DE2602855A1

DE2602855A1 - Temperatursteuereinrichtung

Info

Publication number: DE2602855A1
Application number: DE19762602855
Authority: DE
Inventors: Joseph Michael Palmieri
Original assignee: ESPOSITO JUN
Current assignee: ESPOSITO JUN
Priority date: 1976-01-27
Filing date: 1976-01-27
Publication date: 1977-07-28

Description

1. Josef Nicliael Palmieri,
Deep River, Connecticut/USA 2. Andrew Murphy Esposito, Jr.
Woodbrigde, Connecticut/USA Temperatursteuereinrichtung Die Erfindung betrifft eine Temperatursteuereinrichtung, und insbesondere einen Thermostat zum Erzeugen von Steuersignalen für eine zugeordnete Temperatur-Änderungseinrichtung, und betrifft vorzugsweise einen genauen und zuverlässigen, elektronisch betreibbaren Thermostat.
Im allgemeinen wird ein Thermostat dazu verwendet, die Temperatur eines Gegenstandes oder Objektes auf einem geforderten Pegel zu halten. Beispielsweise ist der herkömmliche, vorzugsweise in Privathäusern verwendete Thermostat in einem Raum eines Hauses angeordnet und hält die Temperatur des Raumes auf einem geforderten Pegel, indem der Betrieb einer Heizeinrichtung gesteuert wird, um den Raum auf die geforderte Temperatur zu erwärmen, oder indem gegebenenfalls der Betrieb einer Kühleinrichtung gesteuert wird, um den Raum auf die geforderte Temperatur zu kühlen. Ublicherweise weist ein Thermostat einen Bimetallstreifen auf, welcher sich verbiegt oder glatt wird, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert. Wenn sich der Streifen bewegt, wird ein an ihm angebrachter Quecksilberschalter entsprechend bewegt und durch das Quecksilber werden dann seine Kontakte überbrückt, wenn sich die Umgebungstemperatur um einige Grade bezüglich des geforderten Pegels ändert. Hierdurch wird dann die eiz- oder Kühleinrichtung angeschaltet, wodurch die Umgebungstemperatur geändert wird, bis durch die spätere Bewegung des Streifens die Kontakte wieder geöffnet werden. Obwohl diese Ausführungsform eines Thermostaten sowohl in Privathäusern als auch in Industriebetrieben weit verbreitet sind, führt seine Verwendung zu schwerwiegenden Nachteilen.
Da beispielsweise das Kernstück eines derartigen elektromechanischen Thermostaten der Quecksilberschalter ist, ist es äußerst wichtig, daß der Thermostat in einer ganz bestimmten, genau festgelegten Ausrichtung angebracht wird, da sonst der Schalter unter einem Winkel angeordnet ist, was wiederum zu Temperaturfehlern führt. Tatsächlich müssen die meisten Thermostaten der in Betracht gezogenen Ausführungsform mit Hilfe einer Los schnur bzw.
eines Senkbleis angebracht werden, damit sie ihre Genauigkeit beibehalten. Dies Erfordernis ist jedoch ganz offensichtlich nicht nur lästig, sondern auch zeitaufwendig und folglich kostspielig.
Eine weitere, noch unmittelbarere, diesen bekannten Thermostaten anhaftende Schwicigkeit besteht darin, daß die Bewegungsgeschwindigkeit pro Grad des Bimetallstreifens sich mit der Temperatur ändert. Folglich halten im allgemeinen Thermostaten dieser Ausführungsform nicht die gleiche Genauigkeit über ihren Betriebsbereich bei. Zusätzlich hat die konstante Änderung der Bezugstemperatur des Thermostaten durch die Bedienungsperson möglicherweise Fehlabgleichungen zur Folge und infolgedessen kommt es über eine längere Zeitspanne zu Ungenauigkeiten. Da darüber hinaus der Thermostat einen elektromechanischen Aufbau hat, weist er all die anderen, derartigen Einrichtungen anhaftenden Schwierigkeiten auf. Beispielsweise bilden die Kontakte Lichtbogen, wenn die Schaltung unterbrochen wird, und ein normaler Betrieb erfordert eine periodische Nacheichung der Einrichtung.
Gemäß der Erfindung soll daher ein verbesserter, elektronisch betriebener Thermostat geschaffen werden, welcher über einen ganzen Arbeitsbereich sehr zuverlässig und sehr genau ist.
Ferner soll ein elektronischer Thermostat mit neuen Konstruktionsmerkmalen geachaffen werden, welcher in einer beliebigen Ausrichtung angebracht werden kann und welcher unabhängig von Veränderungen in einer derartigen Ausrichtung seine Genauigkeit beibehält. Gemäß der Erfindung weist daher ein Thermostat oder eine Temperatursteuereinrichtung eine ein Temperatursignal abgebende Einrichtung auf, welche auf die Umgebungstemperatur anspr.i.cht, um ein Temperatursignal zu erzeugen, das die Umgebungstemperatur wiedergibt. Ferner ist eine ein Bezugssignal schaffende Einrichtung vorgesehen, welche ein eine geforderte Temperatur wiedergebendes Bezugssignal erzeugt. Mit den das Temperatur- und das Bezugssignal abgebenden Einrichtungen ist eine Vergleichseinrichtung verbunden, mittels welcher entsprechend einer Abweichung beziehungsweise einer Ungleichheit zwischen den Temperatur- und den Bezugssignalen ein Betriebssignal erzeugt wirdXW zu rch dann eine zugeordnete Einrichtung, wie beispielsweise eine Heiz- oder eine Kühleinrichtung in Betrieb gesetzt beziehungsweise angeschaltet wird.
Wenn ein herkömmlicher Thermostat mit einem Bimetallstreifen schadhaft ist, kann die Temperatur-Änderungseinrichtung ständig in Betrieb sein und arbeiten. Wenn niemand da ist, kann es beispielsweise durch eine ständig betriebene und laufende Heizeinrichtung zu unersetzlichen Schäden an einem Haus und dessen Einrichtung kommen.
Entsprechend einem weiteren Merkmal des elektronischen Thermostaten gemäß der Erfindung ist daher ein tberlastungs- oder ein Alarmsensor vorgesehen, welcher ein Alarmsignal bei extrem hohen Temperaturen abgibt.
Gemäß der Erfindung ist somit eine Temperatursteuereinrichtung in Form eines elektronischen Thermostaten geschaffen, mit welchem der Betrieb einer Temperatur-Änderungseinrichtung, wie beispielsweise einer Heiz- oder einer Kühleinrichtung, gesteuert wird, um die Temperatur eines Gegenstandes beziehungsweise Objektes auf einem geforderten Pegel zu halten. Hierbei weist der Thermostat eine Einrichtung auf, welche mit dem Gegenstand in Wärmeaustausch steht, um ein die Temperatur des Gegenstandes darstellendes Temperatursignal zu erzeugen. Ferner ist ein Bezugssignal-generator vorgesehen und betriebsbereit, um ein Bezugssignal zu erzeugen, das den geforderten Temperaturpegel wiedergibt. Ein Vergleicher vergleicht dann die Bezugs- und Temperatursignale und gibt ein Betriebs- oder Steuersignal zur Betätigung der Temperatur-Änderungseinrichtung ab, wenn die Bezugs- und emperatursignale nicht gleich sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 teilweise in Blockform eine schematische Schaltung eines elektronischen Thermostaten gemäß der Erfindung; Fig. 2 ebenfalls teilweise in Blockform eine Schaltung, welche in Verbindung mit der Schaltung der Fig. 1 verwendbar ist, um ein Temperaturdifferential beziehungsweise einen -unterschied vorgegebener Größe vor dem Betrieb einer gesteuerten Einrichtung einzubringen; und Fig. 3 eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Schaltung, in welcher eine Anzahl Bezugssignalgeneratoren verwendet ist.
Ein in Fig. 1 in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneter, elektronischer Thermostat gemäß der Erfindung dient zum Steuern des Betriebs einer zugeordneten Temperatur-Änderungseinrichtung. Der Thermostat 10 ist im wesentlichen eine digital betriebene Einrichtung, mit einem Temperatursignalgenerator 12, welcher in binärkodierter dezimaler Form eine die Umgebungstemperatur wiedergebende Zahl bildet, mit einem Bezugssignalgenerator 14, welcher in binärkodierter, dezimaler Form eine Zahl bildet, welche die Bezugstemperatur oder einen geforderten Temperaturpegel wiedergibt, und mit einem Vergleicher 16 zum Vergleichen der binärkodierten Signale des Temperatur- und des Bezugssignalgenerators, um ein Betriebssignal zu erzeugen, wenn die binärkodierten Signale nicht gleich sind, um dadurch eine zugeordnete TemperOuränderungseinrichtung in Betrieb zu setzen. Je nachdem was erforderlich ist, erwärmt oder kühlt daraufhin die emperduränderungseinrichtung die Umgebung solange, bis die Umgebungstemperatur gleich dem Bezugswert oder dem geforderten Temperaturpegel ist.
Der Teniperatursignalgenerator 12 weist insbesondere einen temperaturgesteuerten Oszillator 18 auf, dessen Frequenz sich proportional mit den Temperaturänderungen des zu überwachenden Gegenstandes ändert. Das heißt, der Oszillator 18 weist einen Thermistor auf, welcher so angeordnet ist, daß er in Wärmeaustausch mit dem Gegenstand oder Objekt steht, dessen Temperatur gesteuert werden soll. Bei dem in Betracht gezogenen Beispiel soll beispielsweise die Temperatur eines Raums auf einem geforderten Pegel gehalten werden, und folglich ist der Thermistor 20 in dem Raum angeordnet.(Der Einfachheit halber wird die Raumtemperatur im folgenden als die Umgebungstemperatur bezeichnet).
Die Ausgangsanschlüsse des Oszillators 18 sind mittels einer Leitung 22 mit den Eingangsanschlüssen eines "Zehnerstellen"-Dekadenzählers 24 verbunden, welcher über eine Leitung 26 mit einem "Einerstellen" Dekadenzählers 28 verbunden ist.
Die Zähler 24 und 28 weisen einen herkömmlichen Aufbau auf und sind in der Lage, die Frequenz des von dem Oszillator 18 erzeugten Signals zu zahlen und dasselbe als eine Dezimalzahl in binärkodierter Dezimalform durch entsprechende Binärsignale darzustellen, welche an Ausgangsleitungen 30A bis 30D des Zählers 24 und an Ausgangsleitungen 32A bis 32D des Zählers 28 in herkömmlicher Weise anliegen. Das heißt, wie in digitalen Schaltungen üblich, sind die Signale auf den Leitungen 32A bis 32D entweder eine logische l oder eine logische "O". Der Betrieb der Zähler 24 und 28 wird durch einen Taktgeber 34 gesteuert, der nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird. Der Taktgeber 34 gibt insbesondere einen Freigabeimpuls an eine Leitung 36, (welche mit den Zählern 24 und 28 verbunden ist) und gibt die Zähler frei, damit sie zählen, solange der Impuls auf der Leitung 36 vorhanden ist. Der Taktgeber 34 kann auch einen Rückstellimpuls auf einer Leitung 38 erzeugen (welche ebenfalls mit den Zählern 24 und 28 verbunden ist). Durch den Rückstellimpuls werden die Zähler dann auf null zurückgestellt.
Bei dem betrachteten Beispiel gibt der Oszillator 18 eine Frequenz von 5000Hz ab, wenn die Temperatur-17,800 (top) beträgt.
Obendrein steigt die Frequenz des Oszillators bei einer Temperaturzunahme von etwa 0,5500 (10F) um 10Hz an. Wenn daher die Raumtemperatur 24°C (750F) beträgt, gibt der Oszillator 18 ein Signal mit einer Frequenz von 5750Hz ab.
Wie weiter unten erwähnt, gibt der Taktgeber 34 einen Freigabeimpuls mit einer Dauer von O,lsek ab. Durch die Zähler wird dann die Frequenz des Oszillators 8 um einen Faktor 10 geteilt.
Infolgedessen zählen die Zähler 24 und 28 nicht die Einerstellen der Oszillatorfrequenz. Da jedoch die Zähler 24 und 28 Dekadenzähler sind, zählen sie nur die Zehner- und ebenfalls Hunderterstellen der Oszillatorfrequenz. Mit anderen Worten der Zähler 28 zahlt die Zehnerstelle der Oszillatorfrequenz, währenider Zähler 24 die Hunderterstelle der Oszillatorfrequenz zählt. Da jedoch die Frequenz des Oszillators sich bei einer Temperaturänderung von 0,5oC (10F) jeweils um 10 Hz ändert, zählt der Zähler 28 wirksam die Einerstelle der Raumtemperatur, während der Zähler 24 wirksam die Zehnerstelle der Raumtemperatur zählt.
Folglich stellen die Signale auf den Leitungen 30A bis fOD als binärkodierte Dezimalsignale die Zehnerstelle der Raumtemperatur dar, während die Signale auf den Leitungen 32A bis 32D als binärkodierte Dezimalsignale die Einerstelle der Raumtemperatur wieergeben.
Der Taktgeber 34 weist einen Rechteckgenerator 40 auf, welcher über eine Leitung 42 mit einer nicht dargestellten 60Hz bzw.
50Hz-Quelle verbunden ist. Der Rechteckgenerator 40 ist mit einem Zähler 44 verbunden, welcher an seinen Ausgangsanschlüssen für jeweils 6 bzw. 5 Eingangsimpulse (d.h. er teilt die 60 bzw. 50Hz Rechteckwellen durch einen Faktor 6 bzw. 5) einen 0,isek Langen Impuls erzeugt. Mit den Ausgangsanschlüssen des Zählers 44 ist ein weiterer Zähler 46 verbunden, welcher auf Leitungen 36 und 38 und einer Leitung 48 entsprechend den Vorderflanken der an seinen Eingangsanschlüssen anliegenden, 0,1set langen Impulsen Impulse mit einer Dauer von 0,1set erzeugt. Das heißt, die ersten zwei Impulse an den Eingangsanschlüssen des Zählers 46 haben einen 0,1 sek langen Impuls (einen Freigabeimpuls) auf der Leitung 36 zur Folge. Das nächste an den Eingangsanschluß des Zählers 46 anliegende Signal hat einen O,lsek langen Impuls (denRückstellimpuls) auf der Leitung 38 zur Folge. Diese Betriebsweise wird gesteuert durch die 60 beziehungsweise 50Hz Quelle periodisch wiederholt, so daß die Freigabe-,Sperr- und Riickstellimpulse periodisch beziehungsweise zyklisch erzeugt werden.
