DE2629576B2 - Schaltungsanordnung für Halbleiter-Gasspürelemente - Google Patents
Schaltungsanordnung für Halbleiter-GasspürelementeInfo
- Publication number
- DE2629576B2 DE2629576B2 DE19762629576 DE2629576A DE2629576B2 DE 2629576 B2 DE2629576 B2 DE 2629576B2 DE 19762629576 DE19762629576 DE 19762629576 DE 2629576 A DE2629576 A DE 2629576A DE 2629576 B2 DE2629576 B2 DE 2629576B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- circuit arrangement
- gas detection
- resistor
- circuit
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Linearisierung einer mit der MeßgröQe nichtlinear
verlaufenden Signalspannung eines in einer Brückenschaltung angeordneten Halbleiter-Gasspürelementes
mit parallelgeschaltetem Widerstand und einer Verstärkerschaltung mit Operationsverstärkern.
Es sind Gasspür- und Gasmeßgeräte bekannt, die mit Halbleiter-Gasspürelementen arbeiten. Diese Gasspürelemente
ändern unter Einwirkung bestimmter Gase oder Dämpfe ihre elektrische Leitfähigkeit Sie werden
zu diesem Zweck aufgeheizt gemessen wird die Leitfähigkeitsänderung bei Anwesenheit der entsprechenden
Gaskomponente. Die Empfindlichkeit dieser Gasspürelemente ist im allgemeinen sehr groß; die
Anzeige in Abhängigkeit von der Gaskonzentration ist
eine nichtlineare Funktion, bei größer werdenden
Konzentrationen wird die Widerstandsänderung mit der Konzentration kleiner, se daß auch die Anzeigeänderung
geringer und eine Aussage über die Konzentration ungenau wird. Insbesondere bei brennbaren Gasen
und Dämpfen in Luft kann der interessierende nachzuweisende Konzentrationsbereich in der Größenordnung
von Volumenprozenten liegen, v/enn man den Bereich der »Unteren Explosions- bzw. Zündgrenze
(UZG)« erfassen will.
Es wurde bereits ein Gasspürgerät mit einem Halbleiter-Gasspürelement vorgeschlagen (DT-Patentanmeidung
P 26 22 85 i 3), bei dem eine weitgehende Linearisierung der Abhängigkeit des Ausgangssignals
des Spürelementes von der Gaskonzentration dadurch erreicht wird, daß in der Schaltung parallel zum
Gasspüreleinent eine Diode in Durchlaßrichtung bezogen
auf die anliegende Spannung geschaltet ist Nachteilig bei dieser Schaltung ist daß der Arbeitsbereich
für diese Diode nicht unabhängig von der Brückenversorgungsspannung eingestellt werden kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung anzugeben, mit der eine Linearisierung
des Ausgangssignals des Gasspürelementes unabhängig von der Brückenspannung erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß in der Eingangsschaltung des Verstärkers, der das
•5 Signal auswertet ein nichtlinearer spannungsabhängiger
Widerstand geschaltet ist, und der Arbeitspunkt des nichtlinearen Widerstandes unter Verwendung von
Trennverstärkern eingestellt werden kann, und daß der dem Gasspürelement parallelgeschaltete Widerstand
ein ohmscher Widerstand ist.
Als spannungsabhängiger Widerstand wird eine Diode, insbesondere eine Siliziumdiode eingesetzt In
gleicher Weise kann die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors verwendet werden.
Zur Einstellung eines günstigen Arbeitspunktes der Diode wird ferner vorgeschlagen die Eingangswiderstände
der Verstärkerschaltung veränderlich auszubilden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine hinreichende Linearisierung des Ausgangssignals eines Halbleiter-Gasspürelementes in einem weiten Konzentrationsbereich bis zur »Unteren Zündgrenze (UZG)« unabhängig vom Meßkopf im Meßgerät einstellbar ist und so der Empfindlichkeitsbereich des Gasspürelementes voll ausgenutzt werden kann.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine hinreichende Linearisierung des Ausgangssignals eines Halbleiter-Gasspürelementes in einem weiten Konzentrationsbereich bis zur »Unteren Zündgrenze (UZG)« unabhängig vom Meßkopf im Meßgerät einstellbar ist und so der Empfindlichkeitsbereich des Gasspürelementes voll ausgenutzt werden kann.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Schaltung näher
beschrieben.
In einer Brückenschaltung 1 ist ein Gasspürelement 2 mit seinem gasempfindlichen Widerstandsteil zusammen
mit festen Brückenwiderständen 3, 4 und 6, 8 angeordnet Die Brückenversorgungsspannung wird an
den Punkten a und b zugeführt. Der Brückenabgleich erfolgt mit einem Stellwiderstand 7. Parallel zum
Gasspürelement 2 liegt ein Widerstand 5, der den Ansprechbereich des Gasspüreiementes 2 festlegt und
einem geforderten Wert angepaßt wird. Die resultierende Brückenspannung c, d wird Verstärkern 9 und 10
zugeführt. Diese Verstärker dienen im wesentlichen als Impedanzwandler vom relativ hochohmigen Brückenausgang
c, d zur folgenden Verstärkerschaltung. An einem niederohmischen Stellwiderstand U wird die
resultierende Spannung e, f über Widerstände 12, 13 einem Trennverstärker 14 mit Gegenkopplungswiderständen
15, 16 zugeführt Außerdem wird dem nichtinvertierenden Eingang 9 des Verstärkers 14 über
den Widerstand 16 eine Spannung von einem Spannungsteiler 18, 19 über einen Verstärker 17 rückwirkungsfrei
zugeführt Diese am Widerstand 19 einstellbare Spannung ergibt für Diode 21 eine Vorspannung, die
weitgehend den Arbeitspunkt derselben bestimmt.
Mit einstellbaren Widerständen 23 und 25 kann darüber hinaus der Arbeitsbereich der Diode 21 und
damit des Verstärkers 20 festgelegt werden. Mit einer Diode 22 und Widerständen 24 und 26, die zu einem
genauen Abgleich einstellbar ausgebildet sein können, ist es möglich, den Temperaturgang der Verstärker-
schaltung abzugleichen. An den Punkten h und η werden
positive Spannungen, die aus der Betriebsspannung gewonnen werden, zugeführt Die Ausgangsspannung
m, ρ wird bei 27 der übrigen Schaltung des Gerätes
zugeführt
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Schaltungsanordnung zur Linearisierung einer mit der Meßgröße nichtlinear verlaufenden Signalspannung
eines in einer Briickenschaltung angeordneten Halbleiter-Gasspürelementes mit parallelgeschaltetem
Widerstand und einer Verstärkerschaltung mit Operationsverstärkern, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Eingangsschaltung des Verstärkers 20, der das Signal auswertet,
ein nichtlinear spannungsabhängiger Widerstand 21 geschaltet ist, und der Arbeitspunkt des nichtlinearen
Widerstandes 21 unter Verwendung von Trennverstärkern 14, 17 eingestellt werden kann,
und daß der dem Gasspürelement 2 parallel geschaltete Widerstand 5 ein ohmscher Widerstand
ist
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsabhängige
Widerstand 21 eine Diode ist
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsabhängige
Widerstand 21 eine Siliziumdiode ist
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsabhängige
Widerstand 21 ein Transistor ist
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände 23
und 25 des Operationsverstärkers 20 als einstellbare Widerstände ausgebildet sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß am nicht invertierenden
Eingang des Operationsverstärkers 20 ein spannungsabhängiger Widerstand 22 der gleichen
Art wie der spannungsabhängige Widerstand 21 geschaltet ist.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19762629576 DE2629576C3 (de) | 1976-07-01 | 1976-07-01 | Schaltungsanordnung für Halbleiter-Gasspürelemente |
| NL7707160A NL7707160A (nl) | 1976-07-01 | 1977-06-28 | Schakeling voor halfgeleider-gasverkenningsele- menten. |
| FR7720093A FR2356934A1 (fr) | 1976-07-01 | 1977-06-30 | Schema de couplage pour elements semi-conducteurs detecteurs de gaz |
| GB2773277A GB1581939A (en) | 1976-07-01 | 1977-07-01 | Linearsed bridges including a semiconductor gas-detecting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19762629576 DE2629576C3 (de) | 1976-07-01 | 1976-07-01 | Schaltungsanordnung für Halbleiter-Gasspürelemente |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2629576A1 DE2629576A1 (de) | 1978-01-05 |
| DE2629576B2 true DE2629576B2 (de) | 1978-06-15 |
| DE2629576C3 DE2629576C3 (de) | 1979-02-15 |
Family
ID=5981952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19762629576 Expired DE2629576C3 (de) | 1976-07-01 | 1976-07-01 | Schaltungsanordnung für Halbleiter-Gasspürelemente |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2629576C3 (de) |
| FR (1) | FR2356934A1 (de) |
| GB (1) | GB1581939A (de) |
| NL (1) | NL7707160A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3536020A1 (de) * | 1985-10-09 | 1987-04-09 | Erwin Halstrup | Schaltung zur veraenderung oder linearisierung einer uebertragungskennlinie sowie danach durchgefuehrtes verfahren |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4351181A (en) * | 1980-10-17 | 1982-09-28 | Currans James H | Linear, gas to voltage transducer circuit |
| DE3634786A1 (de) * | 1986-10-11 | 1988-04-14 | Hoelter Heinz | Schadstoffsensor mit situationsangepasstem steuer- und schaltverfahren |
-
1976
- 1976-07-01 DE DE19762629576 patent/DE2629576C3/de not_active Expired
-
1977
- 1977-06-28 NL NL7707160A patent/NL7707160A/xx not_active Application Discontinuation
- 1977-06-30 FR FR7720093A patent/FR2356934A1/fr active Granted
- 1977-07-01 GB GB2773277A patent/GB1581939A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3536020A1 (de) * | 1985-10-09 | 1987-04-09 | Erwin Halstrup | Schaltung zur veraenderung oder linearisierung einer uebertragungskennlinie sowie danach durchgefuehrtes verfahren |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2356934B1 (de) | 1980-03-07 |
| NL7707160A (nl) | 1978-01-03 |
| DE2629576C3 (de) | 1979-02-15 |
| GB1581939A (en) | 1980-12-31 |
| FR2356934A1 (fr) | 1978-01-27 |
| DE2629576A1 (de) | 1978-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1791050C3 (de) | Meßumformer | |
| DE2612915A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum einund/oder ausschalten einer mit einem sensor arbeitenden regelung | |
| DE3877518T2 (de) | Detektor fuer brennbare gase mit temperaturstabilisierung. | |
| EP0576932B1 (de) | Regel- und Auswerteschaltung für einen Wärmetönungssensor | |
| EP0418329B1 (de) | Schaltung zum messen des innenwiderstandes einer lambdasonde | |
| DE3640242A1 (de) | Schaltungsanordnung fuer einen sensor | |
| DE2629576C3 (de) | Schaltungsanordnung für Halbleiter-Gasspürelemente | |
| DE2052521C2 (de) | Zweidraht-Meßanordnung | |
| DE2622851C3 (de) | Gasspürgerät | |
| DE2753843C3 (de) | Schaltungsanordnung zum Nachweis von Gasen | |
| DE2229464C3 (de) | Schaltungsanordnung zum Feststellen der Wärmeleitfähigkeit eines fließfähigen Mediums | |
| DE3011499C2 (de) | Spannungsprüfvorrichtung | |
| DE1256320B (de) | UEberspannungs-Anzeigeschaltung | |
| DE3939386C2 (de) | Gerät zur Erfassung der Konzentration explosibler oder gesundheitsgefährdender Gase oder zum Nachweis der Konzentration von Sauerstoff in brennbaren Gasgemischen | |
| DE2445550A1 (de) | Brenngasfuehler | |
| DE1238567B (de) | Leitfaehigkeitsmessschaltung | |
| DE2207790C2 (de) | Verfahren zur Kompensation der Temperaturabhangigkeit der Meßgroße bei der Messung der elektrischen Leit fahigkeit von Flüssigkeiten und Ein richtung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE2541994C2 (de) | Einstrahlphotometer | |
| DE2340191C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Linearisierung von Widerstandsmessungen | |
| DE2711774A1 (de) | Messgeraet zum automatischen messen des widerstandes und der erwaermung von widerstandsbehafteten elektrischen bauelementen | |
| DE2109735A1 (de) | Vorrichtung zum Messen der Lichtabsorption | |
| DE2011283C (de) | Spannungsregeleinrichtung | |
| DE2937780A1 (de) | Elektronische sicherung fuer endverstaerker mit mos-fet-endtransistoren | |
| DE2158269A1 (de) | Schaltung zur linearen Umformung von Widerstandswerten in Stromwerte | |
| DE2318520C2 (de) | Schaltungsanordnung mit einem Widerstand smeBwertgeber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |