DE2636000C3 - Schaltungsanordnung zur elektrischen Messung einer physikalischen Größe, insbesondere der Temperatur - Google Patents

Description

; Gleichstromquelle durchflossen wird, gekenn- ein zweiter Kondensator parallel zu einem mit dem

[, zeichnet durch einen ersten Kondensator (C₁), ersten in Serie liegenden zweiten Widerstand geschal-

$ einen zweiten Kondensator (C₀) sowie durch tet wird und sodann in einer zweiten Schaltstellung

; Schalter (S₁₁, S₁₂, S₀₁, S₀₂), die die beiden Kondensatoren mit den Eingangsklemmen

■·'; a) in einer ersten Schaltstellung (S₁₁₀, S₁₂₀, S₀₁₀, 15 eines Meßinstruments verbunden werden. Diese

[| S₀₂₀) den ersten Kondensator (C₁) mit den Schaltungsanordnung dient jedoch dazu, unter Be-

(f Klemmen des ersten Widerstands (/?_r) und rücksichtigung der bekannten Werte der beiden Will den zweiten Kondensator (C₂) mit den derstände und des einen Kondensators den unbe-

\^;< Klemmen des zweiten Widerstands (A₀) ver- kannten Kapazitätswert des zweiten Kondensators zu

:!':■ binden, und 20 ermitteln. Dazu werden in der zweiten Schaltstellung

i,s b) in einer zweiten Schaltstellung (S₁₁₁, S₁₂₁, die beiden Kondensatoren in Parallelschaltung mit

|| S_0n, S₀₂₁) die beiden Kondensatoren (C₁, C₀) den Klemmen eines niederohmigen ballistischen GaI-

i| in gegensinniger Reihenschaltung mit den vanometers verbunden. Es findet eine Ladungsmes-

:^f; Eingangsklemmen (1, 2) eines Meßverstär- sung und nicht eine Spannungsmessung, noch weniger

' kers (F) verbinden. 25 die Messung einer Spannungsdifferenz wie beim Ge-

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- genstand der Erfindung statt. Auf Grund der Verdurch gekennzeichnet, daß durch weitere Schalter schiedenheit sowohl der Aufgabe als auch der zur Lö-(S₃, S₄) eine dritte Schaltstellung (S₁₁₀, S₁₂₀, S₀₁₁, sung dienenden Schaltungsanordnung im einzelnen S₀₂₁, S₃₁, S₄₁) ermöglicht wird, in der - zur Gewin- konnte die zitierte Literaturstelle deshalb keine Anrenung eines dem Strom / proportionalen Korrek- 30 gung geben, durch die der Fachmann zum Gegenstand turwertes—allein der zweite Kondensator (C₀) mit der Erfindung hätte gelangen können,
den Eingangsklemmen (1, 2) des Meßverstärkers Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel, wel-

( V) verbunden ist. ches in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß

dem Patentanspruch 2 die Erzielung der gewünschten 35 Meßgenauigkeit auch dann gestattet, wenn die be-

nutzte Stromquelle an sich nicht entsprechend konstant ist. Hierbei wird der tatsächlich fließende Strom / in einfacher Weise aus dem schon erwähnten Spannungsabfall an dem zweiten Widerstand ermittelt

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsan- 40 und als Korrekturwert benutzt.

Ordnung zur Messung einer physikalischen Größe, In der Zeichnung ist G eine Stromquelle, in deren

insbesondere der Temperatur, mittels eines durch die Stromkreis über einen Vorwiderstand R, einen Therphysikalische Größe in sienem Widerstandswert be- mowiderstand R_T und einen Widerstand A₀ von einflußten ersten elektrischen Widerstands, der in gleichbleibendem bekanntem Wert ein Strom / fließt. Reihenschaltung mit einem zweiten Widerstand von 45 Die Spannungsabfälle an den Widerständen R_T und gleichbleibendem bekanntem Wert von dem Strom / R₀ werden nach dem Prinzip des »fliegenden Kondeneiner Gleichstromquelle durchflossen wird. sators« abgegriffen und potentialfrei an die Meßstelle,

Eine zur Widerstandsmessung dienende Schal- hier einen Meßverstärker V, weitergegeben. Hierzu tungsanordnung mit den genannten Merkmalen ist sind ein erster Kondensator C₁, ein zweiter Kondenbeispielsweise bekannt aus dem Buch »Elektronik 50 sator C₀ sowie Schalter S₁₁, S,₂ und S₀₁, S₀₂ vorgese-Lexikon« Stuttgart 1974, Seite 604, Abb. 4. Der Wert hen. In den Meßpfad sind beim Ausführungsbeispiel des unbekannten ersten Widerstands wird dort in der ferner zwei Schalter S₃ und S₄ eingefügt, deren Zweck Weise ermittelt, daß mit einem Spannungsmesser weiter unten erläutert wird.

