DE2350362B2 - Grenzwertmelder für impulsbetriebene Schaltungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Grenzwertmelder für impulsbetriebene Schaltungen, der bei Zugehörigkeit eines ihm zugeführten Meßsignals zu dem den Normalzustand kennzeichnenden Wertebereich von zwei durch einen Grenzwert definierten Wertebereichen Impulse und bei Zugehörigkeit des Meßsignals zum anderen, einen gestörten Zustand kennzeichnenden Wertebereich Gleichspannung abgibt.

Solche Grenzwertmelder, wie sie z. B. in der deutschen Patentschrift 12 78 889 beschrieben sind, geben demgemäß stets Impulse ab, solange das Meßsignal in einem vorgegebenen Bereich liegt d. h. die durch das Meßsignal dargestellte Größe, wie Druck, Temperatur, einen normalen Wert hat und damit die überwachte Anlage ungestört ist Im Störungsfalle übersteigt bzw. unterschreitet die Meßgröße und damit das Meßsignal den Grenzwert, worauf der Grenzwertmelder keine Impulse mehr abgibt sonderen ein konstantes Signal erzeugt Man kann auch, wie es in einer aus der DT-AS 11 68 295 bekannten Anordnung der Fall Ut den Normalzustand der Anlage durch ein konstantes Signal und den gestörten Zustand durch die Ausgabe von Impulsen anzeigen. Dies hat aber die Eigenheit, daß im Falle eines Drahtbruches auf einer Leitung oder im Grenzwertmelder dieser trotz Überschreitens des Grenzwertes ein konstantes Signal abgibt und daher keine Störung meldet obwohl sich die Anlage in einem gefährlichem Zustand befindet. Man wird daher den Grenzwertmelder zweckmäßig in der eingangs beschriebenen Weise betreiben. Da Grenzwertmelder wie alle anderen Bauteile eines Sicherheitssystems so konstruiert sein sollen, daö ein Kurzschluß oder ein Drahtbruch eine Störungsmeldung auslöst, wird im Falle eines Drahtbruchs oder Kurzschlusses zwar fälschlicherweise das Über- bzw. Unterschreiten eines Grenzwertes gemeldet, eine darauf eingeleitete Überprüfung des Grenzwertmelders deckt aber den Fehler rasch auf.

Oft werden Grenzwertmelder in sogenannten η m- z. B. 2v3-Systemen. eingesetzt d. h. in Systemen, in denen die Meßgröße m-fach ermittelt und weiterverarbeitet wird und die dann eine Störungsmeldung abgeben, wenn die Auswertung von η Meßsignalen eine Störung ergibt. Ein solches System enthält m Grenzwertmelder. Es ist unwahrscheinlich, daß gleichzeitig in η von ihnen ein Drahtbruch oder Kurzschluß auftritt und dadurch eine; Störungsmeldung abgegeben wird. Durch zyklisches Überprüfen der Kanäle kann ein fehlerhaftes Bauteil festgestellt werden.

An die Grenzwertmelder sind Weiterverarbeitungs- und/oder Auslösegeräte angeschlossen, denen die Impulse zugeführt werden. Die vorliegende Erfindung beruht darauf, daß insbesondere bei nv/n-Systemen der Fall eintreten kann, daß, wenn die Impulse eine zu hohe oder zu niedrige Amplitude aufweisen, ihre Auswertung fehlerhaft sein kann, indem z. B. bei Ausfall von η Impulsreihen noch keine Störung gemeldet wird. Überhöhungen oder Erniedrigungen der Impulsamplituden können z. B. durch Schwankungen der Speisespannung oder Verändern von Widerstandswerten oder von Transistorkenndaten auftreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Grenzwertmelder zu schaffen, der bei ungestörtem Betrieb Impulse mit bestimmter Amplitude und im Störungsfalle ein konstantes Signal abgibt. Dabei kann die Störung in der überwachten Anlage liegen, also eine echte Störung vorliegen odi::r sie kann durch ein fehlerhaftes Arbeiten des eigentlichen Grenzwertmelders und der mit ihm verbundenen Geräte, wie der Speisespannungsquelle, hervorgerufen sein. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Impulse in einer Schalteinrichtung erzeugt und einer Ausgangsstufe zugeführt sind, die bei einer Änderung der Speisespannung um mehr als einen vorgegebenen Betrag die Impulse sperrt.

Besonders kritisch ist eine Erhöhung der Speisespannung. Eine Anordnung, welche bei Erhöhung der Speisespannung über eine vorgegebene Grenze hinaus keine Impulse mehr abgibt, zeichnet sich dadurch aus, daß die: Impulsausgangsstufe einen Spannungsteiler enthält, der zwischen den beiden Polen der Speisespannungsquelle liegt und zwei Abgriffe aufweist, deren erstem die Impulse zugeführt sind und an deren zweitem eine

Schwellwertstufe angeschlossen ist, deren Ausgangssignal sich ändert wenn die Eingangsspannung einen eingestellten Wert unterschreitet Damit bei Absinken der Speisespannung nicht Impulse mit zu niedriger Amplitude abgegeben werden, ist dem an den Fußpunkt des S Spannungsteilers angeschlossenen Teilerwiderstand die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors, dessen Basis die Impulse zugeführt sind, parallel geschaltet Der Teilerwidersland ist so bemessen, daß bei stromlosem Transistor und Absinken der Speisespannung unter einen vorgegebenen Wert die Spannung am zweiten Abgriff des Spannungsteilers ebenfalls soweit absinkt daß der Transistor sperrt. Eine solche Schaltung hat den Vorteil, daß sie im Falle eines Kurzschlusses oder Drahtbruches die Impulse sperrt und sie nicht verfälscht weiterleitet

An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.

Einer Schalteinrichtung 5 wird ein Meßsignal LJm, eine mittels eines Potentiometers P einstellbare Vergleichsspannung Uc und ein Taktsignal 7" zugeführt. Das Vergleichssignal stellt einen Grenzwert für das Meßsignal dar. Solange dieser Grenzwert nicht überschritten wird, werden die Taktimpulse T auf den Ausgang der Schalteinrichtung 5 durchgeschaltet. Über einen Kondensator C gelangen sie auf die Basis eines Transistors TsI, dessen Kollektor am AbgriiJ eines Spannungsteilers mit Widerständen Ri, R2, R3 und R4 liegt. Die Teilerwiderstände, insbesondere der Widerstand RA, sind so gewählt, daß auch bei gesperrtem Transistor TsX die Spannung an dessen Kollektor nur wenig größer als die Restspannung ist. In einem Ausführungsbeispiel betrug sie 1,5VoIt. Die am Kollektor des Transistors TsX erscheinenden Impulse werden über Widerstände R3 und R2 sowie einen nicht bezeichneten Widerstand der Basis eines Transistors Ts2 zugeführt Dessen Arbeitspunkt ist mittels einer im Emitterkreis liegenden Zenerdiode und des Spannungsteilers so eingestellt daß er bei Normalbetrieb stets durchgeschaket ist und von den vom Transistor TsX kommenden Impulsen periodisch gesperrt wird. Weisen diese Impulse, z. B. infolge Absinkens der Versorgungsspannung niedrigere Amplitude auf, so reicht diese nicht mehr aus, den Transistor Ts2 zu sperren; dessen Ausgangssignal wird ein konstantes Dauersignal. In gleicher Weise leitet der Transistor Ts2 die Impulse nicht mehr weiter, wenn die Speisespannung über einen bestimmten Wert ansteigt In diesem Falle wird die Spannung zwischen dem Abgriff des Spannungsteilers am Widerstand R2 und dem Emitter des Transistors Ts2 so groß, daß die Impulse diesen nicht mehr sperren können. Er gibt daher ein konstantes Dauersignal ab. Die Schaltungsanordnung wirkt also in der Weise, daß bei zu hoher oder zu niedriger Speisespannung die über den Kondensator C zugeführten Impulse gesperrt und bei einer Speisespannung, die zwischen den beiden Grenzwerten liegt, durchgeschaltet werden. Damit wird erreicht, daß nur Impulse einer bestimmten Amplitude abgegeben werden. Die Impulse werden ferner gesperrt, wenn an irgendeiner Stelle der Schaltung ein Kurzschluß oder ein Drahtbruch auftritt. Die am Kollektor des Transistors TsT. auftretenden Impulse werden in einem Transistor Ts3 in der Phase gedreht und auf den Ausgangstransistor Ts4 geschaltet. Die Transistoren Ts2 und Ts3 sind über den (nnenwiderstand einer Zenerdiode Zmiteinander verkoppelt, so daß sich eine leichte Mitkopplung und damit ein definiertes Schaltverhalten ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Grenzwertmelder für impulsbetriebene Schaltungen, der bei Zugehörigkeit eines ihm zugeführ- S ten Meßsignals zu dem den Normalzustand kenn zeichnenden Wertebereich von zwei durch einen Grenzwert definierten Wertebereichen Impulse und bei Zugehörigkeit des Meßsignals zum anderen, einen gestörten Zustand kennzeichnenden Wertebereich Gleichspannung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die impulse in einer Schalteinrichtung (S) erzeugt und einer Ausgangsstufe PsI, Ta.) zugeführt sind, die bei einer Änderung der Speisespannung um mehr als einen vorgegebenen Betrag die Impulse sperrt

2. Grenzwertmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Impulsausgangsstufe einen Spannungsteiler (AI, R2, A3. A4) enthält, der zwischen den beiden Polen der Speisespannungsquelle (+, -) liegt und zwei Abgriffe aufweist, deren erstem die Impulse zugeführt sind und an deren zweitem eine Schwellwertstufe angeschlossen ist, deren Ausgangssignal sich ändert wenn die Eingangsspannung einen eingestellten Wert unterschreitet.

3. Grenzwertmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertstufe einen als Emitter-Verstärker arbeitenden Transistor (7s2) enthält, dessen Emitter auf einer Konstantspannung liegt die um einen solchen Betrag kleiner ist als die Spannung an dem mit der Basis des Transistors (Ts2) verbundenen ersten Abgriff des Spannungsteilers, daß der Transistor (Ts2) bei einer Versorgungsspannung, die kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist, durchgesteuert und von den Impulsen periodisch gesperrt wird und bei einer Versorgungsspannung, die größer als der eingestellte Grenzwert ist, stets durchgesteuert ist.

4. Grenzwertmelder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem an den Fußpunkt des Spannungsteilers (Al, Rl, Ri, R4) angeschlossenen Teilerwiderstand (A4) die Kollektor^ Emitter-Strecke eines Transistors (TsI), dessen Basis die Impulse zugeführt sind, parallel geschaltet ist und daß der Teilerwiderstand (A4) so bemessen ist, daß bei stromlosem Transistor (TsI) und Absinken der Speisespannung unter einen vorgegebenen Wert die Spannung am Abgriff des Teilerwiderstandes {R2) ebenfalls so weit absinkt, daß der Transistor (Ts2) gesperrt ist.