DE2307296B2 - Anordnung zur Messung von Temperaturen - Google Patents

Anordnung zur Messung von Temperaturen

Info

Publication number
DE2307296B2
DE2307296B2 DE2307296A DE2307296A DE2307296B2 DE 2307296 B2 DE2307296 B2 DE 2307296B2 DE 2307296 A DE2307296 A DE 2307296A DE 2307296 A DE2307296 A DE 2307296A DE 2307296 B2 DE2307296 B2 DE 2307296B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bridge
temperature
branch
constant
dependent
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
DE2307296A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2307296C3 (de
DE2307296A1 (de
Inventor
Jochen Dr.-Ing. Haeusler
Roland Horn
Werner Ing.(Grad.) Kirschner
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2307296A priority Critical patent/DE2307296C3/de
Priority to US05/440,049 priority patent/US3943434A/en
Priority to JP49018115A priority patent/JPS49114975A/ja
Publication of DE2307296A1 publication Critical patent/DE2307296A1/de
Publication of DE2307296B2 publication Critical patent/DE2307296B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2307296C3 publication Critical patent/DE2307296C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring 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
    • G01K7/18—Measuring 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
    • G01K7/20—Measuring 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
    • G01K7/21—Measuring 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung von Temperaturen mit temperaturproportionaler Anzeige unter Verwendung einer zwei temperaturabhängige Widerstände enthaltenden Brük- ^o ke.
Der zunehmende Einsatz von Digitalvoltmetern in der Meß- und Automatisierungstechnik, sowie die Prozeßrechner gesteuerte Meßwertfassung, erfordern zur Vermeidung lästiger Umrechnungen Geber, deren Ausgangsspannungen proportional zu der in ein elektrisches Signal umgewandelten Meßgröße sind.
In der Temperaturmessung sind neben den Thermoelementen die Widerstandsthermometer
60
die verbreitesten Temperaturgeber, die üblicherweise in einer Brückenschaltung betrieben werden. Arbeitet die Brücke nach dem Ausschlagsverfahren, so ist die in der Brückendiagonale entstehende Spannung jedoch nicht streng zur Temperatur proportional. Dieser bekannten Erscheinung (vgl. ATMJ 910 14. Okt. [1968] S. 217 —220) kann bei der Verwendung von Zeigerinstrumenten durch eine nichtlineare Skala begegnet werden. Da bei Verwendung von Digitalvoltmetern diese Möglichkeit entfällt müssen zur Linearisierung schaltungstechnische Maßnahmen ergriffen werden. Bekanntlich läßt sich beim Einsatz von Nickel-Widerstandsthermometern durch geeignete Dimensionierung der einfachen Wheatstonschen-Brücke der quadratisch von der Temperatur abhängende Term in der Brückendiagonalspannung eliminieren. Es :st auch bekannt daß dies in dieser einfachen Form bei Einsatz der wegen besserer Reproduzierbarkeit und eines größeren zulässigen Temperaturbereichs wichtigeren Platinwiderstandsthermometer grundsätzlich nicht möglich ist
Es sind also zur Linearisierung kompliziertere Schaltungen erforderlich, wozu in der genannten Literaturstelle ohne Dimensionierungsangaben und erzielbare Ergebnisse schon Hinweise auf die Verwendung zweier Platin-Widerstandsthermometer und mehrfach Brücken gemacht wurden. Die Mehrfachbrückensystem ist durch die deutsche Auslegeschrift 11 82 873 bekannt die sich auf eine linear anzeigende Temperaturmeßschaltung bezieht Weiterhin ist eine Schaltanordnung zur Linearisierung der Kennlinie für Thermowiderstände mittels aktiver Schaltelemente in Gegenkopplung (deutsche Auslegeschrift 1138251) bekannt in der dje. Nichtlinearität acr Widerstandsänderung in einer Gegenkopplungsschaltung mit Transistoren vermindert wird.
Bei einem anderen bekannten Widerstandsthermometer (deutsche Offenlegungsschrift 15 73 167) ist ein weiterer Vorschlag zur Linearisierung durch geeignetes Zusammenschalten von Widerständen mit entgegengesetztem Vorzeichen des quadratisch von der Temperatur abhängigen Widerstandstermes gemacht worden. Dieser Vorschlag ist für die Brückenschaltung ungeeignet da selbst ein linear von der Temperatur abhängender Widerstand zu einer nichttemperaturproportionalen Brückenspannung führt. Die für diese vorgeschlagene Linearisierung notwendige Kombination verschiedener Materialien grenzt bsi Verwendung genormter Widerstände Materialien grenzt bei Verwendung genormter Widerstände die Kombination auf den für Nickel zulässigen Temperaturbereich ein. Die Kombination beschränkt sich ferner in Ermangelung weiterer Parameter grundsätzlich auf die Eliminierung des quadratisch von der Temperatur abhängenden Terms. Dieser Beschränkung ist auch der in der Zeitschrift »Electronic-Journal« Juni (1970) Heft 6, S. 48 —51 beschriebene Temperatur-Meßwertverstärker unterworfen, bei dem eine zum Widerstandszuwachs proportionale Spannung in einem Multiplikator quadriert und mit einem geeigneten Faktor versehen der Spannung wieder hinzugefügt wird, da in der Ausgangsspannung der kubisch von der Temperatur abhängende Term grundsätzlich nicht eliminiert werden kann, wenn der quadratische verschwinden soll.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Temperaturmeßanordnung der genannten Art anzugeben, bei welcher ohne Zuhilfenahme aufwendiger Multipliziereinheiten eine geeignet dimensionierte Brücke zur Temperaturmessung eingesetzt werden kann, in deren Diagonalspannung sowohl der quadratische als auch der kubisch von der Temperatur abhängende Term verschwinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Brückenzweig aus einer Parallelschaltung zweier Serienschaltungen aus je einem konstanten Widerstand und je einem temperaturabhängigen
Widerstand und der zweite Brückenzweig aus einer Serienschaltung zweier konstanter Widerstände besteht, daß femer in den ersten Brückenzweig ein konstanter Strom eingeprägt ist, derart, daß die Stromzuführung zwischen den beiden konstanten Widerständen und die Stromabführung zwischen den beiden temperaturabhängigen Widerständen liegt, daß am zweiten Brückenzweig eine Spannung eingeprägt ist, die der im ersten Brückenzweig entstehenden Spannung entspricht, wobei ein Anschlußpunkt des zweiten Brückenzweiges gleiches Potential führt wie die Stromabführung des ersten Brückenzweiges und daß der Ausgang für die temperaturproportionale Spannung zwischen die beiden konstanten Widerstände des zweiten Brückenzweiges und zwischen einen konstanten and einen temperaturabhängigen Widerstand des ersten Brückenzweiges gelegt ist.
VorteMhafterweise sind die beiden Brückenzweige über einen nicht invertierenden Verstärker miteinander verbunden und die temperaturabhängigen Widerstände gleich.
An Hand der Zeichnung und eines Ausführungsheispiels wird die Erfindung näher erläutert
Die Figur zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung. In den einen Brückenzweig, der aus einer Parallelschaltung zweier Serienschaltungen aus je einem konstanten Widerstand A3 bzw. Λ5 und je einem temperaturabhängigen Widerstand R* bzw. R6 besteht, wird der Strom * eingeprägt Dabei entsteht, bezogen auf den Schaltungsnullpunkt B zn A der Spannungsabfall
= (R3 + KJ (K5 + R6)
0 K3 + IU + R5 + R6 1^
Diese Spannung wird, ohne daß dieser Brückenzweig strommäßig belastet wird, mittels des nicht invertierenden Verstärkers Kdem zweiten, aus den konstanten Widerständen R\ und R2 bestehenden Brückenzweig zugeführt Im Gegensatz zu einfachen Wheatstone schen-Brücken und zum in (ATM J 910 14.Okt [1968]
S. 217 —220) angegebenen Vorschlag, einen zweiten Platinwiderstand in der Brückendiagonale anzuordnen, strebt bei der erfindungsgemäßen Anordnung mit dem durch den Verstärker V entkoppelten Brückenzweigen die zwischen den Punkten C und D entstehende
ίο Brückendiagonalspannung UA bei wachsenden R+ft)und R6(I), d. h. bei wachsender Temperatur t, keinen endlichen Grenzwert, sondern nur einer zu R$ proportionalen Größe zu. Damit bleibt einmal das für die bisherigen Brückenschaltungen so typische Zurückbleiben der Brückendiagonalspannung hinter der Temperatur aus, zum anderen stehen mit den Verhältnissen R2IR\ bzw. Ä3/Ä40 und RjIR6O zwei Variable zur Verfugung, die sich zur Eliminierung des quadratisch und des kubisch von der Temperatur abhängenden Terms in der Brückendiagonalspannung heranziehen lassen. So lassen sich unter Verwenden zweier gleicher Platinwiderstände
R4= R6 = A60(I +(Xt+ßt2+?t 3)
"J mit den genormten Koeffizienten
a. = 3,9 · 10-VoC,p = -0,6 - 10-V(0C)2
und
y = 435 ■ 10-"V(0C)3
bei den Widerstandsverhältnissen
RiIR60 = 5,82 und R1IR2 = R3ZR40 = 10,863
folgende Ergebnisse erzielen:
-200
-150
-100 -10
+ 100
+200
-1,3035
-1.3G42
-1,3045 -1,3046
1,3048
1,3055
+300
+400
+500 +600
+ 70C
+800
1,3072
1,3110
1,3164 -1,3240
-1,3341
-1,3469
Bei einer idealen Meßanordnung wäre das Verhältnis 55 bis +200° C Temperaturen mit einer Linearität < ±l%o I1 /j von -200 bis +50C0C mit einer Linearität von <±1%
und im gesamten für Platinwiderstände genormten Bereich von -200 bis +8000C mit einer Linearität < 1,65% messen
eine Konstante. Nach der Tabelle lassen sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung im Bereich von -200
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

