DE2648581A1

DE2648581A1 - Mit aufladbarer batterie gespeiste elektrische schaltung

Info

Publication number: DE2648581A1
Application number: DE19762648581
Authority: DE
Inventors: Trevor Francis Hennion
Original assignee: George Kent Ltd
Current assignee: Elster Metering Holdings Ltd
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-10-27
Publication date: 1977-05-12
Also published as: NL7611850A; FR2330181B3; JPS5257944A; JPS607459B2; FR2330181A1; GB1517379A; US4080557A

Description

Mit auf ladbarer Batterie gespeiste
elektrische Schaltung

Die Erfindung betrifft mit aufladbaren Baiferien gespeiste
und mit Eingangs- und Ausgangsanschlüssen versehene
elektrische Schaltungen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Schaltungsanordnung der vorgenannten Art, bei der es möglich ist, die Batterien über einen Ausgangsanschluß der Schaltung aufzuladen.

Die erfindungsgemäße elektrische SctöLtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie an einen Gleichrichter angeschlossen ist, -welcher beim Laden der Batterie zur Gleichrichtung einer Wechselspannung aus einer mit dem Ausgangsanschluß verbundenen Wechselspannungsquelle dient, und daß zwischen dem Gleichrichter und dem Ausgangsanschluß ein .
Kondensator liegt, welcher am Ausgangsanschluß für das von

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der elektrischen Schaltung erzeugte Ausgangssignal eine hohe und für die Ladewechselspannung eine kleine Impedanz "bildet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindung-sgemäßen Schaltungsanordnung und

]?ig. 2 eine schematische, teilweise aufgebrochene

Seitenansicht einer Meßsonde mit erfindungsgemäßer Schaltungsanordnung.

Die Eingangsanschlüsse 2 und 4 der Schaltung gemäß Figur stehen über Vi id erstände 6 und 8 mit einem Operationsverstärker 10 in Verbindung, welcher durch einen Rückkopplungswiderstand 12 überbrückt ist. Der Verstärker 10 wird aus gleichsinnig in Reihe geschalteten aufladbaren Batterien und 16 gespeist, deren ^asamt-EMK zwischen den Anschlußklemmen 18 und 20 des Verstärkers 10 anliegen₀ Die Sammel-

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leitung 22 liegt zwischen dem Eingangsanschluß 4 und dem Verbindungspunkt zwischen den Batterien 14 und 16.

Zwischen der Ausgangsklemme 25 des Verstärkers 10 und der Sammelleitung 22 liegt ein Potentiometer 24» dessen Abgriff über Widerstände 26 und 28 mit dem Ausgangsanschluß 30 verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen 26 und 28 ist über einen Kondensator 32 mit der Sammelleitung 22verbunden. Der Widerstand 26 und der Kondensator 32 bilden einen Ausgangsfilter. Der zweite Ausgangsanschluß 34 der Schaltung ist mit der Sammelleitung 22 verbunden. Zwischen dem Ausgangsanschluß 30 und den Gleichrichter-Dioden 38 und 40 liegt ein Kondensator 36. Die Schaltung ist so vorgenommen, daß die Anode der Diode und die Kathode der Diode 40 miteinander und mit dem Kondensator 36 verbunden sind. Die Kathode der Diode 38 führt zur positiven Klemme der Batterie 14 und die Anode der Diode 40 zur negativen Klemme der Batterie 16.

Bei Hormalbetrieb der Schaltung ergibt sich an den Ausgangsanschlüssen 30 und 34 eine Ausgangsspannung, die von der äußeren Anlegung eines Eingangssignals an die Eingangsanschlüsse 2 und 4 abhängt. Diese Ausgangsspannung ist normalerweise eine stetige Gleichspannung, welche wegen des Kondensators 36 die Gleichrichter-Dioden 38 und 40 nicht erreichen kann. Wenn es erwünscht ist, die Batterien aufzuladen, kann man an die Ausgangsanschlüsse 30 und 34 eine 50 Hz-Ladespannung

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anlegen. Diese Ladespannung ist zweckmäßigerweise eine Sinus-Wechselspannung aus dem üblichen 50 Hz- Versorgungsnetz. Der Ladestrom fließt dann durch den Kondensator 36 und von halber Periode zu halber Periode wechselnd durch die Dioden 38 und 40, um die Batterien 14 und 16 aufzuladen. Der Widerstand 28 und der Kondensator 32 bilden zusammen einen üiefpaß, wobei die Größen dieser Schaltelemente so gewählt sind, daß nur ein minimaler Anteil der 50 Hz-Ladespannung an der Ausgangsklemme 25 des Verstärkers 10 erscheinen kann.

Verständlicherweise kann die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung auch in bestimmten Fällen zum Einsatz kommen, wenn die Ausgangsspannung der Schaltung nicht konstant ist, sondern ein wechselndes Potential hat. In einigen Fällen wird es möglich sein, die Größe des Kondensators und die Frequenz der Ladespannung so auszuwählen, daß die Impedanz des Kondensators 36 für die Ausgangsspannung so groß ist, daß die Dioden 38 und 40 bei Formalbetrieb der Schaltung im wesentlichen gegenüber dem Ausgangsanschluß isoliert sind, während beim Anlegen einer hochfrequenten Ladespannung der Kondensator 36 in ausreichendem Maße Strom zu den Dioden 38 und 40 überträgt, daß die Batterien geladen werden.

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Gleichgültig ob das Ausgangssignal eine stetige Gleichspannung oder eine niederfrequente Wechselspannung ist, bildet der Kondensator 36 gegenüber dem Ausgangssignal eine hohe Impedanz, während der Kondensator gegenüber einer Wechselspannung eine niedrige Impedanz darstellt. Die Ladewechselspannung kann eine beliebige Frequenz haben, so daß die Erwähnung einer 50 Hz-Spannung aus dem Versorgungsnetz nur als Beispiel zu werten ist.

Ein typisches Beispiel für die Verwendung einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung sind Bonden oder andere Heßgeräte, die mit einer eingebauten Schaltung versehen sind, die auch eine eingebaute Batterie benötigen, die aber über eine flexible Leitung mit einem äußeren Meßgerät zu verbinden sind.

In diesem Zusammenhange zeigt die S'igur 2 eine Meßsonde 60 zur Erfassung von gelöstem Sauerstoff. Djese Sonde 60 enthält einen elektrochemischen Sensor 62, der sich am einen Ende eines im wesentlichen zylindrischen Sondengehäuses 64 befindet. In der Sonde 60 befindet sich eine gedruckte Schaltungsplatine 66, welche die Schaltung gemäß Figur 1 mit Ausnahme der Batterien 14 und 16 enthält. Die Eingangsanschlüsse 2 und 4 sind mit dem Sensor 62 verbunden. Die Batterien 14 und 16 ruhen auf einem Batterieträger 68 und werden von einer Batteriefeder 70 zusammengehaltene Die Ausgangsleitung 72 ist innerhalb

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der Sonde mit den Ausgangsanschlüssen 34 und 30 verbunden. Eine Stopfbuchse 74 sorgt für einen abdichtenden Yerschluß gegenüber dem Bondengehäuse 64. Bei liormalbetrieb der Sonde wird das vom Sensor 62 bei Erfassung von gelöstem Sauerstoff erzeugte Signal im Operationsverstärker 10 verstärkt und über die Leitung 62 an ein äußeres Meßinstrument herangeführt. Wenn die Batterien aufgeladen werden müssen, löst man das Kabel 72 von dem äußeren Meßgerät und schließt dort einen Lade-Adapter an, über den eine 50 Hz-Spannung angelegt wird. Auf diese Weise v/erden in vorgeschriebener Weise die Batterien geladen, wobei der Tiefpaß mit Kondensator 32 und Widerstand

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28 dafür sorgt, daß die 50 Hz-Spannung an den Eingangsan-Schlüssen 2 und 4 erscheint und den Sensor 62 beschädigen kann.

Eine Meßsonde mit einem elektrochemischen Sensor und einer elektrischen Schaltung wird ausführlicher beschrieben und beansprucht in der am gleichen Sage eingereichten Patentanmeldung P der gleichen Anmelderin. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird auf diese Parallel-Anmeldung verwiesen.

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Claims

Patentansprüche

1. j Mit aufladbarer Batterie gespeiste und mit Eingangsund Ausgangsanschlüssen versehene elektrische Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (14, 16) an einen Gleichrichter (38, 40) angeschlossen ist, -welcher "beim Laden der Batterie (14, 16) zur Gleichrichtung einer Wechselspannung aus einer mit dem Ausgangsanschluß (30, 34) verbundenen Wechselspannungsquelle dient, und daß zwischen dem Gleichrichter (38, 40) und dem Ausgangsanschluß (30) ein Kondensator (36) liegt, welcher am Ausgangsanschluß (30) für das von der elektrischen Schaltung erzeugte Ausgangssignal eine hohe und für die Ladewechselspannung eine kleine Impedanz bildet.

2. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgangsanschluß (30) ein Tiefpaß (28, 32) so angeschlossen ist, daß er das Ausgangssignal der elektrischen Schaltung durchläßt, aber einen Durchgang der Ladewechselspannung vom Ausgangsanschluß (30) zum Eingangsanschluß (2, 4) verhindert.

3. Elektrische Schaltung nach Anspruch 2 gekennzeichnet durch einen aus der aufladbaren Batterie (14, 16) ge-

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speisten Verstärker (10), dessen Eingang mit dem üingangsanschluß (2, 4) und dessen Ausgang mit dem !Tiefpaß (28, 32) verbunden ist.

4. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Inneren einer mit sensor (62) auf ladbaren Batterien (14» 16) und einem äußeren Anschluß (72) zu einem äußeren HeSgerät versehenen Keßsonde (60) angeordnet ist, wobei der L'ingangsanschlu?· (2, 4) sein Eingangssignal vom (62) Sensor emp£llngt und der Ausgangsanschluß der Sonde mit der Leitung (72) zum äußeren Heßgerät verbunden ist, so daß man die Latterien (14j 16) über die Leitung (72) aus einer V/echselspannungsquelle aufladen kann.

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