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Elektronischer Mehrkreis-Temperaturregeler.
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Die Erfindung betrifft einen elektronischen Temperaturregler mit mehreren
elektrischen Gleichspannungs-Meßbrücken, bestehend aus jeweils einem Meßspannungsteiler
und einem diesen gemeinsam zugeordneten Vergleichspannungsteiler mit einem einstellbaren
Widerstand als gemeinsamen Sollwertgeber, mit in der jeweiligen Meßbrückendiagonale
liegendem Schaltverstärker, der ein Relais zur Schaltung eines Heizwiderstandes
steuert.
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Bei einem bekannten elektronischen Temperaturregler dieser Ärt sind
die Gleichspannungs-Meßbrücken auf Nullabgleich bei unterschiedlichen Temperaturen
eingestellt, wodurch eine Grund- und eine Zusatzheizung geregelt werden kann (DT-OS
1 773 953).
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Hierdurch ist es möglich, z.B. bei einem Speicherofen bei sehr großer
Temperaturabsenkung zusätzlich zu der Grundheizung eine Zusatzheizung einzlschalt.en.
Die Gleichspannungs-Meßbrücken sind dabei derart auf unterschiedliche Temperaturen
eingestellt, da.3 die für die höhere Temperatur eingestellte die Grundheizung ein-
und ausschaltet, während die für eine niedrigere Temperatur eingestellte die Zusatzheizung
ein- und ausschaltet. Ifierzu wird als Temperaturfühler nur ein temperaturabhängi
ger Widerstand benötigt, der in dem gemeinsamen Vergleichsspannungsteller in Reihe
zu dem als Sollwertgeber vorgesehenen einstellbaren Widerstand angeordnet ist. Es
kann mit dieser bekannten Sinrichtung somit nur an einem Punkt der Heizeinrichtung
die Solltemperatur gefühlt werden.
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In Fällen, in denen an verschiedenen Punkten die Temperatur gefühlt
werden muß, sind jedoch für jeden Meßpunkt entsprechende Temperaturfühler vorzuschen.
Bei elektronischen Temperaturreglern
ist es bisher bekannt, ier
für jeweils eine separate Gleichspannungs-Meßbrücke vorzusehen, mit jeweils einem
einstellbaren Widerstande als Sollwertgeber und einem temperaturabhängigen Widerstand
als Temperaturfühler.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektronischen Temperatur regler
in der eingangs bechriebenen Art dert zu verbessern, daß dieser mit nur einem gemeinsamen
Sollwertgeber verse eine stets gleichbleibende Temperatur an zwei oder mehreren
Meßpunkten erfassen und regeln kann. Solche Temperaturregler finden besonders Anwendung
an Bügelmaschinen, bei denen an verschiedenen Stellen mit jeweils einem Temperaturfühler
@und einem diesem jeweils zugeordneten Heizkreis eine eingestellte Temperatur zuverlässig
geregelt werden soll, wobei unter Berücksichtigung der ungleichmäßigen Wärmeaufnahme
der getrennten Heizkreise und der geforderten minimalen Abweichung der eingestellten
Temperatur unter relativ geringem Aufwand eine hohe Genauigkeit und Konstanz der
Solltemperatur über die gesamte Breite der Bügelmaschine gewährleistet werden soll.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst daß in jedem Meßspannungsteiler
ein temperaturabhängiger Widerstand als Temperaturfühler vorgesehen ist.
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Nach weiterer Ausgestaltung sind die Meßspannungsteiler gleichwertig
ausgeführt.
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Zur weiteren Verbesserung der erfindungsgemäßen Ausbildung ist zu
dem in dem Spannungsteiler-zweig angeordneten temperaturabhängigen Widerstand ein
Vorwiderstand in Reihe und zu diesen beiden ein weiterer Widerstand parallel geschaltet.
Hierdurch wird erreicht, daß ueber einen relativ großen Temperaturbereich eine Linearisierung
und damit eine gleichbleibende Empfindlichkeit des Reglers erfolgt. Es wird also
das Widerstands-Temperatur-Verhältnis des temperaturabhängigen Widerstandes über
den gesamten Einstellbereich des Reglers ausgeglichen, d.h. linearisiert.
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Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem temperaturabhängigen
Widerstand und dessen Vorwiderstand ein Spannungsteiler parallel geschaltet, dessen
einer Zweig in dem Erregerkreis des Relais li iegt, und dessen anderer Zweig durch
den weiteren Widerstand gebildet ist.
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Hierdurch wird insbesondere das Sprungverhalten des Verstärkerausgangs
erzielt, so daß ein eindeutiges Schalten des Relais erfolgt.
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Schließlich ist die Regeibreite durch die Dimensionierung des in dem
Erregerkreis des Relais liegenden Widerstandes wahlweise festgelegt.
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Der elelctronische Temperaturregler nach derErfindung ist in der Zeichnung
an einem Beispiel dargestellt. Dieses zeigt in einem Schaltbi d einen elektronischen
Temperaturregler für zwei Meßkrei se.
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An die Netzspannung ist ein Transformator 1 mit seiner Primärwicklung
angeschlossen. Zur Gleichrichtung der Betriebsspannung ist an die Sekundärwicklung
des Transformators 1 ein Brückengleichrichter 2 angeschlossen, der über einen Siebkondensator
3 eine in ihrer Welligkeit reduzierte Gleichspannung für den Meßkreis liefert. Zur
Stabilisierung der Betriebsspannung ist noch eine Zenerdiode 4 vorgesehen mit einem
vorgeschalteten Schutzwiderstand 5.
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Der eigentliche Temperaturregler besteht aus zwei Gleich- | spannungs-Meßbrücken.
Diese besitzen einen gemeinsamen Vergleichsspannungsteiler, der aus einem einstellbaren
lfJiderstand 6 und einem zu diesem in Reihe in dem anderen Spannungsteilerzweig
liegenden Widerstand 7 besteht. Dem einstellbaren Widerstand 6 kann noch ein Vorwiderstand
8 vorgeschaltet werden.
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Diesem Vergleichsspannungsteiler können zwei oder mehrere Meßspannungsteiler
zugeordnet sein. Ein solcher Meßspannungs teiler besteht aus einem Widerstand 9
in dem einen und einem temperaturabhängigen Widerstand (NTC) 10 in dem anderen Spannungs-
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teilerzweig. In der Meßbrückendiagonale ist ein Schaltverstärker angeordnet. In
dem Ausführungsbeispiel ist ein Zweischafen-Transistorverstärker vorgesehen. Dieser
besteht aus einem Transistor 11, der mit seinem Basis-Emitter-Kreis in der Brückendiagonale
liegt und dem als Schutz gegen Rückspannung bei extrem stehendem Brückenverhältnis
in Basis-Emitter-Richtung eine Diode 13 parallel geschaltet ist. Der Kollektor dieses
Transistors 1 ist mit der Basis des im Erregerkreis des Relais 14 liegenden Schalttransistors
12 verbunden. Hierdurch wird die zur Erregung des Relais 14 erforderliche Spannung
reichlich vorgegeben. Gegen Rückspannungen aus der SelbC,.t Induktion des Relais
14 schützt eine parallel gesehaltete Diode 15 den Transistorkreis.
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Ein wesentlicher Merkmal derErfindung besteht darin, daß eine gleichbleibende
Empfindlichkeit des Reglers über seinen gem ten Einstellbereich, z.B. von 70 bis
22o°C, erreicht wird.
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Da das Widerstand-Temperatur-Verhältnis des temperaturabhängigen Widerstandes
10 über einen solchen Temperaturbereich in seiner Kennlinie gekrümmt ist, würde
die Regelgenauigkeit bei verschiedenen Temperaturen veränderlich sein. Zur Vermeidung
desser ist zur Linearisierung des temperaturabhängigen Widerstandes lo ein Vorwiderstand
16 in Reihe mit diesem geschaltet und zu diesen beiden ein weiterer Widerstand 17
parallel geschaltet.
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Um darüberhinaus ein eindeutiges Sprungverhalten des Ausgangs des
Schaltverstärkers zu erzielen, ist dem temperaturabhängigen: Widerstand lo und dessen
Vorwiderstand 16 ein Spannungsteiler parallel geschaltet, wobei ein Zweig dieses
Spannungsteilers durch den in dem Erregerkreis des Relais 14 liegenden Widerstand
18 und der andere Zweig durch den weiteren Widerstand 17 gebildet ist. Hierdurch
wird erreicht, daß der über den Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 12 flie3ende
Relaiserregerstrom den Spannungsabfall am nachgeschalteten Widerstand 18 verändert,
so daß zum Schalten diese Spannungsabfalländerung in die Meßbrücke rückgeführt und
deren Diagonalspannung geändert und jeweils In eine bestimmte Stellung gebracht
wird, die dem Regler eine genau bemessene Hysterese vorgibt. Der weitcre Widerstand
17 hat somit eine Doppelfunktion, nämlich zunächst den Parallelstrom des temperaturabängigen
Widerstande
10 abzuleiten und darüberhinaus das Rückkopplungssignal in die Meßbrücke zu leiten.
Durch den Widerstand 18 wird die Große des Spannungsabfalls bestimmt und durch seine
unterschiedliche Dimensionierung kann die Regelbreite wahlweise festgelegt werden.
Es ist somit möglich, den verschiedensten Bedürfnissen angepaßte Temperaturdifferenzen
durch Veränderung der Dimensionierung des Widerstand 18 zu wählen.
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Die in dem Schaltbild dargestellte weitere Meßbrücke ist der ersten,
zuvor beschriebenen völlig gleich und ihre Funktionsteile sind mit den gleichen
Bezugsziffern versehen, denen lediglich ein Indexstrich angehängt ist, z.B. 9'.
Die Meßspannungsteiler sind völlig gleich :in ihren Werten ausgeführt, so daß die
in ihnen vorgesehenden temperaturabhängigen Widerstände 10 bzw. 10' bei Errichen
des von dem im gemeinsamen Vergleichspannungsteiler vorgesehenden einstellbaren
Widerstand 6 eingestellten Temperaturwertes durch die Temperaturfühler unabhängig
voneinander eine Ein- bzw. Ausschaltung des betreffenden Heizkreises einleiten.
Ansatz zwei Meßspannungsteilern können dem gemeinsamen Vergleichspannungsteiler
drei oder mehr Meßspannungsteiler zugeordnet werden. Somit können beliebig viele
Temperaturen, die durch einen gemeinsamen einstellbare Widerstand als Sollwertgeber
einstellbar sind und durch getrennt voneinander liegende Temperaturfühler, die dem
Jeweiligen Meßspannungsteller uugeordnet sind, geschaltet werden.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte, Ausführungsbeispiel
beschränkt. So kann die Ausbildung zur Erreichung der Linearisierung des temperaturabhängigen
Widerstandes und zur Erzielung des eindeutigen Sprungverhaltens des Verstärkerausgangs
auch bei einem Temperaturregler mit nur einer Meßbrücke für einen Temperaturmeßpunkt,
d.h. einen sogenannten "Einkreiser" mit dem gleichen Vorteil Anwendung finden.