DE2208852A1 - - Google Patents

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DE2208852A1
DE2208852A1 DE19722208852 DE2208852A DE2208852A1 DE 2208852 A1 DE2208852 A1 DE 2208852A1 DE 19722208852 DE19722208852 DE 19722208852 DE 2208852 A DE2208852 A DE 2208852A DE 2208852 A1 DE2208852 A1 DE 2208852A1
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • G01K7/20Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
    • G01K7/21Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit for modifying the output characteristic, e.g. linearising

Description

Deutsche ITT Industries GmbH R.E. TalmoGerman ITT Industries GmbH R.E. Talmo

78 Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19 2208852 Mo/kn78 Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19 2208852 Mon / Kn

18. Febr. 1972Feb. 18, 1972

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNGDEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT LIMITED LIABILITY

FREIBURG I, BR.FREIBURG I, BR.

Schaltungsanordnung .zum Erzeugen einer linear temperaturabhängigen elektrischen GrößeCircuit arrangement for generating a linear temperature-dependent electrical size

Die Priorität der Anmeldung Nr. 119 491 vom -1. März 1971 in den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.The priority of application no. 119 491 from -1. March 1971 in the United States of America is claimed.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer linear temperaturabhängigen elektrischen Größe mittels einer Widerstandsbrückenschaltung mit mindestens einem Widerstand in jedem Brückenzweig, wovon einer einen nichtlinearen, mit der Temperatur wachsenden Widerstand aufweist, und mit einem mit seinen beiden Eingangsleitungen über mindestens je einen Widerstand in die eine Brückendiagonale geschalteten Differenzverstärker .The invention relates to a circuit arrangement for generating a linear temperature-dependent electrical variable by means of a resistance bridge circuit with at least one resistor in each bridge branch, one of which has a non-linear resistance that increases with temperature, and with one with its two input lines via at least one resistor each in the one bridge diagonal connected differential amplifier .

Der spezifische Widerstand von Platin wird in großem Umfange als grundlegender Temperaturstandard benutzt. Allerdings wächst der spezifische Widerstand von Platin und anderen temperaturempfindlichen Widerstandsmaterialien nichtlinear mit der Temperatur.The resistivity of platinum is widely used as a basic temperature standard. However the resistivity of platinum and other temperature-sensitive ones grows Resistance materials non-linear with temperature.

Die Erfindung löst dieses Nichtlinearitätsproblem dadurch, daß die andere Brückendiagonale über je einen Widerstand (21, 22)The invention solves this non-linearity problem in that the other bridge diagonal has a resistor (21, 22)

~ 2 —·~ 2 - ·

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an Versorgungsspannung liegt, daß ein Mitkopplungswiderstand (74) zwischen ein mit dem Ausgang des Differenzverstärkers (57) in Verbindung stehendes Netzwerk, das eine der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers (57) proportionale Spannung erzeugt, und einen Punkt geschaltet ist, der zwischen einem der beiden Enden (23, 24) der anderen Brückendiagonale und einer der beiden Eingangsleitungen (58, 59) liegt, daß eine Gegenkopplung von einem Punkt des Netzwerkes zur negativen Eingangsleitung (59) des Differenzverstärkers führt, wobei die Gegenkopplungswirkung die Mitkopplungswirkung übersteigt, und daß der Mitkopplungswiderstand (74) derart ausgebildet ist, daß die am Ausgang des Differenzverstärkers wegen des temperaturabhängigen Widerstandes entstehende N'ichtlinearität kompensiert wird. Die Mitkopplung linearisiert dabei das Ausgangssignal bezüglich der Temperaturcharakteristik, während die Gegenkopplung eine Schwingneigung verhindert.is connected to the supply voltage that a positive feedback resistor (74) between a with the output of the differential amplifier (57) in Connected network that generates a voltage proportional to the output voltage of the differential amplifier (57), and a point is connected between one of the two ends (23, 24) of the other bridge diagonal and one of the two Input lines (58, 59) that a negative feedback from one point of the network to the negative input line (59) of the differential amplifier leads, the negative feedback effect the positive feedback effect, and that the positive feedback resistor (74) is designed such that the output of the Differential amplifier due to the temperature-dependent resistance resulting non-linearity is compensated. The positive feedback linearizes the output signal with regard to the temperature characteristics, while the negative feedback causes a tendency to oscillate prevented.

