DE2121959B2

DE2121959B2 -

Info

Publication number: DE2121959B2
Application number: DE19712121959
Authority: DE
Inventors: Raimund Dipl.-Ing. 1000 Berlin Willecke
Original assignee: Auergesellschaft GmbH
Current assignee: Auergesellschaft GmbH
Priority date: 1971-04-27
Filing date: 1971-04-27
Publication date: 1974-08-01
Also published as: DE2121959A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Gefät zur Messung einer physikalischen Größe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Gerät dieser Art (siehe F i g. 1) ist im Meßwertgeber 1 ein Nullpotentiometer 2 vorgesehen, mit dem die Brücke, bestehend unter anderem aus dem Meßwiderstand 3 und dem Kompensationswiderstand 4, abgeglichen werden ka/in. Mit 5 ist ein Versorgungs- und Anzeigegerät bezeichnet (DT-OS 1 548 611).

Es ist weiter vorgeschlagen worden, den sogenannten »Nullzweig« der Wheatstone'schen Brücke in das Versorgungs- und Anzeigegerät 5 zu verlegen (siehe F i g. 2). Diese Ausbildung hat gegenüber der vorher erwähnten den Vorteil, daß der Nullabgleich im Versorgungs- und Anzeigegeräts vorgenommen werden kann (GB-PS 864 293).

Schließlich ist vorgeschlagen worden (s. Anmeldung P 20 64 823.1), den Nullzweig hochohmig gegenüber dem Meßzweig zu machen und den Versorgungsstrom in die beiden im Meßwertgeber 1 befindlichen Widerstandes und 4 der Wheatstoneschen Brücke einzuspeisen (siehe Fig. 3). Gegenüber der Lösung gemäß Fig. 2 erzielt man auf diese Weise den Vorteil, daß der Meßwert unabhängig von dem Widerstand der zwischen Meßwertgeber 1 und Versorgungsanzeigegerät 5 befindlichen Leitung ist, die ihren Widerstand bei Änderung der Leitungslänge oder auf Grund von Umwelteinflüssen ändert.

Bekannt sind auch Schaltungen, bei denen mittels einer zusätzlichen Strom- bzw. Spannungsquelle eine Kompensationsspannung in den Signalübertragungsweg eingespeist wird, um so einen in der brückendiagonale fließenden Strom zu kompensieren.

Solche Schaltungen haben jedoch im allgemeinen den Nachteil, daß sich Meß- und Abgleichspannunoen gegenseitig beeinflussen (DT-AS 1284 646; 1805 918).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Gerät derart auszubilden bzw. das Gerät aemäß F i g. I derart zu ändern, daß bei Unabhänaiskeit des Meßwertes vom Widerstand der Le!- tune zwischen Meßwertgebern und Versorgungs- und Anzeigegerät und ohne Erhöhung der Zahl der Adern" in dieser Leitung der Abgleich im Versorgung- und Anzeigegerät vorgenommen werden kann.

=5 Diese Aufaabe wird erfindungsgemäß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Gegenüber dem Gerät gemäß der F i g. 1 hat das erfindungsgemäße Gerät den Vorteil, daß der Nullabgleich "im Versorgungs- und Anzeigegerät vorgenommen werden kann.

Gegenüber dem Gerät gemäß F i g. 2 hat das erfindungsgemäße Gerät den Vorteil, daß der Meßwert nicht durch den Widerstand der Leitung zwischen Meßwertgeber und Versorgungs- und Anzeigegerät beeinflußt wird.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Geräts gegenüber dem Gerät gemäß F i g. 3 besteht darin, daß die Zahl der Adern in der Verbindungsleitung kleiner ist. Dieser Vorteil ist bedeutsam, weil Kabel um so teurer sind, je mehr Adern sie aufweisen.

