DE2130634A1 - Kompensationsanordnung - Google Patents

Description

• Kompensationsanordnung Bei Anordnungen, die Meßorgane enthalten, welche ihre elektrische Ausgangsgröße abhängig von der Beschaffenheit eines zu überwachenden Objekts ändern, tritt je nach der spezifischen Eigenschaft des eorgans häufig das Problem auf, durch äußere und/oder innere Einflußgrößen oder A1-terungseffekte bedingte Abweichungen der Ausgangsgröße am Meßorgan von einem ursprünglichen Bezugswert zu kompensieren.
• So ist beispielsweise die Leistung und der photoelektrisch Wirkungsgrad von in Lichtschranken systemen eingesetzten Pnotodioden oder Photowiderständen von der Beleuchtungsstärke abnängig. Daher wirken sich Änderungen der Beleuchtungsstärke, sei es infolge Verstaubung der Lichtaustrittsflache am Lichtsender oder durch Spannungsschwankungen, dahin aus, daß sich der Arbeitspunkt des betreffenden Systems verschiebt, wodurch die Empfindlichkeit und/oder der Ansprechwert des Systems entsprechend beeinflußt werden.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, die einerseits eine optimale Unabhängigkeit von mit Meßorganen ausgestatteten Anordnungen in bezug auf Spannungsschwankungen, nochfrequente Störimpulse, Verunreinigungerl, Anderungen der Medien usw. gewährleistet und zum andern eine Leistungsverstärkung ermöglicht. Diese Aufgabe ist durch eine Kompensations anordnung gelöst, bei der erfindungsgemäß das Meßorgan an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers angeschlossen ist, dessen Ausgang Ua über eine Parallel-RC-Kombination mit der über einen Kondensator an den Emitter angekoppelten Basis eines Transistors verbunden ist, der kollektorseitig an den nichtinvertierenden Eingang U2 des Operationsverstärkers sowie über einen Widerstand am Emitter angeschlossen ist.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der zwischen Kollektor und Emitter des Transistors liegende Widerstand so bemessen, daß bei vollständiger Sperrung der Kollektor-Emitterstrecke am Ausgang des Operationsverstärkers ein solches Signal auftritt, das ausreicht, über ein Relais oder dgl. ein Auslöseorgan zu- oder abzuschalten.
• Die Erfindung wird im nachstehenden anhand einer beispielsweisen Anordnung noch näher erläutert, die als Meßorgan einen Photowiderstand enthält, dem eine Lichtwelle zugeordnet ist.
• Wie aus der durch die Figur veranschaulichten Prinzipschaltung ersichtlich ist, bildet der Photowiderstand 1 mit den Widerständen 2, 3 einen an einer Gleichspannung Ug liegenden Spannungsteiler, der ausgangsseitig am invertierenden Eingang eines ebenfalls an der Spannung Ug liegenden Operationsverstärkers 4 angeschlossen ist.
• Zwischen dem Ausgang Ua des Verstärkers 4 und der Basis des Transistors 5 liegen ein Kondensator 6 sowie ein Widerstand 7, zu welchem ein Kondensator 8 in Reihe geschaltet ist, der die Basis des Transistors mit dem Emitter koppelt. Der Transistor 5 ist kollektorseitig mit dem nichtinvertierenden Eingang U2 des Operationsverstärkers 4 verbunden und über einen Widerstand 9 an den Emitter des Transistors 5 angeschlossen. Der Widerstand 9 bildet dabei mit dem Widerstand 10 einen weiteren Spannungsteiler. Der Rückkopplungswiderstand 11 dient zur Anpassung des Übertragungsverhaltens des Operationsverstärkers 4 entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck.
• Die Wirkungsweise der Schaltung ist wie folgt: Erhält der Photowiderstand 1 beispielsweise infolge eines durch den Zwischenraum zwischen diesem und einer Glühlampe 12 hindurchlaufenden Objekts in Gestalt eines Fadens 13, der eine Durchmesservergrößerung (Verdickung) 14 aufweist, plötzlich weniger Licht, so bedeutet dies eine ebenso plötzliche Widerstandszunahme des Photowiderstandes und demzufolge eine Erhöhung der Ausgangsspannung des an den Widerständen 2, 3 und 1 gebildeten Spannungsteiles. Dadurch gelangt ein positives Signal an den invertierenden Eingang U1 des Operationsverstärkers 4, der eine Spannungsdifferenz U1 minus U2 zur Folge hat, die verstärkt wird und am Ausgang Ua des Operationsverstärkers 4 ein.entsprechendes negatives Signal bewirkt. Dieses Signal löst dann, gegebenenfalls nochmals verstärkt, eine entsprechende Schaltfunktion aus.
• Verändert sich infolge Verstaubung, Verschmutzung, Alterung, länger anhaltenden Spannungsschwankungen oder dgl. der ursprüngliche Einstellwert am Meßorgan 1, so verändert sich auch die Ausgangsspannung am Spannungsteiler und damit der Spannungspegel am invertierenden Eingang U1 des Operationsverstärkers 4. Die dadurch entstehende Spannungsdifferenz U1 minus U2 wird dadurch wieder aufgehoben, daß sich der zwischen der Basis des Transistors und dem Emitter liegende Kondensator 8 entsprechend dem Spannungspegel am Ausgang Ua des Operationsverstärkers über den Widerstand 7 auflädt und somit die Basisspannung am Transistor 5 festlegt. Entsprechend der nunmehrigen Basisspannung des Transistors 5 ändert sich dessen Kollektor-Emitter-Widerstand und demgemäß auch die Spannung am nichtinvertierenden Eingang U2 des Cperationsverstärkers. Diese Spannungsveränderung ist immer so gerichtet, daß die Differenz U1 minus U2 wieder gegen Null bzw. auf den ursprünglichen Mindestwert zurückgeht. Es handelt sich hierbei somit um quasi-stationäre Vorgänge.
• Zur Ableitung hochfrequenter Störimpulse, die nicht zu einem Auslösevorgang in irgendeiner Form führen sollen und dürfen, dient der Kondensator 6. Über diesen Kondensator gelangen die hochfrequenten Impulse unmittelbar zur Basis des Transistors 5 und beeinflussen dessen Widerstandsverhalten so, daß die Spannungsimpulse am nichtinvertinvertierenden Eingang U2 des Operationsverstärkers die Störimpulse an dessen Eingang U1 bzw. an dessen Ausgang Ua kompensieren.
• Ist die an dem durch die Widerstände 2, 3 und den Photowiderständen 1 gebildeten Spannungsteiler auftretende Ausgangsspannung so groß, daß der Transistor 5 vollkommen sperrt, dann ist ausschließlich der Widerstand 9 wirksam. Dieser Widerstand, der mit dem Widerstand 10 ebenfalls einen Spannung teiler bildet, ist so bemessen, daß am Ausgang Ua des Operationsverstärkers ein solches Signal auftritt, das einen entsprechenden Schaltvorgang veranlaßt. Grundsätzlich können als Meßorgane aktive oder passive Bauelemente, insbesondere auch Kapazitäten, verwendet werden. Ferner kann anstelle eines einfachen Transistors ein diesem technisch äquivalentes Bauelement, z.B. ein Darlington-Transistor eingesetzt werden.
• Schließlich kann der Transistor 5 zwecks Kompensation auch ein Motorpotentiometer beeinflussen. Vergleiche hierzu den am widerstand 9 angedeuteten Abgriff.
• Ansprüche:

Claims (3)

1. Patent ansprüche 1. Anordnung zur Kompensation der an einem Meßorgan durch äußere und/oder innere Einflußgrößen oder Alterungseffekte auftretenden Abweichungen der Ausgangs größe von einem ursprünglichen Bezugswert, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan (1) an den invertierenden Eingang U eines Operationsverstärkers (4) angeschlossen ist, dessen Ausgang Ua über eine Parallel-RC-Kombination (6,7) mit der über einen Kondensator (8) an den Emitter angekoppelten Basis eines Transistors (5) verbunden ist, der kollektorseitig an den nichtinvertierenden Eingang U2 des Operationsverstärkers sowie über einen Widerstand (9) am Emitter angeschlossen ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung des zwischen Kollektor und Emitter des Transistors (5) liegenden Widerstands (9), daß bei vollständiger Sperrung der Kollektor-Emitter-Strecke am Ausgang Ua des Operationsverstärker (4) ein Auslösesignal ansteht.
3. 3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (5) als Darlington-Transistor ausgebildet ist.

   4, Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (5) ein Motorpotentiometer beeinflußt.