DE1939971C3 - Schaltungsanordnung zur Temperaturkompensation eines als Stellglied in einem Regel- oder Steuerkreis dienenden, indirekt geheizten Heissleiters - Google Patents

Description

R = nexp—.

Thermistors bedeuten.

Die Temperatur eines indirekt geheizten Heißleiters folgt ihrerseits der Beziehung

T = 7«+^ H

(2)

zeichnet, daß dieser Verstärker eine temperaturabhängige Gegenkopplung besitzt, derart, daß

mit wachsender Umgebungstemperatur der Gegen- _,— ... _ _. .

kopplungsgrad zunimmt und der Temperatur- 15 Der Widerstand eines Heißleiters folgt bekanntlich

koeffizient der Gegenkopplung mit wachsendem der Beziehung
Heizstrom abnimmt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit
einem Differenzverstärker mit einem invertierenden Eingang und einem nichtinvertierenden Ein- 20 wobei α und b Konstanten (abhängig von Material gang als Heizstromverstärker, dadurch gekenn- und Geometrie) und T die absolute Temperatur des zeichnet, daß ein Eingangsspannungsteiler, der

am nichtinverticrenden Eingang (Eni) des Differenzverstärkers (DV) angeschlossen ist, die Elemente zur Realisierung der temperatur- und heiz- 25 stromabhängigen Gegenkopplung des Verstärkers enthält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, da- mit Tu ab Umgebungstemperatur, N als zugeführter durch gekennzeichnet, daß ein indirekt geheizter Heizleistung und H als Erwärmungskonstante, die an-Hilfsheißleiter eingeführt ist, dessen Heizer (Rh 2) 30 gibt, um wieviel die zugeführte Leistung erhöht werin Reihe zum Heizer (Rhi) des Stellheißleiters den muß, um die Temperatur des Thermistors um und dessen Pillenwiderstand (RHI) in den Quer- 1 ° C zu erhöhen.

zweig des Eingangsspannungsteilers (R3/R4 + Soll der Heißleiterwiderstand nur dem als Stell-

R 5 + RH 2) geschaltet ist. größe eines Regel- oder Steuerkreises auftretenden

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, 35 Heizstrom folgen, so muß der Einfluß der Umgedadurch gekennzeichnet, daß ein direkt geheizter bungstemperatur Tu nach Gleichung (1) kompensiert Heißleiter (R S) in Reihe zum Pillenwiderstand werden. Dies geschieht dadurch, daß bei einer Zu- (RHl) des Hilfsheißleiters geschaltet ist. nähme bzw. Abnahme der Umgebungstemperatur die

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, 3 dem Thermistor zugeführte Heizleistung entsprechend und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangs- 4° verkleinert bzw. vergrößert wird.
Spannungsteiler (R3/R4 + RS + RHI) so hoch- Eine einfache bekannte Methode der Temperaturohmig gemacht ist, daß über die Pille (RH 2) des kompensation besteht darin, daß man parallel zum Hilfsheißleiters nur ein sehr kleiner Strom fließt. Heizer des zu kompensierenden indirekt geheizten

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Heißleiters ein Kompensationsnetzwerk mit einem durch gekennzeichnet, daß die Kompensations- 45 direkt geheizten Heißleiter schaltet, der derselben heißleiter als Teil des Gegenkopplungswiderstan- Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, was bei zwei des (Rk) eingesetzt sind. kleinen Schaltelementen praktisch ohne weiteres er-

7. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die reichbar ist und entsprechend der Umgebungstempe-Steuerspannung an den invertierenden Eingang ratur einen Teil des Heizstromes des indirekt geheizangelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die 50 ten Heißleiters an dessen Heizer vorbeiführt und Kompensationsheißleiter als Teil des Eingangs- diesem also Heizleistung entzieht. Damit ist aber zweiges (R 1) des an den invertierenden Eingang keine gute Temperaturkompensation in einem größe- (Ei) angeschlossenen Spannungsteilers eingesetzt ren Regelbereich möglich, weil bei verschiedenen sind. Regelheizströmen und gleichbleibender Umgebungs-

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 bis 7, 55 temperatur auch verschiedene Heizleistungen dem wobei der Stellheißleiter und der Hilfsheißleiter Heizer entzogen werden, was der Kompensationsgleichen Typs sind und der Stellheißleiter nieder- bedingung nach Gleichung (2) widerspricht.

ohmig und der Hilfsheißleiter hochohmig sein Aus den DT-PS 10 02 442, 10 57 206 und sollen, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum 11 68 545 sind Methoden zur Temperaturkompensa-Heizer (Rhi) des Hilfsheißleiters ein Widerstand 60 tion bekannt, die anders als bei der vorher beschriegeschaltet ist, der einen Teil des Heizstromes dem benen Methode zur Einstellung und zur Temperatur-Hilfsheißleiter entzieht. kompensation Ströme verschiedener Frequenz be-

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 bis 8, nutzen.

dadurch gekennzeichnet, daß der Stellheißleiter Die Methoden benötigen komplizierte Regel- oder als Teil des Gegenkopplungsspannungsteilers ver- 65 Siteuerschaltungen mit Brücken-Oszillatoren und Verwendet wird. stärkern und erfordern einen großen Aufwand.

Nach der deutschen Patentschrift 1168 545 werden zwei voneinander unabhängige Heizleistungen ver-

wendet, die über eine Weiche so verteilt werden, daß Heizer Rhi und Rh2 sowohl des zu kompensieren-

die eine Heizleistung zum Regeln nur den Stellheiß- den Stellheißleiters als auch des Hilfsheißleiters sind

leiter aufheizt, während die andere Heizleistung auf in Reihe geschaltet und werden also in gleichem

den Heizer des Stellheißleiters und das Kompensa- Maße aufgeheizt. Beide indirekt geheizte Heißleiter

tionsnetzwerk verteilt wird. Man verwendet zweck- 5 sind vom gleichen Typ und ihre Widerstände daher

mäßigerweise zwei Heizströme verschiedener Fre- praktisch gleich.

qunnz, die mittels der Weiche so verteilt werden, daß Die temperatur- und heizstromabhängige Gegender Regelheizstrom nur über den Heizer des Stell- kopplung wird dadurch bewirkt, daß der Hiifsheißheißleiters fließen kann, während der Kompensation- leiter den Eingangsspannungsteiler R 3, R 4, R 5, strom einer anderen Frequenz sowohl den Heizer als io RHI, über den die Steuerspannung Usi dem Ein[ ng auch das Kompensationsnetzwerk durchfließen kann. Eni des Differenzverstärker zugeführt wird, im ^e-Dadurch wird erreicht, daß zu jeder Umgebungs- wünschten Sinne verändert. Mit wachsender Tempetemperatur eine bestimmte. Kompensationsleistung ratur werden nämlich die Widerstände R5 und RHI gehört. Diese Kompensationsmethode ist sehr wirk- niederohmiger, und da sie im Ausgangszweig des Einsam aber aufwendig, weil man den Kompensations- 15 gan»sspannungsteilers liegen, sinkt auch die Einstrom meistens durch einen gesonderten Generator gangsspannung des DifTerenzverstärkers mit wachsenerzeugen muß. der Umgebungstemperatur. Der Eingangsspannungs-

Das gleiche gilt für die in der DT-PS 10 02 442 teiler wird also als Teil des Heizstromverstärkers

beschriebene Anordnung, bei der die Pille des als betrachtet.

Stellglied benutzten indirekt geheizten Thermistors 20 Der Temperaturkoeffizient eines Heißleiters folgt

direkt durch den Stellgleichstrom beeinflußt wird, bekanntlich der Beziehung
während der Kompensationswechselstrom die Pille

indirekt über den Heizer abhängig von der Umge- ^ _ _^_^_ o\

bungstemperatur erwärmt. clT T²

In der DT-PS 10 57 206 ist der Stellstrom ein 25

Wechselstrom, dessen Größe durch eine in Reihe Da mit wachsendem Heizstrom die absolute Temgeschaltete . vormagnelisierbare Drossel beeinflußt peratur T des Heißleiters wächst, nimmt dabei sein wird, die durch einen aus einer konstanten Wechsel- Temperaturkoeffizient und damit auch der Temperaspannung gewonnenen Kompensationsgleichstrom turkoeffizient des Gegenkopplungsgrades des Heiztemperaturabhängig eingestellt wird. 30 Stromverstärkers ab.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht Durch passende Wahl des direkt geheizten Heißdarin, eine Schaltungsanordnung der eingangs ge- leiters R 5 und der anderen Widerstände des Einnannten Art anzugeben, die einfach ist, in einem gangsspannungsteilers kann die gewünschte Abhängroßen Regelbereich eine gute Kompensation bewirkt gigkeit des Gegenkopplungsgrades von der Umge- und ohne zusätzliche Kompensationströme anderer 35 bungstemperatur und vom Heizstrom erhalten Frequenz als der des Stellstromes auskommt. werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist Damit der Hilfsheißleiter nur vom Heizstrom aufdadurch gekennzeichnet, daß dieser Verstärker eine geheizt wird, ist der Eingangsspannungsteiler so temperaturabhängige Gegenkopplung besitzt, derart, hochohmig gemacht, daß über die Pille RHI des daß mit wachsender Umgebungstemperatur der Ge- 40 Hilfsheißleiters nur ein sehr kleiner Strom fließt,
genkopplungsgrad zunimmt und der Temperatur- Statt die Kompensationsheißleiter, d. h. den Hi'fskoeffizient der Gegenkopplung mit wachsendem Heiz- heißleiter und den Heißleiter R 5 in den Ausgangsstrom abnimmt. zweig des Eingangsspannungsteilers anzuordnen,

Dadurch wird mit wachsender Umgebungstempe- kann man sie als Teil des Gegenkopplungswiderratur der Heizstrom verkleinert, wobei mit wachsen- 45 Standes Rk oder des Eingangszweiges R 1 des an den dem Heizstrom seine relative Verkleinerung geringer invertierenden Eingang Ei angeschlossenen Spanwird und pro Grad Änderung der Umgebungstempe- nungsteilers einsetzen.

ratur immer gleiche Leistung dem Heizer entzogen Auch wenn die Steuerspannung Ust an den inver-

wird. tierenden Eingang Ei angelegt wird, müssen die Kom-

Ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung 50 pensationsheißleiter entweder als Teil des Ausgangsnach der Erfindung zeigt die Figur. Als Heizstrom- zweiges des an den nichtinvertierenden Eingang Eni verstärker dient ein Differenzverstärker DV mit dem angeschlossenen Spannungsteilers oder als Teil des invertierenden Eingang Ei und dem nichtinvertieren- Eingangszweiges R 1 des an den invertierenden Einren Eingang Eni. Die Widerstände R1 und R 2 bilden gang Ei angeschlossenen Spannungsteilers oder als einen Spannungsteiler zum Einstellen des Arbeits- 55 Teil des Rückkopplungswiderstandes Rk eingesetzt punktes. Rk ist ein Gegenkopplungswiderstand zum werden.

Einstellen der mittleren Verstärkung. UB ist die Be- Wenn der Stellheißleiter und der Hilfheißleiter

triebsspannung und Ust die Steuerspannung der gleichen Typs sind und der Stellheißleiter nieder-

Schaltungsanordnung. Der Heißleiter mit dem Pillen- ohmig und der Hilfsheißleiter hochohmig sein sollen,

widerstand RHI und dem Heizer Rhi ist der zu 60 so kann man parallel zum Heizer Rh2 des Hilfsheiß-

kompensierende Slellheißleitcr. Der Heißleiter mit leiters einen Widerstand schalten, der einen Teil des

dem Pillenwiderstand RH2 und dem Heizer Rhi ist Heizstromes dem Hilfsheißleiter entzieht,

ein Hilfsheißleiter, der die temperatur- und heizstrom- Die Anordnung mit einem Hilfsheißleiter erlaubt

abhängige Gegenkopplung bewirkt. R3 und R4 sind eine galvanische Trennung des Stellwiderstandes vom

feste Spannungsteilet'widerstände und R5 ein direki 65 Heizstioniversiärkei. Wenn eine solche Trennung

geheizter Heißleiter, der die Temperaturkompensa- nicht erforderlich ist, kann man auf den Hilfsheiß-

tion unterstützt. leiter verzichten und den Stellheißleiter auch als Teil

Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Die des Gegenkopplungsteilers verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Kompensation des Einflusses der Umgebungstemperatur auf einen indirekt geheizten Heißleiter, dessen Widerstandspüle als Stellglied in einem Regel- oder Steuerkreis dient, wobei der Ausgang eines Verstärkers, der von der Stellspannung des Regel- oder SteuerDie Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Kompensation des Einflusses der Umgebungstemperatur auf einen indirekt geheizten Heißleiter, dessen Widerstandspille als Stellglied in einem Regel-5 oder Steuerkreis dient, wobei der Ausgang eines Verstärkers, der von der Stellspannung des Regel- oder Steuerkreises gesteuert ist, mit dem Heizer des I leißle'ters verbunden ist.

Aus der US-PS 31 78 698 ist es bekannt, die Wider-

kreises gesteuert ist, mit dem Heizer des Heiß- 10 slandspille eines indirekt geheizten Heißleiters als leiters verbunden ist, dadurch gekenn- Stellglied in einem Verstärkerregelkreis zu benutzen,

wobei der Heizer des Heißleiters mit dem Ausgang eines Verstärkers verbunden ist, der von der Stellspannung des Regelkreises gesteuert wird.