DE2416429A1 - Temperaturfuehlgeraet - Google Patents

Description

• Temperaturfühlgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Temperaturfühlgerät, beispielsweise auf einen Thermographen, und betrifft insbesondere ein Temperaturfühlgerät mit einer Anordnung oder Matrix aus temperaturempfindlichen Bauelementen.
• Thermographische Geräte und Anwendungsbeispiele für derartige Geräte sind aus einer Druckschrift "medial Thermography", herausgegeben von S.F.C. Heerma van Voss und P. Thomas, verlegt von S. Karger, Basel und New York, 1969, bekannt. Bei diesen bekannten Geräten wird ein einziges temperaturempfindliches Bauelement benutzt, um eine Folge von Signalen zu erzeugen, die die Temperaturverteilung über einer Fläche darstellen, die in bezug auf abgestrahlte Infrarotstrahlung von einer mechanischen Abtast- und Strahlungsfokussiervorrichtung abgefühlt wird. Eine mechanische Abtastung ist aber mit zahlreichen Nachteilen verbunden, die beispielsweise darin bestehen, daß zum einen keine genaue S^hnellabtnstung möglich ist und daß zum anderen lie riechanische Vorrichtung einen großen Platzbedarf hat.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Temperaturfühlgerät zu schaffen, das ohne eine mechanische Abtastvorrichtung auskommt.
• Ein Temperaturfühlgerät ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch eine Anordnung von temperaturempfindlichen Bauelementen, von denen jedes eine elektrische Eigenschaft hat, deren Größe sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.
• Abtastschaltungen fühlen in einer vorbestimmten Reihenfolge die Größe der betreffenden Eigenschaften der temperaturempfindlichen Bauelemente ab. Mit der Bauelementanordnung sind Mittel verbunden, die eine Folge von Signalen erzeugen, die die von der Abtastschaltung abgetastete Folge von Größen in einer solchen Weise darstellen, daß die auftretenden Signale zumindest angeben, ob jede abgetastete Größe größer oder kleiner als mindestens ein vorbestimmter Wert ist. Bei der Eigenschaft kann es sich um die Impedanz handeln, und die temperaturempfindlichen Bauelemente können beispielsweise Thermistoren sein. In diesem Fall kann die Abtastschaltung derart ausgebildet sein, daß sie in der vorbestimmten Reihenfolge durch jeden Thermistor einen Abtaststrom leitet, so daß die Größe des Abtaststroms, falls dieser von einer Konstantspannungsquelle geliefert wird, von der Impedanz bzw. dem Widerstand abhängt, den der abgetastete Thermistor darbietet. Man kann dann an einem in Reihe mit dem abgetasteten Thermistor geschalteten festen Widerstand eine Spannung abnehmen, die die Thermistorimpedanz darstellt.
• Wenn die Abweichung um mehr als einen vorgegebenen Betrag von einer mittleren normalen Temperatur beträchtlich ist, kann man die an dem festen Widerstand abgegriffene Spannung oder eine daraus abgeleitete Spannung mit zwei Bezugsspannungen vergleichen, von denen die eine einen oberen Grenzwert eines Normaltemperaturbereiches und die andere einen unteren Grenzwert des Normaltemperaturbereiches darstellt.
• Aufgrund des Vergleiches mit den beiden Bezugsspannungen können dann drei verschiedene Signale auftreten, von denen ein erstes eine Ubertemperatur, ein zweites die Normaltemperatur und ein drittes eine Untertemperatur anzeigt.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die temperaturempiindlichen Bauelemente derart angeordnet, daß sie Zeilen und Spalten bilden, und die Abtastschaltung ist derart ausgelegt, daß sie in einer vorbestimmten Reihenfolge die Größe der zugeordneten kombinierten elektrischen Eigenschaften der Zeilen und Spalten abfühlt. Mit den Zeilen sind Einrichtungen verbunden, die eine Folge von Signalen erzeugen, die die Reihenfolge der durch die Abtastschaltung abgefuhlten Größen darstellen. Weiterhin sind mit den Spalten Einrichtungen verbunden, die eine Folge von Signalen erzeugen, die die Reihenfolge der von der Abtastschaltung abgetasteten Größen darstellen. Bei der Eigenschaft kann es sich um die Impedanz handeln. Als temperaturempfindliche Bauelemente können beispielsweise Thermistoren verwendet werden. In diesem Fall kann die Abtastschaltung eine Brückenanordnung sein, die die Impedanz jeder Zeile oder jeder Spalte in der vorbestimmten Reihenfolge mit einer Standardimpedanz vergleichen, so daß die Größe des Brückenausgangssignals von der Impedanz der abgetasteten Zeile oder der abgetasteten Spalte abhängt.
• Auf diese Weise kann man eine Spannung ableiten, die die Abweichung der abgetasteten Impedanz von einem Standardwert darstellt.
• Falls eine Abweichung erfaßt werden soll, die über einen vorbestimmten Betrag hinausgeht, kann man die abgetastete Spannung oder eine daraus abgeleitete Spannung mit zwei Bezugsspannungen vergleichen, von denen die eine eine obere Grenze eines Normaltemperaturbereiches und die andere eine untere Grenze des Normaltemperaturbereiches darstellt. Aufgrund des Vergleiches wird dann eines von drei verschiedenen Signalen erzeugt, von denen ein erstes Signal eine Übertemperatur, ein zweites Signal eine Normaltemperatur und ein drittes Signal eine Untertemperatur anzeigt.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dem jedes temperaturempfindliche Bauelement ein Thermistor ist und die Thermistoren in Form von Zeilen und Spalten angeordnet sind, weisen alle Zeilen und alle Spalten dieselbe Impedanz auf, wenn alle Thermistoren dieselbe Temperatur haben. Wenn jedoch ein oder mehrere Thermistoren eine Temperatur oder Temperaturen aufweisen, die von der Temperatur der übrigen Thermistoren abweichen, ist die Impedanz in der oder den Zeilen bzw. der oder den Spalten, die diesen oder diese Thermistoren enthalten, von der üblichen Impedanz in den übrigen Zeilen und Spalten verschieden. Wenn ein Zeilenthermistor in bezug auf die gemeinsame Normaltemperatur von allen Thermistoren eine höhere oder niedrigere Temperatur aufweist, trifft man bei vielen Anwendungszwecken die gesamte Anordnung derart, daß auch der diesem Zeilenthermistor benachbarte Spaltenthermistor eine entsprechend höhere oder niedrigere Temperatur hat. Eine solche Stelle oder, genauer gesagt, einen solchen Bereich mit abnormaler Temperatur kann man dann sehr einfach dadurch herausfinden, daß festgestellt wird, in welcher Zeile und in welcher Spalte eine anormale Impedanz auftritt. Der abnormale Temperaturbereich ist dann - durch den Schnittpmikt der betreffenden Zeile und Spalte gekennzeichnet. Um die Impedanzen der Zeilen und Spalten zu überwachen, sind eine Zeilenabnast- und eine Spaltenabtast-Wheatstone-Brücke vorgesehen. Dabei wird ein Transistorschaltkreis verwendet, um die spaltenabtastende 6wfiheastone-Brücke zu veranlassen, um nacheinander die Impedanzen der Spalten zu überwachen, während die zeilenabtastende llMea-tstone-Brucke die Impedanz einer Zeile überwacht. Dieser Vorgang wlrd aufeinanderfolgend für jede Zeile nederholt. Dabei kann es erwunscht sein, daß für jede Zeile die spaltenabtastende Wheatstone Brucke zwei oder mehrere Abtastungen durchfuhrt.
• Dadurch daß man die Ausgangs signale der zeilenabtastenden Wheatstone-Brücke mit den Ausgangssignalen der spaltenabtastenden Wheatstone-Brücke oder umgekehrt tor- oder gattersteuert, erhält man Ausgangssignale, die die Koinzidenz einer abnormalen Zeilenimpedanz und einer abnormalen Spaltenimpedanz anzeigen. Wenn mehr als ein abnormaler Temperaturbereich vorhanden ist, werden mehrdeutige Signale erzeugt. Wenn beispielsweise in den Zeilen vier und fünf bei den Spalten zwei bzw. drei heiße Thermistoren vorkommen, tritt am Koinzidenzpunkt der Spalte zwei und der Zeile vier ein richtiges oder wahres Ausgangs signal und am Koinzidenzpunkt der Spalte drei und der Zeile vier ein falsches Ausgangssignal auf.
