DE3314880C2

DE3314880C2 - Verfahren zur Herstellung von Widerstandsbrückenschaltungen

Info

Publication number: DE3314880C2
Application number: DE19833314880
Authority: DE
Inventors: Harald 7517 Waldbronn Fritz; Heinrich Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Schröder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1983-04-25
Publication date: 1985-03-28
Also published as: DE3314880A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Widerstandsbrückenschaltungen aus Drahtwiderständen gleichen Widerstandswertes, wobei zur Verminderung der Folgen von Herstellungs- und Umwelteinflüssen die Brückenwiderstände (R) aus mit im Vergleich zum Drahtdurchmesser langem Schlag miteinander verseilten und auf einen gemeinsamen Wickelkörper (13) gewickelten, einer Ziehcharge entstammenden gleich langen Drähten bestehen und die Widerstände (R) innerhalb der Brücke derart geschaltet sind, daß elektromagnetische Einstreuungen sich bezüglich der ein Nutzsignal abgebenden Brückendiagonalpunkte (11; 12) gegenseitig aufheben.

Description

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Widerstandsbrükkenschaltungen aus Drahtwiderständen gleichen Widerstandswertes und paarweise aus gleichem Widerstandsdraht, dadurch gekennzeichnet, daß alle Brückenwiderstände (R) aus mit im Vergleich zum Drahtdurchmesser langem Schlag miteinander verseilten und auf einen gemeinsamen Wikkelkörper (13) gewickelten, einer Ziehcharge entstammenden gleich langen Drähten bestehen und daß die Widerstände (R) innerhalb der Brücke derart geschaltet sind, daß gemeinsame Anschlußpunkte (1, 5; 3,7) von Widerstandspaaren (R, R) an die Speise- ;5 diagonale (9,10) an gleichen Enden der miteinander verseilten Brückenwiderstände liegen.

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Widerstandsbrückenschaltungen aus Drahtwiderständen gleichen Widerstandswertes und paarweise aus gleichem Widerstandsdraht

Der DE-AS 21 57 842 ist eine derartige Widerstandsbrückenschaltung zu entnehmen. Diese Brücke soll eine Temperaturkompensation ermöglichen, die eine optimale Lösung in einem weiten Temperaturbereich gewährleistet. Darüber hinaus wird beim Bekannten vorgeschlagen, eine sogenannte Meßspule, deren während einer Messung veränderlicher komplexer Widerstand mit Real- und Imaginär/eil in ehern anderen Brückenzweig abgeglichen werden soll, aus mehreren hintereinandergeschalteten Spulen aufzub uen, die aus Wicklungen paralleler Drähte bestehen. Mit dieser Anordnung soll die Abgleichbedingung mit kleineren ohmschen Widerständen erfüllbar sein. Die beiden parallel gewickelten Spulen sind an ungleichen Wicklungsenden miteinander verbunden. In IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 18, Nr. 3, Seite 772, August 1975, ist eine Methode zur Kriechstrommessung an einer Brückenschaltung aus vier identischen Präzisionswiderständen auf einom Halbleitersubstrat beschrieben. Es wird dort dargelegt, daß die bei einer großen Anzahl solcher Brückenschaltungen gemessene Diagonalspannung Gauß'sche Normalverteilung aufweist, wenn angenommen wird, daß auch der Kriechstrom so verteilt ist. Die statistische Bandbreite der gemessenen Spannung ist proportional dem Kriechen. Das Meßergebnis ergibt direkt den Fehler.

