DE3115776A1 - Thermoelektrische fuellstandsmesseinrichtung - Google Patents

Thermoelektrische fuellstandsmesseinrichtung

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DE3115776A1 DE19813115776 DE3115776A DE3115776A1 DE 3115776 A1 DE3115776 A1 DE 3115776A1 DE 19813115776 DE19813115776 DE 19813115776 DE 3115776 A DE3115776 A DE 3115776A DE 3115776 A1 DE3115776 A1 DE 3115776A1
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    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/24Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/246Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. Theodor-Stern-Kai 1, 6000 Frankfurt 7O
Heilbronn, den 3O.O3.81 Zl3-HN-La/pi - HN 81/18
Thermoelektrische Füllstandsmesseinrichtung 10
Die Erfindung betrifft eine thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung mit Widerstandssensoren in einem Behälter mit Füllgut und Freiraum.
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Füllstandsmeßeinrichtungen sind für die Überwachung und Steuerung technischer Prozesse erforderlich und weit verbreitet. Z. B. hängt der Gebrauchswert von Kraftfahrzeugen auch von einer hinreichend genauen Anzeige des Kraftstoff Vorrates ab. Eine thermoelektrische Füllstandsmessung hat gegenüber der potentiometrischen den Vorteil, daß keine bewggten Teile notwendig sind und dadurch kleiner Fertigungsaufwand und hohe Zuverlässigkeit erreichbar sind. Im Gegensatz zur dielektrischen Füllstandsmessung ist die thermoelektrische von einer schwachen Leitfähigkeit der Füllung, wie sie bei Äthanol auftreten kann, und von Schwankungen der Zusammensetzung des Kraftsstoffes bzw. Füllgutes nahezu unabhängig. Ein entscheidendes Problem der thermoelek— trischen Füllstandsmessung ist die Sicherung ausreichender Stabilität und Genauigkeit. Deshalb wurde in der DAS 28 41 889 bereits vorgeschlagen, einen zweiten nicht beheizten Widerstandssensor vorzusehen und die Differenz der Widerstände auszuwerten. Diese Lösung gestattet zwar eine verhältnismäßig genaue Ermittlung des Füllstandes bei vollem Behälter, mit sinkendem Füllzustand steigen jedoch die Meßungenauigkeiten an. In den meisten Anwendungen ist aber gerade eine genaue Restmengenanzeige erwünscht, wie z. B.
in der Kraftfahrzeugtechnik, da eine falsche Kraftstoffanzeige
-S-
zu einer verhängnisvollen Fehleinschätzung der mit dem vorhandenen Kraftsstoff noch zu bewältigenden Wegstrecke führen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Füllstandsmeßeinrichtung anzugeben, die den jeweiligen Füllstand einer Flüssigkeit in einem Behälter möglichst genau angibt, die einfach in ihrem Aufbau ist und die sich kostengünstig herstellen läßt. Diese Aufgabe wird durch eine thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung der eingangs erwähnten Art gelöst, bei der nach der Erfindung ein erster Widerstandssensor vom Füllgut, ein zweiter Widerstandssensor zu einem Teil vom Füllgut und zum anderen Teil vom Freiraum und ein dritter Widerstandssensor vom Freiraum umgeben ist und bei dem die drei Widerstandssensoren elektrisch in Reihe geschaltet sind und am Anfang, am ersten Verbindungspunkt, am zweiten Verbindungspunkt und am Ende der Reihenschaltung je ein Eingang einer Auswerteschaltung angeschlossen ist.
Die Reihenschaltuncf der drei Widerstands sensoren ist an einer Versorgungsspannung angeschlossen. Gemäß, einer Weiterbildung der Krfindung ist in Reihe zu den drei Widerstandssensoron oin Stromregler geschaltet, wobei der Steuereingang dieses Stromreglers mit der Auswerteschaltung verbunden ist.
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Der Widerstandssensor der gemischten Umgebung (Flüssigkeit und von Flüssigkeit freie Umgebung) befindet sich in der Reihenschaltung vorzugsweise zwischen den beiden anderen Widerstandssensoren. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist außer der Reihenschaltung der Widerstandssensoren noch eine Reihenschaltung von drei Vergleichswiderständen vorhanden. Wird der im Füllgut befindliche Widerstandssensor als erster Widerstandssensor, der Widerstandssenf ?- der gemischten Umgebung als zweiter Widerstandssensor und der Widerstandssensor des Freiraumes als dritter Wider-
Standssensor der Reihenschaltung bezeichnet, so ist der erste Vergleichswiderstand (21) dem ersten Widerstandssensor, der zwischen den anderen beiden Vergleichswiderständen liegende zweite Vergleichswiderstand (22) dem zweiten Widerstandssensor (2) und der dritte Vergleichswiderstand (23) dem dritten Widerstandssensor zugeordnet.
Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 die Grundform der thermoelektrischen Füllstandsmeßeinrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung mit einem Stromregler,
Fig. 3a und b zwei Verstärkungsschaltungen, wie sie in der Auswerteschaltung zweckmäßig einsetzbar sind, Fig. 3c das Schaltzeichen,
Fig. 4 eine nähere Ausführung der Füllstandsmeßeinrichtung mit Stromregler,
Fig. 5 eine Form der Füllstandsmeßeinrichtung mit einer dividierenden Schaltungseinheit,
Fig. 6 eine Füllstandsmeßeinrichtung mit veränderter Reihenfolge der Widerstandssensoren,
Fig. 7 eine Füllstandsmeßeinrichtung für kleine Spannungsabfälle an den Widerstandssensoren des Füllgutes und des Freiraums ,
Fig. 8 ein Beispiel einer dividierenden Schaltungseinheit.
Die Grundform der erfindungsgemäßen thermoelektrischen Füllstandsmeßeinrichtung besteht nach der Fig. 1 aus den temperaturabhängigen Widerständen 1, 2, 3, beispielsweise in Form einer Metallschicht auf einer Trägerfolie, die sich in einem Behälter 4 mit Füllgut 5 und Freiraum 6 befinden. Geeignetes Füllgut sind Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoffe. Durch konstruktive Maßnahmen ist Vorsorge zu
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treffen, daß sich der erste Widerstandssensor 1 unabhängig von der Füllhöhe stets im Füllgut 5, der dritte Widerstandssensor 3 stets im Freiraum befindet. Die Reihenfolge der Widerstandssensoren innerhalb der Reihenschaltung kann von der gezeichneten abweichen, sie hängt von den Erfordernissen der Auswerteschaltung ab.
Die Versorgung mit elektrischer Energie erfolgt durch eine Spannungsquelle 12. Sie ist entweder gemäß Fig. 1 direkt oder gemäß Fig. 2 über einen Stromregler mit der Reihenschaltung der Sensorwiderstände verbunden. Die übrige Schaltung wird zunächst unter der Bezeichnung Auswerteschaltung 11 zusammengefaßt und ihre Eingänge 7 bis 10 sind mit Anfangspunkt, Endpunkt, erstem und zweitem Verbindungspunkt der Reihenschaltung der Widerstandssensoren verbunden. Wenn nach Fig. 2 ein Stromregler 14 vorhanden ist, besitzt die Auswerteschaltung einen Ausgang 13 zur Steuerung des Stromreglers.
Unter der Voraussetzung, daß die Ströme zur Auswerteschaltung vernachlässigbar sind, werden die drei Wider-
Standssensoren vom gleichen, von der Spannungsquelle 12 gelieferten Strom durchflossen. Der Strom führt zu einer Erwärmung der drei Widerstände. Die Erwärmung hängt ab von den Eigenschaften der Umgebung, insbesondere der Wärmeleitfähigkeit. Im Normalfall stellt sich im Freiraum eine höhere Temperatur als im Füllgut ein. Entsprechend der Erwärmung und dem Temperaturkoeffizienten, der bei allen drei Widerständen gleich angenommen sei, ergeben sich Veränderungen der Widerstandswerte. Die größte relative Veränderung ergibt sich beim Widerstandssensor 3 des Freiraumes, die kleinste beim Widerstandssensor 1 des Füllgutes. Beim Widerstandssensor 2, der zum Teil im Füllgut und zum anderen Teil im Frsiraura liegt, ergibt sich eine relative Änderung, die zwischen den Änderungen des ersten und dritten Widerstands liegt.
