DE3536591A1

DE3536591A1 - Signalformer

Info

Publication number: DE3536591A1
Application number: DE19853536591
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Abert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1985-10-14
Publication date: 1987-04-16

Description

Die Erfindung betrifft einen Signalformer mit einem Meß wertgeber, der als Meßsignal einen eingeprägten Strom liefert, und mit einem vom Meßwertgeber räumlich getrenn ten Umsetzer, der den Meßstrom in ein zur Übertragung über ein galvanisch trennendes Element geeignetes Signal umsetzt.

Es sind Meßwertgeber bekannt, z. B. aus der DE-PS 28 39 617, die als Meßsignal einen eingeprägten Strom liefern, damit der Spannungsabfall auf der Verbindungsleitung zu einem Auswertegerät, z. B. einem Analog-Digital-Umsetzer, den Meßwert nicht verfälscht. Ferner ist in "Taschenbuch der Informatik" von K. Steinbuch und W. Weber, Springer Verlag, 1974, Band 2, Seite 352 beschrieben, den Eingang von Ana log-Digital-Umsetzern zur Unterdrückung von Gleichtakt störspannungen potentialfrei auszuführen. Bei Analog-Digi tal-Umsetzern mit Spannungs-/Frequenz-Umformern läßt sich dies dadurch erreichen, daß man den Spannungs-/Frequenz- Umformer mit Hilfe eines Gleichspannungswandlers poten tialfrei mit Betriebsspannung versorgt und die Ausgangs impulse des Spannungs-/Frequenz-Umsetzers z. B. mit ei nem Übertrager auskoppelt. Die bekannten potentialfreien Spannungsversorgungen erfordern jedoch einen beträchtli chen Bauteileaufwand, vor allem dann, wenn auf einer Bau gruppe mehrere Umsetzer angeordnet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Signalformer der eingangs angegebenen Art zu schaf fen, bei dem der Aufwand für die Betriebsspannungsversor gung für den Umsetzer, der den eingeprägten Strom in po tentialfrei übertragbare Signale umsetzt, verringert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeich nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Anhand der Zeichnung, in der das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen und Ergänzun gen näher beschrieben und erläutert.

Mit 1 ist ein Meßwertgeber bezeichnet, der an eine Betriebs spannung U _B angeschlossen ist und den Wert einer zu mes senden physikalischen Größe in einen eingeprägten Strom I _M umetzt. Die Stromstärke beträgt je nach Meßwert 4 bis 20 mA, d. h., auch bei Meßwert 0 fließt ein Mindeststrom, der anzeigt, daß keine Leitungsunterbrechung vorliegt. Der Meßstrom wird dem Eingang eines Umsetzers zugeführt und fließt dort über einen Meßwiderstand 3. Der Spannungs abfall an diesem ist einem Differenzverstärker 4 zuge führt, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Spannungs-/ Frequenz-Umformers 5 verbunden ist. An diesen ist als Element zur potentialtrennenden Signalübertragung ein Optokoppler 6 angeschlossen.

Die Betriebsspannung des Differenzvestärkes 4 und des Spannungs-/Frequenz-Umformers 5 wird aus dem eingeprägten Strom dadurch abgeleitet, daß in Reihe zum Meßwiderstand 3 eine Zenerdiode 7 geschaltet ist. Die an dieser auftre tende Spannung liegt am Eingang eines Spannungsverdopp lers 2, von dem die Versorgungsspannung für den Differenz verstärker 4 und den Spannungs-/Frequenz-Umformer 5 abge nommen sind. Über eine zweite Ader fließt der eingeprägte Meßstrom I _M vom Umsetzer 8 zurück zum zweiten Pol der Versorgungsspannung des Meßwertgebers 1, das Massepoten tial sein kann. Der Umsetzer 8 ist potentialfrei, seine Bauteile können sich auf beliebigem Potential befinden. Anstelle der Zenerdiode 7 könnte auch ein ohmscher Wider stand verwendet werden; jedoch hat eine Zenerdiode den Vorteil, daß die Ausgangsspannung des Spannungsverdopp lers 2 stabilisiert ist.

Claims

1. Signalformer mit einem Meßwertgeber (1), der als Meß signal einen eingeprägten Strom (I _M) liefert, und mit ei nem vom Meßwertgeber (1) räumlich getrennten Umsetzer (8), der den Meßstrom (I _M) in ein zur Übertragung über ein galvanisch trennendes Element (6) geeignetes Signal um setzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (1) einen Mindeststrom abgibt und die Versorgungsspannung des Umsetzers (8) aus dem Meß strom (I _M) des Meßwertgebers (1) gewonnen ist.

2. Signalformer nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß im Umsetzer der Meßstrom (I _M) eine Zenerdiode (7) durchfließt und aus der an dieser auftretenden Spannung die Versorgungsspannung ab geleitet ist.

3. Signalformer nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß an die Zenerdiode (7) eine Spannungs-Erhöhungsschaltung, vorzugsweise eine Spannungs-Verdopplerschaltung (2) angeschlossen ist, wel che die Versorgungsspannung liefert.

4. Signalformer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zenerdiode (7) ein vom Meßstrom (I _M) durchflossener Meßwiderstand (3) vorgeschaltet ist, an den ein Differenzverstärker (4) an geschlossen ist, an dem eine Schaltung zum Erzeugen des zur Übertragung über das galvanisch trennende Element geeignetes Signal angeschlossen ist.

5. Signalformer nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß an den Differenzverstär ker (4) ein Spannungs-/Frequenz-Umsetzer (5) angeschlos sen ist.

6. Signalformer nach den Ansprüchen 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß das gal vanisch trennende Element ein Optokoppler (6) ist.