DE1953998A1

DE1953998A1 - Temperaturmessgeraet

Info

Publication number: DE1953998A1
Application number: DE19691953998
Authority: DE
Inventors: Johnston James Stewart
Original assignee: Rosemount Engineering Co Ltd
Current assignee: Emerson Process Management Ltd
Priority date: 1968-10-28
Filing date: 1969-10-27
Publication date: 1970-04-30
Also published as: GB1291827A; US3665766A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Temperaturmeßgerät und insbesondere ein Gerät, mit dem die mittlere Temperatur an zwei oder mehr beliebigen Punkten gemessen werden kann.

Die Forderung zur Messung der mittleren T_emperatur ergibt sich beispielsweise für große Tanks oder andere Plüssigkeitsbehälter. Zum Beispiel soll die mittlere Temperatur einer flüssigkeit bestimmt werden, die einen Tank nur teilweise ausfüllt, weshalb die mittlere Temperatur nur dort gemessen werden muß, wo sich die Flüssigkeit befindet. Bin weiteres Beispiel betrifft die resultierende Temperatur beim Mischen verschiedener Flüssigkeiten, wobei in diesea

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

Pall die mittlere Temperatur der in verschiedenen Behältern vorhandenen Flüssigkeiten gemessen werden muß.

Das erfindungsgemäße Gerät verwendet temperaturemplindliche Widerstandselemente, die aort angebracht werden, wo die mittlere Temperatur bestimmt werden soll. Diese Widerstandselemente seien zur Vereinfachung der vorliegenden Beschreibung vierpolige Elemente, d. h. jedes Element hat an seinen beiden Enden eine Strom- und eine Spannungsklemme. Die beiden Stromklemmen werden als erste und zweite Stromklemme bezeichnet und die beiden Spannungsklemmen als erste und zweite Spannungsklemme. Dabei liegen die erste Strom- und die erste Spannungsklemme am einen Ende und die zweite Strom- und die zweite Spannungsklemme am anderen Ende des Elements.

Das erfindungsgemäße Gerät zur Messung der mittleren Temperatur an zwei oder mehr beliebigen Abtastpunkten enthält für jeden· dieser Abtastpunkte ein vierpoliges, temperaturempfindliches Widerstandselement mit ersten und zweiten Stromklemmen und ersten und zweiten Spannungsklemmeni Stromzuführungsvorrichtungen, um über aie Stromklemmen einen konstanten Strom durch das Element zu schicken, wobei diese Stromzuführung s vor rieh tun gen ao angeordnet sind, daß, falls die Elemente auf gleicher Temperatur liegen, die Spannungen an den ersten Spannungskiemmen sämtlicher Elemente gleich sind und die / Spannungen an den «weiten Spannungeklemaien !amtlicher Elemente gleich sind) eine für jedes Element rorgesehene Schaltungsvorrichtung mit einer hohen Impedanz, um die erste Spannungs-

klemme mit einer ersten AusgangSiClemme zu verbinden; Schal-. tungsvorrichtungen, die die zweiten Sparmungsicleinmen sämtlicher temperaturempfindlieher Elemente gemeinsam mit einer zweiten Ausgangsklemme verbinden} und Vorrichtungen, die auf die Spannung zwischen der ersten und zweiten Ausgangsklemme oder auf eine damit zusammenhängende Spannung ansprechen.

Bei diesem Gerät spricht die spannungsempfindliche Vorrichtung auf die mittleren Spannungen an den Abtasteler^enten an.

Ein spezieller Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß die Temperaturmessung von einer Schaltung durchgeführt wird, die Spannungsmittelwerte bildet und mit der eine beliebige Anzahl von Eingängen verbunden weraer. kann. Die Schaltung kann also dazu verwendet werden, die mittlere Temperatur an zwei oder mehr beliebigen Punkten zu messen, indem die erwähnte Schaltung für jedes Abtastelement eine hohe Impedanz und außerdem einer. Schalter enthält, durcn den ein oder mehrere Abtastelemente selektiv mit der ersten Ausrengsklexme verbunden werden können. Eine Änderung oder Justierung aer Schaltung ist nicht notwendig, uu; die Abtasteleaente mit der Ausgangpklemme zu verbinden oder aiese Veroindung zu lösen.

lie Stromzuführungsvorrichtungen enthalten zweckmäßigerweise eine Spannungsversorgungsauelle, die jedes Abtastelement über getrennte Serienwiderstände (Widerstand größer als der des Abtastelement^) parallel speist. Ss kennen

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ΒΑ»

jedoch, wie später erläutert wird, auch kompliziertere Stromzuführungsschaltungen verwendet weraenj insbesondere können die Abtastelemente als getrennte Rückkopplungekreise für einen verstärker geschaltet weraen.

Zum Messen der Ausgangsspannung ist es im allgemeinen zweckmäßig, die Differenz zwischen der mittleren Spannung an den Abtastelementen (z. B. die Spannung an den Ausgangsklemmen) und der Spannung an diesen Elementen bei einer Bezugstemperatur zu messen. Die gemessene Spannung stellt also dann aie Differenz zwischen der mittleren Temperatur und der Bezugstemperatur dar. Als ±sezugstemperatur kann ein passender, beliebiger Wert gewählt werden, z. ß. O⁰C, so daß die mittlere Temperatur in Celsius-Einheiten gemessen wira.

Die Erfindung umlaßt weiterhin em üerät zur Messung der mittleren Temperatur an zwei oder mehr Punicten, die aus einer neihe von Abtastpunkten ausgewählt werden können, dieses Gerät enthält für jeden Abtastpunkt ein vierpoliges, tempereturempfindliches Widerstandselement; eine Spannungsversorgungsquelle mit ersten und zweiten Klemmen; einen separaten Serienwiderstand zwischen der ersten Stromklemme jedes temperaturempfindlichen Elements und der erraten Klemme der Versorgungsquelle; Schaltur.gsvorrichtungen, die die zweite Stromklemme jedes temperaturempfindlicher. Elements mit einer zur Versorgungsquelle führenden Rückstrombahn verbinden, wobei der erwähnte Serienwiderstand einen solchen Widerstands-

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wert hat, daß, falls die temperaturempfindlichen Elemente auf gleicher Temperatur liegen, der Spannungsabfall an sämtlichen temperaturempfindlichen Elementen gleich ist; Schaltungsvorrichtungen mit einem Schalter und einer hohen Impedanz, die die erste Spannungsklemme jedes temperaturempfindlichen Elements mit einer ersten Ausgangsklemme verbinden 5 Schaltungsvorrichtung-en, die die zweiten Spannungsklemmen sämtlicher temperaturempfindlicher Elemente gemeinsam mit einer zweiten Ausgangsklemme verbinden; und Vorrichtungen, die auf die Spannung zwischen den beiden Ausgangsklemmen oder auf eine damit zusammenhängende Spannung ansprechen.

Ersichtlicherweise werden bei dieser Anordnung durch Schließen eines oder mehrerer ausgewählter Schalter die ersten Spannungsklemmen jedes der ausgewählten Elemente mit der ersten Ausgangsklemme verbunden. We.gen der hohen Impedanzen in den Verbindungen fließen nur kleine Ströme zu dieser Klemme, die einen Stromsammelpunkt darstellt. Das Potential an diesem Stromsammelpunkt ist das mittlere Poten-· tial an den ersten Spannungsklemmen aller eingeschalteten temperaturempfindlichen Elemente. Es soll erwähnt v/erden, daß sämtliche temperaturempfindlichen Elemente von der Versorgungsquelle her dauernd mit Strom versorgt werden, wobei das Zu- oder Abschalten nur in den Meßkreisen erfolgt. Wegen der im üeßkreis vorhandenen Impedanz hat das nur einen vernachlässigbar kleinen Einfluß auf die durch die Abtastelemente fließenden Ströme, auch wenn das mittlere Potential am Strom-

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Sammelpunkt dadurch ermittelt wird, daß der durch die Impedanzen fließende kleine Stromfluß gemessen wird. Es soll insbesondere erwähnt werden, daß man den Mittelwert erhält, ohne die Abtastelemente in Serie schalten zu müssen, weshalb die Anlage unabhängig von der Anzahl der angeschlossenen Abtastelemente betrieben werden kann. Es können beispielsweise automatische Schalter, etwa Schwimmschalter, verwendet werden, so daß ein Abtastelement, dessen Ausgang mit dem ileßkreis verbunden- ist, in Betrieb gesetzt wird, sobald es in eine Flüssigkeit eintaucht, wobei der Flüssigkeitspegel in einem Tank variieren kann. Bei einer solchen Anordnung wird zweckmäßigerweise mit einem Quecksilberschalter in einem Schwimmer geschaltet, der das Widerstsndselement enthält, so daß außerhalb des Schwimmschalters keine Verbindungs- oder Kontaktprobleme auftreten. Durch Betätigen der Schalter werden di-e Potentiale an den Abtast elementen in den Meßkreis eingeschaltet, wobei keine Änderung oder Justierung des Meßkreises erforderlich ist, dessen Ausgabe durch den Mittelwert derjenigen Abtastelemente bestimmt wird, deren Schalter geschlossen sind.

In der einfachsten Ausführungsform sind die zweiten Stromklemmen direkt mit der zweiten Klemme der Versorgungsquelle verbunden. Me Potentisleiifferenz an den beiden Ausgangsklemmen kann durch einen einstellbaren Spannungsteiler gemessen werden, der eine Brückenschaltung darstellt. Der Spannungsteiler enthält einen ersten Widerstand, der den

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mit den Abtastelementen in Serie geschalteten Serienwider-. ständen entspricht, und einen zweiten, einstellbaren Widerstand, der den Abtastelementen entspricht. Beide sind zwischen der ersten Versorgungskiemine und der zweiten Ausgangsklemme in Serie geschaltet. Zwischen der ersten Ausgangsklemme und der Verzweigung zwischen den Widerständen des Spannungeteilere befinden sich spannungsempfindliche Vorrichtungen. Bei einer solchen Anordnung kann entweder der zweite, einstellbare Widerstand so eingestellt werden, daß er an der spannungsempfindlichen Vorrichtung; den Aus~&ng Hull hat, oder aber die spannungsempfindliche Vorrichtung wird für die jiessung des Ausgangs geeicht.

Bei Widerstandsthermometern müssen oft die Widerstände der Leitungen berücksichtigt werden, da sie einen Widerstand aufweisen können, der mit dem des temperaturempfindlichen Elements vergleichbar ist. In der oben beschriebenen Anordnung läßt sich der Einfluß des Leitungswiderstands bequem verringern oder ausschalten. Wie schon erwähnt wurde, sind die zweiten Spannungsteiler, sämtlicher temperaturecpfindlicher Elemente gemeinsam .:.it der zweiten Ausgangsklemme verbunden. Die zweiten Stromkle^nieE aer te:_peraturempf indlichen Elemente können einzeln über weitere separate Widerstände mit der zweiten Versorgungsklemme verbunden sein, wobei die separaten Widerstände gemäß den Leitungswiderständen für die zweiten Stromklemmen geeignet proportioniert sind. Wenn ein Spannungsteilernetzwerk für eine Brückenschaltung

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verwendet wird, wie oben erwähnt wurde, kann dieser Spannungsteiler einen dritten Widerstand enthalten, der zwischen dem zweiten, einstellbaren Widerstand und der zweiten Versorgungsklemme liegt. Diese Anordnung entspricht einer Doppelbrücke nach Kelvin, wobei· Quelle und Detektor vertauscht sind. Die weiteren Widerstände, die mit der zweiten Spannungsversorgungsklemme verbunden sind, bilden die Zusatz-Verhältniszweige. Diese weiteren Widerstände liegen mit den Stromversorgungsleitungen in Serie an den temperaturempfindlichen Elementen an. Ihre Widerstände können klein im Vergleich zu den Serienwiderständen sein, die mit den ersten Stromklemmen der Elemente verbunden sind. Diese·letzteren Serienwiderstände gewährleisten, falls sie groß gegenüber den Widerständen der Elemente sind, daß der Strom durch jedes Element im wesentlichen konstant bleibt. Die weiteren Widerstände können also gemäß den Leitungswiderständen eier zweiten Stromklemmen so proportioniert werden, daß aie zweiten Spannungskiemmen auf gleichem Potential liegen, und zwar unabhängig von den zu den zweiten Stromklemmen führenden Versorgungsleitungen. Im vorliegenden Pail läßt sieh die Arbeitsweise verdeutlichen, wenn man die vier Klemmen jedes temperaturempfindlichen Elements betrachtet. Der Widerstard aer zur ersten Stroiujclemme führenden Leitung ist klein gegenüber üesi Serienwiderstend zwischen aer ersten Spannungsversorgungsklemme und der ersten ötromklemmej die ü-röße aes Leitungswiderstands ist desnalb unwesentlich, weshalb Änderungen dieses Leituiigswiderstsrcs vernachlässigt v/er-

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den können. Änderungen des Widerstands in der Leitung von der ersten Spannungsklemme her haben wiederum einen vernachlässigbar kleinen Einfluß, falls diese Änderungen klein gegenüber der mit dieser Leitung verbundenen Serienimpeaanz sind. Die mit den zweiten Spannungsklemmen verbundenen Leitungen sind alle zusammengeschaltet, und diese Punkte liegen alle im wesentlichen auf dem gleichen Potential. Durch diese Leitungen fließt also kein Strom. Die zweiten Stromklemmen der verschiedenen temperaturempfindlichen Elemente sind mit den oben angeführten,weiteren Widerständen verbunden, wodurch die Leitungswiderstände kompensiert werden; Änderungen dieser Leitungswiderstände haben nur geringen Einfluß.

