werden„ wenig geeignet, weil das Bezugsslgn®! &©m MeBwertsignal überlagert wird« Außerdem können sich Meßfehler ergeben,, wenn der ETormaliislerwlderstand weit vom Meßwertgeber entfernt ist, weil Temperattardifferenzen zwischen Widerstand, Meßwertgeber und zugehörigen Leitungen möglich sind»

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungs anordnung» die die vorerwähnten Rachteile nicht aufweist . Dies© Aufgabe wird in Verbindung mit aoeh weiteren Torteilen dadurch gelöst_f daß ö®r Meßwertgeber linlöesbiar mit eine» aa die gleich© Spannungsquelle angeschlossene» Beaugskreis ist, weloher aus passi-ifen elektri besteht und dem Meßbereich aagepaSt einen Ausgsag für den unteren Meßsignal-Besugswert, der vor^tagsweise Null ist ,und femer einen Auegang für d.@n oberen Meßsignal-Begsugswert aufweist ₉ wobei die Imp@daa.seii der genannten Ausgänge gleich sind und mit der Auegangaimpedanz des Heßwertgeber ει

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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben eich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Auöführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist»

In den Zeichnungen zeigen;

Pig, 1 ein Prinzipsehaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig» 2 ein Diagramm, das das Brtickenausgangssignal

als Punktion des Meßwertes sowie die Soleranz» grenzen und Bezugswertpegel angibt, und

Pig. 3 ein Rechtecfcdiagranaa der Kalibrier schaltung für die mit Bezugskreisen versehene Meßwertgeber,

Pig» 1 zeigt einen elektrischen Meßwertgeber 1, d„h. einen Übertrager für die Heßwerte psysikaliecher Größen, wie Druck* Dehnung, Bewegung oder Temperatur. Der Meßwert« geber 1 kann wahlweise rasistiv, kapazitiv oder induktiv arbeiten* Die in der Zeichnung dargestellte bevorzugte Ausftihrungsform zeigt einen resistiven Meßwertgeber in Brückenschaltungc Die Irücke besteht aue zwei Übertragerelementen 7Λ und Z2 unö swei Widerständen Z3 und Z4„ Die Widerstände Z3 und Z4 sind, um günstige Aufjgangssignale su erhalten * so gevrählt, daß die Brückengleichung

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rs A ψη

me * g& erfüllt wird_e Die Speieespaanrag Uin wird der Brücke an den AaschlmSkleiimem 2 «ad 3 fiber zwei widerstände Rf zugeführt., Bas Atisgangsslgnal TJut der Brücke erscheint an ieß "beIdea AnschluSkleisiieii 4 und 5» Die Brücke ist auf NullpegeX abgeglichen₈ CLh₉ die drei Widerstände R1, R2 rad R3 Bind so gewählt _t daß "bei nloht beaufschlagten Obertragerelsiaenten eia Iuilsignal am Ausgang erseheIntο

Der Meßwertgebor 1 1st unlösbar mit einem Bessugekreis β verbunden, der aus passiven elektrischen Bauteilen besteht UBd mit der gleichen Spannung Hin gespeist wird wi© der Geber 1„ Der Bezugspreis 6 liefert an swei Aue« gangsklemssen 7 und 8 den unteren Besugswert TJref 1 des Meßwertsignale _t der im allgemeinen gleich Null ist» Pur öle Einstellung dieses Wertes sorgt der Widerstand E4₈ welcher gleich der Ausgangeimpedenaß des Gebers im Ruhesustand beim Nullabgleich ist« An den β v/ei Ausgangsklemmen 9 und 10 erscheint ein oberer Bezugswert Üref2 für das Meßwertsigüal« Diesen Wert legt ein Spannungsteiler mit dem Widerstand R5_S der ParallelwiderstandskombiKßtion R6„ R7 und dem Widerstand R8 fest» Diese Widerstände sind so gewählt., d©ß die Formel Uref2 » UIn §5. erfüllt wird₉ wobei Rp der Parallelwiderstand von R6 und R7 entsprechend

■or _v ·αη

der Gleichung ^^f-§»f und Rtot = R5 + Rp + R8 ist« Der Spannungsteiler wird bezüglich der Speisespannung mit den

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mm "J cw* _ - . *

Widerständen R5 und R8 symmetriert. Um die Ausgangsimpedana des oberen Bezugswertes bezüglich der Masse zu aymmetrieren und mit der Ausgangsimpedanz des Gebers beim Bezugswertpegel vergleichbar su machen„ sind die beiden Widerstände R9 und R1O eingefügt» Eine Peineinstellung des Bezugswertes Uref2 erfolgt mit dem Widerstand R7 derart, daß üref2 dem Auegangssignal des Meßwertgebers an einem bestimmten Punkt, beispielweise am SOjS-Punkt des " Meßbereiches entspricht* Die Beaugswertsignale TJrefi und Href 2 werden intermittierend mit einer Schaltvorrichtung 11 in ein Registriergerät 12 eingegeben» an ö<ßm das Meßwertsignal zu beliebigen Zeitpunkten mit Hilfe der Bezugswertsignale ausgewertet warden kann»

der Meßwertgeber fiir iswei Punkte festgelegt ist, die bei allen Gebern mit gleichem Meßbereich gleich sind, können Sie durch die vorliegende Erfindung von ihren

Ausgangssignalen unabhängigen auf gleiche

noijmalisierten Geber untereinander ausgetauscht werden»

Wegen der erfindungsgemäß vorgesehenen festen Verbindung sv/lDchen dem Meßwertgeber und dem Beaugskreis sind auch ¥»rwechselungen ausgeschaltet. Sa die Leitungslängen zwischen Geber und Bessugskreis stete gleich groß sind, kann auch der Spannungsfall in den Leitungen keine

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BAD ORlGIfIAL

«=» β a»

Meßfehler verursachen» Außerdem lese©» sieh gleiche Xemperaturhed-ingungen für Übertrager und Beaegskreis erhalten.

Falls die In der erfintangsgeiilBen Schaltung verwendeten Geber temperaturempfindlich sind, kann man in äer erfin-

im G-elber üa&usßh ©rhaltea ₉ flal Man

Ein weiterer YortQil d©P Erfladoag liegt Sarin₉ äaß äas AuegaagBoigaal des Gebers nieht la Absolutwerten geeieht zu werden braucht,, sondern aiar in Relatlvwerten ₄

Weitere Tortelle lcössaem öadiarteli

werften ₉ daß man Sruppea von MelwertgelKera und Besamgs&rei«« ©en autoaatiecli und stanltaii teiliteiert Bai fiaB maB das P Ergebnis unmittelbar aua öem Kalitelere.rgetais herleitet.

FIg, 3 Belgt «Inen Programmgeber 13 für ainen Kalibrier«· generator 14» aus d©m die mit B©2ugskr®isen β Tersslieneii Geber 15»16₉1T eine Erregung bestiiüter ©röfi© erhalten ₉ Ein ebenfalls mit Bezugskreie vereeliener fforraweirtigeber 18 bestinuat genau öle Größe der Erregung, BIe Geber vnä Bessugekreiee erhalten eine stabilisiert© Speisespannung aua, der Spannungequelle 19» Mit am Solaltem 20₉21 „22 «id 23 werden weohselwelee Signale mn den detent* Bessugekreiisen Über umgeordnete

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BAD ÖMi "

raungskreise 24,25»26 und 27 einem TMecbalter 28 sugeführt, welcher die Signale intermittierend in ein Digitalvoltmeter 29 einleitet,. Das Jtasgangssignal dee Borawertgeber· 18 gelangt auch in eine Programmschaltung mit einen Komparator 30, welcher ständig bestimmte Pegelgrößen, beispielsweise 10$, 20£, 3O# UBWn des gesamten Auertouerbereloh·* des Hornwertgebere angibt. Vom lasse igeger&t 29 kann da· Signal im beliebigen Zeitpunkten einen Schreiber 31 rag·- führt werden, der die Gebereignale druckt und Momentaninformationen besttglloh der Toleranzen der imteprechenden Geber liefert«.

Die Kalibrierung von mehreren Meßwertgebern in der Anordnung gemäß Pig, 3 geschieht wie folgt: HIi den Scheitere 20,21,22 und 23 werden die oberen Bersugswerte [50$) den eugehörigen Anpaseungskreiaen 24» 25 26 und 27 zugeführt- Der Umschalter 28 leitet die Sesugsalgnsle dem Bigltalvoltmeter 29 «u. Die BeEUgasi^nale der einseinen öeb«r werden mit Hilfe der tugehO-rigen Änpaseungekreise auf 500 Einheiten des Digitalvoltmeters eingeregelt. Hun werden die Schalter 20,21, 22 und 23 auf Signelempfang aus dem Geber umgeschaltet. Der Programmgeber 13 steuert den Kalibriergenerator 14 »o, daß er die richtigen Kalibrierwert· liefert. Das Signal des Normwe^tgebers 18 wird in Konparator 30 de· Prorr·!— ▼erglichen_P der dann jedes Mal, wenn 10£_v 20jJ, 3O)t new.

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BADOFUQJhMO.

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äee OöeamtauBeteuerberelohee erreicht sind» ein Signal ereeugt» mit dem der thaechalter 28 in Gang geeetcst wird« Die Aufiseiohmang aller Qebereignale geschieht so schnell, daS die Pegeländerungen während der Aufzeichnungeeeit vernachläeB^ßher eiad«, Wenn der lets te Pegel 100$ auf ge« zeichnet int, wird der Kalibriervorgang mit Hilfe dee Programmgebers 13 unterbrochen»

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Claims (1)

Patentansprüche

1. Meßwerfcübertragerschaltung mit einem oder mehreren Meßwertgebern, deren vorzugsweise in Brücke geschaltete Übertragerele&te&te den Meßwertgeber mit mindestens einem Bezugssignal normalisieren, welches einem Aufzeichnungsgerät suvuführen ist und vorbeetimmte untere und obere Bezugswerte enthält, mit denen sich die Meßwertergebnisse werten lassen, dadurch gekennzeichnet, daß der (oder die) Meßwertgeber (1; 15,16,17» 18) unlösbar mit einem an die gleiche Spannungsquelle ■'nta) angeschlossenen Beäugskreis (6) verbunden ist (sind),ι welcher aus passiven elektrischen Bauelementen besteht und dem Meßbereich angepaßt einen Ausgang (7,β) für ckm unteren Meßaignal-Bezugswert (TJrefi), der Vorzugs·-| weise Null ist ,und ferner einen Auegang (9,10) für den ' oberen Heßslgnal-Besugswert (uief2) aufweist_f wobei die Impedanzen der genannten Auogänge (7,8}9,10) gleich sind und mit der Außgangsimpedtrass des Meßwertgebers (1) übereinstImmenο

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2, Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Bezugspreise (6) von Meßwertgebern (1st15t16» 17» 18) gleich großer Meßbereiche zum beliebigen Aus««

\ tausch und zur gleichzeitigen Kalibrierung der Meßwertgeber bezüglich der unteren und oberen Bessugswerte (Urefi, Uref2) einstellbar und abgleichbar sind

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