DE2549995A1

DE2549995A1 - Elektronische einrichtung

Info

Publication number: DE2549995A1
Application number: DE19752549995
Authority: DE
Inventors: Eckehard Schaefer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1975-11-07
Publication date: 1977-05-26
Also published as: DE2549995B2; DE2549995C3

Description

Elektronische Einrichtung
Die Erfindung betrifft eine elektronische Einrichtung zur optimierten Auswertung und spannungs-oder strommäßigen Darstellung eines physikalische Zusammenhänge wiedergebenden nichtlinearen Kennlinienfeldes.
Auf dem Gebiete der Feuchtigkeitsmessung ist ein seit Jahren vielbenutzter Feuchtigkeitsmesser bekannt, der bereits im Jahre 1928 von August angegeben wurde und als Psychrometer bezeichnet wird. Bei diesem sogenannten Aspirations-Psychrometer sind zwei Thermometer vorhanden, von denen das eine von einer Hülle aus leichtem Gewebe umgeben ist, welches sich in einem Gehäuse befindet, durch das fortlaufend mittels eines Ventilators ein Luftstrom gesaugt wird. Dieser Luftstrom streicht an beiden Thermometer vorbei und bei Benetzung des Gewebes an dem einen Thermometer mit naser von Raumtemperatur verdunstet dieses um so schnellir in die vorbeiströmende Luft, äe trockner diese ist. Infolge der dabei auftretenden Verdunstungkälte kühlt sich das benetzte Thermometer ab. Aus der Temperatur des trocknen Thermometers (Trockentemperatur), mit dem die Lufttemperatur gemessen wird und der des feuchten Thermometers (Feuchttemperatur), die wegen der Verdunstungskälte meist niedriger ist, läßt sich mit psychrometrischen Tafeln die relative (in Prozent bei der åeweiligen Temperatur des möglichen aufnaklmevermögens an iasserdampf) Luftfeuchtigkeit bestimmen.
Der Temperaturunterschied, die sogenannte psycklrometrische Differenz, wächst mit steigender LuSttemperatur und abnetmender relativer Luftfeuchtigkeit. Um zu einer möglichst fehlerfreien YLessung zu gelangen, werden die Thermometer gegen Strahlung geschützt. Bei der psychrometrischen Meßmethode ist es daher erforderlich, aus zwei gemessenen und abgelesenen Temperaturwerten anhand einer psychrometrischen Tafel den gesuchten dritten Wert, nämlich die absolute oder die relative Feuchtigkeit abzulesen.
Es ist auch bereits bekannt, die Differenzwerte zwischen den Temperaturen eines trockenen und eines nassen Fühlers in Abhängigkeit von der Temperatur des trockenen Fühlers zur Ermittlung der relativen Feuchtigkeit einem Computer einzugeben, so daß bei der Eingabe der gemessenen Werte der gesuchte dritte Wert automatisch ausgegeben wird. Eine derartige Rechenmaschine ist jedoch relativ aufwendig.
Für die Überwachung von Produktions- und Fertigungsprozeßen bzw. die Einhaltung fest vorgegebener Feuchtigkeitswerte des Produktionsraumes oder der Klimaanlage ist es erforderlich, die relative Feuchte fortlaufend zu messen und anzuzeigen bzw. mit Hilfe dieser ermittelten Werte Klimaanlagen zur Einhaltung der festgelegten relativen Feuchtigkeit zu steuern.
Entsprechendes gilt allgemein für Klimaanlagen im Haushalt, Hotels, Konferenzräumen und dergleichen.
