DE2113025A1 - Thermostatted measuring amplifier - Google Patents
Thermostatted measuring amplifierInfo
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Description
Thermostatisierter Meßwertverstärker Die vorliegende Erfindung betrifft ein Meßgerät, bestehend aus einem Meßwertgeber, der beispielsweise eine Metallmembrane mit Dehnungsmeßdrähten in Brückenschaltung enthält, sowie aus einem Vorverstärker und einem Meßwertumsetzer. Thermostatic Measurement Amplifiers The present invention relates to a measuring device consisting of a transducer, for example a metal membrane with strain gauges in a bridge circuit, as well as from a preamplifier and a transducer.
Membrandruckmeßgeräte sind bekannt. Sie dienen zur Messung des Absolutdruckes von Gasen und Flüssigkeiten und verwandeln den Druck des Meßmediums mit Hilfe von an der Membrane befestigten, an sich bekannten Dehnungsmeßdrähten in einen elektrischen Meßwert. Die Temperatur des Meßmediums wie auch die Raumtemperatur bewirken sowohl an der Meßmembrane als auch an den elektrischen und elektronischen Bauteilen Meßfehler, die besonders bei sehr genauen Messungen unerwünscht sind. Der Einfluß der Mediumstemperatur sowie auch der Einfluß einer extremen Raumtemperatur auf die elektronischen Bauteile läßt sich weitgehend vermeiden, wenn man diese Bauteile räumlich getrennt vom Meßwertgeber anordnet.Membrane pressure gauges are known. They are used to measure the absolute pressure of gases and liquids and transform the pressure of the measuring medium with the help of Fastened to the membrane, known strain gauges in an electrical Measured value. The temperature of the medium to be measured and the room temperature both have an effect measurement errors on the measuring membrane as well as on the electrical and electronic components, which are particularly undesirable for very precise measurements. The influence of the medium temperature as well as the influence of an extreme room temperature on the electronic components can largely be avoided if these components are spatially separated from the transducer arranges.
Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß bereits bei der Übertragung des an sich schwachen Meßwertes zum Meßwertumsetzer undrwünschte Verluste und Störungen auftreten.However, this arrangement has the disadvantage that already during the transmission the weak measured value to the converter and undesired losses and disturbances appear.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Meßgerät, bei dem der Meßwertgeber sowie der Vorverstärker gemeinsam als kleine kompakte Baueinheit auf einer konstanten, über der Raumtemperatur liegenden Temperatur gehalten sind.The object of the present invention is a measuring device in which the transducer as well as the preamplifier together as a small compact unit on a constant, are kept above room temperature.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Meßwertgeber sowie der Vorverstärker nur mit Gleichstrom versorgt sind und gemeinsam mittels eines Heiztransistors regelbar beheizbar sind . Die Verwendung von Gleichstrom gestattet eine sehr kleine und kompakte Bauweise und vermeidet Induktionseinflüsse von der elektrischen Heizung auf den Vorverstärker. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die vorgeschlagene Beheizung auf ca. 70 oder 800 C einzuregeln. Der Abstand dieser Temperatur von der Raumtemperatur ist-groß genug, so daß eine Temperaturregelung leicht möglich ist. Außerdem sind bei diesen Temperaturen noch keine bleibenden Veränderungen am Meßwertgeber oder an den elektronischen Bauteilen zu befürchten. Ein weiterer Vorteil dieser Beheizung ergibt sich bei allen MeAmedien,- die bereits bei Raumtemperatur erstarren. Bei diesen Stoffen bleibt der Meßwertgeber auch bei niedrigeren Mediumstemperaturen funktionsfähig.To solve this problem it is proposed that the transducer as well as the preamplifier are only supplied with direct current and jointly by means of a heating transistor are controllably heatable. The use of direct current is permitted a very small and compact design and avoids induction influences from the electric heater on the preamplifier. It has been found to be useful to regulate the suggested heating to approx. 70 or 800 C. The distance of this Temperature from room temperature is-big enough so that a temperature control is easily possible. In addition, there are no permanent ones at these temperatures There is a risk of changes to the transducer or to the electronic components. A further advantage of this heating arises with all MeA media, - the already solidify at room temperature. The transmitter remains with these substances functional at lower medium temperatures.