DE2748053A1

DE2748053A1 - Elektronischer gleichstromverstaerker

Info

Publication number: DE2748053A1
Application number: DE19772748053
Authority: DE
Inventors: Robin Terence Albert Stevens
Original assignee: CIL ELECTRONICS Ltd
Current assignee: CIL ELECTRONICS Ltd
Priority date: 1976-10-27
Filing date: 1977-10-26
Publication date: 1978-05-11
Also published as: FR2369570A1; US4142405A; JPS5383649A; FR2369570B1; GB1569150A

Description

Anwaltsakte:P 25? 3 CIL ELECTRONICS LIMITED Kennwort: "Verstärker" Worthing, England Elektronischer Gleichstromverstärker

Die Erfindung betrifft elektronische Gleichstromverstärker zum Erzeugen einer genauen Ausgangsspannung in Abhängigkeit vom Abgleichfehler (Ungleichgewicht) einer Meßbrücke. Hierbei sollen die störenden Einflüsse thermischer Instabilität ausgeschaltet werden, äußere Einflüsse wie die Länge der Leitung oder Geräusche, welche bei solchen Meßinstrumenten auftreten können, die Meßbrückennetze verwenden. Dies kommt beispielsweise bei der Temperaturmessung oder bei der Dehnungsmessung in Betracht.

Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, einen Gleichstromverstärker zu schaffen, der dazu in der Lage ist, eine zuverlässige Ausgangscharakteristik zu erzeugen, die ihrerseits unabhängig von der Umgebungstemperatur oder von Langzeitdriften (Langzeit-Meßabweichung) ist. Gleichzeitig soll eine solche Vorrichtung, wie im einzelnen noch erläutert werden wird, für eine automatische Leitungslängenkompensation und Gleichtakt-Unterdrückung mit selbsttätiger Nulleinstellung sorgen.

Die Erfindung ist unter anderem gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Der Ausgang eines ersten DifferentialVerstärkers ist an ein ^rückenzufuhrterminal angeschlossen, der Ausgang eines zweiten Differentialverstärkers ist an ein zweites Brückenzufuhrterminal angeschlossen;

b) Die jeweiligen 'l'erminale der Brückenzufuhr spannung sind an die positiven Eingänge der genannten ersten und der genannten zweiten Differentialverstärker angeschlossen;

c) Der negative Eingang des ersten Differentialverstärkers ist an ein Kompensationsterminal angeschlossen als Rückleitung, die zwischen dem Verbindungspunkt einer Brücke zu dem verbindenden Leiter von dem einen genannten Brückenzufuhrterminal vorgesehen ist;

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d) Der negative Eingang des zweiten Differentialverstärkers ist

an ein negatives Brückenansprech-Eingangsterminal angeschlossen, und ein positiver Brückenanspreehterminal ist vorgesehen zum ■^nschluß an den Ausgang der genannten Brücke diagonal gegenüber liegend an jenen Terminal, der an den genannten negativen Ansprech-Eingangsterminal angeschlossen ist;

e) Der genannte positive Brückenansprechterminal ist an den positiven Eingang eines dritten Differentialverstärkers angeschlossen, dessen Ausgang an ein Eingangsterminal der genannten Anordnung angeschlossen ist und dessen negativer Eingang an ein Terminal angeschlossen ist, der dazu vorgesehen ist, eine Verbindung zu einer Anzapfstelle einer üpannungsteilereinrichtung herzustellen, wenn die letztere zwischen dem genannten Ausgangsterminal und dem genannten zweiten Brücken-Zufuhrspannungs-Tenninal geschaltet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die genannten Brücken-Zufuhr-Terminale, das genannte Kompensations-'i'erminal und die genannten Brückenansprechterminale in einer Widerstands-Brückenschaltung zusammengeschaltet sind, die wenigstens ein üensorelement aufweist.

Eine erfindungsgemäße Anordnung kann in Zusammenhang mit Widerstands-Brückenschaltungen verwendet werden, die in wenistens einem ihrer Zweige eine Ladezelle aufweisen, Drucktransducer, Drehmomenttransducer oder andere Formen von Spannungsmeßgeräten oder Sensoren für die Messung von Stößen oder Vibrationen. Es ist nicht erforderlich, die Brücken-Stromquelle zu isolieren oder Wechselstromkupplungen oder optisch-elektrische Vorrichtungen zu verwenden, um die Zuverlässigkeit sicherzustellen und Fehler auszuschalten. Der Ausgang kann an jede beliebige Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise einen Digital-Voltmeter, angeschlossen werden, ferner können Testeinrichtungen vorgesehen werden, um Gleichstrom- oder Wechselstromumform- und -arbeitsanalysensignale einzuspeisen. Die Anordnung kann eine breite Bandansprechbarkeit aufweisen, beispielsweise bis zu einem HHz und 100 db Leerlauf ver&irkung.

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Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar.