Es wurde bereits eine elektronische Einrichtung zur analogen Anzeige der relativen Gasfeuchtigkeit nach der psychrometrischen Methode vorgeschlagen, welche kontinuierlich aus der psychrometrischen Temperaturdifferenz die relative Feuchtigkeit anzeigt, wobei diese Werte zur Steuerung von beispielsweise Klimaanlagen verwendbar sind. Bei dieser vorgeschlagenen Einrichtung weist ein elektronischer Rechner in Anpassung der zwischen der psychrometrischen Temperaturdifferenz; der Gastemperatur und der relativen Feuchte bestehenden empirischen Beziehungen Rechenglieder zur direkten und analogen Wiedergabe einer der relativen Feuchtigkeit proportionalen Spannung auf. Dabei ist der Rechner mit zwei Spannungen beaufschlagbar ausgebildet, von denen die eine der Temperatur des Gases, dessen relativer Feuchtigkeitsgehalt zu bestimmen ist (Trockentemperatur) und die andere der bei dieser Temperatur gemessenen Verdunstungstemperatur (Feuchttemperatur) des Mittels entspricht, dessen Dampfanteil der zu bestimmenden relativen Feuchtigkeit zugrunde liegt. Zur Erzeugung der den zu messenden Temperaturen entsprechenden Spannungen werden bei der vorgeschlagenen Einrichtung Elemente verwendet, deren Durchlaufspannung, Widerstand oder thermoelektrische Energie sich mit der zu messenden Temperatur proportional ändert.
Es hat sich nun herausgestellt, daß es nicht ohne weiteres möglich ist, ein Kennlinienfeld, welches bestimmte physikalische Zusammenhänge wiedergibt über seinen gesamten Bereich spannungs- oder strommäßig exakt abzubilden. Diese Schwierigkeiten sind dann besonders groß, wenn das abzugebende Kennlinienfeld keinen linearen Verlauf zeigt. So ist es beispielsweise möglich, einen bestimmten abgrenzbaren Bereich, beispielsweise einen unteren Grenzbereich, exakt spannungs- oder strommäßig wiederzugeben, während der außerhalb dieses wiedergegebenen Bereiches liegende Teil eine Ungenauigkeit aufweist, die für eine Steuerung eines bestimmten Prozeßes nicht mehr ausreichend ist.
Der oben bereits vorgeschlagenen elektronischen Einrichtung zur Anzeige der relativen Gasfeuchtigkeit nach der psychrometrischen Methode unter Verwendung von zwei Temperatureingangsgrößen liegt ein Kennlinienfeld zugrunde, bei dem die Werte der relativen Feuchtigkeit über der Trockentemperatur in Abhängigkeit der psychrometrischen Temperaturdifferenz aufgetragen sind. Hierbei zeigt es sich, daß das Kennlinienfeld mit abnehmender relativer Feuchtigkeit und insbesondere bei geringer Raumtemperatur merkliche Nichtlinearitäten aufweist mit einer Abweichung; die bis zu 30 % beträgt.
Darüber hinaus zeigt es sich, daß auch die Kennlinien selbst, d.h. die Linien konstanter relativer Luftfeuchtigkeit, über der Trocken- oder Raumtemperatur keinen linearen Verlauf besitzen. Aus diesen Gründen schneiden sich die Kurven konstanter relativer Feuchtigkeit auch nicht in einem Punkt.
Derartige Eigenschaften von Kennlinienfeldern sind sehr verbreitet und es bestehen daher besondere Schwierigkeiten,derartige Felder über ihren gesamten Bereich strom- oder spannungsmäßig exakt darzustellen. Eine strom- oder spannungsmäßige Darstellung eines Kennlinienfeldes ist dann erforderlich, wenn mit Hilfe eines Rechners durch kontinuierliche Eingabe gemessener Werte des Kennlinienfeldes Meßergebnisse mit hinreichender Genauigkeit ermittelt werden sollen, wie dies beispielsweise bei der oben genannten und bereits vorgeschlagenen elektronischen Einrichtung zur analogen Anzeige der relativen Gasfeuchtigkeit aus den Werten einer gemessenen Trocken- und Naßtemperatur der a11t.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung vorzuschlagen, mit deren Hilfe eine strom- oder spannungsmäßige Darstellung eines Kennlinienfeldes mit vorbestimmter Genauigkeit über das gesamte Feld durchführbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß bei einer elektronischen Einrichtung zur optimierten Auswertung und spannungs- oder strommäßigen Darstellung eines physikalische Zusammenhänge wiedergebenden nichtlinearen Kennlinienfeldes, mindestens die oberen und unteren verwertbaren Grenzbereiche des Kennlinienfeldes mit Hilfe åe eines Diodenfunktionsgenerators oder eines anderen Funktionsgebers (2, 5, 6) im Rahmen einer gewünschten Genauigkeit spannungs-oder strommäßig darstellbar sind, wobei mittels eines eine vorbestimmte Spannungsforn erzeugenden Generators der prozentuale Anteil bestimmbar ist, mit dem die' Funktionsgeber zum ausgehenden und zu ermittelnden Meßwert beitragen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist das zugrunde liegende Kennlinienfeld empirisch ermittelte Werte der Differenz zwischen Temperaturen eines trockenen und nassen Temperaturfühlers eines psychrometrischen Temperaturmeßgerätes in Abhängigkeit zur Temperatur des trockenen Temperaturfühlers und der relativen Feuchtigkeit in Prozent auf.