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für solche Meßwertgeber, die im wesentlichen -zylindrisch sind, vorgeschlagen, daß der Meßwertgeber exzentrisch in einem hohlen zylindrischen Heizkörper angeordnet ist, der im Bereich seiner größten Wandstärke eben angefräst ist und in diesem Bereich einen Heiztransistor sowie eine Platine mit der gedruckten Schaltung des Vorverstärkers und der Heizungsregelung trägt. Bei dieser Anordnung wird der Meßwertgeber allseitig von dem gut leitenden Heizkörper umgeben, so daß im Meßwertgeber keine Temperaturdifferenzen auftreten können. Weiterhin gestattet diese Anordnung eine weitgehend kompakte Bauweise, wobei selbstverständlich der Heizkörper sowie die Platine von einem gutisolierenden Gehäuse umgeben sind.In a further embodiment of the invention, for such transducers, which are essentially cylindrical, proposed that the transducer be eccentric is arranged in a hollow cylindrical radiator, which is in the region of its largest Wall thickness is milled and in this area a heating transistor and a Circuit board with the printed circuit of the preamplifier and the heating control wearing. With this arrangement, the transducer is on all sides by the highly conductive Surrounding radiators so that no temperature differences in the transducer may occur. Furthermore, this arrangement allows a largely compact design, of course, the radiator and the circuit board are well insulated Housing are surrounded.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung, wobei die Heizungsregelung durch eine Vollbrückenschaltung erfolgt, deren aktives Glied ein Thermistor ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß für die Heizungsregelung eine unstabilisierte Gleichspannung verwendet wird. Die Verwendung einer unstabilisierten Gleichspannung hat besondere Vorteile in bezug auf einen geringen Bauaufwand.In a further embodiment of the invention, the heating control takes place through a full bridge circuit, the active element of which is a thermistor, it is proposed according to the invention that an unstabilized one for the heating control DC voltage is used. The use of an unstabilized DC voltage has particular advantages in terms of low construction costs.
Sie wird ermöglicht durch die Anordnung einer symmetrischen Brücke, auf die sich Störungen in der Stromversorgung auf beide Seiten auswirken, so daß im Brückenmittelpunkt Spannungsschwankungen keinen Einfluß haben.It is made possible by the arrangement of a symmetrical bridge, on which disturbances in the power supply affect both sides, so that Voltage fluctuations in the bridge center point have no influence.
Die vorgeschlagene Vorrichtung hält ihre Temperatur auf + 10 C konstant und gestattet so eine weitgehend störungsfreie Messung und Verstärkung des Meßwertes am Meßort. Die Genauigkeit des Vorverstärkers beträgt bei geeigneten Meßwertgebern: Im Bereich von 10-1 bis 1 Torr + 2,68 %.The proposed device keeps its temperature constant at + 10C and thus allows a largely interference-free measurement and amplification of the measured value at the measuring location. The accuracy of the preamplifier with suitable transducers is: In the range of 10-1 to 1 Torr + 2.68%.
Im Bereich von 10-1 bis 5 Torr + 0, 5 %.In the range of 10-1 to 5 Torr + 0.5%.
Im Bereich von 10-1 bis 25 Torr + 0,1 %.In the range of 10-1 to 25 Torr + 0.1%.
Die Figuren 1 bis 8 zeigen ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung.Figures 1 to 8 show a possible embodiment of the invention.
Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihrer Isolierung und dem Gehäuse, wobei der hier nicht interessierende Meßwertgeber nur als Ansicht gezeigt ist.FIG. 1 shows a longitudinal section through the device according to the invention with their insulation and the housing, the measuring transducer not of interest here shown as a view only.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt A - B nach Figur 1.FIG. 2 shows a cross section A - B according to FIG. 1.
Figur 3 zeigt eine um 900 gegenüber Figur 1 gedrehte Ansicht auf den hohlen heizkörper, der den zylindrischen Meßwertgeber umgeben soll.FIG. 3 shows a view of the rotated by 900 compared to FIG hollow radiator to surround the cylindrical transducer.
Figur 4 zeigt eine Ansicht C entsprechend Figur 3.FIG. 4 shows a view C corresponding to FIG. 3.
Figur 5 zeigt einen Längsschnitt D - E entsprechend Figur 3.FIG. 5 shows a longitudinal section D - E corresponding to FIG. 3.
Figur 6 zeigt in gleicher Blickrichtung wie Figur 3 eine Ansicht auf die gedruckte Schaltung in vergrößertem Maßstab.FIG. 6 shows a view in the same viewing direction as FIG the printed circuit on an enlarged scale.
Figur 7 zeigt entsprechend Figur 6 die Anordnung der elektronischen Bauelemente, die hinter der gedruckten Schaltung nach Figur 6 befestigt sind.In accordance with FIG. 6, FIG. 7 shows the arrangement of the electronic Components which are attached behind the printed circuit according to FIG.
Die Figur 8 zeigt das Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Bezeichnungen mit der Figur 7 übereinstimmen.FIG. 8 shows the circuit diagram of the device according to the invention, the designations coinciding with FIG. 7.
In Figur 1 ist Teil 101 ein hier nicht näher beschriebener, im wesentlichen zylindrischer Meßwertgeber, dessen Flansch (102) aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung herausragt. Der Meßwertgeber (101) ist von dem hohlen, geschlitzten, metallischen Heizkörper (103) umgeben und in diesem mittels der Schraube (104) festgeklemmt. Die Steckverbindung (105) sorgt für den elektrischen Kontakt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Heizkörper (103), der in den Figuren 3, 4 und 5 genauer gezeigt wird, trägt auf zwei ebenen Abfräsungen einerseits den Heiztransistor (106) und andrerseits mittels der Bolzen (107) eine Platine (108) mit einer gedruckten Schaltung, die in Figur 6 näher gezeigt ist. Teil 109 ist ein Sechskantkopf, dessen nicht sichtbares Gewinde in den Heizkörper (103) eingeschraubt ist, und der an seinem unteren Ende den Thermistor R 26 aus Figur 8 trägt. Teil 110 ist ein in den Heizkörper (103) wärmeleitend eingeklebter Transistor, der dem in Figur 8 mit V 1 bezeichnetem Verstärker entspricht. Teil 111 ist ein von außen verstellbares Potentiometer, das in der schematischen Schaltung von Figur 8 mit P 2 bezeichnet ist.Die Teile 112 und 113 sind von außen zugängliche Stediverbindungen. Der Heizkörper (103), einschließlich der elektronischen Bauelemente, ist von einem wärmeisolierenden und elektrisch nicht leitenden Formstück (114) aus Schaumstoff sowie von einem Gehäuse (115) umgeben und mit dem Deckel (116) verschlossen. Der verbleibende Zwischenraum (117) ist mit einem gut wärmeleitenden, aber elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Silikon-Kautschuk vergossen.In FIG. 1, part 101 is essentially one which is not described in greater detail here cylindrical transducer, its flange (102) from the device according to the invention protrudes. The transducer (101) is of the hollow, slotted, metallic one Surrounding heater (103) and clamped in this by means of the screw (104). The plug connection (105) ensures electrical contact with the one according to the invention Contraption. The radiator (103) shown in more detail in Figures 3, 4 and 5 is, carries on two levels Milling on the one hand the heating transistor (106) and on the other hand by means of the bolts (107) a circuit board (108) with a printed Circuit which is shown in more detail in FIG. Part 109 is a hex head, its not visible thread is screwed into the radiator (103), and on his The lower end carries the thermistor R 26 from FIG. Part 110 is one in the radiator (103) thermally conductive glued-in transistor, which corresponds to the one designated in FIG. 8 with V 1 Amplifier corresponds. Part 111 is an externally adjustable potentiometer that in the schematic circuit of Figure 8 is designated by P 2. The parts 112 and 113 are externally accessible stede connections. The radiator (103) including of the electronic components, is of a thermally insulating and electrically non-existent way conductive molded piece (114) made of foam and surrounded by a housing (115) and closed with the cover (116). The remaining space (117) is with a material that conducts heat well but is electrically insulating, for example Silicone rubber potted.
Die Figuren 3,4 und 5 zeigen den erfindungsgemäßen Heizkörper (103) aus Figur 1. Der zylindrische, exzentrisch angeordnete Hohlraum (117) dient zur Aufnahme des zylindrischen Meßwertgebers (101) aus Figur 1. Der Längsschlitz (118) hat die Aufgabe, mittels einer in die Gewindebohrung (119) einzuführenden Schraube den Meßwertgeber (101) aus Figur 1 in dem Heizkörper (103) festzuspannen. In die Bohrungen (120, 121 und 122) werden Transistoren elektrisch isoliert, aber gut wärmeleitend, eingeklebt. Auf der Fläche 123 wird der Heiztransistor (106) aus Figur 1 mittels der biiden Schraubenlöcher (124) befestigt. In die beiden Gewindebohrungen (125) werden Schrauben zur Befestigung des Deckels (116) aus Figur 1 eingesetzt.Figures 3, 4 and 5 show the heater (103) according to the invention from Figure 1. The cylindrical, eccentrically arranged cavity (117) is used for Recording of the cylindrical transducer (101) from Figure 1. The longitudinal slot (118) has the task of inserting a screw into the threaded hole (119) to clamp the transducer (101) from Figure 1 in the heater (103). In the Bores (120, 121 and 122) are electrically isolated from the transistors, but have good thermal conductivity, glued in. The heating transistor (106) from FIG attached to the two screw holes (124). In the two threaded holes (125) screws are used to fasten the cover (116) from FIG.
Die Figur 8 zeigt die etwas vereinfachte Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei ist Teil 130 die schematisch angedeutete Meßzelle im Meßwertgeber. Zwischen den Schaltpunkten A, B,:;C und D sind die Dehnungsmeßdrähte als Widerstände angedeutet. Deren Anschlüsse werden über die Steckverbindung (105), die auch in Figur 1 und 2 gezeigt wird, zu dem eigentlichen Vorverstärker (131) geleitet. Die verstärkten Meßsignale werden über die Steckverbindung (113), die ebenfalls in Figur 1 und 2 gezeigt wird, zu einem nicht näher erläuterten Meßwertumsetzer geführt. Galvanisch getrennt von der Verstärkung ist eine regelbare elektrische Heizung angeordnet, die mit unstabilisiertem Gleichstrom versorgt wird und deren Anschlüsse ebenfalls über die Steckverbindung (113) nach außen geführt sind. Die symetrische Vollbrückenschaltung besteht einerseits aus den Widerständen (R 25 und R 28) und andererseits aus dem von der Vorrichtungstemperatur beeinflußten Thermistor <R 26) und dem Widerstand (R 27). Die durch den Thermistor (R 26) hervorgerufene Brückenverstimmung steuert den Transistor (T 1?, der wiederum den Heiztransistor (T 2) steuert. Dieser Heiztransistor ist, wie in Figur 1 und 2 als Teil (106) angedeutet, gut wärmeleitend, aber elektrisch isoliert, mit dem Heizkörper (103) verwunden.Figure 8 shows the somewhat simplified circuit of the invention Contraption. Part 130 is the schematically indicated measuring cell in the transducer. Between the switching points A, B,:; C and D are the strain gauges as resistors indicated. Their connections are made via the plug connection (105), which is also shown in Figure 1 and 2 is fed to the actual preamplifier (131). the amplified measurement signals are transmitted via the plug connection (113), which is also shown in FIG 1 and 2, led to a transducer not explained in detail. A controllable electric heater is arranged, galvanically separated from the reinforcement, which is supplied with unstabilized direct current and its connections as well are led to the outside via the plug connection (113). The symmetrical full bridge circuit consists on the one hand of the resistors (R 25 and R 28) and on the other hand of the thermistor <R 26) and resistance influenced by device temperature (R 27). The bridge detuning caused by the thermistor (R 26) controls the transistor (T 1 ?, which in turn controls the heating transistor (T 2). This heating transistor is, as indicated in Figures 1 and 2 as part (106), good thermal conductivity, but electrical insulated, twisted with the radiator (103).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712113025 DE2113025A1 (en) | 1971-03-18 | 1971-03-18 | Thermostatted measuring amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712113025 DE2113025A1 (en) | 1971-03-18 | 1971-03-18 | Thermostatted measuring amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2113025A1 true DE2113025A1 (en) | 1972-09-21 |
Family
ID=5801926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19712113025 Pending DE2113025A1 (en) | 1971-03-18 | 1971-03-18 | Thermostatted measuring amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2113025A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3431373A1 (en) * | 1984-08-25 | 1986-03-06 | Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck | Pollutant sensor for motor vehicles, protective working cabins, etc. |
| DE3443159A1 (en) * | 1984-08-25 | 1986-06-05 | Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck | Sensor housing with flow retarder |
-
1971
- 1971-03-18 DE DE19712113025 patent/DE2113025A1/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3431373A1 (en) * | 1984-08-25 | 1986-03-06 | Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck | Pollutant sensor for motor vehicles, protective working cabins, etc. |
| DE3443159A1 (en) * | 1984-08-25 | 1986-06-05 | Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck | Sensor housing with flow retarder |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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