10 15 20 Patentansprüche:
1. Anordnung zur Messung von Temperaturen mit temperaturproportionaler Anzeige unter Verwendung einer zwei temperaturabhängige Widerstände enthaltenden Brücke, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Brückenzweig aus einer Parallelschaltung zweier Serienschaltungen aus je einem konstanten Widerstand (R3, Rs) und je einem temperaturabhängigen Widerstand (R*, Rs) und der zweite Brückenzweig aus einer Serienschaltung zweier konstanter Widerstände (R\, R2) besteht, daß ferner in den erste Brückenzweig ein konstanter Strom (i>) eingeprägt ist, derart, daß die Stromzuführung zwischen den beiden konstanten Widerständen (R3, Rs) und die Stromabführung zwischen den beiden temperaturabhängigen Widerständen (Ru Rg) liegt daß am zweiten Brückenzweig eine Spannung (Uo) eingeprägt ist, die der im ersten Brückenzw.'iig entstehenden Spannung entspricht, wobei ein Anschlußpunkt des zweiten Brückenzweiges gleiches Potential führt wie die Stromabführung des ersten Brückenzweiges und daß der Ausgang (CD) für die lemperaturproportionale Spannung (Ua) zwischen die beiden konstanten Widerstände (R\, R2) des zweiten Brückenzweiges und zwischen einen konstanten (R3) und einen temperaturabhängigen Widerstand (R*) des ersten Brückenzweiges gelegt ist
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daD die beiden Brückenzweige über einen nicht invertierenden Verstf.ker (V) miteinander verbunden sind.
3. Anordnung nach Anspruc: 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die temperaturabhängigen Widerstände (Ra, R6) gleich sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die temperaturabhängigen Widerstände (Ra, Ri) in an sich bekannter Weise in einem Bauelement mit vier Anschlüssen untergebracht sind.
DE2307296A 1973-02-14 1973-02-14 Anordnung zur Messung von Temperaturen Expired DE2307296C3 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2307296A DE2307296C3 (de) 1973-02-14 1973-02-14 Anordnung zur Messung von Temperaturen
US05/440,049 US3943434A (en) 1973-02-14 1974-02-06 Arrangement for measuring temperatures
JP49018115A JPS49114975A (de) 1973-02-14 1974-02-14

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2307296A DE2307296C3 (de) 1973-02-14 1973-02-14 Anordnung zur Messung von Temperaturen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2307296A1 DE2307296A1 (de) 1974-08-22
DE2307296B2 true DE2307296B2 (de) 1979-06-21
DE2307296C3 DE2307296C3 (de) 1980-02-21