Der eine vorbestimmte Spannungsform erzeugende Generator ist gemäß der Erfindung als ein Dreiecksgenerator ausgebildet, dessen Ausgang eine Dreiecksspannung aufweist. Um eine günstige Anpassung des Dreiecksgenerators zu ermöglichen, weist dieser eine Schaltungsvorrichtung zur Nullpunktverschiebung auf.
*) (auch Polygonzaun genannt) Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Dreiecksgenerator eine Schaltungsvorrichtung aufweist, mit deren Hilfe der Schwankungsbereich der Dreiecksspannung einstellbar ist.
Gemäß der Erfindung ist in der vorgeschlagenen Einrichtung ein Funktionsgeber vorhanden, dem Eingangsspannungen, die einem gemessenen physikalischen Zustand proportional sind und gemäß einem Kennlinienfeld mit anderen physikalischen Zuständen in Beziehung stehen zugeführt werden, wobei die Ausgangswerte des Funktionsgebers zu seinen Eingangswerten eine nichtlineare Beziehung aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechen die dem Funktionsgeberszuführbaren Eingangs spannungen der gemessenen Raum- oder Trockentemperatur.
In Weiterbildung der Erfindung sind Eingangsspannungen, die einem weiteren gemessenen physikalischen Zustand proportional sind und gemäß dem gleichen Kennlinienfeld mit anderen physikalischen Zuständen in Beziehung stehen, einem oder mehreren parallel liegenden Funktionsgebern zuführbar, deren Ausgangswerte zu ihren Eingangswerten nichtlineare Beziehungen aufweisen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechen die den Funktionsgebern zuführbaren Eingangsspannungen psychrometrischen Temperaturdifferenzen.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Funktionsgeber oder Diodenfunktionsgeneratoren als logmaritmische Verstärker oder als Diodengatter ausgebildet. Die Ausgangswerte des Dreiecksgenerators und des Funktionsgebers sind einem Komparator (Doppelkomparator) zuführbar, der mit zwei Ausgängen ausgerüstet ist, wobei seine Ausgänge stets eine gegensinnige Polarität aufweisen, In Weiterbildung der Erfindung sind dem Komparator zwei zueinander parallel liegende Präzisionsgleichrichterschaltkreise nachgeschaltet, die jeweils von einem Funktionsgeber beaufschlngbar sind. Die zueinander parallelliegenden Präzisionsgleichrichterschaltkreise sind vorteilhaft wechselweise durchschaltbar ausgebildet. Den Präzisionsgleichrichterschaltkreisen ist ein mit zwei Eingängen versehener Integrator nachgeschaltet, welcher derartig ausgebildet ist, daß er zur Erzeugung eines Ausgangsmeßwertes aus seinen Eingangswerten einen Mittelwert bildet.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Ausgangsspannungen des Integrators einer zu ermittelnden relativen Feuchtigkeit proportional.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen: Figur 1 ein Kennlinienfeld, welches die Beziehungen zwischen der psychrometrischen Temperaturdifferenz, der Trockentemperatur und der relativen Feuchte wieder gibt; Figur 2 ein Blockschaltbild der Einrichtung nach der Erfindung; Figur 3 und 3 a ein Schaltbild gemäß dem Blockschaltbild nach Figur 2; Figur 4 die Spannungsverläufe am Ausgang des Dreiecksgenerators und an den Ausgängen weiterer Schaltungsstufen und Figur 5 die Spannungsverläufe gemäß Figur 4 bei einem anderen Spannungseingangswert.
Figur 1 gibt ein Kennlinienfeld wieder, welches Kurvenscharen I aufweist, die eine relative Feuchtigkeit in Prozenten in Abhängigkeit von der psychrometischen Temperaturdifferenz Td aufgetragen über der Trockentemperatur Tr . Die Gerade II stellt die Grenzkurve eines vereisten Thermometers dar, welche durch den Nullpunkt der Trockentemperatur verläuft. Die Verlängerung der einzelnen Kurven der Kurvenschar I über den Nullpunkt hinaus im negativen Bereich, ergeben auf der Abszissenachse einen Bereich, der mit "V" bezeichnet ist und dessen proportional er Spannungswert zur Ermöglichung von Rechenoperationen einer Rechenstufe eingegeben wird.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, zeigen die Kurven gleicher relativer Feuchtigkeit nur in einem relativ kleinen Trockentemperaturbereich einen gleichen Abstand untereinander.
Betrachtet man die Kurven gleicher relativer Feuchtigkeit und ihren Abstand untereinander bei gleicher Differenz der Werte der Feuchtigkeit, so ergeben sich mit abnehmender relativer Feuchtigkeit zunehmende Werte der psychrometrischen Temperaturdifferenz. Dieses Verhalten der psychrometrischen Temperaturdifferenz ist darüber hinaus noch Abhängig von der Trockentemperatur, welche der Raumtemperatur gleichgesetzt werden kann. Diese Abweichungen vom linearen Verhalten können maximal bis zu 30 96 betragen, so daß bei einer linearen strom-oder spannungsmäßigen Abbildung des Kennlinienfeldes Fehler einer entsprechenden Größe auftreten, d.h. bis zu ca. 30 96.
Die exakte Abbildung in Strom- oder Spannungsform mit relativ einfachen elektronischen Mitteln ist daher nur in einem relativ kleinen Raum- oder Trockentemperaturbereich möglich.
Die exakte strom- oder spannungsmäßige Darstellung eines gesamten Kennlinienfeldes soll nun dadurch erfolgen, daß verschiedene Bereiche mit Hilfe elektronischer Mittel exakt abgebildet werden und daß die dazwischen liegenden Bereiche mit Hilfe, beispielsweise eines Dreiecksgenerators, prozentual herangezogen werden entsprechend ihrem Abstand von dem zu berücksichtigenden Raumtemperaturwert.
Den Eingängen der Einrichtung gemäß Figur 2 werden aus diesem Grund Spannungswerte zugeführt, welche gemäß dem in Figur 1 wiedergegebenen Kennlinienfeld bestimmten Temperaturwerten oder Temperaturdifferenzwerten entsprechen. Die Schaltung kann jedoch auch unter Zugrundelegung eines anderen nicht dargestellten Kennlinienfeldes zur Ermittlung eines entsprechenden Meßwertes verwendet werden.
Der einen EingangsleitungT werden beispielsweise von p5 einem nicht näher dargesteEten Meßgerät zur Ermittlung der psychrometrischen Temperaturdifferenz Spannungswerte eingegeben, welche dieser gemessenen psychrometrischen Temperaturdifferenz entsprechen. Diese Werte gelangen gleichzeitig in Funktionsgeber 5 und 6, die jeweils als logarithmischer Verstärker oder als Diodengatter bzw. Diondenfunktionsgenerator ausgebildet sein können. Der Funktionsgeber 5 ist beispielsweise derartig deminsioniert, daß er in einem Trockentemperaturwert von 90eine exakte Abbildung der Werte der relativen Feuchtigkeit zuläßt, während der Funktionsgeber 6 so ausgelegt ist, daß er bei Trockentemperaturwerten von etwa '1 nO C eine exakte Darstellung der relativen Feuchtigkeitswerte ermöglicht.
Die Trockentemperaturwerte gelangen in Form entsprechender Spannungswerte in einen Funktionsgeber 2, der ebenfalls als Diodenfunktionsgenerator, logarithmischer Verstärker oder auch als Diodengatter ausgebildet sein kann. Grundsätzlich gilt für die Funktionsgeber 2, 5, 6, daß ihre Ausgangsspannungswerte zu ihren Eingangsspannungswerten nichtlineare Beziehungen aufweisen. Die Nichtlinearität ist abhängig von den Werten in jenen Bereichen eines Kennlinienfeldes, für die der jeweilige Funktionswandler angepaßt ist.
Mit 3 ist ein Dreiecksgeneratorbezeichnet, dessen Ausgang eine Dreiecksspannung aufweist. urundsätzlich können auch andere Spannungsformen, wie beispielsweise eine Sägezahnspannung verwendet werden. Sowohl die Ausgangswerte des Dreiecksgenerators 3 als auch des Funktionsgebers 2 werden zwei getrennten und mit Operationsverstärkern ausgerüsteten Eingängen eines Komparators zugeführt. Dieser Komparator ist als Doppelkomparator mit zwei Ausgängen ausgerüstet, welche jeweils eine Präzisionsgleichrichter 7 und 8 ansteuern.
Der Präzisionsgleichrichter 7 wird dabei seinerseits von dem Funktionsgeber 6 und der Präzisionsgleichrichter 8 von dem Funktionsgeber 5 beaufschlagt. Der Komparator 4 legt jeweils die Zeit fest, in der die Werte mit denen die Präzisionsgleichrichter 7 und 8 von den Funktionsgebern 6 bzw. 5 beaufschlagt werden, an den Integrator 9 durchgeschaltet werden.
Dieser bildet von den Eingangswerten aus den Präzisionsgleichrichtern 7 bzw. 8 einen Mittelwert. Der Ausgangswert des Integrators 9 stellt in dem hier vorliegenden Beispiel den Wert der relativen Feuchte dar, welcher sich bei den entsprechenden Eingangswerten der Trocken- bzw. Raumtemperatur und der psychrometrischen Temperaturdifferenz entsprechend dem zugrundeliegenden Kennlinienfeld ergibt.
Figur 3 zeigt das Schaltbild der Einrichtung entsprechend dem Blockschaltbild nach Figur 2, wobei die in Figur 2 dargestellten Blöcke durch entsprechende Umrandungen im Schaltbild der Figur 3 gekennzeichnet sind.
Die Trockentemperatur TROTZ die von einer nicht näher dargestellten Einrichtung gemessen und in Spannungswerte umgesetzt wird, gelangt über die Eingangsleitung 1 zum Bunktionsgeber 2, dessen innerer Aufbau anhand der Figur 3a erläutert wird.
Bei dem hier vorliegenden Funktionsgeber handelt es sich um eine kaskadenförmig angeordnete Potentiometerschaltung, wobei jede Kaskadenstufe mit zwei hintereinandergeschalteten Widerständen und einer dazwischenliegenden Diode ausgerüstet ist.
Steigt beispielsweise die Spannung an der Eingangsleitung 1 langsam an, so ist nur der Widerstand 40 wirksam und es erfolgt mit Hilfe des Operationsverstärkers 41 eine Verstärkung im Verhältnis 1 : 1. Die Durchlaßspannung der parallel liegenden Dioden 42 bis 45 beträgt in diesem ausführungsbeispiel 0,5 Volt, so daß mit Hilfe des Potentiometers 46, welches zur Diode 42 in Reihe liegt, die Verstärkung des Operationsverstärkers 41 um eine Stufe geändert wird. Eine entsprechende änderung der Verstärkung erfolgt mit den weiteren parallel liegenden Potentiometer- und Diodenstufen. Durch eine entsprechende Justierung dieser Potentiometerstufen erhalten die Ausgangswerte zu ihren Eingangswerten eine vorgegebene nichtlineare Beziehung.
Der Ausgangswert des Funktionswandlers 2 gelangt zu zwei parallel geschalteten Operationsverstärkern 14 und 16, während die jeweils anderen Eingänge der Operationsverstärker 14 und 16 mit Eingangsspannungen aus dem Ausgang des Dreiecks generators 3 beaufschlagt werden und zwar über die Zugangsleitung 19.
Der Dreiecksgenerator 3 weist zwei hintereinandergeschaltete Operationverstärker 27 und 28 auf, welche in der vorgcgebenen Schaltung eine Dreiecks spannung bei 35 als Ausgang abgeben. Eine Dreiecksspannung ist für die zu lösende Äufgabe besonders vorteilhaft, Da bei einer Nullpunktverschi.ebung dieser Spannung eine vorgegebene Proportionalität erhalten bleibt. Entsprechendes gilt noch für eine Sägezahnspannung Die Dimensionierung der Widerstände 30, 31, 32, 33 und 34, ebenso wie die des Kondensators 29 ist voneinander abhängig.
