DE2414309C2 - Schaltungsanordnung zur Kompensation des Temperaturganges eines Feldplattenpotentiometers - Google Patents

Description

bauen, die einem veränderbaren Magnetfeld ausge- 35 ters 1 betrage beispielsweise bei einer Raumtempera- »etzt ist. Da Feldplatten einen negativen Temperatur- tür t_t von 20° C etwa 500 Ω. Um das Feldplattenpokoeffizienten aufweisen, ist bei einem derartigen Feld- tentiometer 1 mit einem Querstrom I₁ von 1 mA zu plattenpotentiometer eine Kompensation des Tem- versorgen, benötigt man eine stabile Versorgungsperaturganges erforderlich. spannung an seinen Außenanschlüssen A, E von etwa

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten 40 0,5 V. Ein derartig kleiner Querstrom erzeugt eine Art ist bereits bekannt (Siemens-Zeitschrift, 1973, Verlustleistung von nur 50 μW und belastet daher die S- 491 bis 496, insbesondere Bild 12). Bei dieser be- versorgende Spannungsquelle nur wenig. Die Eigenkannten Schaltungsanordnung zur Kompensation des erwärmung der Feldplatte durch diese Verlustleistung Temperaturganges eines Feldplattenpotentiometers bleibt vernachlässigbar gering. Die Versorgungsspanjiegt die Feldplatte in Reihe mit zwei Heißleitern an 45 nung der Feldplatte soll auch bei einer Änderung der einem Stabilisator. Dabei ist jedoch erforderlich, daß Umgebungstemperatur konstant bleiben, damit das die Temperaturkoeffizienten der beiden Heißleiter jeweils eingestellte Teilerverhältnis am Feldplattenllbereinstimmen. potentiometer erhalten bleibt. Bei konstanter Versor-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gungsspannung steigt der Querstrom im gleichen Schaltungsanordnung zur Kompensation des Tempe- 50 Maße wie der Feldplattenwiderstand abnimmt, raturganges eines Feldplattenpotentiometers zu schaf- Die Versorgungsspannung für das Feldplattenten, bei der keinerlei temperaturabhängige Bauele- potentiometer wird über einen Spannungsteiler mit fnente eingesetzt werden. Erfindungsgemäß wird diese einem niederohmigen Teilerwiderstand R 3, R 4 und Aufgabe dadurch gelöst, daß die Außenanschlüsse einem weiteren Teilerwiderstand RS entnommen, des Feldplattenpotentiometers parallel zu einem nie- 55 Der Widerstand R 3 ist als Trimmpotentiometer für derohmigen Teilerwiderstand eines Spannungsteilers den Nullpunktabgleich ausgeführt, liegen, dem die Konstantspannungsquelle in Form Bei einer Temperaturänderung ändert sich der

einer mit konstantem Strom gespeisten Schwellwert- Gesamtwiderstand des Feldplattenpotentiometers und diode parallel geschaltet ist. damit der Querstrom I₁. Damit sich diese Änderung

Zur Stabilisierung des Arbeitspunktes der Schwell- 60 nicht wesentlich auf den Teilerstrom /₂ im niederwertdiode sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, ohmigen Teilerwiderstand R 3, R 4 auswirkt, wird die daß die Schwellwertdiode in der Emitter-Kollektor- Stromstärke des Teilerstroms i_t etwa eine Größen-Strecke eines mit konstanter Basisspannung angesteu- Ordnung über der Stromstärke des Querstromes I₁ ertem Transistors angeordnet ist. gewählt. Dies kann mit folgenden Widerstandswerten

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 65 erreicht werden:

fließt ein sehr kleiner Querstrom über das Feldplat- »1 — mn ba — *i η ο« — »inn

tenpotentiometer, da dessen Widerstandswert groß ist ~ ' ~ ' ~

gegenüber dem Widerstandswert des niederohmigen Eine dem Spannungsteiler parallelgeschaltete

Schwellwertdiode Zl sorgt dafür, daß der gesamte Spannungsteiler R 3, R 4 und R S an einer konstanten Spannung liegt. Es kann beispielsweise eine geeignete Schwellwertdiode mit einer Neim-Durchbruchsspannung von 9,1 V gewählt werden.

Bei einer Erhöhung der Umgebungstemperatur verringert sich der Feldplatten-Widerstand. Dadurch steigt der Querstrom /,, und der Spannungsteiler wird höher belastet. Würde die Durchbruchsspannung der Schwellwertdiode Zl völlig konstant bleiben, so ergäbe diese Mehrbelastung eine gewisse Verringerung der Versorgungsspannung des Feldplattenpotentioroeters. Da jedoch die Schwellwertdiode Zl einen positiven Temperaturkoeffizienten zwischen 4-10->/°C und 8-10-"V⁰C besitzt, gleichen sica »₅ beide Effekte weitgehend aus.

Es sei angenommen, daß die Durchbruchsspannung der Schwellwertdiode Zl bei Z₁ = 20⁰C bei 9,JV liegt. Bei einer Temperaturerhöhung auf t_t = 65° C steigt die Durchbruchsspannung bei einem ao Temperaturkoeffizieuten von 4 · 10-V⁰C auf 9,263 V und bei einem Temperaturkoeffizienten von 8 · 10-V⁰C auf 9,43 V an. Bei der gleichen Temperaturänderung vermindert sich jedoch der Widerstand des Feldplattenpotentiometers von 500 Ω auf as 480 Ω.

Bei einer Raumtemperatur t, = 20° C, einem Feldplattenwiderstand von 500 Ω und einer Durchbruchsspannung der Schwellwertdiode Zl von 9,1 V ergibt sich mit den angegebenen Widerstandswerten des Spannungsteilers eine Versorgungsspannung von 0,52 V an den Außenanschlüssen A und E des Feldplattenpotentiometers 1. Bei einer Temperatur von J₂ = 65° C sinkt diese Versorgungsspannung auf 0,51 V ab, wenn die Schwellwertdiode Zl einen Temperaturkoeffizienten von 4 · 1O^-4/⁰ C aufweist, bzw. auf 0,518 V, wenn die Schwellwertdiode Zl einen Temperaturkoeffizienten von 8 ■ 10~⁴/°C hat.

Man erkennt, daß der Temperaturgang der Schwellwertdiode Zl kompensierend auf die Versorgungsspannung des Feldplattenpotentiometers wirkt, wobei jedoch kein eng begrenzter Wert für den Temperaturkoeffizienten der Schweliwertdiode erforderlich ist.

Damit sich der Arbeitspunkt der Schwellwertdiode Z2 bei Schwankungen der Versorgungsspannung an den Klemmen M und P nicht verändert, ist eine Stromstabilisierung mit einem Transistor Tr, einer weiteren Schwellwertdiode Zl und den Widerständen Al, Rl vorgesehen. Der erforderliche Gesamtstrom /₄ errechnet sich aus der Summe des Querstromes i, und des Teilerstromes /₂ sowie einem Strom i_s über die Schwellwertdiode Zl. Der Strom /₃ wird so gewählt, daß die Schwellwertdiode Zl sicher stabilisiert. Mit Hilfe des so errechneten Gesamtstromes /₄ kann der Arbeitspunkt des Transistors Tr und damit die erforderliche Basisspannung bestimmt werden. Die Basisspannung des Transistors Tr wird von der weiteren Schwellwertdiode Zl festgelegt und beispielsweise zu 8,2 V gewählt. Für den Vorwiderstand R1 ergibt sich ein Wert von 2,7 kQ für einen Mindeststrom i₃ = 4 mA über die Schwellwertdiode Zl. Der weitere Vorwiderstand Rl kann beispielsweise 510 Ω betragen. Bei diesem Wert ist die Verlustleistung des Transistors Tr minimal.

Der Abgriff am Trimmpotentiometer R3 und der Mittelanschluß R des Feldplattenpotentiometers 1 sind mit den Eingängen eines Verstärkers 3 beschaltet, dessen Versorgungsspannung ebenfalls an den Klemmen M und P liegt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 3 kann in bekannter Weise weiter ausgewertet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Teilerwiderstandes des Spannungsteilers. Der kleine Patentansprüche· Querstrom im Feldplattenpotentioraeter verursacht nur eine vernachlässigbax kleine Eigenerwärmung.

1. Schaltungsanordnung zur Kompensation des Die Speisespannung an den Außenanschlüssen des Temperaturganges eines Feldplattenpotentiome- 5 Feldplattenpotentiometers kann als hinreichend konlers unter Zuhilfenahme einer Konstantspan- stant angesehen werden, weü eine temperaturbedingte »ungsquelle, dadurch gekennzeichnet, Änderung des Feldplattenwiderstandes den Gesamtdaß die Außenanschlüsse (A, E) des Feldplatten- widerstand des Spannungsteilers nicht nennenswert potentiometers (1) parallel zu einem niederohmi- beeinflußt. Die Versorgung des Faldplattenpotentiogen Teilerwiderstand (A3, R4) eines Spannungs- io meters erfolgt somit mit emgepragter Spannung. Auch toilers (A3, R4 und RS) liegen, dem die Kon- bei einer Temperaturänderung bleibt das eingestellte «tantspannungsquelle in Form einer mit konstan- Teilerverhältnis erhalten, da der Feld_rlattenwidertem Strom (L) gespeisten Schwellwertdiode (Z 2) stand im gleichen Maße abnimmt wie der Querstrom parallel geschaltet ist über das Feldplattenpotentiometer ansteigt. Da eine

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 15 Schwellwertdiode einen positiven Temperaturkoeffidadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwert- zienten besitzt, unterstützt ihr Temperaturgang die diode (Z 2) in der Emitter-Kollektor-Strecke eines Kompensation der Versorgungsspannung des FeIdmit konstanter Basisspannung angesteuerten plattenpotentiometers.

Transistors (T_r) angeordnet ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer

ao vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die

angegebenen Werte für die Ströme, Spannungen und

Widerstände sind nur beispielhaft zum besseren Verständnis der Erfindung angegeben. Es handelt sich

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- »5 nicht um erfindungsnotwendige Dimensionierungsvor-•nordnung zur Kompensation des Temperaturganges schritten.

eines Feldplattenpotentiometers unter Zuhilfenahme Die Zeichnung zeigt schematisch ein Feldplatteneiner Konstantspannungsquelle. potentiometer 1 mit Außenanschlüssen A und E und

Feldplatten sind Halbleiter-Bauelemente, deren einem Mittelanschluß R, sowie ein vom Polschuh 2 Ohmscher Widerstandswert in Abhängigkeit von 3° ausgehendes Magnetfeld. Bei einer Verschiebung des einem Magnetfeld veränderbar ist. Ein schleifkontakt- Polschimes 2 verändert sich das Verhältnis der Spanloses Potentiometer läßt sich mit Hilfe einer als nung zwischen den Anschlüssen A und R zur Span-Spannungsteiler geschalteten Feldplatte mit zwei nung zwischen den Anschlüssen E und R. Außenanschlüssen und einem Mittelanschluß auf- Der Grundwiderstand des Feldplattenpotentiome-