DE2460648A1 - Platinum resistance temp measurement linearisation circuit - operational amplifier injects reference voltage dependent current - Google Patents

Platinum resistance temp measurement linearisation circuit - operational amplifier injects reference voltage dependent current

Info

Publication number
DE2460648A1
DE2460648A1 DE19742460648 DE2460648A DE2460648A1 DE 2460648 A1 DE2460648 A1 DE 2460648A1 DE 19742460648 DE19742460648 DE 19742460648 DE 2460648 A DE2460648 A DE 2460648A DE 2460648 A1 DE2460648 A1 DE 2460648A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
platinum resistance
voltage
temperature
digital
reference voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19742460648
Other languages
German (de)
Inventor
Reiner Dipl Phys Szepan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19742460648 priority Critical patent/DE2460648A1/en
Publication of DE2460648A1 publication Critical patent/DE2460648A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • G01K7/20—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
    • G01K7/21—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit for modifying the output characteristic, e.g. linearising
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/32—Automatic controllers electric with inputs from more than one sensing element; with outputs to more than one correcting element
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor

Abstract

An operational amplifier (1) dependent upon a reference voltage, injects a current into the platinum resistance (2) functioning as temperature sensor. This increases with the value of the platinum resistance so that the voltage at the platinum resistance becomes linear in relation to temperature. The reference voltage may be pulsed and its value derived by means of a potentiometer circuit. The reference value voltage may be produced through a digital to analog converter. A feedback signal may be produced dependent upon the amplitude for feeding to the digital reference value.

Description

Schaltungsanordnung zur Messung von Temperatur mit einem Platin - Widerstandsthermometer in linearem Zusammenhang mit einer elektrischen Ausgangsgröße.Circuit arrangement for measuring temperature with a platinum Resistance thermometer in a linear relationship with an electrical output variable.

Die Erfindung betrifft zwei Vorrichtungen, die als elektrisches Thermometer und als Teil von Temperaturreglern und Prozesselementen Anwendung fingden.The invention relates to two devices that act as an electrical thermometer and used as part of temperature controllers and process elements.

Lls bekannt gilt: Aufwendige Hardwarelösungen mit nichtlinearen Schaltungselementen, digitale Harwarelösungen mit Analog - Digitalwandlern und Festwertspeichern, Softwarelösungen in EDV - Anlagen.As is well known, the following applies: Complex hardware solutions with non-linear circuit elements, digital hardware solutions with analog-digital converters and read-only memories, software solutions in IT systems.

Die genannten Lösungen sind sehr aufwendig.The solutions mentioned are very complex.

Dem Bekannten gegenüber soll die Linearisierung nach der Erfindung durch eine einfache Schaltungsanordnung realisiert werden.In relation to what is known, the linearization according to the invention is intended can be realized by a simple circuit arrangement.

Das Temperaturverhalten des Platinwiderstandes läßt sich näherung weise durch die folgenden Differentiale für kleine Ströme charakterisieren: d3R dT3 Zwei Schaltungsanordnungen zum Erreichen des linearen Temperatur-Spannungszusammenhanges. sind erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie nur jeweils einen linearen Operationsverstärker be -notigen, der als Stromquelle dem als Temperaturfühler wirkenden Platinwiderstand einen Strom so einprägt, daß dieser etwas mit dem Vert des Platinwiderstandes ansteigt. Solchermaßen läßt sich erreichen, daß die Spannung am Platinwiderstand mit guter Näherung linear von seiner Temperatur abhängt0 Die Erfindung wird anhand zweier Figuren, die die wesentlichen Schaltungsmerkmale zeigen, näher erläutert.The temperature behavior of the platinum resistor can be approximately characterized by the following differentials for small currents: d3R dT3 Two circuit arrangements to achieve the linear temperature-voltage relationship. are characterized according to the invention in that they each need only one linear operational amplifier which, as a current source, impresses a current on the platinum resistor acting as a temperature sensor in such a way that it rises somewhat with the value of the platinum resistor. In this way it can be achieved that the voltage across the platinum resistor is linearly dependent on its temperature with a good approximation. The invention is explained in more detail with reference to two figures which show the essential circuit features.

Die Figur 1 zeigt die Beschaltung eines Operationsverstärkers ( 1 ) u. a. mit einem Platinwiderstand ( 2 ) und einem Festwider -stand ( 3 ). In der folgenden mathematischen Darstellung sind diese Widerstände als R2 bzw. R3 bezeichnet. Die Spannung Ua an ( 2 ) gehorcbt der Schaltungsanordnung und der Eingangs spannung Ue folgendermaßen: Ua = - Ue a R2/R3 / ( 1 - b ( 1 + R2/R3)) mit U I = - Ue ( at R2 + b R2 ) Die Größen a,b,a',b' sind schaltungsbedingt und konstant, gegeben durch R3 und die unbenannten Widerstände. Diese Schaltungsanordnung bewirkt eine kleine , positive quadratische Korrektur der Spannung Ua mit steigender Temperatur von ( 2 ), sie kompensiert den negativen quadratischen Koeffizienten der Widerstands- Temperaturkurve des Platinwiderstandes.FIG. 1 shows the wiring of an operational amplifier (1) including a platinum resistor (2) and a fixed resistor (3). In the following mathematical representation, these resistances are referred to as R2 and R3. The voltage Ua at (2) belongs to the circuit arrangement and the input voltage Ue as follows: Ua = - Ue a R2 / R3 / (1 - b (1 + R2 / R3)) with UI = - Ue (at R2 + b R2) The quantities a, b, a ', b' are circuit-related and constant, given by R3 and the unnamed resistances. This circuit arrangement causes a small, positive quadratic correction of the voltage Ua with increasing temperature of (2), it compensates for the negative quadratic coefficient of the resistance-temperature curve of the platinum resistor.

Die Figur 2 zeigt die Beschaltung eines Operationsverstärkers ( 4 ) u. a. mit einem platinwiderstand ( 5 ), der in der mathematischen Darstellung als R5 auftaucht. Die Spannung Ua an ( 5 ) gehorcht der Schaltungsanordnung und der Eingangsspannung Ue folgendermaßen: Ua - Ue a R5 / ( 1 - b R5 ) mit |b R5| << 1 gilt s Ua = Ue ( a R5 + b' R52 ) Die Größen a,b,b' sind schaltungsbedingt und konstant. Auch hier ist eine kleine , positive quadratische Korrektur der Spannung U@ lit wachsender Temperatur erreicht.FIG. 2 shows the wiring of an operational amplifier (4 ) and others with a platinum resistor (5), which is shown in the mathematical representation when R5 shows up. The voltage Ua at (5) obeys the circuit arrangement and of the input voltage Ue as follows: Ua - Ue a R5 / (1 - b R5) with | b R5 | << 1 applies s Ua = Ue (a R5 + b 'R52) The quantities a, b, b' are circuit-related and constant. Again, there is a small, positive quadratic correction to the voltage U @ lit increasing temperature reached.

Mit Hilfe eines geeignet dimensionierten Differenzverstärkers der Spannung Ua und einer Hilfsspannung läßt sich eine Spannung U = U ( T ) so gegen das Bezugspotential erzeugen, daß U fUr die snfangstemperatur eines gegebenen Temperaturbereiches verschrin det ( T ist Temperaturgröße ).With the help of a suitably dimensioned differential amplifier the Voltage Ua and an auxiliary voltage can be compared to a voltage U = U (T) generate the reference potential that U is the initial temperature of a given temperature range shrinks (T is temperature variable).

Bei großem Strom durch den Platinwiderstand läßt sich die Eigenerwärmung durch Pulsen der Eingangsspannung Ue reduzieren.With a large current through the platinum resistor, self-heating can be reduced reduce the input voltage Ue by pulsing.

Die Sollgröße der Temperatur eines Temperaturreglers, der durch das erfindungsgemäß linearisierte Platinthermometer gekennzeichnet ist, wird als Spannungswert linear mit der Solltemperatur vorgegeben. Eine Potentiometerschaltung kompensiert in einem solchen Schaltregler die Schwankungen der gemeinsamen Referenzspannung Se.The setpoint value of the temperature of a temperature controller, which is determined by the according to the invention linearized platinum thermometer is characterized as a voltage value specified linearly with the target temperature. A potentiometer circuit compensates in such a switching regulator the fluctuations in the common reference voltage Se.

Ein Digital - Analogwandler als Sollspannungsquelle eines solchen Reglers erlaubt die digitale Vorgabe der Temperatursollgröße, wodurch deren unmittelbare Fiihrung durch Prozessmaschinen möglich ist. Eine, das Temperatur - Zeitverhalten einer solchen Regelung beeinflussende Rückführung kann sowohl analog wie auch digital ausgebildet sein; die im letzten Fall gewonnene Rückführungsgröße läßt sich vorteilhaft dem digitalen Temperatursollwert entweder in einer Prozessmaschine oder in einer, zwischen einem Sollwertgeber und einem Digital - Analogwandler eingefügten Logikschaltung, hinzuaddieren.A digital-to-analog converter as a nominal voltage source of such Controller allows the digital specification of the temperature setpoint, whereby its immediate Leadership through process machines is possible. One, the temperature-time behavior Feedback influencing such a regulation can be both analog and digital be trained; the feedback variable obtained in the latter case can be advantageous the digital temperature setpoint either in a process machine or in a, logic circuit inserted between a setpoint generator and a digital-analog converter, add.

Die Solltemperaturen vieler Regler i ( 6,7,8 ) ganzer Ofensysteme i ( 9 ), dargestellt in der Figur 3, lassen sich, gekennzeichnet durch das erfindungsgemäß linerisierte Platinsiderstandsthermometer ( 6 ), mit einem einzigen Digital - Analogwandler ( 1o ) vorgeben, wenn dieser, programmiert durch eine irgendwie geartete Ablauisteuerung ( 11 ), sequenziell die den Solltemperaturen zugeordneten Sollspannungen den Ist - Sollkomperatoren ( 7 ) der einzelnen Regler ( 6,7,8 ) zuführt. Nach Einschwingen des jeweiagen Ist - Soll-Komperators ( 7 ) wird der zugeordnete Digitalspeicher ( 8 ) getriggert, er gibt eine digitale Richtgröße ( z. B. 1 Bit ) an den zugeordneten Ofen ab.The target temperatures of many controllers i (6,7,8) of entire furnace systems i (9), shown in FIG. 3, can be characterized by the according to the invention linearized platinum resistance thermometer (6), with a single digital - analog converter (1o) if this is programmed by some kind of sequence control (11), the setpoint voltages assigned to the setpoint temperatures sequentially denote the actual - Nominal comparators (7) of the individual controllers (6,7,8) supplies. After settling of the respective actual - target comparator (7) is the assigned digital memory (8) triggered, it gives a digital benchmark (e.g. 1 bit) to the assigned Furnace off.

Claims (6)

PatentansprücheClaims 1. Eine Schaltungsanordnung zur messung von Temperatur mit einem Platin - Widerstands thermometer in in linearem Zusammenhang mit der Ausgangsspannung dadurch gekennzeichnet, daß ein Operationrverstärker in Abhängigkeit einer Referenzspannung dem ale Temperaturfühler wirkenden Platin, Widerstand einen Strom einprägt, der mit dem Vert des Platin - Widerstandes so ansteigt, daß die Spannung am Platin - Widerstand linear mit der Temperatur zunimmt.1. A circuit arrangement for measuring temperature with a platinum - Resistance thermometer in a linear relationship with the output voltage thereby characterized in that an operational amplifier as a function of a reference voltage The platinum resistance that acts on all temperature sensors impresses a current that with the vert of the platinum resistance increases so that the voltage across the platinum Resistance increases linearly with temperature. 2. Eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung gepulst Wird.2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the reference voltage is pulsed. 3. Eine Temperaturregelanordnung mit einem Platin - Widerstandthermometer nach Anspruch 1 und oder nicht 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertspannung mit einer Potentiometerschaltung aus der Referenzepannung gewonnen wird.3. A temperature control arrangement with a platinum resistance thermometer according to claim 1 and or not 2, characterized in that the setpoint voltage is obtained from the reference voltage with a potentiometer circuit. 4. Eine Temperaturregelanordnung mit einem Platin - Widerstandthermometer nach Anspruch 1 und oder nicht 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertspannung durch einen Digital - Analogwandler gegeben wird.4. A temperature control arrangement with a platinum resistance thermometer according to claim 1 and or not 2, characterized in that the setpoint voltage is given by a digital to analog converter. 5. Eine Temperaturregelanordnung mit einem Platin - Widerstandsthermometer nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß aus der Richtgröße ein digitales Rückführungssignal gewonnen wird, das der digitalen Sollgröße hinzugefügt wird.5. A temperature control arrangement with a platinum resistance thermometer according to claim 4, characterized in that a digital feedback signal is derived from the reference variable is obtained, which is added to the digital target size. 6. Eine Temperaturregelsystemanordnung mit Platin - Widerstandsthermometern nach Anspruch 4 und oder nicht 5 dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Digital - Analogwandler die Sollwertspannungen sequenziell den einzelnen Temperaturreglern vorgibt,und zugeordnete Speicher die Richtwerte sy-nchron übernehmen.6. A temperature control system arrangement with platinum resistance thermometers according to claim 4 and or not 5, characterized in that only one digital-analog converter specifies the setpoint voltages sequentially for the individual temperature controllers, and assigned Store the guide values synchronously. L e e r s e i t eL e r s e i t e
DE19742460648 1974-12-20 1974-12-20 Platinum resistance temp measurement linearisation circuit - operational amplifier injects reference voltage dependent current Pending DE2460648A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742460648 DE2460648A1 (en) 1974-12-20 1974-12-20 Platinum resistance temp measurement linearisation circuit - operational amplifier injects reference voltage dependent current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742460648 DE2460648A1 (en) 1974-12-20 1974-12-20 Platinum resistance temp measurement linearisation circuit - operational amplifier injects reference voltage dependent current

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2460648A1 true DE2460648A1 (en) 1976-06-24

Family

ID=5934138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19742460648 Pending DE2460648A1 (en) 1974-12-20 1974-12-20 Platinum resistance temp measurement linearisation circuit - operational amplifier injects reference voltage dependent current

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2460648A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3231996A1 (en) * 1982-08-27 1984-03-01 Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg RESISTANCE THERMOMETER
DE19757258C2 (en) * 1997-12-23 2001-02-08 Heraeus Electro Nite Int Sensor with temperature-dependent measuring resistor and its use for temperature measurement
EP2953103A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-09 Siemens Schweiz AG Danger warning system
CN111238673A (en) * 2020-01-06 2020-06-05 宁波中车时代传感技术有限公司 Measuring circuit of film temperature sensor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3231996A1 (en) * 1982-08-27 1984-03-01 Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg RESISTANCE THERMOMETER
EP0101956A2 (en) * 1982-08-27 1984-03-07 Endress u. Hauser GmbH u.Co. Resistance thermometer
EP0101956A3 (en) * 1982-08-27 1985-09-18 Endress U. Hauser Gmbh U.Co. Resistance thermometer
DE19757258C2 (en) * 1997-12-23 2001-02-08 Heraeus Electro Nite Int Sensor with temperature-dependent measuring resistor and its use for temperature measurement
US6232618B1 (en) 1997-12-23 2001-05-15 Heraeus Electro-Nite International N.V. Sensor with temperature-dependent measuring resistor and its use for temperature measurement
EP2953103A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-09 Siemens Schweiz AG Danger warning system
CN111238673A (en) * 2020-01-06 2020-06-05 宁波中车时代传感技术有限公司 Measuring circuit of film temperature sensor
WO2021139128A1 (en) * 2020-01-06 2021-07-15 宁波中车时代传感技术有限公司 Measurement circuit of thin-film temperature sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2746360A1 (en) Remote thermal monitoring of several locations - uses alternative thermal resistors which switch into branch of resistive bridge
DE2917237C2 (en)
DE2648478C2 (en) Method and device for regulating the air / fuel ratio of an internal combustion engine equipped with an exhaust gas sensor
DE2350083A1 (en) CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CORRECTING THE OUTPUT SIGNAL OF A MEASURING DEVICE
EP0101956B1 (en) Resistance thermometer
DE2518890B2 (en) LINEARIZING DEVICE
DE1947004A1 (en) Device for changing the temperature of a sample substance
DE2460648A1 (en) Platinum resistance temp measurement linearisation circuit - operational amplifier injects reference voltage dependent current
EP2197117B1 (en) Switching unit for creating an output voltage depending on a digital data value and method for calibrating the switching unit
DE10024716C2 (en) Transmitter for potentiometric position sensors and method for parameterization
EP0204183A1 (en) Method for calibrating a hot wire air mass flow meter and hot wire air mass flow meter
DE2518422A1 (en) Automatic resistance compensating circuit - used for connections between resistors in bridge branches in measuring instruments
DE2447629A1 (en) Resistance measuring circuit - three wire circuit is used to balance line influences
DE10244466C1 (en) Switching arrangement, for operating linear exhaust gas probe for vehicle engine, comprises first comparison switching, pump current source for preparing current and second switching circuit for comparing voltage on pump cell
DE3803104A1 (en) Circuit arrangement for correcting weak analogue voltages of measurement value transmitters in the case of severe non-linearity
EP0333916A2 (en) Method for the temperature regulation of resistance-heating conductors
DE2827208C2 (en)
DE2827601B1 (en) Method for contactless measurement of direct and alternating currents
DE2412226A1 (en) DIGITAL-ANALOGUE CONVERTER
DE2203306C2 (en) Circuit arrangement for zero point shifting of measuring voltages
DE1293834B (en) Procedure for calibrating analog-to-digital converters
DE2455588A1 (en) Linearizing circuit for NTC resistors esp in thermometers - uses temperature independent resistor for linearity over wide range
DE3124231A1 (en) Arrangement for representing a variable electrical precision resistor
DE3313043A1 (en) Circuit arrangement for measuring a multiplicity of slowly varying operating temperatures
DE2452529C3 (en) Device for the independent setting of the start and end values of an electrical measuring range with a bridge circuit

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee