DE2108804C3 - Gerät zur Umwandlung einer ersten Spannung in eine zweite Spannung oder Anzeige - Google Patents

Description

4. Gerät nach einem oder mehreren der An- U_x = K₁U_n + a
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu- U = K U + b
sätzlich ein nichtlineares Glied, z. B. eine Diode 45 ^{2 2 M}
oder mehrere, in das Netzwerk eingeschaltet ist

(sind). Die erwähnte Schaltungsanordnung bildet den

größe (A₈) in dem Netzwerk vorhanden ist. 50 proportional zu U_M ist.

Durch Wahl der verschied men Komponenten, insbesondere der Größen der linearen Glieder und ihrer

Zusammenschaltung, kann man in weiten Grenzen

beliebig gekrümmte Kennlinien erzeugen.
55 Es bereitet keine Schwierigkeiten, lineare Glieder,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Um- z. B. Widerstände aufzufinden, die sich in ihren elekwandlung einer von einer nichtelektrischen Größe trischen Verhaltensweisen praktisch nicht voneinanabgeleiteten ersten Spannung in eine zweite Span- der unterscheiden. Nach der Lehre der Erfindung nung oder Anzeige, die nicht proportional zu der kann man also tatsächlich in einfacherer Weise als ersten Spannung ist. 60 bisher und vor allem reproduzierbar eine vorgegebene

Geräte dieser Art sind beispielsweise in digital an-· Kennlinie erzeugen.

zeigenden Temperaturmeßgeräten eingebaut. Die erste Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht

Spannung, die von einem temperaturabhängigen Wi- darin, daß ein erster Widerstand, über dem die erste derstand abgegriffen wird, ist nicht proportional zu Spannung abfällt, in Reihe liegt mit einem zweiten der Temperatur. Die zweite Spannung jedoch ist pro- 65 und einem dritten Widerstand, daß der erste und der portional zu der Temperatur. zweite Widerstand von einem Zweig, bestehend aus

Bekannt ist es, die Umwandlung mittels nicht- einem vierten Widerstand und einem zu diesem in linearer Glieder vorzunehmen. Die Auffindung sol- Reihe liegenden fünften Widerstand, überbrückt wer-

den, daß der erste, zweite und dritte Widerstand von einem Zweig, bestehend aus einem sechsten Widerstand und einem zu diesem in Reihe liegenden siebenten Widerstand, überbrückt werden, daß die eine zu der ersten Spannung proportionale Spannung zwischen dem Punkt zwischen dem vierten und fünften Widerstand und dem Punkt zwischen dem ersten und dem zweitem Widerstand und die andere zu der ersten Spannung proportionale Spannung zwischen dem Punkt zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand und dem Punkt zwischen dem sechsten und dem siebenten Widerstand ansteht. Mit einem solchen Netzwerk lassen sich durch Variation der Widerstände die verschiedensten Kennlinien erzeugen.

Ferner kann es zweckmäßig sein, daß zusätzlich ein nichtlineares Glied, z. B. eine Diode oder mehrere, in das Netzwerk eingeschaltet ist (sind), um auf diese Weise besonders starke Krümmungen der Kennlinie zu erzielen.

In den F i g. 1 bis 3 der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In F i g. 1 ist mit 1 ein Geber bezeichnet, der einen Widerstand R enthält. Dieser gibt eine von der zu messenden nichtelektrischen Größe, z. B. der Temperatur, abhängige Meßspannung U_M ab. Die Widerstände /?., bis R_y sind, wie aus der F i g. 1 ersichtlich, zu einem Netzwerk zusammengeschlossen, da? von einem Strom / durchflossen ist. Das Netzwerk bildet auf seiner rechten Seite die Spannungen U₁ und U_t, die einer Schaltungsanordnung 2 angeboten werden,

welches den Quotienten _T} bildet.

In F i g. 2 ist eine Schaltung ohne die den Quotienten bildende Anordnung dargestellt, in der die Meßspannung U_M von einem Thermoelement 3 abgegeben wird. Mit R₆ ist ein temperaturabhängiger Widerstand bezeichnet, mit dem der Nullpunkt verschoben

ίο werden kann. (Die gestrichelte Linie 4 dokumentiert, daß der Widerstand R_s und die Anschlußpunkte des Thermoelements in einem Gehäuse untergebracht sind.) Es kann auf diese Weise die Temperatur des Raumes, in dem gemessen wird, berücksichtigt werden. An Stelle des Widerstandes R₉ kann auch eine Spannungsquelle, z. B. ein weiteres Thermoelement, vorgesehen sein. Natürlich kann diese Schaltung auch einen weiteren Spannungsteiler R_v R₅ (s. Fig. 1) aufweisen. An Stelle des Thermoelements 3 kann

ίο auch eine andere Spannungsquelle vorgesehen sein. Eine Abwandlung der Schaltung gemäß Fig. 2 zeigt F i g. 3.