Als weiterer Vorteil kommt aber hinzu, daß bei einer Addierschaltung mit einem Operationsverstärker keine Rückwirkung der verschiedenen zu addierenden Spannungen aufeinander erfolgt (T i e t ζ e Schenk. Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag, 1969, S. 159 bis 161), das heißt in diesem Falle, daß keine Beeinflussung von Abgleichspannung und Meßspannung gegeneinander stattfindet, so daß sich leicht ein reproduzierbarer Abgleich der Brücke im Versorgungs- und Anzeigegerät vornehmen läßt.

Schließlich ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes, daß mittels der Addierschaltung einschließlich des Potentiometers (7) die Schaltung mit »Lebendem Nullpunkt« betrieben werden kann, d. h. bei einer Brückendiagonalspannung Null kann mit dem Potentiometer (7) der Ausgang des Operationsverstärkers auf eine von Null abweichende definierte Ausgangsspannung gebracht werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In den F i g. 4 bis 6 sind drei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele veranschaulicht.

In Fig.4 ist mit 1 ein Meßwertgeber, mit 3 ein Meßwiderstand, mit 4 ein Kompensationswiderstand, mit 5 ein Versorgungs- und Anzeigegerät, mit 6 ein Operationsverstärker, mit 7 ein Potentiometer und mit 8 und 9 zwei im Meßwertgeber 1 befindliche

Festwiderstände bezeichnet, Mit Hilfe des Potentiometers? kann dem invertierenden Eingang (minus) des Operationsverstärkers 6 eine Spannung zugeführt werden, die die Spannung zwischen den Punkten 10 und Il der Wheatstone'schen Brücke kompensiert.

In F i g. 5 ist eine sogenannte Volimeßbrücke veranschaulicht. Sie weist neben dem Meßwiderstand 3 und dem Kompensationswiderstand 4 einen weiteren Meßwiderstand 12 und einen weiteren Kompensationswideistand 13 auf.

In F i g. 6 sind zwei Halbbrücken, bestehend aus den Meßwertwiderständen 3 und 14 und den Kompensationswiderständen 4 und IS miteinander kombiniert, und zwar derart, daß beide dieselben Festwiderstände 16 und 17 haben. Jeder Halbbrücke ist eine Addierschaltung mit Operationsverstärker zugeordnet: Der Halbbrücke 3, 4 ist die Schaltung 17 und der Halbbrücke 14, 15 die Schaltung 18 zugeordnet.

Für die echten Unteransprüche 2 bis 4 wird Pa-

o tentschutz nur in Verbindung mit Anspruch 1 beeehrt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Elektrisches Gerät zur Messung einer physikalischen Größe, bestehend aus einem Meßwertgeber mit einer Wheatstone'schen Brücke, von deren Widerständen mindestens einer einen Meßwiderstand darstellt, und einem von dem Meßwertgeber räumlich getrennten Versorgungs- und Anzeigegerät, das über eine Leitung mit dem Meßwertgeber verbunden ist, und einem Anzeigegerät, das in der Eingangsschaltung für den Meßwertgeber einen Operationsverstärker aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenabgleich des Meßwertgebers im Versorgungs- und Anzeigegerät (S) bei einem bestimmten Wert der physikalischen Größe durch eine Abgleichspannung erfolgt, die dem in Addierschaltung geschalteten Operationsverstärker (6) zugeführt ist.
2. Gerik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgleichspannung, die über einen variablen Abgriff eines Potentiometers (7) gewonnen wird, mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (6) verbunden ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Zweigen der Wheatstone'schen Brücke je ein Meßwiderstand (3. 12) und ein Kompensationswiderstand (4, 13) liegen.
4. Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, z. B. zwei, aus einem Meßwiderstand (3, 14) und einem Kompensationswidei stand (4, IS) bestehende Halbbrücken zu einer aus zwei Festwide -ständen (16, 17) bestehenden Halbbrücke parallel geschaltet sind und daß jeder aus einem Meßwiderstand (3, 14) und einem Kompensatio.iswiderstand (4, 15) bestehenden Halbbrücke eine Abgleichschaltung in Form einer Addierschaltung (17, 18) zugeordnet ist.