Sie zeigt ein Blockschaltbild einer Verstärkeranordnung 1 rait einer der Dehnungsmessung dienenden Widerstands-Brückenschaltung Die Brücke weist wenigstens ein Sensorelement auf; es sind jedoch zwei oder vier Elemente derart zusammengeschaltet, daß sie phasenverschiebend wirken zur Steigerung der Sensitivität. Die Klemme 2a der Brücke ist an eine positive Brückenanschlußklemme 1a der Anordnung 1 angeschlossen. Die Klemme 2b der Brücke ist an eine negative Brückenzufuhrklemme 1b angeschlossen. Um ein Arbeitspotential zwischen den Brückenklemmen 2a und 2b herbeizuführen, sind die Klemmen 1a und 1b an die Ausgänge der jeweiligen Differentialverstärker IC1 und IC2 angeschlossen. Jedem dieser Verstärker wird sein positiver (oder nicht den Strom wendender) Eingang über eine zugehörige Klemme S1 und S2 von einer nicht dargestellten Zufuhrquelle zugeführt.

lim für eine automatische Kompensation jeglicher Impedanz zu sorgen, die durch die Länge des etwa erforderlichen, zwischen der Anordnung und der Brücke vorhandenen Kabels verursacht worden sein könnte, wird eine Rückleitung vorgesehen, und zwar durch einen Leiter zwischen der Brückenklemme 2a zu einer Kompensations-Eingangsklemme 3a» die an den negativen oder stromwechselnden Eingang des Verstärkers IC1 angeschlossen ist.

Um Gleichtaktfehler zu vermeiden und eine automatische Nullkorrektur vorzunehmen, wird eine Verbindung vorgesehen zwischen einem Ausgangsterminal 2c der Brücke und einem zugehörenden negativen Brücken-^ingangsterminal 1c der Anordnung, die den negativen Eingang des Verstärkers IC2 treibt. Hierdurch wird das Potential am Terminal 2b geregelt, so daß die Spannung bei 2c auf den Wert null gehalten wird. Es handelt sich hierbei somit um eine automatische Nulleinstellung.

Die Ausgangsverbindung 2d^v88r Brücke ist an einen positiven Brückenansprechterminal 1d angeschlossen, der den positiven Eingang eines dritten Differentialverstärkers IC3 treibt.

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Dessen Ausgang ist wiederum an ein Ausgangsterminal 4 der Anordnung angeschlossen, an welche ein üichtanzeigegerät, eine Analysenvorrichtung, ein Computer oder irgendeine andere Prüf- oder Kontrolleinrichtung angeschlossen sein kann. Ferner ist an Terminal 4 eine rfpannungsteilereinrichtung angeschlossen, die aus der Reihenschaltung zweier Widerstände R1 und H2 gebildet wird, deren anderer Terminal mit dem Terminal S2 verbunden ist. Die Verbindungsstelle der Widerstände R1 und R2 ist an den invertierenden Eingang des Verstärkers IC3 angeschlossen, so daß der Verstärkungsgrad des Verstärkers IC3 im voraus bestimmt werden kann, da das Verhältnis R1/R2 den Verstärkungsgrad bestimmt.

Es versteht sich, daß den einzelnen Stufen zusätzliche Verstärker oder Pufferstufen zugeschaltet werden können. Ferner lassen sich Vorrichtungen verwenden wie optisch-elektronische Isolatoren im Ausgang, je nachdem, ob im Einzelfall die Anwendung derartiger Vorrichtungen vorteilhaft ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1./ Elektronische Gleichstrom-Verstärkeranordnung, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Der Ausgang eines ersten DifferentialVerstärkers ist an ein Brückenzufuhrterminal angeschlossen, der Ausgang eines zweiten Differentialverstärkers ist an ein zweites Brückenzuf uhrterminal angeschlossen;

b) Die jeweiligen Terminale der Brückenzufuhrspannung sind an die positiven Eingänge der genannten ersten und der genannten zweiten Differentialverstärker angeschlossen;

c) Der negative Eingang des ersten Differentialverstärkers ist an ein Kompensationsterminal angeschlossen als Rückleitung die zwischen dem Verbindungspunkt einer Brücke zu dem verbindenden Leiter von dem einen genannten Brückenzuf uhrterminal vorgesehen ist;

d) Der negative Eingang des zweiten Differentialverstärkers ist an ein negatives Brückenansprech-Eingangsterminal angeschlossen, und ein positiver Brückenansprechterminal ist vorgesehen zum Anschluß an den Ausgang der genannten Brücke diagonal gegenüberliegend an jenen terminal, der an den genannten negativen Ansprech-Eingangsterminal angeschlossen ist;

e) Der genannte positive Brückenansprechterminal ist an den positiven Eingang eines dritten Differentialverstärkers angeschlossen, dessen Ausgang an ein Eingangsterminal der genannten Anordnung angeschlossen ist und dessen negativer Eingang an ein Terminal angeschlossen ist, der dazu vorgesehen ist, eine Verbindung zu einer Anzapf^stelle einer Spannungsteilereinrichtung herzustellen, wenn die letztere zwischen dem genannten Auseangsterminal und dem genannten zweiten Brücken-Zufuhrspannungs-Terminal geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Brücken-Zufuhr-Terminale, das genannte Kompensations-Terminal und die genannten Brückenansprechterminale in einer

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ORIGINAL INSPECTED

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Widerstands-Brückenschaltung zusammengeschaltet sind, die wenigstens ein oensorelement aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement ein Dehnungsmeßelement ist.

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