DE2806393A1

DE2806393A1 - Schaltung zur kompensation von temperatureinfluessen in elektrischen fuehlern nicht elektrischer groessen

Info

Publication number: DE2806393A1
Application number: DE19782806393
Authority: DE
Inventors: Janusz Dipl Ing Bryzek
Original assignee: PRZED AUTOMATYKI PRZEMYSLOWEJ
Current assignee: PRZED AUTOMATYKI PRZEMYSLOWEJ
Priority date: 1977-02-18
Filing date: 1978-02-15
Publication date: 1978-08-24
Also published as: US4196382A; RO75027A; PL196115A1; DD134896A5; CA1085929A

Description

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Przedsiebiorstwo Automatyki Przemyslowej 15. Februar 1978

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Warszawa / Polen

Schaltung zur Kompensation von Temperatureinflüssen in elektrischen Fühlern nicht elektrischer Größen

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Kompensation von Temperatureinflüssen in elektrischen Fühlern nicht elektrischer Größen.

Es sind verschiedene Schaltungen zur Tem peraturkompensation bei Umsetzern elektrischer Größen bekannt. (US-PS'en 3654545, 3278834, 3866799, 3646815).

Die aus der US-PS 3654545 bekannte Schaltung verwendet Zweipolschaltungen mit Widerständen und Thermistoren, die

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zur Kompensation einer Nullteniperatur-Drift in BrUckenschaltungen von Dehnungsmeßgebern vorgesehen sind. Außerdem wird ein Zweipol, bestehend aus Widerständen und Thermistoren in der Steuerschaltung für den Speisestrom der Meßbrücke zur Kompensation einer Temperaturdrift im eingesetzten Temperaturbereich verwendet. In der US-PS 3278834 ist eine ähnliche Schaltung beschrieben, die jedoch keine Stromquelle enthält. In der US-PS 3 646 815 werden zum Nullausgleich Widerstandselemente und zum Ausgleich bzw. zur Kompensation im Temperaturbereich ein Zweipol, bestehend aus Dioden und einem Thermistor, zur Steuerung der Speisestromquellen für die Dehnungsmeßgeber eingesetzt. Bei der Schaltung der US-PS 3 886 799 sind parallel zu den Dehnungsmeßgebern geschaltete einzelne Widerstände vorgesehen, die den Nullausgleich bewirken, während zur Kompensation im betreffenden Temperaturbereich eine Spannungsquelle vorgesehen ist, die mit der Brücke in Reihe liegt und einen in der Nähe der Dehnungsmeßgeber eindiffundierten Transistor aufweist. Zur Bestimmung des Wertes der Kompensationselemente sind bei den bekannten Schaltungen entweder der Einsatz von Digitaleinrichtungen zum Berechnen der Temperaturcharakteristik oder der Einsatz von komplizierten Testgeräten erforderlich, da die Werte dieser Elemente voneinander abhängig sind. Die Herstellung dieser Elemente auf Bestellung oder die Lagerung einer entsprechend großen Zahl von Ausführungsformen dieser Elemente ist jedoch unpraktisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und eine wirksame Kompensation von Temperatureinflüssen

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auf elektrische Fühler nicht elektrischer Größen ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemöß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Schaltung macht die Wahl spezieller Elemente überflüssig und ermöglicht den Einsatz verschiedener Fühler zur Kompensation von Temperatureinflüssen.

Die erfindungsgemäße Schaltung weist eine Brückenschaltung für jeden die Kompensation des Temperatureinflusses erfordernden Parameter auf, z.B. für den Nullbereich. In den Brückenzweigen sind temperaturempflindliche Elemente eingeschaltet, welche der gleichen Temperatur ausgesetzt sind, wie der zugeordnete Fühler. In die Diagonale der Brückenschaltung ist ein Regelpotentiometerelement eingeschaltet; die an diesem Regelpotentiometer erzeugte Spannung ist temperaturabhängig und wird im Gleichgewichtszs±and der Brücke gleich Null. Bei der diesem Gleichgewichtszustand entsprechenden Temperatur ist das Potential am Schiebeglied des Potentiometers konstant und von dessen Lage unabhängig. Für jede andere Temperatur, die an der Diagonale bzw. dem Brückenmeßzweig der Brückenschaltung anliegt, ist die Spannung ungleich Null, infolgedessen das Potential des Schiebeglied^ des Potentiometers von dessen Lage abhängig ist. Nach der Addition der Spannung an dem den unabgeglichenen Zustand anzeigenden Teil des Potentiometers zu dem Fühlersignal ist eine vollständige Beseitigung des Temperatureinflusses in dem resultierenden Signal für zwei

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Temperaturen möglich, nämlich für die Temperatur T. durch eine von der Lage des Potentiometerschleifers unabhängige Regelung des Gleichgewichtes, d.h. des abgeglichenen Zustands der Brückenschaltung und für eine Temperatur T« durch Änderung der Lage des Potentioraeterschleifers.

Unter Bezugnahme auf eine Zeichnung wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben.

Die erfindungsgemäße Schaltung enthält einen Fühler für eine nicht elektrische Größe und zwei Dehnungsmeßgeber 15, 30. Der Dehnungsmeßgeber oder Dehnungsgeber 15 erhöht unter dem Einfluß der Meßgröße seinen Widerstandswert, während der Dehnungsmeßgeber 30 seinen Widerstandswert verringert.

Die in der Figur gezeigte Schaltung liegt über nicht näher bezeichnete Klemmen an einer Spannungsquelle an. Ein Differenzausgangssignal der Schaltung wird an Klemmen 33, 34 abgegeben.