Family

ID=5871911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2307296A Expired DE2307296C3 (de) 1973-02-14 1973-02-14 Anordnung zur Messung von Temperaturen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US3943434A (de)
JP (1) JPS49114975A (de)
DE (1) DE2307296C3 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956684A (en) * 1974-10-21 1976-05-11 General Electric Company DC to AC inverter having improved switching efficiency, overload, and thermal protection features
JPS51113672A (en) * 1975-03-31 1976-10-06 Kyowa Dengiyou:Kk Constant current type distortion messuring circuit
US4137770A (en) * 1977-12-05 1979-02-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electronic thermostat
US4171509A (en) * 1978-01-19 1979-10-16 Signetics Corporation Bridge drive circuit and method
DE3037340C2 (de) * 1979-10-03 1985-07-18 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Treiber für Hitzdraht-Luftmengenmesser
DE3417211A1 (de) * 1984-05-10 1985-11-14 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Temperatursensor
US5116136A (en) * 1989-06-01 1992-05-26 Massachusetts Institute Of Technology Temperature measurements using thermistor elements
US5121064A (en) * 1990-08-31 1992-06-09 Allied-Signal, Inc. Method and apparatus for calibrating resistance bridge-type transducers
CA2150502A1 (en) * 1994-08-05 1996-02-06 Michael F. Mattes Method and apparatus for measuring temperature
US5694147A (en) * 1995-04-14 1997-12-02 Displaytech, Inc. Liquid crystal integrated circuit display including as arrangement for maintaining the liquid crystal at a controlled temperature
US6325763B1 (en) * 2000-01-03 2001-12-04 Kenneth Raymond Pfeiffer Portable differential thermal biofeedback device
US7600913B2 (en) * 2003-04-15 2009-10-13 Tedrive Holding B.V. Saturated transistor based temperature sensor
DE102004029941B3 (de) * 2004-06-21 2005-12-15 Infineon Technologies Ag System zur Auswertung eines Sensorsignals

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3278834A (en) * 1962-04-23 1966-10-11 Statham Instrument Inc Wheatstone bridge compensation circuits and transducers employing the same
US3316765A (en) * 1965-08-19 1967-05-02 Yellow Springs Instr Extended range thermistor temperature sensing
US3568044A (en) * 1968-09-12 1971-03-02 Bell & Howell Co Linearizing circuit for high output transducers
US3541857A (en) * 1968-11-27 1970-11-24 John Massey Compensated resistance bridge-type electrical thermometer
US3738174A (en) * 1972-03-01 1973-06-12 King Nutronics Corp Temperature calibration system
US3743926A (en) * 1972-04-06 1973-07-03 Gen Electric Fine linearity control in integral silicon transducers

Also Published As

Publication number Publication date
US3943434A (en) 1976-03-09
DE2307296C3 (de) 1980-02-21
JPS49114975A (de) 1974-11-01
DE2307296A1 (de) 1974-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2917237C2 (de)
DE2307296C3 (de) Anordnung zur Messung von Temperaturen
EP0528784A1 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Messgrösse
CH684805A5 (de) Verfahren zur Wandlung eines gemessenen Signals, Wandler zu dessen Ausführung sowie Messanordnung.
DE3831659A1 (de) Einschaltung zum eichen eines ohmmeters
DE2518890A1 (de) Linearisierungsvorrichtung
EP0266365A1 (de) Schaltungsanordnung zur erzeugung eines von der temperatur nichtlinear abhängigen ausgangssignals.
DE2518422A1 (de) Schaltungsanordnung zur selbsttaetigen kompensation des ohmschen widerstandes der verbindungsleitungen zwischen widerstandsgebern und messgeraeten
DE3424288C2 (de)
EP0017901B1 (de) Schaltung zum elektrischen Messen mechanischer Grössen
DE3634053C2 (de)
DE3330043A1 (de) Ladungsverstaerkerschaltung
DE2129567A1 (de) Schaltung zur linearisierung der messung einer physikalischen groesse
DE1573257C3 (de) Anordnung zur genauen Temperaturmessung
DE3313559A1 (de) Anordnung zum messen und/oder ueberwachen der temperaturen in maschinen oder geraeten
DD240951A1 (de) Schaltungsanordnung, insbesondere zur temperaturmessung
DE2721585C3 (de) Digital anzeigendes Präzisionsthermometer
DE1179015B (de) Messeinrichtung mit in Abhaengigkeit von dem Eingangswert veraenderlichem UEbertragungsgrad zur Herstellung einer gewuenschten Charakteristik
DE2412969C3 (de) Schaltungsanordnung zum Umwandeln des Widerstandswertes eines Meßwiderstandes und insbesondere eines Widerstandsthermometers in einen proportionalem Stromwert
DE2900323A1 (de) Schaltungsanordnung zur linearisierung des platinwiderstandsthermometers
DE2616429A1 (de) Verfahren zur digitalen und analogen anzeige einer elektrischen eingangsspannung und vorrichtung zur ausuebung dieses verfahrens
DD258851A1 (de) Temperaturmesswandler
DE2158269A1 (de) Schaltung zur linearen Umformung von Widerstandswerten in Stromwerte
DE2814849A1 (de) Schaltungsanordnung zur ueberwachung des isolationszustandes von wechselspannungsnetzen
DE2129566A1 (de) Linearisierungsschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee