DE2916141A1 - Spannungs-zeit-differentialquotienten-detektor - Google Patents

Spannungs-zeit-differentialquotienten-detektor

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DE2916141A1
DE2916141A1 DE19792916141 DE2916141A DE2916141A1 DE 2916141 A1 DE2916141 A1 DE 2916141A1 DE 19792916141 DE19792916141 DE 19792916141 DE 2916141 A DE2916141 A DE 2916141A DE 2916141 A1 DE2916141 A1 DE 2916141A1
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voltage
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voltage divider
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differential amplifier
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/12Measuring rate of change
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/02Measuring characteristics of individual pulses, e.g. deviation from pulse flatness, rise time or duration
    • G01R29/027Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values
    • G01R29/0276Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values the pulse characteristic being rise time

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Description

  • Sannungs-Zeit-Differentialciuot jenten-Detektor
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Ddtektor mit einer von einem Grundspannungswpft abhängigen Anspre,chschwelle.
  • In der DE-PS 26 40 900 ist eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Ansprechstromes von Magnetventilen beschrieben, mit deren Hilfe der Feldspule eines Magnetventils ein rampenförmig ansteigender Strom eingeprägt wird und der beim Ansprechen des Ventils an der Feldspule induzierte Spannungsimpuls durch ein Differenzierglied erfaßt wird. Die Höhe des Spannungsimpulses ist abhängig von der Größe des zum Anziehen des Magnetventils notwendigen Feldstromes. Bei kleinem Ansprechstrom des Magnetventils wird die in der Feldwicklung induzierte Spannung klein sein. Bei einem größeren, zum Ansprechen notwendigen Strom wird auch die induzierte Spannung beim Ansprechen größer werden.
  • Um nun einen gleichmäßigen Störspannungsabstand über einen großen Ansprechstrombereich zu erhalten, ist es notwendig, die Ansprechschwelle des Spannungs-Zeit-Differentialquotienten -Detektors zu relativieren, also auf die dem jeweiligen eingeprägten Feldstrom entsprechende Spannung zu beziehen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei dem eingangs erwähnten Detektor dadurch erreicht, daß die Eingangsklemmen eines Differenzverstärkers an Abgriffe von zwei eingangssignalseitig parallelgeschalteten Spannungsteilern mit unterschiedlichen Teilungsverhältnissen gelegt sind und der Querwiderstand des Spannungsteilers mit dem größeren Teilungsverhältnis durch einen Kondensator überbrückt ist.
  • Ein Differenzverstärker ist so ausgelegt, daß er nur einen Unterschied zwischen den an seinen beiden Eingangsklemmen liegenden Signalen verstärkt. Er hat die weitere Eigenschaft, daß er nur auf einen Unterschied bestimmter Polarität anspricht. So kann mit Hilfe der an seinen Eingängen liegenden Spannungsteiler mit unterschiedlichen Spannungsteilerverhältnissen eine von der Höhe der gemeinsamen Eingangsspannung der Spannungsteiler abhängige Ansprechschwelle des Differenzverstärkers erzeugt werden.
  • Ein Spannungsimpuls mit einer mit der Grundspannung übereinstimmenden Polarität bringt den Differenzverstärker dann zum Ansprechen, wenn die Anstiegszeit des Spannungsimpulses kleiner ist als die Zeitkonstante des RC-Gliedes, das aus dem den Querwiderstand des einen Spannungsteilers UberbrUckenden Kondensator und der Parallelkombination des Längs- und Querwiderstandes dieses Spannungsteilers besteht.
  • Gleichzeitig sollte die Zeitkonstante des besagten RC-Gliedes klein gegenüber der Änstiegszeit derjenigen Spannung sein, der das triggernde Signal, also der beim Ansprechen des Magnetuentils entstehende Spannungsimpuls, überlagert ist.
  • Wird der in die Feldspule des Prüflings eingeprägte rampenförmige Strom als treppenförmig ansteigender Strom erzeugt, so können bei den Übergängen der Stufen Spannungsüberschwinger in der Feldspule induziert werden, die ebenfalls den Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Detektor ansprechen lassen. Die Größe dieser Uberschwinger ist unabhängig von dem Niveau der Grund spannung an der Feldspule. Um sie zu unterdrücken, erhält der Eingang des Differenzverstärkers zweckmäßig eine zusätzliche, konstante Ansprechschwelle. Dazu dient ein dritter Spannungsteiler, an dessen Abgriff der Fußpunkt des nicht mit einem Kondensator verbundenen Spannungsteilers liegt.
  • Die Erfindung wird an drei Figuren erläutert.
  • Figur 1 stellt ein Schaltbild eines einfachen Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Detektors dar.
  • In Figur 2 ist ein doppeltwirkender Spannungs-Zeit-Different£alquotienten-Detektoy£ gezeigt, mit dem sowohl den Anzug als auch den Abfall eines Relais, Magnetventils oder dergleichen markierende Spannungsimpulse festgestellt werden können.
  • Die Figur 3 enthält Diagramme der dem Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Detektor zuge führten Eingangsspannung und seiner Ausgangsspannung.
