DE2233765C3

DE2233765C3 - Einrichtung zur Leuchtband-Meßwertanzeige

Info

Publication number: DE2233765C3
Application number: DE19722233765
Authority: DE
Inventors: Peter J. Dipl.-El.-Ing. Wettingen Wild
Original assignee: Metrawatt GmbH
Current assignee: Metrawatt GmbH
Priority date: 1972-07-08
Filing date: 1972-07-08
Publication date: 1981-03-26
Also published as: DE2233765B2; DE2233765A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Anzeige einer Meßspannung in Form eines Leuchtbandes, dessen Länge der Meßspannung proportional ist und das aus zahlreichen aneinandergereihten Leuchtsegmenten besteht, die über zugehörige Schalter mit einer Erregerspannung verbunden sind, wobei jeder dieser Schalter als Komparator wirkt, der eine dem jeweiligen Leuchtsegment zugeordnete, von einem Referenzspannungsteiler abgegriffene Referenzspannung mit der Meßspannung vergleicht und das Leuchtsegment an eine Erregerspannung legt, wenn die Meßspannung größer als die Referenzspannung ist. nach Patent 21 41 36!.

Die Unteransprüche des Hauptpatents kennzeichnen eine Steuerschaltung für eine Leuchtband-Meßwertanteige, die nach Art einer Kompensationsschaltung aufgebaut ist. Das Prinzip dieser Schaltung ist noch einmal in Fig. 1 verdeutlicht. Die Hilfsspannung Uh erzeugt an einem Referenzspannungsteiler R₁ bis R_n Referenzspannungen, die bezüglich Nullpotential gleiche Polarität wie die Meßspannung U_n, aufweisen und mit dieser dureh Komparatoren Vi bis V_n verglichen werden.

Wie bereits im Hauptpatent beschrieben, ist es zwar durchaus möglich, einfache Schalttransistoren als Komparatoren zu verwenden, doch muß dann als Nachteil in Kauf genommen werden, daß der Aktivierungsstrom der Leuchtsegmente über den Spannungs-

411 teiler geleitet wird. Der hierdurch verursachte Spannungsabfall kann einmal zu einer Meßwertveifälschung führen und außerdem erhalten die Leuchtsegmente unterschiedlich hohe Versorgungsspannungen, so daß

*ί ihre Leuchtstärke entsprechend ungleichmäßig wird.

Aufgabe der F^r'indung ist es, eine Alternativlösung zur Kompensationsschaltung des Hauptpatents zu finden, mit der es gelingt, die geschilderten Nachteile zu überwinden. Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer

w Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Schaltung nach Art einer Brückenschaltung aufgebaut ist. bei der zwei nebeneinanderliegende Brückenzweige durch die Widerstände des Referenzspannungsteilers gebildet sind und in den beiden

■>■> anderen Brückenzweigen die Meßspannungsquelle und eine Hilfspannungsquelle liegen und die als Komparator wirkenden Schalter jeweils mit einem Eingang zwischen den Widerständen und mit dem anderen Eingang zwischen den Spannungsquellen liegen.

6f. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Fortbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fi g. 1 eine entsprechend dem Hauptpatent nach Art einer Kompensationsschaltung aufgebaute Steuerschaltung für eine Leuchtbandanzeige,

F i g. 2 bis 4 verschiedene Variationen einer nach Art

einer Brückenschaltung aufgebauten Steuerschaltung für eine Leuchtfcrandainzeige,

F i g. 5 die Schaltung eines Leuchtbandes, bei dem nur ein Leuchtsegment aktiviert werden soll.

Fig.2 zeigt eine Brückenschaltung, deren Zweige durch eine Meßspannungsquelle U_1n eine Hilfsspannungsquelle Uh und einen Re'erenzspannungsteiler mit den Widerständen R\ bis R_n gebildet sind. Als Komparatoren wirkende Differenzverstärker Vi bis Vj liegen so in der Brückendiagonale, daß sie alle mit einem Eingang zwischen der MeBspannungsqeulle U_n, und der Hilfsspannungsquelle Ui, angeschlossen sind und mit dem anderen Eingang se an den Referenzspannungsteiler gelegt sind, daß für sie unterschiedlich hohe Schwellen der Meßspannung wirksam sind. Da die beiden Spannungsquellen U_m U_n in Reihe geschaltet sind und mit dem Referenzspap.nungsteiler R\ bis R_n einen geschlossenen Stromkreis bilden, ändert sich bei konstanter Hilfsspannung der Strom nur, wenn sich die Meßspannung ändert. Die Differenzverstärker Vi bis V_n vergleichen nun den Spannungsabfall an den Widerständen R; bis R_n des Referenzspannungsteüers mit der Meßspannung. Ist der an R\ hervorgerufene Spannungsabfall größer als die Meßspannung U_n* so bleibt das Ausgangssignal des nur mit positiven Signalen aussteuerbaren Differenzverstärkers auf Null. Ist die Meßspannung jedoch größer als der Spannungsabfall an Ru so leitet der Differenzverstärker V₁ einen Strom aus seiner eigenen nicht näher dargestellten Versorgungsspannungsquelle über das zugehörige Leuchtsegment Ri und aktiviert dieses. Ist die Meßspannung U_m größer als der Spannungsabfall an R\ und /??, so wird auch das Leuchtsegment Li aktiviert usw.

Der besondere Vorteil der Schaltung wird erst durch F i g. 3 deutlich, bei der die Differenzverstärker durch einfache Transistoren ersetzt sind. Da es bei dieser Schaltung möglich ist, die Emitter aller Transistoren auf Nullpotential zu legen, kann der von der Versorgungsspannung U, erzeugte Aktivierungsstrom über die Emitter direkt auf Nullpotential zurückfließen. Es liegen also alle I euchtsegmente an einer gleich großen Versorgungsspannung.

Die Basis-Widerstände K dienen der spannungsmäßigen Entkopplung der Transistorschalter Ti bis 7V Damit jeder der als Komparator wirkenden Schalter bei einem gewünschten Meßspannungswert schaltet, ist es möglich, entweder wie in F i g. 3 das SpannungaieilerverhäK-nis entsprechend auszulegen und die Hilfsspannung konstant zu halten oder wie in F i g. 4 das Spannungsteilerverhältnis konstant zu halten und die Hilfsspannung anzupassen. In Fig.4 ist jedem Schalttransistor eine andere Hilfsspannung zugeordnet, die allerdings nicht durch verschiedene Hilfsspannungsquellen sondem mit Hilfe einer gemeinsamen Hilfsspannungsquelle U_n und einem Spannungsteiler Xi bis X_n erzeugt wird.

Dadurch ist es erforderlich, jedem Schalttransistor einen eigenen Referenzspannungsteiler Xu Xi zuzuordnen, dessen Widerstände gleich groß sein können. Damit der Strom durch den Referenzspannungsteiler Xu X2 nicht zu einer Meßwertverfälschung führt, sollte er wesentlich kleiner sein als der Strom durch den Spannungsteiler X) bis X_n.

Um die Basis-Emitter-Schwellspannung und den Temperaturgang der Transistorschaltung Ti bis T_n teilweise zu kompensieren, liegt in F^: 3.4 in Reihe zur Meßspannungsquelle U- ein als Urtde geschalteter Transistor O. an dem eine Spannung abfällt, die sich zu der Meßspannung U_n, addiert Der Spannungsabfall am Transistor D wird durch eine weitere Spannungs^uelle Uk > U.* ma, erzeugt

Nicht immer wird es erwünscht sein, den Meßwert in Form eines Leuchtbandes anzuzeigen. Um nun entsprechend bekannten Zeigermeßgeräten eine Anzeige in Form eines Leuchtzeigers zu erhalten, werden die einzelnen Leuchtsjgmente des Leuchtbandes so geschaltel, daß jeweils das Leuchtsegment eingeschaltet ist, dessen Schwellspannung durch die Meßspannung gerade erreicht ist. Zwar werden bei dieser Schaltung, die in F i g. 5 dargestellt ist, wie bisher bei einer bestimmten MeQspannung Um eine proportionale Zahl Schalttransistoren Ti bis T_n eingeschaltet, doch sorgen Kurzschlußleiiungen, die jeweils benachbarte Leuchtsegmente wechselseitig mitein?nder verbinden, dafür, daß jeweils das Leuchtsegment mit dem höchsten Schwellwert aufleuchtet, während durch Potentialruckfüh^rung die zur Aktivierung der übrigen Leuchtsegmente erforderliche Mindestspannung nicht erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Anzeige einer Meßspannung in Form eines Leuchtbandes, dessen Länge der ί Meßspannung proportional ist, und das aus zahlreichen aneinandergereihten Leuchtsegmenten besteht, die Ober zugehörige Schalter mit einer Erregerspannung verbunden sind, wobei jeder dieser Schalter als !Comparator wirkt, der eine dem ι ο jeweiligen Leuchtsegment zugeordnete, von einem Referenzspannungsteiler abgegriffene Referenzspannung mit der Meßspannung vergleicht und das Leuchtsegment an eine Erregerspannung legt, wenn die Meßspannung größer als die Referenzspannung '■> ist, nach Patent 2141361, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung nach Art einer Brückenschaltung aufgebaut ist, bei der zwei nebeneinanderliegende Brückenzweige durch die Widerstände des Referenzspannungsteilers (R₁. R_n; -° X\, X2) gebildet sind und in den beiden anderen Brückenzweigen die Meßspannungsquelle (U-) und eine Hilfsspannungsquelle (U_n) liegen und die als Komparator wirkenden Schalter (V\ bis V_n; 7Ί bis T_n) jeweils mit einem Eingang zwischen den Widerstän- 2s den (Ri bis R_n; X\ und Xi) und mit dem anderen Eingang zwischen den Spannungsquellen (U_n, U_n) liegen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die SchweHspannungen für die «' einzelnen als Komparator wirkenden Schalter (Vi bis V_n; T\ his T_n), die mit ihrem einen Eingang zwischen den beiden Spannungsquellen (U_n* U_n) liegen, dadurch festgelegt wt.den, daß der zweite Eingang eines jeden Schalters jeweils an einem κ anderen Abgriff eines einzigen .eferenzspannungs teilers (R\ bis R_n) mit gemeinsamer Hilfsspannung ft/*) liegt

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellspannung für die einzelnen ais Komparator wirkenden Schalter, die mit ihrem einen Eingang zwischen den beiden Spaimungsquel-Ien (Um, Uh) liegen, dadurch erzeugt werden, daß der zweite Eingang eines jeden Schalters an jeweils einem eigenen Referenzspannungsteiler mit gleich großen Widerständen (X\, Xi). aber unterschiedlich hohen Hilfsspannungen liegt

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlich hohen Hilfsspannungen durch einen Spannungsteiler (Xi bis X_n) erzeugt werden, dem eine gemeinsame Hilfsspannungsquelle (Uh) parallel geschaltet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß jeder der als Komparator wirkenden Schalter ein Transistor (T. bis T-) ist, dessen Basis-Widerstand (X)atr eine und dessen Emitter der andere Eingang ist und alle Emitter auf Nullpotential zwischen der Meßspannungsquelle (U_n,) und der Hilfsspannungsquelle (Ll_n) liegen und die Kollektoren über die jeweiligen Leuchtsegmente (L\ bis L_n) mit einer Versorgungsspannung (Uv) verbunden sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß zur Meßspannungsquelle (U_n,) eine Diode bzw. ein als Diode geschalteter Transistor (D) so in Reihe liegt, daß sicji ein an der Diode durch eine zusätzliche Spannungsquelle (U*) hervorgerufener Spannungsabfall zur Meßspannung addiert.