DE2237210A1

DE2237210A1 - Temperaturueberwachungsschaltung

Info

Publication number: DE2237210A1
Application number: DE2237210A
Authority: DE
Inventors: Gary F Oman
Original assignee: Johnson Service Co
Current assignee: Johnson Service Co
Priority date: 1971-08-03
Filing date: 1972-07-28
Publication date: 1973-02-15
Also published as: FR2148190B1; IT961488B; GB1390837A; AU466552B2; CA962086A; FR2148190A1; US3750155A; ZA724040B; AU4353572A; JPS4825574A

Description

Milwaukee, Wisconsin, .53201 , Y.St.A.

Temperaturüberwachungssehaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturüberwachungsschaltung mit einem Widerstand3temperaturfühler und insbesondere auf eine Temperaturüberwachungsschaltung, bei der in eine Rückkopplungsschleife eines RechenVerstärkers ein !temperaturabhängiges Element zur Überwachung von Temperaturen über einen großen Bereich eingefügt ist.

Das automatische Fernmessen von Temperaturen mit Widerstandsfühlern wird gewöhnlich unter Verwendung passiver Brückenschaltungen ausgeführt, damit eine Linearisierung der nicht linearen Eigenschaften des verwendeten Widerstandsfühlers erreicht wird. Ein gegebener Temperaturfühler einer solchen Brückenschaltung kann zwar für Temperaturänderungen in einem großen Bereich empfindlich sein, doch begrenzen andere Schaltungselemente, die in der Brückenschaltung enthalten sind, den Bereich, in dem diese ein lineares Ausgangs signal abgibt. Somit müssen verschiedene Schaltungen zur Überwachung von Temperaturen über einen großen Bereich vorgesehen werden. Überdies ist der'Ausgangswert von Brückenschaltungen niedrig, so

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daß Temperaturüberwachungsschaltungen, in denen Brücken-Bchaltungen verwendet werden, durch einen geringen Rauachabstand gekennzeichnet sind.

Es sind bereits andere Temperaturüberwachungsschaltungen mit aktiven Schaltungselementen bekannt, die eine Temperaturmessung ausführen, jedoch die Nichtlinearität der Widerstandskennlinie des Fühlers nicht kompensieren. Diese Schaltungen können Temperaturen im wesentlichen über den ganzen dynamischen Bereich eines gegebenen Fühlers messen. Eine derartige Tempera tür fühlschaltu ng, die in NASA TECH Brief 70-10303 vom Dezember 1970 beschrieben ist, enthält einen Rechenverstärker, bei dem ein Widerstandsthermometerelement in eine Rückkppplungsschleife eingefügt ist. Die Djfieren zeingänge eines zweiten Rechenverstärkers sind an das Widerstandsthermometer el em ent angeschlossen, wobei der zweite Rechenverstärker eine Ausgangs spannung liefert, die der von Temperaturänderungen verursachten Spannungsänderung des Temperatur fühle? s proportional ist.

In dieser Anordnung hängt die von der Schaltung gelieferte Ausgangsspannung vom Differenzeingangssignal des zweiten Verstärkers ab, so daß die Schaltung zur Erzielung eines richtigen Betriebsverhaltens symmetrisch abgeglichen werden muß. Außerdem werden zwei Rechenverstärker benötigt, die zur Kompliziertheit der Schaltung und zur Erhöhung der Kosten beitragen. Auch bripgt der zweite Verstärker Fehler wie eine Drift mit Änderungen der Umgebungstemperatur und Verstärkungsschwankungen mit sich, die die Genauigkeit der Temperaturmeßachaltung beeinflussen.

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ORIGINAL INSPECTED

Mit Hilfe der Erfindung wird eine aktive Weitbereichstempera turüberwachungs schaltung geschaffen, die mit irgendeinem Widerstandstemperaturfühler zur Erzielung eines Ausgangssignals verwendet werden kann, das dervon der Schaltung gemessenen Temperatur entspricht. Die Linearisierung des Ausgangssignals zur Kompensierung der nichtlinearen Widerstandskennlinie des Fühlers wird in einer eigenen Linearisierungsschaltung bewirkt? somit ist die nach der Erfindung ausgebildete Temperaturüberwachungsschaltung im gesamten W id erstände be reich eines gegebenen Temperaturfühlers betriebsfähig. . : .-

Die Temperaturüberwachungsschaltung benötigt nur einen Rechenverstärker zur Erzeugung eines Ausgangssignals, dasder von der Schaltung gemessenen Temperatur entspricht. Fehler, die als Folge der Drift mit Änderungen der Umgebungstemperatur und als Folge von Verstärkungsschwankungen auftreten, werden somit auf ein Minimum verringert. Außerdem wird in der Schaltung keine Differenzabtastung zur Erzielung eines der Temperatur entsprechenden A us gangs sig na Is angewendet. Daher ist der Symmetrie abgleich in'der Schaltung für einen richtigen Betrieb der Schaltung nicht kritisch.

Überdies ermöglicht der verwendete billige Rechenverstärker eine Übertragung mit hohen Signal werten, ao daß der Rauschabstand in Bezug auf den sich bei Temperaturmeßschaltungen mit Brückenschaltuogen ergebenden Rausehabstand verbessert wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Temperaturüberwachungsschai-tung einen Rechen verstärker, bei dem in eine RückkoppIungsschleife ein Widerstandstemperaturfühler eingefügt ist, der sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Der Rechenverstärker, der nicht investierend geschaltet ist, enthält einen

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mit einer Bezugsspannungsquelle verbundenen Eingangswiderstand, dem von der Bezugsspannungsquelle eine konstante Bezugsspannung zugeführt wird, so daß durch den Widerstandstempera tür fühler ein konstanter Strom fließt «Die am Ausgang des Rechenverstärkers abgegebene Spannung ist im Verhältnis des Widerstandes des Temperaturfühlers zu dem in Serie mit der Bezugsspannungsquelle liegenden VerstärkereingangsWiderstandes proportional, so daß sie demnach von der Temperatur abhängt. Die durch die Erfindung geschaffene Temperaturüberwachungsschaltung benötigt somit nur einen Verstärker zur Erzielung einer Atisgangsspannung, die eine direkte Wiedergabe der von der Schaltung gemessenen Temperatur ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Ausgangsspannungen mehrerer Temperaturüberwachungsschaltungen an eine zentrale Datenverarbeitungseinheit übertragen, die das Ablesen der von jeder der Temperaturüberwachungsschaltungen gelieferten Ausgangs spannungen bewirkt. Die zentrale Datenverarbeitungseinheit enthält eine Linearisierungseinrichtung zur Linearisierung der Teraperatur-Widerstandskennlinien der den Temperatur^ Überwachungsschaltungen zugeordneten Temperaturfühler.

Zusätzlich zu den Temperaturüberwachungsschaltungen ist eine Bezugsschaltung vorgesehen, die die von der den Temperaturüberwachungsschaltungen Strom zuführenden Bazugsspannungsquelle gelieferte Spannung überwacht. Die Bezugs sch al tu ng liefert ein Ausgangssignal, das der tatsächlichen Amplitude der Bezugsspannung entspricht und auf die zentrale Datenverarbeitungseinheit übertragen wird. Die Linearisierungseinrichtung bildet das Verhältnis des Istwerts der Ausgangsspannung der

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Bezugsspannungsquelle zum Sollwert dieser Ausgangsspannung, und die Ausgangssignale aller Temperaturüberwachungsschaltungen, die gemeinsam an der Bezugsspannungsquelle teilhaben, werden mit dem Kehrwert dieses Verhältnisses zur Korrektur irgendwelcher Änderungen der Bezugsspannung multipliziert. Da die Bezugs spannung ständig überwacht wird und Änderungen der Bezugs spannung kompensiert werden, wird folglich keine sehr genaue Bezugs spannungsqueile mehr benötigt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 ein-Schaltbild einer erfindungsgemäßen Temperaturüberwachungsschaltung,

Pig.2 ein Diagramm, in dem der Widerstand eines in der Schaltung von Fig.4 verwendeten Widerstandstemperaturfühlers über der Temperatur aufgetragen, ist, und

Pig. 3 ein Blockschaltbild, in dem mehrere Temperaturüberwachungsschaltungen nach der Erfindung dargestellt sind, deren'Ausgänge über eine Multiplexschaltung an eine zentrale Datenverarbeitungseinheit angeschlossen sind.

Nach Fig.1 enthält die Temperaturüberwachungsschaltung einen Rechenverstärker 11, der nicht invertierend angeschlossen ist, wobei eine invertierende Eingangsklemme 2 über einen Verstärkereingangs widerstand RI an eina Klemme 13 einer Bezugsspannungsquelle Es angeschlossen ist, während eine nicht invertierende Eingangsklemme 3 mit einer gemeinsamen Klemme 14 der Bezugs-

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spannungsquelle Ea verbunden ist. Ein für diesen Zweck geeigneter Rechenverstärker ist der im Handel erhältliche Rechenverstärker LM741C, der von National Semi-Conductor Inc., Santa Clara, Kalifornien hergestellt wird. Die Bezugsspannungsquelle Es liefert für dieses Ausführungsbeispiel eine Spannung von -15 Volt.

Der Verstärkereingangs widerstand RI kann aus der Serienschaltung eines Festwiderstandes R1 mit 4,32 ΚΩ und eines veränderlichen Widerstandes R2 mit 5OOQfür Abgleichzwecke bestehen. Diese Widerstände sind im Handel von den Firmen Gexas Instruments, Inc., Dallas, Texas bzw. Beckman Instruments, Inc. , Pullerton, Kalifornien im Handel erhältlich.

Im Rechen verstärker 11 wird Energie von einer Spannungsquelle -V mit einer negativen Spannung von 15 V an einer Klemme 4 und von einer Spannungsquelle +V mit einer positiven Spannung von 15 V an einerKlemme 7 zugeführt. Ein A us grle ich potentiometer RB für den Rechenverstärker 11 ist zwischen den Verstärker klemme η 1 und 5 angeschlossen, und es enthält eine Anzapfung 12, die an die negative S pan nungs quelle -V angeschlossen ist.

Zwischen die invertierende Eingangs klemme 2 des Rechenverstärkers 11 und seine Ausgangs klemme 6 ist ein Widerstandstemperaturfühler RT eingefügt, der eine Rückkopplungsschleife für den Rechenverstärker 11 bildet. Der Widerstandstemperaturfühler RT kann beispielsweise au3 einem Nickeldrahtelement mit einem Widers tandswert von lOOOQbei 21⁰C (70° F) bestehen. Es kann sich dabei um solche Nickeldrahteleraente handeln, wie sie von der Firma Johnson Service Inc., Milwaukee, Wisconsin unter der Katalognummer TE-1810-O-U-O vertrieben werden. Der Widerstand 3 temperaturfühler RT hat eine Widerstandskennlinie, die sich mit der

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Temperatur so ändert, wie die Temperaturkennlinie' in Fig„2 angibt. Wie aus der Tempera tür kennlinie von Fig. 2 zu erkennen ist, ändert sich der Widerstand des Widerstandstemperaturfühlers RT in einem Temperatur pereioh von -73⁰O bis 26O⁰G (-100⁰P bis 50O⁰F) nicht linear mit der Temperatur. Es sei bemerkt, daß auch andere Widerstandstemperatur fühler, beispielsweise ein Thermistor, verwendet werden könnten. Die Auswahl der Bezugs spannungsquelle, die Bestimmung der erforderlichen Werte des Verstärkereingangs Widerstandes RI, der mit der Bezugsspannungsquelle Es in Serie geschaltet ist, und' der Wert der Ausgangsspannung der Bezugsspannungsquelle Es beruht jedoch auf der Wid erstandskennlinie des verwendeten Fühlers.

Wie aus Fig.1 hervorgeht ist zwischen der invertierenden. Eingangs klemme 2 des Rechenverstärkers 11 und der Ausgangsklemme 6 des Rechenverstärkers ein parallel zum Widerstandstemperaturfühler RT liegender Kondensator 0Ί eingefügt, damit die Bandbreite des Rechenverstärkers 11 herabgesetzt wird. Die / us gangs klemme 6 ist mit einer Ausgangs kletnme der Temperaturüberwachungsschaltung 10 verbunden, und eine weitere Ausgangs klemme 17 der Überwachungsschaltung ist mit dem nicht invertierenden Eingang 3 des Rechenverstärkers 11 verbunden.

Wie oben bereits angegeben worden ist, ist der Rechen verstärker 11 nicht invertierend geschaltet, und die Bezugs-αρ-annungs quelle Es führt dem Eingangs widerstand RI eine konstante Bezugs spannung zu, so daß in den Widerstandstemperaturfühler UT ein konstanter Strom.fließt. Es kann gezeigt werden, daß der Rechenverstärker 11 im Idealzustand keinen Strom von der Bezugs Spannungsquelle Es leitet, so daß der von .^P¹" Bezugs span nungs quelle Es ge- ■

lieferte Strom somit zum Widerstand steife ra tür fühler RT

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geleitet wird. Im Idealfall ergibt sich dieser Strom aus

(1) I= Es/RI

Folglich ergibt sich die an den Ausgangsklemmen 16 und der Temperaturüberwachungsschaltung gelieferte Ausgangsepa nnung Eo aus

(2) Eo = Es(RT/RI)

Wenn sich die Temperatur am Ort der Temperaturüberwachungsschaltung 10 ändert, ändert sich auch der Widerstand des Widerstandstemperaturfühlers RT entsprechend seiner in Γ ig.2 dargestellten Kennlinie. Folglich ändert sich auch die von der Gleichung (2) definierte Ausgangs spannung Eo als Funktion des Widerstandes des Widerstands temperaturfühler RT und folglich die von der Temperaturüberwachungsschaltung 10 angezeigte Temperatur me ßgröße.

In einem Anwendungsfall wird die hier beschriebene Temperaturüberwachungsschaltung 10 zum Überwachen der Umgebungstemperaturen in Datenerfassungsanlagen verwendet, damit eine Aus gangs spannung Eo erzeugt wird, die von der Umgebungstemperatur am Ort der Temperaturüberwachungsschaltung 10 abhängt und zu einem zentralen Überwachung punkt übertragen wird. .

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In einer Datenerfassungsanlage können mehrere der in Fig.1 dargestellten Temperaturüberwachungsschaltungen dazu verwendet werden, die Umgebungstemperatur an mehreren verschiedenen Stellen in der Anlage automatisch zu überwachen. In der Ausführu ngsf orm von Fig.5. sind drei Temperaturüberwachungsschalturigen 21 bis 2j> an verschiedenen

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Stallen in der Anlage untergebracht, damit die' Umgebungstemperatur an diesen Stellen ganessen und eine Temperaturinformation auf eine Zentraleinheit 35 übertragen werden kann.

Jede Schaltung zur Temperaturüberwachung und zur Übertragung der Temperaturinformation (beispielsweise die Schaltung 21) enthält einen Re ch en verstärk er , beispielsweise den Rechenverstärker 18 in der Schaltung 21, sowie einen in die Rückkopplungsschleife des zugehörigen Rechenverstärkers 18 eingefügten Widerstandstemperaturfühler, beispielsweise den W id erstand stemperaturfühler 1RT in der Schaltung 21. Beim Rechenverstärker 18 ist ein invertierender Eingang 24 über einen Eingangs widerstand IRI mit einer Klemme 13 einer gemeinsamen Bezugsspannung3-quelle Es verbunden, während ein nicht.invertierender Eingang 27 mit einer gemeinsamen Klemme 14 der Bezugsspannungsquelle Es verbunden ist.

In gleicher Weise enthalten die Temperaturüberwachungsschaltungen 22 und 23 Rechenverstärker 19 bzw. 20, bei denen jeweils Widerstandstemperaturfühler 2RT bzw. 3RT in die Rückkopplungsschleife eingefügt sind. Die Temperaturüberwachungsschaltungen 22 und 23 enthalten auch Eingangs widerstände 2RI bzw. 3RI, die die invertierenden Eingänge 25 "und 26 der entsprechenden Verstärker 19 und £0 mit der Klemme 13 der Bezugsspanηungsquelle Es verbinden; die nicht invertierenden'Eingänge 28 und 29 der Rechenverstärker 19 bzw.. 20 sind mit der gemeinsamen Klemme H der Bezugs spa η η ungs quelle E3 verbunden.

Jede Temperaturüberwachungsschaltung 2:1 bis 23 kann in der im Znfnmmenh-ing mit der Tempera turüberwachunga-

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schaltung 10 (Fig.i) beschriebenen Weise so betrieben werden, daß an entsprechenden Ausgängen 31 bis 33 eine Ausgangsspannung geliefert wird, die einer interessierenden Temperatur am Ort der Temperaturüberwachungsochaltungen 21 bis 23 entspricht. Demnach liefert die Temperaturüberwachungsschaltung 21 eine Ausgangs spannung E1 am Ausgang 31, die Temperaturüberwachungsschaltung 22 liefert eine Ausgangs spannung E2 , am Ausgang 32 und die Temperaturüborwachungsschaltung liefert eine A us gangs spann ung E3 am Ausgang 33.

Die Spannungen an den Ausgängen 31 bis 33 der Temperaturüberwachungsschaltungen 21 bis 23 werden unter Verwendung von Feldeffekttransistoren Q1 bis Q3 im Mehrfachbetrieb behandelt, damit eine selektive Übertragung der von diesen Atsgangs spannungen ausgedrückten Temperaturinformation über Übertragungsleitungen 36 zur Zentraleinheit 35 ermöglicht wird. Für diesen Zweck geeignete Feldeffekttransistoren werden von der Firma Union Carbide Electronics, Montain View, Kalifornien unter der Typen nummer 2N4392 vertrieben.

Bei jedem Feldeffekttransistor, beispielsweise bei dem der Überwachungsschaltung 21 zugeordneten Feldeffekttransistor Q1 , ist die Source-Elektrode S mit dem Ausgang 31 der Sugeordneten Temperaturüberwachungsschaltung 21 verbunden, während die Drain-Elektrodo D über die Über tragung sie itung 36 mit dem Eingang einor Linearinierungsschaitun^ 39 in der Zentraleinheit 35 verbunden int. I) io Ga to-Elektrode G ist mit dem Ausgang eines Decodiererπ 11 am Ort der

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Temperaturüberwachungsschaltung 21 verbunden. Der Eingang des Decodierers 21 ist über einen Steuerleiter 45 an öen Ausgang einer Cqüierschaltung 44 in der Zentraleinheit 35 angeschlossen.

Der Feldeffekttransistor Q1, der normalerweise gesperrt ist, wird in den leitenden Zustand geschaltet, wenn der Decodierer 41 durch ein vom Codierer 44 geliefertes Auslösesignal betätigt wirdf wodurch zugelassen wird, daß die am Ausgang 31 der Temperaturüberwachungsschaltung 21 abgegebene Aus gangs spannung E1 zur Zentraleinheit 35 weitergeleitet wird.

In gleicher Weise können auch die den Tempa:aturüberwaohungsschaltungen 22 und 23 zugeordneten Feldeffekttransistoren Q2 bzw. Q3 betätigt werden, vienn entsprechende Decodierer 42 und 43 in Betrieb gesetzt werden, damit die entsprechenden A us gangs spannungen E2 und E3 der Temperaturüberwachungsschaltungen 22 bzw. 23 zur Zentraleinheit 35 geleitet werden.

Wie aus Pig. 3 hervorgeht, können Dioden D1 bis D3, beispielsweise die der Temperaturüberwachungsschaltung zugeordnete Diode D1, zwischen den Ausgang 31 der Temperaturüberwachungsschaltung 21 und deren nicht invertierendem ■ Eingang 27 eingefügt sein, damit negative Spannungen den der Tempi raturüberwachungsschaltung 21 zugeordnete η PeIdeffekttransistor QT nicht nachteilig beeinflussen können.

Der Codierer 44 in der Zentraleinheit 35 liefert zur

J. nbetriebr^itwung ,iedes der Docodierer 41 bis 43 ein unterschiedlicher": Aus wähl signal, damit die an den Ausganßon 31 .bi.» 33 ^flor Tenpor-iturUberwachungaschaltungen b ixj 23 in Torrn von ijprumun;;:} werten (bainpiels weise E1, E2, Ji 3).

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gelieferte Tem per a tür da ten nacheinander zur Linearisierungsschaltung 39 in der Zentraleinheit 35 durchgeschaltet werden können. Die Linearisierungsscha).tung 39 linearisiert die von jeder Temperaturüberwachungsschaltung 21 bis gelieferten Daten, damit die nicht linearen Teraperaturwiderstands-Kennlinien der den Temperaturüberwachungsschaltungen 21 bis 23 zugeordneten Widerstandsteraperaturfühler 1RT bis 3RT kompensiert werden. Demgemäß ist die Aus gangs span η ung EL , die von der Linearisierungsschaltung 39 geliefert wird, den von den Temperäturüberwachung3schaltungen 21 bis 23 angezeigten Meßwerten direkt proportional.

Die Linearisierung der Temperatur-Widerstandskennlinie kann unter Verwendung von Software mit einem Tabellensuchprogramm in der Zentraleinheit 35 erzielt werden. Beispielsweise könnte die Ausgangs spannung jeder Temperaturüberwachungsschaltung, beispielsweise die Ausgangsspannung E1 der Temperaturüberwachungsschaltung 21, digitalisiert werden, und der digitale Wert könnte einen Speicherplatz adressieren, dessen Inhalt die Temperatur liefern könnte,die der von der abgelesenen Temperaturüberwachungsschaltung 21 abgegebenen Aus gangs spa η η ung Ε1 entspricht.

Zusätzlich zu den Temperaturüberwachungsschaltungen 21 bis 23 ist eine Bezugs scha It ung 50 vorgesehen, mit der die Überwachung des Spannungswerts der Bezugsspannungsquelle Es ermöglicht wird. In der Bezugsschaltung 50 ist in die Rückkopplungsschleife eines Rechenverstärkers ein Festwiderstand RP eingefügt, der den Widerstandstemperaturfühler, beispielsweise den Widerstandstemperaturfühler 1RT der Temperaturüberwachungsschaltung 21, ersetzt. Der invertierende Eingang 53 des Rechenverstärkers 51 ist über einen Eingangs widerstand 4Rl an die Klemme 13 der

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Bezugs spannungsquelle Es angeschlossen, während der nicht invertierende Eingang 54 mit der gemeinsamen Klemme 14 der Bezugsspannungsquelle Es verbunden ist* Demnach ist die am Ausgang 55 der Bezugsschaltung 50 gelieferte Spannung Em, die von dem über den Festwiderstand RF fließenden Strom aus der-Bezugsspannungsquelle Es abhängt, der Spannung der Bezugsspannungsquelle Es direkt proportional; durch eine derartige Auswahl des Wertes des Pest widerstand es RF, daß er gleich dem Wert des .Eingangs widerstand es 4Ri ist, ist die Ausgangsspannung Em gleich der Amplitude der Spannung der Bezugsspannungsquelle Es.

Wenn der zugehörige Teldeffe kttransistor Q4 der Multiplexschaltung als Antwort auf die Auslösung des entsprechenden Decodierers 56 durch den Codierer in Betrieb¹;; gesetzt wird, wird die am Ausgang 55 der Spannucgsüberwachungsschaltung 50 abgegebene Ausgangsspannung Em über die Übertragungsleitung 36 zur Linearisierungsschaltung 39 in der Zentraleinheit 35 übertragen.

Die Linearisierungsschaltung 39 kann ein Softwareprogramm enthalten, mit dessen Hilfe die von der Überwachungsschaltung 50 gelieferte Spannung Em mit einem gewünschten Wert für die Bezugsspannung, der im Speicher der Zentraleinheit gespeichert ist, verglichen wird, damit das Verhältnis des Istwerts der Bezugsspannung zum Sollwert der Bezugsspannung gebildet wird. Die A us gangs spannungen aller Temperaturüberwachungsschaltungen 21 bis 23 , die an dieser Bezugsspannungsversorgung Anteil haben, würden mit dem Kehrwert des Verhältnisses des Ist-

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bezugswerts zum Sollbezugs wert multipliziert, so daß auf diese Weise eine Änderung der Bezugs spannung korrigiert wird.

Aif diese Weise ermöglicht die Bezugs schaltung 50 eine kontinuierliche Überwachung der an den entfernten Stellen zur Verfügung gestellten Bezugsspannung, und sie ermöglicht eine Kompensation von Änderungen der Ausgangsspannung der Bezugs span nungs quel Ie, damit eine richtige Auswertung und Linearisierung der von den Temperaturüberwachungsschaltungen 21 bis 23 gelieferten Ausgangsdateη ermöglicht werden.

Es sei bemerkt, daß es in Anlagen, in denen die Temperaturüberwachungsschaltungen 21 bis 23 voneinander entfernt angebracht sind, zweckmäßiger"sein kann, für jede der Temperaturüberwachungsschaltungen 21 bis 23 eine eigene Bezugs span nungs quelle , wie die Bezugsspannungsquelle Es zu verwenden.

Patentansprüche

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Claims

Pate nta ns ρ r ü ο he

[ 1.J Temperaturüberwachungsschaltung zur überwachung von Temperaturen in einem vorbestimmten Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechenverstärker mit einem invertierenden E ingang , einem Ausgang und einem nicht invertierenden Eingang vorgesehen ist, daß eine einen Temperaturfühler enthaltende Rück kopplungseinrichtung zwischen den invertierenden Eingang des Rechenverstärkers und dessen Ausgang eingefügt ist, daß der Temperaturfühler einen Widerstand aufweist, der sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, und daß zwischen den invertierenden Eingang des Rechenverstärkers und deu nicht invertierenden Eingang ' eine B ez ugs span nungs quelle eingefügt ist, die den Rechenverstärker eingängen eine konstante Bezugs spannung zur Erzielung eines■konstanten Stroms durch den Temperaturfühler zuführt, so daß die am Temperaturfühler auftretende Spannung ein Potential am Ausgang des Rechenverstärkers bezüglich des nicht invertierenden Eingangs des Rechenverstärkers erzeugt, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.
2. Temperaturüberwachungsschaltung zur Überwachung von Temperaturen in einem vorbestimmten Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß eiti Rechenverstärker mit einem invertierenden Eingang, einem Ausgang und einem nicht invertierenden Eingarg vorgesehen ist, daß eine Quelle vorgesehen ist, die eine Bezugsklemme und eine gemeinsame Klemme aufweist, daß ein Verstärkereingangs widerstand zwischen die Bezugsklerame und den nicht invertierenden Eingang des Rechenverstärkers eingefügt ist, daß zwischen den invertierenden Eingang des Rechenverstärkers und dessen Ausgang eine einen Temperaturfühler enthaltende Rückk'opplungseinrichtung eingefügt ist, daß der Temperaturfühler einen sich in Abhängigkeit von der Temperatur

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ändernden Widerstand hat, daß die gemeinsame Klemme der Quelle rait dem nicht invertierenden Eingang des Rechenverstärkers verbunden ist, daß die Quelle dem Verstärkereingangs widerstand eine konstante Bezugsspannung zuführt, die zu einem konstanten Strom durch die Temperaturfühler führt, so daß die am Temperaturfühler entstehende Spannung am Ausgang des Rechenverstärkers ein Potential in Bezug auf den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers erzeugt, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang des Rechenverstärkers gebildete Potential dem Verhältnis des Widerstandes des Temperaturfühlers zum Widerstand des Verstärkereingangswiderstandes proportional ist.
4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler aus einem Drahtelement besteht, dessen Widerstandswert sich über einen vorbestimmten Bereich ändert.
5. Datenerfassungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Datenverarbeitungseinheit vorgesehen ist, daß an von einer zentralen Datenverarbeitungseinheit entfernt liegenden Orten mehrere Temperaturüberwachungsschaltungen angebracht sind, daß jede der Temperaturübe rwachungs schaltungen einen Rechenverstärker mit einem invertierenden Eingang, einem Ausgang und einem nicht invertierenden Eingang enthält, daß zwischen den invertierenden Eingang des Rechenverstärkers und dessen Ausgang eine einen Temperaturfühler enthaltende Rückkopplung· einrichtung eingefügt ist, daß der Temperaturfühler einen sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändernden Widerstandswert aufweist, daß zwischen den invertierenden

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Eingang des Rechenveratärkers in wenigstens einer der Temperaturüberwachungsschaltungen und den nicht invertierender 'Eingang des Rechenverstärkers dieser einen Temperaturüberwachungsschaltung eine Bezugs spannungsquelle eingefügt ist, daß die Bezugs spannungsquelle den Verstärkereingängen eine konstante Spannung zuführt, die in dem Temperaturfühler in wenigstens einer der Temperaturüberwachungsschaltungen einen konstanten Strom erzeugt, so daß die an dem Temperaturfühler dieser einen Temperaturüberwachungsschaltung entstehende Spannung am Ausgang des Rech en Verstärkers dieser einen Temperaturüberwachungsschaltung ein Potential in Bezug auf den nicht invertierenden Eingang des Rechenverstärkers erzeugt, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur am Ort dieser einen Temperaturüberwachungssohaltung ändert, daß eine Multiplexschaltung mit einzelnen SchaItvorrichtungen für jede der Tetnperaturüberwachungsschaltungen vorgesehen ist, die im ausgelösten Zustand das an den Ausgängen der Temperaturüberwachungsschaltung anliegende Potential auf die zentrale Datenve rar be itungs einheit überträgt,' und daß in der zentralen Datenverarbeitungseinheit /Auswähleinrichtungen zum wahlweisen Inbetriebsetzen der S chaItvorrichtungen der Temperaturüberwachungsschaltungen enthalten sind, mit denen die an den Ausgängen der Temperaturüberwachungsschaltungen erzeugten Potentiale auf die zentrale Datenverar beitungseinheit übertragen werden können.
6. Datenerfassungsanordnung nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß sich der VJiderstandswert der Temperaturfühler jeder der Temperaturüberwachungsschaltungen nicht linear mit der Temperatur ändert^ und daß in der zentralen Datenverarbeitungseinheit

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Einrichtungen zum Linearisieren der an den Ausgängen der temperaturüberwachungsschaltungen abgegebenen Potentiale zum kompensieren der Nichtlinearität der Temperaturfühler der Temperaturüberwachungsschaltungen enthalten sind.
7. Datenerfassungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bezugsspannungsüberwachungseinrichtung vorgesehen ist, die einen Bezugs verstärker mit einem invertierenden Eingang, einem Ausgang und einem nicht invertierenden Eingang enthält, daß die Bezugsspannungsüberwachungseinrichtung einen zwischen den invertierenden E ingang des Bazugsverstärkers und dessen Ausgang eing3. fügten Pest widerstand enthält, und daß die Bezugsspannungsquelle an die Bezugs Verstärkereingänge zur Zuführung von Strom zu dem Festwiderstand angeschlossen ist, so daß der" Bezugsverstärker an seinem Ausgang ein Potential in Bezug auf seinen Mcht invertierenden Eingang erzeugt, das der von der Bezugsspannungsquelle gelieferten Spannung proportional ist, und daß in der Multiplexschaltung Schalteinrichtungen enthalten sind, die im ausgelösten Zustand das Ausgangspotential der Bezugsspannungaüberwachungseinrichtung auf die zentrale Datenve rar be it ungs einheit übertragen.
8. Datenerfassungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearisierungseinrichtung eine Einrichtung zum Einstellen des Werts der Potentiale enthält, die von den Temperaturüberwachungsschaltungen auf die zentrale Datenverarbeitungseinheit übertragen werden, damit Änderungen der Bezugsspannung, die von der Bezugsspannung3quelle geliefert wird, kompensiert werden.

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