DE2940017A1 - Schaltungsanordnung fuer einen temperaturgeber - Google Patents

Schaltungsanordnung fuer einen temperaturgeber

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DE2940017A1
DE2940017A1 DE19792940017 DE2940017A DE2940017A1 DE 2940017 A1 DE2940017 A1 DE 2940017A1 DE 19792940017 DE19792940017 DE 19792940017 DE 2940017 A DE2940017 A DE 2940017A DE 2940017 A1 DE2940017 A1 DE 2940017A1
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Germany
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operational amplifier
output
resistor
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minus input
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Withdrawn
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DE19792940017
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English (en)
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Dipl.-Ing. Dr. Erich 7500 Karlsruhe Zabler
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • G01K7/24—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
    • G01K7/245—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit in an oscillator circuit

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Description

R-5747
II.9.1979 Lr/Sm
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Schaltungsanordnung für einen Temperaturgeber
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Zweck der leichten digitalen Auswertung eine frequenzanaloge Auswerteschaltung für einen Temperaturgeber, insbesondere für einen linearen, resistiven Dünnschichttemperaturgeber zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen vorgesehen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in ihrem Schaltbild zusammen mit je drei Zeitdiagrammen für die an einzelnen Stellen der Schaltung auftretenden Spannungen dargestellt.
Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß sie zwei Operationsverstärker, nämlich einen ersten Operationsverstärker 01 und einen zweiten Operationsverstärker 02
. .12 130016/0318
R.57A7i
Lr/Sm
enthalten, wobei jeweils der Ausgang des ersten Operationsverstärkers mit dem Minus-Eingang des zweiten Operationsverstärkers verbunden ist. Beide Operationsverstärker sind so miteinander verbunden, daß sie Oszillatorschwingungen mit einer Frequenz f erzeugen, welche proportional mit dem Widerstandswert Rx ansteigt, den ein in der Zeichnung nicht dargestellter Dünnschichttemperaturgeber annimmt, wenn er einer zu messenden Temperatur ausgesetzt ist. Ein solcher Temperaturgeber kann beispielsweise 1^00 Ohm bei 28^ C bei einem Temperaturkoeffizienten TK von 4,2 . 10~*/K haben. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist außerdem ein Festkondensator vorgesehen, der beispielsweise als Keramik-Chip-Kondensator aus NPO-Material ausgeführt sein kann und eine in den Schaltbildern bei C angedeutete Kapazität hat.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 liegt der Festkondensator C einerseits an einer Betriebsstromleitung 1, welche die positive Betriebsspannung Un führt, und andererseits an einem Widerstand 2, der zum Ausgang A2 des zweiten Operationsverstärkers 02 führt. Der Kondensator C ist außerdem über einen Widerstand 3 mit dem zum ersten Operationsverstärker 01 gehörenden ersten (Plus-) Eingang El verbunden, der außerdem über einen weiteren Widerstand M mit dem Ausgang Ai des ersten Operationsverstärkers 01 verbunden ist, Von dort führt ein einstellbarer Widerstand Rl zum Minus-Eingang E3 des zweiten Operationsverstärkers 02. Dieser Minus-Eingang E3 ist mit dem Ausgang A2 des zweiten Operationsverstärkers über den temperaturabhängig sich ändernden Widerstand Rx verbunden. Die beiden so verschalteten Operationsverstärker 01 und 02 erzeugen an ihren Ausgängen Al5 &2 eine Spannung«- schwingung, deren Halbperiode T 2 proportional zum Quotienten Rl /Rx ist, so daß die Frequenz f = ^ = const.S*
130016/0318
ζ Lr/Sm
Im obersten Zeitschaubild ist mit ausgezogenen Linien der Verlauf der Spannung Ul am Ausgang des ersten Operationsverstärkers Ol dargestellt, während mit den unterbrochenen Linien die Spannung am Ausgang A2 des zweiten Operationsverstärkers wiedergegeben ist. Das mittlere Zeitschaubild zeigt den Verlauf der Spannung Uc am Kondensator C, während im unteren Zeitschaubild dargestellt ist, wie sich die Spannung am Plus-Eingang El des ersten Operationsverstärkers ändert.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der erste Operationsverstärker 01 ebenso wie der zweite Operationsverstärker 02 mit seinem Plus-Eingang E2 an den Abgriff eines aus zwei gleich großen Widerständen R gebildeten Spannungsteilers angeschlossen, der von der Plus-Leitung 1 zur Masse führt. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Lage des temperaturabhängigen Widerstandes Rx und des Festwiderstandes R2 vertauscht. Beim zweiten Ausführungsbeispiel liegt nämlich der temperaturabhängige Widerstand Rx in der Verbindungsleitung vom Ausgang Al zum Minus-Eingang E3 des zweiten Operationsverstärkers Dieser Minus-Eingang ist mit dem Ausgang A2 über den auf einen festen Wert eingestellten Widerstand R2 verbunden. Von dort führen zwei zueinander in Reihe geschaltete Widerstände 5 und 6 zu einer Elektrode des mit seiner anderen Elektrode an Masse angeschlossenen Kondensators C und zu einem mit dem Ausgang Al des ersten Operationsverstärkers verbundenen Widerstand 7.
Wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel entstehen sowohl an dem Ausgang Al als auch an dem Ausgang A2 des zweiten Operationsverstärkers eine Spannung Ul bzw. U2, welche einen rechteckförmigen Verlauf hat und daher für
..M 130016/0318
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R. Lr/Sm
eine digitale Weiterverarbeitung besonders geeignet ist. Wobei Ul bezüglich Amplitude meßgrößenunabhängig ist. Die Frequenz dieser Ausgangsspannung ist f = m - const. Rx
1 R1*
Der besondere Vorzug der Schwingschaltungen nach den Figuren 1 und 2 besteht darin, daß sich die Möglichkeit ergibt, mit einem leicht automatisierbaren, kostengünstigen Abgleichverfahren z.B. mittels eines Laserabgleich die Steigung der Kennlinie f = constante . T (Temperatur) einzustellen. Im übrigen kann der Lageabgleich durch Parallelverschiebung der Kennlinie mit einem in,der Zeichnung nicht dargestellten zusätzlichen Reihenwiderstand, der in Serie zu Rx liegt, vorgenommen werden. Außerdem bieten die Auswerteschaltungen nach der Erfindung den Vorteil, daß sie leicht in vollem Umfang hybridisierbar sind.
130016/0318
Leerseite

Claims (5)

  1. R. 57 47
    11.9-1979 Lr/Sm
    ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1
    Ansprüche
    ,·■ Iy Schaltungsanordnung zur frequenzanalogen Auswertung eines Temperaturgebers, der einen Widerstand mit einem sich temperaturabhängig ändernden Widerstandswert enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zu einem RC-Oszillator verbundene Operationsverstärker (01, 02) vorgesehen sind, bei denen im einem Kopplungszweig der veränderbare Widerstand (Rx) angeordnet 1st.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (Rx) in dem vom Minus-Eingang (E3) des zweiten Operationsverstärkers (02) führenden Rückkopplungszweig und ein .Vergleichswiderstand (Rl) zwischen dem Ausgang (Al) des ersten Operationsverstärkers (01) und dem Minus-Eingang (E3) des zweiten Operationsverstärkers angeordnet ist.
    . .12 130016/0318
    - 2 - R.57 4 7
    Lr /Sm
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einen mit der Versorgungsspannung (Uß) verbundenen Kondensator (C) zwei Widerstände (2, 3) angeschlossen sind, von denen der eine (2) zum Ausgang (2) des zweiten Operationsverstärkers (02) und der andere Widerstand (3) zum Plus-Eingang (El) des ersten Operationsverstärkers (01) führt.
  4. h. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (Rx) in der Verbindungsleitung vom Ausgang (Al) des ersten Operationsverstärkers .(01) zum Minus-Eingang (E3) des zweiten Operationsverstärkers (02) liegt und der Minus-Eingang (E3) des zweiten Operationsverstärkers mit dessen Ausgang (A2) durch einen Vergleichswiderstand (R2) verbunden ist.
  5. 5. Schaltung nach Anspruch iJ, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang (A2) des zweiten Operationsverstärkers (02) zwei Widerstände (5> 6) angeschlossen sind, die zu dem einseitig an Masse angeschlossenen Kondensator (C) führen, der mit dem Augang (Al) des ersten Operationsverstärkers (01) über einen weiteren Widerstand (7) verbunden ist, wobei an den Verbindungspunkt der beiden Serienwiderstände (5, 6) der Minus-Eingang (E2) des ersten Operationsverstärkers (01) angeschlossen ist.
    130016/0318
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3906353A (en) * 1973-10-09 1975-09-16 Westinghouse Electric Corp Oscillator circuit for providing a conductivity ratio of sea water

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