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Meßumformer für elektrische Geber Die Erfindung betrifft einen Meßumformer
zur Ableitung von Ausgangsgleichspannungen und!oder Strömen von der Impedanz elektrischer
Geber. Derartige Meßumformer sind bereits im Patent (Patentanmeldung P 22 lo 905.3)
vorgeschlagen, und sie weisen einen einen Geber und mindestens eine zweite Impedanz
speisenden Generator auf, und den Impedanzen sind jeweils auf deren Speisung ansprechende,
gleichartig aufgebaute, lineare, jeweils durch Gleichrichter abgeschlossene Verstärker
zugeordnet, denen ein Summierglied nachgeordnet ist; eine auf den Generator einwirkende
Regeleinrichtung hält die an einem der Gleichrichter entstehende Spannung als Aufgabéngröße
konstant. Hierbei ist bereits erkannt, daß die am Summierglied sich aufbauende Spannung
je nach Anschluß des Gebers dessen Wert proportional oder reziprok folgt.
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Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, derartige, durch
das Patent (Patentanmeldung P 22 lo 905.3) vorgeschlagene Meßumformer weiterzubilden
und dort verwendbar zu machen, wo es gilt, den Quotienten zweier durch Geber erfaßbarer
Meßgrößen zu bestimmen und ggf. mit weiteren Konstanten oder Variablen zu verknüpfen.
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Gelöst wird diese Aufgabe, indem einem Meßumformer der angegebenen
Gattung zwei jeweils von Meßgrößen beaufschlagte Geber vorgeordnet werden, deren
Impedanz von
der jeweiligen Meßgröße abhängt. Die Geber können Meßsysteme
eines Meßaggregates sein. Die Impedanz der Geber kann kapazitiv, induktive und/oder
reelle Komponenten aufweisen. Die Geber können strom- oder spannungsgespeist und
von einem ihnen gemeinsamen Strom- oder Spannungsgenerator mit der Meßfrequenz versorgt
werden.
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Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung der folgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden und charakterisierenden
Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild des Meßumformers,
Fig. 2 Arbeitskennlinien des Meßumformers nach Fig. 1, Fig. 3 ein als Füllstandsmesser
ausgebildetes Meßaggregat für den Meßumformer nach Fig. 1, Fig. 4 eine das Verhalten
des Meßaggregates nach Fig. 3 charakterisierende Kurve, Fig. 5 schematisch einen
kapazitiven, durch Abstandsänderung der Elektroden wirksamen Geber, Fig. 6 dessen
Verhalten charakterisierende Kurven und Fig. 7 ein DifferenzdrUcke erfassendes Geberaggregat.
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In Fig. 1 ist unter Vernachlässigung der Gleichstrompfade das Schaltbild
eines Xeßumformers dargestellt: ein Ton-, Mittel- bzw. Hochfrequenz liefernder Generator
1 speist über einen Ubertrager 2 zwei Impedanzen darstellende Geber 3 und 4. Geschlossen
sind die Stromkreise der Geber 3 und 4 durch die Basis-Emitter-Strecken der am Eingange
der
Meßkreise 5 bzw. 6 liegenden Transistoren 7 bzw. 8.
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Die Transistoren 7 und 8 werden in Basisschaltung betrieben, so daß
bei geeigneter Wahl des Arbeitspunktes sich sowohl ein äußerst niedriger Eingangswiderstand
als auch eine lineare Verstärkung ergeben. Des geringen Eingangswiderstandes der
Transistoren sowie des geringen Widerstandes der Ubertrager wegen liegen die vom
Generator 1 induzierten Wechsel spannungen damit praktisch ausschließlich an den
Gebern 3 bzw. 42 so daß die in deren beiden Stromkrelsen fließenden Ströme praktisch
allein von der übersetzten Generatorspannung der Kreisfrequenz des Generators sowie
den jeweiligen Impedanzen der Geber abhängen.