Natürlich kann an Stelle des Widerstandes R bzw. des Thermoelements 3 auch eine Induktivität bzw. Kapazität vorgesehen sein. Auch kann das Netzwerk mit Induktivitäten bzw. Kapazitäten bestückt sein; dies setzt voraus, daß das Netzwerk nicht mit Gleichstrom, sondern mit Wechselstrom beaufschlagt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

eher Glieder, die die Umwandlung in ganz bestimm- Patentansprüche- ter Weise durchfühicn, bereitet jedoch Schwierig- rkeiten.

1. Gerät zur Umwandlung einer von einer Es ist weiterhin bekannt (deutsche Patentschrift nichteiektrischen Größe abgeleiteten ersten Span- S 958678), einen linearen Spannungsverlauf in einen nung in eine zweite Spannung oder Anzeige, die nichtlinearen Spannungsverlauf umzuwandeln. Hierzu nicht proportional zu der ersten Spannung ist, wird in den einen Zweig eines,Quotientenmessers em gekennzeichnet durch ein durch einen linearer und in den anderen Zweig em mchtlinearer zusätzlichen Strom dudchflossenes Netzwerk aus Widerstand eingeschaltet, und die beiden Reihenlinearen Gliedern (R, bis A₈), in dar. die erste io schaltungen, bestehend aus erster Drehspule und Spannung (U_M) eingegeben wird und mit dem linearem Widerstand sowie zweiter Drehspule und zwei zu der ersten Spannung (U_M) proportionale nichüiinearem Widerstand, werden parallelgeschaltet Spannungen (i/„ £/.,) verschiedener Steilheit ge- und an die linear verlaufende Spannung gelegt,
bildet werden, und durch eine Scha'tungsanord- Auch hierbei ist jedoch notwendig, zur Kennnung (2), die den Quotienter aus diesen beiden 15 linienumwandlung ein nichtlineares Glied zu verwen-Spannungen (U_v U₂) bildet. den, dessen Kennlinie nicht immer exakt reproduzier-

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bar ist.

zeichnet, daß die linearen Glieder Widerstände Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

_sj_ntj. Umwandlung einfacher als bisher und exakt reprodu-

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn- *o zierbar vorzunehmen.

zeichnet, daß ein erster Widerstand (R), über dem Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die erste Spannung abfällt, in Reihe liegt mit ein durch einen zusätzlichen Strom durchflossenes einem zweiten (R.,) und einem dritten Widerstand Netzwerk aus linearen Gliedern, in das die erste (R₃), daß der erste und der zweite Widerstand (R Spannnug eingegeben wird und mit dan zwei zu der und R.,) von einem Zweig, bestehend aus einem 25 ersten Spannung proportionale Spannungen veirschievierten Widerstand (A₄) und einem zu diesem in dener Steilheit gebildet werden, und durch eine Schal-Reihe liegenden fünften Widerstand (A₅), über- tungsanordnung, die den Quotienten aus diesen brückt werden, daß der erste, zweite und dritte beiden Spannungen bildet.

Widerstand (R, /?„, A₃) von einem Zweig, be- Der Erfindung liegt folgende Überlegung zugrunde:

stehend aus einem "sechsten Widerstand (R_e) und 30 Es sei zunächst angenommen, in das Netzwerk werde

einem zu diesem in Reihe liegenden siebenten nur die erste Spannung U_M eingespeist. In diesem

Widerstand (A₇), überbrückt werden, daß die eint: Falle wäre die eine aus dieser abgeleitete Spannung

zu der ersten Spannung proportionale Spannung U₁ = K₁U_M und die zweite aus dieser abgeleitete

zwischen dem Punkt zwischen dem vierten und Spannung U₂ = K₂U_n. Nimmt man ferner an, auf

fünften Widerstand (A₄, A₅) und dem Punkt zwi- 35 das Netzwerk würde nur der erwähnte zusätzliche

sehen dem ersten und dem zweiten Widerstand Strom wirken, so würden an den Ausgangsklemmen

(R, R₂) und die andere zu der ersten Spannung des Netzwerkes die Spannungen α und b anstehen,

proportionale Spannung zwischen dem Punkt Wirken, wie es gemäß der Lehre der Erfindung der

zwischen dem ersten und dem zweiten Wider- Fall ist, beide elektrische Größen (erste Spannung

stand (R, R₂) und dem Punkt zwischen dem sech- 40 und Zusatzstrom) zusammen, dann überlagern sich

sten und dem siebenten Widerstand (R₉, R₇) an- am Ausgang des Netzwerkes die Spannungen:
steht.