Die Leitung 48, über welche der Sperrimpuls weitergeleitet wird, ist mit Anzeigeeinrichtungen 50 und 52 verbunden. Die Anzeigeeinrichtung 52 ist auch mit den Leitungen 30A bis 30D und die Anzeigeeinrichtung 50 ist mit den Leitungen 32A bis 32D verbunden. Die Anzeigeeinrichtungen 50 und 52 weisen einen herkömmlichen Aufbau auf und dienen zum Dekodieren der binärkodierten Dezimalsignale auf den Leitungen 30A bis 30D und 32A bis 32D und stellen diese als entsprechende Dezimalzahlen dar.
Obwohl somit die Zähler 24 und 28 die Frequenz des Oszillators 18 kodieren, dienen die Anzeigeeinrichtungen 50 und 52 zum Dekodieren der Information und um diese anzuzeigen. Die Anzeigeeinrichtung 50 zeigt visuell die Einerstellen der Temperatur an, während die Anzeigeeinrichtung 52 dieeherstellen der Temperatur visuell anzeigt. Der Sperrimpuls auf der Leitung 48 hält die Anzeige während eines Zyklus des Taktgebers 34 wirksam konstant. Das heißt, die Anzeigeeinrichtungen 50 und 52 sind jedesmal auf dem neuesten Stand, wenn ein Sperrimpuls auf der Leitung 48 erhalten wird. Bei einer praktischen Ausführung sind die Anzeigeeinrichtungen nebeneinander angeordnet, sodaß die Umgebungstemperatur ohne weiteres abgelesen werden kann.
Der Bezugssignalgenerator 14 weist von Hand voreinstellbare Schalter auf, welche an ihren Ausgangsanschlüssen eine Dezimalzahl in binärkodierter Dezimalform erzeugen. Hierbei kann die binäre Schalteinrichtung 54 insbesondere ein Daumen- bzw. ein Vorwählrad 56 und eine Anzeige 58 aufweisen. Bei einer Verstellung des Daumen- oder Vorwählrades 56 erscheint jeweils eine andere Dezimalzahl in der Anzeige 58. Die Dezimalzahl wird dann mittels der binären Schalteinrichtung 54 kodiert, so daß die Zahl in binärkodierter Dezimalform auf Ausgangsleitungen 60A bis 60D anliegt, die mit den Ausgangsanschlüssen der Einrichtung 54 verbunden sind. Ahnliche Werte liegen an der binären Schalteinrichtung 62 an, welche ein Daumen- oder Vorwählrad 64 und eine Anzeige 66 aufweist. Das heißt, die Einrichtung 62 erzeugt auf Leitungen 68A bis 68D in Form von binärkodierten Dezimalsignalen die Dezimalzahl der Anseige 66.
Die binären Schalteinrichtungen 54 und 62 können wahlweise auf den gewünschten Temperaturwert in dem Raum eingestellt werden.
(Nachfolgend wird die geforderte Temperatur als die "Bezugs"-oder die "R"-emperatur bezeichnet). Die Einrichtung 62 steuert die Zehnerstellen der Temperatur und die Einrichtung 54 steuert die Einerstellen der Temperatur. In der Praxis sind die Schalteinrichtungen 54 und 62 nebeneinander angeordnet, so daß die Bezugstemperatur ohne weiteres abgelesen werden kann.
Der Vergleicher 16 weist Größenvergleicher 70 und 72 herkömmlicher Ausführungsform auf (die beispieiweise ein Größenvergleicher, Modell 7485 von Texas Instruments Inc. sein können), welche die an ihren jeweiligen Eingangsx anschlüssen anliegenden binärkodierten Dezimalsignale und Ausgangssignale entsprechend der Größe der anibren Eingangsanx schlüssen anliegenden Signale erzeugen. vergleichen Die Leitungen 60A bis 60D sind insbesondere mit einer Gruppe Eingangsanschlüssen des Vergleichers 70 und die Leitungen 32A bis 32 D sind mit einer weiteren Gruppe Eingangsanschlüsse des Vergleichers 70 verbunden. Der Vergleicher 70 weist drei Ausgangsanschlüsse 74 76 beziehungsweise 78 auf. Der Vergleicher 70 vergleicht die Einerstellen der Raum-(Umgebungs-)Temperatur, welche durch binärkodierte Dezimalsignale auf den Leitungen 32A bis 32D dargestellt sind, mit den Einerstellen der Bezugstemperatur, welche durch Signale auf den Leitungen 60A bis 60D dargestellt ist. Wenn die Umgebungs- oder Raumtemperatur höher als die Bezugs-(R-)Temperatur ist, liegt eine logische 1" an dem Ausgangsanschluß 74(dem A7R-Anschluß ) an. Wenn die Umgebungstemperatur gleich der Bezugstemperatur ist, liegt als Ausgangssignal eine logische "1" an dem Ausgangsanschluß 76 (dem A=R-Anschluß) an. Wenn andererseits die Umgebungstemperatur niedriger als die Bezugstemperatur ist, liegt als Signal eine logische "1" an dem Ausgangsanschluß 78 (dem A zu H-Anschluß) an. Normalerweise liegen logische Signale an den Ausgangsanschlüssen an.
Entsprechendes gilt für den Vergleicher 72, welcher die Zehnerstellen der Temperatur vergleicht. Infolgedessen sind die Leitungen 30A bis 30D mit einer Gruppe Eingangsanschlüssen des Vergleichers 72 und die Leitungen 68A bis 68D mit der anderen Gruppe Eingangsanschlüsse verbunden. Als Ausgangsignal liegt dann eine logische 1 an dem Anschluß 80 des Vergleichers 72 an, wenn die Umgebungstemperatur höher als die Bezugstemperatur (am A7X-Anschluß) anliegt. Wenn die Umgebungstemperatur gleich der Bezugstemperatur ist, liegt als Ausgangssignal eine logische "1" am Ausgangsanschluß 82 des Vergleichers 72 (am A X-Anschluß) an.
Wenn andererseits die Umgebungstemperatur niedriger als die Bezugstemperatur ist, liegt als Ausgangssignal eine logische 1 an dem Anschluß 84 des Vergleichers 72 (an dem A< R-Anschluß) an.
Mit den Ausgangsanschlüssen der Vergleicher 70 und 72 ist eine Verknüpfungsanordnung beziehungsweise eine Torschaltung verbunden, welche die richtige Arbeitsweise der durch den Thermostat 10 gesteuerten Temperaturänderungseinrichtung in der geforderten Richtung sicherstellt, wenn die Umgebungs- und die Bezugstemperatur ungleich sind. Das heißt für einen korrekten Betrieb sollte die gesteuerte Einrichtung so erregt und betätigt werden, daß sie heizt, wenn die Umgebungstemperatur niedriger als die Bezugstemperatur ist, und sie sollte kühlen, wenn die Umgebungstemperatur höher als die Bezugstemperatur ist.
Folglich sind die Anschlüsse 80 und 84 des Vergleichers 72 mit Anschlüssen 86A und 86B eines zweipoligen Umschalters 86 verbunden. Der Anschluß 86B ist mit dem Anschluß 86C und der Anr schluß 86A ist mit einem Anschluß 86D des Schalters verbunden.
Mit den Anschlüssen 86E und 86F sind Schaltglieder 86G beziehnngsweise 86H verbunden. Mit Hilfe des Schaltglieds 86G kann der Anschluß 86E in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters mit den Anschlüssen 86A und 86C verbunden werden. Andererseits kann mit dem Schaltglied 86H der Anschluß 86F in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters mit den Anschlüssen 86B oder 86D verbunden werden.
