DE3230405A1 - Gasdruck-messschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßschaltung zur Verwendung mit einem Pirani-Meßgerät. Derartige Meßgeräte werden zur Messung des Druckes eines Gases benutzt mittels eines erhitzten Drahtes, dessen Temperatur über seinen elektrischen Widerstand gemessen wird. Die Temperatur des Drahtes oder die Geschwindigkeit, mit der er Wärme an seine Umgebung abgibt, ist eine Funktion des Gasdrucks und damit kann einer dieser beiden Faktoren benutzt werden, um mit· dem Gerät Unterdruckwerte zu bestimmen.

Bei einem Pirani-Meßgerät befindet sich der Draht in einem Arm einer Wheatstone-Brückerischaltung. Das Meßgerät .kann ent-

/einer weder in einer Konstanttemperatur- oder Konstantspannungs-Betriebsart betrieben werden. Bei der ersten Betriebsart wird die Rate, mit der die Energie nachgeführt wird, um den Draht bei konstanter Temperatur zu halten, durch Gasdruckänderungen geändert, und damit wirkt diese Änderungsrate als Maß für den Unterdruckwert. Bei der zweiten Betriebsart wirkt die Veränderung der elektrischen Verstimmung der Brücke mit dem Gasdruck als Maß für den Unterdruckwert.

Die erfindungsgemäße Meßschaltung ist zum Betreiben bei der Konstanttemperatur-Betriebsart ausgelegt.

Bei bekannten Pirani-Meßgeräten wird ein gewisses Ausmaß von .Temperaturkompensation dcidurch erreicht, daß ein temperaturabhängiger Widerstand in·einen anderen Arm der Brücke aufgenommen wird. Die Widerstandsänderungen mit der Temperatur, die dadurch erzeugt werden, werden im gesamten Normal-Tempera Lurbetriebsbereich des Meßgerätes angewendet, ^obei dieser normalerweise von 10 bis 50 C reicht, jedoch kann vollständige Kompensation nur bei einer Temperatur bewirkt werden, die meistens an ein Ende der Skala gelegt wird.

Die vorliegende Erfindung ergibt eine Schaltung zum Betrieb eines Pirani-Meßgerätes mit einer elektrischen Brücke, in

der ein Arm zur Aufnahme des Meßgerätes ausgelegt ist, und die zur Erzeugung eines für den Gasdruck in dem Meßgerät repräsentativen Ausgangssignals ausgelegt ist, wobei nicht in einem Arm der Brücke aufgenommene elektiische Einrichtungen vorgesehen sind, die die Erzeugung eines Signäles bewirken, daß für die Umgebungstemperatur, ii. der das Meßgorät arbeitet, bezeichnend ist, zusammen mit einer SignalübcM Setzungseinrichtung, die das Ausgangssigna] der Brücke und der elektrischen Einrichtungen erhält und zur Erzeugung eines umgebungstemperatur-kompensierten Gasdrucksignals ausgelegt ist.

Vorteilhafter Weise enthält die elektrische Einrichtung ein Widerstandselement, das vorzugsweise Teil eines elektrischen Netzwerkes wie eines Spannungsteilers bildet, an den ein im wesentlich konstanter Spannungsabfall angelegt ist. Der an einem Abgriff des Teilers auftretende Spannungswert wird zusammen mit dem Ausgangssignal der Brücke an den Eingang eines Verstärkers angelegt, dessen Ausgangssιynal >'.ur Krzeugung einer Anzeige des temperatur-kompensicrten Casdrnckwertes dienen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein zusätzliches Ausmaß von Temperaturkompensation durch ein in einem Arm der Brücke aufgenommenes Widerstandselement geschaffen.

Eine Ausführung der Erfindung wird nachfolcfend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der die einzige Figur ein schematisches Schaltbild für eine Schaltunq für ein Pirani-Meßgerät zeigt.

In der Zeichnung ist der Widerstand F der Pirani-Meßdraht, der durch den über eine Spannungsleitung 2 mit variabler

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Spaimuric) gezogenen Strom geheizt wird, wobei die variable Spannung vom Ausgang eines Verstärkers 4 geliefert wird. Der Auscjleichsarm der Brücke 6 enthält einen primären Temperaturkompensationswiderstand T1. Die anderen beiden Vethältnisarme der Brücke 6 werden durch Widerstände R1 u|nd R2 gebildet.

Benachbart dem Widerstand T1 ist ein Widerstand T2 vorigesehen, der die verbesserte Temperaturkompensation ergibt. Er ist deshalb dem Widerstand T1 benachbart angeordnet, damit er den gleichen Temperaturänderungen wie dieser unterworfen ist. Der Widerstand T2 ist an eine Konstantspannungsleitung 8 übet einen weiteren Widerstand R7 angeschlossen. Da die ,andere Seite def; Widerstandes T2 an Masse liegt, bilden die Widerstände R2 und T2 einen Spannungsteiler, dessen Teijlungs-

oder Abgriffpunkt 12 über einen Voreinstellwiderstand R4 an

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den Eingang eines zweiten Verstärkers 10 gelegt ist, der .durch einen Widerstand R5 überbrückt ist. Die Spannungs-. leitung 2 mit variabler Spannung ist über den Widerstand R3 an den gleichen Eingang des Verstärkers 10 gelegt. Auf diese Weise führen Veränderungen der Spannung des Punktes 12, die durch Wi derst.indsschwankungen des Widerstandes T2 verursacht werden, zu einer Spannung, die algebraisch zu der am Ausgang des Widerstandes R3 addiert v/ird , um die erforderliche Abweichung der effektiven Spannung der Leitung 2 zu erzeugen. Diese Abweichspannung wird durch den Verstärker 10 verstärkt und über einen Widerstand R6 einem Meßgerät · 14 zugeführt, das in Gasdruckwerten geeicht ist.

Da die jeweiligen Diagonalpunkte der Brücke 6 an die beiden Eingänge des Verstärkers 4 angelegt sind, ändert sich das ■ in der Leitung 2 vorhandene Signal in Abhängigkeit von dem Widerstandswert des Meßdrahtes F, wobei die über der Signalspannungs-Dia <)onale der Brücke 6 angelegte Spannung dazu bestimmt ist, diesen Widerstand, und dadurch die Temperatur

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des Drahtes F konstant zu halten.

Der primäre Kompensationswiderstand T1 kann in der dargestellten Weise so voreingestellt werden, daß er Änderungen an einem Punkt des Betriebstemperaturbereiches des zuqehörigen Pirani-Meßgerätes exakt kompensiert. Wenn die Temperatur des sekundären Kompensationswiderstandes T2 sich beim Betrieb des Meßgerätes ändert, wird die über den Widerstand R4 geleitete Abweichungsspannung in ihrer Größe durch die Voreinstellung von R4 bei einer ausgewählten Temperatur begren.-.t. Es hat sich gezeigt, daß die Kennlinien der Widerstände T1 und T2 einander in großem Ausmaß so ausgleichen, daß die sich ergebende Schaltung den gemessenen Gasdruckwert genauer über den normalen-Betriebstemperaturbereich anzeigt.

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Claims (8)

1. η./Schaltung.zum Betrieb eines Pirani-Meßgerätes, mit einer Brücke, in der ein Arm (F) zur Aufnahme des Meßgerätes dient und die zur Erzeugung eines für den Gasdruck in dem Meßgerät repräsentativen Ausgangssignals ausgelegt ist, gekennzeichnet durch nicht in -einem Arm der Brücke (6) aufgenommene elektrische Einrichtungen (T2, R7, 8, R4), die die Erzeugung eines für die Umgebungstemperatur, in der das Meßgerät arbeitet, bezeichnenden Signals bewirken, gemeinsam mit einer Signalübersetzungseinrichtung (1O, R5, R6), die das Ausgangssignal der Brücke (6) und der elektrischen Einrichtung (T2, R7, R4) empfängt und zur Erzeugung eines Änderungen der Umgebungstemperatur kompensierenden Gasdrucksignals ausgelegt ist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, ■ dadurch gekennzeichnet, daß das Pirani-Meßgerät in der Konstant-Drahttemperatur-Betriebsart arbeitet.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Einrichtung ein temperaturenipfindliches Widerstandselement (T2) enthält.
4. 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (T2) einen Teil eines
   Netzwerkes (8, R7, 12, T2, 4- ) bildet und die Erzeugung
   eines von Temperaturänderungen abhängigen Signales aus'einem an dem Netzwerk angelegten Spannungsabfall (8, 4r ) bewirkt.
5. 5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (T2) einen Teil eines
   Spannungsteilers (R7, T2) bildet.
6. 6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das an einem Abgriff (12) des Spannungsteilers (R7, T2) abgenommene Signal und das Ausgangssignal der
   Brücke (6) an den Eingang eines Verstärkers (10) angelegt' sind, dessen Ausgangssignal zur Erzeugung von für temperaturkompensierte Gasdruckwerte repräsentative Anzeigaibenulζbar ist.
7. 7. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
   gekennzeichnet , daß ein weiteres Widerstandselement (T2) in einem Arm der Brücke (6) zur Erzeugung von Temperaturkompensation vorgesehen ist.
8. 8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Widerstandselemente (T1, T2) einander benachbart angeordnet sind.