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Der Vergleich der Änderungen untereinander in der Auswerteschaltung 11 vermag deshalb eine vollständige Information über den Füllzustand zu geben. Im Gegensatz zu den Anordnungen gemäß dem Stand der Technik ist diese Information unabhängig von der Größe der Versorgungsspannung 12, vom Temperaturkoeffizienten der Widerstandssensoren, von der Umgebungstemperatur und auch unabhängig von den physikalischen Eigenschaften des Füllgutes, weil durch die Sensoren 1 und 3 die Bezugsinformationen für "voll" und "leer" bereitgestellt werden.
Die Auswerteschaltung 11 hat die Aufgabe, die Änderungen der Widerstandssensoren 1 bis 3 gegenüber dem Wert vor der Erwärmung zu ermitteln und daraus die Meßgröße zu bilden.
Die relative Änderung eines der drei Widerstandssensoren ergibt sich aus A= (R, - R )/R , wobei R der Widerstandswert unter Stromfluß und R der Kaltwert ist. Die Meßgröße F als Maß des Füllstandes berechnet sich damit zu F = (A- A„)/(A_ - A1), wenn A,, A„, A_ die dem ersten, zweiten bzw.
dritten Widerstandssensor zugeordneten, relativen Änderungen sind. Diese Formel weist hin auf die zwei grundsätzlichen Meßverfahren, wie sie in den Prinzipschaltungen nach Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt sind. Bei beiden Meßverfahren werden zunächst zwei elektrische Größen gebildet, die den Differenzen A3 - A„ bzw. A3 - A1 entsprechen. Durch Division mittels einer Dividierschaltung wird daraus in der Prinzipschaltung nach Fig. 1 die Meßgröße gewonnen. In der Prinzipschaltung nach Fig. 2 enthält die Auswerteschaltung einen Regelkreis, der durch Einwirkung auf den Stromregler 14 die Differenz AJ - A1 stabilisiert. Dann kann die Zählerdifferenz A^ - A5 unmittelbar als Füllstandssignal benutzt werden.
Für Füllstandsmeßeinrichtungen gemäß der Erfindung ist eine spezielle Verstärkerschaltung zweckmäßig, für die im folgenden die Bezeichnung Stromfolger benutzt wird. Sie kann nach Fig. 3a aus einem Operationsverstärker 16 mit angeschlosse-
nem Feldeffektransistox 17 gebildet werden. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß der invertierende Eingang 19 durch den Feldeffekttransistor 17 das am nicht invertierenden Eingang 18 angelegte Potential näheiungsweise annimmt und. daß ein der Klemme 19 zugeführter Strom die Schaltung nur über die Klemme PO verlassen kann. Statt des Feldeffekttransistors können auch nach Fig. 3b zwei bipolare Transistoren verwendet werden. Auch hier ist der einfließende Strom in guter Näherung gleich dem ausfließenden Strom.
Der Leitfähigkeitstyp der verwendeten Transistoren muß der vorgesehenen Stromrichtung entsprechen. Für die allgemeine Darstellung wird im weiteren das Schaltzeichen nach Fig. 3c benutzt, wobei für die Klemme 18 die Bezeichnung Steuereingang oderaeinfach Eingang, für die Klemme 19 Folgeeingang und .für die Klemme 20 Ausgang verwendet wird.
