DE2248870A1 - Messumformer mit teilmessbereich - Google Patents

Messumformer mit teilmessbereich

Info

Publication number
DE2248870A1
DE2248870A1 DE19722248870 DE2248870A DE2248870A1 DE 2248870 A1 DE2248870 A1 DE 2248870A1 DE 19722248870 DE19722248870 DE 19722248870 DE 2248870 A DE2248870 A DE 2248870A DE 2248870 A1 DE2248870 A1 DE 2248870A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amplifier
output
transmitter
negative
threshold value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19722248870
Other languages
English (en)
Other versions
DE2248870B2 (de
DE2248870C3 (de
Inventor
Albert Eberle
Guenther Prenzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metrawatt GmbH
Original Assignee
Metrawatt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metrawatt GmbH filed Critical Metrawatt GmbH
Priority to DE19722248870 priority Critical patent/DE2248870C3/de
Publication of DE2248870A1 publication Critical patent/DE2248870A1/de
Publication of DE2248870B2 publication Critical patent/DE2248870B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2248870C3 publication Critical patent/DE2248870C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/005Circuits for altering the indicating characteristic, e.g. making it non-linear
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
    • G06G7/25Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for discontinuous functions, e.g. backlash, dead zone, limiting absolute value or peak value

Description

  • Meßumformer mit Teilmeßbereich Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßumformer, der unter Verwendung eines positiv und negativ aussteuerbaren, gegengekoppelten Verstärkers innerhalb eines vorgegebenen Meßbereiches Meßsignale gleichbleibender Polarität in proportionale eingeprägte Ausgangsströme umwandelt.
  • Der Meßbereich eines Meßumformers wird üblicherweise so gewählt, daß der gesamte Anderungsbereich des Meßsignals erfaßt werden kann. Es gibt jedoch auch Fälle, wo die änderungen des Meßsignals nur innerhalb eines relativ schmalen Teilbereichs interessant sind, z.B. weil Werte außerhalb dieses Teilbereiches-nur selten vorkommen oder der Teilbereich besonders kritische Werte erfaßt, die mit erhöhter Genauigkeit gemessen werden sollen.
  • Bei bekannten Schaltungen werden zur Unterdrückung des Anfangsbereiches Zenerdioden verwendet. Diese bilden z.B. mit zwei Widerständen eine Brückenschaltung, die so zusammengefügt ist, daß in zwei einander gegenüberliegenden Brückenzweigen je eine Zenerdiode liegt. Der einen Diagonale der Brücke wird das Meßsignal zugeführt und von der anderen Diagonale die Teilbereichsspannung abgenormen. Alle Spannungen, die kleiner als die Summe der beiden Zenerspannungen sind, werden unterdrückt. Nachteilig bei dieser Schaltung ist jedoch, daß der Kennlinienknick der Zenerdioden, insbesondere bei kleinen Zenerspannungen recht unscharf ist, was zwangsläufig zu Verzerrungen der Ausgangsspannung führt. Die Schaltung erlaubt es zudem nicht, anhand der Ausgangsspannung zu erkennen, ob der Menumformer außer Betrieb ist oder ob das Meßsignal nur den unteren Grenzwert des Teilbereiches unterschritten hat. Möglichkeiten, den Meßbereich nach oben zu begrenzen, bietet die Schaltung ebenl falls nicht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Meßumformer der eingangs genannten Art zu schaffen, der es erlaubt, die genannten Nachteile zu überwinden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Verstärker außer dem Meßsignal ein Gegensignal solcher Art zugeführt ist, daß sich der Anfang des Meßbereiches in den Bereich negativer Ausgangsströme verschiebt und in den Stromkreis zwischen dem Ausgang des Verstärkers und der Bürde des Meßumformers eine mit einem Widerstand überbrückte Diode so eingefügt ist, daß sie die negativen Ausgangsströme bis auf einen kleinen zur Kontrolle dienenden Restbetrag unterdrückt.
  • Schaltungen mit einem Verstärker, dem mehrere Signale zugeführt werden, sind an sich bekannt. Als Beispiel seien die mit Hilfe von Operationsverstärkern aufgebauten Addierschaltungen genannt, die sich ebenso wie Differenzverstärker-, Kompensations- und Brückenschaltungen auch zur Differenzbildung eignen.Alle diese Schaltungen können auch in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Meßumformer verwendet werden, wesentlich ist jedoch, daß das Meßsignal mit dem Gegensignal so zusammengeführt wird, daß sich der Anfang des Meßbereiches in den Bereich negativer Ausgangsströme verschiebt und zwar so weit, daß der Teilbereichsanfang mit dem Nulldurchgang des Ausgangsstromes zusammenfällt. Allerdings wird hierdurch noch keine echte Meßbereichsunterdrückung, sondern wi'e gesagt, nur eine Meßbereichsverschiebung erreicht. Der negative Ausgangsstrom erlaubt es zwar zu unterscheiden, ob das Meßsignal den unteren Grenzwert des Teilbereiches unterschritten hat oder der Meßumformer außer Betrieb ist, nachteilig ist aber, daß bei fehlendem Meßsignal ein besonders hoher negativer Ausgangsstrom fließt. Ùnerwünscht ist dabei nicht nur, daß die Zeiger der Anzeige- oder Registriergeräte am Anschlag "kleben", sondern auch der unnötig hohe Stromverbrauch. Die Erfindung'sieht deshalb als weiteres Merkmal vor, daß zwischen den Ausgang des Verstärkers und die Bürde des Meßumformers eine Diode geschaltet ist, die negative Ausgangsströme unterdrückt. Um jedoch zu verhindern, daß ähnlich wie bei den'bekannten Schaltungen mit Zenerdioden der Kennlinienknick zu Meßwertverfälschungen führt, wird der Diode ein Widerstand parallel geschaltet. Der Kennlinienknick fällt dadurch in den negativen Ausgangsstrombereich und kann somit die positiven Ausgangsströme nicht mehr verzerren. Der negative Ausgangsstrom wird außerdem durch geeignete Wahl des Widerstandes so niedrig eingestellt, daß die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden, andererseits aber die Inbetriebnahme des Meßumformers auch bei fehlendem Meßsignal erkennbar ist.
  • Um innerhalb eines relativ großen Meßbereiches nur einen kleinen Teilmeßbereich zu erfassen, wird es oft nicht genügen, lediglich den Anfangsbereich zu unterdrücken, sondern es kann ebenso auch eine Unterdrückung des Endbereiches erforderlich werden. Einer oberen Begrenzung des Meßbereiches kommt im übrigen grundsätzliche Bedeutung zu, wenn eine Oberlastung des Ausgangs durch eine Obersteuerung des Meßumformereingangs verhindert werden soll. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Meßumformer zur Umwandlung von Meßströmen und Meßspannungen in eingeprägte Ausgangsströme unter Verwendung eines gegengekoppelten Verstärkers, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch, daß der Ausgangsstrom des Verstärkers auf einen Maximalwert begrenzt ist, indem ein Schwellwertelement, z.B. eine Diode mit einem der im Ausgangskreis des Verstärkers liegenden Widerstände und dem Verstärkereingang so verbunden ist und die Schaltung so dimensioniert ist, daß das Schwellwertelement einen Gegenkopplungsstrom durchläßt, sobald der Ausgangsstrom seinen Maximalwert erreicht und damit einen Spannungsabfall bewirkt, der den Schwellwert des Schwellwertelementes Ube'rschreitet.
  • Ein Ausführunysbeispiel der Erfindung ist in.den Zeichnungen dargestellt und wird im folyenden näher bescrieben.
  • stellt und'wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es 1 ine zeigen Fig. 1 eine Schaltung des Meßumformers, Fig. 2 eine Kennlinie des Meßumformers zur Darstellung des Teilbereiches.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung enthält im wesentlichen den zum Verstärker V gehörigen Schaltungsteil. Das dem Verstärkereingang zugeführte Meßsignal IM kann zuvor schon nicht dargestellte Schaltungsteile des Meßumformers durchlaufen haben, die es aus beliebigen anderen Größen in seine jetzige Form als &leichstromsignal IM umgeformt haben. Der als Meßsignal bezeichnete Strom IM wird nun mit Hilfe des Verstärkers V in bekannter Weise in einen eingeprägten Ausgangsstrom IA umgewandelt. Hierzu wird der von IA an den Widerständen R2, R3 verursachte Spannungsabfall über einen Widerstand R5 auf den Eingang des Verstärkers V gegengekoppelt.
  • Zur erfindungsgemäßen Meßbereichsunterdrückung wird dem Eingang des Verstärkers V außer dem Meßsignal IM noch ein Gegensignal IG zugeführt, das mit Hilfe der Widerstände R8 Rg, R10 sowie einer Zenerdiode Z aus einer negativen Spannungsquelle erzeugt wird.
  • Wie Fig. 2 zeigt, wird dadurch ein Teil der Kennlinie 1A = f (IM) in den negativen Bereich verschoben, das heißt bei IM t IG wird IA negativ. Um den negativen Ausgangsstrom 1A zu unterdrücken, ist zwischen den Ausgang des Verstärkers V und die vom Ausgangsstrom IA durchflossene Bürde R1 eine Diode D1 geschaltet. Der Kennlinienknick der Diode D1 würde jedoch zu Verzerrungen innerhalb des Teilbereiches führen. Parallel zur Diode D1 ist deshalb ein Widerstand R4 geschaltet. Dadurch wird der unlineare Teil der Kennlinie in den negativen Ausgangsstrombereich verschoben, wo er nicht mehr stört. Außerdem ist dieser Strom gerade so groß, daß er sicher erkennen läßt, ob der Meßumformer außer Betrieb ist oder ob das Meßsignal den unteren Grenzwert des Teilbereiches noch nicht erreicht hat; Die Schaltung in Fig. 1 ist weiterhin so aufgebaut, daß'auch ein oberer Grenzwert nicht überschritten wird. Hierzu wird der von dem Ausgangsstrom IA an R3 erzeugte Spannungsabfall von einer Diode mit ihrem Schwellwert verglichen. Sobald an R3 ein Spannungsabfall entsteht, der den Schwellwert der Diode überschreitet - das i'st bei richtiger Dimensionierung von R3 der Fall, wenn der Ausgangsstrom IA seinen oberen Grenzwert erreicht - wird die Diode D2 leitend und bewirkt eine so starke Gegenkopplung, daß ein weiteres Ansteigen des Ausgangsstromes verhindert wird.