  • In Figur 1 liegen Eingangsklemmen eines Differenzverstärkers V an Abgriffen von zwei Spannungsteilern, die eingangssignalseitig parallelgeschaltet sind. Der Abgriff des aus WiderständenR1 und R2 bestehenden Spännungsteilers liegt am invertierenden Eingang des Differenzverstärkers V. Der Abgriff des aus einem Widerstand R3 und einem Widerstand R4 bestehenden Spannungsteilers liegt am nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers V. Der Querviderstand R2 des einen Spannungsteiler ist durch einen tondensator cl dberbrUckt. Der Fußpunkt des Querwiderstandes des anderen Spannungsteilers liegt am Abgriff eines dritten Spannungsteilers aus Widerständen R5 und R6. Der Ausgang des Differenzverstärkers V liegt über eine Diode D an der Basiselektrode eines Transistors T. An einem Arbeitswiderstand R7 des Transistors fällt beim Ansprechen des Differenzverstärkers V ein negativer Spannungsimpuls an. über einen weiteren Widerstand R8 wird der Diode D eine positive Vorspannung zugeführt. Der aus den Widerständen R5 und R6 bestehende Spannungsteiler wird mit einer negativen Referenzspannung beaufschlagt. Eine an seinem Abgriff anstehende Hilfsspannung UH liegt über den Widerstand Rh zusätzlich an der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Differenzve'rstärkers V. Die Hilfsspannung sorgt einerseits für eine potentialmäßig eindeutige Lage des Eingangs des Differenzverstärkers V. Weiterhin wird durch diese Hilfsspannung eine absolute Ansprechschwelle für den Differenzverstärker V eingestellt, mit deren Hilfe mit einem festen Wert auftretende Störimpulse unterdrückt werden können.
  • Der invertierende Eingang des Differenzverstärkers V wird von einem am Eingang E der Schaltung anstehenden Eingangssignal durch die Zeitkonstante s des RC-Gliedes verzögert beaufschlagt. Außerdem ist das Signal im Teilungsverhältnis des Spannungsteilers aus den Widerständen R1 und R2 geteilt. Am nichtinvertierenden Eingang liegt der Spannungsteiler aus den Widerständen R3 und R4, der ein anderes Teilungsverhältnis als der Spannungsteiler aus den Widerständen R1 und R2 aufweist.
  • Das Eingangssignal am Eingang E steht also an den Eingangsklemmen des Differenzverstärkers V als eine Spannungsdifferenz an. Dieser Spannungsunterschied beträgt, abgesehen von der festen Hilfsspannung UH, immer einen bestimmten Prozentsatz des Eingangssignals an der Eingangsklemme E. Die Polarität des Spannungsunterschiedes ist derart, daß der Differenzverstärker nicht anspricht.
  • Der Kondensator C1 wird so dimensioniert, daß die Zeitkonstante t des aus dem Kondensator und der Parallelkombination der beiden mit ihm verknüpften Spannungsteilerwiderstände klein ist gegen die Anstiegszeit der in die Feldspule des Magnetventils bzw. des Relais eingeprägten Stromrampe. Gleichzeitig muß die Zeitkonstante T jedoch groß sein gegenüber der Anstiegszeit des Spannungsimpulses, der beim Ansprechen des Magnetventils oder des Relais in der Feldspule induziert wird.
  • In der nachfolgenden Tabelle sind Zahlenwerte für die Schaltelemente eines bevorzugten Ausführungsbeispiels aufgeführt: R1 = 33t kQ; R2 82 82 R3 = 330 kQ; R4 = 75 R5 = 33 kQ; R6 3 1,15 k2 C1 = 0,2 /uF Am Abgriff des aus den Widerständen R5 und R6 bestehenden Spannungsteilers steht bei einer Referenzspeisespannung von -15 V eine Hilfsspannung UH von -0,5 V an.
  • In der Figur 2 ist eine Schaltung dargestellt, die eine symmetrische Verdoppelung der Schaltung nach Figur 1 bedeutet. Mit ihr können auch Impulse detektiert werden, die entstehen, wenn das Magnetventil oder ein untersuchtes Relais abfällt. Der obere Teil der Schaltung entspricht genau der Schaltung nach Figur 1. Mit ihr werden wie bei Figur 1 die Anzugsimpulse aufgenommen. Der untere Teil ist nach den gleichen Gesichtspunkten wie der obere Teil dafür ausgelegt, die Abfallimpulse zu detektieren. Die Ausgänge beiderDifferenzverstärker und V2 werden in einem gemeinsamen Schalttransistor T2 zusammengefaßt. Die übrigen Schaltelemente, abgesehen von zwei Dioden D1 und D2, welche der Diode D der Schaltung nach Figur 1 entsprechen, sind mit BezugJzeichen versehen, die mit den entsprechenden Schaltelementen der Schaltung nach Figur 1 in der Endziffer ihrer Indizes übereinstimmen.
  • In Figur 3 ist im oberen Diagramm der zeitliche Verlauf der Grundspannung an der Feldspule und der beim Ansprechen und Abfallen des Magnetventils entstehenden Spannungsimpulse dargestellt. Im zweiten Diagramm ist das Ausgangssignal des bzw. der Differenzverstärker dargestellt. Die gestrichelten Linien im ersten Diagramm stellen die Ansprechschwellen des Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Detektors dar, usamenfassung Spannungs-zeit-Differentialguotienten-Detektor Spannungs-Zeit-D.fftrentialquotienten-Detektor mit einer von einem Grundspannungswert abhängigen Ansprechschwelle für eine gleichmäßige Störspannungsunterdrückung über einen weiten Grundspannungsbereich, bei dem die Eingangsklemmen eines Differenzverstärkers an Abgriffen von zwei eingangssignalseitig paralleigeschalteten Spannungsteilern mit unterschiedlichen Teilungsverhältnissen liegen und der Querwiderstand des Spannungsteilers mit dem größeren Teilungsverhältnis durch einen Kondensator überbrückt ist und bei dem eine zusätzliche feste Ansprechschwelle durch einen dritten Spannungsteiler erzeugt wird, an dessen Abgriff der Fußpunkt des Spannungsteilers ohne Kondensator gelegt ist. (Figur 1)

Claims (4)

  1. Patentansprüche 1. Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Detektor mit einer von einem Grundspannungswert abhängigen Ansprechschwelle, d a d u r c h . g e k e n n z e i c h n e t daß die Eingangsklemmen eines Differenzverstärkers an Abgriffe von zwei eingangssignalseitig parallelgeschalteten Spannungsteilern mit unterschiedlichen Teilungsverhältnissen gelegt sind und der Querwiderstand des Spannungsteilers mit dem größeren Teilungsverhältnis durch einen Kondensator überbrückt ist.
  2. 2. Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Detektor 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 die Zeitkons-tante des RC-Gliedes aus der Parallelschaltung des Längs- und Querwiderstandes und dem den Querwiderstand überbrückenden Kondensator groß ist gegenüber der Anstiegszeit des triggernden Signales.
  3. 3. Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Detektor nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Zeitkonstante des RC-Gliedes klein ist gegenüber der Anstiegszeit einer Grundspannung, der das triggernde Signal überlagert ist.
  4. 4. Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Detektor nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Fußpunkt des Spannungsteilers ohne RC-Glied an einem Abgriff eines Spannungsteilers für eine Referenzspannung liegt.
DE19792916141 1979-04-20 1979-04-20 Spannungs-Zeit-Differentialquotienten-Detektor Expired DE2916141C2 (de)

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NL8002293A NL8002293A (nl) 1979-04-20 1980-04-18 Detector.

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DE2916141C2 DE2916141C2 (de) 1983-01-05

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2538557A1 (fr) * 1982-12-22 1984-06-29 Elf Aquitaine Dispositif de detection du changement de pente d'une tension variable
EP0116129A1 (de) * 1983-01-15 1984-08-22 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Messeinrichtung
DE10324875B4 (de) * 2002-05-31 2014-02-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Störimpuls-Detektionsschaltung und intelligente Karte

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DE2046790A1 (de) * 1969-09-29 1971-04-01 Gen Electric Schaltungen zur Anzeige der Nei gungsnchtung eines Teiles einer analo gen elektrischen Schwingung

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