• Bei der Abtastung der Zeile fünf tritt in entsprechender Weise am Koinzidenzpunkt der Spalte zwei mit der Zeile fünf ein falsches Ausgangs signal und am Koinzidenzpunkt der Spalte drei mit der Zeile fünf ein wahres Ausgangssignal auf. Diese Mehrdeutigkeit ist jedoch bei manchen Anwendungen annehmbar, wenn nämlich lediglich beim Auftreten von abnormalen Temperaturen eine vorläufige Anzeige gegeben werden soll, die dann Anlaß einer genaueren Untersuchung ist, beispielsweise einer Untersuchung durch Infrarotfotografie.
• Die Ausgangssignale können mit einer Farbfernseh-Kathodenstrahlröhre dargestellt werden.
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten AusfUhrungsbeisp7els, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines zweiten Aus£Whrungsbeispiels, Fig. 3 ein Schaltbild eines Teils des in der Fig. 2 dargestellen Ausfühuungsbeispiels, Fig. 4 ein Schaltbild eines anderen Teils des in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels, Fig. 5 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels, Fig. 6 ein Schaltbild eines Teils des in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels, Fig. 7 ein Schaltbild eines anderen Teils des in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels, Fig. 8 ein Blockschaltbild eines weiteren Teils des in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels, Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Sichtgeräts für ein Ausftflirungsbei spiel, Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Anordnung mit temperaturempfindlichen Bauelementen, dieentsprechend einem bevorzugten Ausfünrungsbeispiel mit Schaltkreisen verbunden sind, Fig. 10a ein Schaltbild eines Schalters, der bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 benutzt wird, Fig. 11 eine schematische Darstellung eines heißen Punkts in der in der Fig. 10 gezeigten Anordnung, Fig. 12 ein Schaltbild einer Ausgabeschaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels nach der Fig. 10 und Fig. 13 eine grafische Darstellung von Ausgabesignalen, die den in der Fig. 11 gezeigten heißen Punkt darstellen.
• In der Fig. 1 ist eine Matrix oder Anordnung 11 aus temperaturempfindlichen Bauelementen 12 dargestellt, von denen eins gezeigt ist. Jedes temperaturempfindliche Bauelement ist ein Thermistor, der jeweils mit einer Diode 13 in Reihe geschaltet ist. Die Anode der Diode ist an einen Zeilenleiter 14 angeschlossen, und der nicht mit der Diode verbundene Anschluß des Thermistors steht mit einem Spaltenleiter 15 in Verbindung. Jeder der Zeilenleiter ist mit einem von zweiunddreißig vorgesehenen Zeilenabtastanschlüssen 16 6 verbunden. In entsprechender Weise ist jeder Spaltenleiter jeweils mit einem von zweiunddreißig Spaltenabtastanschlüssen 17 verbunden.
• Die Zeilenabtastanschlüsse 16 sind in vier aufeinanderfolgende Gruppen aus jeweils acht Anschlüssen unterteilt. Jede Gruppe mit acht Anschlüssen bilden acht Anschlüsse eines zugeordneten von vier Analogschaltmodulen 18a, 18b, 18c und 18d. Bei jedem der Module handelt es sich um einen MOSFET-Analogschalter vom Typ AM 3705, hergestellt von der National Semiconductors Corporation, VStA. Jeder Analogschaltmodul weist einen gemeinsamen Anschluß 19, drei Steueranschlüsse 20 sowie einen Freigabeanschluß 21 auf. Die gemeinsamen Anschlüsse 19 der Module sind mit einem Versorgungsanschluß 22 von +12 V verbunden. Wenn an irgendeinem der Module 18a, 18b, 18c und 18d ein Freigabesignal an dem Freigabeanschluß 21 anliegt, ist der Versorgungsanschluß 22 über den betreffenden Modul mit einem seiner Zeilenabtastanschlüsse 16 verbunden, wobei es om Zustand von Steuersignalen, die den Steueranschlüssen 20 zugeführt werden, abhängt, um welchen Zeilenabtastanschluß 16 es sich handelt. Die Steuersignale stellen eine Kombination von drei logischen Schaltsignalen dar, die in der Folge 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 und 111 zugeführt werden. Die ersten bis achten Zeilenabtastanschlüsse 16 werden in einer Reihenfolge, die der Reihenfolge der drei logischen Schaltsignale entspricht, mit dem gemeinsamen Anschluß 19 des Moduls verbunden, der ein Freigabesignal erhält.
• Die drei logischen Schaltsignale bzw. Steuersignale werden von einer durch acht dividierenden Schaltung 23 erzeugt, die von einem Multivibrator 24 Taktimpulse erhält. Die durch acht dividierende Schaltung 23 weist drei Ausgangsanschlüsse 25 auf, an denen die drei logischen Schaltsignale auftreten, die die Module 18a, 18b, 18c und 18d steuern.
• Die Vorderflanke jedes neunten Impulses, den die Dividierschaltung 23 erhält, wird einem 5-Bit-Schieberegister 26 mit vier Ausgangsanschlüssen 27, 28, 29 und 30 zugefü£hrt, die jeweils an den Freigabeanschluß 21 von einem der Module 18a bis 18d angeschlossen sind. Ein fünfter Ausgangsanschluß des Schieberegisters 26 ist mit einer durch sechzehn dividierenden Schaltung 31 verbunden. In jeder Folge von vierzig bMltivibratorimpulsen liefert der Ausgangsanschluß 27 ein Freigabesignal an den Anschluß 21 des Moduls 18a für den ersten bis achten Impuls, der Ausgangsanschluß 28 liefert ein Freigabesignal an den Anschluß 21 des Moduls 18b für den neunten bis sechzehnten Impuls, der Ausgangsanschluß 29 liefert ein Freigabe signal an den Anschluß 21 des Moduls 18c für den siebzehnten bis vierundzwanzigsten Impuls und der Ausgangsanschluß 30 liefert ein Freigabesignal an den Anschluß 21 des Moduls 18d für den fünfundzwanzigsten bis zweiunddreißigsten Impuls. Beim dreiunddreißigsten bis vierzigsten Impuls liefert das Schieberegister 26 einen Impuls an die durch sechzehn dividierende Schaltung 31. Folglich werden die Zeilenleiter sechzehnmal abgetastet, bevor von der Schaltung 31 ein Impuls erzeugt und an eine weitere durch acht teilende Schaltung 32 gegeben wird. Die Schaltung 32 ist in ähnlicher Weise wie die Schaltung 23 aufgebaut und gibt ebenfalls die Vorderflanke jedes neunten Impulses, der von der Schaltung 31 erzeugt wird, an ein 5-Bit-Schieberegister 33 weiter, das entsprechend dem Schieberegister 26 aufgebaut ist. Die Schaltungen 32 und 33 weisen Ausgangsanschlüsse 25' bzw. 27 t bis 30' auf, die in der gleichen Weise wie die Anschlüsse 25 und 27 bis 30, über die die Module 18a bis 18d angesteuert werden, an vier weitere Änalogschaltmodule 34a bis 34d angeschlossen sind, um diese zu steuern. Bei den Modulen 34a bis 34d handelt es sich ebenfalls um Analogschalter vom Typ AM 3705.
• Da die durch sechzehn teilende Schaltung 31 zwischen das Schieberegister 26 und die Schaltung 32 geschaltet ist, werden während jeder Abtastung jedes Spaltenleiters die Zeilenleiter sechzehnmal von den Modulen 18a bis 18d abgetastet.
• Die Anschlüsse 17 der Module 34a bis 34d werden in entsprechender Weise einer nach dem andern über die Module 34a bis 34d mit einem gemeinsamen Ausgangsanschluß 35 verbunden, der über einen Widerstand 36 an Masse angeschlossen ist.
• Während des Betriebs wird somit ein vom Anschluß 22 über den Widerstand 36 zur Masse führender Gleichstromkreis aufeinanderfolgend durch die Thermistoren und Dioden, die die Zeilenleiter mit dem ersten Spaltenleiter koppeln, sechzehnmal geschlossen, dann durch die Thermistoren und Dioden, die die Zeilenleiter mit dem zweiten Spaltenleiter koppeln, sechzehnmal geschlossen usw., bis die Thermistoren und Dioden, die die Zeilenleiter mit dem zweiunddreißigsten Spaltenleiter koppeln, ebenfalls sechzehnmal abgetastet sind.
• Die dabei am Widerstand 36 abfallende Spannung bzw. die am Ausgangsanschluß 35 auftretende Spannung stellt den Widerstand des gerade abgetasteten Thermistors dar, da der Gleichstromkreis derart ausgelegt ist, daß lYiderstandsschazankungen, die nicht vom Thermistor herrühren, gegenüber der temperaturabhängigen Widerstandsänderung des Thermistors vernachlässigbar sind. Am Anschluß 35 tritt somit ein Signal auf, das die Widerstände der Thermistoren in der Anordnung 11 und damit die Temperaturen der Thermistoren darstellt. Die vom Anschluß 35 gelieferte Information kann durch Verwendung der Koordinatensignale, die von den Signalen an den Anschlüssen 25, 27 bis 30, 25' und 27' bis 30' gebildet werden, mit den betreffenden Thermistoren korreliert werden. Allerdings sind auch andere Korrelationsmöglichkeiten denkbar. So kann man beispielsweise jeden dreiunddreißigsten Impuls, der der Schaltung 23 zugeführt wird, zum Zurücksetzen einer ersten Sägezahn- oder Rampenschaltung benutzen, und jeden dreiunddreißigsten Impuls, der der Schaltung 32 zugeführt wird, zum Zurücksetzen einer zweiten Sägezahn- oder Rampenschaltung verwenden, wobei die Rampenschaltungen dazu dienen, um die X- und Y-Ablenkung einer Kathodenstrahlröhre mit einem oder mehreren Elektronenstrahlströmen zu steuern, die direkt oder indirekt durch den Betrag der am Anschluß 35 auftretenden Spannung gesteuert werden, so daß auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre ein poster erzeugt wird, das der Temperaturverteilung in der Matrix oder Anordnung 11 entspricht. Wenn es sich bei der Kathodenstrahlröhre um eine Dreistrahl-Farbfernsehröhre handelt, kann man an den Anschluß 35 eine noch zu beschreibende 2-Stufen-Diskriminatorschaltung ankoppeln, um Schaltsignale zu erzeugen, die die drei Elektronenstrahlen der Farbfernsehröhre in einer solchen Weise steuern, daß ein gruner Punkt aufleuchtet, wenn die Temperatur des zugeordneten Thermistors normal ist, ein roter Punkt aufleuchtet, wenn die Temperatur des Thermistors über der Normaltemperatur liegt, und ein blauer Punkt aufleuchtet, wenn die Temperatur des Thermistors unter der Normaltemperatur liegt.
• In der Fig. 2 ist eine andere Matrix oder Anordnung 41 mit Thermistoren 42 dargestellt, bei der jeder Thermistor mit einer zugeordneten Diode 43 in Reihe zwischen einen Zeilenleiter 44 und einen Spaltenleiter 45 geschaltet ist. Jeder Zeilenleiter 44 ist an einen zugeordneten Zeilenschalter 46 angeschlossen, der mit einem zugeordneten Ausgangsanschluß 47 eines Zeilenabtastzählers 48 verbunden ist. Der besseren Ubersicht halber sind in der Fig. 2 lediglich einige der benutzten Bauteile dargestellt. Jeder Spaltenleiter 45 ist über einen zugeordneten Widerstand 49 an einen zugeordneten Spaltenschalter 50 angeschlossen, der mit einem zugeordneten Ausgangsanschluß 51 eines Spaltenabtastzählers 52 verbunden ist.
• Ein Impulsgenerator 53 liefert Impulse an den Zähler 52, der daraufhin nacheinander Impulse an Anschlüsse 51 abgibt und dann den nächsten Impuls einer durch sechzehn teilenden Schaltung 54 zuführt, deren Ausgangsanschluß mit dem Eingangsanschluß des Zählers 48 verbunden ist, der in ähnlicher Weise nacheinander Impulse an Anschlüsse 47 liefert und dann beim nächsten Impuls zurückgesetzt wird. Der Zähler 52 wird bei jedem Impuls zurückgesetzt, den er an die Schaltung 54 abgibt.
• Die Schaltung für eine Ausführungsform des Spaltenschalters 50 ist in der Fig. 3 dargestellt. Wenn am Anschluß 51 ein Impuls auftritt, wird ein NPN-Transistor 55 hart eingeschaltet, wodurch ein PNP-Transistor 55' ebenfalls hart durch-oder eingeschaltet wird, dessen Basis an einen Verbindungspunkt zwischen zwei in Reihe geschaltete Widerstände angeschlossen ist, die zwischen dem Kollektor des Transistors 55 und einem Versorgungsanschluß von +24 V liegen. Der Emitter des Transistors 55' ist ebenfalls an d en den Versorgungsanschluß von +24 V angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 55' ist mit dem Gatt eines Feldeffekttransistors 56 verbunden, dessen Senke an einen Versorgungsanschluß von +12 V und dessen Quelle an den jeweils zugeordneten Widerstand 49 angeschlossen ist. Der Feldeffekttransistor 56 wird somit ebenfalls hart durch- bzw. eingeschaltet. Wenn am Anschluß 51 kein Impuls anliegt, sind die drei Transistoren 55, 55' und 56 ausgeschaltet bzw. gesperrt. Wenn somit an einem der Anschlüsse 51 ein Impuls auftritt, werden die mit dem zugeordneten Spaltenleiter 45 verbundenen Thermistoren über den zugeordneten Spaltenschalter 50 und den Widerstand 49 an den Versorgungsanschluß von +12 V angeschlossen.
• Die Schaltung für eine Ausführungsform des Zeilenschalters 46 ist in der Fig. 4 dargestellt. Der Schalter 46 weist einen NPR-Transistor 57 auf, dessen Basis mit dem negativen Anschluß 47 verbunden ist. Der Transistor 57 ist in der gezeigten Weise über zwei Kollektorwiderstände zwischen einen Versorgungsanscliluß von +12 V und einen Versorgungsanschluß von -12 V geschaltet. Die Basis eines PNP-Transistors 58 ist an den Verbindungspunkt zwischen den Kollektorwiderstanden des Transistors 57 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 58 ist mit dem Gatt eines Feldeffekttransistors 59 verbunden. Die Quelle des Transistors 59 führt zur Masse, und die Senke ist mit dem zugeordneten Zeilenleiter 44 verbunden. Wenn am Anschluß 47 ein Impuls auftritt, werden die Transistoren 57, 58 und 59 hart ein- bzw. durchgeschaltet.
• Wenn kein Impuls an diesem Anschluß anliegt, sind die Transistoren gesperrt. Im eingeschalteten Zustand verbindet der Feldeffekttransistor den zugeordneten Zeilenleiter 44 mit Masse.
• Wenn der Spaltenleiter 45 über den zugeordneten Spaltenschalter 50 mit dem Versorgungsanschluß von +12 V verbunden ist, wird über denjenigen Thermistor 42 ein Gleichstromkreis geschlossen, dessen zugeordnete Diode 43 über den zugeordneten Zeilenleiter 44 und Zeilenschalter 46 mit Masse verbunden ist. Am Widerstand 49 des betreffenden Spaltenleiters 45 tritt somit eine Spannung auf, die den Widerstand des betreffenden Thermistors 42 darstellt.
• Da der Zähler 52 sechzehnmal an seinen Anschlüssen 51 entlang zählt, bevor der Zähler 48 von einem zum nächsten seiner Anschlüsse 47 zählt, wird jede Zeile von Thermistoren 42 sechzehnmal aufeinanderfolgend abgetastet.
• Jeder Widerstand 49 ist mit dem einen Ende eines zugeordneten Abtastwiderstands 60 verbunden. An ihren anderen Enden sind die Abtastwiderstände 60 an einen Summierpunkt 61 angeschlossen, der vom negativen Eingangsanschluß eines Differentialverstärkers 62 gebildet wird.
• Der positive Eingangsanschluß des Verstärkers 62 ist mit dem Schleifer 63 eines Potentiometers 64 verbunden, das mit seinem einen Ende über einen Widerstand 65 an einen Versorgungsanschluß von +12 V und mit seinem anderen Ende über einen Wi-Widerstand 66 an Masse angeschlossen ist. Ein Rückführwiderstand 67 verbindet den Summierpunkt 61 mit dem Ausgangsanschluß 68 des Verstärkers 62.
• Der Schleifer 63 dient zur Bereitstellung einer einstellbaren Bezugsspannung, die mit den Spannungen verglichen wird, die nacheinander in der durch den beschriebenen Abtastvorgang bestimmten Reihenfolge an den Widerständen 49 auftreten. Wenn der Ausgangsanschluß 68 an ein Anzeige- oder Sichtgerät angeschlossen ist, das einen Signalpegeldiskriminator enthält, der auf das am Anschluß 68 auftretende Ausgangs signal anspricht, gibt die Anzeige oder Darstellung des Anzeige- oder Sichtgeräts die Differenzen zwischen den Spannungen an den Widerständen 49 und einer wählbaren Bezugs Spannung wieder, die vom Schleifer 63 einstellbar ist. Wenn es sich beispielsweise bei dem Sichtgerät um eine Dreistrahl-Farbfernsehröhre handelt, die an den Anschluß 68 über einen 2-Stufen-Diskriminator angeschlossen ist, der für jeden Thermistor 42 ein Signal von drei möglichen Ausgangssignalen abgibt, bewirken die abgegebenen Signale eine Sperrung des grünen und blauen Strahls, des roten und blauen Strahls oder des roten und grünen Strahls, wobei die tatsächlichen Thermistortemperaturen, bei denen die Farben rot, grün oder blau auf dem Röhrenschirm auftreten, durch den Schleifer 63 eingestellt werden können.
• Die X- und Y-Ablenksignale können beispielsweise von einer Schaltungsanordnung geliefert werden, die noch im Zusammenhang mit der Fig. 9 beschrieben wird.
• In der Fig. 5 ist ein Teil einer Matrix oder Anordnung mit Temperaturfühlern 72 dargestellt. Jeder Temperaturfühler 72 ist mit einem Zeilenleiter 74 und einem Spaltenleiter 75 verbunden, und ist in der Fig. 7 im einzelnen gezeigt, aus der hervorgeht, daß jeder Temperaturfühler 72 einen Thermistor 72' enthält, der an die Quelle eines Feldeffekttransistors 73 angeschlossen ist, dessen Senke mit einem gemeinsamen Ausgangsleiter 76 verbunden ist. Das Gatt des Feldeffekttransistors ist an einen Spaltenleiter 75 angeschlossen, und das nicht mit dem Transistor 73 verbundene Ende des Thermistors 72' ist mit einem Zeilenleiter 74 verbunden. Der gemeinsame Ausgangsleiter 76 ist mit seinem einen Ende über einen Widerstand 77 an eine Versorgungsschiene 78 von +12 V angeschlossen. Das andere Ende des gemeinsamen Ausgangsleiters 76 ist über einen Eingangswiderstand 79 mit dem negativen Eingangsanschluß eines Differentialverstärkers 80 verbunden. Der positive Eingangsanschluß des Verstärkers 80 ist an einen Schleifer 81 eines Potentiometers 82 angeschlossen, das mit seinem einen Ende über einen Widerstand 83 mit Masse und mit seinem anderen Ende über einen Widerstand 84 mit der Versorgungsschiene 78 verbunden ist. Der Schleifer 81 dient zum Bereitstellen einer einstellbaren Bezugsspannung, die mit den am Widerstand 77 auftretenden Spannungen verglichen werden kann.
• Jeder der Zeilenleiter 74 ist an die Quelle eines zugeordneten Feldeffekttransistors 85 angeschlossen, dessen Senke mit einem gemeinsamen Masseleiter 86 in Verbindung steht. Wenn der Feldeffekttransistor 73 eines Temperaturfühlers 72 vollkommen leitet und der Feldeffekttransistor 85 des Zeilenleiters 74, der mit diesem Temperaturfühler 72 verbunden ist, ebenfalls vollkommen leitet, kann von der positiven Versorgungsschiene 78 ein Gleichstrom über den Widerstand 77, den Transistor 73, den Thermistor 72' und den Transistor 85' zur Masse fließen, wobei am Widerstand 77 eine Spannung abfällt, die den Widerstand und damit die Temperatur des zugeordneten Thermistors 72' darstellt.
• Jeder Feldeffekttransistor 85 ist mit seinem Gatt an einen zugeordneten Zeilenschalter 87 angeschlossen. Die Schaltung einer Ausführungsform des Zeilenschalters 87 ist in der Fig. 6 dargestellt. Sie enthält einen PNP-Transistor 88, dessen Kollektor an das Gatt des Feldeffekttransistors 85 angeschlossen ist und darüberhinaus über einen Widerstand mit einem Versorgungsanschluß von -12 V verbunden ist. Der Emitter des Transistors 88 ist an einen Versorgungsanschluß von +12 V angeschlossen. Die Basis des Transistors 88 ist an einen gemeinsamen Verbindungspunkt 89 zwischen zwei in Reihe geschalteten Widerständen 90 und 91 angeschlossen, die zwischen dem Kollektor eines NPH-Transistors 92 und dem Versorgungsanschluß von +12 V liegen. Der Emitter des Transistors 92 ist mit dem Versorgungsanschluß von -12 V verbunden. Die Basis des Transistors 92 ist mit einem zugeordneten Ausgangsanschluß 93 eines Zeilenabtastzählers 94 verbunden. Der Zähler 94 arbeitet derart, daß er nacheinander jeden der Transistoren 92 hart einschaltet. Wenn der Transistor 92 eines Zeilenschalters hart eingeschaltet wird, gelangt der Transistor 88 in den leitenden Zustand und spannt den zugeordneten Feldeffekttransistor 85 derart vor, daß dieser vollkommen leitet.
• Jeder Spaltenleiter 75 ist mit einem zugeordneten Spaltenschalter 95 verbunden, von dem eine Ausführungsform in der Fig. 6 dargestellt ist. Der Spaltenleiter 75 ist an den Kollektor des Transistors 88 angeschlossen. Die Basis des Transistors 92 des Spaltenschalters ist mit atem zugeordneten Ausgangsanschluß 96 eines Spaltenabtastzählers 97 verbunden.
• Der Zähler 97 arbeitet derart, daß er nacheinander jeden Transistor 92 hart einschaltet. Wenn der Transistor 92 eines Spaltenschalters hart eingeschaltet wird, gelangt der Transistor 88 in den leitenden Zustand und spannt den zugeordneten Feldeffekttransistor 73 des mit dem zugeordneten Spaltenleiter 75 verbundenen Fühlers 72 derart vor, daß dieser vollkommen leitet. Die Spannung, die am Widerstand 77 auftritt, ist eine Folge des durch den Thermistor 72' fließenden Stroms, dessen Zeilenleiter 74 und Spaltenleiter 75 mit zugeordneten Schaltern 87 und 95 verbunden sind, die in dem betreffenden Augenblick von den Zählerausgangsanschlüssen 93 und 96 betätigt werden.
• Einem nicht dargestellten Eingangsanschluß des Spaltenabtastzählers 97 werden TaktimPulse zugeführt. Der Zähler 97 zahlt an seinen Ausgangsanschlüssen 96 entlang und wird automatisch von dem Impuls nach Erreichen des letzten Ausbangsnschlusses 96 auf ttJull zurückgesetzt. Dieser Impuls wird auch einer nicht dargestellten Teilerschaltung zugeführt, die vorzugsweise durch sechzehn teilt. Diese Teilerschaltung liefert ihre Ausgangsimpulse an den niit dargestellten Eingangsanschluß des Zeilenabtastzählers 94, der an seinen Ausgangsanschlüssen 93 entlangzählt und automatisch bei dem Impuls nach Erreichen des letzten Ausgangsanschlusses 93 auf Null zurückgesetzt wird. Jede Reihe von Fühlern 72 wird daher einige Male abgeiastet, wobei die Anzahl der Abtastungen von der Zahl abhängt, durch die die Teilerschaltung teilt.
• Der Verstärker 80 weist einen Rückführwiderstand 98 auf, der den Ausgangsanschluß 99 des Verstärkers 80 mit dem negativen Eingangsanschluß verbindet. Die während des Betriebs am Ausgangsanschluß 99 auftretenden Ausgangssignale sind denjenigen Signalen ähnlich, die am Ausgangsanschluß 68 des in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels auftreten, und können in ähnlicher Weise benutzt werden.
• In der Fig. 8 ist eine Ausgangssignal-Pegeldiskriminatorschaltung dargestellt, die eine Spannungsteilerkette mit Reihenwiderständen 100, 101, 102 und 103 enthält, die zwischen einen Versorgungsanschluß von +12 V und einen Versorgungsanschluß von -12 V geschaltet sind. Der Ausgangsanschluß 68 des in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels oder der Ausgangsanschluß 99 des in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbei spiels ist an einen Signaleingangsanschluß 104 angeschlossen.
• Die gemeinsamen Verbindungspunkte 105, 106 und 107 zwischen den Widerständen 100 und 101, 101 und 102 sowie 102 und 103 sind mit den negativen Eingangsanschlüssen von drei Differentialverstärkern 108, 109 und 110 in der gezeigten Weise verbunden.
• Der Ausgangsanschluß 111 des Verstärker 108 ist an die Anode einer Diode 112 angeschlossen, deren Kathode mit einem tlrotentt Ausgangsanschluß 113 und über einen Widerstand 114 mit Masse verbunden ist. Ferner steht der Anschluß 111 mit dem Gatt eines Feldeffekttransistors 115 in Verbindung, der derart angeordnet und ausgelegt ist, daß er zwischen dem Eingangsanschluß 104 und dem positiven Eingangsanschluß des Verstärkers 109 als gesteuerter Schalter arbeitet. Der Eingangsanschluß 104 ist an den positiven Eingangsanschluß des Verstärkers 108 sowie an die Senke des Feldeffekttransistors 115 angeschlossen. Falls die Spannung am Eingangsanschluß 104 höher als die Spannung am Punkt 105 ist, gibt der Verstärker 108 an seinem Ausgangsanschluß 111 eine positive Spannung ab, die die Diode 112 derart vorspannt, daß sie leitet und ein "rotes" Signal in Form einer positiven Spannung am "roten" Ausgangsanschluß 113 auftritt. Die positive Spannung am Anschluß 111 bringt außerdem den Feldeffekttransistor 115 in den nicht leitenden Zustand, so daß der Anschluß 104 gegenüber dem positiven Eingangsanschluß des Verstärkers 109 isoliert ist. Der Transistor 115 ist von einem solchen Typ, daß er nicht leitet, wenn sein Gatt gegenüber seiner Quelle positiv ist.
• Falls die Spannung am Anschluß 104 niedriger als die Spannung am Punkt 105, aber größer als die Spannung am Punkt 106 ist, tritt am Anschluß 111 eine negative Spannung auf, die bewirkt, daß der Anschluß 113 das Massepotential annimmt. Das bedeutet die Abwesenheit eines "roten" Signals. Der Transistor 115 wird aber vollkommen leitend, so daß die am Anschluß 104 anliegende Spannung dem positiven Eingangsanschluß des Verstärkers 109 zugeführt wird. Der Verstärker 109 weist einen Ausgangsanschluß 116 auf, der über eine Diode 117 mit einem "grünen" Ausgangsanschluß 118 verbunden ist, der über einen Widerstand 119 an Masse angeschlossen ist. Ferner ist der Ausgangsanschluß 116 des Verstärkers 109 mit dem Gatt eines Feldeifekttransistors 120 verbunden, der derart angeordnet und ausgelegt ist, daß er zwischen der Senke des Transistors 115 und dem positiven Eingangsanschluß des Verstärkers 110 als gesteuerter Schalter dient. Der Verstärker 109, die Diode 117, der Tiderstand 119 und der Transistor 120 arbeiten in der gleichen Weise wie der Verstärker 108, die Diode 112, der Widerstand 114 und der Transistor 115, mit der Ausn=mme, daß am Ausgangsanschluß 118 ein "grünes'l Signal lediglich auftritt, wenn die Spannung am Anschluß 104 kleiner als die Spannung am Punkt 105, aber größer als die Spannung am Punkt 105 ist, so daß der Transistor 115 leitet, jedoch der Transistor 120 gesperrt ist.
• Wenn die Spannung am Anschluß 104 kleiner als die Spannung an den Punkten 105 und 106 ist, befindet sich der Transistor 120 im leitenden Zustand und die Anschlüsse 113 und 118 führen Massepotential. Die Spannung am Anschluß 104 wird dem positiven Eingangsanschluß des Verstärkers 110 zugeführt. Der Ausgangsanschluß 121 des Verstärkers 110 ist mit der Anode einer Diode 122 verbunden, deren Kathode an einen blauen Ausgangsanschluß 123 angeschlossen ist, der wiederum über einen Widerstand 124 mit Masse verbunden ist. Falls die Spannung am Anschluß 104 größer als die Spannung am Punkt 107 ist, erzeugt der Verstärker 110 an seinem Ausgangsanschluß 121 eine positive Spannung, die die Diode 122 in den leitenden Zustand bringt und die als "blaues" Signal am Anschluß 123 auftritt. Falls die Spannung am Anschluß 104 niedriger als die Spannung am Punkt 107 ist, liefert der Verstärker 110 am Anschluß 121 eine negative Spannung, so daß der Anschluß 123 auf Massepotential bleibt. Die Verstärker 108, 109 und 110 sind derart ausgelegt, daß für den Fall, daß ihrem positiven Eingangsanschluß kein Signal zugeführt wird, an ihrem Ausgangsanschluß 111, 116 bzw.
• 121 eine negative Spannung auftritt. Wenn somit am Eingangsanschluß 104 eine Spannung anliegt, die größer als die Spannung am Punkt 105 ist, erscheint am Ausgangsanschluß 113 ein "rotes" Signal, während die übrigen beiden Ausgangsanschlüsse 118 und 123 auf Massepotential liegen. Wenn die Spannung am Eingangsanschluß 104 zwischen den Spannungen an den Punkten 105 und 106 liegt, erscheint am Ausgangsanschluß 118 ein " grünes " Signal, während die Ausgangsanschlüsse 113 und 123 auf tassepo tential bleiben. Wenn am Eingangsanschluß eine Spannung anliegt, die zwischen den Spannungen an den Punkten 106 und 107 liegt, erscheint am Ausgangsanschluß 123 ein "blauestr Signal, während die Ausgangsanschlüsse 113 und 118 auf Massepotential bleiben. Wenn die Spannung am Eingaisanschluß 104 niedriger als die Spannung am Punkt 107 ist, was bedeutet, daß am Eingangsanschluß 104 effektiv kein Signal anliegt, führen alle drei Ausgangsanschlüsse 113, 118 und 123 Massepotential.
• Bei den Verstärkern 108, 109 und 110 kann es sich um Differentialverstärker vom Typ LIt 101A, hergestellt von der National Semiconductor Corporation, Santa Clara, Californien, VStA, handeln. Als Feldeffekttransistoren 115 und 120 werden vorzugsweise Transistoren vom Typ ML 101A, hergestellt von Plessey, Großbritannien, benutzt.
• Die "roten", "grünen" und "blauen" Signale kann man als binäre Schaltsignale verwenden, um den roten, grünen und blauen Elektronenstrahl einer Farbfernsehröhre zu steuern. Die Abtastschaltungen dieser Röhre können von den Rücksetzimpulsen der Zähler 94 und 97 getriggert werden, so daß jede Zeile des Röhrenrasters einer Abtastung einer Zeile von Thermistoren in der Matrix bzw. der Anordnung entspricht. Jedes vollständige Raster tritt damit synchron mit einer Periode des Zeilenabtastzählers der Thermistormatrix auf. Wenn jede Zeile sechzehnmal abgetastet wird, stellt ein Abschnitt von sechzehn aufeinanderfolgenden Zeilen jedes Rasters die Temperatur eines Thermistors in Farbe dar. Der Zeilenrücklauf findet dabei während des Auftretens des Rücksetzimpulses des Spaltenabtastzählers statt, und der vertikale Rücklauf tritt während des Rücksetzimpulses des Zeilenabtastzählers auf.
• In der Fig. 9 ist ein Gerät zum Darstellen der roten, grünen und blauen Signale von der in der Fig. 8 beschriebenen Anordnung gezeigt. Die Ausgangsanschlüsse 113, 118 und 123 der Fig. 8 sind mit zugeordneten gattersteuernden Eingangsanschlüssen 131, 132 und 133 von drei Gatterschaltungen 134, 135 und 136 in der Fig. 9 verbunden. Eine Spannungsquelle 137 ist an gattergesteuerte Eingangsanschlüsse 138, 139 und 140 der Gatterschaltungen 134, 135 und 136 angeschlossen. Die Gatterschaltungen 134, 135 und 136 weisen Ausgangsanschlüsse auf, die mit dem roten, grünen und blauen Steuereingangsanschluß 141, 142 bzw. 143 einer Farbfernsehröhre 144-mit drei Elektronenkanonen verbunden sind.
• Wenn ein gattersteuerndes Eingangssignal dem gattersteuernden Eingangsanschluß von einer der Gatterschaltungen 134, 135 und 136 zugeführt wird, gelangt die Spannung der Spannungsquelle 137 über die betreffende Gatterschaltung zum zugeordneten Steuereingangsanschluß 141, 142 oder 143. Die Spannung der Spannungsquelle 137 ist derart gewählt, daß bei beaufschlagtem Steuereingangsanschluß 141, 142 oder 143 der entsprechend zugeordnete Strahistrom einen gesättigten roten, grünen oder blauen Punkt auf dem Schirm der Röhre 144 erzeugt.
• Ein Horizontalabtast-Sägezahngenerator 145 mit einem Eingangsanschluß 146 ist mit einem Horizontalabtastsignalanschluß 147 der Röhre 144 verbunden. Ein Vertikalabtast-Sägezahngenerator 148 mit einem Eingangsanschluß 149 ist mit einem Vertikalabtastsignalanschluß 150 der Röhre 144 verbunden. Die Anschlüsse 146 und 149 erhalten von den beschriebenen Zählschaltungen der Thermistormatrix bzw. Thermistoranordnung geeignete Signale zum Triggern und Synchronisieren der von den Generatoren 145 und 148 erzeugten Sägezahnkurven bzw. Rampenkurven.
• In der Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Matrix oder Anordnung mit temperaturempfindlichen Bauelementen dargestellt. Jedes temperaturempfindliche Bauelement enthält einen Thermistor 211, der mit einer Anzahl von weiteren Thermistoren 211 in Reihe geschaltet ist, um zusammen mit diesen entweder eine Spalte 212 oder eine Reihe 213 aus Thermistoren 211 zu bilden. Die Thermistoren 211 sind derart angeordnet, daß jeder Reihenthermistor einem zugeordneten Spaltenthermistor gegenüberliegt, und zwar derart, daß diese beiden Thermistoren ein Thermistorpaar bilden, und beim Betrieb der Anordnung im wesentlichen dieselbe Temperatur haben.
• In jeder Reihe ist eine gleich große Anzahl von Thermistoren vorgesehen. Die Anzahl der Thermistoren pro Spalte ist ebenfalls dieselbe. Allerdings kann die Anzahl der Thermistoren pro Spalte von der Anzahl der Thermistoren pro Reihe abweichen.
• Jede Spalte 212 ist an ihrem einen Ende mit einem gemeinsamen Spaltenausgangsanschluß 214 verbunden. An dem anderen Ende ist jede Spalte 212 an einen zugeordneten Spaltenschalter 215 angeschlossen. Jeder Spaltenschalter 215 weist einen Steueranschluß 216 auf. Wenn ein Spaltenschalter 215 geschlossen ist, verbindet der Schalter 215 die zugeordnete Spalte 212 mit einem Spaltenausgangsanschluß 217.
• In ähnlicher Weise ist jede Zeile 213 mit ihrem einen Ende an einen gemeinsamen Zeilenausgangsanschluß 218 und mit ihrem anderen Ende an einen jeweils zugeordneten Zeilenschalter 219 angeschlossen. Jeder Zeilenschalter 219 weist einen Steueranschluß 220 auf. Bei geschlossenem Zeilenschalter 219 verbindet dieser Schalter die zugeordnete Zeile 213 mit einem weiteren Zeilenausgangsanschluß 221.
• Die Steueranschlüsse 216 der Spaltenschalter 215 sind mit den Ausgangsanschlüssen eines Spaltenabtastzählers 222 verbunden, der einen Eingangsanschluß 223 aufweist, an den ein Taktimpulsgenerator 224 mit seinem Ausgang angeschlossen ist.
• Wenn der Taktimpulsgenerator 224 an den Zähler 222 Taktimpulse liefert, werden die Schalter 215 einzeln und nacheinander entlang der Matrix oder Anordnung geschlossen, so daß die Spalten 212 einzeln und aufeinanderfolgend zwischen die Anschlüsse 214 und 217 geschaltet werden.
• Nachdem eine Gruppe von Impulsen an die Schalter 215 verteilt worden ist, wird der vom Zähler 222 gelieferte nachste Impuls einer durch sechzehn teilenden Schaltung 225 zugeführt.
• Gleichzeitig wird der Zähler 222 bei der Zufuhr eines Impulses zur Schaltung 225 zurückgesetzt.
• Die durch sechzehn teilende Schaltung 225 liefert Ausgangsimpulse an einen Zeilenabtastzähler 226, der an die Steueranschlüsse der Reihenschalter 219 angeschlossen ist und diese Schalter einzeln und aufeinanderfolgend längs der Matrix bzw. Anordnung schließt, so daß die Zeilen 213 einzeln und nacheinander zwischen die Anschlüsse 218 und 221 geschaltet werden.
• Die Schaltung 225 kann durch eine Teilerschaltung ersetzt werden, die eine Teilung durch eine andere Zahl vornimmt, oder kann ganz weggelassen werden. Der letzte Ausgangsanschluß des Zählers 222 ist dann direkt mit dem Eingangsanschluß des Zählers 226 verbunden.
• In der Fig. 10a ist eine Ausführungsform eines Schalters 215 im einzelnen dargestellt. Der Schalter 215 weist als Schaltelement einen Feldeffekttransistor 227 mit einem N-Kanalübergang auf. Die Quelle des Transistors 227 ist mit dem eigenen Gatt über einen Widerstand 228 verbunden. Der Steueranschluß 216 des Schalters 215 ist an die Kathode einer Diode 229 angeschlossen, deren Anode mit dem Gatt des Transistors 227 verbunden ist. Die Quelle des Transistors 227 ist außerdem an die zugeordnete Spalte 212 angeschlossen. Die Senke des Transistors 227 ist mit dem Ausgangsanschluß 217 verbunden.
• Die Schalter 219 sind von der gleichen Art wie die Schalter 215. In diesem Fall sind die Quellen der zugeordneten Feldeffekttransistoren mit den entsprechenden Zeilen 213 und die Senken mit dem Ausgangsanschluß 221 verbunden.
• Die Zähler 222 und 226 liefern an jedem ihrer Ausgangsanschlüsse eine vorbestimmte negative Spannung, wenn nicht der Ausgangsanschluß den Zählwert oder die Zahl in dem betreffenden Zähler 222 oder 225 anzeigt, in welchem Fall die den Zählwert darstellende Spannung am Ausgangsanschluß einen solchen Wert hat, daß die Diode 229 im nichtleitenden Zustand ist. Die genannte vorgegebene negative Spannung reicht aus, um die Diode 229 im leitenden Zustand zu halten und den Transistor 227 zu sperren. Der Strom für die Diode 229 wird über den Widerstand 228 und die zugeordnete Spalte 212 oder zugeordnete Zeile 213 gezogen. Wenn die Diode in den gesperrten Zustand gebracht wird, gerät der Transistor 227 in den leitenden Zustand, und die zugeordnete Spalte 212 oder die zugeordnete Zeile 213 ist zwischen die Anschlüsse 214 und 217 oder zwischen die Anschlüsse 218 und 221 geschaltet.
• In der Fig. 11 ist schematisch ein Teil der Matrix oder der Anordnung nach der Fig. 10 dargestellt. Jedes Thermistorpaar aus einem benachbarten Zeilen- und Spaltenthermistor 211 ist durch einen einzigen Kreis angedeutet. Wenn die Temperatur dieses Thermistorpaares einen normalen Wert hat, ist in den Kreis ein N eingeschrieben. Wenn die Temperatur mit warm angesprochen werden kann, befindet sich in dem betreffenden Kreis ein W. Handelt es sich hingegen um einen heißen Temperaturwert, so ist dieser durch ein H in dem betreffenden Kreis angedeutet. Da der Widerstand jedes Thermistors temperaturabhängig ist, kann man den Widerstand, den die in der Fig. 11 gezeigten Zeilen und Spalten darstellen, für die erste und fünfte Zeile R1 und R5 und für die erste und fünfte Spalte Cl und C5 mit 5N, für die zweite und vierte Reihe R2 und R4 und die zweite und vierte Spalte C2 und C4 durch (2N + 3W) und für die dritte Zeile R3 und die dritte Spalte C3 durch (2N + 2W + H) darstellen, Wenn man tatsächliche Widerstandswerte betrachtet, wäre H>W>N. Die Werte 5N, (2N + 3W) und (2N + 2W + H) sind also voneinander unterscheidbar, wobei die Beziehung (2N + 2W +H) > (2N + 3W) >5N gilt.
• Eine heiße Stelle am Schnittpunkt der dritten Reihe R3 mit der vierten Spalte C3 kann man somit eingrenzen, und zwar unter der Voraussetzung, daß die betreffenden Widerstände an den übrigen Stellen der Zeilen Rl bis R5 gleich sind und daß die übrigen Widerstände an den übrigen Stellen der Spalten Cl bis C5 gleich sind.
• In ähnlicher Weise kann man einen kalten Punkt eingrenzen, wobei der abgetastete Widerstand in denjenigen Zeilen und Spalten einen Minimalwert annimmt, in denen eine kalte Stelle liegt.
• In der Fig. 12 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, die zur Gattersteuerung des Ausgangs von den Spalten 212 mit dem Ausgang von den Zeilen 213 dient oder umgekehrt. Die in der Fig. 10 gezeigten Schalter 215 sind durch einen manuell betätigbaren Drehschrittschalter 230 mit einem an den Anschluß 217 angeschlossenen bewegbaren Kontakt 231 und mit einer Reihe von festen Kontakten 232 ersetzt, die an die betreffenden Enden der Spalten 212 angeschlossen sind. Der Schrittschalter 230 kann von einem elektromechanischen Schalter ersetzt werden, beispielsweise einen Drehwähler, oder durch die Schalter 215 und dem zugeordneten Zähler 222 nach der Fig. 10.
• Der Anschluß 217 und der gemeinsame Anschluß 214 bilden zwei einander gegenüberliegende Ecken einer Wheatstone-Brücke 233, in der ein Brückenzweig von irgendeiner gerade zwischen die Anschlüsse 214 und 217 geschalteten Spalte und die drei übrigen Brückenzweige von bekannten Widerständen 234, 235 und 236 gebildet werden.
• Der dem Anschluß 214 gegenüberliegende Brückenknotenpunkt anschluß 237 ist an eine konstante Versorgungsspannung V angeschlossen. Der Anschluß 214 ist geerdet. Der Brückenknotenpuntrtanschluß 238 ist mit dem einen Eingangsanschluß eines Differentialverstärkers 239 verbunden, dessen anderer Eingangsanschluß mit dem Anschluß 217 in Verbindung steht.
• Die Zeilen 213 sind in ähnlicher Weise über einen Schrittschalter 240 mit einem drehbaren Kontakt 241 und mehreren feststehenden Kontakten 242 in den einen Zweig einer idheatstone-Brücke 243 einschaltbar. Die vier Knotenpunkte der Brücke 243 werden von den Anschlüssen 218 und 221 und von zwei weiteren Anschlüssen 247 und 248 gebildet, wobei zwischen die Anschlüsse 221 und 247, 247 und 248 sowie 248 und 218 bekannte Widerstände 244, 245 bzw. 246 geschaltet sind.
• Der Anschluß 218 ist mit Masse verbunden, und der Anschluß 247 ist an die konstante Versorgungsspannung V angeschlossen. Der Anschluß 248 ist mit dem einen Eingangsanschluß eines Differentialverstärkers 249 verbunden, dessen anderer Eingangsanschluß mit dem Anschluß 221 in Verbindung steht.
• Die Ausgangsanschlüsse der Differentialverstärker 239 und 259 führen über zugeordnete Summierwiderstände 251 und 252 zu einem Summierpunkt 250.
• Der Summierpunkt 250 ist an den einen Eingangsanschluß einer Summierverstärkerschaltung 253 mit einem Differentialverstärker 254 sowie mit einem Rückführwiderstand 255 angeschlossen.
• Der Ausgangsanschluß der Summierverstärkerschaltung 253 ist mit dem Eingangsanschluß 104 der Pegeldiskriminatorschaltung verbunden, die in der Fig. 8 dargestellt ist.
• In der Fig. 13 sind die Ausgangssignale gezeigt, die die Verstärker 239, 249 und 254 liefern, wenn die in der Fig. 11 dargestellte heiße Stelle abgetastet wird. Die in der Fig. 13 mit "Spaltenausgang" bezeichnete grafische Darstellung stellt den sich ändernden Ausgangsspannungspegel des Verstärkers 239 dar, wenn die Spalten Cl, C2, C3, C4 und C5 abgetastet werden. Die Brücke 233 liefert ein vorbestimmtes Ausgangssignal, wenn eine Spalte mit einer normalen Temperatur in die Brücke 233 eingeschaltet ist, beispielsweise die Spalte Cl.
• Die in der Fig. 13 mit "Zeilenausgang" bezeichnete grafische Darstellung zeigt den sich ändernden Ausgangsspannungspegel des Verstärkers 249, wenn die Zeilen R1, R2, R3 und R4 abgetastet werden. Die Brücke 243 liefert ein vorbestimmtes Ausgangssignal, wenn die gerade in die Brücke 243 eingeschaltete Zeile eine normale Temperatur aufweist, beispielsweise die Zeile R7. Die mit nSlXnmenausgang" bezeichnete grafische Darstellung stellt den Ausgangsspannungspegel der Verstärkerschaltung 253 dar, der sich bei der Summierung der Ausgangssignale der Verstärker 239 und 249 ergibt. Das Summenausgangssignal befindet sich auf einem mit N bezeichneten normalen Pegel, wenn die Verstärker 239 und 249 Ausgangssignale liefern, die die Kombination aus einer Spalte mit normaler Temperatur und einer Zeile mit normaler Temperatur darstellen, wie es beispielsweise bei der Zeile R1 und der Spalte C1 der Fall ist. Das Summenausgangssignal stellt aufeinanderfolgend die Summenpegel C1 + R1, C2 + R1, C3 + Rl, C4 + Rl und C5 + R1 dar, wobei das Summenausgangssignal bei C3 + R1 ein Maximum annimmt, Danach stellt das Summenausgangssignal die entsprechenden Pegel für die Zeile R2 dar, wobei diese Zeile aufeinanderfolgend mit jeder Spalte kombiniert wird. Diese Summenpegel liegen alle unter einem Pegel H, der eine heiße Stelle anzeigen soll. Das Summenausgangssignal der Kombination aus der Zeile R3 und den einzelnen aufeinanderfolgenden Spalten liegt ebenfalls unter dem Pegel H, allerdings mit Ausnahme der Kombination aus der Zeile R3 und der Spalte C3, deren Summenausgangspegel über den eine heiße Stelle anzeigenden Pegel H hinausgeht, wie es in der Fig. 13 dargestellt ist. Die Kombination aus der Zeile R4 und den aufeinanderfolgenden Spalten ergibt dieselbe Gruppe von Summenausgangspegeln wie die Kombination mit der Zeile R2.
• Ein Pegel C, der genau so tief unter dem Pegel N wie der Pegel H über dem Pegel N liegt, entspricht einem Pegel, auf den das Summenausgangssignal abfallen muß, um eine kalte Stelle anzuzeigen.
• Wenn man das beschriebene Summenausgangssignal einer Kombination von Schaltungen zuführt, wie sie in den Figuren 8 und 9 beschrieben sind, erhält man auf dem Schirm der Farbkathodenstrahlröhre 144 eine Anzeige, die rot ist, wenn das Summenausgangssignal den Pegel H überschreitet, die blau ist, wenn das Summenausgangssignal unter den Pegel C abfällt, und die grün ist, wellen das Summenausgangssignal zwischen den Pegeln H und C liegt.
• Die Abtastschaltungen der Röhre 144 können von den Rücksetzimpulsen der Zähler 222 und 226 getriggert werden, so daß jede Zeile des Röhrenrasters einer Abtastung der Spalten in der Matrix entspricht und jedes vollständige Raster mit einer Periode des Zeilenabtastzählers 226 der Thermistormatrix oder Thermistoranordnung synchron ist. Wenn jede Zeile sechzehnmal abgetastet wird, stellt ein Abschnitt von sechzehn aufeinanderfolgenden Zeilen des Rasters die Farbtemperatur eines der Thermistorpaare dar. Dabei tritt der Zeilenrticklauf während des Rücksetzimpulses des Spaltenabtastzählers 222 auf. Der Vertikalrücklauf findet während des Rücksetzimpulses des Zeilenabtastzählers 226 statt.
• Obwohl bei dem in der Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel die temperaturempfindlichen Bauelemente derart angeordnet sind, daß sie Zeilen und Spalten bilden, die gerade Linien darstellen, können die Zeilen und Spalten auch räumlich gekrümmt sein und müssen nicht unbedingt die Form eines rechteckigen Gitters mit senkrecht aufeinanderstehenden Zeilen und Spalten haben. Die temperaturempfindlichen Bauelemente können entsprechend einem beliebigen gewünschten Koordinatensystem gruppiert bzw. in irgendeiner geeigneten Weise angeordnet sein. So können die temperaturempfindlichen Bauelemente beispielsweise ein Polarkoordinatensystem bilden.
• Darüberhinaus können die Koordinaten in irgendeiner gewünschten Oberfläche liegen, die eben oder gekrümmt sein kann. In ähnlicher Weise können abweichend von den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1, 2 und 5 die temperaturempfindlichen Bauelemente entsprechend einem beliebigen Koordinatenpaar angeordnet sein, und zwar in beliebig gewünschten Flächen, die eben oder gekrümmt sein können.
• Die Ausgangssignale, die von der Ausgangsschaltungsanordnung geliefert werden, um Kombinationen aus den vereinigten Eigenschaften von jedem einer ersten Gruppe von Bauelementen, beispielsweise von jedem Zeilenbauelement, mit jedem einer zweiten Gruppe von Bauelementen, beispielsweise jedem Spaltenbauelement, zu bilden, können die Summe der vereinigten Eigenschaften, aber auch eine andere Kombination darstellen, beispielsweise eine logische Kombination, z.B. eine logische +1 für eine logische Kombination +1 und +1, eine logische 0 für eine logische Kombination + 1 und 0, 0 und 0 sowie 0 und +1 und eine logische -1 für eine logische Kombination -1 und -1. Man kann dann eine Pegeldiskriminatorschaltung verwenden, beispielsweise die in der Fig. 5 dargestellte Schaltung, um jede Folge von Signalen, die die kombinierten Eigenschaften darstellen, zu verarbeiten, und es können logische Gatter benutzt werden, um die Auswahl der logischen Kombinationen durchzuführen.

Claims (21)

Patentansprüche

1. Temperatufühlgerät, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Anordnung mit temperaturempfindlichen Bauelementen (12), durch eine Abtastschaltungseinrichtung (18a ....., 34a ....), die mit den temperaturempfindlichen Bauelementen (12) gekoppelt ist, um die Bauelementanordnung in einer vorbestimmten Abtastreihenfolge und in einer solchen Weise abzutasten, daß in jedem Bauelement ein elektrisches Temperatursignal erzeugt wird, das in Beziehung zu der Temperatur des betreffenden Bauelements (12) steht, und durch eine Signalausgabeeinrichtung (36), die mit der Bauelementanordnung derart gekoppelt ist, daß sie auf die elektrischen Temperatursignale anspricht und eine der Abtastreihenfolge entsprechende Folge von Ausgabesignalen liefert.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturempfindlichen Bauelemente Thermistoren (12) enthalten.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgabeeinrichtung eine Vergleichereinrichtung (Fig. 8) mit mehreren Ausgangsanschlüssen (113, 118, 123) aufweist, an denen der Zustand eines logischen Signals in Übereinstimmung mit der relativen Größe jedes der Vergleichereinrichtung zugeführten Ausgabesignals in bezug auf mindestens einen Bezugspegel bestimmt ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichereinrichtung drei Ausgangsanschlüsse (113, 118, 123) und zwei Bezugspegel hat und daß an einem ersten (113) der drei Ausgangsanschlüsse ein erstes logisches Signal auftritt, wenn die relative Größe des Ausgabesignals beide Bezugspegel überschreitet, an einem zweiten (118) der drei Ausgangsanschlüsse ein zweites logisches Signal auftritt, wenn die relative Größe des Ausgabesignals zwischen den beiden Bezugspegeln liegt, und an einem dritten (123) der drei Ausgangsanschlüsse ein drittes logisches Signal auftritt, wenn die relative Größe des Ausgabesignals kleiner als beide Bezugspegel ist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Vergleichereinrichtung (Fig. 8) eine Farbiernseh-Kathodenstrahlröhre (144) angeschlossen ist, die ein der Bauelementanordnung entsprechendes Raster anzeigt, daß der erste, zweite und dritte Ausgangsanschluß (113, 118, 123) derart angeschlossen sind, daß sie die Rot-, Griln- und Blauanzeige der Kathodenstrahlröhre steuern, und daß die Ablenkschaltungseinrichtung (145, 148) der Kathodenstrahlröhre an die Abtastschaltungseinrichtung angeschlossen ist.

6. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastschaltungseinrichtung eine Anzahl von Zeilenleitern (14) und eine Anzahl von Spaltenleitern (15) aufweist und daß jedes der temperaturempfindlichen Bauelemente (12) zwischen eine Kombination aus einem der Zeilenleiter (14) und einem der Spaltenleiter (15) geschaltet ist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder-der Leiter (14, 15) mit einer Schalteinrichtung (18a ...., 34a .....) versehen ist, die von einer Abtastzählereinrichtung (23, 26, 32, 33) angesteuert wird.

8. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes temperaturempfindliche Bauelement (12) in Reihe mit einem Impedanzelement (49) geschaltet ist und daß die auf die elektrischen Temperatursignale ansprechende Signalausgabeeinrichtung (62) derart geschaltet ist, daß sie die infolge der elektrischen Temperatursignale an dem Impedanzelement (49) auftretenden Ausgangs signale als Spannungen empfängt.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Impedanzelement einen Widerstand (77) aufweist, der an die Bauelementanordnung angeschlossen ist.

10. Gerät nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die temperaturempfindlichen Bauelemente (211) derart angeordnet sind, daß sie eine Anzahl von ersten Koordinatengruppen und eine Anzahl von zweiten Koordinatengruppen bilden, daß jedes Bauelement einer zweiten Gruppe nahe bei einem entsprechenden Bauelement einer ersten Gruppe angeordnet ist, daß die Abtastschaltungseinrichtung (215, 219) derart ausgebildet ist, daß sie in einer vorbestimmten Folge die kombinierten Eigenschaften der betreffenden Bauelemente in jeder Gruppe von Bauelementen abtastet, und daß die Signalausgabeeinrichtung (233, 243) derart ausgelegt ist, daß sie Ausgabesignale liefert, die Kombinationen der kombinierten Eigenschaften von jeder ersten Gruppe mit den kombinierten Eigenschaften von jeder zweiten Gruppe darstellen.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten Koordinatengruppen eine Spalte (C1, C2, ..... ) der Bauelemente und daß jede der zweiten Koordinatengruppen eine Zeile (R1, R2 ....) der Bauelemente umfaßt,

12. Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Bauelemente ein Thermistor (211) ist.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten Koordinatengruppen eine Anzahl der Thermistoren (211) enthält, die in Reihe geschaltet sind, und daß jede der zweiten Koordinatengruppen eine Anzahl der Thermistoren (211) enthält, die ebenfalls in Reihe geschaltet sind.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastschaltungseinrichtung eine Schalteinrichtung (215, 219) enthält, die jede der Gruppen in einer vorbestimmten Folge mit der Ausgabeeinrichtung verbindet.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennz ei ohne t daß es sich bei der Eigenschaft um die elektrische Impedanz handelt und daß die Ausgabeeinrichtung eine Brückenschaltungseinrichtung (233, 243) enthält, die die Impedanz von jeder Gruppe (212, 213) abfühlt, wenn die betreffende Gruppe mit der Brückenschaltungseinrichtung verbunden ist.

16. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung eine erste Wheatstone-Brückenschaltung (233), die den Widerstand von jeder ersten Gruppe (212) abfühlt, wenn die betreffende Gruppe in diese Briickenschaltung eingeschaltet ist, und eine zweite Wheatstone-Brückenschaltung (243) aufweist, die den Widerstand jeder zweiten Gruppe (213) abfühlt, wenn die betreffende Gruppe in diese Brückenschaltung eingeschaltet ist.

17. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgabeeinrichtung (233, 243) ein Pegeldiskriminator (Fig. 8) angeschlossen ist, der zur Unterscheidung zwischen verschiedenen Pegeln in den Ausgabe signalen verschiedene Anzeigesignale liefert.

18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegeldiskriminator (Fig. 8) mit einer Anzeigeeinrichtung (Fig. 9) verbunden ist, um eine Sichtanzeige zu liefern, die sich in Übereinstimmung mit den verschiedenen Anzeigesignalen ändert.

19. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an die Wheatstone-Brückenschaltungen (233, 243) Signale summiereinrichtungen (251, 252, 253) angeschlossen sind, die die Ausgangssignale der Brückenschaltungen summieren.

20. Gerät nach Anspruch 18.

d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Pegeldiskriminator (Fig. 8) drei verschiedene Anzeigesignale liefert, von denen ein erstes auftritt, wenn das Summenausgangssignal einen vorbestimmten hohen Pegel überschreitet, ein zweites auftritt, wenn das Summenausgangssignal einen vorbestimmten niedrigen Pegel überschreitet, jedoch kleiner als der vorbestimmte hohe Pegel ist, und ein drittes auftritt, wenn das Summenausgangssignal kleiner als der vorbestimmte niedrige Pegel ist.

21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine Farbkathodenstrahlröhre (144) aufweist, die in Ubereinstimmung mit den verschiedenen Anzeigesignalen eine Farbanzeige liefert, und zwar derart, daß die Kathodenstrahlröhre (144) aufgrund des ersten Anzeigesignals einen roten Farbton, aufgrund des zweiten Anzeigesignals einen grünen Farbton und aufgrund des dritten Anzeigesignals einen blauen Farbton wiedergibt.