DE2203306C2 - Schaltungsanordnung zur Nullpunktsverschiebung von Meßspannungen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Nullpunktsverschiebung von MeßspannungenInfo
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- G01R15/007—Circuits for altering the indicating characteristic, e.g. making it non-linear by zero-suppression
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Nullpunktsverschiebung von einem Verstärker
zugeführten Meßgleichspannungen. In der Meßtechnik werden häufig, z. B. zum Erfassen der Zustandsgrößen
von Prozeß-, Steuer- oder Regelanlagen, Meßwertgeber eingesetzt, welche Meßspannungen
liefern, aus denen durch Addition oder Subtraktion einer konstanten Größe und Multiplikation mit einem
Faktor die gewünschte Einheit erhalten wird. Derartige Meßwertgeber sind z. B. Widerstandsmeßwertgeber,
in welchen die Meßgröße in einen veränderlichen elektrischen Widerstand umgesetzt wird. Der elektrische
Widerstand wird, indem er von einem konstanten Strom durchflossen ist, in eine proportionale Spannung
umgesetzt und einer Anzeige- oder Weiterverarbeitungseinheit zur Verfügung gestellt. Derartige
Meßwertgeber sind z.B. Widerstandsthermometer, die im allgemeinen bei 0° C einen Grundwiderstand
von weniger als 100 Ohm bis zu einigen hundert Ohm haben. Die Änderung des Widerstands mit der Temperatur
ist im Verhältnis zum Grundwiderstand klein, so daß man zum Erzielen einer ausreichenden Auflösung
diesen Grundwiderstand bzw. die durch den konstanten Strom am Grundwiderstand erzeugte
Spannung kompensieren muß. Gleichzeitig kann man dadurch erreichen, daß bei 0° C die erzeugte Span'
nung Null ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine
Meßspannung um einen beliebigen konstanten Betrag verändert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein den Ausgang des Verstärkers mit dem
invertierenden Eingang verbindender, während Meßpausen geschlossener Schalter und weitere Schalter
vorgesehen sind, welche in den Meßpausen den Eingang des Verstärkers über einen diesem vorgeschalteten
Kondensator an eine Kompensationsspannungsquelle und während der Meßperioden an die
Meßspannung schalten.
Wird die Meßspannung von einem Widerstandsmeßwertgeber geliefert, so ist die Nullpunktsverschie-
bung unabhängig von Schwankungen der Konstantstromquelle, welche den Widerstandsmeßwertgeber
speist, wenn die Konstantstromquelle während der Meßperioden an den Widerstandsmeßwertgeber und
während der Meßpausen an einen Widerstand geschaltet ist, wobei der Spannungsabfall, den der Strom
der Konstantstromquelle an dem Widerstand erzeugt, als Kompensationsspannung dient.
An Hand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen
1S näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und
F i g. 2 das Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels.
In F i g. 1 ist mit V ein Verstärker bezeichnet, dessen invertierender Eingang über einen Kondensator
C und einen Schalter SI an eine Meßgleichspannung LJE anschließbar ist. Sein nichtinvertierender
Eingang kann über einen zweiten Schalter SII an einen zweiten Pol der Eingangsspannungsquelle mit der
Spannung UE', die auch eine Gegenkopplungsspannung sein kann, angeschlossen werden. In Zeiten, in
denen die Spannungen UE und UF' nicht gemessen
werden, sind die Schalter SI und SII in die in Fig. 1 gezeichnete Stellung gebracht. Solche Pausen treten
z. B. in Meßwerterfassungseinrichtungen auf, in denen zyklisch mehrere Meßstellen abgefragt werden. Der
Schalter SI verbindet dann den Kondensator C mit einer eine Kompensatiönsspannung UK liefernden
Konstantspannungsquelle. Der nicht in vertierende Eingang ist über den Schalter SII an Masse gelegt.
Während der Meßpausen wird ferner der Ausgang des Verstärkers V über einen Schalter SIII mit dem invertierenden
Eingang verbunden, wodurch der Verstärker V zu 100 % gegengekoppelt ist. Nachdem die
Schalter SI, SII und SIII in die eingezeichnete Stellung gebracht sind, wird der Kondensator C auf die
Höhe der Kompensationsspannung V11 aufgeladen. Nach Beendigung des Ladevorganges ist die Spannung
am Ausgang des Verstärkers V Null, sofern der Verstärker abgeglichen und driftfrei ist. Ist der Eingangsstrom des Verstärkers vernachlässigbar klein, so fließt
dann über den Schalter SIII kein Strom mehr, so daß sich der Gegenkopplungskreis durch öffnen des
Schalters SIII auftrennen läßt, ohne daß sich am Zustand des Verstärkers V etwas ändert. Mit Beginn der
nächsten Meßperiode werden die Schalter SI und SII umgelegt und die Meßspannung an den Eingang des
Verstärkers geschaltet. Vor dem Umschalten der Schalter SI, SII muß der Schalter SIII geöffnet sein.
Beträgt die Leerlauf verstärkung des Verstärkers V vo, so erreichnet sich die Ausgangsspannung U4 des gegengekoppelten
Verstärkers zu:
Der Verstärkungsgrad ν kann mit Hilfe einer geeigneten Gegenkopplung eingestellt und stabilisiert
sein. Die Kompensationsspannung wählt man gleich dem Betrag, um den die Meßspannung verändert werden
soll.
Mit der Anordnung nach F i g. 1 wird nicht nur eine Nullpunktsverschiebung der Meßspannung vorgenommen,
sondern es wird gleichzeitig eine autorna-
tische Driftkompensation des Verstärkers V erreicht. Ist nämlich die Ausgangsspannung des Verstärkers V
bei der Eingangsspannung Null nicht gleich Null, so wird in den Meßpausen der Kondensator C über den
Schalter SIII auf die Ausgangsspannung des Verstärkers aufgeladen, so daß nach öffnen des Schalters SUI
und Schließen der Gegenkopplungsschleife die durch Drift verursachte Ausgangsspannung des Verstärkers
V um etwa die Leerlaufverstärkung vo kleiner wird. Voraussetzung für eine solche Driftkoinpensation
sowie für eine konstante Nullpunktsverschiebung der Meßspannung ist^ daß die Ladung des Kondensators
C beim Umschalten von der Meßpause auf die Meßperioden konstant bleibt, daß während der Meßperiode
der Verstärker nur eine geringe Drift hat und daß die aus Eingangswiderstand des Verstärkers und
dem Kondensator C gebildete Zeitkonstante so groß ist, daß sich die Aufladung des Kondensators C während
der Meßperiode praktisch nicht ändert.
In Fig. 2 wird die Meßspannung UE durch den Spannungsabfall gebildet, den der Ausgangsstrom eines
Stromgenerators IG an einem Widerstandsthermometer Th erzeugt. Dieses ist über Schalter
MsI... MS4, die Bestandteil eines Meßstellenwählers MW sind, an Sammelleitungen SM angeschlossen.
Die Sammelleitungen SM können über weitere nicht bezeichnete Schaltergruppen mit anderen Meßwertgebern
verbunden werden. Zwei der Sammelleitungen werden von dem Stromgenerator IG gespeist,
von denen der Strom über die Schalter MSl und MS4 zum Widerstandsthermometer Th fließt. Diesem ist
die Ausgangsspannung des Verstärkers V im Verhältnis der Widerstände Rl und R2 als Gegenkopplungsspannung
über den Schalter MS3 zugeführt. Über den Schalter MS2 gelangt die Differenz zwischen
Gegenkopplungsspannung und Meßspannung auf die Sammelleitung und von dort über den Schalter
SI zum Kondensator C und dem Verstärker V.
In den Meßpausen, in denen z. B. andere Meßwertgeber angewählt werden können, sind die Schalter des
Meßstellenwählers MW geöffnet, die Schalter SV und
1S SIV sind umgelegt, so daß nunmehr der Strom aus dem Generator IG durch den Widerstand A3 fließt
und dort eine Spannung erzeugt, die über den ebenfalls während der Meßpausen umgeschalteten Schalter
SI in der an Hand der Fig. 1 beschriebenen Weise den Kondensator C auflädt. Es wird also in den Meßpausen
die Stromquelle, die am Widerstandsthermometer Th eine Meßspannung erzeugt, vor der Messung
zum Erzeugen einer Kompensationsspannung verwendet, so daß Langzeitänderungen der Konstant-
a5 stromquelle für die Unterdrückung der Nullpunktspannung des Widerstandsthermometers ohne Bedeutung
sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Schaltungsanordnung zur Nullpunktsverschiebung von einem Verstärker zugeführten
Meßgleichspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Ausgang des Verstärkers
( V) mit dem invertierenden Eingang verbindender, während Meßpausen geschlossener Schalter
(SIII) und weitere Schalter (SI, SII) vorgesehen sind, welche in den Meßpausen den Eingang des
Verstärkers ( V) über einen diesem vorgeschalteten Kondensator (C) an eine Kompensationsspannungsquelle
(UK) und während der Meßperioden an die Meßspannung schalten.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines von einer
Konstantstromquelle (/G) gespeisten Widerstandsmeßwertgebers (Th) als Meßspannungsquelle
die Konstantstromquelle während der Meßperioden an den Widerstandsmeßwertgeber (Th) und während der Meßpausen an einen Widerstand
(/?3) geschaltet ist, und daß der Spannungsabfall, den der Strom der Konstantstromquelle
an dem Widerstand (R3) erzeugt, als Kompensationsspannung dient.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2203306 | 1972-01-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722203306D Expired DE2203306C2 (de) | 1972-01-25 | 1972-01-25 | Schaltungsanordnung zur Nullpunktsverschiebung von Meßspannungen |
Country Status (3)
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---|---|
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Families Citing this family (3)
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DE3216020C1 (de) * | 1982-04-29 | 1983-10-06 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Herstellung der Schaltverbindungen von mehreren Spannungs- oder Stromquellen mit sperrstrombehafteten Schaltern zu einer gemeinsamen Messeinrichtung |
DE3324954A1 (de) * | 1983-07-11 | 1985-01-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zur ausgabe von analogsignalen |
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-
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Also Published As
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DE2203306B1 (de) | 1973-08-23 |
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