In Figur 4 ist eino vorteilhafte Lösung der Auswerteschaltung für eine Füllstandsmeßeinrichtung nach Fig. 2 dargestellt. Die WiderstandssenHoren sind in der Reihenfolge Widerstandssensor 1 für Füllqub, Widerstandssensor 3 für Freiraum und messender Widerstandssensor 2 angeordnet. Eine Reihenschaltung von drei Vergleichswiderständen 21, 23, 22 ist der Reihenschaltung der Widerstandssensoren parallel geschaltet. Am Verbindungspunkt 9 des zweiten und dritten Widerstandssensors 2, 3 ist dar Steuereingang 24 und am Verbindungspunkt 29 des zweiton und dritten Vergleichswiderstandes 22, 23 ist dor Folgeeinyang des Stromfolgers 24 angeschlossen, während der Ausgang zu einem Ausgangsklemmenpaar 26 führt. Ein Operationsverstärker 25 ist mit seinen Eingängen am Verbindungspunkt 8 des ersten und dritten Widerstandssensors (1, 3) und am Verbindungspunkt 28 des ersten und dritten Widerstandssensors (1, 3) und am Verbindungspunkt 28 des ersten und dritten Vergleichswiderstandes (21, 23) angeschlossen. Als Stromregler 14 findet ein Transistor Verwendung, dessen Basis mit dem Ausgang 13 des Operationsverstärkers 25 verbunden ist.
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Die Auswerteschaltung wird vorzugsweise so ausgebildet, daß die Widerstandsverhältnisse R-./R_-, und R /R„ - gemeint sind die den Positionssahlen zugeordneten Widerstände und im Falle der Widerstandssensoren deren Kaltwiderstand untereinander gleich sind. Das Widerstandsverhältnis R_/R__. ist kleiner als das Widerstandsverhältnis R./R_., (bei positivem TK), aber bei Erwärmung durch den vorgesehenen Strom gleich. Es ergibt sich, daß der Operationsverstärker 25 durch den Stromregler 14 einen Strom so hoch einstellt, daß die Differenzspannung der Verbindungspunkte 8 und 28 vernachlässigbar klein wird. Bei diesem Strom entsteht die vorgesehene Temperaturerhöhung und damit Widerstandserhöhung des Widerstandssensors 3 im Freiraum' gegenüber dem Widerstandssensor 1 im Füllgut. Ist der Füllstand ein Minimum und der messende Widerstandssensor 2 völlig im Freiraum, erfahren alle Teile dieses Sensors die gleiche Temperaturerhöhung wie die des Widerstandssensors 3. Dann sind die Widerstandsverhältnisse R_/R„_ und R„/R„_ wie im Kaltzustand untereinander gleich, der Verstärker 24 bleibt stromlos. Mit steigendem Füllstand wird ein Teil des Widerstandssensors gekühlt und im Widerstandswert erniedrigt. Der Spannungsabfall über dem Widerstand vermindert sich, gleichbedeutend damit steigt das Potential am Verbindungspunkt 9. Der Stromfolger 24 leitet Strom in den Verbindungs- punkt 29 bis zur angenäherten Potentialgleichheit mit dem Verbindungspunkt 9. Der Strom ist proportional zum Bedeckungsgrad des Widerstandssensors 2. Er steht im Ausgangsklemmenpaar 26 als Meßsignal zur Verfügung.
Eine Füllstandmeßeinrichtung mit Dividierschaltung zeigt Fig. 5. Wie in Fig. 4 ist die Reihenschaltung der Vergleichswiderstände der Reihenschaltung der Widerstandssensoren parallel geschaltet. Die Versorgungsspannung 12 ist jedoch direkt, ohne Stromregler, angelegt. Ein erster Strom— folger 16 nimmt das Potential des Verbindungspunktes 8
- 9T-
zwischen erstem und zweitem Widerstandssensor 1, 2 und prägt es dem Verbindungspunkt 28 der Vergleichswiderstände 21 und 22 auf. Dies hat einen Strom 20, 19 zur Folge, der vom Stromfolger 16 zur Dividierscha". :ung 18 geleitet wird.
Ähnlich nimmt ein zweiter Stromfolger 17 das Potential des Verbindungspunktes 9 zwischen zweitem und drittem Widerstandssensor 2, 3 auf und rarägt es dem Verbindungspunkt 29 der Vergleichswiderstände 22 und 23 auf, was einen Strom 25, 24 zur Folge hat, der ebenfalls zur Dividierschaltung 18 geführt wird. Am Ausgang 26 der Dividierschaltung 18 wird das Meßsignal entnommen.