nacheinander die am ersten Widerstand R_x und am In einer ersten Schaltstellung, in der alle genannten

zweiten Widerstand R_n auftretenden Spannungsab- 55 Schalter die mit »0« bezeichnete Stellung einnehmen, fälle a_x bzw. a_N gemessen und entsprechend der Be- wird der erste Kondensator C₁ mit den Klemmen des ziehung R_x = R_n- a_xla_N ausgewertet werden. Thermowiderstandes (ersten Widerstands) R_T und der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die be- zweite Kondensator C₀ mit den Klemmen des zweiten kannte Schaltungsanordnung zur Messung des unbe- Widerstandes R₀ verbunden, so daß die Kondensatokannten, durch die physikalische Größe beeinflußten 60 ren entsprechend den Spannungsabfällen an diesen Widerstandes hinsichtlich der Spannungsmessung zu Widerständen aufgeladen werden. In einer zweiten verbessern. Schaltstellung werden sodann die Schalter S₁₁, S₁₂, S₀₁

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsge- und S₀₂ in die mit »1« bezeichnete zweite Stellung mäße Schaltungsanordnung die im Patentanspruch 1 gebracht, während die Schalter S₃ und S₄ unverändert gekennzeichneten Merkmale auf. 65 in der mit »0« bezeichneten Stellung bleiben. Dadurch

Damit wird der Vorteil erreicht, daß der eigentliche sind jetzt die in der Zeichnung unteren Anschlüsse Meßvorgang nur eine einzige Spannungsmessung er- der Kondensatoren C₁ und C₀ miteinander verbunfordert, die dann, wenn - wie bei der obengenannten den, der obere Anschluß des Kondensators C₁ ist mit

dem Eingang 1 und der obere Anschluß des Kondensators C₀ ist mit dem Eingang 2 des Meßverstärkers V verbunden. Die Kondensatoren sind also in einer hinsichtlich der Polarität gegensinnigen Reihenschaltung an den Meßverstärker angeschlossen, so daß an diesem die Differenz der Kondensatorspannungen wirksam wird.

Diese Schaltungsanordnung gestattet es, durch passende Wahl des Widerstandes R₀ jede gewünschte Temperatur als Nullpunkt der zu messenden Spannung zu wählen. Damit wird eine optimale Anpassung des Meß Verstärkers an die jeweilige Temperaturmeßaufgabe möglich.

In einer dritten Schaltstellung, in der die Schalter

S₁₁ und S₁₂ die mit »0« bezeichnete Stellung und die vier Schalter S₀₁, S₀₂, S₃ vind S₄ die Stellung »1« einnehmen, wird der Strom / gemessen, indem der in der ersten Schaltstellung entsprechend dem Spannungsabfall am bekannten Widerstand R₀ aufgeladene Kondensator C₀ über die vier Schalter vorzeichenrichtig mit den Eingangsklemmen 1 und 2 des Meßverstärkers V verbunden wird. Es versteht sich von selbst, daß dann, wenn der Strom / eine den Umständen nach ausreichende Konstanz aufweist, auf seine Messung verzichtet werden kann, wobei dann die Schalter S₃ und S₄ entfallen, d. h. feste Schaltverbindungen entsprechend deren Stellung »0« vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. I ^{1 2}

   i| bekannten Schaltungsanordnung — der Meßstrom beil-- Patentansprüche: zogen auf die angestrebte Meßgenauigkeit ausrei-

   |i chend konstant ist, unmittelbar ein Maß für die zu

   I 1. Schaltungsanordnung zur Messung einer messende physikalische Größe liefert.

   I physikalischen Größe, insbesondere der Tempe- 5 Aus dem Buch von Pflier: »Elektrische Meßgeiß ratur, mittels eines durch die physikalische Größe rate und Meßverfahren«, Berlin/Göttingen/Heidel-

   i in seinem Widerstandswert beeinflußten ersten berg 1957, Seite 76 mit Abb. 83 a und zugehörigem

   \j. elektrischen Widerstands; der in Reihenschaltung Text, ist zwar bereits eine Schaltungsanordnung be-

   [ ■ mit einem zweiten Widerstand von gleichbleiben- kannt, bei der in einer ersten Schaltstellung ein erster

   i, dem bekannten Wert vonn dem Strom/ einer io Kondensator parallel zu einem ersten Widerstand und