DE2856285A1 - Chaltungsanordnung fuer den nullabgleich von messbruecken - Google Patents

Chaltungsanordnung fuer den nullabgleich von messbruecken

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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/10AC or DC measuring bridges

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Description

  • Schaltungsanordnung für den Nullabgleich von
  • Meßbrücken Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den Nullabgleich von Meßbrücken in Halb-und Vollbrückenschaltungtbei der eine Speisespannung auf zwei Brückeneckpunkte angelegt ist und eine Meßspannung an den zwei anderen Brückeneckpunkten abgegriffen und einer Meß- und Anzeigevorrichtung zugeführt wird und mit einem mit der Speisespannung beaufschlagten einstellbaren Spannungsteiler, dessen Ausgangsspannung vorzeichen- und phasenrichtig der Meßspannung überlagert wird.
  • Eine derartige Schaltungsanordnung ist in einer Bedienungsanleitung für einen Trägerfrequenzmeßverstärker Typ MBS 5201/02 der gleichen Anmelderin beschrieben. Bei der Schaltungsanordnung erfolgt der Nullabgleich dadurch, daß die Speisespannung der Meßbrücke auf einen induktiven Teiler gegeben wird, dessen einstellbare Ausgangsspannung als Abgleichspannung an einen Eingangsübertrager angelegt ist, der außerdem mit der Meßspannung der Meßbrücke beaufschlagt ist. Die Abgleichspannung und die Meßspannung sind so an die Primärwicklung des Eingangsübertragers angelegt, daß eine Differenzbildung dieser beiden Spannungen erreicht wird, so daß die Abgleichspannung bei unbelasteter Meßbrücke den Nullabgleich bewirkt. Die-Sekundärwicklung des Eingangsübertragers ist mit einem Eingangsverstärker verbunden, der bei dem beschriebenen Gerät aus einem operativen Bandpaßverstärker, einem operativen Demodulator mit Filter und einem Leistungsverstärker besteht.
  • Das bekannte Gerät ist nur für Wechselspannungen geeignet, da Übertrager bzw. induktive Teiler nur bei mit einer Trägerfrequenz beaufschlagten Meßbrücke einsetzbar sind,nicht jedoch bei einer mit einer Gleichspannung beaufschlagten Meßbrücke. Übertrager bzw. induktive Teiler sind ferner verhältnismäßig teure Bauteile, die bei der geforderten Genauigkeit einen hohen Fertigungsaufwand erfordern. Hinzu kommt, daß Übertrager bzw. induktive Teiler nur einen begrenzten Eingangswiderstand aufweisen können, so daß bei einer Meßbrücke mit Dehnungsmeßstreifen diese hoch belastet sind, was zu einer Verringerung der Empfindlichkeit führt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für den Nullabgleich von Meßbrücken zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, dabei jedoch eine hohe Genauigkeit und Empfindlichkeit zu erreichen gestattet.
  • Prinzipiell soll diese Schaltungsanordnung sowohl für Trägerfrequenzmeßverstärker als auch für Gleichspannungsmeßverstärker geeignet sein, gegebenenfalls unter Austausch eines Ubertragers bzw. induktiven Teilers gegen einen Ohmschen Spannungsteiler. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird wenigstens der bei dem bekannten Trägerfrequenzmeßverstärker notwendige. Eingangsübertrager eingespart, wodurch sich die Schaltung verbilligt. Weiterhin ergibt sich hieraus, daß die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sowohl für einen Trägerfrequenzmeßverstärker als auch für einen Gleichspannungsmeßverstärker geeignet ist. Da die Meßspannung unmittelbar auf die Eingänge eines Eingangsverstärkers gelegt ist und dieser Eingangsverstärker sehr hochohmig ausgelegt werden kann, ist eine geringe Belastung der Dehnungsmeßstreifen der Meßbrücke und eine besonders hohe Empfindlichkeit gewährleistet. Die durch den Spannungsteiler erzeugte Abgleichspannung wird auf von den Eingängen für die Meßspannung unabhängige Eingänge des Eingangsverstärkers geleitet, so daß durch den Nullabgleich keine Rückwirkung auf die Meßbrücke erfolgt. Ebenso hat der Verstärkungsfaktor -des Eingangsverstärkers nur einen geringen Einfluß auf den Nullpunkt, wodurch es möglich ist, den Verstärkungsfaktor zu vergrößern. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß es auf einfache Weise möglich ist, das Verstärkungs- Verhältnis der Abgleichspannung zur Meßspannung umzuschalten, wodurch eine Anpassung an die Art der verwendeten Meßgl.ieder-in der Meßbrücke möglich ist Da nämlich bei einer aus Dehnungsmeßstreifen bestehenden Meßbrücke nur ein kleiner Abgleichbereich, jedoch eine hohe Verstärkung der Meßspannung erforderlich ist und andererseits bei Messungen mit induktiven Meßwertaufnehmern wegen der viel höheren erzeugten, effektiven Spannung ein großer Abgleichbereich mit einer geringen Verstärkung für die Meßspannung erforderlich ist, kann auf diese Weise eine einfache Anpassung an unterschiedliche Arten von Meßwertaufnehmern durchgeführt werden. Diese Schaltungsanordnung, die eine Anpassung an unterschiedliche Arten von Meßwertaufnehmern zu erreichen gestattet, erlaubt es außerdem, jeder Stufe des Spannungsteilers einen bestimmten Bruchteil der Dehnung der Dehnungsmeßstreifen bzw. entsprechend einen bestimmten Bruchteil der Veränderung eines induktiven Meßwertaufnehmers zuzuordnen, so daß es hierdurch möglich ist, die Meßanlage vor der Belastung zu eichen. Hieizu ist es nur erforderlich, zunächst den Nullabgleich durch entsprechende Einstellung des Spannungsteilers durchzuführen und dann anschließend, von diesem Nullpunkt ausgehend, die durch den Spannungsteiler an den Eingangsverstärker angelegte Spannung stufenweise zu erhöhen und die Anzeigewerte in einer Eichkurve aufzutragen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand dreier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele gegebenen Beschreibung und es zeigen Figur 1 ein schematisches, im wesentlichen als Blockschaltbild ausgeführtes Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform, Figur 2 ein schematisches Schaltungsbild gemäß einer zweiten Ausführungsform und Figur 3 ein Detail des Schaltbildes gemäß Figur 2 mit einer anderen Ausführungsform eines Verstärkers.
  • Eine Meßbrücke 2, die im dargestellten Beispiel aus vier Dehnungsmeßstreifen 3 zusammengesetzt ist, ist mit ihren Brückeneckpunkten A-D mit einer Speisespannung Usp beaufschlagt. Die Brückeneckpunkte B, C sind mit den Eingängen E.1, E.2 eines Eingangsverstärkers lo verbunden.Ein Spannungsteiler 4, der im dargestellten Beispiel als Ubertrager mit einer Primärwicklung 6 und einer Sekundärwicklung 8 ausgeführt ist, ist ebenfalls mit den Brückeneckpunkten A, D verbunden und somit ebenfalls mit der Speisespannung USP beaufschlagt. Die Sekundärwicklung 8 des Ubertragers ist mit regelmäßig gestuften Anzapfungen 9 versehen, welche eine Ausgangsspannung UA abzugreifen gestatten, welche als Abgleichspannung an die Eingänge E.3, E.4 des Eingangsverstärkers 10 gelegt ist.Der Eingangsverstärker 10 ist so ausgebildet, daß sich die über die Eingänge E.1, E.2 bewirkten Verstärkungen und die über die Eingänge E. 3, E.4 bewirkten Verstärkungen entgegengesetzt addieren, was entweder durch eine gegensätzliche Polung der jeweils an die Eingänge E.1, E.2 angelegten Meßspannung UM und der an die Eingänge E.3, E.4 angelegten Ausgangsspannung UA erreicht wird oder aber durch invertierende Eingänge E.3, E.4. Der Eingangsverstärker 10 weist Ausgänge F, G auf, an der eine Ausgangsspannung UAM erscheint, welche in der üblichen Weise einem Anzeige- oder Registriergerät zugeführt wird.
  • Wie schon erwähnt, ist bei der in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung der Spannungsteiler 4 als Übertrager ausgebildet. In diesem Fall muß die angelegte Speisespannung USP eine Wechselspannung sein. Bei Verwendung einer Gleichspannung als Speisespannung wird dieser Übertrager gegen einen Ohmschen Spannungsteiler ausgetauscht, der in analoger Weise mit Anzapfungen versehen ist und eine gestufte Ausgangs spannung UA als Abgleichspannung ab zugreifen gestattet Der Eingangsverstärker 10 ist gleichermaßen, als Verstärker für Gleichspannungen und Wechselspannungen geeignet und braucht daher nicht ausgetauscht zu werden. Zu bemerken ist noch, daß ein Ohmscher Spannungsteiler, wenn er ohne eigene Induktivität ausgeführt ist, auch als Spannungsteiler für Wechselspannungen brauchbar ist, so daß eine mit einem Ohmschen Spannungsteiler ausgerüstete, erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sowohl für Gleichspannungen als auch für Wechselspannungen geeignet ist, jedoch gegenüber einer Schaltungsanordnung mit einem Ubertrager eine etwas größere Leistungsaufnahme aufweist.
  • In Figur 2 sind Einzelheiten der Schaltelemente im Eingangsverstärker 10 dargestellt. Der Eingangsverstärker 10 weist zwei Operationsverstärker 12, 14 mit je zwei Eingängen und einem Ausgang auf.Jeweils ein Eingang der Operationsverstärker 12, 14 bildet den Eingang E.1 bzw. E.2 des Eingangsverstärkers 10, die mit den Brückeneckpunkten B, C der-Meßbrücke 2 verbunden sind. Die anderen Eingänge der Operationsverstärker 12, 14 sind über, einen Widerstand R.1 bzw.
  • R.5 mit den jeweiligen Ausgängen der Operationsverstärker 12, 14 verbunden, welche gleichzeitig die Ausgänge F, G des Eingangsverstärkers 10 bilden. Diese letzterwähnten Eingänge der Operationsverstärker 12, 14 sind über Widerstände R.2, R.4 mit den weiteren Eingängen E.3, E.4 des Eingangsverstärkers 10 verbunden, welche.mit der an den Anzapfungen 9 abgegriffenen Ausgangsspannung UA des Spannungsteilers 4 beaufschlagt sind. Der Spannungsteiler 4 ist im vorliegenden Beispiel als induktiver Teiler 16 ausgebildet, kann jedoch auch aus einem Ohmschen Spannungsteiler bestehen. Der Spannungsteiler 4 ist mit den Brückeneckpunkten A, D verbunden und wird somit mit der Speisespannung USP beaufschlagt.
  • Zwischen die Verbindungspunkte der Widerstände R.1, R.2 sowie der Widerstände R.4, R.5 ist ein Schalter 17 in Serie mit einem Widerstand R.3 gelegt.
  • Die beschriebene Schaltungsanordnung bewirkt, daß die Ausgangsspannung UA als Abgleichspannung auf die einen Eingänge der Operationsverstärker 12, 14 gelangt, während die Meßspannung UM auf die anderen Eingänge der Operationsverstärker 12, 14 gelangt. Die Widerstände R.1,R.2,R.4,R.5 sind so dimensioniert,daß das Verhältnis des Verstärkungsfaktors für die an diese Eingänge der Operationsverstärker 12, 14 angelegte Abgleichspannung zum Verstärkungsfaktor für die Meßspannung UM einen vorbestimmten Wert erreicht, so daß jeder Stufe des Spannungsteilers 4 ein bestimmter Bruchteil der Dehnung bzw. Veränderung der Dehnungsmeßstreifen 3 bzw. anderer verwendeter Meßwertaufnehmer entspricht. Die Schaltungsanordnung kann somit außer für den Nullabgleich zusätzlich zum Eichen der Meßbrücke verwendet werden.
  • Da bei der Verwendung von Dehnungsmeßstreifen in der Meßbrücke 2 der erforderliche Nullabgleich betragsmäßig nur eine geringe Größe erreicht, jedoch .eine hohe Verstärkung der Meßspannung UM erforderlich ist, während andererseits bei Verwendung von induktiven Meßwertaufnehmern in der Meßbrücke 2 eine hohe, effektive Spannung erzeugt wird, so daß ein großer Abgleichbereich benötigt wird, jedoch nur eine geringe Verstärkung der Meßspannung UM' ist eine Umschaltmöglichkeit für den Verstärkungsfaktor der Ausgangsspannung UA des Spannungsteilers 4 in Form des Widerstandes R.3 und des Schalters 17 vorgesehen. Dieser Verstärkungsfaktor kann durch Betätigen des Schalters 17 um einen definierten Faktor, vorzugsweise 6,4 und 10, verändert werden.
  • Die Operationsverstärker 12, 14 im Eingangsverstärker 10 können, wie in Figur 3 für den Operationsverstärker 12 dargestellt, durch einen Transistor 18 mit nachgeschaltetem Verstärker 20 ersetzt werden.' Die Basis des Transistors 18 ist hierbei mit dem Eingang E.1 des Eingangsverstärkers 10 verbunden, der Emitter ist mit dem Eingang E.5 verbunden, während der Kollektor einerseits über einen Widerstand R.6 mit der Betriebsspannung UB beaufschlagt ist und andererseits mit einem Eingang eines Verstärkers 20 verbunden ist.
  • Der Ausgang des Verstärkers 20 bildet den Ausgang F des Eingangsverstärkers 10. Die Wirkungsweise dieses Transistors 18 ist die gleiche, wie die des Operationsverstärkers 12, das heißt, die Verstärkungen der Meßspannung UM und der Ausgangsspannung UA addieren sich entgegengesetzt, so daß ein Nullabgleich erreicht wird. Zur Verbesserung der Eigenschaften des durch den Transistor 18 und den Verstärker 20 gebildeten Teils des Eingangsverstärkers 10 kann der Transistor 18 durch einen sogenannten Dualtransistor ersetzt werden, welcher aus zwei identischen Transistoren besteht und bei der vorliegenden Anwendung besonders vorteilhaft ist, da er praktisch keine Drift aufweist.
  • Die beschriebenen Schaltungsanordnungen sind sehr einfach im Aufbau und benötigen nur einfache und damit preisgünstige Bauteile und bieten dennoch die geforderte Empfindlichkeit und Genauigkeit sowohl für Trägerfrequenz- als auch für Gleichstrommeßsysteme.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: Schaltungsanordnung für den Nullabgleich von Meßbrücken in :Ealb- und , Vollbrückenschaltung, bei der eine Speisespannung auf zwei Brückeneckpunkte angelegt ist und eine Meßspannung an den zwei anderen Brückeneckpunkten abgegriffen und einer Meß- und Anzeigevorrichtung zugeführt wird und mit einem mit der Speisespannung beaufschlagten einstellbaren Spannungsteiler, dessen Ausgangsspannung vorzeichen- und phasenrichtig der Meßspannung überlagert wird, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen über einen Eingang (E.1, E.2) mit der Meßspannung (UM) und über einen anderen Eingang (E.3, E.4) mit der Ausgangsspannung (UA) des Spannungsteilers (4) beaufschlagten Eingangsverstärker (io) für die Meß-und Anzeigevorrichtung.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n' z e i c h n e t, daß -der Eingangsverstärker einen Transistor (18) aufweist, dessen Basis mit einem Brückeneckpunkt (B) für die Meßspannung (UM) , dessen Kollektor über einen Widerstand (R.6) mit der Betriebsspannung (UB) und dem Eingang eines Operationsverstärkers (20) und dessen Emitter mit der Ausgangsspannung (UA) des Spannungsteilers (R.1,R.2) verbunden ist.
  3. 3 Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen als Differenzverstärker ausgebildeten Dualtransistor (18).
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Eingangsverstärker (10) zwei Operationsverstärker (12, 14) aufweist, deren erste Eingänge mit den zwei die Meßspannung (UM) abgebenden Brückeneckpunkten (B, C) verbunden sind und deren zweite Eingänge einerseits über je einen Widerstand (R.1, R.5) mit den Ausgängen der Operationsverstärker (12, 14) und andererseits mit der Ausgangsspannung (UA) des Spannungsteilers (4) verbunden sind.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen die zweiten Eingänge der Operationsverstärker (12, 14) verbindenden, mit einem Schalter (t7) in Reihe geschalteten Widerstand (R.3).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3135409A1 (de) * 1981-09-07 1983-04-07 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Messwertaufnehmer in brueckenschaltung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Firmendruckschrift: Trägerfrequenz-Meßver- stärker MBS 5200, 5201 der Fa. Elan Schaltelemente, Neuss *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3135409A1 (de) * 1981-09-07 1983-04-07 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Messwertaufnehmer in brueckenschaltung

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