DE2140057B1 - Bridge circuit with an amplifier arranged in the bridge diagonal - Google Patents

Bridge circuit with an amplifier arranged in the bridge diagonal

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DE2140057B1
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Eduard 6054 Jugesheim Reuter Johannes 6451 Klein Krotzenburg Strang
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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches

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Description

Ein Differenzverstärker 15 ist mit einem Eingang an die gemeinsame Verbindungsstelle der Diode 11 und des Widerstands 12 angeschlossen. Der andere Eingang des Differenzverstärkers 15 ist mit der gemeinsamen Verbindungsstelle der Diode 13 und des Widerstands 14 verbunden. Zwischen die Eingänge des Differenzverstärkers 15 ist ein Kondensator 16 geschaltet. Die beiden Eingänge des Differenzverstärkers 15 können zur Signalumkehr vertauscht werden. A differential amplifier 15 has an input to the common Connection point of the diode 11 and the resistor 12 connected. The other The input of the differential amplifier 15 is with the common junction of the Diode 13 and resistor 14 connected. Between the entrances of Differential amplifier 15, a capacitor 16 is connected. The two entrances to the Differential amplifiers 15 can be interchanged for signal reversal.

Der Widerstand der Reihenschaltung der Diode 11 und des Widerstands 12 ist größer als der Widerstand der Reihenschaltung der Diode 13 und des Widerstands 14. The resistance of the series connection of the diode 11 and the resistor 12 is greater than the resistance of the series connection of the diode 13 and the resistor 14th

Befindet sich das bewegliche Metallteil in der Nähe des Initiators4, dann ist z.B. dessen Innenwiderstand klein. Die Spannung an der Klemme 7 ist deshalb niedrig. Bei dem in der Figur gezeigten Anschluß des Differenzverstärkers steht dann am positiven Differenzeingang eine niedrige Spannung an, während am negativen Differenzeingang eine höhere Spannung anliegt. Am Ausgang 17 des Differenzverstärkers 15 tritt somit eine niedrige Spannung auf. If the moving metal part is near the initiator4, then, for example, its internal resistance is small. The voltage at terminal 7 is therefore low. At the connection of the differential amplifier shown in the figure stands then a low voltage at the positive differential input, while at the negative Differential input a higher voltage is applied. At output 17 of the differential amplifier 15 thus occurs a low voltage.

Entfernt sich das bewegliche Metallteil vom Initiator 4, dann steigt z. B. dessen Innenwiderstand an. Infolge der Parallelschaltung vom Initiator 4 und der Reihenschaltung aus der Diode 11 und dem Widerstand 12 entsteht am positiven Eingang des Differenzverstärkers 15 eine Spannung, die noch immer kleiner als die Spannung am negativen Differenzeingang ist. Das niedrige Signal am Ausgang 17 bleibt deshalb erhalten. If the movable metal part moves away from the initiator 4, then it rises z. B. its internal resistance. As a result of the parallel connection of the initiator 4 and the series connection of the diode 11 and the resistor 12 arises at the positive Input of the differential amplifier 15 a voltage which is still smaller than that Voltage at the negative differential input. The low signal at output 17 remains therefore received.

Bei Unterbrechung einer oder beider Leitungen 5, 6 steigt das Potential an der Klemme 7 stark an. If one or both lines 5, 6 are interrupted, the potential rises strongly on terminal 7.

Da der die Diode 11 und den Widerstand 12 enthaltende Stromkreis einen höheren Widerstand hat als der Stromkreis mit der Diode 13 und dem Widerstand 14, stellt sich am positiven Eingang des Differenzverstärkers 15 eine höhere Spannung ein als am negativen Eingang. Das Signal am Ausgang 17 ändert dadurch seinen Zustand. Es geht von einem niedrigen auf einen hohen Signalpegel über. Das Signal am Ausgang 17 kann zur Ansteuerung einer nicht dargestellten Alarmanlage benutzt werden. Mittels des Signals am Ausgang 17 läßt sich auch die Abschaltung der Anlage mit dem abgetrennten Initiator vornehmen.Since the circuit containing the diode 11 and the resistor 12 a has higher resistance than the circuit with diode 13 and resistor 14, there is a higher voltage at the positive input of the differential amplifier 15 one than at the negative input. The signal at output 17 thereby changes its state. It goes from a low to a high signal level. The signal at the exit 17 can be used to control an alarm system, not shown. Means the signal at output 17 can also switch off the system with the separated Make initiator.

An Stelle eines Initiators 4 kann auch ein nicht dargestellter Schalter mit mechanisch betätigbaren Kontakten verwendet werden. Parallel zur Schaltstrecke wird dabei ein Widerstand gelegt, der das Potential an der Klemme 7 bei geöffnetem Schalter auf einen Wert begrenzt, der niedriger liegt als der Wert. Instead of an initiator 4, a switch (not shown) can also be used can be used with mechanically operated contacts. Parallel to the switching path a resistor is applied that increases the potential at terminal 7 when the Switch limited to a value that is lower than the value.

der bei Unterbrechung der Leitung 5 oder 6 entsteht.which occurs when line 5 or 6 is interrupted.

Dieser Widerstand ist in unmittelbarer Nähe des Schalters angebracht. Er darf sich nicht auf der gedruckten Leiterplatte befinden, die zur Aufnahme und Verbindung der Elemente der Brückenschaltungen bzw. der Überwachungsschaltkreise dient.This resistor is placed in the immediate vicinity of the switch. It must not be on the printed circuit board used for receiving and Connection of the elements of the bridge circuits or the monitoring circuits serves.

Um Bauelemente einzusparen, ist es möglich, die Eingangsklemmen weiterer in der Zeichnung nicht dargestellter Initiatoren über zusätzliche Dioden in gleicher Weise wie den Näherungsinitiator 4 mit dem Eingang des Differenzverstärkers 15 zu verbinden. In order to save components, it is possible to use the input terminals further Initiators not shown in the drawing via additional diodes in the same way Assign like the proximity switch 4 to the input of the differential amplifier 15 associate.

Die Dioden 11 stellen dann eine ODER-Verknüpfung her. Die Leitungen zu den weiteren Näherungsinitiatoren werden somit von einer einzigen tÇberwachungsschaltung erfaßt.The diodes 11 then produce an OR link. The lines The additional proximity switches are thus connected to a single monitoring circuit recorded.

Die Diode 11 soll weiterhin unerwünschte negative Spannungen vom Eingang des Differenzverstärkers 15 fernhalten. Solche Spannungen können als Störspannungen in den Leitungen 5, 6 induziert oder vom Initiator selbst erzeugt werden. Um die Änderung des Widerstands der aus der Diode 11 und dem Widerstand 12 bestehenden Schaltung bei Temperaturschwankungen bezüglich des Einflusses auf den Differenzverstärker 15 auszuschließen, ist dem anderen Differenzeingang die Diode 13 vorgeschaltet, die ungefähr den gleichen Temperaturgang wie die Diode 11 aufweist. Wird ein Schalter an Stelle eines Näherungsinitiators 4 benutzt, dann können die Dioden 11, 13 durch Widerstände ersetzt werden. The diode 11 should continue to degrade undesirable negative voltages Keep the input of the differential amplifier 15 away. Such voltages can be called interference voltages induced in the lines 5, 6 or generated by the initiator itself. To the Change in the resistance of the diode 11 and the resistor 12 Switching in the event of temperature fluctuations with regard to the influence on the differential amplifier 15, the other differential input is preceded by diode 13, which has approximately the same temperature response as the diode 11. Becomes a switch used instead of a proximity switch 4, then the diodes 11, 13 can through Resistors are replaced.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Brückenschaltung mit einem in der Brükkendiagonale angeordneten Verstärker, bei der in einem Brückenzweig ein Schaltglied angeordnet ist, derart, daß der Verstärker den Schaltstellungen des Schaltgliedes entsprechende binäre Signale abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Brückenschaltung (11, 12, 13, 14) zur Überwachung auf Drahtbruch vorgesehen ist, deren Bnickenzweige (11, 12, 13, 14) jeweils aus einem Halbleiterelement (11, 13) und einem Widerstand (12, 14) aufgebaut sind, und daß ein Brückenzweig (13, 14) direkt an Versorgungsspannung (U) gelegt ist und der zweite Zweig (11, 12) zwischen den Bezugsleiter (M) und den zu überwachenden Punkt (7) der ersten Brückenschaltung (1, 2, 3, 4) geschaltet ist. Claims: 1. Bridge circuit with one in the bridge diagonal arranged amplifier, in which a switching element is arranged in a bridge branch is such that the amplifier corresponds to the switching positions of the switching element emits binary signals, characterized in that a further bridge circuit (11, 12, 13, 14) is provided to monitor for wire breakage, their branch branches (11, 12, 13, 14) each comprising a semiconductor element (11, 13) and a resistor (12, 14) are constructed, and that a bridge branch (13, 14) is connected directly to the supply voltage (U) and the second branch (11, 12) between the reference conductor (M) and the to be monitored point (7) of the first bridge circuit (1, 2, 3, 4) is connected. 2. Brückenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Diagonale der weiteren Brückenschaltung (11, 12; 13, 14) zwischen den Verbindungspunkten jeweils eines Halbleiterelements (11 oder 13) und eines Widerstands (12 oder 14) ein Differenzverstärker (15) angeschlossen ist. 2. Bridge circuit according to claim 1, characterized in that to the diagonal of the further bridge circuit (11, 12; 13, 14) between the connection points one semiconductor element (11 or 13) and one resistor (12 or 14) a differential amplifier (15) is connected. Die Erfindung bezieht sich auf eine Brückenschaltung mit einem in der Brückendiagonale angeordneten Verstärker, bei der in einem Brückenzweig ein Schaltglied angeordnet ist, derart, daß der Verstärker den Schaltstellungen des Schaltgliedes entsprechende binäre Signale abgibt. The invention relates to a bridge circuit with an in The amplifier arranged on the bridge diagonal, in which one in a bridge branch Switching element is arranged such that the amplifier corresponds to the switching positions of the Switching element outputs corresponding binary signals. Bei einer Schaltungsanordnung zur Betätigung von Schaltgliedern ist bereits die Anordnung einer Brückenschaltung bekannt, deren erste Diagonale an der Versorgungsspannung liegt, während die zweite Diagonale über eine Diode an die Eingänge eines Verstärkers angeschlossen ist (deutsche Patentschrift 1 021). Mit einer derartigen Schaltung wird festgestellt, ob ein bestimmter, in einem Brückenzweig auftretender Wert einer Spannung über- bzw. unterschritten wird. In a circuit arrangement for actuating switching elements already known the arrangement of a bridge circuit, the first diagonal on the Supply voltage is applied, while the second diagonal is connected to the inputs via a diode an amplifier is connected (German patent specification 1 021). With such a It is determined whether a particular circuit is occurring in a branch of the bridge The value of a voltage is exceeded or not reached. Es ist auch bereits eine Schutzeinrichtung für elektrische Verbraucher bekannt, die aus einer einen Temperaturmeßfühler enthaltenden Brücke besteht, an deren Ausgang ein Transistor angeschlossen ist, der ein Relais beeinflußt, durch das in Abhängigkeit vorbestimmter Temperaturen des Meßfühlers Schaltkontakte betätigt werden, die im Verbraucherstromkreis liegen (deutsche Auslegeschrift 1159 089). Die Schutzeinrichtung schaltet den Verbraucher nicht nur bei erhöhten Temperaturen, sondern auch bei Kurzschluß des Temperaturmeßfühlers oder Drahtbruch in den Zuleitungen zum Temperaturmeßfühler ab. It is also already a protective device for electrical consumers known, which consists of a bridge containing a temperature sensor, on whose output a transistor is connected, which influences a relay through which actuates switching contacts depending on predetermined temperatures of the sensor that are in the consumer circuit (German Auslegeschrift 1159 089). The protective device not only switches the consumer at elevated temperatures, but also in the event of a short circuit in the temperature sensor or a wire break in the supply lines to the temperature sensor. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Anordnung so weiterzuentwikkeln, daß die von den Schaltstellungen des Schaltgliedes abhängigen Signale von einem einen Drahtbruch auf den Zuleitungen zum Schaltglied anzeigenden Signal unterschieden werden können. Eine solche Unterscheidung ist oft wichtig, da in vielen Fällen der Steuerungstechnik nicht eine von zwei möglichen Schaltstellungen eines Schaltgliedes einem Fehler in der Schaltung entspricht. The invention is based on the object of the above-mentioned arrangement so on to develop that they depend on the switching positions of the switching element Signals from a wire break on the leads to the switching element indicating Signal can be distinguished. Such a distinction is often important because in many cases of control technology not one of two possible switch positions of a switching element corresponds to a fault in the circuit. Diese Aufgabe wird bei einer Brückenschaltung der eingangs genannten Art erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß eine weitere Brückenschaltung zur Überwachung auf Drahtbruch vorgesehen ist, deren Brückenzweige jeweils aus einem Halbleiterelement und einem Widerstand aufgebaut sind, und daß ein Brückenzweig direkt an Versorgungsspannung gelegt ist und der zweite Zweig zwischen den Bezugsleiter und den zu überwachenden Punkt der ersten Brükkenschaltung geschaltet ist. In the case of a bridge circuit, this task becomes the one mentioned at the beginning Art according to the invention solved in that a further bridge circuit for monitoring on wire breakage is provided, the bridge branches of which each consist of a semiconductor element and a resistor are constructed, and that a bridge arm is connected directly to the supply voltage is laid and the second branch between the reference conductor and the one to be monitored Point of the first bridge circuit is switched. Bei Anlagen zur Überwachung, Steuerung oder Regelung industrieller Prozesse treten durch Anderungen, Erweiterungen der Anlagen oder aus anderweitigen Anlässen manchmal Unterbrechungen der Verbindungsleitungen zwischen Schaltgliedern und den Stromkreisen zur Verarbeitung der von diesen Schaltgliedern abgegebenen Signale auf. Die erfindungsgemäße Anordnung liefert bei Unterbrechung der Verbindungsleitungen ein Signal, das zur Auslösung eines Alarms, Abschaltung der Anlage oder anderen Maßnahmen zur Behebung der Störung benutzt werden kann. Die Verarbeitung von auf Drahtbrüchen beruhender, fehlerhafter Signale läßt sich dadurch verhindern. In systems for monitoring, controlling or regulating industrial Processes occur through changes, extensions of the systems or otherwise Occasions sometimes interruptions in the connection lines between switching elements and the circuits for processing the output from these switching elements Signals on. The arrangement according to the invention delivers when the connecting lines are interrupted a signal that triggers an alarm, shuts down the system or other Measures to remedy the malfunction can be used. Processing of on In this way, faulty signals based on broken wires can be prevented. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß an die Diagonale der weiteren Brückenschaltung zwischen den Verbindungspunkten jeweils eines Halbleiterelements und eines Widerstands ein Differenzverstärker angeschlossen ist. Der Differenzverstärker hat eine große Ansprechempfindlichkeit bei geringem Aufwand. Vorzugsweise wird ein integrierter Schaltkreis verwendet. In a preferred embodiment it is provided that on the diagonal the further bridge circuit between the connection points of each semiconductor element and a resistor is connected to a differential amplifier. The differential amplifier has a high sensitivity with little effort. Preferably a integrated circuit used. Im folgenden soll die Erfindung an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, aus dem sich weitere Einzelheiten sowie Vorteile ergeben. In the following, the invention will be based on what is shown in the figure Exemplary embodiment will be explained in more detail, from which further details as well Advantages. Eine erste Brückenschaltung enthält in der einen Hälfte die Reihenschaltung zweier Widerstände 1,2 und in der andern Hälfte die Reihenschaltung eines Widerstands 3 und eines Näherungsinitiators 4 als Schaltglied. Näherungsinitiatoren sind bekannt. A first bridge circuit contains the series circuit in one half two resistors 1,2 and in the other half the series connection of a resistor 3 and a proximity switch 4 as a switching element. Proximity initiators are known. Der Näherungsinitiator 4 ist über eine Leitung 5, 6 an Eingangsklemmen 7, 8 der Brückenschaltung angeschlossen. The proximity switch 4 is connected to input terminals via a line 5, 6 7, 8 of the bridge circuit connected. Die Verbindungsstelle zwischen den beiden Widerständen 1, 2 ist an den einen Eingang eines Differenzverstärkers9 gelegt. Der zweite Eingang des Differenzverstärkers 9 steht über einen Widerstand 10 mit der Klemme 7 in Verbindung. Die Versorgungsspannung U wird der Brücke über die erste Diagonale, d. h. die gemeinsamen Verbindungsstellen der Widerstände 1 und 3 bzw. des Widerstands 2 und des Näherungsinìtiãtors 4 zugeführt. -Der gemeinsame Anschlußpunkt des Widerstands 2 und des Initiators 4 kann mit Masse M verbunden sein. The connection point between the two resistors 1, 2 is on placed one input of a differential amplifier9. The second input of the differential amplifier 9 is connected to terminal 7 via a resistor 10. The supply voltage U becomes the bridge over the first diagonal, i.e. H. the common connection points the resistors 1 and 3 or the resistor 2 and the proximity initiator 4 supplied. -The common connection point of the resistor 2 and the initiator 4 can be connected to ground M connected. Parallel zum Näherungsinitiator 4 ist ein Brükkenzweig einer weiteren Brückenschaltung angeordnet, der aus einer Diode 11 und einem Widerstand 12 besteht. Der zweite Zweig dieser Brückenschaltung, der eine Diode 13 und einen Widerstand 14 enthält, ist parallel zu den Widerständen 1 und 2 geschaltet. Parallel to the proximity switch 4 is a bridge branch of another Arranged bridge circuit, which consists of a diode 11 and a resistor 12. The second branch of this bridge circuit, which has a diode 13 and a resistor 14 is connected in parallel with resistors 1 and 2.
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