DE2314754B1

DE2314754B1 - Elektrische Vielstellen-Messeinrichtung

Info

Publication number: DE2314754B1
Application number: DE2314754A
Authority: DE
Inventors: Manfred Kreuzer
Original assignee: Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
Current assignee: Hottinger Bruel and Kjaer GmbH
Priority date: 1973-03-24
Filing date: 1973-03-24
Publication date: 1974-05-02
Also published as: GB1458765A; US3873917A; DE2314754C2

Description

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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Die jeweils einander zugeordneten Schalter der

Erfindung dargestellt, es zeigt Gruppen S₁₂, S₂₂, S₃₂; S₁₃, S₂₃, S₃₃; S'₁₂, S'_w, S'₃₂ und

Fig. 1 eine Anordnung mit beidseitiger Anschaltung S'_1Z, S'^₃, S'^ wurden jeweils synchron miteinander

der Meßbrückenzweige, einer Ergänzungshalbbrücke geschaltet,
und Operationsverstärkern als Regelanordnungen, 5 Ein Meßgerät 4 ist in üblicher Weise mit den Mittel-

Fig. 2 eine im wesentlichen Fig. 1 entsprechende abgriffen der Meßbrückenzweige einerseits und dem

Anordnung, jedoch mit anders gestalteter Ergänzungs- Mittelabgriff der Ergänzungshalbbrücke andererseits

halbbrücke, verbunden.

Fig. 3 eine Anordnung mit einseitiger Anschaltung Die möglichst nahe bei den Meßwiderständen M₁₂,

der Meßbrückenzweige und einer Regelanordnung mit io Af₂₂, M₃₂; M₁₃, M₂₃, M₃₃ abgegriffenen Spannungen

Amplitudenkontrollgerät, werden jeweils dem invertierenden Eingang der Ope-

Fig. 4 eine Anordnung für einseitig geschaltete rationsverstärker 2 bzw. 3 zugeführt. Die Operations-

Meßbrückenzweige und synchron dazu geschalteter verstärker verändern ihre Ausgangsspannung so, daß

hochohmiger Ergänzungshalbbrücke, die an ihrem invertierenden Eingang anliegende Span-

Fig. 5 bis Fig. 7 im wesentlichen Fig. 4 entspre- 15 nung gleich der Spannung wird, die an ihrem nicht

chende Anordnungen mit verschiedenen Varianten der invertierenden Eingang anliegt. Auf diese Weise wer-

Ergänzungshalbbrücken, den Spannungsverluste ausgeglichen, die durch Wider-

Fi g. 8 eine Gesamtanordnung mit beidseitig an je stände in der Leitung zwischen dem Ausgang des

eine gemeinsame Regelanordnung anschaltbaren Meß- Operationsverstärkers und den Meßwiderständen auf-

brückenzweigen und synchron zuschaltbarer hoch- 20 treten einschließlich der Spannungsverluste an den

ohmiger Ergänzungshalbbrücke, Schaltern S₁₂, S₂₂, S₃₂ bzw. S₁₃, S₂₃, S₃₃. Zwischen den

Fig. 9 eine im wesentlichen der Fig. 8 entsprechende Meßwiderständen und den invertierenden Eingängen

Anordnung, jedoch mit jedem Meßbrückenzweig fest der Operationsverstärker treten keine Spannungs-

zugeordneter Regelanordnung, Verluste auf, weil der invertierende Eingang der

Fig. 10 einen Speisespannungschalter, bestehend aus 25 Operationsverstärker hochohmig ist.
einer Operationsverstärkerschaltung mit steuerbarem Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unter-

Ausgangstransistor, scheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1

Fig. Il einen Speisespannungsschalter, bestehend dadurch, daß die Spannungsquelle 1' in zwei gleiche aus einer Operationsverstärkerschaltung mit Steuer- Hälften aufgeteilt und gleichzeitig als Ergänzungsbarem Kollektorausgang, 30 halbbrücke verwendet ist und das Meßgerät 4 direkt

Fig. 12 einen Speisespannungschalter, bestehend mit der Mittelanzapfung der Spannungsquelle 1' veraus einer Operationsverstärkerschaltung mit abschalt- bunden ist. Eine weitere, sinngemäß auch bei der Ausbarer Eingangs- und Betriebsspannung. führungsform gemäß Fig. 1 anwendbare Variante

In Fig. 1 sind an die beiden Klemmen einer Speise- besteht in Fig. 2 darin, daß in den einzelnen Meßspannungsquelle 1 die nicht invertierenden Eingänge 35 brückenzweigen an Stelle der zweiten Meßwiderstände zweier Operationsverstärker 2, 3 und eine aus zwei M₁₃, M₂₃, M₃₃ ein für alle Meßbrückenzweige gemein-Widerständen .Rl und i?2 bestehende Ergänzungs- samer Kompensationswiderstand K vorgesehen ist.
halbbrücke angeschlossen. Am Ausgang des Opera- Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform tionsverstärkers 2 sind die Schalter S₁₂, S₂₂, S₃₂ und wird die bei den Meßwiderständen M₁₂, M₂₂, M₃₂ abam Ausgang des Operationsverstärkers 3 die Schalter 40 gegriffene Spannung über die Leitung 5 und die an S₁₃, S₂₃, S₃₃ angeschlossen. Jeweils ein Paar einander einem für alle Meßbrückenzweige gemeinsamen Komentsprechender Schalter beider Gruppen, beispiels- pensationswiderstand K abgegriffene Spannung über weise S₁₂ und S₁₃, schaltet einen aus Meßwiderständen die Leitung 6 einem Amplitudenkontrollgerät 7 zuge-M₁₂ und M₁₃ bzw. M₂₂ und M₂₃ bzw. M₃₂ und M₃₃ führt und dort mit einer vorgegebenen Referenzbestehenden Meßbrückenzweig an den Operations- 45 spannung U_ref verglichen. Ein einer festgestellten Abverstärker 2 bzw. 3 an. An Stelle jeweils zweier Meß- weichung entsprechendes Regelsignal wird zur Nachwiderstände kann auch ein Meßwiderstand und ein regelung der Ausgangsspannung des steuerbaren Kompensationswiderstand zur Bildung eines Meß- Generators 8 herangezogen, derart, daß die Amplitude brückenzweiges herangezogen werden. Im Falle der der an den Meßwiderständen M₁₂, M₂₂, M₃₂ anliegen-Verwendung von Kompensationswiderständen ist es 50 den Spannung die gewünschte Größe erhält. An den auch möglich, einen gemeinsamen Kompensations- Leitungen 5 und 6 ist die Ergänzungshalbbrücke, bewiderstand für alle Meßbrückenzweige vorzusehen. In stehend aus den Widerständen Rl und R2, angeschlosdiesem Falle wäre der gemeinsame Kompensations- sen. Die Ergänzungshalbbrücke ist bei- dieser Ausfühwiderstand auf der einen Seite fest mit den Meßwider- rungsform hochohmig, um störende Spannungsabfälle ständen der einzelnen Brückenzweige und andererseits 55 an den Schaltern S'₁₂, S'^ und S'^ zu vermeiden,
unter Weglassung der Schalter S₁₃, S₂₃, S₃₃ direkt mit Wenn es hauptsächlich auf Konstanz des NuIldem Ausgang des Operationsverstärkers 3 zu verbin- punktes ankommt und gewisse Empfindlichkeitsändeden. rungen toleriert werden können, ist die Verwendung

Zwischen den Schaltern S₁₂, S₂₂, S₃₂ und den jeweils einer hochohmigen Ergänzungshalbbrücke für sich

zugeordneten Meßwiderständen M₁₂, M₂₂, M₃₂ ist 60 allein ausreichend. Dies ergibt sich aus den folgenden

jeweils eine Leitung angeschlossen, welche über Schal- Erläuterungen zu Fig. 4, in welcher die Verhältnisse

ter S'₁₂, S'₂₂, S'₃₂ wahlweise mit dem invertierenden auszugsweise an Hand des ersten Meßbrückenzweiges

Eingang des Operationsverstärkers 2 verbindbar ist. dargestellt sind. Die Anschaltung des Meßbrücken-

In gleicher Weise ist mittels der Schalter S'₁₃, S'^, zweiges, bestehend aus den Meßwiderständen M₁₂ und

S'33 eine Verbindung zwischen den Meß- bzw. Korn- 65 M₁₃, an die Speisespannungsquelle erfolgt über den

pensationswiderständen M₁₃, M₂₃, M₃₃ und dem inver- Speisespannungsschalter S₁₂. Zwischen diesem Schalter

tierenden Eingang des Operationsverstärkers 3 her- und dem Meßwiderstand M₁₂ ist über den Schalter S'₁₂

stellbar. die eine Seite der aus den hochohmigen Widerständen

■ 7 . 8

Rl und R2 bestehenden Ergänzungshalbbrücke ange- und durch gleichzeitiges Schließen des Schalters S₆ die schlossen, deren andere Seite mit der vom zweiten Meßdiagonale der Vollbrücke, gegebenenfalls unter Meßwiderstand M₁₃ zur Spannungsquelle 1 führenden Zwischenfügung eines Verstärkers 13 direkt auf das Leitung verbunden ist. Zwischen die Mittelanzapfun- Meßgerät 4 geschaltet. Die Schalter S₁₁, S₂₁, ^₃₁, ^41 gen des Meßbrückenzweiges und der Ergänzungshalb- 5 dienen zur wahlweisen Anschaltung des einen Meßbrücke ist das Meßgerät 4 gelegt. Zufolge dieser An- diagonalpunktes der einzelnen Meßstellen, die Schalter Ordnung wirken sich zwar Spannungsverluste am S₁₄, S₂₄, S₃₄, S₄₄ dienen zur wahlweisen Anschaltung Schalter S₁₂ auf die Empfindlichkeit der Anordnung des anderen Meßdiagonalpunktes bei in Vollbrückenaus, die Nullpunktskonstanz wird jedoch hierdurch schaltung ausgeführten Meßstellen, nicht beeinträchtigt. Zufolge des großen Widerstandes io An Stelle von individuellen Abgleichmaßnahmen der Ergänzungshalbbrücke treten am Schalter S'₁₂ bei den einzelnen Meßstellen kann in an sich bekannter allenfalls vernachlässigbare Verluste auf, die keinen Weise der Abgleich auch durch eine zentrale, programnennenswerten Einfluß auf die Nullpunktskonstanz mierte Abgleicheinheit erfolgen, die beispielsweise auf haben. die Ergänzungshalbbrücke wirkt. Vorteilhafter ist es

Fig. 5 zeigt eine Variante der Ausführung nach 15 jedoch, weil dies auch für die Verwendung von VoIl-Fig. 4. Die Ergänzungshalbbrücke wird hier durch eine brückenschaltungen bei den einzelnen Meßstellen verInduktivität 9 mit Mittelanzapfung und eine ihr paral- wendbar ist, die zentrale Abgleicheinheit auf den lelgeschaltete Kapazität 10 gebildet; die Anordnung Verstärker 13 zur Wirkung zu bringen, wird mit Wechselstrom betrieben. Der durch die In- Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel duktivität 9 und die Kapazität 10 gebildete Schwing- 20 sind die Operationsverstärker 2 und 3 gemeinsam für kreis ist in seiner Resonanzfrequenz auf die Frequenz alle bzw. mehrere Meßstellen vorgesehen. Fig. 9 zeigt der Speisewechselspannung abgestimmt. Zufolge des eine Ausführungsform, bei welcher jeder Meßstelle je hohen Resonanzwiderstandes ist die so gebildete Er- ein solcher Operationsverstärker O₁₂, O₂₂, O₃₂, O₄₂ gänzungshalbbrücke hochohmig mit den zuvor be- bzw. O₁₃, O₂₃, O₃₃, O₄₃ fest zugeordnet ist. Hierfür schriebenen Vorteilen. Für Störspannungen anderer 25 sind Operationsverstärker zu verwenden, deren AusFrequenz hingegen ist diese Brücke niederohmig, gang abschaltbar, d. h. in den Zustand »isolierend« weshalb diese Störspannungen zur Speisespannungs- schaltbar ist. Die Fig. 10 bis 12 zeigen Beispiele für quelle 1 abgeleitet werden. solche Operationsverstärkerschaltungen.

Bei der Variante nach Fig. 6 ist zwischen den Aus- In Fig. 10 ist eine Operationsverstärkerschaltung gang der hochohmigen Ergänzungshalbbrücke und 30 mit steuerbarem Ausgangstransistor vorgesehen. Am das Meßgerät 4 ein Impedanzwandler 11 geschaltet, nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärum die hohe Ausgangsimpedanz der Ergänzungshalb- kers liegt die von der nicht dargestellten Speisespanbrücke auf einen niedrigen Wert herabzusetzen. Da- nungsquelle zur Verfügung gestellte Speisespannung Us durch wird die Ausgangsspannung der Meßbrücken- an. Sperrt der Transistor 14, so ist der Operationsschaltung weniger abhängig von der Belastung durch 35 verstärker abgeschaltet, d. h., der Ausgangswiderstand den Eingangswiderstand des Meßgerätes 4. der Operationsverstärkerschaltung geht gegen unend-

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist eine aus lieh. Leitet hingegen der Transistor 14, so erfolgt relativ niederohmigen Widerständen bestehende Er- zufolge der Rückkopplung seiner Ausgangsspannung gänzungshalbbrücke verwendet, der jedoch ein Im- zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers pedanzwandler 12 vorgeschaltet ist. Der Eingangs- 40 die bereits beschriebene Nachregelung der Spannung', widerstand der Ergänzungshalbbrücke wird dadurch so daß die Ausgangsspannung Um der Operationshochohmig mit den zuvor beschriebenen Vorteilen, ihr verstärkerschaltung den gewünschten Wert erhält. Ausgangswiderstand ist genügend niederohmig. Fig. 11 zeigt eine Operationsverstärkerschaltung •Selbstverständlich kann bei den Ausführungsformen mit steuerbarem Kollektorausgang. Solange der Schalgemäß Fig. 4 bis 7 an Stelle der dargestellten einsei- 45 ter 15 geöffnet ist, arbeitet die Schaltung in der bereits tigen Anschaltung der einzelnen Meßbrückenzweige beschriebenen Weise, die Ausgangsspannung Um wird auch in der zuvor beschriebenen Weise eine beidseitige nachgeregelt, so daß sie den gewünschten Wert ein-Anschaltung vorgesehen sein. nimmt. Wird der Schalter 15 geschlossen, so wird der

Fig. 8 zeigt die Darstellung einer kompletten Viel- Transistor T₁ in der Operationsverstärkerschaltung

stelle-Meßeinrichtung für vier Meßstellen unter Ver- 50 gesperrt, und der Ausgangswiderstand der Schaltung

Wendung verschiedener, in vorhergehenden Figuren geht gegen unendlich, die betreffende Meßstelle ist

dargestellten Varianten. In diesem Beispiel ist die erste abgeschaltet.

Meßstelle eine Vollbrückenschaltung, die zweite Meß- Fig. 12 zeigt eine Operationsverstärkerschaltung

stelle eine Halbbrückenschaltung, die dritte und vierte mit abschaltbarer Eingangs- und Betriebsspannung. .

Meßstelle bestehen jeweils aus einem einzelnen Meß- 55 Sind die synchron miteinander betätigten Schalter 16,

widerstand mit zugeordnetem Kompensationswider- 17, 18 geschlossen, so ist die betreffende Meßstelle

stand. Die Speisespannung wird für die einzelnen eingeschaltet. Sind die Schalter 16 bis 18 hingegen ge-'

Meßstellen beidseitig mittels der Schalter S₁₂, S₂₂, S₃₂, öffnet, so geht der Ausgangswiderstand der Schaltung

S₄₂; ^13) ^23> ^33> ^₄₃ zugeschaltet. Die Anschaltung gegen unendlich, da weder Eingangsspannung noch

der Ergänzungshalbbrücke erfolgt beidseitig über die 60 Betriebsspannung angelegt sind. Will man evtl. noch

Schalter S'₁₂, S'₂₂, S'₃₂, S'₄₂; S'₁₃, S'₂₃, S'₃₃, S'₄₃. Besteht auftretende kleine Leckströme der Schalter 16 bis 18

die Meßstelle aus einer Vollbrücke, wie im Beispiel die wirkungslos machen, so leitet man sie — wie gestrichelt

erste Meßstelle, so wird keine Ergänzungshalbbrücke dargestellt — über die Widerstände R3 und R4 zum

benötigt; in diesem Falle wird durch öffnen des Ausgang eines Impedanzwandlers 19 ab, dessen Ein-

Schalters S₅ die Ergänzungshalbbrücke abgeschaltet 65 gang mit der Meßdiagonale verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 409 518/266

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Vielstellen-Meßeinrichtung in Brückenschaltung, bei welcher jede Meßstelle aus einem zwei Meßwiderstände bzw. einen Meßwiderstand und einen Ergänzungswiderstand enthaltenden Meßbrückenzweig besteht und die einzelnen Meßstellen mittels eines am einen Ende des Meßbrückenzweiges oder je eines an den beiden Enden des Meßbrückenzweiges angeordneten Speisespannungsschalters wahlweise an eine Speisespannungsquelle anschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Meßstelle (M₁₂, Af₂₂, M₃₂, M₁₃, M₂₃, M₃₃) zwischen dem einen Speisespannungsschalter (S₁₂, S₂₂, S&, S₄₂) und dem Meßwiderstand (M₁₂, M₂₂, M₃₂) und gegebenenfalls zwischen dem anderen Speisespannungsschalter (S₁₃, S₂₃, S₃₃, S₄₃) und dem zweiten Meßwiderstand (M₁₃, M₂₃, M₃₃) bzw. dem Ergänzungswiderstand (K) ein Spannungsabgriff vorgesehen ist, welcher mit einer Regelanordnung (2, 3, 7, O₁₂, O₂₂, O₃₂, O₄₂, O₁₃, O₂₃, O₃₃, O₄₃) verbunden ist, die die Speisespannung derart nachregelt, daß am Ort des Spannungsabgriffs eine Spannung von vorgebbarem Betrag zur Verfügung steht.

2. Vielstellen-Meßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spannungsabgriff und Regelanordnung (2, 3, 7) ein synchron mit dem zugeordneten Speisespannungsschalter (S₁₂, S₂₂, S₃₂, S₄₂, S₁₃, S₂₃, S₃₃, S₄₃) einschaltbarer Schalter (S ■&, S ^₂, S ^, S _&, S ₁₃, S ^₃, S₃₃, S ^) vorgesehen ist.

3. Vielstellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelanordnung aus einem Amplitudenkontrollgerät (7) besteht, welches die Amplitude der am Ort des Spannungsabgriffs anliegenden Spannung mit einem vorgebbaren Wert (U_Ttf) vergleicht und in Abhängigkeit von der festgestellten Differenz eine Regelspannung zur Nachregelung eines Speisespannungsgenerators (8) bildet.

