DE2429440B2

DE2429440B2 - MEASURING SYSTEM WITH A MEASURING TRANSDUCER

Info

Publication number: DE2429440B2
Application number: DE19742429440
Authority: DE
Inventors: Öle Fräs Soenderborg Knudsen (Dänemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1974-06-19
Filing date: 1974-06-19
Publication date: 1976-05-20
Also published as: DE2429440A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßsystem mit einem Meßwertumformer, einem mit einer Meßsignal- »uswertestelle verbundenen Anschlußkreis und einem diese galvanisch trennenden Signalübertrager, wobei ein den Signalgleichstrom bestimmender Regler durch ein amplitudenanaloges Steuersignal gesteuert ist, das sich aus dem Vergleich zweier Größen ergibt, die vom Eingangswert des Meßwertumformers bzw. vom Signalgleichstrom abhängig, insbesondere hierzu proportional sind, und wobei der Wirkungssinn derart gewählt ist, daß das Steuersignal gegen Null geht.The invention relates to a measuring system with a transducer, one with a measuring signal »Connecting circuit connected to the evaluation point and a signal transmitter that electrically isolates them, whereby a controller determining the direct current signal is controlled by an amplitude-analog control signal which results from the comparison of two variables, those of the input value of the transducer or of the direct current signal dependent, in particular proportional to this, and wherein the direction of action is chosen in such a way is that the control signal goes to zero.

Aus verschiedenen Gründen, sei es wegen der Isolation oder wegen der Unterdrückung von Gleichtaktsignalen, ist es häufig erwünscht, bei einem Meßsystem den Meßwertumformer von dem Anschlußkreis, eier zwei zur Meßsignalauswertestelle führende Anschlußleitungen aufweist, galvanisch zu trennen. Bei einem bekannten Meßsystem dieser Art besitzen der McB-wertumformer und der Anschlußkreis je eine eigene Spannungsversorgung. Das Meßsignal wird verstärkt, ■/prhackt und der Primärwicklung eines Transformators zugeführt, dessen Sekundärwicklung im Anschlußkreis liegt. Das übertragene Signal, üas eine feste Frequenz und veränderliche Amplitude hat, wird nach synchroner Gleichrichtung einem Regler zugeführt, der den Signalgleichstrom durch die Anschlußleitungen steuert. In Re'.he mit dem Regler liegt ein Meßwiderstand, dessen Spannungsabfall zur Steuerung eines weiteren, synchron betriebenen Zerhackers dient, der eine dritte Transformatorwicklung speist. Im Transformator werden die von den einzelnen Wicklungen ausgehenden Flüsse miteinander verglichen.For various reasons, be it because of the isolation or because of the suppression of common-mode signals, it is often desirable in a measuring system to galvanically separate the transducer from the connection circuit which has two connection lines leading to the measuring signal evaluation point. In a known measuring system of this type, the McB value converter and the connection circuit each have their own power supply. The measuring signal is amplified, chopped and fed to the primary winding of a transformer, the secondary winding of which is in the connection circuit. The transmitted signal, which has a fixed frequency and variable amplitude, is fed, after synchronous rectification, to a controller which controls the direct current of the signal through the connecting lines. In Re'.he with the controller is a measuring resistor, the voltage drop of which is used to control a further, synchronously operated chopper that feeds a third transformer winding. The fluxes emanating from the individual windings are compared with one another in the transformer.

Über die zweite Transformatorwicklung wird der Signalgleichstrom so geregelt, daß sich die Flußdifferenz Null einstellt (US-PS 35 81 184). Ein solches Meßsystem stellt große Anforderungen an die einzelnen Schaltungsbestandteile, insbesondere an den Transformator, um Verzerrungen des Meßsignals und dadurch Meßungenauigkeiten zu vermeiden. Auch läßt der Flußvergleich keine hohen Genauigkeiten zu.The signal direct current is regulated via the second transformer winding in such a way that the flux difference increases Sets zero (US-PS 35 81 184). Such a measuring system places great demands on the individual circuit components, especially to the transformer to avoid distortion of the measurement signal and thus measurement inaccuracies to avoid. The flow comparison also does not permit high levels of accuracy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßsystem der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das mit verhältnismäßig einfachen Mitteln ein wesentlich genaueres Arbeiten gestattet und insbesondere auch in der Form eines Zweileiter-Meßsystems betrieben werden kann.The invention is based on the object of specifying a measuring system of the type described above, which with relatively simple means a much more precise work is allowed and in particular also in can be operated in the form of a two-wire measuring system.

Diese Aufgabe ist einmal dadurch gelöst, daß dem Meßwertumformer ein erster und dem Anschlußkreis ein zweiter, je in seiner Frequenz in Abhängigkeit von dem Eingangswert des Meßwertumformers einerseits und dem Signalgleichstrom andererseits steuerbarer Oszillator zugeordnet ist, und daß der Vergleich zur Bildung des Steuersignals für den Regler mittels eines Frequenzvergleichers erfolgt, dem die frequenzanalogen Aüsgangssignale der beiden Oszillatoren als die zu vergleichenden Größen zuführbar sind und der die Differenzfrequenz in das amplitudenanaloge Steuersignal umformt.This object is achieved in that the transducer has a first and the connecting circuit a second one, depending on its frequency depending on the input value of the transducer on the one hand and the signal direct current is on the other hand associated with controllable oscillator, and that the comparison to The control signal for the controller is generated by means of a frequency comparator to which the frequency-analog The output signals of the two oscillators can be supplied as the variables to be compared and the difference frequency converted into the amplitude-analog control signal.

Eine zweite Lösung besteht darin, daß dem Meßwertumformer ein erster und dem Anschlußkreis ein zweiter, je in seiner Frequenz steuerbarer Oszillator zugeordnet ist, daß dem zweiten Oszillator ein vom Signalgleichstrom abhängiges Signal und das diesem frequenzanaloge Ausgangssignal des zweiten Oszillators sowie das frequenzanaloge Ausgangssignal des ersten Oszillators einem Frequenzvergleicher zuführbar sind, dessen Ausgangssignal der Differenzfrequenz amplitudenanalog ist, dem Eingang des zweiten Oszillators zuführbar ist und neben der vom Eingangswert abhängigen Größe die zweite der zu vergleichenden Größen bildet.A second solution is that the transducer has a first and the connection circuit a second oscillator, which can be controlled in its frequency, is assigned that the second oscillator receives a direct current from the signal dependent signal and the frequency-analog output signal of the second oscillator and the frequency-analog output signal of the first oscillator can be fed to a frequency comparator, whose output signal is amplitude-analogous to the difference frequency, can be fed to the input of the second oscillator and, in addition to the variable that depends on the input value, the second of the variables to be compared forms.

Beide Lösungen machen von dem an sich (auch aus der deutschen Auslegeschrift 16 23 883 und der Philipps »Technische Rundschau« Nr. 3/4, 1968, S. 131 und 132) bekannten Gedanken Gebrauch, zur Übertragung eines amplitudenanalogen Meßwerts diesen in ein frequenzanaloges Signal umzuformen, so daß die Amplitude des übertragenen Signals kein Maß für die Meßgröße darstellt und Verzerrungen sowie daraus resultierende Meßungenauigkeiten vermieden werden. Im vorliegenden Fall wird dieser Gedanke jedoch vornehmlich für die Übertragung über die galvanische Trcnnsielle hinweg angewandt. Bei Verwendung eines (Jberti .'t'ors in Form eines einfachen Transformators spielen .!ami ti.is genaue Windungszahlverhältnis, die Wickhmtisriclv lung, der Wicklungswiderstand und die Linearität der Amplitudcn-Übertragungskcnnlinie keine Rolle. Int sprechendes gill für andere Über'rager mit jmlvanischcr Trennung. Der Frequen/vergleich liißt sich milBoth solutions make of the per se (also from the German Auslegeschrift 16 23 883 and the Philipps »Technische Rundschau« No. 3/4, 1968, pp. 131 and 132) known thought use, to transfer an amplitude-analog measurement value to a frequency-analog one To transform the signal so that the amplitude of the transmitted signal does not represent a measure of the measured variable and distortions as well as the resulting Measurement inaccuracies are avoided. In the present case, however, this idea is primarily for the transmission over the galvanic Trcnnsielle away applied. When using a (Jberti .'t'ors in Play the shape of a simple transformer.! Ami ti.is exact turns ratio, the Wickhmtisriclv development, the winding resistance and the linearity of the Amplitude transmission curve does not matter. Int Talking gill for other towers with jmlvanischcr Separation. The frequency comparison can be mil

großer Genauigkeit durchführen. Die für die Umformung der amplitudenanalogen Signale in ein frequenzanaloges Signal erforderlichen Schaltungsgruppen haben einen einfachen Aufbau und sind als integrierte Schaltkreise im Handel verfügbar, weshalb ein solches Meßsystem einfach und billig herzustellen ist. Geht man von einem Meßsystem aus, bei dem der Regler, z. B. die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors, mit einem Meßwiderstand in Reihe liegt, an dem die dem Signalgleichstrom entsprechende Größe als Spannung abgreifbar ist, kann der zweite Oszillator ein spannungsgesteuerter Oszillator sein, der von der abgegriffenen Spannung gesteuert wird. Dies ergibt einen sehr einfachen Aufbau.perform with great accuracy. The one for converting the amplitude-analogue signals into a frequency-analogue one Signal circuit groups required have a simple structure and are as integrated Circuits are commercially available, so such a measuring system is simple and inexpensive to manufacture. Goes one from a measuring system in which the controller, z. B. the collector-emitter path of a transistor, with a measuring resistor in series, on which the value corresponding to the signal direct current as a voltage can be tapped off, the second oscillator can be a voltage-controlled oscillator that is tapped off by the Voltage is controlled. This results in a very simple structure.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Frequenzvergleicher im Anschlußkreis angeordnet und der Ausgang des ersten Oszillators ist über den Signalübertrager mit dem einen Eingang des Frequenzvergleichers verbunden. Der andere Eingang des Frequenzvergleichers kann dann unmittelbar mit dem Ausgang des zweiten Oszillators verbunden sein. Der Ausgang des Frequenzvergleichers kann direkt den Regler steuern. Bei einer Änderung des Meßsignals ändert sich die vom ersten Oszillator abgegebene Signalfrequenz. Infolgedessen gibt der Vergleicher ein Ausgangssignal ab, das den Regler und damit den geregelten Signalgleichstrom verändert. Da dieser Strom seinerseits mittels des zweiten Oszillators in eine proportionale Frequenz umgesetzt wird, die mit der erstgenannten Frequenz verglichen wird, hört der Regelvorgang erst auf, wenn der Signalgleichstrom dem Meßsignal entspricht.In the first embodiment of the invention, the frequency comparator is arranged in the connection circuit and the output of the first oscillator is via the signal transmitter with one input of the frequency comparator tied together. The other input of the frequency comparator can then be connected directly to the output of the second oscillator. The output of the frequency comparator can directly control the controller steer. When the measurement signal changes, the signal frequency emitted by the first oscillator changes. As a result, the comparator emits an output signal which the controller and thus the regulated direct current signal changes. Since this current in turn is converted into a proportional frequency by means of the second oscillator is implemented, which is compared with the first-mentioned frequency, the control process only stops when if the signal direct current corresponds to the measurement signal.

Zweckmäßigerweise ist dafür gesorgt, daß der Ausgang des Frequenzvergleichers an der Basis eines Transistors liegt, die über einen Kondensator mit demjenigen Ende des Meßwiderstands verbunden ist, das an der einen Anschlußleitung liegt, daß der mit dem anderen Ende des Meßwiderstands verbundene Eingang des zweiten Oszillators mit dem Emitter des Transistors verbunden ist und daß der Regler vom Kollektor des Transistors gesteuert ist. Dies führt zu einem sehr einfachen Aufbau.Appropriately, it is ensured that the output of the frequency comparator at the base of a Transistor, which is connected via a capacitor to that end of the measuring resistor that on one connection line is that the input connected to the other end of the measuring resistor of the second oscillator to the emitter of the Transistor is connected and that the regulator is controlled by the collector of the transistor. This leads to a very simple structure.

Zweckmäßigerweise ist der erste Oszillator ein spannungsgesteuerter, über einen Meßwertverstärker gespeister Oszillator, der seinerseits einen Schalttransistor im Stromkreis des Signalübertragers steuert. Der mit der dem Meßsignal entsprechenden Frequenz betätigte Schalttransistor speist daher die Eingangsseite des Signalübertragers mit Stromimpulsen, die der Signalfrequenz entsprechen. Demzufolge wird diese Signalfrequenz über die Ausgangsseite des Signalübertragers auf den Vergleicher übertragen.The first oscillator is expediently a voltage-controlled, An oscillator fed by a measuring amplifier, which in turn has a switching transistor controls in the circuit of the signal transmitter. The actuated with the frequency corresponding to the measurement signal Switching transistor therefore feeds the input side of the signal transmitter with current pulses that correspond to the signal frequency correspond. As a result, this signal frequency is via the output side of the signal transmitter transferred to the comparator.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der Frequenzvergleicher im Meßwertumformer angeordnet und der Ausgang des zweiten Oszillators über einen Meßwertumformer und Anschlußkreis galvanisch trennenden Rückführübertrager mit dem einen Eingang des Frequenzvergleichers verbunden. Bei dieser Schaltung liegt die galvanische Trennstelle, über die eine zu vergleichende Frequenz übertragen wird, in einem Rückführkreis. Infolge dieser Rückführung spielen Ungenauigkeiten bei der Übertragung im Vorwärtskreis eine untergeordnete Rolle.In the second embodiment of the invention, the frequency comparator is arranged in the transducer and the output of the second oscillator galvanically via a transducer and connection circuit isolating feedback transformer connected to one input of the frequency comparator. At this The electrical isolation point through which a frequency to be compared is transmitted is in the circuit a feedback loop. As a result of this feedback, inaccuracies play in the transmission in the forward circle a subordinate role.

Zweckmäßigerweise hat hierbei der Meßwertumformer einen mit dem Signalübertrager verbundenen Ausgangskreis, dessen Eingang vom Ausgang des Frequenzvergleichers beeinflußbar ist. Der Ausgang des Frequenzvergleichers wirkt daher über den genannten Ausgangskreis, den Signalübertrager und den Regler auf den Signalgleichstrom.The transducer expediently has an output circuit connected to the signal transmitter, whose input can be influenced by the output of the frequency comparator. The outcome of the The frequency comparator therefore acts via the aforementioned output circuit, the signal transmitter and the controller on the direct current signal.

Wenn sich der Frequenzvergleicher im Meßwertumformer befindet, eignet sich das Meßsystem insbeson-« dere für die Anwendung einer Kompensations-Meßbrücke. In diesem Fall sollte die Brückendiagonale den Eingang des Ausgangskreises bilden und der Kompensationsstromabzweig zu einer Verknüpfungsschaltung führen, die in Abhängigkeit vom Ausgang des Frequenzvergleichers den Kompensationsstrom ändert und mit dem Eingang des Frequenzvergleichers verbunden ist. Die Änderung des Vergleicherausgangs führt zu einer Änderung des Kompensationsstroms und damit zu einer Änderung der Diagonalspannung, die über den Ausgangskreis auf den Anschlußkreis übertragen wird.If the frequency comparator is located in the transducer, the measuring system is particularly suitable others for the use of a compensation measuring bridge. In this case the bridge diagonal should be the Form the input of the output circuit and the compensation current branch to a logic circuit lead, which changes the compensation current depending on the output of the frequency comparator and is connected to the input of the frequency comparator. The change in the comparator output leads to a change in the compensation current and thus to a change in the diagonal voltage, the is transmitted via the output circuit to the connection circuit.

In diesem Zusammenhang kann auch eine Schaltung benutzt werden, bei der der Ausgangskreis des Meßwertumforners einen Wechselrichter mit nachgeschaltetem Wechselstromverstärker aufweist und der Signalübertrager mit einem synchron hiermit gesteuerten Demodulator verbunden ist, der den Regler steuert. Die mit der Amplitudenmodulation verbundenen Verzerrungen fallen wegen der speziellen Art der Rückführung nicht ins Gewicht.In this context, a circuit can also be used can be used in which the output circuit of the transducer is an inverter with a downstream Has AC amplifier and the signal transmitter with a synchronously controlled therewith Demodulator is connected, which controls the regulator. The distortion associated with amplitude modulation do not matter because of the special type of repatriation.

Beispielsweise kann der Signalübertrager und/oder der Rückführübertrager ein Transformator sein. Dieser Transformator kann einen sehr einfachen Aufbau haben. Es kommt weder auf das genaue Windungszahlverhältnis, noch die Wicklungsrichtung, noch den Wicklungswideistand an.For example, the signal transmitter and / or the feedback transmitter can be a transformer. This Transformer can have a very simple structure. It does not depend on the exact number of turns ratio, nor the winding direction, nor the winding spacing.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Signalübertrager und/oder Rückführübertrager durch eine einen elektrischen Lichtsender und einen elektrischen Lichtempfänger aufweisende Kopplungsvorrichtung gebildet ist. Diese unter der Bezeichnung Opto-Koppler bekannten Vorrichtungen setzen Gleichstromimpulse in Lichtimpulse mit der entsprechenden Frequenz um. die vom Lichtempfänger wiederum in elektrische Impulse zurückverwandelt werden.Another possibility is that the signal transmitter and / or feedback transmitter by an electrical light transmitter and an electrical Light receiver having coupling device is formed. These are called opto-couplers known devices put direct current pulses into light pulses with the appropriate frequency around. which in turn are converted back into electrical impulses by the light receiver.

Ganz besondere Vorteile bietet die Anwendung auf ein Zweileitersystem, bei dem die Leistungszufuhr lediglich auf der Seite des Anschlußkreises erfolgt, wobei letzterer «inen dritten mit einem Konstantstromregler verbundenen Oszillator aufweist, der einen Teil des anschlußseitigen Gleichstroms in pulsierenden Gleichstrom oder Wechselstrom umsetzt und einen Speisetransformator versorgt, dessen Sekundärwicklung im Meßwertumformerkreis liegt. Der Speisetransformator stellt sicher, daß auch die für den Betrieb des Meßwert-Umformers erforderliche Leistung über die galvanische Trennung zwischen Meßwertumformer und Anschlußkreis übertragen wird. Der Regler regelt weiterhin der Signalglekhstrom, während der Konstantstromreglei für die Aufrechterhaltung des konstanten Grundstrom!The application to a two-wire system, in which the power supply is only takes place on the side of the connection circuit, the latter being a third with a constant current regulator Has connected oscillator, which is part of the connection-side Converts direct current into pulsating direct current or alternating current and a supply transformer whose secondary winding is in the transducer circuit. The supply transformer ensures that the power required for the operation of the transducer is provided by the galvanic Separation between the transducer and the connection circuit is transmitted. The controller continues to regulate the Signaling current, during the constant current regulation for maintaining the constant basic current!

sorgt. Da der Grundstrom konstant ist, spielt es für da; Regelverhalten keine Rolle, ob der für den Betrieb de; zweiten Oszillators vorgesehene Meßwiderstand von gesamten Signalmeßstrom oder lediglich von der siel mit dem Meßsignal ändernden Komponente durchflos sen wird.cares. Since the basic current is constant, it plays for there; Control behavior does not matter whether the de; second oscillator provided measuring resistor of entire signal measurement current or only the component which changes with the measurement signal flows through will sen.

Zweckrnäßigerweise ist dafür gesorgt, daß zur BiI dung des Konstantstromreglers eine eine Zenerdiod« aufweisende Widerstandsbrücke zum Regler und einen Reihenwiderstand parallel liegt, deren Diagonalspan nung über einen Verstärker einen Hilfsregler steuen der in Reihe mit der Parallelschaltung aus drittem Os zillator und Zenerdiode und der Parallelschaltung au Widerstandsbrücke und Regler liegt Der WiderstamIt is expedient to ensure that the BiI The constant current regulator has a resistor bridge with a Zener diode to the regulator and a Series resistance is parallel, whose diagonal voltage control an auxiliary regulator via an amplifier which is in series with the parallel connection of the third oscillator and zener diode and the parallel connection au Resistance bridge and regulator is the resistance

m Überbrückungszweig stellt sicher, daß im Anschlußcreis unabhängig von der Arbeit des Reglers immer der jestimmte Grundstrom fließen kann. An der Zenerdio-Je ergibt sich eine feste Spannung, mit deren Hilfe der dritte Oszillator, der beispielsweise als astabiler Multivibrator ausgebildet sein und eine feste Frequenz aufweisen darf, betrieben wird.m bridging branch ensures that in the connection circuit The specific basic current can always flow regardless of the work of the controller. At the Zenerdio-Je the result is a fixed voltage, with the help of which the third oscillator, for example as an astable multivibrator be designed and may have a fixed frequency, is operated.

Im Meßwertumformer ist es bei der einen Schaltungsvariante zweckmäßig, daß mit der Sekundärwicklung des Speisetransformators eine Gleichrichteranordnung, gegebenenfalls der Konstantstromregler, und eine Zenerdiode in Reihe liegt, von deren Spannung der Meßwertverstärker, der erste Oszillator und der Schalttransistor gespeist sind. Die genannten Teile werden daher mit Gleichstrom einer definierten Spannung versorgt, wobei der Konstantstromregler dafür sorgen kann, daß über den Speisetransformator nur ein definierter Gleichstromanteil übertragen wird.In the measuring transducer it is with one circuit variant expedient that with the secondary winding of the supply transformer a rectifier arrangement, possibly the constant current regulator, and a Zener diode in series, of their voltage the measuring amplifier, the first oscillator and the switching transistor are fed. The named parts are therefore supplied with direct current of a defined voltage, whereby the constant current regulator takes care of this It is possible that only a defined direct current component is transmitted via the supply transformer.

Bei der anderen Variante ist es zweckmäßig, daß mit der Sekundärwicklung des Speisetransformators eine Gleichrichteranordnung und eine Zenerdiode in Reihe liegt, von deren Spannung die Kompensations-Meßbrücke gespeist ist, und daß die Synchronisierspannung zum Betrieb des Wechselrichters an der Sekundärwicklung und die Synchronisierspannung zum Betrieb des Gleichrichters an der Primärwicklung des Speisetransformators abgreifbar ist. Auch hier steht für die Kompensations-Meßbrücke eine feste Spannung zur Verfügung. Die Ausnutzung der Frequenz des Speisetransformators für den Betrieb des Wechselrichters und des Gleichrichters ergibt eine weitere Vereinfachung.In the other variant, it is useful that with the secondary winding of the supply transformer Rectifier arrangement and a Zener diode is in series, of whose voltage the compensation measuring bridge is fed, and that the synchronization voltage for operating the inverter on the secondary winding and the synchronization voltage for operating the rectifier on the primary winding of the supply transformer can be tapped. Here, too, a fixed voltage is available for the compensation measuring bridge. The utilization of the frequency of the supply transformer for the operation of the inverter and the Rectifier results in a further simplification.

Insbesondere kann zur Bildung des Konstantstromrcglers eine eine Zenerdiode aufweisende Widerstandsbrücke zum Regler und einem Reihenwiderstand parallel liegen, deren Diagonalspannung über einen Verstärker einen Hilfsregler steuert, der in Reihe mit der Parallelschaltung aus drittem Oszillator und Zenerdiode und der Parallelschaltung aus Widerstandsbrücke und Regler liegt. Über die Widerstandsbrücke fließt ein konstanter Strom, der zur Deckung der Leistung aller Funktionselemente ausreicht. Parallel dazu fließt über den Regler die sich mit dem Meßsignal ändernde Komponente des Signalgleichstroms.In particular, it can be used to form the constant current regulator a resistor bridge having a zener diode to the regulator and a series resistor in parallel lie whose diagonal voltage through an amplifier controls an auxiliary regulator in series with the parallel connection of the third oscillator and zener diode and the parallel connection of the resistor bridge and controller is located. Flows in via the resistor bridge constant current that is sufficient to cover the performance of all functional elements. In parallel, overflows the controller the component of the direct current signal that changes with the measurement signal.

Günstig ist es ferner, wenn die Spannungsversorgung des zweiten Oszillators und gegebenenfalls des Frequenzvergleichcrs von den beiden Anschlußleitungen her über einen Grundwiderstand erfolgt und daß diesem ein Verstärker parallel geschaltet ist. dessen Eingänge vom Spannungsabfall an einem mit dem Regler in Reihe liegenden Meßwiderstand gesteuert sind. Dieter Verstärker dient der Kompensation von Spanuungsänderungen, die auftreten, wenn sich beim Regelungsvorgang Stromänderungen ergeben, die zwar keinen Einfluß auf die feste Spannung der Zenerdioden haben, aber unterschiedliche Spannungsabfälle an den mit der Zenerdiode in Reihe liegenden Widerständen hervorrufen.It is also advantageous if the voltage supply of the second oscillator and, if applicable, of the frequency comparator takes place from the two connecting lines over a basic resistance and that this an amplifier is connected in parallel. its inputs from the voltage drop on one with the controller measuring resistor lying in series are controlled. Dieter amplifier is used to compensate for voltage changes, which occur when there are current changes during the control process, although none Influence on the fixed voltage of the Zener diodes, but different voltage drops across the create resistances in series with the zener diode.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to three exemplary embodiments shown in the drawing explained. It shows

F i g. 1 die Schaltung eines Zweileiter-Meßsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,F i g. 1 the circuit of a two-wire measuring system according to a first embodiment,

F i g. 2 die Schaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel undF i g. 2 shows the circuit according to a second exemplary embodiment and

F ig. 3 die Schaltung gemäß einem dritten Ausführungsbcispiel. Fig. 3 shows the circuit according to a third exemplary embodiment.

Bei dem Zweileiter-Meßsysiem nach F i g. 1 gibt die Linie 1 die galvanische Trennung zwischen dem Anschlußkreis A und dem Meßwertumformer-Kreis Mdes Systems an. Zum Anschlußkreis gehören zwei Anschlußleitungen 2 und 3, die mit einer Zentrale dauernd oder zeitweilig verbunden sind. Im zugehörigen Stromkreis liegen hintereinander eine erste Diode Ei, die Kollektor-Emitter-Strecke eines als Regler dienenden Transistors Tr1, die durch einen Widerstand Ri überbrückt ist, eine zweite Diode El, ein Widerstand R 2, eine Zenerdiode Ez 1, die durch einen Kondensator Cl überbrückt ist, und ein einstellbarer Widerstand /?3. Der Spannungsabfall an der Zenerdiode Ez 1 speist einen Oszillator in der Form eines astabilen Multivibrators 4, der zwei Transistoren Tr 2, Tr 3, zwei Dioden E3 und £4 sowie zwei Widerstände R 4 und R 5 aufweist. Dieser Oszillator speist die mit Mittelanzapfung versehene Primärwicklung eines Speisetransformators 71 mit Strom einer festen Frequenz.In the two-wire measuring system according to FIG. 1, line 1 indicates the electrical isolation between the connection circuit A and the measuring transducer circuit M of the system. The connection circuit includes two connection lines 2 and 3, which are permanently or temporarily connected to a control center. In the associated circuit are a first diode Ei, the collector-emitter path of a transistor Tr 1 serving as a regulator, which is bridged by a resistor Ri , a second diode El, a resistor R 2, a Zener diode Ez 1, which is through a Capacitor Cl is bridged, and an adjustable resistor /? 3. The voltage drop across the Zener diode Ez 1 feeds an oscillator in the form of an astable multivibrator 4, which has two transistors Tr 2, Tr 3, two diodes E3 and £ 4 and two resistors R 4 and R 5 . This oscillator feeds the primary winding, which is provided with a center tap, of a supply transformer 71 with current of a fixed frequency.

Sekundärseitig sind zwei Speiseleitungen 5 und 6 vorgesehen, von denen die erstgenannte über zwei Gleichrichter £5 und £6 mit den Enden der Sekundärwicklung des Speisetransformators Ti und die ande^re mit einer Mittelanzapfung dieser Sekundärwicklung verbunden ist. Ferner ist ein Glättungskondensator C 2 vorgesehen. Ein Konstantstromregler in der Speiseleitung 5 besteht aus einem Transistor Tr 4 und einem nachgeschalteten Widerstand R 6. Eine zweite Zenerdiode Ez 2 hält die Spannung zwischen den beiden Speiseleitungen 5 und 6 konstant. Mit dieser Spannung wird ein Meßwertumformer 7 versorgt, der einen Meßwertverstärker 8, einen spannungsgesteuerten Oszillator 9 und einen Schalttransistor Tr 5 aufweist, welcher mit der Primärwicklung eines Signalübertragers 7~2 in der Form eines Transformators in Reihe liegt. Das Meßsignal wird an Klemmen 10 und ti über Widerstände R 7 und R 8 dem Eingang des Meßwertverstärkers 8 zugeführt, der außerdem durch einen Widerstand R 9 überbrückt ist. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 8 steuert den Oszillator 9 derart, daß an seinem Ausgang eine der Eingangsspannung proportionale Frequenz auftritt. Diese Frequenz steuert ihrerseits den Schalttransistor Tr5, so daß in der Primärwicklung des Signalübertragers T2 eine dem Meßwert proportionale Frequenz auftritt.
Die Sekundärwicklung des Signalübertragers T2 ist zwischen die Anschlußleitung 3 und den Eingang 12 eines Frequenzvergleichers 13 geschaltet, dessen zweiter Eingang 14 mit dem Ausgang 15 eines weiteren spannungsgesteuerten Oszillators 16 verbunden ist. Dessen Eingang 17 liegt an einem Punkt 18, der vom Spannungsabfall am Widerstand R 3 beeinflußt ist. Der Ausgang 19 des Frequenzvergleichers 13 ist über einen Widerstand R10 zwischen einen Kondensator C3 und die Basis eines Transistors Tr 6 geschaltet Dieser steuert über einem Transistor Tr 7 den Regeltransistor Rr 1. Außerdem sind dem Oszillator 16 noch ein Kondensator CA und ein Widerstand RIl, die auf die Fre quenz Einfluß nehmen, und ein Widerstand R 12 zui Feststellung der Vorspannung zugeordnet. Der Vergleicher 13 und der Oszillator 16 können au; diskreten Komponenten aufgebaut sein. Vorteilhafter weise werden sie aber in Form fertig hergestellter inte grierter Schaltungen vom Typ COS/MOS (iow power unter der Bezeichnung PLL (phase-locked-loop) ver wendet. Eine solche integrierte Schaltung 20 wird miThe secondary side, two feed lines 5 and 6 are provided, of which the former is connected via two rectifier £ £ 5 and 6 connected to the ends of the secondary winding of the supply transformer and the Ti walls ^r e with a center tap of this secondary winding. A smoothing capacitor C 2 is also provided. A constant current regulator in the feed line 5 consists of a transistor Tr 4 and a downstream resistor R 6. A second Zener diode Ez 2 keeps the voltage between the two feed lines 5 and 6 constant. A transducer 7 is supplied with this voltage, which has a measuring amplifier 8, a voltage-controlled oscillator 9 and a switching transistor Tr 5, which is in series with the primary winding of a signal transmitter 7-2 in the form of a transformer. The measurement signal is fed to terminals 10 and ti via resistors R 7 and R 8 to the input of the measurement amplifier 8, which is also bridged by a resistor R 9. The output voltage of the amplifier 8 controls the oscillator 9 in such a way that a frequency proportional to the input voltage occurs at its output. This frequency in turn controls the switching transistor Tr 5, so that a frequency proportional to the measured value occurs in the primary winding of the signal transmitter T2.
The secondary winding of the signal transmitter T2 is connected between the connecting line 3 and the input 12 of a frequency comparator 13, the second input 14 of which is connected to the output 15 of a further voltage-controlled oscillator 16. Its input 17 is at a point 18 which is influenced by the voltage drop across resistor R 3. The output 19 of the frequency comparator 13 is connected via a resistor R 10 between a capacitor C3 and the base of a transistor Tr 6. This controls the regulating transistor Rr 1 via a transistor Tr 7. In addition, the oscillator 16 has a capacitor CA and a resistor RIl, which influence the frequency, and a resistor R 12 assigned to determine the bias voltage. The comparator 13 and the oscillator 16 can au; discrete components. However, they are advantageously used in the form of fully manufactured, integrated circuits of the type COS / MOS (iow power under the designation PLL (phase-locked-loop). Such an integrated circuit 20 is used

^h5 Spannung versorgt indem sie zwischen den Punkt 2 der Anschlußleitung 2 und den Punkt 22 der Anschluß leitung 3 geschaltet wird. In dieser Spannungsversoi gungsleitung befindet sich ein Widerstand R 13, war ^h 5 voltage is supplied by connecting line 3 between point 2 of connecting line 2 and point 22 of connecting line. In this voltage supply line there is a resistor R 13, was

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rend der Einheit 20 ein Kondensator C5 parallel geschaltet ist. Parallel zum Widerstand R 13 liegt ein Verstärker 23, dessen Eingänge über Widerstände R 14 und R15 mit den Punkten 21 und 24 zu beiden Seiten des Meßwiderstands R 2 verbunden sind. Die v/eiteren Anschlüsse dieses Verstärkers ergeben sich aus der Zeichnung. Dieser Verstärker sorgt dafür, daß der Einheit 20 eine annähernd konstante Spannung zugeführt wird, auch wenn der Strom durch die Anschlußleitungen sich ändert, wodurch, obwohl der Spannungsabfall an der Zenerdiode Ez 1 konstant ist, die Spannungsabfälle an dem Widerstand R 3 und an dem Widerstand R 2 sich ändern. Diese Änderungen der Versorgungsspannung kompensiert der Verstärker 23. At the end of the unit 20, a capacitor C5 is connected in parallel. In parallel with the resistor R 13 is an amplifier 23, the inputs of which are connected via resistors R 14 and R 15 to the points 21 and 24 on both sides of the measuring resistor R 2 . The other connections of this amplifier result from the drawing. This amplifier ensures that the unit 20 is supplied with an approximately constant voltage, even if the current through the connecting lines changes, whereby, although the voltage drop across the Zener diode Ez 1 is constant, the voltage drops across the resistor R 3 and across the resistor R 2 change. The amplifier 23 compensates for these changes in the supply voltage.

Im Betrieb wird nun über den Speisetransformator Ti ein konstanter Strom übertragen, der durch den Konstantstromregler vorgegeben ist. Dieser Strom entspricht in Verbindung mit dem Versorgungsstrom für die Einheit 20 einem Grundstrom. Wenn ein Meßsignal an den Klemmen 10, 11 auftritt, gibt der Meßwertumformer 7 eine diesem Signal proportionale Signalfrequenz an den Eingang 12 des Frequenzvergleichers 13. Stimmt die Signalfrequenz nicht mit der vom Oszillator 16 abgegebenen Frequenz überein, tritt am Ausgang 19 des Vergleichers eine Spannung auf, die den Transistor Tr% und damit den Transistor Tr7 beeinflußt, wodurch der Regler in der Form des Transistors Tr 1 verändert wird. Der nunmehr durch den Anschlußkreis fließende Strom erzeugt am Widerstand R 3 einen geänderten Spannungsabfali, der seinerseits die Frequenz des Oszillators 16 ändert. Dies erfolgt so lange, bis die vom Strom abhängige Frequenz gleich der Signalfrequenz ist. Demzufolge ergibt sich in den Anschlußleitungen ein Signalgleichstrom, der ein genaues Maß für das an den Klemmen 10 und 11 liegende Meßsignal isi und beispielsweise durch den Grundstrom von 4 mA und einem dem Signal proportionalen Strom von 0 bis 16 mA zusammengesetzt ist, insgesamt also 4 bis 20 mA beträgt.During operation, a constant current is now transmitted via the supply transformer Ti , which is specified by the constant current regulator. In connection with the supply current for the unit 20, this current corresponds to a basic current. When a measuring signal occurs at the terminals 10, 11, the transducer 7 sends a signal frequency proportional to this signal to the input 12 of the frequency comparator 13. If the signal frequency does not match the frequency output by the oscillator 16, a voltage occurs at the output 19 of the comparator , which affects the transistor Tr% and thus the transistor Tr7 , whereby the regulator in the form of the transistor Tr 1 is changed. The current now flowing through the connection circuit generates a changed voltage drop across resistor R 3 , which in turn changes the frequency of oscillator 16. This continues until the frequency dependent on the current is equal to the signal frequency. As a result, there is a direct current signal in the connecting lines, which is an exact measure for the measurement signal isi applied to terminals 10 and 11 and is composed, for example, of the base current of 4 mA and a current of 0 to 16 mA proportional to the signal, so a total of 4 to 20 mA.

Bei der Ausführungsform in F i g. 2 werden für die gleichen Teile dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 benutzt. Wesentlicher Unterschied ist es, daß der Signalübertrager durch eine optische Kopplungsvorrichtung 25 (Opto-Koppler) gebildet ist. Dieser weist in Reihe mit dem Schalttransistor Tr5 als Lichtsender eine Diode £7 und als Lichtempfänger einen Phototransistor TrS auf. Dessen Kollektor-Emitter-Strecke liegt über einen Widerstand R 16 an der festen Slpannung, die durch die Zenerdiode Ez 1 vorgegeben ist. Die Basis ist über einen Widerstand R 17 angeschlossen. Der Kollektor ist über einen Kondensator Cd mit dem Eingang 12 des Frequenzvergleichers verbunden.In the embodiment in FIG. 2 the same reference numerals as in F i g are used for the same parts. 1 used. The main difference is that the signal transmitter is formed by an optical coupling device 25 (opto-coupler). This has, in series with the switching transistor Tr5, a diode £ 7 as a light transmitter and a phototransistor TrS as a light receiver. Its collector-emitter path is connected to the fixed voltage, which is specified by the Zener diode Ez 1, via a resistor R 16. The base is connected via a resistor R 17. The collector is connected to the input 12 of the frequency comparator via a capacitor Cd.

Die Lichtdiode El sendet Licht aus, dessen Stärke sich mit der Frequenz des Oszillators 9 ändert. Infolgedessen fließt durch den Phototransistor ein Strom mit dieser Frequenz. Dieser Strom beeinflußt den Frequenzvergleicher 13 in ähnlicher Weise wie im Ausführungsbeispiel der F i g. 1.The light emitting diode El emits light whose intensity varies with the frequency of the oscillator. 9 As a result, a current with this frequency flows through the phototransistor. This current influences the frequency comparator 13 in a manner similar to that in the exemplary embodiment in FIG. 1.

In F i g. 3 liegt zwischen den Anschlußleitungen 2 und 3 die folgende Reihenschaltung. Zwischen der Anschlußleitung 2 und dem Leitungsabschnitt 26 liegt ein Hilfsregler, bestehend aus einem Transistor 7r9, der über einen Transistor TrIO gesteuert wird, parallel zu der Reihenschaltung eines Widerstands R18 und einer Zenerdiode Ez 3. Zwischen dem Leitungsabschnitt 26 und dem Leitungsabschnitt 27 liegt die Parallelschaltung einer Zenerdiode Ez4, eines Kondensators Cl und eines Oszillators 28 in der Form eines astabilen Multivibrators, der zwei Dioden £8 und £9, vier Transistoren TrU, Tr 12, Tr 13 und Γγ 14, zwei Kondensatoren C8 und C9 und vier Widerstände R 19, «20 R2\ und Ä22 aufweist. Zwischen dem Leitungsabschnitt 27 und dem Leitungsabschnitt 29 liegt die Parallelschaltung eines Widerstands R23 in Reihe mit einerr Regler, bestehend aus einem Transistor Γγ 15, der vor einem Transistor Tr 16 gesteuert wird, und eines Konstantstromreglers 30, der eine Widerstandsbrücke milIn Fig. 3 is the following series connection between the connecting lines 2 and 3. Between the connecting line 2 and the line section 26 is an auxiliary regulator, consisting of a transistor 7r9, which is controlled via a transistor TrIO, parallel to the series connection of a resistor R 18 and a Zener diode Ez 3. Between the line section 26 and the line section 27 is the Parallel connection of a Zener diode Ez4, a capacitor Cl and an oscillator 28 in the form of an astable multivibrator, the two diodes £ 8 and £ 9, four transistors TrU, Tr 12, Tr 13 and Γγ 14, two capacitors C8 and C9 and four resistors R. 19, «20 R2 \ and Ä22. Between the line section 27 and the line section 29 is the parallel connection of a resistor R23 in series with a regulator, consisting of a transistor Γγ 15, which is controlled before a transistor Tr 16, and a constant current regulator 30, which has a resistor bridge mil

ίο einer Zenerdiode Ez5 und drei Widerständen /?24 /?25 und /?26 sowie einen Verstärker 51 in der Diagonalen zur Steuerung des Hilfsreglers Tr9 aufweist Zwischen dem Leitungsabschnitt 29 und der Anschlußleitung 3 liegt ein Meßwiderstand R 27.ίο has a Zener diode Ez5 and three resistors /? 24 /? 25 and /? 26 and an amplifier 51 in the diagonal for controlling the auxiliary regulator Tr9. Between the line section 29 and the connecting line 3 there is a measuring resistor R 27.

Ein Speisetransformator Γ3 wird von dem Oszillatoi 28 gespeist. Auf seiner Sekundärseite ist eine Zweiweg-Gleichrichteranordnung, bestehend aus den Dioden £10 und £11 sowie dem Glättungskondensator C14 angeordnet. Zur Erzeugung der im Meßwertumformer·A feed transformer Γ3 is fed by the oscillator 28. A two-way rectifier arrangement consisting of diodes £ 10 and £ 11 and the smoothing capacitor C 14 is arranged on its secondary side. To generate the in the transducer

kreis benötigten Spannungen sind ein Widerstand R 28 eine Zenerdiode £26 und eine Zenerdiode Ez 7 zwischen die spannungsführende Leitung 31 und den Mit telpunkt 32 der Gleichrichteranordnung geschaltet.
Der Spannungsabfall an der Zenerdiode £z6 speislThe voltages required in the circuit are a resistor R 28, a Zener diode £ 26 and a Zener diode Ez 7 between the live line 31 and the center point 32 of the rectifier arrangement.
The voltage drop at the Zener diode £ z6 feed

einen Meßwertumformer 33. Dieser weist eine Kompensations-Meßbrücke 34 mit einem Vorwiderstand R 29, vier festen Brückenwiderständen R 30, R3\, R32 und R 33 sowie einem einstellbaren Widerstand K 34 auf, in deren Diagonale ein Thermoelement Th in Reih« mit einem Widerstand R 35 und zwei abwechselnd ansteuerbaren Schalttransistoren Tr 17 und Tr 18 (Feldeffekt-Transistoren) liegt. Letztere werden über die Leitungen 35 und 36 von der Sekundärwicklung des Signaltransformators T3 mit Steuerimpulsen versorgta transducer 33. This has a compensation measuring bridge 34 with a series resistor R 29, four fixed bridge resistors R 30, R3 \, R32 and R 33 and an adjustable resistor K 34, in the diagonal of a thermocouple Th in series with a resistor R 35 and two alternately controllable switching transistors Tr 17 and Tr 18 (field effect transistors) is located. The latter are supplied with control pulses via the lines 35 and 36 from the secondary winding of the signal transformer T3

Das Signal wird über einen Koppelkondensator C15 mit Querwiderstand R 36 dem einen Eingang eines Verstärkers 37 zugeführt, an dessen anderen Eingang eine aus den Widerständen R 31. R 38 und R 39 sowie dem Kondensator ClO bestehende, eine PhasenumkehrThe signal is fed via a coupling capacitor C15 with a shunt resistor R 36 to one input of an amplifier 37, at the other input of which is a phase reversal consisting of the resistors R 31, R 38 and R 39 and the capacitor ClO

4« rung bewirkende Schaltung gelegt ist. Der Verstärker 37 hegt direkt zwischen der Leitung 31 und dem Mittelpunkt 32 der Gleichspannungsanordnung. An den Verstarkerausgang ist über einen Widerstand R 40 die Primärwicklung eines Signalübertragers Γ4 in der Form4 «tion effecting circuit is placed. The amplifier 37 lies directly between the line 31 and the center point 32 of the DC voltage arrangement. The primary winding of a signal transmitter Γ4 is connected to the amplifier output via a resistor R 40

eines Transformators gelegt.of a transformer.

Dessen Sekundärwicklung führt zu einem Demodulator oder Gleichrichter 38. der synchron mit dem durcli aie bchalttransistoren Tr 17 und Tr 18 gebildeten Zerhacker oder Wechselrichter betrieben wird. DieserIts secondary winding leads to a demodulator or rectifier 38, which is operated synchronously with the chopper or inverter formed by the switching transistors Tr 17 and Tr 18. This

weist in Reihe einen Widerstand /?41 und einen Kondensator CIl auf, die periodisch von einem Schalttran· ^sisto.^{r r}£« (Feldeffekt-Transistor) kurzgeschlosser werden. Die Steuerung dieses Schalttransistors erfolgl über eine Leitung 39 direkt von dem einen Ende derhas in series a resistor /? 41 and a capacitor CIl, which is periodically from a switching ^tran · sisto. ^rr £ «(field effect transistor) short-circuited. This switching transistor is controlled via a line 39 directly from one end of the

Primärwicklung des Speisetransformators T3, wobei ein bntkopplungswiderstand /?42 vorgesehen ist. Am Kunkt 40 wird eine Steuerspannung abgegriffen und über eine Diode £12 der Basis des Transistors Tr 16 zugeleitet die über einen Widerstand R 43 mit demPrimary winding of the supply transformer T3, a decoupling resistor /? 42 being provided. At the point 40, a control voltage is tapped and fed through a diode £ 12 to the base of the transistor Tr 16 which is connected to the via a resistor R 43

Leitungsabschnitt 27 verbunden istLine section 27 is connected

Am Widerstand R 27 wird eine Spannung abgegrif-A voltage is tapped at resistor R 27.

' f.¹.? ^{den beiden} Teilerwiderständen R 44 und /?45'f. ^1. ? ^{the two} divider resistors R 44 and /? 45

zugeführt wird. Die Teilerspannung steuert einen span-is fed. The divider voltage controls a span-

nungsgesteuerten Oszillator 41, dessen Ausgangssignalvoltage controlled oscillator 41 whose output signal

über einen widerstand Ä46an einen Rückführübertra-M·,, 1 !T ^{Orm eines} Transformators geführt wird. Mittels der Diode E₂5 wird die Versorgungsspannung dieses Osz.Ilators 41 konstant gehaltenvia a resistor Ä46 to a return transformer M · ,, 1! T ^{Orm of a} transformer. By means of the diode E ₂ 5, the supply voltage of this Osz.Ilators 41 is maintained constant

Zum Meßwertumformer gehört eine Einheit 42, die einen Frequenzvergleicher 43 und einen weiteren spannungsgesteuerten Oszillator 44 aufweist. Dem einen Eingang 45 des Frequenzvergleichers wird das über den Rückführübertrager Γ5 zugeführte Frequenzsignal 5 zugeleitet. Über den anderen Eingang 46 wird das Ausgangssignal des Oszillators 44 zugeleitet. Der AusgangThe transducer includes a unit 42 which has a frequency comparator 43 and another voltage-controlled one Has oscillator 44. The one input 45 of the frequency comparator is about the frequency signal 5 fed to the feedback transformer Γ5 forwarded. The output signal of the oscillator 44 is fed in via the other input 46. The exit

47 des Vergleichers ist zu einer Verknüpfungsschaltung47 of the comparator is a logic circuit

48 geführt, die als weiteren Eingang die Abzweigleitung 49 für den Kompensationsstrom der Kompensations-Meßbrücke 34 aufweist. Die Verknüpfungsschaltung weist drei Widerstände R 47, R 48 und R 49 sowie zwei Filterkondensatoren C12 und C13 auf. Sinkt am Punkt 50 die Spannung, weil das Ausgangssignal des Vergleichers 43 nied.iger wird, ändert sich entsprechend der Kompensationsstrom.48 out, which has the branch line 49 for the compensation current of the compensation measuring bridge 34 as a further input. The logic circuit has three resistors R 47, R 48 and R 49 and two filter capacitors C12 and C13. If the voltage drops at point 50 because the output signal of comparator 43 is lower, the compensation current changes accordingly.

Diese Schaltung arbeitet in folgender Weise: Wenn sich infolge einer Temperaturänderung die Spannung des Thermoelements ändert, gibt der Meßwertumformer über seinen den Wechselrichter aufweisenden Ausgangskreis ein entsprechendes Frequenzsignal über den Signalübertrager TA und den Gleichrichter 38 auf den Regler Tr 15. Dieser ändert den durch ihn hindurchfließenden Signalstrom entsprechend. Diese Änderung des Signalstroms wird am Widerstand R 27 abgefühlt und führt zu einer entsprechenden Änderung der Ausgangsfrequenz des Oszillators 41. Entsprechend ändert sich die Eingangsfrequenz des Frequenzvergleichers 43 und damit auch dessen Ausgangsfrequenz.This circuit works in the following way: If the voltage of the thermocouple changes as a result of a change in temperature, the transducer outputs a corresponding frequency signal via the signal transmitter TA and the rectifier 38 to the controller Tr 15 via its output circuit having the inverter Signal current accordingly. This change in the signal current is sensed at the resistor R 27 and leads to a corresponding change in the output frequency of the oscillator 41. The input frequency of the frequency comparator 43 and thus also its output frequency change accordingly.

Dies ergibt eine Änderung des Kompensationsstroms in der Kompensations-Meßbrücke 34. Damit ändert sich das Eingangssignal zum Oszillator 44 und damit dessen dem Frequenzvergleicher 43 zugeführte Ausgangsfrequenz. Infolge der Änderung des Kompensationsstroms verkleinert sich die Diagonalspannung der Meßbrücke, wodurch sich das Signal über dem Signalübertrager TA verkleinert, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt und der Signalgleichstrom dem Meßsignal entspricht.This results in a change in the compensation current in the compensation measuring bridge 34. This changes the input signal to the oscillator 44 and thus its output frequency fed to the frequency comparator 43. As a result of the change in the compensation current, the diagonal voltage of the measuring bridge is reduced, as a result of which the signal via the signal transmitter TA is reduced until a state of equilibrium is established and the direct current signal corresponds to the measurement signal.

Bei alledem ist dafür gesorgt, daß über die Anschlußleitungen 2 und 3 ein Signalgleichstrom fließt, der sich aus einem konstanten Grundstrom und einem von dem Meßsägnal abhängigen Stromanteil zusammensetzt. Der Grundstrom wird mit Hilfe des Konstantstromreglers 30 erzwungen, die vom Meßsignal abhängige Komponente durch den Regler Tr 15. Hierbei ist es unerheblich, welcher Stromteil durch den Oszillator 28 und zum Zweck der Speisung des Meßwertformerkreises M verbraucht wird. Der restliche Stromanleil geht unbehindert durch die Zenerdiode EzA. Sollte der Grundstrom sich ändern, wird er durch Nachregelung des Hilfsreglers 7r9 auf den ursprün5lichen Wert gebracht. Der Überbrückungszweig mit dem Widerstand R 18 und der Zenerdiode Ez 3 dient dazu, auch bei geschlossenem Hilfsregler Tr9 den Grundstrom flieüer zu lassen. Hierbei dient die Zenerdiode Ez 3 dazu, derr Verstärker 51 eine konstante Betriebsspannung zuzuführen. In all of this it is ensured that a signal direct current flows via the connecting lines 2 and 3, which is composed of a constant basic current and a current component dependent on the measuring signal. The base current is forced by means of the constant current regulator 30, which is dependent on the measurement signal component 15 by the controller Tr In this case, it is irrelevant which current part is consumed by the oscillator 28 and for the purpose of feeding the Meßwertformerkreises M. The rest of the current goes unhindered through the Zener diode EzA. Should the basic current change, it is brought to the original value by readjusting the auxiliary regulator 7r9. The bridging branch with the resistor R 18 and the Zener diode Ez 3 is used to allow the basic current to flow even when the auxiliary regulator Tr9 is closed. The Zener diode Ez 3 serves to supply the amplifier 51 with a constant operating voltage.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Measuring system with a measuring transducer, a connecting circuit connected to a measuring signal evaluation point and a signal transmitter that galvanically isolates the latter, whereby a controller determining the direct current signal is controlled by an amplitude-analog control signal that results from the comparison of two variables that are derived from the input value of the transducer or from the Signal direct current dependent, in particular proportional thereto, and the direction of action is selected such that the control signal approaches zero, characterized in that the transducer (7) has a first (9) and the connection circuit (A) a second (16), each in its frequency as a function of the input value of the transducer on the one hand and the direct current signal on the other hand, a controllable oscillator is assigned, and that the comparison for the formation of the control signal for the controller is carried out by means of a frequency comparator (13) to which the frequency-analog output signals of the two oscillators are compared to those to be compared calibrating variables can be supplied and which converts the difference frequency into the amplitude-analog control signal.

2. Measuring system with a measuring transducer, a connection circuit connected to a measuring signal evaluation point and a signal transmitter that galvanically isolates this, whereby a controller determining the direct current signal is acidified by an amplitude-analog control signal that results from the comparison of two values that are derived from the input value of the transducer or from Signal direct current dependent, in particular proportional thereto, and the direction of action is selected such that the control signal approaches zero, characterized in that the measurement transducer (33) has a first (44) and the connection circuit (A) a second (41), each its frequency controllable oscillator is assigned that the second oscillator (41) a signal dependent on the direct current signal and this frequency-analog output signal of the second oscillator (41) and the frequency-analog output signal of the first oscillator (44) can be fed to a frequency comparator (43), whose Output signal of the difference freq uen: e is analogous to the amplitude, can be fed to the input of the second oscillator (41) and, in addition to the variable that is dependent on the input value, forms the second of the variables to be compared.

3. Measuring system according to claim 1 or 2, wherein the controller, for. B. the collector-emitter path of a transistor, connected in series with a measuring resistor, on which the corresponding to the signal direct current Size can be tapped off as a voltage, characterized in that the second oscillator (16, 41) is a voltage controlled oscillator that is controlled by the tapped voltage.

4. Measuring system according to claim I or 3, characterized in that the frequency comparator (13) arranged in the connection circuit and the output of the first oscillator (9) via the signal transformer (7'2, Γ4) with one input of the frequency comparator connected is.

5. Measuring system according to one of claims 3 to 4, characterized in that the output (! 9) of the frequency comparator (13) is at the base of a transistor (7>6>, which is connected via a capacitor C3) to that end of the measuring resistor ( R 3) is connected to the one connection line (3), that the input (17) of the second oscillator (16) connected to the other end of the measuring resistor is connected to the emitter of the transistor and that the controller (Tr \) is controlled by the collector of the transistor.

6. Measuring system according to claim 4 or 5, characterized in that the first oscillator (9) is a voltage-controlled, via a measuring amplifier (8) fed oscillator, which in turn controls a switching transistor (Tr5) in the circuit of the signal transmitter (T2).

7 measuring system according to one of claims 2 to 3, characterized in that the frequency comparator (43) is arranged in the measuring transducer (33) and the output of the second oscillator (41) via a measuring transducer and connecting circuit electrically isolating feedback transformer (T5) mh one input of the Frequency comparator connected

3. Measuring system according to claim 7, characterized in that the transducer (33) has an output circuit connected to the signal transmitter (T4) , the input of which can be influenced by the output of the frequency comparator (43).

9. Measuring system according to claim 7 or 8, characterized in that the transducer (33) a compensation measuring bridge (34), the bridge diagonal the input of the output circuit forms and the compensation current branch (49) leads to a logic circuit (48) which the compensation current changes depending on the output of the frequency comparator (43) and Tiit is connected to the input of the frequency comparator.

10. Measuring system according to claim 8 or 9, characterized in that the output circuit of the transducer (33) has an inverter (Tr 17, Tr \ 8) with a downstream AC amplifier (37) and the signal transmitter (T4) with a demodulator controlled synchronously therewith ( Tr 19 ^ is connected, which controls the regulator.

11. Measuring system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the signal transmitter (T2, T4) and / or feedback transmitter (TS ^ is a transformer.

12. Measuring system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the signal transmitter and / or feedback transmitter is formed by a coupling device (25) having an electrical light transmitter (ET) and an electrical light receiver (Tr8).

13. Measuring system according to one of claims 1 to 12, characterized by the application to a two-wire system in which the power is supplied only on the side of the connection circuit (A) , the latter having a third oscillator (4, 28) connected to a constant current regulator, which converts part of the direct current on the connection side into pulsating direct current or alternating current and supplies a supply transformer (T \. 7 3) , the secondary winding of which is in the MeU-Wertumfornierkreis (AV.

14. MeßsyMem according to claim 13, characterized in that tk ' ¹ controller (Tr I. TrQ) through

«Is bridged in a resistor (R 1, R IB) having branch and with a Zenerdiofle (Ez i, EzA,) 'm series, at which the voltage for operating the third oscillator (4,28) can be tapped.

15. Measuring system according to claim 6 and claim 13 © of 14, characterized in that with the secondary winding of the supply transformer !, (Ti) a rectifier arrangement (E5, £ 6, C2), optionally the constant current regulator (Tr 4, R5) and a Zener diode (Ez2) is in series, from whose voltage the .Meßwertträger (8), the first oscillator (9) and the switching transistor (Tr 5) are fed.

16. Measuring system according to claim 9 and 10 and claim 13 or 14, characterized in that a rectifier arrangement and a Zener diode (Ez6) are connected in series with the secondary winding of the supply transformer (T3) , the voltage of which is fed to the compensation measuring bridge (34) , and that the synchronization voltage for operating the inverter (Tr 17, Tr i ») can be tapped on the secondary winding and the synchronization voltage for operating the rectifier (38) on the primary winding of the supply transformer (T3) .

17. Measuring system according to one of claims 13 to

16, characterized in that to form the constant current regulator (30) a Zener diode (Ez 5) having a resistor bridge is parallel to the regulator (Tr i5) and a series resistor (R 23) , the diagonal voltage of which is connected to an auxiliary regulator (Tr9) via an amplifier (51) ) controls, which is in P.eihe with the parallel connection of the third oscillator (28) and Zener diode (EzA) and the parallel connection of the resistor bridge (30) and controller (Tr 15 ^.

18. Measuring system according to one of claims 1 to

17, characterized in that the voltage supply of the second oscillator (16) and, if necessary, of the frequency comparator (13) takes place from the two connecting lines (2, 3) via a basic resistor (R 13 ^ and that an amplifier (23) is connected in parallel, the inputs of which are controlled by the voltage drop across a measuring resistor (R 2) in series with the controller (Tr i) .