Die Erfindung wird nun anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert, die eine Ausführungsform einer Schaltungsanordnung entsprechend der Erfindung zeigt. The invention will now be explained in more detail with reference to the figure shown in the drawing, which shows an embodiment of a circuit arrangement according to the invention.

Alles, was normalerweise, jedoch nicht notwendigerweise dem Anwender mit Ausnahme der Gleichspannungsquelle 10, des Präzisionswiderstandes 11 und der Verbraucheranordnung 12 geliefert ■ wird, ist in der Figur der Zeichnung gezeigt. Die Gleichspännungs· quelle 10 kann, falls gewünscht, eine unstabilisierte Quelle sein. Der Präzisionswiderstand 11 ist vorzugsweise ein üblicher Widerstand, dessen Widerstandswert jedoch genau bekannt ist.Everything normally, but not necessarily, to the user with the exception of the DC voltage source 10, the precision resistor 11 and the consumer assembly 12 is supplied is shown in the figure of the drawing. The DC voltage source 10 can be an unstabilized source if desired. The precision resistor 11 is preferably a common one Resistance, the resistance of which is known exactly.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung läßt einen Strom durch den Präzisionswiderstand 11 über die Leitung 13 fließen, der genau direkt proportional der Temperatur ist. Als Verbraucheranordnung 12 kann jede beliebige Anordnung dienen, die eine ein genaues Maß der Temperatur darstellende Eingangsspannung benötigt. Beispielsweise kann die Verbraucheranordnung 12 aus einem in Temperaturgraden geeichten Voltmeter bestehen. AuchThe circuit arrangement according to the invention allows a current to flow through the precision resistor 11 via the line 13, the is exactly directly proportional to temperature. Any arrangement can serve as the consumer arrangement 12, the one requires an accurate measure of the input voltage representing temperature. For example, the consumer assembly 12 from a voltmeter calibrated in temperature degrees. Even

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kann die Verbraucheranordnung 12 eine vollständige Prozeßsteuerung o.a. sein, die eine direkt temperaturproportionale Steuerspannung.benötigt. Die Verbraucheranordnung 12 kann die eben beschriebenen Strukturen umfassen, dies braucht jedoch nicht unbedingt der Fall zu sein.the consumer assembly 12 can have complete process control o.a. that requires a control voltage that is directly proportional to the temperature. The consumer assembly 12 can include structures just described, but this does not necessarily have to be the case.

Die Diode 14 verbindet den positiven Pol der Gleichspannungsquelle 10 mit der Leitung 15, wo.durch die Diode 14 in einfacher Weise alle mit der Leitung 15 verbundenen Elemente davor schützt, daß die Gleichspannungsquelle 10 versehentlich mit falscher Polarität zwischen den Präzisionswiderstand 11 und die Diode geschaltet wird.The diode 14 connects the positive pole of the DC voltage source 10 with the line 15, wo.durch the diode 14 in a simple Way protects all the elements connected to the line 15 from the fact that the DC voltage source 10 accidentally with the wrong Polarity is switched between the precision resistor 11 and the diode.

Ein wichtiger Teil der Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht in der Brückenschaltung 16, die mit den Eingangslei- ■ tungen 17 und 18 über die Widerstände 21 und 22 an den Verbindungspunkten 19 und 20 angeschlossen ist. Einer der Brückeneckpunkte ist der Verbindungspunkt 23, ein weiterer ist der Verbindungspunkt 24. Die Brückenschaltung 16 enthält das Potentiometer 25, dem der Widerstand 26 parallelgeschaltet ist. Das Potentiometer 25 weist die Widerstandswicklung 27 und den Schleifer 28 auf. Der Schleifer 28 dient als dritter Brückeneckpunkt der Brückenschaltung 16, während der vierte Brückeneckpunkt vom Verbindungspunkt 29 gebildet wird.An important part of the circuit arrangement according to the invention consists in the bridge circuit 16, which is connected to the input lines lines 17 and 18 via the resistors 21 and 22 at the connection points 19 and 20 is connected. One of the corner points of the bridge is the connection point 23, another is the connection point 24. The bridge circuit 16 contains the potentiometer 25 to which the resistor 26 is connected in parallel. That Potentiometer 25 has the resistance winding 27 and the wiper 28. The grinder 28 serves as the third corner point of the bridge of the bridge circuit 16, while the fourth bridge corner point is formed by the connection point 29.