Claims (2)

Paten ta n sprüche
1.Meßumformer, der unter Verwendung eines positiv und negativ aussteuerbaren gegengekoppelten Verstärkers innerhalb eines vorgegebenen Meßbereiches Meßsignale gleichbleibender Polarität in proportionale eingeprägte Ausgangsströme umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstärker (V) außer dem Meßsignal ( (IM)ein Gegensignal (IG) solche.r Art zugeführt ist, daß sich der Anfang des Meßbereiches in den Bereich negativer Ausgangsströme (IA) verschiebt und in dem Stromkreis zwischen dem Ausgang des Verstärkers und der Bürde (R1) des Meßumformers eine mit einem Widerstand (R4) überbrückte Diode (D1) so eingefügt ist, daß sie die negativen Ausgangsströme (IA) bis auf einen kleinen zur Kontrolle dienenden Restbetrag unterdrückt.
2. Meßumformer zur Umwandlung von Meßströmen und Meßspannungen in eingeprägte Ausgangsströme unter Verwendung eines gegengekoppelten Verstärkers inbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstrom (IA) des Verstärkers (V) auf einen Maximalwert begrenzt ist, indem ein Schwellwertelement, z*B. eine Diode (Dg) mit einem der im Ausgangskreis des Verstärkers liegenden Widerstände (R1, R2, R3) und dem Verstärkereingang so verbunden ist und die Schaltung so dimensToniert ist, daß das Schwellwertelement einen Gegenkopplungsstrom durchläßt, sobald der Ausgangsstrom seinen Maximalwert erreicht und damit einen Spannungsabfall bewirkt, der den Schwellwert des Schwellwertelementes überschreitett Lee se te
DE19722248870 1972-10-05 1972-10-05 Meßumformer mit Teilmeßbereich Expired DE2248870C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19722248870 DE2248870C3 (de) 1972-10-05 1972-10-05 Meßumformer mit Teilmeßbereich

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19722248870 DE2248870C3 (de) 1972-10-05 1972-10-05 Meßumformer mit Teilmeßbereich

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2248870A1 true DE2248870A1 (de) 1974-04-11
DE2248870B2 DE2248870B2 (de) 1975-11-27
DE2248870C3 DE2248870C3 (de) 1982-04-08

Family

ID=5858262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19722248870 Expired DE2248870C3 (de) 1972-10-05 1972-10-05 Meßumformer mit Teilmeßbereich

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2248870C3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006045893A1 (de) * 2006-09-28 2008-04-03 Siemens Ag Automatische Verschiebung des Messwerterfassungsbereichs einer sensorischen Messeinrichtung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3412843A1 (de) * 1984-04-05 1985-10-31 Knick Elektronische Meßgeräte GmbH & Co, 1000 Berlin Verfahren zum umwandeln eines im bereich von 0 bis 20 ma liegenden eingangsstroms in einen ausgangsstrom im bereich von 4 bis 20 ma, und umgekehrt, sowie schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE4012174A1 (de) * 1990-04-14 1991-10-17 Telefunken Electronic Gmbh Schaltung, die aus einen strom einen teilstrom erzeugt

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006045893A1 (de) * 2006-09-28 2008-04-03 Siemens Ag Automatische Verschiebung des Messwerterfassungsbereichs einer sensorischen Messeinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE2248870B2 (de) 1975-11-27
DE2248870C3 (de) 1982-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19723645B4 (de) Anordnung zur Signalübertragung zwischen einer Geberstelle und einer Empfangsstelle
DE2350083C2 (de) Schaltungsanordnung zur Umformung eines durch einen Fühler erfaßten Meßwertes
DE71962T1 (de) Druckwandler mit nicht-linearem temperaturausgleich.
DE3307602A1 (de) Schaltungsanordnung zur verschiebung von signalpegeln
DE1283002B (de) Steuereinrichtung fuer die Selektion des mittleren Signals aus einer Anzahl von redundanten, unabgeglichenen analogen Eingangssignalen
DE102009014252A1 (de) Feldgerät zur Prozessinstrumentierung
DE2248870A1 (de) Messumformer mit teilmessbereich
DE10102791B4 (de) Elektrischer Meßumformer
EP1067473B1 (de) Integrator
DE3301256C2 (de) Meßeinrichtung
DE2906740A1 (de) Verfahren zur erhoehung der genauigkeit ein digital-analog- bzw. analog-digital- wandlers und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3717591A1 (de) Schaltungsanordnung zur potentialfreien erfassung von binaeren signalen
DE2419642B2 (de) Analog-Digital-Umsetzer
DE2856479C3 (de) Schaltungsanordnung zur Begrenzung des Regelbereichs eines Regelverstärkers
DE3905664A1 (de) Schaltungsanordnung mit einem sensor
DE2933847C2 (de) Schaltungsanordnung zum Empfang von Gleichstromzeichen in Fernschreib- und Datenübertragungsanlagen
DE2909194C3 (de) Schaltungsanordnung zur Kompensation der temperaturabhängigen Nullpunktschrift von Feldplatten
DE4222346C2 (de) Einrichtung zur Erhöhung der Störsicherheit bei der Differentiation von Signalen
DE2320229A1 (de) Schaltungsanordnung zur galvanisch getrennten proportionalen uebertragung einer gleichspannung hoher abbildungsgenauigkeit
DE2219553A1 (de) Schaltung zur feststellung schneller schwankungen geringer amplitude in einem ausgangssignal grosser amplitude
EP0146679A1 (de) Schaltungsanordnung zur Temperaturkompensation eines Messumsetzers
DE2327142A1 (de) Schaltungsanordnung zur begrenzung der ausgangsspannung eines regelverstaerkers ohne beeintraechtigung der regelgenauigkeit
DE3727579C2 (de)
DE895312C (de) Verstaerker mit kombinierter Strom- und Spannungsgegenkopplung
DE1955555A1 (de) Analog-/Digital-Umsetzer fuer sehr hohe Frequenzen

Legal Events

Date Code Title Description
BF Willingness to grant licences
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee