DE1935610B2 - Anordnung zur Überwachung des Regelbereiches eines einen indirekt geheizten Heißleiter als Stellglied enthaltenden Reglers, insbesondere für Trägerfrequenz-Weitverkehrssysteme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Anordnung ist durch die US-PS 31 78 698 bekannt.

Bei solchen Reglern ist der Regelbereich durch den Änderungsbereich des Pillenwiderstandes des Stellgliedes gegeben. Bei manchen Anwendungen ist es notwendig, den Regelbereich nicht zu überschreiten.

Wenn zum Beispiel der Regler die Verstärkung von Leitungsverstärkern von Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen regelt, darf die Verstärkung gewisse kritische Werte nicht unter- oder überschreiten. Das heißt, daß der Widerstand des Heißleiter-Stellgliedes gewisse Werte nicht unter- bzw. überschreiten darf.

Der Pillenwiderstand eines indirekt geheizten Heißleiters wird durch seine absolute Temperatur bestimmt. Diese wiederum hängt sowohl vom Heizstrom als auch von der Umgebungstemperatur ab. Es ist also nicht ohne weiteres möglich, den Regelbereich durch den Stellstrombereich zu begrenzen.

Es sind Anordnungen zur Kompensation des Einflusses der Umgebungstemperatur auf den Pillenwiderstand

von indirekt geheizten Heißleitern bekannt Diese sind entweder wenig wirksam oder sehr aufwendig.

Bei der Anordnung nach der US-PS 31 78 698 wird der Pille des als Stellglied dienenden, indirekt geheizten Heißleiters ein Zusatzstrom als Meßstom aufgeprägt, der abhängig vom Pillenwiderstand eine Spannung bewirkt, die dazu dient, über einen Differenzverstärker eine Kippschaltung zu betätigen, wenn der untere odor obere kritische Endwert des Pillenwiderstandes erreicht wird. Die Kippschaltung ihrerseits löst durch Einschalten eines Relais Alarm aus. Bei dieser Anordnung stört der Meßstrom die Funktion des Reglers.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, zur Überwachung des Regelbereiches eine Anordnung zu schaffen, die beim Erreichen der unteren oder oberen Endlage des Stellwiderstandes den Stellstrom arretiert, so daß er sich nicht in Richtung einer weiteren Überschreitung des Regelbereiches ändern kann. Dabei soll die Funktion des Reglers, insbesondtre dessen Kennlinie, nicht verändert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung wird anhand der Figur erläutert RHV \st der Pillenwiderstand des Vergleichsheißleiters, RHS der Pillenwiderstand des Stellheißleiters. Ihre Heizer HV und HS sind in Reihe geschaltet und vom Stellstrom Ist durchflossen. Damit der Pillenwiderstand des Vergleichsheißleiters RHV nicht vom Meßstrom beeinflußt wird, muß der Meßstrom klein gehalten werden. Das hat zur Folge, daß die an diesem Pillenwiderstand RHV abfallende Spannung zu kiein ist, um gemessen und ausgewertet zu werden.

Es wird also ein Differenzverstärker DV als Meßverstärker verwendet, der aus der Versorgungsspannung UB über zwei Spannungsteiler R M(R 2 + RHV) bzw. R 3/R 4 Steuerspannungen an seine beiden Eingänge En bzw. Ei erhält. Durch den Rückkopplungswiderstand R 5 zwischen dem Ausgang A des Meßverstärkers und seinem invertierenden Eingang Ei wird seine Verstärkung eingestellt An dem Vergleichsheißleiter-Pillenwiderstand RHV fällt eine diesem proportionale Spannung ab. Da die restlichen Widerstände R1, R 2, R 3 und R 4 der Steuerspannungsteiler konstant sind, entsteht zwischen den beiden Eingängen des Me&verstärkers eine Differenzspannung, die proportional dem Pillenwiderstand RHV ist. Beim Erreichen der zwei Endlagen des Regelbereiches erreicht die Ausgangsspannung des Meßverstärkers einen kleinsten bzw. größten Wert Die Ausgangsspannung steuert über einen Spannungsteiler R6/R7 und die Basis eines npn-Transistors Ts 1, dessen Emitter auf dem Potential — UB liegt, und direkt über der. Emitter einen pnp-Transistor Ts 2, dessen Basis über einen Spannungsteiler RS/R9 eine passende Vorspannung erhält. Die Spannungsteiler R 6/R 7 und R S/R 9 sind so ausgelegt, daß der Transistor Ts 1 leitend ist, wenn die Ausgangsspannung des Meßverstärkers größer als sein kleinster Wert ist, und der Transistor Ts 2 gesperrt ist, wenn die Ausgangsspannung des Meßverstärkers kleiner als sein größter Wert ist

Wenn Ts 1 gesperrt wird, ist die eine Endlage, und wenn Ts 2 leitend wird, die andere Endlage des Regelbereichs erreicht.

Bei der einen Endlage fließt über die Widerstände RiO und Λ 11 ein Strom von +UB zum Regler und arretiert den Stellstrom. Bei der anderen Endlage fließt über Ts 2 und den Widerstand R12 nn Strom von + UB zum Regler und arretiert den Stellstrom ebenfalls.

Ein bekannter, stufenweise arbeitender, pilotgesteuerter Pegelregler für Trägerfrequenz-Weitverkehrssysteme enthält zwei Endlagentransistortn, die beim Erreichen der einen oder anderen Endlage leitend werden und den Stellstrom arretieren (DE-AS 11 83 550). Der eine Endlagentransistor arretiert die eine Regelrichtung, während der andere Endlagentransistor die andere Regelrichtung arretiert Wird die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung des Regelbereichs eines solchen Reglers verwendet so wirkt der Transistor Ts 1 auf den einen und der Transistor Ts 2 auf den anderen Endlagentransistor des Pegelreglers, wobei der bei einer Endlage zum Regler fließende Strom den entsprechenden Endlagentransistor leitend macht

Da die erfindungsgemäße Anordnung nur dafür sorgt, daß der Stellstrom sich bei einer Endlage nicht weiter im Sinne einer Regelbereichserweiterung ändern kann, vermag sie die großen jahreszeitlichen Schwankungen der Umgebungstemperatur wohl zu kompensieren. Wenn aber innerhalb einer kurzen Zeit nach dem Erreichen einer Endlage die Umgebungstemperatur sich im Sinne einer Erweiterung des Regelbereiches ändert, kann ein Überschreiten des Regelbereichs auftreten. Deswegen ist es sinnvoll, zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Anordnung die schon erwähnte einfache Temperaturkompensation anzuwenden. Da der Fehler dieser bekannten Temperaturkompensation der Temperaturabweichung proportional ist wird der Fehler durch kurzzeitige Temperaturschwankungen, die von Natur aus nicht groß sind, auch klein bleiben.

Soll aber der Regelbereich auf keinen Fall über die zulässigen Endlagen hinaus überschritten werden, so sind zwei Erweiterungen der erfindungsgeniäßen Anordnung möglich.

Erstens kann man den Stellstrom nicht nur in der einen Richtung arretieren, sondern ihn zwingen, sich in der anderen Richtung zu verstellen, bis er aus der Endlage heraus ist. Dann pendelt der Regler nach Art eines Zweipunktreglers um die Endlage herum, bis durch die Änderung der Störungsgröße sich ein Betrieb im normalen Regelbereich einstellt

Zweitens kann man für jede Endlage zwei elektronische Schalter vorsehen, von denen der eine kurz vor und der andere kurz nach dem Erreichen der Endlage anspricht. Wenn der erste Schalter betätigt wird, wird der Stellstrom in der Richtung der Bereichserweiterung arretiert. Wenn der zweite Schalter betätigt wird, wird der Stellstrom gezwungen, in der Richtung der Bereichsverringerung zu arbeiten, bis der zweite Schalter wieder in Ruhelage ist. Dann arbeitet der Regler nach Art eines Dreipunktreglers, der den Wert des Stellwiderstandes zwischen den Ansprechwerten der zwei elektronischen Schalter hält.

Wenn die Stellung des Reglers mittels eines Instrumentes angezeigt werden soll, kann man die Ausgangsspannung des Meßverstärkers als Kriterium für diese Anzeige verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Überwachung des Regelbereiches eines einen indirekt geheizten Heißleiter, bestehend aus Heizer und Widerstandspille, als Stellglied enthaltenden Reglers, insbesondere für Trägerfrequenz-Weitverkehrssysteme, bei der der Regelbereich durch den Änderungsbereich des Pillenwiderstandes des Heißleiters gegeben ist und gewisse, den Endlagen des Regelbereichs entsprechende, kritische Endwerte dieses Widerstandes nicht über-oder unterschritten werden sollen, mit einer an die Pille eines Heißleiters angeschlossenen Meß- und Steuerschaltung, die eine an dem Widerstand der Pille des Heißleiters abfallende, diesem proportionale Spannung mißt und beim Erreichen eines unteren oder oberen Endwertts des Pillenwiderstandes, welche Endwerte gleich den kritischen Endwerten des Pillenwiderstandes des als Stellglied dienenden Heißleiters sind, durch eine diesen Endwerten entsprechende Spannung jeweils einen in ihr enthaltenen elektronischen Schalter betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß als Heißleiter, an den die Meß- und Steuerschaltung angeschlossen ist, ein der gleichen Umgebungstemperatur wie der als Stellglied dienende Heißleiter (RHS) ausgesetzter Vergleichsheißleiter (RHV) gleichen Typs vorgesehen ist, dessen Heizer (HV) vom gleichen Stellstrom (Ist) durchflossen ist, und die Meß- und Steuerschaltung derart ausgebildet ist, daß der elektronische Schalter (Ts 1, Ts2) beim Erreichen des unteren oder oberen Endwertes des Pillenwiderstandes den Stellstrom so arretiert, daß er sich nur in Richtung auf Verkleinern des Regelbereiches verstellen kann.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meß- und Steuerschaltung ein Differenzverstärker ^DV^ eingefetzt ist, dessen nicht invertierender Eingang (En) an einen an die Versorgungsspannung angeschlossenen Spannungsteiler, in den der Pillenwiderstand des Vergleichsheißleiters (RHV) eingefügt ist, und dessen invertierender Eingang (Ei) an einen ebenfalls an die Versorgungsspannung angeschlossenen festen Spannungsteiler (R 3/R 4) geschaltet ist, derart, daß beim Erreichen der zwei Endlagen des Regelbereiches die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers (DV) einen kleinsten bzw. größten Wert erreicht.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers (DV) über einen Spannungsteiler (R6/ R7) einen npn-Transistor (Ts 1) steuert, dessen Emitter auf dem Minus-Potential der Versorgungsspannung (-UB) liegt, und über den Emitter einen pnp-Transistor (Ts2) steuert, dessen Basis über einen Spannungsteiler (R8/R9) eine passende Vorspannung erhält, wobei die zwei Transistoren als elektronische Schalter zum Arretieren des Stellstromes dienen.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteiler (R 6/R 7 bzw. R S/R 9) so ausgelegt sind, daß der npn-Transistor (Ts 1) leitend ist, wenn die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers (DV) größer ist als sein kleinster Wert, und der pnp-Transistor (Ts 2) gesperrt ist, wenn die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers (DV) kleiner als sein größter Wert ist

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei gesperrtem npn-Transistor (Ts 1) über seinen Kollektorwiderstand (R 10) und einen Entkoppelwiderstand (R 11) ein Strom vom Pluspol der Versorgungsspannung (+ UB) zum Regler fließt und den Stellstrom arretiert

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei leitendem pnp-Transistor (Ts 2) über diesen Transistor und einen weiteren Widerstand (R 12) ein Strom vom Pluspol der Versorgungsspannung (+UB) zum Regler fließt und den Stellstrom arretiert

7. Anordnung nach Anspruch 5 und 6, bei der der Regler als stufenweise arbeitender, pilotgesteuerter Pegelregler für Trägerfrequenz-Weitverkehrssysteme verwendet ist and der Regler zwei Endlagentransistoren enthält, die beim Erreichen der einen oder anderen Endlage leitend werden und den Stellstrom arretieren, wobei der eine Endlagentransistor die eine Regelrichtung und der andere Endlagentransistor die andere Regelrichtung arretiert, dadurch gekennzeichnet, daß der npn-Transistor (Ts 1) auf den einen Endlagentransistor und der pnp-Transistör (Ts 2) auf den anderen Endlagentransistor des Reglers wirkt, wobei der bei einer Endlage von der Anordnung zum Regler fließende Strom den entsprechenden Endlagentransistor leitend macht.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellstrom beim Erreichen einer Endlage nicht nur in der Richtung einer Bereichserweiterung arretiert wird, sondern auch gezwungen wird, in der anderen Richtung zu regeln, bis er aus der Endlage heraus ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Endlage zwei elektronische Schalter vorgesehen sind, von denen der eine kurz vor und der zweite kurz nach dem Erreichen der Endlage anspricht, wobei der erste Schalter den Regler in der Richtung der Bereichserweiterung arretiert und der zweite Schalter den Regler zwingt, in der Richtung der Bereichsverringerung zu arbeiten.