Mit dem Anschluß 86E ist über eine Leitung 88 der Eingangsanschluß eines invertierenden Verstärkers 90 verbunden, dessen Ausgangsanschluß wiederum mit einem Eingangsanschluß eines NAND-Glieds N1 verbunden ist. Der andere Eingangsanschluß des NAND-Glieds N1 ist über eine Leitung 92 mit dem Schaltglied 94A eines einpoligen Umschalters 94 verbunden. Mittels des Schaltglieds 94A kann entweder ein Anschluß 943 oder ein Anschluß 94C angeschaltet werden. Der Anschluß 94B des Schalters 94 ist mit dem Ausgangsanschluß 78 des Vergleichers 40 und der Anschluß 94C ist mit dem Ausgangsanschluß 74 des Vergleichers 70 verbunden.
Die Schaltglieder der Schalter 96 und 94 sind miteinander verbunden, wie durch eine gestrichelte Linie 96 angezeigt ist.
Folglich schalten die Schalter 86 und 94 als Einheit, so daß, wenn der Schalter 86 betätigt wird, um die Anschlüsse 86E und 86F mit den Anschlüssen 86C beziehungsweise 86D zu verbinden, das Schalt glied 94A des Schalters 94 mit dem Anschluß 94C verbunden wird.
Die Schalter 86 und 94 sind vorgesehen, damit der erfindungsgemäße Thermostat zum Steuern entweder einer Heiz- oder einer Kühleinrichtung verwendet werden kann. Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Schalter ist der Thermostat wirksam, um die Umgebungstemperatur auf einen geforderten Pegel zu erhöhen. Wenn dagegen die Schalter die andere Stellung einnehmen, wird mit Hilfe des Thermostaten die Temperatur auf einen geforderten Wert erniedrigt.
Der Ausgangsanschluß des NAND-Glieds N1 ist mit dem Eingangsanschluß eines invertierenden Verstärkers 98 verbunden, dessen Ausgang wiederum mit dem Eingangsanschluß eines UND-Glieds Al verbunden ist. Mit dem Eingangsanschluß eines UND-Glieds A2 ist über eine Leitung 100 der Anschluß 86F des Schalters 86 verbunden.
Die Ausgangsanschlüsse der UND-Glieder A1 und A2 sind mit den Eingangsanschlüssen eines NOR-Glieds NRI verbunden, dessen Ausgangsanschluß mit dem Eingangsanschluß eines weiteren invertierenden Verstärkers 102 verbunden ist, dessen Ausgang wiederum über eine Leitung 106 mit einer Verbindung 104 verbunden ist. Mit dieser Verbindung 104 ist der Eingangsanschluß einer Zeitverzögerungseinrichtung 108 und der Eingangsanschluß eines UND-Glieds A3 verbunden. Der andere Anschluß des UND-Glieds A3itt dem Ausgangsanschluß der Verzögerungseinrichtung 108verbunden. Der AusgangsanschluX des UND-Glieds A3 ist über eine Leitung 110 mit der gesteuerten Einrichtung verbunden, so daß bei Anliegen eines Signals auf der Leitung 110 die gesteuerte Einrichtung, beispielsweise eine Ofen- oder Feuerungsanlage, in Betrieb gesetzt wird, um die Umgebungstemperatur entsprechend dem inbetracht gezogenen Beispiel zu erhöhen. Die Verzögerung der Einrichtung 108 ist so gewählt, daß die Verzögerungsdauer etwas über dem Intervall des von dem Taktgeber 34 erzeugten Freigabeimpuls liegt. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Thermostat-Zählschaltungen einen gleichgewichts- bzw. stabilen Zustand erreicht haben, bevor ein Signal auf der Leitung 110 abgegeben wird. Das heißt, durch die Verzögerungseinrichtung 108 ist die Erzeugung beziehungsweise Abgabe des Betriebssignals auf der Leitung 110 während eines Zählvorgangs verhindert.
Während des Betriebs sollen die Schalter 86 und 94 auf Heizen gestellt sein und sich in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befinden. Ferner soll der Bezugssignalgenerator mit den Schalteinrichtungen 62 und b4 auf eine Bezugstemperatur von 22,"ob (720F) eingestellt sein. Ferner soll beispielsweise die Umgebungs-oder Raumtemperatur 21,100 (7mob) sein und folglich unter der Bezugstemperatur liegen, so daß die Feuerungs- oder Heizeinrichtung in Betrieb gesetzt werden muß.
Demgemäß gibt der Oszillator 18 eine Ausgangsfrequenz von 5700 Hz ab. Unmittelbar nach dem Freigabeimpuls auf der Leitung 36 zeigt der Dekadenzähler 24 in binärkodierter Dezimalform einen Zählerstand von 7 und der Dezimalzähler 28 ebenfalls in binärkodierter Dezimalform einen Zählstand O an. Der Sperrimpuls auf der Leitung 48 hat daher zur Folge, daß die Dezimalzahl 7 von der Anzeigeeinrichtung 72 und die Deimalzahl 0 von der Anzeigeeinrichtung 50 angezeigt wird, so daß hierdurch der Bedienungsperson die Umgebungstemperatur visuell angezeigt wird.
( bie Zihrenangaben beziehen sich auf die OF-Werte,) Da die binäre Schalt einrichtung 62 und der Zähler 24 Signale oder Spannungswerte erzeugen, welche die Dezimalzahl 7 in binärkodierter Form darstellen, liegt nur ein Ausgangssignal am Anschluß 82 an, wodurch angezeigt wird, daß die Zehnerstelle der Umgebungstemperatur gleich der Zehnerstelle der Bezugstemperatur ist.
Die an dem Vergleicher 70 angelegten Binärsignale, welche die Bezugstemperatur darstellen, sind jedoch größer als die Binärsignale, welche von dem Zähler 28 aus an dem Vergleicher 70 angelegt sind und die Umgebungstemperatur darstellen. Folglich liegt ein Ausgangssignal am Anschluß 78 an, da die Einerstelle der Umgebungs- und Raumtemperatur kleiner ist als die Einerstelle der Bezugstemperatur (d.h. A4R). Folglich wird als Signal eine logische t'1" an den Eingangsanschluß des NAND-Glieds N1 über die Leitung 92^angelegt. Da eine lwgische "O" an dem Eingangsanschluß des invertierenden Verstärkers 90 angelegt ist, ist das Ausgangs signal an dem invertierenden Verstärker dementsprechend ein Signal in Form einer logischen lot1,,.
Folglich erzeugt das NAND-Glied NI ein Signal in Form einer logischen "0" das über den invertierenden Verstärker 98 umgekehrt wird, so daß ein Signal in Form einer logischen 1 an dem UND-Glied Al angelegt ist. Da eine logische "0" auf der Leitung 100 anliegt, wird eine logische "1" von dem UND-Glied Al aus an das NOR-Glied NR1 angelegt, und eine logische "0" wird über das UND-Glied A2 an das NOR-Glied NRI angelegt. Infolgedessen erzeugt das NOR-Glied NR1 ein Signal in Form einer logischen "O" an seinen Ausgangsanschlüssen, una der invertierende Verstärker 102 gibt eine logische ''1" an seinen Ausgangsanschlüssen ab. Folglich wird die Verzögerungseinrichtung 108 angesteuert, und nach Verstreichen eines vorgegebenen Zeitintervalls wird eine logische 1 durch die Verzögerungseinrichtung 108 erzeugt und an den Eingangsanachluß des UND-Glieds A3 angelegt. Da nunmehr logische "1"-Signale an beiden Anschlüssen des UND-Glieds A3 angelegt sind, wird ein Signal auf der Leitung 110 abgegeben, wodurch die zugeordnete gesteuerte Einrichtung in Betrieb gesetzt wird.
Die Leitung 110 kann beispielsweise mit einem Relais mit einer zeitlich verzögerten Freigabe verbunden sein, welche größer als ein Betriebszyklus beziehungsweise eine -periode des Taktgebers 34 ist, so daß mittels des Relais keine Freigabe erfolgt, solange ein Signal für eine Zeitspanne, welche größer als ein Betriebszyklus ist, auf der Leitung 110 nicht vorhanden ist. Hierdurch ist beispielsweise eine Freigabe durch das Relais während eines Zählintervalls verhindert.
Wenn die Umgebungstemperatur die Bezugstemperatur erreicht, wird eine logische 1 am Ausgangsanschluß 78 eine logische "O" Folglich liegt am Ausgangsanschluß des NAND-Glieds N1 eine logische 1 an, welche invertiert wird, sodaß es eine logische "0" wird, die an dem UND-Glied Al anliegt. Folglich liegen über die beiden UND-Glieder Al und A2 logische "O"-Signale an dem NOR-Glied NRI an, wodurch dann eine logische "1" an den Eingangsanschluß des Verstärkers 102 angelegt wird. Am Ausgangsanschluß des Verstärkers liegt dann eine logische "O" an, so daß kein Signal auf der Leitung 110 anliegt.
Eine entsprechende Untersuchung zeigt, daß, wenn die Umgebungstemperatur höher als die Bezugstemperatur ist kein Signal auf der Leitung 110 erzeugt wird. Solange beispielsweise die Zehnerstellen der Bezugs- und der Umgebungstemperatur gleich sind, wird über die Leitung 92 eine logische "0" an das NAND-Glied N1 angelegt. Solange die Einerspalte der Umgebungstemperatur gleich oder größer als die Einerspalte der Bezugstemperatur ist, liegt eine logische "O" an der Leitung 92 an und es liegt kein Signal an der Leitung 110 an. Wenn andererseits die Zehnerspalte der Umgebungstemperatur größer ist als die Zehnerspalte der Bezugstemperatur (wodurch angezeigt wird, daß die Raumtemperatur höher als die Bezugstemperatur ist), dann wird eine logische "1" über den Ausgangsanschluß 80 des Vergleichers 72, den Schalter 86 und die Leitung 88 an den Eingangsanschluß des invertierenden Verstärkers 90 angelegt. Folglich gibt dann der Verstärker 90 eine logische "O" an den Eingangsanschluß des mit ihm verbundenen NAND-Glieds N1 ab. Folglich liegt ohne Berücksichtigung des Signals, das an den anderen Eingangsanschluß des NAND-Glieds N1 angelegt ist, eine logische "1" an dessen Ausgangsanschlüssen an. Wie oben ausgeführt, wird, solange eine logische 8111t an den Ausgangsanschlüssen des NAND-Glieds N1 anliegt, und eine logische "0" an den Ausgangsanschlüssen des UND-Glieds A2 anliegt, kein~Signal an die Leitung 110 abgegeben.
Wenn andererseits der Wert der Zehnerspalte der Umgebungstemperatur unter den der Zehnerspalte der Bezugstemperatur abfällt, liegt eine logische "1" am Ausgangsanschluß 84 des Vergleichers 82 (d.h. am AR-Ansöhluß an). Dies Signal wird dann an das UND-Glied A2 angelegt, welches seinerseits dann eine logische "1" an den Ausgangsanschluß des NOR-Glieds NR1 anliegt. An den Ausgangsanschlüssen des NOR-Glieds NR1 liegt dann eine logische "O" an, wie oben gezeigt ist; durch ein an den Eingangsanschlüssen des Verstärkers 102 angelegtes, logisches Signal wird dann ein Signal auf der Leitung 110 erzeugt, wodurch die Heiz- oder Feuerungseinrichtung in Betrieb gesetzt wird. Darüber hinaus wird bezüglich der insoweit beschriebenen Schaltungen durch ein an das UND-Glied A2 angelegtes, logisches "1"-Signal unabhängig von der Art des Signals, welches an dasNAND--Glied N1 über die Leitung 92 angelegt ist, ein Signal an die Leitung 110 angelegt.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, eine Anzeige zu schaffen, wenn die Temperatur einen außergewöhnlich hohen Wert erreicht.
Beispielsweise kann eine Temperatur im Bereich von 320C (qOOF) als ein UberlaAtungazustand betrachtet werden, welcher durch eine Störung in der Heizeinrichtung hervorgerufen sein kann. Wenn die Wohnung nicht besetzt ist, und ein entsprechender Zustand vorhanden ist, kann sich hieraus ein schwerwiegender Schaden ergeben. Um diese Möglichkeit auszuschalten, weist der erfindungsgemäße Thermostat einen Uberlastungssergleicker 112 auf, welcher mit dem Zehnerstellenzähler 24 über die Leitungen 30A und 30D verbunden ist. Der andere Eingang des Vergleichers 112 kann mit einer nicht dargestellten, binären Schalteinrichtung verbunden sein, welche eingestellt wird, um in binärkodierter Dezimalform die Zahl "9" zu erzeugen. Infolgessen gibt der Vergleicher 112 ein Alarmsignal an eine Ausgangsleitung 114 ab, wenn die Eingangssignale die Dezimalzahl 9 anzeigen Das Signal auf der Leitung 114 kann dann dazu verwendet werden, um die Heizeinrichtung abzuschalten und dadurch außer Betrieb zu setzen.
(Die iahlenangaben entsprechen °F-Werten), Wenn der Thermostat 10 zu Kühlzwecken wrwendet werden soll, werden die Schalter 86 und 94 betätigt, so daß der Anschluß 86 E mit dem Anschluß86bund der Anschluß 86F mit dem Anschluß86D verbunden ist.obendrein liegt das Schaltglied 94A an dem Kontakt 940 an. Eine der vorstehend durchgeführten Untersuchung entsprechende Untersuchung zeigt dann, daß ein Signal an der Leitung 110 nur dann anliegt, wenn die Umgebungstemperatur höher als die Bezugstemperatur ist. Wenn beispielsweise die Bezugstemperatur auf 22,200 (72°F) eingestellt ist und die Umgegungstemperatur 25,6°C (780F) beträgt, wird eine logische "1" an dem Ausgangsanschluß 74 angelegt (d.h. A R). Da die Leitung 88 nunmehr mit dem Anschluß 86B verbunden ist, wird eine logische "O" an die Eingangsanschlüsse des Verstärkers 90 angelegt, wodurch sich eine logische 11111 ergibt, welche an den Eingangsanschluß des mit diesem verbundenem NAND-GliedsNl angelegt ist.
Entsprechend wird eine logische "1" über die Leitung 92 an das NAND-Glied N1 angelegt, welches nunmehr mit dem Br Anschluß des Vergleichers 70 verbunden ist. Auf diese Weise gibt dann das NAND-Glied N1 ein Ausgangssignal in Form einer logischen "0" ab, wodurch dann eine logische "1" über das UND-Glied Al an den Eingangsanschluß des NOR-Glieds NR1 angelegt wird. Da das UND-Glied A2 ein Eingangssignal in Form einer logischen "o" erzeugt, liegt an den Ausgangsanschlüssen des NOR-Glieds NR1 folglich eine logische "O" an. Folglich gibt der Verstärker 102 eine logische "1" ab, und es liegt ein Signal an der Leitung 110 an, wodurch die Kühleinrichtung betätigt wird. Wenn die Umgebungstemperatur in den Bereich von 26,700 (800F) steigt, wird eine logische 1 von dem Anschluß 80(d.h. dem A)R-Anschluß) an das UND-Glied A2 angelegt. Wie oben ausgeführt, wird durch ein logisches "1"-Signal, das an das UND-Glied A2 und dadurch an das NOR-Glied NR1 angelegt ist, immer ein Signal auf der Leitung 110 erzeugt.
Wenn andererseits die Temperatur in den Bereich von 15s6°C (600F) abfällt, liegt eine logische "O"am UND-Glied A2 an.
Darüber hinaus liegt eine logische "O" am Ausgangsanschluß des Verstärkers 90 an, wodurch dann eine logische "ot unabhängig von dem von dem Vergleicher 70 erzeugten Signal an dem UND-Glied A1 anliegt. Folglich liegt, solange die Zehnerstelle der Umgebungstemperatur kleiner als die Zehnerstelle der Bezugstemperatur ist, kein Signal an der Leitung 110 an.
Wenn der Thermostat 10 als Kühleinrichtung betrieben wird, kann noch dazu der Überlastungsvergleicher 112 durch Einstellen der binären Schalteinrichtung verwendet werden, so daß die in ihn eingegebene Zahl eine minimale Kühltemperatur, wie beispielsweise 1 (bzw. >, darstellt. Wenn daher die Umgebungstemperatur in den Bereich von 1000 (500F) abnimmt, wird ein Alarmsignal an die Leitung 114 abgegeben.
Folglich ist ein elektronischer Thermostat beschrieben und offenbart worden, der im Aufbau einfach und im Betrieb zuverlässig ist, und welcher darüber hinaus über den gesamten Betriebsbereich eine hohe Genauigkeit einhält.
In vielen Fällen kann es wünschenswert sein, einen ganz bestimmten genau festgelegten Temperaturunterschied zwischen der Raum- oder Umgebungstemperatur und der Bezugstemperatur zuzulassen, bevor ein Betriebssignal auf der Leitung 110 erzeugt wird. Oder genauer gesagt, wenn die Heiz- oder Kühleinrichtung bei einem Unterschied von 0,5500)(10F) zwischen der Umgebungs-und der Bezugstemperatur in Betrieb gesetzt wird, ist die relative Einschaltdauer der betätigten Einrichtung äußerst hoch. Aus diesem Grund ist es amnschenswert, einen Unterschied von beispielsweise 1,650C (70B) einzuführen, bevor die zugeordnete Einrichtung betätigt wird, um die Umgebungstemperatur auf den geforderten Wert zu bringen. In Fig. 2 ist daher eine Schaltung dargestellt, welche in Verbindung mit der Schaltung der Fig. 1 verwendet werden kann, um einen derartigen Unterschied in einem ganz bestimmten, genau festgelegten Dekadenbereich zu schaffen.
Die in Fig. 2 dargestellte und in ihrer Gesamtheit mit 116 bezeichnete, den Unterschied festlegende beziehungsweise eine Differenzschaltung weist einen Addierer 118 auf, welcher mit dem Einerstellenzähler 28 über die Leitungen 32A bis 32D verbunden ist. Eine den Unterschied festlegende beziehungsweise differentielle Inkrementeinrichtung 120 ist vorgesehen, welche einen Satz von binären Schaltern aufweisen kann, welche der binären Schalteinrichtung 54 entspricht. Die Inkrementeinrichtung wird auf den genau festgeleen, geforderten TemeratUrunterschied eingestellt, bevor das Ausgangssignal an der Leitung 110 anliegt. Bei dem betrachteten Beispiel soll die Inkrementeinrichtung auf die Dezimalzahl 3 eingestellt sein, so daß die Inkrementeinrichtung 120 die Zahl 3 in binärkodierter Dezimalform an den Ausgangsleitungen 122A bis 122D erzeugt. Auf diese Weise ist dann das Ausgangssignal an den Leitungen 124A bis 124D die Summe der Zahlen vom Zähler 28 und von der Inkrementeinrichtung 120 in binärkodierter Dezimalschreibweise. Die Ausgangsleitungen sind mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen eines tergleichers 126 verbunden. Die anderen Eingangsanschlüsse des Vergleichers 126 sind mit der binären Schalteinrichtung 54 über Leitungen 60A bis 60D verbunden.
Der Vergleicher weist einen Ausgangsanschluß 128 auf, und, wie üblich, eine Einrichtung in dem Vergleicher schafft eine logische " am Anschluß 128, wenn die kodierte Zahl an den Ausgangsanschlüssen des Addierers 118 kleiner als die kodierte Bezugszahl auf den Leitungen 60A bis 60D ist. Mit anderen Worten, eine logische 11111 wird an dem Ausgangsanschluß 28 des Vergleichers nur dann erzeugt, wenn die Bezugstemperatur größer als die Summe der Umgebungstemperatur und des differentiellen Zuwachses beziehungsweise Inkrements ist. (Hierbei soll leser Schaltungsanordnung der Thermostat für einen Heizvorgang eingestellt werden. Wenn stattdessen der Thermostat zum Kühlen verwendet wird, würde eine logische "1" benutzt, die erzeugt wird, wenn die Bezugstemperatur kleinerals die Summe aus der Umgebungstemperatur plus dem differentiellen Zuwachs beziehungsweise Inkrement ist.) Der Anschluß 128 ist über eine Leitung 130 mit dem Setzeingang eines JK-Flip-Flops oder eines bistabilen Multivibrators FF1 verbunden. Der Rücksetzanschluß des Flip-Flops FF1 ist mit dem Anschluß 76 (dem A=R-Anschluß) des Vergleichers 70 (des Einerstellenvergleichers) der Schaltung der Fig. 1 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Flip-Flops FF1 für den logischen Zustand "1" ist mit einem Eingangsanschluß eines NAND-Glieds N2 verbunden, dessen anderer Eingangsanschluß über eine Leitung 106 mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers 102 in Fig. 1 verbunden ist. Mit anderen Worten, wenn die Differenzschaltung 116 der Fig. 2 verwendet wird, ist die Leitung 106 der Schaltung in Fig. 1 nicht mit der Verbindung 104, sondern mit dem anderen Eingangsanschluß des NAND-Glieds N2 verbunden. Der Ausgangsanschluß des NAND-Glieds N2 ist mit dem Eingangsanschluß eines invertierenden Verstärkers 132 verbunden, dessen Ausgangsanschluß über eine Leitung 134 mit der Verbindung 104 verbunden ist.
Bei dem angenommenen Betrieb soll nunmehr die Bezugstemperatur auf 23,9°C (750F) und die differentielle Inkrementeinrichtung 120 auf einen Unterschied von 1,65 (30) eingestellt sein.
Ferner soll die Raum- oder die Umgebungstemperatur 22,2°C (72°F) sein; folglich wird in binärkodierter Dezimalform die Dezimalzahl 2 über die Leitungen 32A bis 32D an den Addierer 118 angelegt, während ebenfalls in binärkodierter Dezimalform (bei Verwendung von Fahrenheit) die Zahl 3 über die Leitungen 122 A bis 122D an den Addierer angelegt wird. Demgemäß wird (bei Verwendung von Fahrenheit) die Dezimalzahl 5 in binärkodierter Form über die Leitung 124A bis 124D an den Vergleicher 126 angelegt. Die gleichen Signale werden über die Leitungen 60A bis 60D an dem Vergleicher angelegt, und folglich liegt eine logische tlOtt am Ausgangsanschluß 128 an. Folglich findet dann kein weiterer Vorgang mehr statt und es liegt kein Signal an der Leitung 110 an.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß, wenn die Umgebungstemperatur größer als 22ob (72OF)Xdie durch die binärkodierte Schreibweise dargestellte Dezimalzahl auf den Leitungen 124A bis 124D (bei Verwendung von Fahrenheit) eine "4" anzeigt.
Da die Bezugszahl "5" ist, liegt eine logische "1" am Ausgangsanschluß 128 an, wodurch dann das Flip-Flop FF1 eingestellt wird.
Folglich liegt eine logische "1" am Ausgangsanschluß an dem damit verbundenen NAND-Glied N2 an. Da obendrein die Umgebungstemperatur niedriger als die Bezugstemperatur ist, liegt eine logische "1" vom Verstärker 102 her auf der Leitung 106 an.
Infolgedessen liegt an den Ausgangsanschlüssen des NAND-Glieds N2 eine logische "O" an, welche dann als logische "1" über den Verstärker 132 an der Leitung 134 anliegt. Da die Leitung 134 mit der Verbindung 104 verbunden ist, liegt das Signal auch an Xist, keine logische "1" auf der Leitung 130 und folglich kein Signal auf der Leitung 110 anliegt. Wenn daher die Umgebungstemperatur auf 21,7ob (710F) abnimmt.
der Leitung 110 an, wodurch dann die Heizeinrichtung in Betrieb gesetzt wird.
Es ist somit eine Schaltung beschrieben und offenbart worden, mit welcher ein Unterschied einer geforderten Größe vor dem Betrieb der gesteuerten Einrichtung eingebracht werden kann.
In vielen Fällen ist es darüber hinaus wünschenswert, die Temperatur des zu überwachenden Gegenstandes oder Objektes von einer entfernten Stelle aus zu steuern. In diesen Fällen kann der Bezugssignalgenerator an der entfernten Stelle angeordnet sein, während der Thermistor für einen Wärmeaustausch bei den Gegenstand selbst angeordnet ist (d.h. in dem gewählten Beispiel in demRaum). Es kann jedoch auch gefordert werden, die Temperatur des Raumes von einer Anzahl entfernter Stellen und/ oder von dem Raum selbst aus zu steuern. Beispielsweise kann es während der Tageszeit zweckmäßig sein, die Temperatur des Raumes von einem in dem Raum angeordneten Bezugssignalgenerator aus zu steuern. Während der Nachtstunden ist es dagegen wünschenswert, die Temperatur des Raums von einer entfernten Stelle aus zu steuern. Wenn daher der gesteuerte Raum ein Spiel- oder ein Wohnzimmer ist, kann die Temperatur des Raums während der Nachtstunden gesenkt und während des tages von einer entfernten Stelle aus, beispielsweise vom Schalfzimmer aus, erhöht werden.
In Big. 3 ist daher eine Schaltung dargestellt, mit welcher die Temperatur eines Raumes von einer Vielzahl Bezugssignalgeneratoren aus gesteuert werden kann. Hierzu ist ein Schalter 136 vorgesehen, welcher über die Leitungen 6OA bis 60D und 68A bis 68D (die in Fig. 3 als entsprechende Kabel dargestellt sind) in Reihe zwischen dem Bezugssignalgenerator 14 und die Vergleicher 70 und 72 geschaltet ist. Zusätzlich ist ein Bezugssignalgenerator 214 der im Aufbau dem Generator 14 entspricht, vorgesehen.
Der Generator 214 kann in entsprechender Weise mittels des Schalters 136 über die entsprechenden Leistung 60A bis 60D und 68A bis 68D mit dem Vergleicher 70 und 72 verbunden werden.
Der Schalter 136 kann ein Drehschalter herkömmlicher Bauart mit einer Anzahl Ebenen sein und mit ihm kann wahlweise der Generator 14 oder 214 oder beide Generatoren in Abhängigkeit von der Schalterstellung über die Leitung 60A bis 60D und 68A bis 68D mit den Vergleichern 70 und 72 verbunden werden.
Im Betrieb kann der Schalter 136 während der Tageszeit so betätigt werden, daß der Bezugssignalgenerator 14 über die Leitungen 60A bis 60D beziehungsweise 68A bis 68D mit den Vergleichern 70 und 72 verbunden und der Generator 214 abgeschaltet ist. Der Thermostat arbeitet infolgedessen in der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Weise oder wenn die Differenzschaltung verwendet wird in der in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Weise. Wenn erforderlichenfalls der Bezugssignalgenerator von einer entfernten Stelle aus durch Seren oder Anheben der Bezugstemperatur übergangen werden soll, kann der Schalter 136 betätigt werden, um dadurch dem Bezugssignalgenerator 214 mir den Vergleichern 70 und 72 zu verbinden und den Generator 14 abzuschalten. Dementsprechend arbeitet der Thermostat 10 in der gleichen Weise, wie oben beschrieben wird, jedoch aufgrund der Einstellung des Generators 214 als Bezugstemperaturgenerator und nicht durch Einstellen des Generators 14.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Temperatursteuereinrichtung, g e k e n n z e i c h n e t durch eine ein Temperatursignal erzeugende Einrichtung (12), welche auf die Umgebungstemperatur anspricht, um ein die Umgebungstemperatur wiedergebendes Temperatursignal abzugeben, durch eine ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung (14), um ein eine geforderte Temperatur darstellendes Bezugssignal abzugeben, und durch eine Vergleichseinrichtung (16), welche mit den das Temperatur- und das Bezugssignal erzeugenden Einrichtungen (12; 14) verbunden ist, um entsprechend einer Abweichung zwischen den Temperatur- und den Bezugssignalen ein Betriebssignal zu erzeugen, um eine zugeordnete Einrichtung in Betrieb zu setzen.
2. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch i, dadurch g ek e n n z e i c h n e t,daß die Vergleichseinrichtung (16) das Betriebssignal abgibt, wenn das Bezugssignal größer als das Temperatursignal ist, und daß eine Umkehreinrichtung vorgesehen ist, um die Arbeitsweise der Vergleichseinrichtung (16) umzukehren, so daß diese (16) das Betriebssignal abgibt, wenn das Temperatursignal größer als das Bezugs signal ist.
3. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n -z e i c h n e t durch eine einen Unterschied feststellende Einrichtung (416), die mit der Vergleichseinrichtung (16) verbunden ist, um die Abgabe des Betriebssignals zu verhindern, solange die Abweichung größer ist als ein vorher ausgewählter Temperaturunterschied.
4. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e nn z e i c h n e t, daß die Vergleichs einrichtung (16) eine Zeitverzögerungseinrichtung (108) aufweist, um die Abgabe des Betriebssignals ein vorher ausgewähltes Zeitintervall lang nach dem Fühlen der Abweichung zu verzögern.
5. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch i, g e k e n nz e i c h n e t durch eine Alarmeinrichtung, die mit der das Temperatursignal erzeugenden Einrichtung (12) verbunden ist, und auf Temperatursignale mit einem vorbestimmten Pegel anspricht, um ein Alarmsignal abzugeben.
6. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung (i4) einen wahlweise veränderlichen Generator aufweist, um eine Anzahl Signale abzugeben, welche jeweils eine unterschiedliche Betriebstemperatur darstellen.
7. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch i dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die ein Temperatursignal abgebende Einrichtung (i2) einen auf die Temperatur ansprechenden, in der Frequenz veränderlichen Oszillator (18) aufweist, dessen Frequenz sich entsprechend der Umgebungstemperatur ändert.
8. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t ,daß die ein Temperatursignal erzeugende Einrichtung (12) Kodiereinrichtungen (24, 28) um jeden Frequenzwert des Oszillators (18) als einen entsprechenden Spannungswert zu kodieren, und Anzeigeeinrichtungen (52, 50) aufweist, welche auf die Spannungswerte ansprechen und jeden Wert als eine entsprechende Zahl wiedergeben.
9. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die das Bezugssignal erzeugende Einrichtung (14) eine voreinstellbare Kodiereinrichtung (58, 66) aufweist, um jeden Temperaturwert als einen entsprechenden Spannungswert zu kodieren, so daß dann die das Temperatur- und das Bezugssignal erzeugenden Einrichtungen (12, 14) jeweils gleiche Spannungswerte für gleiche Temperaturwerte abgeben.
10. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 1, g e k e n nz e i c h n e t durch eine Anzahl Bezugssignale erzeugender Einrichtungen, welche Bezugs signale abgeben, die die geforderten Temperaturen wiedergeben und durch wahlweise betätigbare Schalteinrichtungen, um zumindest eine vorbestimmte aus der Anzahl Bezugs signale erzeugender Einrichtungen mit der Vergleichseinrichtung (16) zu verbinden.
ii. Temperatursteuereinrichtung in Form eines Thermostat zum Steuern der Arbeitsweise einer zugeordneten Temperatur-Änderungseinrichtung, um die Temperatur eines Gegenstandes auf einem geforderten Pegel zu halten, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine ein Temperatursignal erzeugende Einrichtung (12), welche im Wärmeaustausch mit dem Gegenstand steht, um ein die Temperatur des Gegenstandes wiedergebendes Temperatursignal zu erzeugen, durch eine ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung (14), die betreibbar ist, um ein den geforderten Temperaturwert wiedergebendes Bezugssignal zu erzeugen, und durch eine Vergleichseinrichtung (16), welche auf eine Abweichung zwischen den Temperatur- und den Bezugssignalen anspricht, um ein Betriebssignal abzugeben, durch das die Temperaturänderungseinrichtung in Betrieb gesetzt wird.
12. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch II, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung (14) eine wahlweise veränderbare, voreinstellbare Temperaturwähleinrichtung (58, 66) aufweist, um eine Anzahl Bezugssignale zu erzeugen, welche verschiedenen Temperaturwerten entsprechen.
i zu . T Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch ii, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die ein Temperatursignal erzeugende Einrichtung (14) einen frequenzveränderlichen Oszillator (18) mit einem Temperaturfühler (20) aufweist, welcher so angeordnet ist, daß zwischen ihm und dem Gegenstand ein Wärmeaustausch besteht, um dadurch die Frequenz des Oszillators (18) als eine im wesentlichen lineare Funktion der Temperatur des Gegenstandes zu verändern.
i4. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ein Temperatursignal erzeugende Eiiirichtung (12) mit dem Oszillator (is) verbundene Kodiereinrichtungen (24, 28), um die Frequenz des Oszillators (18) als binärkodierte Dezimalzahlen zu kodieren, und einen Taktgeber (34) aufweist, welcher die Kodiereinrichtungen (24, 28) für ein vorgewähltes Zeitintervall in jedem Zyklus periodisch frei gibt, so daß dann die binärkodierten Dezimalsignale die Temperatur des Gegenstandes darstellen.
15. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h ne t, daß die Kodiereinrichtungen Dekadenzähler (24, 28) zum Zählen der Einer- und Zehnerstellen aufweisen.
16. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 14, g e k e n nz e i c h n e t durch Anzeigeeinrichtungen (52, 50), die mit den Kodiereinrichtungen (24, 28) verbunden und auf die binärkodierten Dezimalsignale ansprechen, um die Umgebungstemperatur numerisch anzuzeigen.
17. Temperatursteuereinri(htung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung (14) voreinstellbare Kodiereinrichtungen (58, 66) aufweist, um die geforderte Temperatur als binärkodierte Dezimalsignale zu kodieren.
18o Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vergleichseinrichtung (i6) eine Zeitverzögerungseinrichtung (108) aufweist, um die Abgabe des Betriebssignals eine vorgegebene Zeitdauer über das vorher gewählte Zeitintervall hinaus zu verzögern.
19. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 17, g e k e n nz e i c h n e t durch die Vergleichseinrichtung (16) mit einem Vergleicher (70, 72) zum Vergleichen der von der ein Temperatursignal erzeugenden Einrichtung (12) abgegebenen, binärkodierten Dezimalsignale mit den von der ein Bezugssignal erzeugenden Einrichtung (14) abgegebenen, binärkodierten Dezimalsignale, wobei zumindest ein Paar Ausgangsanschlüsse mit dem Vergleicher (70, 72) verbunden ist, mit einer Einrichtung in dem Vergleicher um ein Ausgangssignal an einen (84; 78) der Ausgangsanschlüsse anzulegen, wenn das Temperatursignal größer als das Bezugssignal ist, und um ein Ausgangssignal an den anderen Ausgangsanschluß (74, 80) anzulegen, wenn das Bezugssignal größer als das Temperatursignal ist, mit einer Verknüpfungseinrichtung, welche auf das Ausgangssignal des Vergleichers (72, 70) anspricht, um ein Betriebssignal abzugeben, und mit einer Schalteinrichtung (86, 92), um wahlweise die Verknüpfungseinrichtung mit einem ausgewählten Anschluß der beiden Ausgangsanschlüsse zu verbinden.
20. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verknüpfungseinrichtung eine Fühlstufe zum Fühlen des Ausgangssignals und eine Ausgangsstufe zum Abgeben des Betriebssignals aufweist, wenn sie erregt wird, und daß eine differentiell ansprechende Einrichtung zwischen die Fühl- und Ausgangsstufen geschaltet ist, um die Ausgangsstufe zu erregen, wenn sich die Umgebungstemperatur von der Bezugstemperatur um einen vorgewählten Unterschiedswert unterscheidet.
21. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Taktgeber (34) einen Impulsgenerator (40) aufweist, um periodisch einen Freigabeimpuls zur Freigabe der Zähler (24, 28) abzugeben, damit diese zählen, und um einen Rückstellimpuls am Ende jedes Zyklus zum Rückstellen der Zähler auf null abzugeben.
22. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Überlastungseinrichtung (112) mit der Kodiereinrichtung (24) verbunden ist und auf eine vorbestinunte binärkodierte Dezinsalzahl anspricht, um ein Überlastungssignal abzugeben und um dadurch einen berlastungszustand anzuzeigen.
23. Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 14, g e k e ii nz e i c h n e t durch eine Anzahl Bezugssignale erzeugender Einrichtungen (14, 214), welche jeweils ein Bezugssignal babgeben, das einen geforderten Temperaturpegel darstellt, und durch einen Schalter (136), um wahlweise zumindest eine aus der Anzahl Bezugssignale erzeugender Einrichtungen (14, 214) mit der Vergleichseinrichtung (70, 72) wahlweise zu verbnden.