Es ist vorgesehen, daß die Dividierschaltung 18 die Funktion U26 = U R'I24/'^I24 + 1Ig* ausgeführt. Dabei ist U26 die Ausgangsspannuncj, UR eine Bezugsspannung, während I1 „ und I„. die Ströme der entspechenden Positionsnummern sind. Die Spannung der Voroorgungssquelle 12 wird mit U12 bezeichnet. R ,, R „ und R _ sind die Kaltwiderstände der
Ol OZ OJ
Widerstandssensoren 1, 2 und 3. Für die Widerstände R,, R„ und R-. gelten die Beziehungen R, = R , .b, R„ = R _.(x.b + (l-x).a) und R3 = R 3«a. Dabei ist χ die relative Füllhöhe, a der Faktor dor Widerstandsänderung im Freiraum und b der Faktor der WLdorstandsänderung im Füllgut. R„,, R_» und R_-. sind die Worte der Vergleichswiderstände 21, 22 bzw. 23.
Die Kaltwerte der Widerstandssensoren seien den Vergleichswiderständen verhältnisgleich, d. h. R ,/R», = R «/R„? = R .,/R73. Durch die Stromfolner werden die Spannungsabfälle an den Widerstandssensoren an die Referenzwiderstände weitergegeben und die in ihnen fließenden Ströme bestimmen sich deshalb zu I21 = U12-R1Zi(R1 + R3 + R3).R21). I22 = U12-R2Zi(R1 + R2 + R3).R22) und I33 = U12-R3ZUR1 + R3 + R3).R_). Daraus ergeben sich die Ströme zur Dividierschaltung zu I19 = I22 - I31 und I = I33 - I?2· Man erhält dann für U?g unter den zuvor genannten Bedingungen die
-r-
Beziehung U36 = x.UR- Diese Beziehung besagt, daß die Ausgangsspannung Upg streng proportional zur Füllhöhe ist, ohne daß die Versorgungsspannung 12 oder die Faktoren der Widerstandserhöhung (a, b) das Ergebnis beeinflussen.
Wie aus dieser Darlegung hervorgeht, muß die Dividierschaltun in Fig. 5 vor der Division die Summe I„. + I g bilden. Dies kann durch die Anordnung nach Fig. 6 vermieden werden. Hier ist bei sonst gleichem Aufbau die Reihenfolge der Widerstandssensoren 1, 3, 2 und die der Referenzwiderstände entsprechend 21, 23, 22 gewählt. In diesem Fall hat die Dividierschaltung 18 nur die Funktion U?g = U . I_./I,_ auszuführen.
Aus konstruktiven Gründen kann es notwendig sein, die Widerstandssensoren 1 und 3 für Füllgut und Freiraum relativ klein im Verhältnis zum messenden Widerstandssensor 2 auszuführen. Entsprechend klein sind dann die Spannungsabfälle über diesen Widerstandssensoren. In einer Schaltung nach Fig. 5 oder Fig. G bedeutet das, daß insbesondere beim Stromfolger 16 keine ausreichende Arbeitsspannung für
die in Fig. 3 darqo.-i teilten Ausgangs transistoren zur Verfugung steht. Diese Schwierigkeit wird durch die Schaltung nach Fig. 7 überwunden. Hierbei sind die Widerstandssensaren wie in Fig. 5 angeordnet. Am Verbindungspunkt 8 sind der als Spannungsfolger geschaltete Operationsverstärker 3 7 und der Eingang don Stromfolgers 36 angeschlossen. Zwischen Punkt 7 und dem Folcyeeingang des Stromf olgers 36 ist der . Vergleichswidersband 21 angeschlossen. Vom Ausgang des Spannungsfolgers 37 führt die Reihenschaltung der Vergleichswiderstände 22 und 23 zum Punkt 10; am Verbindungspunkt 29 der Vergleichswiderstände 22 und 23 ist der Folgeeingang des Stromfolgers 17 angeschlossen. Die Eingänge der Stromfolger 16 und 17 sind am Verbindungspunkt 9 angeschlossen. Ein vierter Vergleichswiderstand 33, der im Normal-
- VS -
fall gleich dem dritten Vergleichswiderstand 23 ist, führt vom Punkt IO zum Folgeeingang des Stromfolgers 16, der auch mit dem Ausgang des Stromfolgers 36 verbunden ist. Die Ausgänge der Strornfolger 16 und 17 führen zur Dividierschaltung 18.
Falls die Vergleuchswxderstände groß im Verhältnis zu den Meßwiderständen sind, kann in der beschriebenen Schaltungsanordnung der als Spannungsfolger geschaltete Opera-IQ tionsverstärker 3 7 entfallen. Der dem zweiten Widerstandssensor 2 zugeordnete Vergleichswiderstand 22 wird direkt am Verbindungspunkt 8 des ersten und zweiten Widerstandssensor 1, 2 angeschlossen.
Durch den Stromfolger 16 wird der Spannungsabfall über den dritten Widerstandssensor 3 dem Vergleichswiderstand 33 zugeführt und ein entsprechender Strom 32 ausgelöst. Der Stromfolger 36 überträgt den Spannungsabfall über den ersten Widerstandssensor 1 auf den zugehörigen Vergleichswiderstand 21, der entstehende Strom 30 subtrahiert sich vom Strom 32. Die Stromdifferenz wird als Ausgangsstrom des Stromfolgers 16 zur Dividierschaltung geleitet; sie stellt das dividierende Signal dar. Die Erzeugung des Zähler- oder multiplizierenden Signales mit Hilfe des Stromfolgers 17 gleicht weitgehend der der Schaltung von Fig. In dieser Form der erfindungsgemäßen Lösung bleiben die Verstärker arbeitsfähig, bzw. lassen sich arbeitsfähige Verstärker angeben, auch wenn die Spannungsabfalle an den Widerstandssensoren verhältnismäßig klein sind.
Die Fig. 8 schließlich zeigt eine zweckmäßige Ausführung der Dividierschaltung. Die beiden Ausgangsströme 19 und 24 werden den Eingängen 38 und 39 zugeführt und durchfließen die -.Is Diode geschalteten Transistoren 40 und 41. Die Spannungsabfalle über den Transistoren sind logarithmisch vom Strom abhängig. Die Spannungsdifferenz der Anschlüsse
38 und 39 ist dadurch nur eine Funktion des Verhältnisses der einfließenden Ströme. Diese Spannungsdifferenz wird dem Transistorpaar 43, 50 zugeführt. Über eine Regelschleife mit der Zenerdiode 48 und den Transistoren 44, 46 und 47 wird der Strom durch den Transistor 43 stabilisiert. Da die Ströme in den Transistoren 5O und 43 im gleichen Verhältnis stehen wie die Ströme in den Transistoren 41 und 40, entspricht der Strom im Transistor 5O dem gewünschten Meßwert und kann im Strommesser 51 zur Anzeige gebracht werden.
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Claims (10)

  1. Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. Theodor-Stern-Kai 1, 6000 Frankfurt 70
    Heilbronn, den 30.03.81 Zl3-HN-La/pi - HN 81/18
    Patentansprüche
    10
    (I)J Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung mit Widerstandssensoren in einem Behälter mit Füllgut und Freiraum, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Widerstandssensor (1) vom. Füllgut (5), ein zweiter Widerstandssensor (2) zu einem Teil vom Füllgut (5) und zum anderen Teil vom Freiraum (6) und ein dritter Widerstandssensor (3) vom Freiraum (6) umgeben ist, daß die drei Widerstandssensoren elektrisch in Reihe geschaltet sind und daß am Anfang (7), am ersten Verbindungspunkt (8), am zweiten Verbindungspunkt (9) und am Ende (10) der Reihenschaltung je ein Eingang einer Auswerteschaltung (11) angeschlossen ist.
  2. 2) Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine VersorgungsSpannungsquelle (12) vorgesehen ist, an die die Reihenschaltung der drei Widerstandssensoren angeschlossen ist.
  3. 3) Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu den drei Widerstandssensoren ein Stromregler (14) geschaltet ist und daß der Steuereingang (13) dieses Stromreglers mit der Auswerteschaltung (11) verbunden ist.
  4. 4) Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung nach einem de Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte, für den Freiraum vorgesehene Widerstandssensor (2) zwischen dem ersten Widerstandssensor (1) und dem dritten Widerstandssensor (3) der Reihenschaltung angeordnet ist.
  5. 5) Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung von drei Vergleichswiderständen vorgesehen und der Reihenschaltung der Widerstandssensoren parallel geschaltet ist, wobei der erste Vergleichswiderstand (21) dem ersten Widerstandssensor (1), der dritte Vergleichswiderstand (23) dem dritten Widerstandssensor (3) und der zweite Vergleichswiderstand (22) dem zweiten Widerstandssensor (2) zugeordnet ist.
  6. 6) Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Operationsverstärker vorgesehen ist und daß die Eingänge des Operationsverstärkers (25) mit dem ersten Verbindungspunkt
    (8) der Widerstandssensoren (1, 3) und dem ersten Verbindungspunkt (28) der Vergleichswiderstände (21, 23) verbunden sind und daß der Ausgang (13) des Operationsverstärkers mit dem Eingang des Stromreglers (14) verbunden ist.
  7. 7) Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromfolger (24) vorgesehen ist und daß der Steuereingang des Stromfolgers (24) mit dem zweiten Verbindungspunkt (9) der Widerstandssensoren (3, 2) und der Folgeeingang des Stromfolgers (24) mit dem zweiten Verbindungspunkt (29) der Vergleichswiderstände (23, 22) verbunden ist und daß der Ausgang des Stromfolgers (24) zu einem Ausgangskiemmenpaar (26) führt, an das weitere Einrichtungen anschliessbar sind, die z. B. zur Anzeige, Verstärkung oder Signalverarbeitung dienen.
  8. 8) Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung der drei Widerstandssensoren (1, 2, 3) eine Reihenschaltung von drei Vergleichswiderständen (21, 22, 23) parallel geschaltet ist, daß ein erster Stromfolger (16) mit dem Steuereingang am ersten Verbindungspunkt (8) der
    Widerstandssensoren (1, 2) und mit dem Folgeeingang am ersten Verbindungspunkt (28) der Vergleichswiderstände (21, 22) verbunden ist, daß ein zweiter Stromfolger (17) mit dem Steuereingang am zweiten Verbindungspunkt (9) der Widerstandssensoren (2, 3) und mit dem Folgeeingang am zweiten Verbindungspunkt (29) der Vergleichswiderstände (22, 23) verbunden ist und daß die Ausgänge der Stromfolger mit einer Dividierschaltung (18) verbunden sind.
  9. 9) Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Verbindungspunkt (9) der Widerstandssensoren (2, 3) die Steuereingänge eines ersten und zweiten Stromfolgers (16, 17) angeschlossen sind, daß am ersten Verbindungspunkt
    (8) der Widerstandssensoren (1, 2) der Steuereingang eines dritten Stromfolgers (36) und der Eingang eines als Spannungsfolger geschalteten Operationsverstärkers (3 7) angeschlossen ist, daß ein erster Vergleichswiderstand (21) vom Anfang (7) der Reihenschaltung zum Folgeeingang des dritten Stromfolgors führt, daß ein zweiter Vergleichswiderstand (22) vom Ausgang des Spannungsfolgers (37) zum Folge-
    eingang (29) des zwoiten Stromfolaers (17) führt, daß ein dritter Vergleichswiderstand (23) von da aus zum Ende (10) der Reihenschaltung führt, daß der Ausgang des dritten Stromfolgers (36) mit dem Folgeeingang des ersten Stromfolgers (16) und einem vierten Vergleichswiderstand (33) verbunden ist und daß der vierte Vergleichswiderstand ebenfalls zum Ende (10) der Reihenschaltung führt und daß die Ausgänge des ersten und zweiten Stromfolgers (16, 17) mit einer Dividierschaltung (18) verbunden sind.
  10. 10) Thermoelektrische Füllstandsmeßeinrichtung nach einem ' der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ver^1eichswiderstand (22) am ersten Verbindungspunkt (8) der Widerstandssensoren (1, 2) angeschlossen ist.
DE19813115776 1981-04-18 1981-04-18 Thermoelektrische fuellstandsmesseinrichtung Granted DE3115776A1 (de)

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