DE2057662C - Schaltungsanordnung zur Fernanzeige von Temperaturwerten - Google Patents

Description

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.,' Die Erfindung bezieht sich auf'elne Schaltungsnn- tungen dienen, die erdsymmetrische odor unsym-. Ordnung itur Fernanzeige von Temperaturwerten, metrische Signale abgeben.
die aijf d«r Geberseite binlire (Signale eraeugt, die Wie Fig.2 zeigt, sind die Daten dor parallol-Uber einen Impulswandler weitergeleitet und auf der geschalteten Zweipolo in Fi g. 1 so gewühlt, daß die Empfangsstelle in analoge und/oder digitale Signale S Kennlinie IO für die Anordnung 3 und die Kennlink umgewandelt werden. U der Anordnung 4 im gleichen Spannungsbereich Zur Fernanzeige von Temperaturwerten über liegen. Infolge der Eigenerwärmung verlagern sich die größere Entfernungen ist es derceit notwendig, die beiden Kennlinien, und der durch den VorWider· von einem Temperaturfühler als analoge, elektrische stand 2 fließende Strom durchlUuft abwechselnd die Größen abgegebenen Werte auf der Geberseite in io Anordnungen 3 und 4. Diese wechselnde Belastung Signale umzuwandeln, die sich fehlerfrei über eine erfolgt sprunghaft, so daß am Widerstands eine Fernleitung Übertragen lassen. Auf der Empfangs- Kippschwingung entsteht, die nach Durchlaufen des stelle ist wieder eine Umwandlung der Signale not- Impulsformers 6 in eine Rechteckspannung umgewendig, um eine Anzeige nach dem jeweils vorge- wandelt wird. .Voraussetzung für diese Arbeitsweise sehcnen Verfahren zu ermöglichen. 15 ist, daß die Anordnungen 3 und 4 getrennte Tempeln der Fernmeßtechnik sind Anordnungen zur Um- ratutyotentinle aufweisen, weil nur so die für den Wandlung analoger und digitaler Werte zum Zwecke Kippvorgang notwendige, temperaturbedingte Veider Fernanzeige allgemein bekannt. Je nach der ge- lagerung der Kennlinien möglich ist.
forderten Genauigkeit der Anzeige können diese Ein- Ändert sich die Außentemperatur der Schaltungsrichtungen einen hohen technischen Aufwand auf- so anordnung nach Fig. 1, so tritt, wie Fig.3 zeigt, weisen. eine Veränderung der Folgefrequenz und des Tast-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verhältnisses des Signals am Ausgang der Stufe 6 ein.

Schaltungsanordnung zur Fernanzeige von Tempe- Zum besseren Verständnis sei angenommen, daß bei

raturwerten zu schaffen, die bei geringem Aufwand der Außentemperatur 0° C die Folgefrequenz / und

eine Anzeige mit guter Genauigkeit gestattet. 35 d_as Tastverhältnis 1 :1 betrage. Dann ergibt sich bei

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß einer Temperatur Λ t unter 0° C eine Folgefrc-

an eine Spannungsquelle die Parallelschaltung eines quenz von z. B. 10/ und ein Tastverhältnis positive/

aktiven Zweipols nach Art einer Tunneldiode mit negative Halbwelle von z. B. 1 :5. Bei einer Tempe-

einem temperaturabhängigen, zweipoligen Span- ratur ! 11 über 0° C ändern sich die Folgefrequenzen

nungsregler mit Zenerdioden-Charakteristik über 30 _unJ das Tastverhältnis im entgegengesetzten Sinne,

einen Vorwiderstand angeschlossen ist und daß das Zur analogen Anzeige kann eine integrierende

Ausgangssignal einem mit dem aktiven Zweipol in Gleichrichtcrschaltung für erdsymmetrische Signale

Serie liegenden Widerstand entnommen wird. nach Fig.4 dienen. Sie enthält die Wiederstände 15

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedan- und 16, die Kondensatoren 17 und 18, die Gleichkens sind für die parallelgeschalteten Zweipole mit 35 richter 19 und 20 und ein Anzeigeinstrument 21, bei Transistoren bestückte Ersatzschaltungen vorgesehen. dem sich die Ruhelage des Zeigers in der Mitte der

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat Skala befindet. Diese Ruhelage läßt sich, wie nach-

den Vorteil, daß der Temperaturfühler selbst als stehend beschrieben wird, der Außentemperatur 0⁰C

Geber arbeitet und binäre, zur Fernübertragung oder einem linderen Bezugswert zuordnen. Wie aus

geeignete Signale erzeugt. Somit entfällt auf der 40 Fig. 5 zu ersehen ist, verläuft die Anzeige linear, so daß

Geberseite der Aufwand für eine Analog-Digital- keine Maßnahmen zur Linearisierui g notwendig sind.

Umwandlung, und für die Rückumwandlung zur An- Soll die Anzeige digital erfolgen, so kann hierzu

zeige lassen sich einfache, bekannte Einrichtungen eine Schaltungsanordnung, welche die Folgefrequenz

verwenden. auswertet, verwendet werden.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen 45 Mit handelsüblichen Zener- und Tunneldioden,

Schaltungsanordnung werden nachstehend an Hand deren Kennwerte durch Schaltungsmaßnahmen nicht

von Abbildungen erläutert. Es zeigt verändert werden können, läßt sich die gewünschte

Fig. 1 das Prinzipschaltbild der erfindungsge- Wirkung schwer oder nur innerhalb begrenzterTem-

roäßen Schaltungsanordnung, peraturbereiche erreichen.

F i g. 2 die Kennlinien der Anordnungen 3 und 4 50 Deshalb sind gemäß einer Weiterbildung der Erin Fig. 1, findung für die Anordnungen 3 und 4 in Fig. 1 mit

F i g. 3 die an die Fernleitung gelangenden, binären Transistoren bestückte Ersatzschaltungen vorgesehen.

Signale, welche eine Veränderung der Kennwerte der nach-

Fig. 4 eine Anordnung zur Analoganzeige, zubildenden Bauelemente in weiten Grenzen zu-

Fig.5 den Verlauf der Ausgangsspannung der 55 lassen. Es ist auch möglich, nur eine der Anordnun-

Anordnung nach F i g. 4 und gen durch eine Ersatzschaltung darzustellen.

Fig. 6 ein ausführliches Schaltbild. Die Nachbildung einer Tunneldiode ist durch die

In dem Prinzipschaltbild nach Fig. 1 ist an die Literaturstelle in der Funkschau 1969, Heft 16,

Anschlüsse 1, an denen eine nicht dargestellte Span- S. 540, bekannt. Darin ist die Verwendung dieser

nungsquelle liegt, über einen Vorwiderstand 2 die ^6o Ersatzschaltung als bipolare Überstromsicherung

Parallelschaltung einer Anordnung 4 mit den Eigen- beschrieben.

schäften einer Zenerdiode mit einer Anordnung 3, In der Schaltungsanordnung nach F i g. 6 sind in

die wie eine Tunneldiode wirkt, angeschlossen. An der Ersatzschaltung für die Zenerdiode zwei gleich-

einem Regler 5, der in Reihe mit der Anordnung 3 artige Transistoren 25 und 26 durch vier Widerstände

liegt, wird ein binäres Signal abgenommen und über ⁶5 27 bis 30 derart miteinander verbunden, daß mit stei-

einen Impulswandler 6 zur Fernübertragung weiter- gender Spannung der zweite Transistor 26 so lange

gegeben. Für den Impulswandler 6 können bekannte, gesperrt bleibt, bis die Spannung an den Widerstän-

als Begrenzer und Impedanzwandler wirkende Schal- den 27, 28 und 29 des Basisspannungsteilers des

ersten Transistor 25 so weit angestiegen Ist, daß der zweite Transistor 26 durch die Spannung am Emitterwiderstand 30 des ersten Transistors 28 stromführend wnd und mit steigendem Strom durch diesen Transistor die Spannung am Emltterwiderstf.nd 29 des -8 zweiten Transistors 26 ein weitere·» Ansteigen der Ströme durch beide Transistoren bis zu dem von dem Vorwiderstand 37 bestimmten Höchstwert bewirkt.

Der Schwollwert des Stromanstieges kann durch den Busisspannungsteiler mit den Widerständen 27, 28 und 29 und die Temperaturabhangigkeit mit Hilfe der Widerstünde 29 und 30 eingestellt werden. Der Widerstand 29 bewirkt einen steileren Stromanstieg und schafft eine zusätzliche Einstellmöglichkeit für den Verlauf der Kennlinie und des Temperaturverhaltens.

Die Ersatzschaltung für die Tunneldiode weist zwei gleichartige Transistoren 31 und 32 auf, die Über vier Widerstände 33 bis 36 derart miteinander verbunden sind, daß mit steigender Spannung der Kollektorstrom des zweiten Transistors 32, nach Er- ao reichen eines vorgegebenen Wertes, durch die Span·» nung am Kollektorwiderstand 36 des ersten Transistors 31 vermindert wird, während der Strom des zweiten Transistors 32 durch dessen Emitterwiderstand 35, der im Fußpunkt des Basisspannungsteilers as 33/34 des ersten Transistors 31 liegt, eine stromabhänjsige Gegenkopplung bewirkt.

Der Widerstand 35 ist in bisher bekannten Ersatzschaliungen nicht vorgesehen. Dieser bewirkt, daß der Gesamtstrom durch die Ersatzschaltung von Null aus innerhalb eines kleinen Spannungsbereiches steil ansteigt und bei weiterer Erhöhung der Spannung innerhalb eines großtn Bereiches nahezu linear auf einen niedrigen Wert abfällt. Somit ist es möglich, den Bereich für das Verhalten als negativer Widerstand einzustellen und auszudehnen. β

Die Verwendung von Ersatzschaltungen der beschriebenen Art ermöglichen darüber hinaus in weiten Grenzen die Wahl des Bereiches und des Bezugswertes der anzuzeigenden Temperaturen.

Die Ausgangssignale werden dem Regler 38 entnommen und über den Impulswandler 39 an die Ausgangsklemmen 40 zur Fernleitung weitergeleitet. Der Kondensator 41 verhindert das Eindringen der Kippschwingungen in die an die Klemmen 42 angeschlossene Spannungsquelle.

Es ist auch möglich, in der Ersatzschaltung für die Tunneldiode die Emitter- und Kollektorelekrode des Transistors 31 zu vertauschen.

Claims (5)

5° Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Fernanzeige von Temperaturwerten, die auf der Geberseite binäre Signale erzeugt, die über einen Impulswandler weitergeleitet und auf der Empfangsstelle in analoge und/oder digitalo Signale umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß an eine Spannungsciuelle(l) die Parallelschaltung eines aktiven Zweipols (3) nach Art einer Tunneldiode mit einem temperalurabhHngigen, zweipoligen Spannungsregler (4) mit Zenerdioden-Charakteristik über einen Vorwiderstand (2) angeschlossen ist und daß das Ausgangssignal einem mit dem aktiven Zweipol in Serie liegenden Widerstand (5) entnommen wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelgeschalteten Zweipole (3 und 4) aus mit Transistoren bestückten Ersat/schaltimgen bestehen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen der Zweipole (3 und 4) eine Ersatzschaltung vorgesehen ist.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ersatzschaltung für die Zenerdiode (4) zwei gleichartige Transistoren (25 und 26, F i g. 6) durch vier Widerstände (27 bis 30) derart miteinander verbunden sind, daß mit steigender Spannung der zweite Transistor (25) so lange gesperrt bleibt, bis die Spannung an den Widerständen (27, 28 und 29) des Basisspannungsteilers des ersten Transistors (26) so weit angestiegen ist, daß der zweite Transistor (26) durch die Spannung am Emiltcrwiderstand (30) des ersten Transistors (25) stromführend wird und mit steigendem Strom durch diesen Transistor die Spannung am Emitterwiderstand (29) des zweiten Transistors (26) ein weiteres Ansteigen der Ströme durch beide Transistoren bis zu dem von dem Vorwiderstand (37) bestimmten Höchstwert bewirkt.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ersatzschaltung für die Tunneldiode (3) zwei gleichartige Transistoren (31 und 32) über vier Widerstände (33 bis 36) derart miteinander verbunden sind, daß mit steigender Spannung der Kollektor-Strom des zweiten Transistors (32) nach Erreichen eines vorgegebenen Wertes durch die Spannung am Kollektorwiderstand (36) des ersten Transistors (31) vermindert wird, während der Strom des zweiten Transistors (32) durch dessen Emitterwiderstand (35), der im Fußpunkt des Basisspannungsteilers (33/34) des ersten Transistors (31) liegt, eine stromabhängige Gegenkopplung bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen