DE2019613A1

DE2019613A1 - Kompensationsschaltung fuer netzgespeiste Messwertgeber

Info

Publication number: DE2019613A1
Application number: DE19702019613
Authority: DE
Inventors: Marco Franc Di
Original assignee: JC Eckardt AG
Current assignee: JC Eckardt AG
Priority date: 1970-04-23
Filing date: 1970-04-23
Publication date: 1971-11-11
Also published as: DE2019613C3; GB1331200A; US3764895A; FR2090567A5; DE2019613B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Kompensation des (multiplikativen) Einflusses der Schwankungen der Netzwechselspannung auf das Meß-Signal eines mit Netzwechselstrom gespeisten Meßwertgebers (wie Brücke oder dgl.), insbesondere eines magnetisch-induktiven Durchflußmessers, dem ein Verstärker nachgeschaltet ist.

Es ist bereits eine Kompensationsschaltung bekannt, bei der mit Hilfe einer Meßbrücke aus steuerbaren Widerständen, die von einer Gleich- und Wechselspannung gespeist werden, sich die Speise-Wechselspannung mit der Amplitude der Netzwechselspannung ändert. Der schaltungstechnische Aufwand ist aber sehr groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den schaltungstechnischen Aufwand zu vermeiden, und mit wenigen Mitteln eine betriebssichere Kompensations-Schaltung zu schaffen,

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die allgemein für netzgespeiste Wechsel-Meßwertgeber verwendet werden kann, insbesondere jedoch für magnetischinduktive Durchflußmeßgelber mit naeiigesehaltetem Verstärker.

Nach der Erfindung wird eine Einrichtung vorgesehen, die den Verstärkungsfaktor »gekehrt proportional dem Einfluß der Schwankungen der Hetswechselspannung auf das vom Geber abgegebene Meß signal ändert· Weiter Ist vorgesehen,» eine Referenzspannung UL - aus dem Strom zu bilden, der den Geber speist und daß diese Referensspasmungs, welcshe die HetzspannungsSchwankungen Sm gleichen Maß® wie die vom Geber erzeugte Meßspannung U_M enthält, ö©a Verstärkungsfaktor umgekehrt proportional des Schwankungen, a^r Hetzwechselspanniing ändert φ Zu üesea Zweck ist eia steuerbarer Widerstands der sieh @ntspr@@hend der Referenzspannung ändert, im Gegenkopplungszweig des Verstärkers angeordnet.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild und Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für einen magnetisch-induktiven Durchflußgeber.

Die vom Geber gelieferte Meßspannimg ü_M ist proportional

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dem Durchfluß Q und der Induktion B. Wird durch den Verstärker die Meßspannung um das V - fache verstärkt, so gilt, wenn mit U_A die Ausgangsspannung des Verstärkers bezeichnet wird

U_A ■ Q · B · V

Die Netzspannungsschwankungen äußern sich in entsprechenden Schwankungen der magnetischen Induktion B. Dies soll durch den Faktor berücksichtigt werden, so daß man für

B - λ B₀

schreiben kann. Dabei ist nicht konstant, sondern eine Größe, welche die unregelmäßigen Änderungen der Netzwechselspannung wiedergibt. Die Wirkung der Kompensation ist, wenn man den Verstärkungsfaktor V in Abhängigkeit dieses "statistischen Faktors " umgekehrt proportional ändert, dann

U_A = Q '· λ - B₀ - V₀

U_A ist ^etzt ein Maß für den Durchfluß Q, unabhängig von den Schwankungen der Netzwechselspannung. Bei anderen wechselstromgespeisten Meßwertgebern steht anstelle des Durchflußes Q eine andere physikalische Größe.

In Fig. 1 werden die Magnete 2 des magnetisch-induktiven Durchflußgebers 1 durch die vom Wechselstromnetz unmittelbar gespeiste Wicklung 3 erregt. An den Elektroden 4 entsteht, neben einer nicht interressierenden Störspannung, die Meßspannung U^, die dem Eingangskreis des Verstärkers

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eing©kopp©lt wird« Bisreib, öoa Gleichrichter 7 wird aus der Netswecheelspanmißg U_e_ eia Mittelwert als Referenzspannung %e£ i»^e^^det_e Diese Referenzspannung ändert sich mit den Schwankungen der Nets^"©chsel spannung im gleichen Maße wie die Meßspanming U™. Die Referenzspannung könnte aber auch unmittelbar aus den Gebemagneten gebildet werden.

• Die Referenzspannung u*_D_ _ψ wirkt über die Steuereinrichtung auf das Gegenkopplungs-Netzwerk 9 des Verstärkers 5 derart ein, daß mit zunehmender Referenzspannung die Gegenkopplung "erhöht wird und damit die Verstärkung des Verstärkers abnimmt«

Fig. 2 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel« Di© Meßspannung U^ wird dem Transistorverstärker 10 über einen Kondensator zugeführt. Die Widerstände R^ und Rg dienen in bekannter Weise als Basisspannungsteiler» Das verstärkte Signal kann «am Kollektor über den Mittelwertgleichrichter 17 abgegriffen werden» Parallel zum Emitterwiderstand R ist ein Netzwerk geschaltet das aus dem Kondensator 11, dem steuerbaren Widerstand R 12 und dem Vergleichswiderstand R 13 besteht. Der Vergleichswiderstand R_v ist über den Kondensator 14 wechselströmmäßig an Hass® gelegt«, Mit

R_v» R
gilt für die Impedanz 3 dieser Anordnung

!!sJUisL χ «-JL

R_@ * R 4- X_c ^C"iwC

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Wird die Kapazität des Kondensators 11 hinreichend groß gewählt und R_^> R gemacht, dann wird

Für die Verstärkung V gilt dann

^Rc

Durch den veränderlichen, steuerbaren Widerstand R 12, auch elektronisches Potentiometer genannt, fließt der konstante Hilfsstrom 1« und erzeugt die ebenfalls konstante Hilfsspannung U^.

Die Referenzspannung U_Ref wird aus dem Gleichrichter 16 durch geeignete Mittelwertbildung entweder aus der Netzspannung U direkt oder aus den Gebermagneten 2 gebildet. Die Hilfsspannung U« wird mit der Referenzspannung U_Re^ in dem Differenzverstärker 15 verglichen. Der Differenzverstärker steuert bei Sollwertabweichungen, die sich aus der veränderlichen Größe der Referenzspannung ergeben, den versteuerbaren Widerstand R 12 derart, daß die Gegenkopplung des Verstärkers 10 bei zunehmender Referenzspannung stärker wird und damit sich der Verstärkungsfaktor umgekehrt proportional ändert. Das Ausgangssignal U^ wird also, unabhängig der Netzspannungsschwankungen nur noch den tatsächlich interessierenden Wert des Gebers widerspiegeln_f

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Claims

— ο —

Patentansprüche

X» «a· 355 «B B3 US «t» απ» E5 SS one c» es» tss> eäi» μ «Ε «um «K «ob a» «■ SS w5 «m c*aMicmii

eSchaltung zur Kompensation des (multiplikativen) Einflusses d®r Schwankungen der Hetswechselspannung auf das Meß-Signal mit NetzwschselstroiB gespeisten Meß«- wertg@"b®rs (wie Brücke ©der dgl«,), insbesondere eines raagnetis6h«lnduktiven*Durchflu0messdrs₉ dem ein ¥erstärker nachgeschaltet ist, dadurch gskeaazeichnet^ daß eine Einrichtung ¥orgeseh®n ist, die den Verstärkungsfaktor umgekehrt proportional dea Einfluß d@r K0t2w©chsellφaImιmgssetemßl£lJng©a at?,£ &as ¥om Geber abgegeben© Signal ändert«
2. Schaltung mxoh Anspruch 1» dadurch, gekennzeichnet „ daß

aus d©a Strom oder F@id des magastisch-induktiven Gebers oder aus dem diesen Geber speisenden Wechselstromnetz durch geeignete Glsiehrichtimg ©in Mittelwert als Referenzspannung %_@f gebildet wird, die der Steuereinrichtung (8) zugeleitet wird* die den Grad der Gegenkopplimg des Verstärkers (5) bestiaant»
3. Schaltung nach Anspruch 1 und tespruch Z₉ dadurch gekennzeiehnet, daß im Wechselstrciegegenkopplungszweig ©in veränderbarer, steuerbarer Widerstand, wie FeId-

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platte, Feldeffekt-Transistor, MOS-Transistor oder dgl.» angeordnet ist, an dem der konstante Hilfsstrom X.j eine ebenfalls konstante Hilfespannung U^ erzeugt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die durch Verändern des steuerbaren Widerstandes die Hilfsspannung U^ auf die Referenzspannung U^ * abgleicht.
4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daS ein Differenzverstärker (15) vorgesehen ist, an dessen Eingang die Differenz aus Hilfsspannung U^ und Referenzspannung Uo ψ. anliegt und dessen Ausgang auf den veränderbaren, steuerbaren Widerstand (12) einwirkt und diesen steuern kann.

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