Bei der Schaltung ist die Kompensation des Temperatureinflusses am Anfangspunkt der Arbeitskennlinie für die Umsetzung (Signalumsetzung) und der Steilheit der Umsetzung erforderlich. Aus diesem Grund weist die Schaltung zwei Brückenschaltungen auf, welche die Kompensation bewirken. Die eine Brückenschaltung besteht aus Widerständen 26,19,21,22,25, einem Potentiometer 23 und aus Thermistoren 20,27. Das Element zur Regelung des Temperaturkoeffizienten wird durch ein Potentiometer 24 gebildet, welches in der Diagonale der Brückenschaltung angeordnet ist. Die Brücke wird durch eine

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Spannung gespeist, die über den Stromkreis des Dehnungsmeßgebers 15 an einem zum Dehnungsmeßgeber 15 in Reihe geschalteten Widerstand 14 erzeugt wird.

In den Stromkreis des Dehnungsmeßgebers 30 ist eine aus einem Widerstand 32 und einem Potentiometer 31 bestehende Schaltungseinheit zum Nullabgleich eingeschaltet. Die Hauptmeßbrücke weist weitere Widerstände 13 und 29 auf. Die Meßbrücke wird durch eine Stromquelle gespeist, die Transistoren 16 und 18 und einen Widerstand 17 enthält. Eine Kompensationsschaltung bzw. -brücke, die aus Widerständen 4, 10, 3, 7, 12, Thermistoren 5, 6 und einem Potentiometer 11 besteht, erzeugt eine Spannung, welche den Stromwert der Stromquelle steuert. Das Element zur Regelung des Temperaturkoeffizienten wird durch das in der Brücke liegende Potentiometer 8 gebildet. Die Brücke wird mit der von einer Zenerdiode 1 gespeist, die an einen Widerstand 2 angeschlossen und über diesen Widerstand gespeist wird. Eine Diode 9 ist vorgesehen, um Temperaturdrift im Emitter-Basis-Kreis des Transistors 16 auszugleichen. Das Ausgangssignal der Meßbrücke wird in einem Differenzverstärker verstärkt, wobei der Verstärkungsgrad des Differenzverstärkers durch ein Potentiometer 36 einstellbar ist.

Die Kompensation von Temperatureinflüssen erfolgt durch die Regelung der Temperatur T, am Anfangswert der Meßgröße, durch die Einstellung der Spannung ara Potentiometer 24 auf Null durch das Potentiometer 23, durch die Einstellung des Nullwertes der Ausgangsspannung zwischen den Klemmen 33 und 34 mittels des Potentiometers 31. In diesem

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Zustand wird die Ausgangsspannung unabhängig von dem Speisestrom gleich Null. Bei dem gleichen Temperaturwert wird die Spannung am Potentiometer 8 durch das Potentiometer 11 auf Null eingestellt. Durch die Änderung des Wertes der Meßgröße, beispielsweise auf den Wert des betreffenden Bereichs läßt sich die Empfindlichkeit der Schaltung mit Hilfe des Potentiometers 36 einstellen bzw. aichen. Nach einer Temperaturänderung wird am Anfangswert der Meßgröße wieder mittels des Potentiometers 24 die Ausgangsspannung zwischen den Klemmen 33_f 34 auf Null eingestellt und durch Änderung des Wertes der Meßgröße wird die Empfindlichkeit der Schaltung durch das Potentiometer 8 auf den vorherigen Wert eingestellt.

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Claims

Patentansprüche

1./Schaltung zur Kompensation von Temperatureinflüssen in elektrischen Fühlern nicht elektrischer Größen, bestehend aus Widerständen, Dehnungsmeßgebern und Thermistoren,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei kompensierende BrUckenschaltungen vorgesehen sind, daß die erste Brückenschaltung Wider stände (26, 19, 21, 22, 25), ein Potentiometer (23) und Thermistoren (20, 27) aufweist, daß die Brückendiagonale ein Regelelement (24) enthält und durch eine an einem Widerstand (14) erzeugte Spannung gespeist wird, wobei der Widerstand (14)in den Stromkreis eines Dehnungsmeßgebers (15) in Reihe geschaltet ist, daß in den Stromkreis eines weiteresn Dehnungsmeßgebers (30) eine aus Widerständen (28, 32)

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und einem Potentiometer (31) bestehende Nullabgleichsschaltung eingeschaltet ist, daß die zweite Brückenschaltung aus Widerständen (4, 10, 3, 7, 12), Thermistoren (5, 6) und einem Potentiometer (11) besteht, daß ein weiteres Regelelement (8) in die Brückendiagonale der zweiten Brückenschaltung eingesetzt und die Brückenschaltung durch die an einer Zenerdiode (l) anliegende Spannungsdifferenz gespeist wird, wobei die zweite Brückenschaltung Über einen Widerstand (2) und eine durch den Brückenstrom gespeiste Diode (9) an Spannung liegt, daß eine aus Transistoren (16 bis 18) und einem Widerstand (17) bestehende Stromsteuereinheit vorgesehen ist, die durch eine zwischen dem Schleifer des Regelelements (8) und dem Verbindungspunkt der Zenerdiode (l), Diode (9) und einem Widerstand (4) anliegende Spannung gesteuert wird, so daß die Stromsteuereinheit über Widerstände (13, 29) die Stromkreise der Dehnungsmeßgeber (15 bis 30) speist und ein Ausgangssignal von den Schleifern des ersten Regelelements (24) und einem Potentiometer (31) abgegeben wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente (24, 8) Potentiometer sind.

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