4. Vielstellen-Meßeinrichtung in Brückenschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelanordnung aus einem Operationsverstärker (2, 3) besteht, mit dessem nicht invertierenden Eingang die Speisespannungsquelle (1,1', 8), mit dessem Ausgang der jeweilige Speisespannungsschalter (S₁₂, S₂₂, S₃₂, S₄₂, S₁₃, S₂₃, S₃₃, S₄₃) und mit dessem invertierenden Eingang der jeweilige Spannungsabgriff bzw. der am jeweiligen Spannungsabgriff angeschlossene Schalter (S'₁₂, S'^, S'aij, S'42, S'₁₃, S'23, S'^, S'tz) in Verbindung steht.

5. Vielstellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Operationsverstärker (2, 3) abwechselnd an eine von mehreren Meßstellen (M₁₂, M₂₂, M₃₂, M₁₃, M₂₃, M₃₃) anschaltbar ist.

6. Vielstellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speisespannungschalter der steuerbare Ausgangstransistor (14) einer Operationsverstärkerschaltung verwendet ist (Fig. 10).

7. Vielstellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speisespannungsschalter eine Operationsverstärkerschaltung mit

steuerbarem Kollektorausgang (T₁) verwendet ist (Fig. II).

8. Vielstellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelanordnung aus einem ausgangsseitig mit der Meßstelle verbundenen Operationsverstärker besteht, an dessem nicht invertierenden Eingang (ni) die Speisespannung (Us) über den Speisespannungschalter (16) anlegbar ist, dessen invertierender Eingang (1) mit dem Spannungsabgriff verbunden ist und dessen Betriebsspannung (+£/&, -Ub) über Schalter (17, 18) anschaltbar ist (Fig. 12).

9. Vielstellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdiagonale über einen Impedanzwandler (19) und Widerstände (R₃, A₄) mit den Betriebsspannungseingängen (+ Ub, — Ub) des Operationsverstärkers verbunden ist.

10. Elektrische Vielstellen-Meßeinrichtung in Brückenschaltung, bei welcher jede Meßstelle aus einem zwei Meßwiderstände bzw. einen Meßwiderstand und einen Ergänzungswiderstand enthaltenden Meßbrückenzweig besteht und die einzelnen Meßstellen mittels eines am einen Ende des Meßbrückenzweiges oder je eines an den beiden Enden des Meßbrückenzweiges angeordneten Speisespannungschalters wahlweise an eine Speisespannungsquelle anschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei Speisung der Meßstellen mit Trägerfrequenz eine aus einem durch einen induktiven Spannungsteiler (9) und eine diesem parallelgeschaltete Kapazität (10) verkörperten Resonanzkreis, dessen Resonanzfrequenz auf die Trägerfrequenz abgestimmt ist, bestehende Ergänzungshalbbrücke (R₁, R₂, 9, 10, 11, 12) jedem eine Meßstelle (M₁₂, M₂₂, M₃₂, M₁₃) bildenden Meßbrückenzweig zugeordnet bzw. zuschaltbar ist.

11. Elektrische Vielstellen-Meßeinrichtung in Brückenschaltung, bei welcher jede Meßstelle aus einem zwei Meßwiderstände bzw. einen Meßwiderstand und einen Ergänzungswiderstand enthaltenden Meßbrückenzweig besteht und die einzelnen Meßstellen mittels eines am einen Ende des Meßbrückenzweiges oder je eines an den beiden Enden des Meßbrückenzweiges angeordneten Speisespannungschalters wahlweise an eine Speisespannungsquelle anschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem eine Meßstelle (M₁₂, M₂₂, M₃₂, M₁₃) bildenden Meßbrückenzweig eine hochohmige Ergänzungshalbbrücke (R₁, R₂, 9, 10, 11, 12), an derem Ausgang ein Impedanzwandler (11) mit niederohmigen Ausgang angeschlossen ist, zugeordnet bzw. zuschaltbar ist.

12. Elektrische Vielstellen-Meßeinrichtung in Brückenschaltung, bei welcher jede Meßstelle aus einem zwei Meßwiderstände bzw. einen Meßwiderstand enthaltenden Meßbrückenzweig besteht und die einzelnen Meßstellen mittels eines am einen Ende des Meßbrückenzweiges oder je eines an den beiden Enden des Meßbrückenzweiges angeordneten Speisespannungschalters wahlweise an eine Speisespannungsquelle anschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem eine Meßstelle (M₁₂, M₂₂, M₃₂, M₁₃) bildenden Meßbrückenzweig eine hochohmige Ergänzungshalbbrücke (R₁, R₂, 9, 10, 11,12), die aus relativ niederohmigen Widerständen (R₁, R₂) mit einem oder je einem vorgeschalteten Impedanzwandler (12, +1, +1) besteht, zugeordnet bzw. zuschaltbar ist.

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13. Vielstellen-Meßeinrichtung nach einem der Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es durchaus möglich ist, Halbleiterschalter mit Vorteil eine Ergänzungshalbbrücke wahlweise einer von auch zur Schaltung von Meßbrückenzweigen einzumehreren Meßstellen zuschaltbar ist (Fig. 3 und 8). setzen. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung

14. Vielstellen-Meßeinrichtung nach einem der 5 zu schaffen, bei welcher die die Meßergebnisse vervorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- fälschenden Einflüsse der Kontaktwiderstände von net, daß als Schalter Halbleiterschalter verwendet Schaltern und die durch diese bedingten Empfindlichsind, keitsfehler vermieden oder vernachlässigbar klein ge-

15. Vielstellen-Meßeinrichtung nach einem der halten werden und bei welcher Halbleiterschalter Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß io u. dgl., die einen verhältnismäßig hohen absoluten als Schalter geschaltete Operationsverstärker ver- Einschaltwiderstand besitzen, verwendbar sind. Zur wendet sind (Fig. 10, 11 und 12). Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei

einer elektrischen Vielstellen-Meßeinrichtung der ein-

gangs angegebenen Gattung vorgesehen, daß bei jeder

15 Meßstelle zwischen dem einen Speisespannungschalter und dem Meßwiderstand und gegebenenfalls zwischen

Die Erfindung betrifft eine elektrische Vielstellen- dem anderen Speisespannungschalter und dem zweiten Meßeinrichtung in Brückenschaltung, bei welcher jede Meßwiderstand bzw. dem Ergänzungswiderstand ein Meßstelle aus einem zwei Meßwiderstände bzw. einen Spannungsabgriff vorgesehen ist, welcher mit einer Meßwiderstand und einen Ergänzungswiderstand ent- 20 Regelanordnung verbunden ist, die die Speisespannung haltenden Meßbrückenzweig besteht und die einzelnen derart nachregelt, daß am Ort des Spannungsabgriffs Meßstellen mittels eines am einen Ende des Meß- eine Spannung von vorgebbarem Betrag zur Verbrückenzweiges oder je eines an den beiden Enden fügung steht.

des Meßbrückenzweiges , angeordneten Speisespan- Bei einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Annungschalters wahlweise an eine Speisespannungs- 25 sprach 2 kann eine einzige Regelanordnung wahlweise quelle anschaltbar sind. für mehrere Meßstellen verwendet werden.

Zur Verringerung des Schaltungsaufwandes schaltet Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Regelanord-

man häufig gleichartige Meßwiderstände nachein- nung ergibt sich aus Anspruch 3. ander in dieselbe Brücke. Handelt es sich hierbei um Eine andere Ausgestaltung der Regelanordnung

Meßwiderstände mit kleinen relativen Widerstands- 30 offenbart Anspruch 4. Hierbei kann für jede der Meßänderungen, z. B. um Dehnungsmeßstreifen, können stellen ein solcher Operationsverstärker vorgesehen veränderliche Kontaktwiderstände der Schalter die sein oder gemäß Anspruch 5 ein einziger Operations-Messung völlig verfälschen. verstärker abwechselnd einer von mehreren Meß-

Zur Verminderung dieser nachteiligen Auswirkun- stellen zuschaltbar sein. Die Meßstellen können sowohl gen sind bereits Anordnungen bekanntgeworden 35 als Brückenzweige als auch als Vollbrücken ausge-(Rohrbach, »Handbuch für elektrisches Messen bildet sein.

mechanischer Größen«, VDI-Verlag 1967, S. 251), bei Die Ansprüche 6 und 7 betreffen zwei vorteilhafte

welchen die Fehler zufolge des Einflusses des Kontakt- Ausführungen des Speisespannungschalters. Widerstandes des Speisespannungschalters dadurch Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Regelvermindert werden, daß die geschaltete Speisespannung 40 anordnung ergibt sich aus Anspruch 8. Zur Vermeidurch einen weiteren Schalter der Ergänzungshalb- dung von Restströmen in der Ausgangsleitung des brücke zugeführt wird und dadurch den Nullpunkt- Operationsverstärkers bei abgeschaltetem Operationsfehler gegenüber der üblichen Anordnung, bei der die verstärker ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 9 Speisespannung der Ergänzungshalbbrücke direkt zu- zweckmäßig.

geführt wird, verringert wird. Die durch die Kontakt- 45 Durch Verwendung von Regelanordnungen entwiderstände der Schalter bedingten Empfindlichkeits- sprechender Güte kann man mit den vorstehend erfehler werden bei der bekannten Anordnung jedoch wähnten Ausgestaltungen praktisch allen Anfordenicht nur nicht verringert, sondern sogar noch erhöht. rungen in bezug auf Genauigkeit und Nullpunkts-

Infolge des großen Einflusses der Widerstände der Stabilität gerecht werden. Soweit bei Verwendung ein-Schaltkontakte erschien es bisher nicht möglich, Schal- 50 facherer Regelanordnungen Schaltwiderstände verter, z. B. Halbleiterschalter, trockene Reedschalter bleiben, haben diese auf die Genauigkeit vernachläsod. dgl., die einen verhältnismäßig hohen absoluten sigbar kleine Auswirkungen, während sie die Null-Einschaltwiderstand besitzen, für die Umschaltung in punktsstabilität bereits in unerwünschtem" Maße be-Brückenschaltungen zu verwenden. Typische Schalt- einflussen können. Die Ansprüche 10, 11, 12 betreffen widerstände beispielsweise der Halbleiterschalter sind 55 daher Einrichtungen der eingangs erwähnten Gattung, Werte von 10 bis 100 Ohm, wogegen die Kontakt- bei welchen die der Erfindung zugrunde liegende Aufwiderstände der Schalter in Brückenzweigen kleiner gäbe in anderer Weise gelöst ist. Je nach den gestellten als 1 · IO-³ Ohm sein sollten. Die wegen ihrer großen Anforderungen und/oder den verwendeten Regelan-Zuverlässigkeit, ihrer Verschleißfreiheit und ihrer ho- Ordnungen können die Maßnahmen dieser nebengehen Schaltgeschwindigkeit vorteilhaften Halbleiter- 60 ordneten Ansprüche alternativ oder ergänzend zu den schalter sind daher in Fachkreisen als zum Einsatz Maßnahmen der vorhergehenden Ansprüche angein Meßbrückenzweige nicht geeignet angesehen wor- wendet werden. Eine zweckmäßige Ausgestaltung der den. Aus diesem Grunde ist in Fachkreisen angeregt Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, die " worden, um die günstigen Halbleiterschalter verwen- einer Aufwandsminderung dient, ist in Anspruch 13 den zu können, an Stelle von Meßbrückenschaltungen 65 angegeben.

Schaltungen mit eingeprägtem Strom zu verwenden Die Ansprüche 14 und 15 beziehen sich auf Vorrich-

(deutsche Offenlegungsschrift 1944 400; »Material- tungen, die bei den verschiedenen Ausgestaltungen mit prüfung«, 11 [1969], Nr. 8, S. 261 ff.). - Vorteil als Schalter verwendet werden.