Beispielsweise m- der Dehnungsmeßstreifentechnik werden die Dehnungsmeßstreifen häufig als Halbbrükke geschaltet, die durch Festwiderstände zu einer ganzen Wheatstone-Brückenschaltung ergänzt werden. Mit gleich großen Widerständen werden jedoch auch vollständige Brückenschaltungen aufgebaut, die durch zusätzliche Widerstände in definierter Weise geringfügig verstimmt werden können. Der Grundabgleich derartiger Brückenschaltungen muß jedoch möglichst konstant gegen Umwelteinflüsse sein, Aus der Theorie der Brückenschaltungen ist bekannt, daß bei aus gleich großen Widerständen aufgebauten Brücken gleichartige Änderungen der Widerstände keinen Effekt in der Ausgangsdiagonalen hervorrufen. Unter Umwelteinflüssen gleichartige und gleich große Widerstandsänderungen zu erreichen, ist bisher jedoch nur unter erheblichem Aufwand gelungen. Diesbezügliche Maßnahmen können sich auf einen möglichst vollständigen Ausschluß der Umwelt durch Einbau der Brückenwiderstände in einen Thermostaten und/oder entsprechende vollständige Abschirmung gegen elektromagnetische Felder erstrecken. Es ist auch bekannt, den einzelnen Widerstand einer Brückenschaltung unter entsprechendem Aufwand hochkonstant auszubilden. Dies erfordert jedoch einen erheblichen Material- und Arbeitsaufwand.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Brükkenschaltung so aufzubauen, daß Umwelteinflüsse, wie Temperaturänderungen und elektromagnetische Einstreuungen, auf alle Widerstände der Widerstandsbrükkenschaltung in gleicher Weise einwirken. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß alle Brückenwiderstände aus mit im Vergleich zum Drahtdurchmesser langem Schlag miteinander verseilten und auf einen gemeinsamen Wickelkörper gewickelten, einer Ziehcharge entstammenden gleich langen Drähten bestehen und daß die Widerstände innerhalb der Brücke derart geschaltet sind, daß gemeinsame Anschlußpunkte von Widerstandspaaren an die Speisediagonale an gleichen Enden der miteinander verseilten Brückenwiderstände liegen.

Durch den mit der Erfindung vorgeschlagenen Aufbau der Brückenschaltung ist gewährleistet, daß die wesentlichen Umwelteinflüsse in allen Brückenwiderständen vollkommen gleichartige Wirkungen auslösen, die sich, wie oben schon erwähnt, bei Brückenschai tungen gegenseitig aufheben. Das vorgeschlagene Herstellungsverfahren ist wesentlich weniger aufwendig als die Verwendung einzzlner hochkonstanter Brückenwiderstände oder einer Kapselung der Brücke in einem Thermostaten und/oder einer elektromagnetischen Abschirmung.

Die Erfindung kann bei Brückenschaltungen verwendet werden, die als Wägezellen-Phantom zur Überprüfung von elektronischen Auswägeeinrichtungen eingesetzt werden. Auch für einen Kreiszeigerabgriff in einer elektromechanischen Waage iss die Erfindung anwendbar.

Die Erfindung wird an zwei Figuren erläutert.

Fig. 1 ist die schematische Darstellung einer Wheatstone-Brücke. In

F i g. 2 sind die vier Brückenwiderstände, die in Wirklichkeit miteinander verseilt sind, einzeln mit auf ihre Anfangs- und Endpunkte bezogener Stromrichter dargestellt.

In F i g. 1 sind vier gleich große Drahtwiderstände R in bekannter Weise zu einer Wheatstone'schen Brükkenschaltung verschaltet. An Speisediagonalpunkten 9 und 10 liegt eine elektrische Energiequelle Us- An Ausgangsdiagonalpunkten 11 und 12 kann ein Nutzsignal abgenommen werden. Anfangs- und Endpunkte der Brückenwiderstände R sind mit 1... 8 bezeichnet.

In F i g. 2 sind die Anfangs- und Endpunkte der einzelnen Widerstandswicklungen mit den gleichen Bezugsziffern versehen wie in der Fig. 1. Elektromagnetische Einstreuungen in diese miteinander verseilt zu denkenden, auf einen gemeinsamen Wickelkörper 13 aufgebrachten Widerstandswicklungen werden in diesen Ströme hervorrufen, die als Pfeile von den Anfangs- zu den Endpunkten der Widerstandswicklungen weisen. Sind die Widerstände nach der in F i g. 1 dargestellten Weise miteinander verbunden, so heben sich die Effekte der Einstreuungen gegenseitig auf.