Die Widerstände 30, 31 und 32 liegen im Brückenzweig zwischen dem Verbindungspunkt 23 und der Potentiometerwicklung 27. Die Widerstände 33 und 34 liegen im Brückenzweig zwischen der Potentiometerwicklung 27 und, dem V.erbindungspunkt 24. Im dritten Brückenzweig zwischen den Verbindungspunkten 36 und 29 liegt der Widerstand 35. Die Verbindungspunkte 23 und 36 sind durch die Leitung 37 miteinander verbunden. Im vierten Brückenzweig zwischen den Verbindungspunkten 29 und 24 liegt der WiderstandThe resistors 30, 31 and 32 are in the bridge branch between the connection point 23 and the potentiometer winding 27. Die Resistors 33 and 34 are in the bridge branch between potentiometer winding 27 and V connection point 24. In the third Bridge branch between the connection points 36 and 29 is the resistor 35. The connection points 23 and 36 are through the line 37 connected to one another. The resistance is located in the fourth branch of the bridge between the connection points 29 and 24

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Alles, was in der Figur links vom Widerstand 26 angeordnet ist, stellt eine herkömmliche Schaltungsanordnung zur Strom- und Spannungsregelung der Spannung zwischen den Leitungen 27 und 18 dar. Der Widerstand 43 verbindet die Leitung 15 mit dem Emitter 40 des Transistors 39. Dessen Kollektor 42 ist mit dem Verbindungspunkt 4 4 verbunden, während zwischen ihn und die Leitung 18 die Z-Dioden 45 und 46 in Serie geschaltet sind. Die Basis 50 des Transistors 47 ist an den Verbindungspunkt 51 angeschlossen. Die Verbindungspunkte 51 und 44 sind durch die Leitung 52 miteinander verbunden. Der Kondensator 53 liegt zwischen dem Verbindungspunkt 51 und der Leitung 18.Everything that is arranged to the left of resistor 26 in the figure represents a conventional circuit arrangement for regulating the current and voltage of the voltage between the lines 27 and 18. The resistor 43 connects the line 15 to the emitter 40 of the transistor 39. Its collector 42 is connected to the Connection point 4 4 connected, while the Zener diodes 45 and 46 are connected in series between it and the line 18. The base 50 of the transistor 47 is connected to the connection point 51. The connection points 51 and 44 are through the Line 52 connected to one another. The capacitor 53 lies between the connection point 51 and the line 18.

Die Z-Diode 54 liegt zwischen der Leitung 15 und dem Verbindungspunkt 55. Die Basis 41 des Transistors 39 und der Kollektor 49 des Transistors 47 sind am Verbindungspunkt 55 angeschlossen. Der Widerstand 56 liegt zwischen dem Verbindungspunkt 55 und der Leitung 18·. Der Widerstand 56' führt vom Emitter 48 des Transistors 47 zur Leitung 18.The Zener diode 54 lies between the line 15 and the connection point 55. The base 41 of the transistor 39 and the collector 49 of the transistor 47 are connected to the connection point 55. The resistor 56 is between the connection point 55 and the line 18 ·. The resistor 56 ′ leads from the emitter 48 of the transistor 47 to the line 18.

Der Operationsverstärker 57 weist die positive Eingangsleitung und die negative Eingangsleitung 59 auf und kann aus einem herkömmlichen Differenzverstärker bestehen. Der Widerstand 60 liegt zwischen dem Schleifer 28 des Potentiometers 27 und der positiven Eingangsleitung 58 des Operationsverstärkers. Die Widerstände 61 und 62 liegen in Serie zwischen dem Verbindungspunkt der Brückenschaltung 16 und der negativen Eingangsleitung 59 des Operationsverstärkers 57. Der Widerstand 63 ist dem Widerstand 61 parallelgeschaltet. Die Widerstände 64, 65, 66 und 67 liegen in Serie zwischen dem Verbindungspunkt 68 und der Eingangsieitung 17. Die Widerstände 66 und 67 sind am Verbindungspunkt angeschlossen. Das Potentiometer 70 und der Widerstand 71 liegen in Serie zwischen dem Verbindungspunkt 69 und der negativen Eingangsleitung . 59 des Operationsverstärkers 57.The operational amplifier 57 has the positive input line and the negative input line 59 and can be made of a conventional one Differential amplifiers exist. The resistor 60 lies between the wiper 28 of the potentiometer 27 and the positive one Input line 58 of the operational amplifier. The resistors 61 and 62 are in series between the connection point the bridge circuit 16 and the negative input line 59 of the operational amplifier 57. The resistor 63 is the resistor 61 connected in parallel. The resistors 64, 65, 66 and 67 are in series between the connection point 68 and the input line 17. Resistors 66 and 67 are connected to the connection point. The potentiometer 70 and the resistor 71 are in series between junction 69 and the negative input lead. 59 of the operational amplifier 57.

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Der Kondensator 72 liegt zwischen dem Verbindungspunkt 73 und der negativen Eingangsleitung 59. Der Widerstand 74 liegt zwischen dem Verbindungspunkt 75 und dem Verbindungspunkt 36 der Brückenschaltung 16. Die Verbindungspunkte 75 und 73 sind durch die . Leitung 76 miteinander verbunden. Die Dioden 77 und 78 führen vom Ausgang des Operationsverstärkers 57 zu der herkömmlichen Darlington-Schaltung 79, die als Spannung-in-Strom-Wandler dient und aus den Transistoren 8O7 81 und 82 besteht, so daß die Basis des Transistors 80 mit der Diode 78 verbunden ist.The capacitor 72 is between the connection point 73 and the negative input line 59. The resistor 74 is between the connection point 75 and the connection point 36 of the bridge circuit 16. The connection points 75 and 73 are through the. Line 76 connected to one another. The diodes 77 and 78 lead from the output of the operational amplifier 57 to the conventional Darlington circuit 79, which serves as a voltage-to-current converter and consists of the transistors 8O 7 81 and 82, so that the base of the transistor 80 with the diode 78 is connected.

Die Leitung 15 führt zum Verbindungspunkt 92. Der Kollektor 83 des Transistors 80 liegt am Verbindungspunkt 93, der mit dem Verbindungspunkt 92 über die Leitung 94 verbunden ist. Der Kollektor 86 des Transistors 81 und der Kollektor 89 des Transistors 82 liegen ebenfalls am Verbindungspunkt 93. Die*Basis 88 des Transistors 81 und die Basis 91 des Transistors 82 sind mit dem Emitter 84 des Transistors 80 verbunden, während der Emitter 90 des Transistors 81 über den Widerstand 95 am Verbindungspunkt 68 angeschlossen ist. Der Emitter 87 des Transistors 81 liegt über den Widerstand 96 am Verbindungspunkt 68, der über die Leitung 9 am Verbindungspunkt 73 angeschlossen ist. Der Präzisionswiderstand 98 vom cleichen allgemeinen Typ wie der Präzisionswiderstand 11 liegt zwischen dem Verbindungspunkt 73 und der Leitung In gleicher Weise ist der Präzisionswiderstand 99 zwischen die Leitungen 18 ind 13 geschaltet. Die Enden des Präzisionswiderstandes 99 sind zu den Klemmen 100 der Anschlußleiste 101 geführt.The line 15 leads to the connection point 92. The collector 83 of the transistor 80 is at the connection point 93, which is with the connection point 92 is connected via line 94. The collector 86 of transistor 81 and the collector 89 of transistor 82 are also at junction 93. The * base 88 of the transistor 81 and the base 91 of the transistor 82 are connected to the emitter 84 of the transistor 80, while the emitter 90 of the Transistor 81 is connected to junction 68 via resistor 95. The emitter 87 of the transistor 81 is overlaid the resistor 96 at connection point 68, which is connected via line 9 to connection point 73. The precision resistor 98 of the same general type as precision resistor 11 is located between junction 73 and the lead In the same way, the precision resistor 99 is connected between the lines 18 and 13. The ends of the precision resistor 99 are led to the terminals 100 of the connection strip 101.

Der Widerstand 33 besteht vorzugsweise aus Platindraht..Der Ausgang der Widerstandsbrückenschaltung ist dann von,sich aus etwas nichtlinear. Zusätzlich weist sie eine solche Widerstandstemperaturcharakteristik auf, daß sich ihr Widerstand nicht über einen weiten Temperaturbereich, beispielsweise von -17 C bis +53O0C, linear mit der Temperatur ändert, selbst wenn ein Platin-The resistor 33 is preferably made of platinum wire. The output of the resistor bridge circuit is then somewhat non-linear. In addition, it has such a resistance temperature characteristic that its resistance does not change linearly with temperature over a wide temperature range, for example from -17 C to + 53O 0 C, even if a platinum

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draht so hergestellt werden kann, daß eine reproduzierbare Widerstandstemperaturkurve von einem Widerstand zum anderen erreicht wird. Wird daher der Widerstand 33 allein als temperaturempfindlicher Widerstand benutzt, um eine der Temperatur direkt proportionale Ausgangsspannung am Operationsverstärker zu erhalten, so ist das nicht ausreichend.wire can be made so that a reproducible resistance temperature curve from one resistor to another is achieved. Therefore, the resistor 33 alone is considered to be more sensitive to temperature Resistor used to generate an output voltage directly proportional to the temperature at the operational amplifier it is not enough.

Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird hingegen das auf der Verwendung eines temperaturempfindlichen Platinwiderstandes beruhende Nichtlinearitätsproblem dadurch gelöst, daß der Widerstand 74 mit dem oberen Ende der Brückenschaltung am Verbindungspunkt 36 angeschlossen ist. Am Widerstand 98 fällt eine Spannung ab, die direkt proportional der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 57 ist. Jedoch ist nicht zu erwarten, daß das Zwischenschalten des Widerstands 74 dem Erreichen der gewünschten Linearität dient, weil ein Ansteigen der Spannung am Schleifer 28 auch vom Ansteigen der Spannung am Verbindungspunkt 29 begleitet ist, was somit als aufhebender Effekt erscheint, Nach der Erfindung ist dies jedoch nicht so. Es sei nämlich darauf hingewiesen, daß die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 57 direkt proportional der Differenz der beiden Eingangsspannungen an den Eingangsleitungen 58 und 59 ist.In the circuit arrangement according to the invention, however, that on the use of a temperature-sensitive platinum resistor based non-linearity problem solved in that the resistor 74 with the upper end of the bridge circuit is connected to connection point 36. A voltage drops across resistor 98 which is directly proportional to the output voltage of the operational amplifier 57 is. However, it is not to be expected that the interposition of the resistor 74 will preclude the achievement of the the desired linearity is used because an increase in the voltage at the wiper 28 is also accompanied by the increase in the voltage at the connection point 29, which thus appears to be a canceling effect, According to the invention, however, this is not the case. It should be noted that the output voltage of the operational amplifier 57 is directly proportional to the difference between the two input voltages on the input lines 58 and 59.

In Übereinstimmung hiermit sei darauf verwiesen, daß die Widerstände 21 und 22 eine zweifache Funktion erfüllen. Zum einen begrenzen sie die zum Betrieb der Brückenschaltung 16 nötige Leistung, und zum anderen stellt der Widerstand 21 die zum Wirksamwerden des Widerstandes 24 nötige Verbindung her. Wenn nämlich der Widerstand 74 direkt mit der Leitung 17 verbunden wäre, wäre er wirkungslos, da die Spannung der Leitung 17 eine geregelte Spannung ist.In accordance with this, it should be noted that the resistors 21 and 22 fulfill a dual function. On the one hand, they limit what is necessary to operate the bridge circuit 16 Power, and on the other hand the resistor 21 produces the connection necessary for the resistor 24 to become effective. if namely the resistor 74 were directly connected to the line 17, it would be ineffective, since the voltage of the line 17 a regulated voltage.

Die Widerstände 64, 65, 66 und 67 haben ebenfalls eine doppelte Funktion. Einerseits gewährleisten sie, d:3 am VerbinuungspunktThe resistors 64, 65, 66 and 67 also have double Function. On the one hand, they guarantee, d: 3 at the connection point

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(''■ · "ünschter Ausgangsspannung null des Operationsverstärkeio dasselbe Potential liegt wie an dessen Eingangsleitung 59. Andererseits stellen die Widerstände 64, 65, 6 6 und 71 sowie das Potentiometer 70 eine Gegenkopplung des Operationsverstärkers dar.('' ■ · "Desired output voltage zero of the operational amplifier is the same potential as on its input line 59. On the other hand, the resistors 64, 65, 6 6 and 71 and the potentiometer 70 represents a negative feedback of the operational amplifier.

Der Kondensator 72 macht den Operationsverstärker 57 unempfindlich gegen Rauschen. *The capacitor 72 makes the operational amplifier 57 insensitive against noise. *

Vorzugsweise sind die Widerstandswerte der Widerstände 21 und groß im Vergleich zum Gesamtwiderstandswert der beiden Brückenzweige zwischen den Verbindungspunkten 23 und 24 auf jeder Seite des Schleifers 28. Einer der,beiden Widerstände 31 und 34 kann ein herkömmlicher Widerstand sein, während der andere dieser beiden Widerstände ein temperaturempfindlicher Widerstand zur Temperaturkompensation der Elektronik sein kann. Der temperaturempfindliche Widerstand kann anders als der Widerstand 33 erforderlichenfalls in irgendeinem der Brückenzweige angeordnet werden.The resistance values of the resistors 21 and 21 are preferably large compared to the total resistance value of the two bridge branches between the connection points 23 and 24 on each side of the wiper 28. Either of the two resistors 31 and 34 can be a conventional resistor while the other of these two Resistors a temperature-sensitive resistor for temperature compensation electronics can be. The temperature sensitive resistor can be other than the resistor 33 if necessary be placed in any of the bridge branches.

Da es schwierig ist, ein Potentiometer mit temperaturunabhängigem Widerstand zu erhalten, ist der Potentiometerwicklung 27 der Widerstand 26 parallelgeschaltet, wobei das Potentiometer der Nulleinstellung der Schaltungsanordnung dient. Obwohl der Widerstand 33 aus Platin bestehen kann, weil das Metall Platin vom amerikanischen National Bureau of Standards zur Bestimmung einer Standardtemperatur benutzt wird, kann der Widerstand 33 auch aus irgendeinem anderen Material bestehen.Since it is difficult to get a potentiometer with temperature independent resistance, the potentiometer winding 27 is the resistor 26 is connected in parallel, the potentiometer being used to set the zero of the circuit arrangement. Although the Resistor 33 can consist of platinum because the metal is platinum for determination by the American National Bureau of Standards a standard temperature is used, the resistor 33 can be made of any other material.

Die Widerstände 60, 61, 62 und 63 dienen zum Abgleich des Eingangs des Operationsverstärkers 67. Der Widerstand 62 dient zur Festlegung des Abgleichbereichs, während die Widerstände 61 und 6 3 der Temperaturkorrektur des Bereichs im Hinblick auf die Elektronik ohne den Widerstand 3 3 dienen.The resistors 60, 61, 62 and 63 are used to adjust the input of the operational amplifier 67. The resistor 62 is used to define the adjustment range, while the resistors 61 and 6 3 serve to correct the temperature of the area with regard to the electronics without the resistor 3 3.

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Die Widerstände 95 und 9 6 sorgen für gleiche Ströme in den Transistoren 82 und 81. Zur Eichung kann an die Klemmen 100 der Anschlußleiste 101 ein Voltmeter angeschlossen werden. Die Widerstände 30 und 32 können, falls gewünscht, übliche Widerstände sein, wie dies auch für alle anderen in der Figur gezeigten Widerstände zutrifft, falls oben hierzu nichts anderes ausgeführt wurde. Auch für alle anderen Schaltungselemente gilt dies.The resistors 95 and 96 ensure equal currents in the transistors 82 and 81. A voltmeter can be connected to terminals 100 of connection strip 101 for calibration. The resistances If desired, 30 and 32 can be conventional resistors, as is also the case for all others shown in the figure Resistances apply unless otherwise stated above. This also applies to all other circuit elements.

Für die einzelnen Schaltungselemente der Figur können folgende Einzelwerte gewählt werden:The following individual values can be selected for the individual circuit elements in the figure:

Widerstand 21Resistance 21

Widerstand 22 Widerstand 98Resistor 22 Resistor 98

4,4 2 kfl (100 Λ -Probe)4.4 2 kfl (100 Λ sample)

3,01 kn (1000 /1-Probe)3.01 kn (1000/1 sample)

4,42 kü (100 Ω -Probe)4.42 kü (100 Ω sample)

3,01 ka ClOOO Π -Probe)3.01 ka ClOOO Π sample)

3535 + 1 %+ 1% ΩΩ Widerstandresistance 3838 7,5 k7.5 k ΩΩ Widerstandresistance 4343 7,5 k7.5 k kaka Widerstandresistance 5353 1,691.69 Kondensatorcapacitor 5656 22 nF22 nF , 1/4 W, 1/4 W. Widerstandresistance 56'56 ' 1 ΜΩ
+ 5 %
1 ΜΩ
+ 5%
a
, 1/4 W
a
, 1/4 W.
Widerstandresistance 6060 130 k
+ 5 %
130 k
+ 5%
η
, 1/4 W
η
, 1/4 W.
Widerstandresistance 6666 3,6 k
+ 5 %
3.6 k
+ 5%
kQkQ
Widerstandresistance 6767 41,241.2 kaka Widerstandresistance 7474 57,657.6 kfikfi Widerstandresistance 16,216.2

400 a , 0,5 W (bei 4-20 mA400 a, 0.5 W (at 4-20 mA

Ausgangsstrom)Output current)

16Oi^ , 0,1 W (bei 10-50 mA Ausgangsstrom)16Oi ^, 0.1 W (at 10-50 mA Output current)

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R.E. Talmo 6RE. Talmo 6

Widerstand 99 drahtgewickelt (IO + 0,05)Π , 30 ppm ' Kondensator 72 0,5 ,uFResistor 99 wire-wound (IO + 0.05) Π , 30 ppm 'capacitor 72 0.5, uF

Es sei angemerkt, daß ein der Linearisierung dienendes Ansteigen des Potentials an der Eingangsleitung 58 des Operationsverstärkers 57 erreicht werden kann, wenn das nach der Figur linke Ende des Widerstands 74 entweder am Verbindungspunkt 36 oder an irgendeinem Punkt angeschlossen ist, der in der vom Verbindungspunkt 36 über die Leitung 37, den Verbindungspunkt 23, die Widerstände 30', 31 und 32, das Potentiometer 25 und den Widerstand 60 führenden Serienschaltung liegt. Beispielsweise kann das linke Ende des Widerstands 74 mit dem Potentiometerschleifer 28 oder mit der Eingangsleitung 58 selbst verbunden werden.It should be noted that an increase in the potential at the input line 58 of the operational amplifier for the purpose of linearization 57 can be achieved if the left end of the resistor 74 in the figure either at the connection point 36 or at any Point is connected, which is in the from the connection point 36 via the line 37, the connection point 23, the resistors 30 ', 31 and 32, the potentiometer 25 and the resistor 60 leading series connection. For example, the left end of the Resistor 74 can be connected to the potentiometer wiper 28 or to the input line 58 itself.

Die temperaturbezogene Widerstandsänderung eines Platinwiderstandes fällt als Funktion der Temperatur. Andererseits steigt die Widerstandsänderung anderer Widerstände, wie z.B. von Nickel-Eisen-Legierungen, mit der Temperatur. Demzufolge ergibt sich, wenn der Widerstand 33 aus einer solchen Legierung besteht, eine entgegengesetzte Linearitätskorrektur für den Fall daß der Widerstand 74 nicht am Verbindungspunkt 36, sondern am Verbindungspunkt 24 oder einem anderen Punkt angeschlossen wird, der im SchaltungszweJ.g zwischen Verbindungspunkt 24 und Verstärkereingang 59 über den Verbindungspunkt 29 liegt. In diesem Fall erfüllt der Widerstand 22 die gleiche doppelte Funktion wie oben für den Widerstand 21 angegeben.The temperature-related change in resistance of a platinum resistor falls as a function of temperature. On the other hand, the change in resistance of other resistances, such as nickel-iron alloys, increases. with temperature. Accordingly, when the resistor 33 is made of such an alloy, there results a opposite linearity correction in the event that the resistor 74 is not connected to the connection point 36, but to the connection point 24 or another point which is in the Circuit branch between connection point 24 and amplifier input 59 lies above the connection point 29. In this case, the resistor 22 performs the same double function as above given for resistor 21.

5 Patentansprüche5 claims

1 Blatt Zeichnung mit einer Figur1 sheet of drawing with a figure

209837/0847209837/0847

- ίο -- ίο -

Claims (1)

R.E. Talmo 6RE. Talmo 6 PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer linear temperaturabhängigen elektrischen Größe mittels einer Widerstandsbrückenschaltung mit mindestens einem Widerstand in jedem Brückenzweig, wovon einer einen nichtlinearen, mit der Temperatur wachsenden Widerstand aufweist, und mit einem mit seinen beiden Eingangsleitungen über mindestens je einen Widerstand in die eine Brückendiagonale geschalteten Differenzverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Brückendiagonale über je einen Widerstand (21, 22) an Versorgungsspannung liegt, daß ein Mitkopplungswiderstand (74) zwischen ein mit dem Ausgang des Differenzverstärkers (57) in Verbindung stehendes Netzwerk, das eine der Ausgangsspan-· nung des Differenzverstärkers (57) proportionale Spannung erzeugt, und einen Punkt geschaltet ist, der zwischen einem der beiden Enden (23, 24) der anderen Brückendiagonale und einer der beiden Eingangsleitungen (58, 59) liegt, daß eine Gegenkopplung von einem Punkt des Netzwerkes zur negativen Eingangsleitung (59) des Differenzverstärkers führt, wobei die Gegenkopplungswirküng die Mitkopplungswirkung übersteigt, und daß der Mitkopplungswiderstand (74) derart ausgebildet ist, daß die am Ausgang des Differenzverstärkers wegen des temperaturabhängigen Widerstandes entstehende Nichtlinearität kompensiert wird.Circuit arrangement for generating a linear temperature-dependent electrical quantity by means of a resistor bridge circuit with at least one resistor in each Bridge branch, one of which has a non-linear resistance that increases with temperature, and one with its two input lines via at least one resistor each in the one bridge diagonal connected differential amplifier, characterized in that the other bridge diagonal is connected to the supply voltage via a resistor (21, 22) lies that a positive feedback resistor (74) between a with the output of the differential amplifier (57) connected network which has a voltage proportional to the output voltage of the differential amplifier (57) generated, and a point is connected between one of the two ends (23, 24) of the other bridge diagonal and one of the two input lines (58, 59) is that a negative feedback from one point of the network to the negative The input line (59) of the differential amplifier leads, the negative feedback effect exceeding the positive feedback effect, and that the positive feedback resistor (74) is designed such that the output of the differential amplifier because of the temperature-dependent resistance resulting non-linearity is compensated. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden der anderen Brückendiagonale vorgeschalteten Widerstände (21, 22) den gleichen Wert aufweisen und daß dieser Wert groß ist im Vergleich zur Summe der Widerstände der einen vom einen Widerstand (21) über den zur positiven Eingangsleitung (58) gehörenden Diagonalpunkt zum anderen Widerstand (22) führenden Brückenhälfte.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the two are connected upstream of the other bridge diagonal Resistors (21, 22) have the same value and that this value is large compared to the sum of the resistances of the one from one resistor (21) via the diagonal point belonging to the positive input line (58) to the other resistor (22) leading half of the bridge. 209837/0847209837/0847 - li -- li - R.E. Talmo 6RE. Talmo 6 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der anderen, Brückenhälfte groß im Vergleich zu dem der einen Brückenhälfte ist.3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the resistance of the other half of the bridge is great compared to that of one half of the bridge. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände der beiden Brückenzweige der anderen Brückenhälfte einander gleich sind.4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resistors of the two bridge branches the other half of the bridge are equal to each other. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtlineare mit der Temperatur wachsende Widerstand (33) im zwischen dem zur positiven Eingangsleitung (58) gehörenden Diagonalpunkt und dem anderen Widerstand (22) liegenden Brückenzweig angeordnet ist.5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the non-linear resistance (33) increasing with temperature is between that to the positive input line (58) belonging diagonal point and the other resistor (22) lying bridge branch is arranged. 209837/0847209837/0847 Lee rseiteLee r side
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