Zur Bestimmung der mittleren Ausgangsspannung können anstelle des Brückenabgleichs auch andere Meßkreise verwendet weraen. Beispielsweise können die temperaturempfindlichen Elemente so mit einem Verstärker zusammengeschaltet werden, wie in dem Britischen Patent No. 1,027,566 dargelegt ist. Für jedes Abtastelement kann ein getrenntes, negatives Widerstandselement vorgesehen sein, das mit dem Abtastelement gleichfalls an den Verstärker angeschlossen wird, so daß eine lineare Beziehung zwischen der Spannungsausgabe und der Temperatur herrscht.

In der nun folgenden Beschreibung wird auf die. Abbildungen der Figur 1 und 2 bezuggenommen, die Schaltdiagramme von Ausführungsbeispielen der Erfindung darstellen.

In Figur 1 ist eine Spannungsversorgungsquelle 10

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gezeigt, die über zwei Leitungen 11 und 12, die die oben erwähnten ersten und zweiten Spannungsversorgungsklemmen darstellen, eine Spannungsversorgung aufrechterhält. Eine Anzahl temperaturempfindlicher Elemente R_m Rm ... E_n, ist vorgesehen,

¹I '2 ^Ίη die jeweils erste und zweite Stromleitungen 13» 14 und erste und zweite Spannungsleitungen 15» 16 enthalten. Die erste Stromleitung 13 jedes Abtastelements ist mit einer Klemme eines zugehörigen Widerstands R. R_Ä ... R. verbunden, während

^A1 ^Ä2 ^Än die gegenüberliegenden Klemmen dieser Widerstände gemeinsam an der Leitung 11 anliegen. Diese Widerstände R. etc. haben einen nohen Widerstand, so daß die durch die verschiedenen Abtastelemente fließenden Ströme unabhängig von Temperaturschwankungen konstant bleiben. Die Höhe der V/iderstände ist so gewählt, daß bei gleichen Temperaturen der Spannungsabfall an den Abtastelementen gleich ist. Zweckmäßigerweise sind die Abtastelemente untereinander ähnlich und die Serienwiderstände

R. R. etc. gleich groß. Die zweiten Stromleitungen 14 der A₁ A₂ -

temperaturempfindlichen Elemente sind mit weiteren Widerständen R-n Rg ... Rg verbunden, die in diesen speziellen Ausführungsbeispiel kleiner als R. R. etc. sind, wobei die zweiten

A₁ A₂

Klemmen dieser Widerstände R₁, R„ etc. an der gemeinsamen

B₁ B₂

Leitung 12 anliegen.

Die ersten Spannungsleitungen 15 der temperaturempfindlichen Elemente sind über Schalter SW₁ SW₂ ... SW_n mit entsprechenden Widerständen R_n K_n ... R_n verbunden, wobei

C, G₂ C_n

die gegenüberliegenden Klemmen dieser Widerstände gemeinsam

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an einer ersten Ausgangskiemme 18 anliegen. Die zweiten Spannungsleitungen sämtlicher temperaturempfindlicher Elemente liegen gemeinsam an einer Leitung 19· Die mittlere Temperatur wird, wie noch näher erläutert v/erden soll, durch die Spannung zwischen der Klemme 18 und der Leitung 19 dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Brücken schaltung zur Messung dieser Spannung verwendet, wobei die Verhältniszweige der Brücke durch die Widerstände R^ R_Q und Rg gebil-

o ο det werde*!, die in dieser Reihenfolge zwischen den Leitungen

11 und 12 in Serie geschaltet sind. Die Verzweigung zwischen

R. und R ist mit einer zweiten Ausgan?skieimne 20 verbunden,

^Ao
während die Verzweigung zwischen E und R_ß an Leitung 19

ο anliegt. Die Spannung zwischen den Ausgangsklemmen 18 und 20 liegt an einem Nullanzeigegerät 21 an? dabei stellt der Widerstand R einen Regelwiderstand dar, um die Brücke abgleichen zu können. Die Einstellung dieses regelbaren Widerstands mißt die mittler« Temperatur. Anderei*seits kann die Spannung zwischen den Ausgangsklemmen 18 und 20 auch direkt als Maß für die mittlere Temperatur genommen v/erden.

In der hier beschriebenen Schaltung sind sämtlichen temperaturempfindlichen Elemente dauernd an die Versorgungsleitungen 11, 12 angeschlossen, so daß Strom durch die Elemente fließt. Da der Widerstandswert der Serienwiderstände R. etc.

A₁

hoch im Vergleich zu den Abtastelementen ist, fließt durch die Abtastelemente ein konstanter Strom. Beliebig ausgewählte Elemente können durcn Schließen der zugehörigen Schalter SW₁,

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SWp etc. mit dem Jkeßkreis verbunden v/erden. Diese Schalter liegen in den Spannungsausgangsleitungen, in denen wegen des hohen Widerstandswertes der Widerstände R_n R_n etc. nur ein vernachlässigbar kleiner Strom fließt. Die ersten Spannungsausgangsklemmen samtlicher Elemente erreichen ein Potential, das gleich dem LIittelwert der Potentiale derjenigen Spannungsausgangsleitungen ist, die an den Ausrangekreis angeschlossen sind. Dies wird dadurch erreicht, daß durch die Widerstände R„ Rp .etc. kleine Ströme fließen. Diese Ströme sind jedoch so gering, daß sie die Potentiale an den Abtastelementen nicht Beeinflussen.

A^<.s der Betrachtung der Elemente R. , R„ und R_x,

im Zusammenhang mit den Elementen R, R und R_x, ist ersicht-

^Ao ° ^Bo lieh, daß hierdurch eine Doppelbruckenschaltung nach Kelvin dargestellt wird, die die übliche Form aufweist, nur daß Quelle und Detektor ausgetauscht sind. Die Widerstände R_x, und Rp stellen in diesem PsIl Zusatzwiderstände der Doppel-

o
brücke dar, mit deren Hilfe niedrige Y/iderstände gemessen werden können, während gleichzeitig der Einfluß von Leitungswide„ständen ausgeschaltet ist. In der dargestellten Schaltung kann der Einfluß vor. Leitungswiderständen unter iolgendem Gesichtspunkt betrachtet werden: Irgendwelche Änderungen des Widerstands der erster. Stromleitung jedes Abtastelements können gegenüber der. Serienwiderständen R. vernachlässigt

1 werden und haben keiner Einfluß auf die ^.essung. In ähnlicher

Weise haben auch Änderungen des Wie erratend s der ersten

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Spannungsleitung keinen Einfluß, da dieser Widerstand Klein gegenüber R„ ist. Die"zweiten Spannungsleitungen der temperaturempfindlichen Elemente laufen an einem Punkt der Brückenschaltung zusammen, weshalb durch diese Leitungen kein Strom fließt. Der Widerstand der zweiten Spannungsleitung hat also Keinen Einfluß. Die zweiten Stromleitungen aer verschiedenen temperaturempfindlichen Elemente liegen mit den Widerständen

E_n R-D etc. in Serie, und Änderungen dieser Leitungswider-B₁ B₂

stände sind klein gegenüber R_n etc. Der Einfluß solcher

Änderungen kann also vernachlässigt werden. Man beachte, daß der Widerstand R-n zur Kompensation des mittleren Leitungs-

o
Widerstands der zweiten Stromleitungen dient.

Die oben erwähnten Schalter SW ^ SW₂ etc. können von Hand oder automatisch betätigt werden. Wie schon erwähnt, können beispielsweise Schwimmschalter verwendet werden, z. B. Quecksilberschalter in Schwimmern, die die temperaturempfindlichen Elemente enthalten. Andererseits können die Schalter auch je nach der Wahl der Flüssigkeitszuführungen von verschiedenen Quellen her automatisch betätigt werden, so daß man eine Anzeige der mittleren Temperatur erhält, wenn die Flüssigkeiten ausgewählter Quellen miteinander vermischt werden.

Vorzugsweise wird nur die erste Spannungsleitung jedes temperaturempfindlichen Elements geschaltet. Es wäre zwar möglich, mehr als eine Leitung zu schalten, jedoch könnten sich bei Verwendung mehrerer Schalterkontakte kurzzeitig falsche Ablesungen ergeben, falls die Schalterkontakte nicht .

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gleichzeitig betätigt werden.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung sei angenommen, daß die Versorgungsspannung V-r, an den Leitungen 11 und 12 20 Volt betrage, IL· für jedes temperaturempfindliche Element bei T = O⁰C 100 Ohm habe, R_A R_A etc. je 6,9 kOhm

und R_n R_n etc. je 1 kOhm habe. In jedem Abschnitt, der ein B₁ Έ₂

temperaturemfpindliches Element enthält, fließt ein Strom von 2,5 mA. Wenn diese Elemente eine 7/iderstandsänderung von

r 0,4 Ohm/°C haben, beträgt die Spannungsänderung 1 mV/ C.

Etwa vorhandene Nicht-Linearitäten im Widerstands-Temperatur-Verhältnis der Abtastelemente und ilicht-Linearitäten durch einen Abfall des Brückenstroms bei Erhöhung von R können vorerst vernachlässigt werden. Man betrachte ein System aus drei aktiven Elementen R™ R™ und R- und einem passiven Abschnitt R , der ebenfalls 100 0hm aufweist. Wenn die Temperaturen der Abtastelemente R~ R„, und R~ bei T₁ = 10 C, T₂ = 20 ⁰C und T, = 30 ⁰C liegen, betragen aie Potentiale

! der verschiedenen Leitungen 15 gegenüber Leitung 20 10 mV, 20 mV und 30 mV. Diese Potentiale werden im Widerstandsnetzwerk R_n R_n und R_n zusammengefaßt und liegen nach Schließen der Schalter an dem Netzwerk an, wobei ein Ausgangswiderstand für das erste Abtastelement R^, von ^D₁ A₁ herrscht und

¹ R + E

entsprechende Ausdrücke für die Ausgargswiderstände der anderen Abtastelemente angegeben werden können.

In diesem Beispiel ist R^ = 104 0hm, R^ = 108 0hm

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und Rg, =112 Ohm. Die Ausgangswiderstänae betragen deshalu . iO2,5 Ohm, 106,4 Ohm und 110,4 Ohm. Wenn· die in dem Netzwerk

R_n R_n und R_n durchgeführte Mittelwertbildung allen drei C₁ C₂ C₅

Abschnitten die gleichen Gewichte zuordnen soll, müssen die Widerntände in diesem Netzwerk groß gegenüber Änderungen des Ausgangswiderstands sein. Deshalb müssen R_n R_n und Rw

12 3 groß gegenüber einem Widerstand von 7,9 Ohm sein. Wenn Jeder dieser Widerstände 10 kOhm habe, beträgt die tatsächliche Ausgangsspannung 19,997 mV gegenüber dem genauen Wert von 20 mV (entsprechend aer wahren mittleren Temperatur von 20 C).

Wenn die Widerstände R_n R_n und R_n je 1 kOhm haben, beträgt

1 c. - 5 die Ausgangsspannung 19,97 mV.

Um den Einfluß von Änderungen des Leitungswiderstands zu erläutern, betrachte man eine Änderung des Leitungswiderstands von 1 Ohn. in jeder der Leitungen. Dann ergibt sich folgendes:

(a) Eine Änderungen von 1 Ohm in sämtlichen Leitungen 13 ergibt eine Ausgangsänderung von C,C12 der Ablesung (d. h. 0,002 ⁰C im vorliegenden Fall).

(b) Eine Änderung von 1 Ohit in Leitung 13 lediglich

eines Thermometers ergibt eine Änderung der von dem Thermometer angezeigten Temperatur von 0,03 C und daher eine Ausgangsänderung von 0,01 C.

(c) Eine Änderung von 1 Ohr; in sämtlichen Leitunger. 15 hat keinen Einfluß.

(d) Eine Änderung von 1 Ohm in einer Leitung 15 würde

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das dieser Messung zugeordnete Gewicht um 0,01% oder 0,1$ geändert, und. zwar abhängig von dem verwendeten Wert von R (d. h. um 0,003 ⁰C oder 0,0003 ⁰C).

(e) Eine Änderung, die eine oder sämtliche Leitungen betrifft, hätte keinen Einfluß.

(f) Eine Änderung von 1 0hm in sämtlichen leitungen 14 ergibt den gleichen ^Effekt wie unter Ziffer (a).

(g) Eine Änderung in einer der Leitungen 14 um 1 0hm hätte im vorliegenden Beispiel ein Viertel des Einflusses aus Ziffer (a).

Das vorliegende System ist also sehr tolerant gegenüber Änderungen von leitungswiaerständen, was bei den üblicnen Verfahren zur iüittelwertbildung, bei denen Thermometer in Serie geschaltet werden, nicht der Fall ist.

Fi~ur ά zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Fall werden als ternperaturempfindliche Elemente Platinwiderstandselemente verwendet, die als L.ückkopplungswidarr^tände eines Verstärkers geschaltet sind. Für jedes temperstureinpfinöliche Element ist ein separeter negativer Widerstand vorgesehen, der ebenfalls an den Verstärker angeschlosser: wird. Diese Anordnung schaift ein lineares Verhältnis zwischen dem Spannungsausgang und der Temperatur. Wie in dem Britischen Patent Ko. 1,C27,566 dargelegt ist, herrscht bei elektrischer. '.Yiderntandstnerr-oisetern zwischen dem »'iderstarjd B und der Temperatur t die Beziehung

2
F. = IU (1 + At + 3t ), wctei R_ der 7<id erste nu. bei einer

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Bezugstemperatür ist. A und B sind Konstanten. Höhere Potenzen von t können iür praktische Zwecke vernachlässigt werden. Für ein .rlatinwiderstandsthermometer ist A positiv und B negativ. In dem oben erwähnten Patent wird erläutert, auf welche Weise durch Einschalten eines Abtastelementes in einen Kückkopplungskreis eines Verstärkers mit hohem Verstärkungsfaktor, der einen konstanten Stromeingang besitzt, und durch einen für den Verstärker vorgesehenen Rückkopplungskreis mit Phasenumkehr, der eine effektive negative Widerstandsrückkopplung für das Abtastelement liefert, die Möglichkeit geschaffen wira, die i.icht-Linearität in der Beziehung zwischen der Ausgangsspannung aes Verstärkers und der Temperatur aes Abtastelements zu kompensieren.

In ii'igur 2 sind zum Desseren Verständnis für entsprechende Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet worden wie in Figur 1. Figur 2 zeigt drei Temperaturfühler oder Elemente Ε_φ R_m und R_m , die jeweils mit Strom- und

¹I ^T2 ^Tn
Spannungskleramen versehen sind. Die erste Stromklemme jedes

Abtastelements ist über einen geeigneten Widerstand R. R_A

^" A-I Ap

oder E. mit einer Leitung 11 und dadurch mit der einen Klemme

^An
der Versorgüngsquelle 10 verbunden. Die zweiten Stromklemmen der Abtastelemente sind über leitungen 14 und entsprechende Widerstände R_n Ε_Ώ und R₁₃ mit einer gemeinsamen Leitung 30 verbunden. Die ersten Spannungsklemmen der Abtastelemente sind über Leitungen 15 und entsprechende Schalter SW- SWp und SW und über Serienwiderstände R_n R_n und R_n mit einer gemein-

O₁ C₂ C_n

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samen Leitung 31 verbunden. Die zweiten Spannungsklemmen der Abtastelemente sind wie in Figur 1 über Leitungen 16 mit einer gemeinsamen Leitung 19 verbunden.

In der Anordnung aus Figur 2 ist ein Verstärker 32 mit hohem Verstärkungsfaktor vorgesehen. Dieser Verstärker bildet mit den zugehörigen Schaltkreisen einen Betriebsverstärker mit einem ohmschen Eingang und ohmscher Rückkopplung. Der Eingang für den Verstärker ist das Signal auf Leitung 31. Der Verstärker hat eine Bezugseingangsleitung 33, die mit einem Spannungsteiler aus den Widerständen R. und R ver-

^Äo ° bunden ist. Dieser Spannungsteiler fliegt an der Spannungsversorgungsquelle 10 an. Der Ausgang des Verstärkers 32 wird der gemeinsamen Leitung 30 zugeführt, so daß diejenigen Temperaturfühler, die durch ihre entsprechenden Schalter in den Kreis eingeschaltet sind, Rückkopplungswiderstände für den Verstärker bilden. Wie bekannt ist, liefert ein solcher Verstärker einen Rückkopplungsstrom, der den Eingangsstrom so abgleicht, daß eine vernachlässigbar kleine Potentialdifferenz zwischen den Leitungen 31 und 33 herrscht. Diese sehr kleine Potentialaifferenz liefert aufgrund des hohen Verstärkungsfaktors des Verstärkers 32 den erforderlichen Ausgang. Der erforderliche Ausgangsstrom wird am Bezugseingang abgenommen, ü. h. am Spannungsteiler R. R . Die Ausgangsspannung des

Verstärkers auf Leitung 30 ist proportional zu der dem Eingangskreis eingespeisten festen eingangsspannung, wobei der Proportionalitätsfaktor von dem Verhältnis des effektiven

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Rückkopplungswiderstands zum effektiven Eingangswiderstand abhängt. Wenn die Leitung 33 direkt mit der Leitung 12 verbunden wäre, d. h. mit der einen Klemme der Spannungsquelle 10, wäre die Eingangsspannung die G-e samt spannung der Quelle 10. Der effektive Eingangswiderstana würde durch die Widerstände

R. R. R₄ gebildet, die in den Kreis eingeschaltet sind. A₁ A₂ A_n »

Die Widerstände R-, R_n und R_n hätten einen vernachlässigbar

C₁ C₂ C_n

kleinen Einfluß, da sie in Spannungsleitungen liegen und nur senr geringen Strom führen. In der Ausführungsform aus Figur erhält man aie Bezugsspannung von einem Spannungsteiler. Die Widerstände R. und R schaffen ein Bezugspotential, das so

eingestellt werden kann, daß es bei einer gewählten Bezugstemperatur, z. B. 0 ⁰C, die Ausrangsspannung Null liefert. Ersichtlicherweise kann nach Wunsch auch ein beliebiger anderer Anfangspunkt gewählt werden,

Wie in den: Ausführung^beispiel aus Firur 1 werden auch in Pi«ur 2 die Fühler R,^ R_n, uno R_n, mit konstanten Strömen von der Versorgungsjuelle 10 über die entsprechenden Stromeingangsklemcien gespeist. Lie Widerstände E, R, und E.

A₁ A₂ A^

sind mit den ersten Stromklemmen der entsprechenden Fühler R-, R_n, unö R_n, in Serie geschaltet, während die Widerstände T₁ T₂ T_n

R₁₃ R-. und R_n mit den zweiten Stronikleiunen der Fühler in

^B1 ^B2 ^Bn
Serie liegen. Der gemeinsame Funkt 3C, iit dem die Widerstände

R₁₅ R_ und S_x. verbunden sind, wird am Ausgang des Verstär-B₁ B₂ B_n -

kers 32 über Leitung 30 mit der* notwendigen Strom gespeist. In Figur 2 dient der Verstärker JZ dazu, den Stron durch ;)edes

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Abtastelement konstant zu halten. Wie Fachleuten bekannt ist, ist bei einem Verstärker mit Widerstandsrückkopplung und einem ohmscnen Eingang der Rückkopplungsstrom proportional zum Eingangsstrom. Beispielsweise wird der Eingangsstrom für den Zweig mit dem Fühler Em nur durch die Höhe des Widerstands

¹I · ■

R. und durch das Potential zwischen der EingangBklemme 11

^A1 .

und der Verzweigung der Widerstände E. und R bestimmt. Die

Widerstände R. E, und B.. sind so gewählt, daß der Spannungsabiall ar. den Abtastelementen oei einer Bezugstemperatur für" alle Elemente gleich und außerdem gleich aera Spannungsabfall . am Widerstand R ist. - .-"-.'.

Es ist also ersichtlich, äaS. die Schaltung aus Figur 2, soweit sie bisher beschrieben wurde, ähnlich der aus Figur 1 arbeitet. Die Anordnung aus Figur 2. enthält gedoeh weitere ..- · Komponenten, die ic folgenden beschrieben werden und die dazu dienen, die liicht-Linearität in der Beziehung zwischen dem Widerst&rd und der Temperatur aer Abtastelemente zu"kompensieren. . -

Die Koppen sation der-"^icht-Linear-ität erfolgt au rc n einen negetiver. ',Tiderstand als zusätzliche Rückkopplung für

Abtastelfe.-'.er.t. R_1n E₁^ ,.-„ . Ei er zur v.ird die Leitung 19 :. vor. der zv, eite-ii Sp&r.nungsklemme der; A "βίε-st elements über einen-

srrs7.-ider^te.".c -'4 :::it einem -zv.'ei/ter: Verstärker- 35. verounden , der eine·. Rückkcrrlungswicerstenä J€ enthält. Die Widerstände. 34 und Io sina fl&ich, so de.ß aer /erntärker 35 zus&iniseri rait' diesen Wiäer-.tär.ier: einen Spar.nun^sir.verter oildet, der den

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Verstärkungsfaktor 1 liefert. Der Ausgang des Verstärkers 35 wird über Widerstände 'R-, R- und R-, an die Leitungen 15

*1 ^F2 V ZWi s cn en' den Abtastelementen IL₁ R_m und R_m und ihren zuge-

^Χ1 - ¹2 ¹U hörigen Schaltern SW₁ SW₂ und SW_n abgegeben.

Das Vernältnis R_A zu R wird so gewählt, daß es

A₀ ο

gleich den Verhältnissen (die untereinander alle gleich sind)

von R. zu Rm , R_A zu R^ und R. zu R_n, bei aer Bezugstem-A₁ I₁ A₂ .I₂ A_n - I_n

peratur ist. Mit anderen Worten: Der Spannungsabfall soll bei der Bezugstemperatur an allen Abtastelementen gleich sein. Man betrachte den Fall, daß nur das Abtastelement

R_n, in den Schaltkreis eingeschaltet ist. ¹I

Ohne den Verstärker 35 und seine zugehörigen Schaltkreise ist axe Ausgangsspannung V des Verstärkers 32 auf Leitung 30 bezüglich Leitung 12 gegeben durch

V = - ^V1 R₊ (At + Bt²)
ο ^j— υ
R₁

Dabei ist R., der effektive Eingangawiderstand, wie oben definiert ist. Durch Hinzufügen der Inverterstufe 35 und des Rückkopplungswiderstanas R₁-, ergibt sich

V₁ ν ₀

O Xl₁ it·,-, X ο 1 F₁

2 2 V₁ - R^

also: V₀ = - ^- /"R^ At + ( B^B + -J ) Λ^ά + ..._7

1 F₁

Wenn man R_ = - ^Ro^A wählt, fällt der Ausdruck mit t² fort. Ji₁ -^

In entsprechender Weise werden die übrigen Widerstände R₁₅, und

• 2 R so gewählt, daß für ihre zugehörigen Abtastelemente die

ⁿ 2

Ausarücke mit t herausfallen.

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Daraus ist zu ersehen, daß durch eine negative Rückkopplung die Möglichkeit gegeben ist, den Ausdruck, in dem das Quadrat der Temperatur auftritt, zu eliminieren. Da B für Platin immer negativ ist, kann für die Widerstände R_x, R_x,* und Rj, ein positiver Wert gewählt werden, so daß der Verstärker 32 bei Temperaturen innerhalb eines gewissen Temperaturbereichs eine 1:: wesentlichen lineare Ausgabe liefert. Wenn der Temperaturbereich groß ist, können Ausdrücke höherer ψ Ordnung eine gewisse Nicht-Linearität verursachen, die jedoch sehr viel geringer ist, als ohne die durch die negative Widerstandsrückkopplung bewirkte Kompensation. Ersichtlicherweise müssen die Größen der Widerstände R_x, R_x, und R_x, so gewählt werden, daß bei einer ausgewählten Temperatur die ITicht-Linearitat kompensiert wird. In der Praxis läßt sieh'über einen großen Temperaturbereich eine gute Kompensation der Mcht-Linearität erreichen.

In der Anordnung aus Figur 2 erhält man die Ausgangsanzeige als Spannung an den Ausgangsklemmen 37» 38, die einem Spannungsmeßgerät'39 zugeführt wird. Die Klemme 37 ist mit der gemeinsamen Leitung 19 verbunden, an der die zweiten Spannungsklemmen. sämtlicher Abtastelemente anliegen. Die Ausgangsklemme 38 ist mit der Leitung 12 verbunden, die an einer Klemme der Eingangsspannungsquelle 10 anliegt, die die Bezugs-spannung darstellt. Die Klemme 37 ist mit den Spannungsklemmen der Abtastelemente, nicht jedoch mit der Ausgangsleitung 30 des Verstärkers 32 verbunden, wodurch der Einfluß von Leitungs-

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-23-"" 19539 9 R

widerständen vermieden wird. Da die Eingangswiderstände R. R. und E. groß im Vergleich zu den Widerständen der Leitungen 13 sind, ist ersichtlich, daß der Widerstand dieser Leitungen nur einen vernaehlässigbar kleinen Einfluß auf den Strom durch die Temperaturfühler ausübt. Die Leitungen 15 sind Spannungsleitungen, die nur einen sehr geringen Strom führen, so daß ihr Widerstand vernachlässigt werden kann. Auch die Leitungen 16, 19 sind. Spannungsleitungen, die sehr geringen Strom führen. Die Widerstände 34 und 36 können sehr groß sein, so daß der Verstärker 35 auf Leitung 19 keinen nennenswerten Strom zieht. Der Ausgang des Verstärkers 32 liegt über die Widerstände Rg R-n R₁₁ und über die Leitungen 14 an den Stromklemmen der

^B2 ^Bn
Abtasteleiaente an, jedoch ist bei Abnahme der Ausgangsspannung

der Spannungsklemmen an Leitung 19 der Widerstand der Leitungen 14 nicht mitenthalten. Die Widerstände H₁₃ R^, und Ε_Ώ dienen

■■■■■-■■■■■ 3,B₂- B_n

wie bei der Anordnung aus Figur 1 dazu, der, mittleren Widerstand der zweiter.' Stromleitungen 14 zu -kompensieren, so daß niedrige Widerstände gemessen werden können, während gleichseitig der Einfluß von. Leitungswiderständen ausgeschaltet ist.

Es soll erwähnt werden, daß bei der Anordnung aus Figur 2 die !Jessung wie bei der Anorcnurig aus Figur 1 eine Messung der mittleren Spannung zwischen der gemeinsamen Ausgängen der ersten-und zweiten Spannungsklenmen ist. Ir. Figur 1 ist die luessung im wesentlichex eine Spannungsmessung zwischen Klemme TS und Leitung 19, jedoch wird diese Spannung durch den Spannungsteiler E. R_Q so geändert, daß sie die le-nperatur-

■■'.^: 009818/0662

differenz gegenüber einer Bezugsteraperatür darstellt, wobei diese Bezug.etemperatur durch R eingestellt wird. In Figur 2 ' ist die Ausgangsspannung im wesentlichen die Spannung zwischen den leitungen 31 und 19. Leitung 19 ist mit einer der Ausgangsklemmen 37 verbunden. Der Verstärker 32 dient dazu, einen sehr geringen Eingang für den Verstärker aufrechtzuerhalten, wodurch Leitung 31 auf dem gleichen Potential wie Leitung 33 liegt. Dieses Potential ist die durch die Widerstände E. und

' " ■ ^Ao

R eingestellte Bezugsspannung. Der korrespondierende Abschnitt ist die Ausgangsklemme 20 aus Figur 1, die an der Verzweigung zwischen den Widerständen R. und R ■anliegtr Wie in Figur 1, wird R in Figur 2 so eingestellt, daß dadurch die Bezu£ste;:iperatur bestimmt istjdann ist die Spannung an den Klemmen 37, 38 proportional zur mittleren Temperatur, die als Differenz zur Bezugsternperetur gemessen wird. - -

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Claims

Patentanmeldung: Temperaturmeßgerät,

PATENTANSPRÜCHE

1J Gerät zur Messung der mittleren Temperatur an zwei oder mehr beliebigen Abtastpunkten, gekennzeichnet durch ein für jeden Abtastpunkt vorgesehenes vierpoliges, temperaturemOfindliches Widerstandselement (R_m - R_m ) mit ersten und

^x 1 ^Tn zweiten Stromklemmen. (13> Ή) und ersten und zweiten Spannungs-■ klemmen (15» 16); Stromzuführungsvorrichtungen (10, 11, 12), um über die Stromklemmen einen konstanten Strom durch das Element zu schicken, wobei diese Stromzuführungsvorrichtungen so angeordnet sind, daß, falls die Elemente auf gleicher Temperatur liegen, die Spannungen an den ersten Spannungsklemmen sämtlicher Elemente gleich sind und die Spannungen an den zweiten Spannungsklemmen sämtlicher Elemente gleich sind; eine für jedes Element vorgesehene Schaltungsvorrichtung

OOS8107O6S2

Patentanwälte Dipl.-lng. Martin Licht, Dipl.-Wirfsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESI ENSTRASSE 33 · Telefon: 281202 · Telegramm-Adresse: Lipatli / Mönchen Bayer. Vereinsbank Mönchen, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. 882495 ■ Postscheck-Konto: Manchen Nr. U3397

INSPECTED

195399ft

(SW₁ - SW.: R_n-R_n ) mit einer hohen Impedanz, um die erste l η G₁ C_n

Spannungsklemme (15) mit einer ersten Ausgangsklemme (18) zu verbinden; Schaltungsvorrichtungen (19), die die zweiten Spannungsklemmen (16) sämtlicher temperaturempfindlicfaer Elemente gemeinsam mit einer zweiten Ausgangsklemme (20) verbinden; und Vorrichtungen (21, 39) > die auf die Spannung zwischen der ersten und zweiten Äusgengsklemme (18,20; 37»38) oder auf eine damit zusammenhängende Spannung ansprechen.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die einen konstanten Strom durch jedes Element speist, einen mit jedem Element in Serie liegenden separaten Widerstand (E.· - R, ) enthält, der größer ist als

A₁ A_n

der Yfiderstand des Elements, sowie eine konstante Spannungsquelle (10), die jedes Element und seinen zugehörigen Serienwiderstand parallel speist.
3. Gerät nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die einen konstanten Strom durch jedes Element speist, ein^erstärker (32) enthält, wobei jedes Element -als getrennter Büekkopplungskreis zum Verstärker geschaltet ist und einer: zugehörigen Eingangswiderstand besitzt und von einer geraeinsamen Spannungsquelle gespeist wird.
4. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die auf die Spannung zwischen der ersten und zweiten Ausgangsklemme (18,20; 37,38) anspricht, ein Anzeigegerät (39) enthält, das die Differenz

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-ν— . ■

zwischen dieser Spannung und der an jedem temperaturempfind-.liehen Element während einer Bezugstemperatur anliegenden Spannung" anzeigt.
5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Messung der mittleren Temperatur an zwei oder mehr beliebigen Abtastpunkten, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsvorrichtung für jeden Abtastpunkt eine hohe Impedanz (E-, - R_n )

1 η und außerdem einen Schalter (SW₁ -S^_n) enthält, durch den " die Ausgänge eines oder mehrerer Abtastelemente selektiv mit der ersten Ausgangsklemme (18) verbunden werden können*
6. Gerät zur kessung der mittleren Temperatur an zwei oder mehr beliebig wählbaren Abtastpunkten, gekennzeichnet durch ein für jeden Abtastpunkt vorgesehenes vierpoliges, temperaturempfinäliches Widerstsndselement (Em - E-, )}" eine

M ^xn Spannungsversorgungsiuelle (IG) mit erster, und zweiten IQemir.en

(11, 12)} einen separaten ■ Serienwiderstand (E_Ä - E, ) zwischen

. .· 1 ^Λη der ersten Stromklemine (13) jedes teisperaturempfindlichen

I .

Elements und der ersten Klemme (11) der Versorgungsquelle (10); Schaltunß-svorrichtungen (E-d — E₁, ), die die zweite StroniklemiLe (14) ,jedes temperaturempfindlichen Elements mit einer zur Yeraorgungsquelle führenden- Rückstrombahn verbinden, wobei der erwähnte Serienwiderstand eif-en solchen Widerstandswert hat, daß, falls die temperaturespfindliehen Elemente auf gleicher Temperatur liegen, der Spannungsabfall an sämtlichen temperaturempfindlichen Elementen gleich ist; Schaltungs-

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vorrichtungen mit einem Schalter (SW₁ -" SW ) und einer hohen Impedanz (R_n - E_n ), die die erste Spannungsklemme (15) jedes.

H °n
temperaturempfindlichen-Elements mit einer ersten Ausgangs- klemme (18) verbinden; Schaltungsvorrichtungen, die die zweiten Spannungsklemmen (16) sämtlicher temperaturempfindlicher Elemente gemeinsam mit einer zweiten Ausgangsklemme (20) verbinden; und Vorrichtungen (39), die auf die Spannung zwischen den beiden Ausgangsklemmen (18,20; 37,38) oder auf eine damit zusemmenhängende Spannung ansprechen.
7·. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die auf die Scannung zwischen den beiden Ausgangsklemmen (18, 20) anspricht, einen Spannungsteiler (It. R E-g ) mit Abgriff enthält, der sich zwischen der ersten Versorgungsklemme (11) und der zweiten Ausgangsklemme (20) befindet, rai~ spannungsempfindlichen Vorrichtungen, die zwischen dem Abgriff des Spannungsteilers und der ersten Ausgangsklemne liegen. ■ .
8. Gerät nach Anspruch 7, dacufcL gekennzeichnet, daß." der Spannungsteiler einstellbar ist und die spannungsempfindliche Vorrichtung ein rmllabgleichsdeteKitor ist.
9·'· Gerät nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, a&2 die zweiten Strorr-klemLien (14) direkt mit der zweiten KIemne (12) der Spannungsverscrgungsquelle verbunden sind. '

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10. Gerät nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Stromklenmen (14) der teraperaturempfindlichen Elemente über einen separaten v/eiteren Widerstand

(Rt₃ - E_x. ) für jedes Element mit der Schal tungsvor:cichtung ^ß1 ^Bn - - '■ ■ '

verbunden sind (die die zweite ötromklemme (14) jedes temperaturempfindlichen Elements mit der zweiten Versorgungsklemme (12) der Versorgungsquelle (10) verbindet), wobei diese Schaltungsvorrichtung sämtlichen temperaturempfindlichen Elementen gemeinsam ist und wobei die weiteren Widerstände Größen haben, die iir. Verhältnis zu den Leitungswiderständen der entsprechenden Stromklemmen der temperaturempfindlichen Elemente geeignet angepaßt sind.
11. Gerät nach Anspruch 10 und als Zusatz zu Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Widerstand

(E-D ) zwischen dem Ende des abgegriffenen Spannungsteilers ο

(R. It ) und der zweiten Versorgungsklemme (12) liegt, wobei A₀ ο

die Verzweigung zwischen dem dritten Widerstand und dem Spannungsteiler mit den zweiten Spannungsklemmen (16) der temperaturempfindlichen Elemente verbunden ist"und wobei die Schaltungsvorrichtung, die die zweite Stromklemme (14) jedes temperaturempfindlichen Elements mit der zweiten Klemme (12) der Versorgungsquelle verbindet, eine direkte Verbindung zwischen dem gemeinsamen Punkt der weiteren Widerstände

(Et₃ - fi-r, .) und der Versorgungsklemme ist. ^ΰ1 V

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12. Gerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsvorrichtung, die die zweiten Stromklemmen (14) jedes temperaturempfindlichen Elements. (Ε_φ - Ε_φ ) mit der zweiten Klemme (12) der Versorgungsquelle

¹I ^Ln

verbindet, einen Verstärker (32) enthält, der von der Versorgungsklemme Strom an die zweiten Stromklemmen der temperaturempfindlichen Elemente liefert,- wobei der Verstärker die erwähnte Schaltungsvorrichtung mit der hohen Impedanz (E_n - R_n )

°1. ^Cn

enthält, die die erste Spannungsklemme (15) jedes temperaturempfindlichen Elements mit dem Eingang (31) des Verstärkers (32) verbindet.
13· Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (39 )> die auf die Spannung zwischen den beiden Ausgangsklemmen (37, 38) anspricht, zwischen den gemeinsamen zweiten Spannungsklemmen (16) der temperaturempfindlichen Elemente und einer Bezugsspannungsauelle (E. E) für

A₀ ο

den Eingang des Verstärkers (32) liegt.
14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromeingangsklemme (33) des Verstärkers mit einem Abgriff am Spannungsteiler (Ε_Δ E) verbunden ist, der parallel zur

^Ao °
Versorgungsquelle (10) liegt.
15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die auf die Spannung zwischen den beiden Ausgangsklemmen anspricht, zwischen den zweiten Spannungs-

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klemmen (16) der temperaturempfindlichen Elemente und derjenigen Versorgungsklemme (12) liegt, die nicht mit den ersten Eingangsklemmen (13) der temperaturempfindlichen Elemente verbunden ist,.
16. Gerät nach einem der Ansprüche 12- 15, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturempfindlichen Elemente'einen

2 Widerstand von R = R^" (1 + At + Bt ) haben, wobei R^. der Widerstand bei der Bezugstemperatur ist, T die Temperatur oberhalb der Bezugstemperstur ist und A, B Koeffizienten sind, wobei A positiv und B negativ ist; und wobei ein Rückkopplungskreis mit Phasenumkehr (34, 35» 36) parallel zu dem Verstärker vorgesehen ist, der einen separaten Rückkopplungsstrom, abhängig von der Spannung an den gemeinsamen Spannungsklemmen (16) der temperaturempfindlichen Elemente, liefert und die Ströme separat an die Eingangsklemmen der zugehörigen temperaturempfindlichen Elemente rückkoppelt, wobei die Rüekkopplungskreise Widerstände für die verschiedenen Rückkopplungen enthalten, die so proportioniert sind, daß Kicht-Linearitäten zwischen dem Widerstaria jedes temperaturenpfindlichen Elements und der Temperatur kompensiert werden.
17. -3e rät nach einem der Ansprüche 12-16 zum Lies sen- der mittleren Temperatur an zwei oder nienr beliebigen Abtastpunktetfr dadurch gekennzeichnet, da2 die Schaltung lür jeden Abtastpunkt eine hohe Impedanz (E_n - IU ) xirA außerdem einen

f η Schalter (SW₁.- SW ) enthält, wo durch die Ausgänge eines oder

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mehrerer teraperaturempfindlicher Elemente selektiv mit dem Eingang (31) des Verstärkers (32) verbunden werden können.
18. Gerät nach einem der Ansprüche 5-11 oder 17> dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter Schwimmschalter sind, die dann schliei3en, wenn das zugehörige temperaturempfindliche Element in eine Flüssigkeit eintaucht.

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L e e r s e i t e