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Aufgrund des hohen Ausgangswiderstandes der Basisschaltung der Transistoren
7 und 8 wird abgesehen von den vernachlässigbar geringen Basmsströmena der jeweilige
Eingangs strom über den Transistoren nachgeordnete Koppelkondensatoren den folgenden
Gleichrichteranordnungen eingeprägt. Im Meßkreis 5 wird der Ausgangsstrom des Transistors
7 über den nachgeordneten Koppelkondensator und die Diode 9 während der positiven
Halbwelle dem Lade kondensator lo zugeführt, der somit positiv aufgeladen wird.
Der während der negativen Elalbwelte fließende Rückstrom wird über die Diode 11
abgeleitet. Invers gepolt ist die Gleichrichteranordnung des zweiten Meßkreises
6: der Transistor 8 speist den Ladekondensator 12 über einen Koppelkondensator und
die Diode 13 während der negativen Halbwellen, so daß der Ladekondensator 12 dementsprechend
negativ aufgeladen wird. Die positiven Halbwellen werden als Rückströme über die
Diode 14 abgeleitet.
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Die inverse Polung der Gleichrichteranordnungen erlaubt ein einfaches
Kompensieren der Meßkreise 5 und 6 durch Summieren der an deren Ausgang auftretenden
jeweiligen Spannungen: über Kopplungswiderstände 15 und 16 werden
die
Spannungen der Ladekondensatoren einem Eingang eines als Summierer vorgesehenen
Operationsverstärkers 17 zugeführt, der durch den Rückkopplungswiderstand 18 über
brückt ist. Ein weiterer, gestrichelt dargestellter Kopplungswiderstand 19 gestattet
die Aufschaltung weiterer zu summierender Spannungen, so bspw. einer manuell ein.
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stellbaren Spannung, welche zu den an den Ladekondensatoren lo und
12 anstehenden Spannungen addiert wird und eine Nullpunktverschiebung erlaubt, wie
diese durch den Doppelpfeil 25 der Fig. 2 angedeutet ist: die Kennlinie 26 der Fig.
2, welche die Abhängigkeit der Ausgangsspannung a des Operationsverstärkers 17 in
Abhängigkeit vom Verhältnis der Impedanzen Z3 und Z4 der Geber 3 und 4 angibt, läßt
sich durch Andern der über deq Kopplungswiderstand 19 zugeführten Vorspannung zur
Kurve 27 verschieben.
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Die am Ladekondensator 12 anstehende Spannung wird über einen Regelkreis,
der auf den Generator 1 einwirkt, konstant gehalten. Über den Kopplungswiderstand
20 wird die am Ladekondensator 12 anstehende Aufgabenspannung einem Eingang eines
Operationsverstärkers 21 zugeführt, der durch den Rückkopplungswiderstand 22 überbrückt
ist.
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Weitere Spannungen können dem Eingang des Operationsverstärkers 21
über einen Kopplungswiderstand 23 von der Klemme 24 her zugeführt werden. Im Bedarfsfalle
werden mehrere solcher Kopplungswiderstände mit vorgeordneten Klemmen vorgesehen,
so daß weitere Spannungen zur Beeinflussung des Regelkreises herangezogen werden
kennen.
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Der Ausgang des Operationsverstärkers 21 ist mit dem Generator 1 verbunden
und betätigt im hier verwendeten Blocksymbol des Generators nicht dargestellte Stellglieder,
welche auf die Frequenz und/oder die Amplitude, vornehmlich jedoch auf letztere,
des Generators einwirken. Mittels des hier gebildeten Regelkreises wird die am Ladekondensator
12 anstehende Spannung, wie ausgeführt,
auf konstanten Wert eingeregelt;
besteht bspw. die Tendenz des Absinkens der Spannung am Ladekondensator 12, so wird
die Amplitude des Generators 1 entsprechend erhöht, so daß durch höhere Speisespannung
auch ein höherer Strom über den Geber 4 und den Eingang des Transistors 8 fließt
und der Tendenz des Absinkens der Ladespannung entgegengewirkt wird. Bereits durch
eine derartige Amplitudenregelung lassen sich auch Frequenzwanderungen des Generators
kompensieren, so daß Meßergebnisse durch sie nicht beeinflußt werden. Sinkt bspw.
die Kreisfrequenz des Generators ab, so besteht infolge einer bspw. im wesentlichen;kapazitiven
Komponente der Impedanz der Geber auch die Tendenz des Absinkens der über sie bewirkten
Ströme sowie der entsprechenden Sapnnungen an den Ladekondensatoren. Hier beginnt
die Regeleinrichtung zu wirken und erhöht die Amplitude des Generators derart, daß
beide Einwirkungen sich kompensieren, d. h. ein Absinken der Frequenz bei kapazitiver
Belastung durch ein Erhöhen der Amplitude wettgemacht wird, und an den Ladekondensatoren
die ursprünglichen Spannungen bewirkt werden.
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Im Betriebe werden, durch die inverse Polung auch um 1800 phasenverschoben,
den Ladekondensatoren jeweils in einer Halbperiode der Perioden-Ladungen zugeführt,
den den Admittanzen der vorgeordneten Geber 3 buw. 4 streng proportional sind. Von
den Ladekondensatoren lo bzw. 12 werden diese Ströme, entsprechend geglättet, über
die Kopplungswiderstände 15 und 16 abgegeben. Aufgrund der Mittelwertbildung stellen
sich bei der in Fig. 1 dargestellten Polung der Dioden die folgenden Gleichspannungen
U10 sowie U12 ein, wenn unter u der Scheitelwert der Wechselspannungen verstanden
wird: (1) U10 = + 1/# û 1/z3 . R15 über Kondensator 10 (2)U12 = - 1/# . û . 1/Z4
. R16 über Kondensator 12
km Ausgang des als Summierer vorgesehenen
Operationsverstärkers 17 entsteht für R15 = R16 dann die Ausgangsspannung:
Hält man nun mit der Regeleinrichtung, insbesondere dem Kopplungswiderstand 20 sowie
dem Operationsverstärker 21 und dem diesem nachgeordneten Stellglied des Generators
1, das auf die Generatoramplitude und/oder auf die Generatorfrequenz einwirkt, die
Spannung U12 auf einem Führungswert Uf fest, so wird damit (4) 1/ zu û 1/Z4 R16
um , und
Die Gleichung (5) läßt das überraschende Ergebnis erkennen, daß die Ausgangsspannung
U des Operationsverstära kers 17 linear vom Quotienten Z4 / Z3 abhängt, und daß
sie außerdem proportional einer einstellbaren Spannung Uf ist, die im Schaltbild
der Fig. 1 über die Klemme 24 zuführbar ist. Damit ergibt sich zunächst die Möglichkeit,
auf einfache Weise die Steilheit bzw. Empfindlichkeit der Meßanordnung auf gewünschte
Werte einzustellen, indem die Sapnnung an der Klemme 24 geändert wird. Es besteht
darüber hinaus aber auch die Möglichkeit,,über die Klemme 24, ggf. zusätzlich, eine
variable Spannung, bspw. die eines weiteren Gebers, oder eine weitere Führungsgröße
zuzuführen: Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit einer multiplikativen Verknüpfung
einer über die Klemme 24 zugeführten Spannung Uf mit dem Quotienten Z4 / Z3. Im
Diagramm der Fig. 2 ist dies wie folgt dargestellt:
Durch Änderung
der Sapnnung Uf wird die flachere Kennlinie 28 um ihren Ursprung in Richtung des
Pfeiles 29 gedreht, bis die steilere Kennlinie 26 erhalten ist, die eine größere
Empfindlichkeit der Meßanordnung anzeigt.
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Als wesentlich zeigt es sich, daß bei der erfindungsgemäßen Anwendung
der Regeleinrichtung die Ausgangsspannung vom Quotienten Z4 / Z3 abhängt. Wenn bspw.
C3 die Kapazität eines Gebers 3 ist, wird damit die gewünschte strenge Linearität
zwischen Ausgangsspannung und Kapazität erzielt.
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Für den Geber 4 entsteht eitze reziproke Abhängigkeit, bei der die
Ausgangsspannung Ua dem Kehrwert der Kapazität streng proportional ist. Hierdurch
ergibt sich eine Reihe von Anwendungs- und Einsatzmöglichkeiten. In Einzelfällenkann
es interessant sein, den Kehrwert der Kapazität als Kehrwert der mittels eines Gebers
zu überwachenden Größe zu erhalten; der zweite Geber dient in solchem Falle nur
dem Zwecke der Kompensation. Andererseits besteht die Möglichkeit, bestimmte Aufbauten
von kapazitiven Gebern zu verwenden, bei denen der zu überwachende Wert der Kapzität
des Gebers reziprok ist. Durch Anwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten Meßumformers
und Anschalten eines solchen Gebers an den Meßkreis 6 wird eine nochmals reziproke,
d. h. eine einfach proportionale Anzeige des zu überwachenden Wertes erhalten: Bei
Änderungen der Kapazität des Gebers 4 besteht die Tendenz der Änderung detr Spannung
am Ladekonderusator 12. Hierdurch wird die Regeleinrichtung beaufschlagt, die diese
Spannung konstant hält, indem sie die Ausgangsfrequenz und/oder die Ausgangsamplitude
des Generators 1 entsprechend ändert. Diese Änderung wirkt sich auf den Meßkreis
5, dem in solchen Falle nur ein zur Kompensation vorgesehener Geber vorgeordnet
ist, aus. Entsprechend der Amplituden- bzw.
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Frequenzänderung des Generators 1 wird also der Strom über den zum
Vergleiche vorgesehenen Geber 3 geändert und dementsprechend eine Änderung der am
Ladekondensator lo auftretenden Spannung bewirkt, die durch die nachfolgende Summierschaltung
erfaßt wird und die Ausgangsspannung U des Operationsverstärkers 17 beeinflußt.
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a Der Geber 3 braucht aber nicht allein zur Kompensation vorgesehen
zu sein. Es ist durchaus möglich, auch ihn mit einer Meßgröße zu beaufschlagen,
so daß mittels des Meßumformers der Quotient der Ergebnisse der Geber ermittelt
wird, und schließlich ergibt sich die Möglichkeit, eine weitere Variable in Form
der Führungsgröße Uf multiplikativ zu verknüpfen. Schließlich ist der Meßumformer
nicht auf die Anwendung im wesentlichen eine kapazitive Komponente aufweisender
Geber beschränkt; es können Geber mit beliebigen komplexen Impedanzen vorgesehen
sein. Insbesondere bei Gebern mit vernachlässigbarer Blindkomponente kann die Speisung
auch durch Gleichstrom bewirkt werden; im Interesse der Vereinfachung folgender
Verstärker wird zweckmäßig die vom Geber abgegebene Gleichspannung bzw. der von
ihm abgegebene Gleichstrom zum Zwecke der Verstärkung zerhackt oder anderweitig
in intermittierende Spannungen bzw. Ströme umgewandelt.
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Die Möglichkeit, die Kennlinien des Meßumformers bei strenger Linearität
und weitgehender Kompensation aller Störgrößen durch über den Kopplungswiderstand
19 zugeführte Spannungen zusätzlich additiv bzw. subtraktiv zu beeinflussen bzw.
zu verschieben sowie durch über die Klemme <4 eingeführte Spannungen multiplikativ
zu beeinflussen, d. h., in ihrer Steilheit entsprechend zu verändern bzw. im Diagramm
zu drehen, sowie durch Anschaltung des Gebers auch weiterhin diesen zur Wirkung
zu bringen, ermöglichen es, in den eigentlichen Meßvorgang weitere, manuell, durch
Speicher, Rechner, Geber oder dergl.
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vorgegebene Größen einzubeziehen und den Meßumformer als Prozeßrechner
zu verwenden.
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Die bei der Anwendung des Meßumformers sich ergebenden Vorteile werden
im folgenden anhand von Anwendungsbeispielen beschrieben.
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Zur Füllstandsmessung wird zweckmäßig ein besonderes, als Sonde ausgebildetes
Meßaggregat verwendet, das zwei Geber enthält:- in einem Bassin bzw. einem Behälter,
dessen Füllstand zu überwachen ist, oder in einem in diesem angeordneten Schutzgehäuse
30 ist eine mittlere, neutrale Elektrode 31 angeordnet, der zur Seite eine Meßelektrode
32 steht. Neben der Meßelektrode ist, zweckmäßig in gleichen Abstande, so daß sich
eine symmetrische Ausbildung der Anordnung ergibt, eine Vergleichselektrode 33 vorgesehen.
Sowohl die neutrale Elektrode 31 als auch die Meßelektrode 32 sind bis über den
maximal zu überwachenden Flüssigkeitsspiegel 34 geführt, so daß zwischen den Elektroden
31 und 32 oberhalb des jeweiligen Flüssigkeitsspiegels ein Feld in Luft autebaut
ist, während der unterhalb des Flüssigkeitsspiegels sich erstreckende Bereich der
Elektroden ein kapazitives Feld in der jeweiligen Flüssigkeit aufbaut. Da Luft eine
gegenüber den meisten Flüssigkeiten sehr geringe Dielektrizitätskonstante aufweist,
ist damit das wesentliche Feld in der Flüssigkeit aufgebaut, so daß die zwischen
den einen ersten Geber darstellenden Elektroden 31 und 32 gebildete Kapazität ein
Maß für den Füllstand x ist.
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Ein Ausgleich wird durch die Vergleichselektrode 33 gegeben, die sich
nur über einen geringen Höhenbereich erstreckt, der auch bei minimalem Füllstand
noch von der Flüssigkeit bzw. anderem Füllgut angefüllt ist. Damit wird durch die
neutrale Elektrode 31 in Verbindung mit der Vergleichselektrode 33 ein zweiter Geber
gewonnen, der als Vergleichskondensator dient, und dessen
Eigenschaften
bei konstant bleibenden effektiven Abmessungen durch das gleiche Dielektrikum bestimmt
werden, das auch die wesentliche Kapazität des ersten Gebers bestimmt. Ggf. kann
der betreffende Behälter mit einem engeren, unteren Ansatz ausgestattet sein, der
ausschließlich die Elektroden 31 bis 33 aufnimmt und diese derart umgibt, daß noch
keine wesentlichen Feldstörungen eintreten, so daß der Füllstand des eigentlichen
Behälters bis zum Grunde desselben überwachbar ist, ohne daß die Vergleichselektrode
33 mit ihrem freien Ende über den minimal zu erfassenden Flüssigkeitsspiegel ragt.
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Der durch die Elektroden 31 und 32 bestimmte erste Geber wird entsprechend
dem Geber 3 des Schaltbildes der Fig. 1 an den Meßkreis 5 angeschlossen, und da
dessen Kapazität der Füllhöhe x proportional ist, wird auch der Füllstand in gewünschtem
Maße, nämlich proportional, angezeigt.
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Der Geber 4 der Fig. 1 wird durch die neutrale Elektrode 31 der Fig.
3 in Verbindung mit der Vergleichselektrode 33 gebildet. Hier wird eine Kapazität
gebildet, die vom Füllstand unabhängig ist und der Dieektrizitätskonstante des jeweiligen
Füllungsmediums folgt. Durch Quotientenbildung wird die Anzeige des ersten Gebers
von ihrer ebenfalls vorhandenen Abhängigkeit von der Dielektrizitätskonstante des
Füllungsmediums befreit und damit eine von dessen Eigenschaften freie Anzeige erreicht:
Die Anzeige der Füllhöhe ist praktisch unabhängig von den dielektrischen Eigenschaften
des in den Behälter eingefüllten Mediums.
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Störende Grundkapazitäten können durch eine parallel zum jeweiligen
kapazitiven Geber wirksame Induktivität kompensiert werden. In diesem Fall spricht
der Geber tatsächlich nur auf die durch die Meßgröße hervorgerufene Rapazltätsanderung
an.
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Eine weitere Anwendung bietet sich bei der Verwendung sogenannter
Abstandsgeber, wie ein solcher schematisch
in Fig. 5 gezeigt ist:
die Kapazität eines solchen Gebers ändert sich bekanntlich umgekehrt proportional
dem Plattenabstand d. Beim Anschalten eines üblichen Maßumformers wird also eine
Anzeige erhalten, die dem jeweiligen Abstande d der Elektroden 35 und 36 und damit
dem Maßwege reziprok folgt, wie dies durch die Kennlinie 37 des Diagrammes der Fig.
6 gezeigt ist. Wird ein solcher Abstandsgeber in Verbindung mit dem Meßumformer
nach der vorliegenden Erfindung verwendet undan die Stelle des Gebers 4 des Schaltbildes
der Fig. 1 gesetzt, d. h., dem auf konstanten Ausgang geregelten Meßkreis 6 vorgeordnet,
so ergibt sich entsprechend der Gleichung (5) eine Ausgangsspannung Ua, welche dem
Kehrwert der Kapazität dieses Meßgebers proportional ist und damit dem Plattenabstand
bzw. Meßweg selbst proportional wird, wie dies die Kennlinie 38 in dem Diagranim
der Fig. 6 zeigt. Es wird damit eine streng lineare Messung des Stellweges erzielt,
da einerseits die Kapazität diesem Meßwege d reziprok ist und andererseits die Ausgangsspannung
U der Kapazität reziprok folgt. Der Geber 3 kann a auch hier dazu benutzt werden,
durch Einführung des gleichen Dielektrikums wie in den Abstandgeber dessen Anzeige
von Dielektrizitätskonstanten freizuhalten. Andererseits kann aber auch hier ein
m derer-Abstand oder eine beliebige andere Größe erfaßt werden, wobei der über diesen
Geber fließende Strom auf das Ergebnis in multiplikativem Sinne einwirkt.
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Die Anwendung des erfindungsgemäßen Meßumformers empfiehlt sich auch
im Falle der Verwendung des technisch gut entwickelten Flüssigkeits-Differenz-Druckgebers
nach Pappenheimer gemäß Fig. 7. wischenden Hälften eines zweigeteilten Gehäuses
39 ist eine Membran 40 eingespannt. Hierbei werden zwei mit einem Elektrolyt fast
völlig gefüllte Kammern gebildet, die durch einen schmalen Spalt miteinander in
Verbindung stehen. Die obere Rammer ist mit Elektroden 41 und 43, die untere mit
Elektroden 42 und
44 ausgestattet. Von oben her führen in die obere
Kammer zwei Rohrstutzen 45 und 46, über die die zu vergleichenden Druckpotentiale
zugeführt werden. Die Kammern und der Spalt 47 sind durch die Membran 40 in Längsrichtung
geteilt. Die Membran biegt sich auf der vom höheren Druck beaufschlagten Seite in
Richtung auf die Kammerhälfte zu, welche geringeren Druck aufweist. Hierbei verläßt
sie ihre mittige Symmetriestellung und engt einen der Strompfade ein, während der
andere erweitert wird. Der im Elektrolyt 48 gebildete Strompfad von der Elektrode
41 bis zur Elektrode 42 wird bspw. im in der Fig. 7 dargestellten Beispiel erhöht,
wenn infolge höherer Druckbeaufschlagung auf der rechten Seite über dem Stutzen
46 die Membran 40 nach links durchgebogen wird. Gleichzeitig wird der rechts gebildete
Teilpfad verstärkt, so daß der Widerstand zwischen den Elektroden 43 und 44 absinkt.
Durch die gegenläufigen Änderungen der Spaltstärken bei Druckbeaufschlagung ändern
sich auch die zwischen den Elektroden anstehenden Widerstände gegenläufig, und es
gilt:
Durch entsprechenden Anschluß der als Geber dienenden Elektroden 41 und 42 bzw.
43 und 44 an den Meßumformer der Fig. 1 kann entweder der Druck am Stutzen 45 in
bezug auf den am Stutzen 46 auftretenden oder der am Stutzen 46 anstehende in bezug
auf den am Stutzen 45 anliegenden ermittelt werden. Die Geber werden hier allein
durch den Widerstand der Elektrolytstrecken gebildet, so daß praktisch ausschließlich
ein reeller Widerstand anliegt. Grundsätzlich könnten daher die Geber mit Gleichstrom
betrieben werden: die Anwendung eines Wechselstromgenerators jedoch unterbindet
nicht nur eine unerwUnschte Zersetzung des Elektrolyten oder Polarisationserscheinungen
an den Elektroden, die Anwendung einer Wechselstromspeisung
erleichtert
auch die im allgemeinen erforderliche folgende Verstärkung.
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Als wesentlich hat es sich gezeigt, daß die reziprok wirkenden Meßkreise
5 und 6 entweder wahlweise den AnD schluß eines proportional oder aber reziprok
wirksamen Gebers gestatten, oder aber ein Quotient aus den Impedanzen zweier Geber
gebildet werden kann, wobei wahlweise weitere Spannungen zur Einwirkung gebracht
werden können. Als vorteilhaft erweist es sich, daß Meßfehler zwei solcher Geber
bzw. der Meßkreise sich kompensieren sowie Drifterscheinungen im Generator über
die Regeleinrichtung zusätzlich ausgeglichen werden, so daß ein streng lineares
Verhalten unabhängig von äußeren Einflüssen erzielt wird.
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Die Erfindung ist einer Anzahl von Varianten fähig. So kann bspw.
der Verstärkereingang anders geschaltet werden, die Versorgung der Geber als Strom-
oder Spannungseinspeisung ausgebildet werden, und es sind Geber beliebiger Impedanzen
verwendbar. Anstelle der einfachen Baisschaltung können auch rückgekoppelte Operationsverstärker
verwendet werden. Es empfiehlt sich jedoch, entsprechend aneinander angeglichene
Geber zu verwenden, so daß Störungseffekte sich zu kompensieren vermögen. Ebenso
hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, insbesondere bei hochohmigen Gebern
Verstärker mit möglichst geringem Eingangswiderstand zu verwenden, damit die eingetretene
Linearität nicht beeinträchtigt wird. Für niederohmige Geber jedoch hat sich die
Stromeinspeisung als zweckmäßig erwiesen, und der Eingang des folgenden Verstärkers
wird hochohmig ausgebildet. Auch die Anordnung der Gleichrichter läßt sich abändern;
es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der dargestellten, eine Stromeinprägung bewirkenden
Anordnung temperaturbedingte Anderungen der Ventilkennlinie sich auf die Gleichrichtung
nicht auswirken, so daß auch hier die angestrebte Linearität gefördert wird.
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Der Meßumformer eignet sich nicht nur zur Abgabe einer vom Quotienten
der Ergebnisse der Geber abhängigen Spannung: durch Zuführung von additiv, multiplikativ
oder gar reziprok wirkenden Spannungen lassen sich Verknüpfungen erzielen, welche
im einfachsten Falle zur einfachen Einstellung der gewünschten Kennlinie oder aber
zur Umstellung von Meßbereichen verwendet werden können, indem die Ausgangsamplitude
bzw. -frequenz des Generators 1 kontinuierlich geändert werden. Die vielfältigen
Beeinflussungsmöglichkeiten unter Wahrung strenger Linearität erlauben die Anwendung
als Prozeßrechner.