Mit Hilfe des Fotentiometers 25 in Verbindung mit dem Widerstand 23 erfolgt die Nullpunktverschiebung der Dreiecksspannung wie anhand der Figuren 4 und 5 noch näher erläutert wird, während die Einstellung, in welchem Bereich die Dreiecsspannung schwankt, mit Hilfe des Potentiometers 26 und dem Widerstand 24 erfolgt. Über die Leitung 19 werden die Operationsverstärker 14 und 16 mit der Dreiecksspannung beaufschlagt, die den Komparator 4 mit zwei Ausgängen bilden.
Der Ausgang des Operationsverstärkers 14 führt zur Diode 10, der ein Widerstand 11 nachgeschaltet ist, welcher mit din Qerationsverstärker 12 verbunden ist. Zwischen dem WIderstand 11 und dem Operationsverstärker 12 befindet sich der r'otenrurnt 13, der einerseits mit dem Funktionsgeber 6 über den Widerstand 1@ und andererseits mit dem Widerstand 15 verbunden ist.
gang des Operationsverstärkers 12 ist mit zwei antiparallel geschalteten Dioden verbunden, von denen die Diode 18 vor ae-Widerstand 15 und die Diode 50 hinter dem Widerstand 15 liegt.
Die elektronischen Schaltungselemente 10, 11, 12, 15, 17, 18 und 50 bilden den Präzisionsgleichrichter 7 gemäß Figur 2, der über den Widerstand 51 den Integrator 9 beauSschlagt, welcher den Operationsverstärker 47 und den dazu parallel g-scha1teten Widerstand 48 mit den wiederum dazu parallel geschalteten Kondensator 49 aufweist.
Parallel zu den elektronischen Schaltungselementen 10, 11, 12, 13, 15, 17, 18 und 50, die den Präzisionsgleichrichter 7 bilden, liegen entsprechende Elemente parallel zu diesen und zwischen dem Operationsverstärker 16 und dem Widerstand 52 der den Eingangswiderstand des Integrators 9 darstellt. Diese Elemente bilden den Präzisionsgleichrichter 8 gemäß Figur 2.
Die in Figur 3 dargestellten Funktionsgeber 5 und 6 sind in ähnlicher Weise aufgebaut, wie der Funktionsgeber 2, welcher in Figur 3a dargestellt ist.
Die Funktionsgeber 5 und 6 werden in dem hier dargestellten Beispiel mit Eingangsspannungen beaufschlagt, welche der relativen Feuchte entsprechen und die beispielsweise mit Hilfe eines Gerätes ermittelt werden, das in der deutschen Patentanmeldung P 25 21 354.1-52 eingehend beschrieben ist.
Der Funktionsgeber 5 ist dabei derartig dimensioniert und seine Potentiometer sind so eingestellt, daß bei einer Trockentemperatur von 900 C die Werte der relativen Feuchtigkeit exakt wieder gegeben werden. Der Funktionsgeber 6 dagegen ist derartig dimensioniert und seine Potentiometer sind so justiert, daß die Werte der relativen Feuchtigkeit bei einer Trockentemperatur von 10° C exakt wiedergegeben werden. Damit stellen die Funktionsgeber 5 und 6 jeweils eine unterschiedliche Aussage bereit, welche bezogen auf ihre definierte und eingestellte Trockentemperatur exakt ist. Zwischen den festgelegten Trockentemperaturen der Funktions geb er 5 und 6 ergeben sich die entsprechenden Zwischenwerte, welche mit Hilfe des Dreiecksgenerators 3 über den Komparator 4 entsprechend ihrer Lage, bezogen auf die ermittelte und gemessene Trockentemperatur, bestimmt werden.
Die Figuren 4 und 5 zeigen die Spannungsverläufe an den in Figur 2 angegebenen Stellen der Schaltung, wobei der Spannungsverlauf nach Figur 4 einen anderen Betriebszustand wiedergibt, als der Spannungsverlauf nach Figur 5.
In Figur 4 gibt A den Spannungsverlauf am Ausgang des Dreiecksgenerators 3 wieder. Wie ersichtlich, beträgt in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Amplitude der Dreiecksspannung 9 Volt.
Figur 4 B zeigt die Spannung am Ausgang des Funktionsgebers 2, welche der gemessenen Trockentemperatur entspricht und in diesem Beispiel 7,5 Volt beträgt. Die Figur 4 C gibt den Spannungsverlauf an einem Ausgang des Komparators 4 wieder, der als Doppelkomparator ausgebildet ist. Der Spannungsverlauf des zweiten Ausgangs D wird durch Figur 4 D wiedergegeben. Wie aus dem Vergleich der Figuren 4 C und D hervorgeht, sind die Impulabreiten der Ausgangsspannungen gleich groß ausgebildet und treten auch zu gleichen Zeiten auf. Der Spannungsverlauf am Ausgang des Präzisionsgleichrichters 8 wird durch die Figur 4 E und der Ausgang des Präzisionsgleichrichters 7, durch die Figur 4 F wiedergegeben. Die Figur 4 G zeigt die Summe der Spannungen aus den Figuren 4 D und E und diese tritt in dem Funkt 53 nach Figur 3 auf. Die Figur 4 H zeigt den Spannungsverlauf am Ausgang des Integrators 9 und dieser Spannungsverlauf entspricht dem hier dargestellten Beispiel, der zu ermittelnden relativen Feuchte.
Wie aus der Figur 4 Aersichtlich ist, werden durch die Spannung nach Figur 4 B die Schaltpunkte gemäß Figur 4 C festgelegt, so dal sich dadurch die dargestellten Impulsbreiten ergeben. Entsprechendes gilt für den Ausgang D des Komparator 4, der dem Ausgang des Operationsverstärkers 14 (sh. Figur 3) entspricht.
Wie ein Vergleich der Spannungsverläufe der Figuren 4 C und 4 D ergibt, sind diese in ihrer Form gleich und hinsichtlich ihrer Polung umgekehrt.
Wie aus Figur 4 deutlich wird, werden die Impulsbreiten von C und D, welche die Schaltzeiten der Präzisionsgleichrichter 8 und 7 festlegen, in denen die Werte von den Funktionsgebern 5 und 6 durchgeschaltet werden, durch Überlagerung der Spannung B mit der Dreiecks spannung A bestimmt.
Da sich die positiven oder auch die negativen Anteile von C und D über eine Impulsfolge zu 1 ergänzen, lassen sich somit die prozentualen Anteile festlegen, mit denen die Funktionsgeber 5 und 6 zur Ermittlung des Endergebnisses zur Wirkung kommen. Da die Spannung B in dem hier dargestellten Beispiel der gemessenen Trockentemperatur proportional ist, wird somit die prozentuale Heranziehung der Funktionsgeber 5 und 6,wie gewollt, von der Trockentemperatur abhängig. Hat beispielsweise die Trockentemperatur einen mittleren Wert von 500 C, so schneidet der dazugehörige Spannungswert B die Dreiecksspannung auf der halben Länge der Seiten des Dreiecks der Dreiecks spannung des Dreiecksgenerators 3. Damit wird das Integral des beispielsweise positiven Anteils der Impulsfolge von C gleich dem Integral des positiven Anteils der Impulafolge von D und dies wiederum hat zur Folge, daß die Funktionsgeber 5 und 6 zur Ermittlung des Endergebnisses gleichmäßig, d.h. je zu 50 96 herangezogen werden. Da die Werte entsprechend dem Kennlinienfeld von Figur -i im oberen und unteren Bereich von den Funktionsgebern 5 und 6 spannungsmäßig exakt dargestellt werden, wird durch die Heranziehung der Funktionageber zu je 50 96 zur Ermittlung der Werte im mittleren Bereich des Kennlinienfeldes ein Fehler, welcher durch die Abweichung der Werte des Kennlinienfeldes von der Linearität entsteht, entscheidend verringert. Durch die Abhängigkeit der prozentualen Heranziehung der Funktionsgeber 5 und 6 von der gemessenen Trockentemperatur, kann jeder Funktionsgeber entsprechend seiner Lage im Kennlinienfeld an dem zu ermittelnden Endergebnis mitwirken, so daß dadurch eine erhebliche Steigerung der zu erreichenden Genauigkeit mit relativ einfachen elektronischen Mitteln erzielt wird.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Elektronische Einrichtung zur optimierten Auswertung und spannungs- oder strommäßigen Darstellung eines physikalische Zusammenhänge wiedergebenden nichtlinearen Kennlinienfeldes, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t daß mindestens die oberen und unteren verwertbaren Grenzbereiche des Kennlinienfeldes mit Hilfe äe eines Diodenfunktionsgenerators oder eines anderen Funktionsgebers (2, 5, 6) im Rahmen einer gewünschten Genauigkeit spannungs- oder strommäßig darstellbar sind und daß mittels eines eine vorbestimmte Spannungsform erzeugende Generators der prozentuale Anteil bestimmbar ist, mit dem die Funktionsgeber zum ausgehenden und zu ermittelnden Meßwert beitragen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n -z e i c h n e t , daß das zugrundeliegende Kennlinienfeld empirisch ermittelte vierte der Differenz zwischen Temperaturen eines trockenen und nassen Temperaturfühlers eines psychrometrischen Temperaturmeßgerätes in Abhängigkeit zur Temperatur des trockenen Temperaturfühlers und der relativen Feuchtigkeit in Prozent aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der eine vorbestimmte Spannungsform erzeugende Generator ein Dreiecks generator (3) ist, dessen Ausgang eine Dreiecksspannung aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Dreiecksgonerator (3) eine Schaltungsvorrichtung (25) zur Slullpunktversclmiebwlg aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 ode- 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Dreiecksgenerator (3) eine Schaltungsvorrichtung (26) aufweist, mit deren Hilfe der Schwankungsbereich der Dreiecksspannung einstellbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorstehenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Eingangs spannungen, die einem gemessenen physikalischen Zustand proportional sind und gemäß einem Kennlinienfeld mit anderen pyhsikalischen Zuständen in Beziehung stehen, einem Funktionsgeber (2) zuführbar sind, dessen Ausgangswerte zu seinen Eingangswerten eine nichtlineare Beziehung aufweisen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die dem Funktionsgeber (2) zuführbaren Eingangsspannungen der gemessenen Raumtemperatur entsprechen.
8, Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Eingangsspannungen, die einem weiteren gemessenen physikalischen Zustand proportional sind und gemäß dem gleichen Kennlinienfeld mit anderen physikalischen Zuständen in Beziehung stehen, einem oder mehreren parallel liegenden Funktionsgebern (5, 6) zuführbar sind, deren siusgangswerte zu ihren Eingangswerten nichtlineare Beziehungen aufweisen.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die den Funktionsgebern (5, 6) zuführbaren Eingangsspannungen psychrometrischen Temperaturdifferenzen entsprechen.
10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorstehenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Funktionsgeber oder Diodenfunktionsgeneratoren (2, 5, 6) als logarithmische Verstärker oder als Diodengatter ausgebildet sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorstehenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausgangswerte des Dreieckgenerators (3) des Funtionsgebers (2) einem Komparator (Doppelkomparator) (4) zuführbar sind, der mit zwei Ausgängen ausgerüstet ist, wobei seine Ausgänge stets eine gegensinnige Polarität aufweisen.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß dem Komparator (4) zwei zueinander parallel liegende Präzisionsgleichrichterschaltkreise (7, 8) nachgeschaltet sind, die jeweils von einem Sunktionsgeber (5 bzw. 6) beaufschlagbar sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die zueinander parallel liegenden Präzisionsgleichrichterschaltkreise (7, 8) wechselweise durchschaltbar ausgebildet sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß den Präzisionsgleichrichterschaltkreiser (7, 8) ein mit zwei Eingängen versehener Integrator (9) nachgeschaltet ist, welcher derartig ausgebildet ist, daß er zur Erzeugung eines Ausgangsmeßwertes aus seinen Eingangswerten einen Mittelwert bildet.
15. Einrichtung nach Anspruch 7 und 8, oder einem der vorstehenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c-h n e t, daß die Ausgangsspannungen des Integrators (9) einer zu ermittelnden relativen Feuchtigkeit proportional sind.