DE2417374A1 - Abfragevorrichtung fuer fuehler - Google Patents

Description

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8. April 1974 Meine Akte; a 50-j,DT

APAG Apparatebau AG, 9403 Goldach (Schweiz)

Abfragevorrichtung für Fühler

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfragen einer Vielzahl von Fühlern, in die in Abhängigkeit von der Aenderung einer zu ermittelnden Messgrösse eine Spannung geringer Amplitude induziert wird.

Abfragevorrichtungen für die serielle Abfragung einer Mehrzahl von Fühlern sind allgemein gebräuchlich. Dabei wird in der Regel jede Messstelle mit einer fest zugeordneten Verbindungsleitung mit einem Kontakt eines Wahlschalters verbunden, so dass über den beweglichen Schalt-Kontakt Verbindung mit einem Messinstrument hergestellt werden kann. Eine derartige Anordnung bedingt jedoch pro Messstelle wenigstens eine Zuleitung, so dass bei einer grösseren Anzahl von Fühlern ein entsprechend unwirtschaftlicher Aufwand hinsichtlich Verdrahtung, Leitungen und Schaltkontakten erforderlich wird.

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ORIGINAL INSPECTED

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine derartige Abfrage-Vorrichtung zu schaffen, die auf optimal einfache Weise den Verdrahtungsaufwand senkt und für elektrische Messwert-Signale geringer und geringster Amplitude verwendbar ist.

Erfindungsgemäss wird dies insbesondere durch die Kombination folgender Merkmale erreicht:

Jeder Fühler weist wenigstens ein in Abhängigkeit von Aenderungen der Messgrösse elektrische Signale abgebendes Mess-Element und ein damit in Reihe geschaltetes unidirektionales Schaltelement auf,

die Fühler sind an matrix—artig angeordnete, in wenigstens zwei Leitungsgruppen unterteilte Zuleitungen angeschlossen ,

jede Leitungsgruppe ist an eine Wahlschalteinrichtung mit einer der Anzahl der Zuleitungen der Gruppe entsprechenden Zahl von Schaltbausteinen angeschlossen, so dass durch gemeinsames Verstellen der Wahlschalteinrichtungen über jeden Knotenpunkt in der Zuleitungs-Matrix und damit über jeden Fühler ein die beiden Schaltbausteine miteinander verbindender Stromkreis geschlossen werden kann,

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die Schaltbausteine sind an den Eingang einer Verstärker- und/oder Anzeigeeinrichtung angeschlossen und darüber hinaus mit einer derart gepolten und hinsichtlich ihrer Ausgangsspannung dimensionierten Gleichspannungsquelle verbunden, dass beim Anschalten eines Fühlers an die Verstärkereinrichtung gleichzeitig das dem Fühler zugeordnete unidirektionale Schaltelement vorgespannt und deren Schleusenspannung überwunden wird. Als Fühler-Elemente können dabei insbesondere Induktionsspulen, Feldplatten oder andere äquivalente Vorrichtungen verwendet werden.

Durch die erfindungsgemässe Merkmalskombination wird insbesondere erreicht, dass infolge der Matrix-Anordnung Zuleitungsaufwand und Anzahl der Schaltbausteine auf ein absolutes Minimum reduziert werden, dass gleichzeitig durch die Serienschaltung des unidirektionalen Schaltelements mit dem Messelement gegenseitige Beeinflussung der Fühler durch Querströme in der Matrix vermieden wird, dass aber dabei durch das gleichzeitig mit dem Abfragen eines Fühlers verbundene Anschalten des unidirektionalen Schaltelements an die Gleichspannungsquelle die Schleusenoder Diffusionsspannung des Schaltelements kompensiert und damit die Messung auch kleinster in den Fühler induzierter Spannungen ermöglicht wird.

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Vorteilhafterweise kann das unidirektionale Schaltelement eine Diode und die Wahlschalteinrichtung ein Wahlschalter mit einer Anzahl Schaltkontakten':sein.

Bei der besonders vorteilhaften Verwendung der neuen Vorrichtung zum Abfragen von Drehzahlmessonden an Texturiereinrichtungen ist die beschriebene Vorspannung des jeweils abgefragten Fühlers von besonderer Bedeutung: Die in ein Fühler-Element der DrehζahImessonde induzierte Spannung ist in der Regel geringer als die Schleusenspannung handelsüblicher Dioden, so dass erst durch die vorgeschlagene Kompeiisation der Schleusenspannung der Diode der jeweils abgefragten Drehzahlmessonde der Einsatz der Zuleitungs-Matrix ermöglicht wird.

Vorteilhaft wird dabei der Eingang der Verstärker- und/ oder Anzeigeeinrichtung über einen Kondensator an die Zuleitungs-Matrix angekoppelt, um gleichstrommässige Trennung herbeizuführen.

Spannungssprünge und Einschwingvorgänge durch den geladenen Kondensator am Eingang der Verstärker- und/oder Anzeigeeinrichtung lassen sich vorteilhaft vermeiden, wenn die Gleichspannungsguelle an einen Spannungsteiler angeschaltet ist, dessen einer Widerstand parallel zum Eingang der Verstärker- und/oder Anzeigeeinrichtung sowie zu den beiden Wahlkontakten angeordnet ist.

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Schaltspitzen lassen sich auch einfach unterdrücken, wenn parallel zum Eingang der Verstärker- und/oder Anzeigeeinrichtung ein Schaltelement zum Kurzschliessen von Signalen vorgesehen ist, welche die Fühlersignale übersteigen.

Ersichtlicherweise werden der erfinderische Inhalt und der technische Fortschritt des Anmeldungsgegenstands sowohl durch die Kombination und die Unterkombination der Verwendung findenden Merkmale als auch durch die neuen Einzelmerkmale selbst gewährleistet.

Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Die schematische Darstellung einer Abfrage-Vorrichtung,

Fig. 2 und Fig. 3

abgewandelte Ausfuhrungsformen der Gleichstromversorgung der Vorrichtung gemäss Fig.

Wie in Figur 1 dargestellt, ist eine Vielzahl von Spulen 1, die Bestandteil eines im übrigen nicht dargestellten elektromagnetischen Fühlers sind, mit Dioden 2 jeweils in Serie geschaltet. Diese Serienschaltung ist; jeweils mit

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einem Ende an Leitungen 3a, 3b, 3c einer ersten Leitungsgruppe 3 und mit dem anderen Ende an Leitungen 4a, 4b, 4c einer zweiten Leitungsgruppe 4 angeschlossen. Leitungsgruppe 3 ist an die Kontakte eines Wahlschalters 5 und Leitungsgruppe 4 an die Kontakte eines Wahlschalters 6 angeschlossen. Durch Verdrehen der Wahlkontakte 5a bzv/. 6a kann ersichtlicherweise jede der Serienschaltungen aus Spule 1 und Diode 2 über Kopplungskondensator 7 an den Eingang eines Verstärkers 8 angeschaltet werden. Da die im Betrieb in die Spulen 1 induzierte Spannung maximal 0,2 Volt erreicht, die Schleusenspannung der Dioden 2 jedoch 0,3 bis 0,7 Volt beträgt, kann ohne weitere Massnahmen die Abfrage der Messignale nicht erfolgen. Deshalb ist parallel zum Eingang des Verstärkers 8 eine Gleich- . stromquelle 9 vorgesehen, welche die durch die Schaltstel— lung der Wahlschalter 5 und 6 zum Abfragen ausgewählte Serienschaltung aus Spule 1 und Diode 2 mit einer Gleichspannung derart beaufschlagen, dass die Schleusenspannung der Diode 2 kompensiert und Uebertragung der in die Spule induzierten Signale an den Verstärker 8 ermöglicht werden. Ersichtlicherweise wird in jeder Schaltstellung nur die Diode 2 der jeweils abzufragenden Fühlerschaltung vorgespannt, so dass gegenseitige Beeinflussung der Fühler zuverlässig ausgeschlossen wird. Der Gleichspannungsanteil der übertragenen Signale wird vom Eingang des Verstärkers 8 durch den Kopplungskondensator 7 ferngehalten, so dass an der Anzeigeeinrichtung 10 jeweils nur exakt dem Mess-

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signal entsprechende Werte wiedergegeben werden.

Fig. 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Versorgung durch Gleichspannungsquelle 9. Dabei liegt die Gleichspannungsquelle über einer Spannungsteilerschaltung 13 aus zwei Widerständen 11, 12. Der abgegriffene Widerstand 11 liegt parallel zum Eingang des Verstärkers 3, so dass beim Umschalten der Schaltkontakte 5a, 6a etwa entstehende Spannungsspitzen unterdrückt werden.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Spannungsversorgung, bei welcher parallel zum Eingang des Verstärkers 8 eine Diode 14 geschaltet ist, so dass Spannungsspitzen kurzgeschlossen werden.

Statt der Trennung von Verstärker 8 und Anzeigeeinrichtung 10 kann selbstverständlich, sofern letztere ausreichende Eingangsempfindlichkeit aufweist, oder einen eigenen Verstärker aufweist, der Verstärker 8 weggelassen werden.

Auch die zur Kompensation der Schleusenspannung der Dioden 2 erforderliche Dimensionierung der Gleichspannungsquelle kann je nach Diodenanordnung und Diodentyp vom Fachmann unschwer realisiert werden.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   ©Vorrichtung zum Abfragen einer Vielzahl von Fühlern, in die in Abhängigkeit von der Aenderung einer zu ermittelnden Messgrösse eine Spannung geringer Amplitude induziert wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) Jeder Fühler weist wenigstens ein elektrische Signale abgebendes Mess-Element (1) und ein damit in Reihe geschaltetes unidirektionales Schaltelement (2) auf;

   b) die Fühler sind an matrix-artig angeordnete, in wenigstens zwei Leitungsgruppen (3 bzw. 4) unterteilte Zuleitungen angeschlossen;

   c) jede Leitungsgruppe (3 bzw. 4) ist an eine Wahlschalteinrichtung (5 bzw. 6) mit einer der Anzahl der Zuleitungen der Gruppe entsprechenden Zahl von Schaltbausteinen angeschlossen, so dass durch gemeinsames Verstellen der Wahlschalteinrichtungen über jeden Knotenpunkt in der Zuleitungs-Matrix und damit über jeden Fühler ein die beiden Schaltbausteine (5a, 6a) miteinander verbindbarer Stromkreis geschlossen werden kann;

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   d) die Schaltbausteine (5a, 6a) sind an den Eingang einer Verstärker- und/oder Anzeigeeinrichtung (8, 10) angeschlossen und darüber hinaus mit einer derart gepolten und hinsichtlich ihrer Ausgangsspannung dimensionierten Gleichspannungsguelle verbunden, dass beim Anschalten eines Fühlers (1, 2) an die Verstärkereinrichtung gleichzeitig das dem Fühler zugeordnete unidirektionale Schaltelement (2) vorgespannt und deren Schleusenspannung überwunden wird.
2. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch V, dadurch gekennzeichnet, dass das unidirektionale Schaltelement (2) eine Diode und dass die Wahlschalteinrichtung (5, 6) ein Wahlschalter mit einer Anzahl Schaltkontakten (5a, 6a) ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung zwischen einer Eingangsklemme der Verstärker- und/oder Anzeigeeinrichtung (8, 10) und dem zugeordneten Schaltkontakt (5a) ein Kopplungskondensator (7) vorgesehen ist, und dass der eine Pol der Gleichspannungsquelle (9) zwischen dem Kopplungskondensator und dem Wahlkontakt angeschlossen ist.

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4. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungsguelle (9) an einen Spannungsteiler (13) angeschaltet ist, dessen abgegriffener Widerstand (11) parallel zum Eingang der Verstärker- und/oder Anzeigeeinrichtung (8, 10) sowie parallel zu den beiden Schaltkontakten (5a, 6a) angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterdrückung von Schaltspitzen parallel zum Eingang der Verstärker- und/oder Anzeigeeinrichtung (8, 10) ein Schaltelement (14) zum Kurzschliessen von die Fühlersignale in der Amplitude übersteigenden Störsignalen vorgesehen ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (14) ein Halbleiterschaltelement mit nicht linearer Widerstandscharakteristik ist.
7. 7. Verwendung der Vorrichtung gemäss Anspruch 1 zum seriellen Abfragen von stationär angeordneten Drehzahlmessonden an Texturiereinrichtungen.

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