DE4234133A1 - Physical parameter monitoring arrangement, esp. for temp. sensing - has semiconductor sensor with resistance varying with measurement parameter, and evaluation device controlling power supply to sensor - Google Patents

Physical parameter monitoring arrangement, esp. for temp. sensing - has semiconductor sensor with resistance varying with measurement parameter, and evaluation device controlling power supply to sensor

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Abstract

The electronic monitoring arrangement contain a semiconductor sensor (2) whose electrical resistance varies with the measurement parameter, and an evaluation device (3) which produces a switching signal for a defined resistance change. The signal drives an electronic switch (4) which feeds a supply voltage to a load (5) which performs a monitoring function. The internal supply voltage for the semiconducting sensor, the evaluation device and electronic switch is generated from an external operating voltage source (+Ub) with the load connected to its positive rail. An analog display (6) is provided to display the measured parameter, e.g. temp. USE/ADVANTAGE - For monitoring cooling water temp. in vehicle IC engine. Reduced circuitry.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwa­ chung einer physikalischen Größe mit einer Überwachungselektronik, die einen Halbleitersensor, dessen elektrischer Widerstandswert sich mit der phy­ sikalischen Größe ändert, eine an den Halbleitersen­ sor angeschlossene Auswerteeinrichtung, in welcher bei einer bestimmten Widerstandsänderung ein Schalt­ signal erzeugt wird, sowie eine vom Schaltsignal der Auswerteeinrichtung angesteuerte elektronische Schalteinrichtung aufweist. Durch das Schaltsignal wird bewirkt, daß ein Verbraucher, welcher eine Über­ wachungsfunktion betätigt, an eine entsprechende Ver­ sorgungsspannung angeschlossen wird. Bei den bekann­ ten Überwachungsvorrichtungen ist es erforderlich, daß sowohl für den Betrieb der Überwachungselektronik als auch für den Betrieb des Verbrauchers unter­ schiedliche Betriebsspannungsquellen und damit eine erhöhte Anzahl an elektrischen Anschlüssen erforder­ lich ist.The invention relates to a device for monitoring a physical quantity with a Monitoring electronics that include a semiconductor sensor whose electrical resistance value varies with the phy sical size changes, one at the semiconductors sor connected evaluation device, in which at a certain change in resistance, a switch signal is generated, as well as one of the switching signal of the Evaluation device controlled electronic Has switching device. Through the switching signal causes a consumer who has an over guard function activated, to a corresponding ver supply voltage is connected. With the known Monitoring devices require that both for the operation of the monitoring electronics as well as for the operation of the consumer  different operating voltage sources and thus one increased number of electrical connections required is.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der schaltungstechnische Aufwand verringert ist.The object of the invention is a device of to create the type mentioned, in which the circuit complexity is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die interne Versorgungsspannung für die den Halb­ leitersensor, die Auswerteeinrichtung und die elek­ tronische Schalteinrichtung enthaltende Überwachungs­ elektronik von einer externen, als Gleichspannungs­ quelle ausgebildeten Betriebsspannungsquelle, an deren einen Pol der Verbraucher angeschlossen ist, über den Verbraucher erzeugt wird. Der Verbraucher ist hierzu so niederohmig ausgebildet, daß die Erzeugung der internen Versorgungsspannung für die Überwachungs­ elektronik immer gewährleistet ist. Der Verbraucher kann eine Glühlampe (z. B. mit 2 W) oder der Steuer­ stromkreis eines Relais oder Magnetventils sein.According to the invention, this object is achieved by that the internal supply voltage for the half conductor sensor, the evaluation device and the elec Monitoring device containing tronic switchgear electronics from an external, as DC voltage source trained operating voltage source, at the a pole of consumers is connected through which Consumer is generated. The consumer is on this trained so low that the generation of internal supply voltage for the monitoring electronics is always guaranteed. The consumer can be an incandescent lamp (e.g. with 2 W) or the control circuit of a relay or solenoid valve.

Durch das Schaltsignal, welches bei einer bestimmten Widerstandsänderung des Halbleitersensors von der Auswerteeinrichtung abgegeben wird, kann ein Taktge­ ber betätigt werden, der abwechselnd die Erzeugung der internen Versorgungsspannung für die Überwachungselektronik und die Versorgungsspannung für den Verbraucher bewirkt, wobei beide Versorgungs­ spannungen von der äußeren Betriebsspannungsquelle abgeleitet werden.By the switching signal, which at a certain Resistance change of the semiconductor sensor from the Evaluation device is issued, a Taktge Be actuated, alternately generating the internal supply voltage for the Monitoring electronics and the supply voltage causes for the consumer, both supply voltages from the external operating voltage source be derived.

An die externe Betriebsspannungsquelle kann ein zwei­ ter Verbraucherkreis angeschlossen sein, welcher den Halbleitersensor, eine daran angeschlossene Auswerte­ einrichtung und eine Anzeigeeinrichtung, welche ins­ besondere als analog anzeigende Anzeigeeinrichtung ausgebildet ist, aufweist. Hierbei können sowohl der Verbraucher als auch die Analoganzeigeeinrichtung mit dem einen Pol der externen Betriebsspannungsquelle verbunden sein. Die zwischen der analogen Anzeigeein­ richtung und dem Halbleitersensor vorgesehene Aus­ werteelektronik für die Analoganzeige kann ebenfalls zur Überwachungselektronik gehören. Hierbei läßt sich die Verbindung zwischen der Überwachungselektronik und dem Verbraucher und der Analoganzeigeeinrichtung über nur zwei Anschlüsse, die beispielsweise als Steckverbinder ausgebildet sind, erreichen.One two can be connected to the external operating voltage source ter consumer circuit which is connected to the Semiconductor sensor, an evaluation connected to it  device and a display device which ins special as an analog display device is formed. Both the Consumer as well as the analog display device one pole of the external operating voltage source be connected. The between the analog display direction and the semiconductor sensor provided Aus value electronics for the analog display can also belong to the monitoring electronics. Here you can the connection between the monitoring electronics and the consumer and the analog display device via only two connections, for example as Connectors are formed, achieve.

Eine derartige Anordnung erweist sich insbesondere bei der Kühlwassertemperatur-Überwachung in Verbren­ nungskraftmaschinen (Diesel- oder Ottomotoren) von Kraftfahrzeugen als vorteilhaft. Die Erfassung der oberen Grenztemperatur des Kühlwassers und die Betä­ tigung einer entsprechenden Anzeige in Form einer Glühlampe erfolgte bisher mittels eines Bimetall­ schalters, der bei der entsprechenden Temperatur den Versorgungsstromkreis für die Signallampe geschlossen hat. Die kontinuierliche Anzeige der Ist-Temperatur­ werte erfolgt über eine entsprechende Auswerteschal­ tung, an welche eine analoge Temperaturanzeige ange­ schlossen ist. Für diese beiden Funktionen, nämlich Signalgabe bei Erreichen einer Höchsttemperatur und ständige Anzeige der Ist-Temperatur waren zwei elek­ trische Anschlüsse in Form von Steckverbindern be­ kannt.Such an arrangement proves to be particularly useful cooling water temperature monitoring in Verbren power engines (diesel or petrol engines) from Motor vehicles as advantageous. The capture of the upper limit temperature of the cooling water and the bet a corresponding advertisement in the form of a Incandescent lamps were previously made using a bimetal switch, which at the appropriate temperature Supply circuit for the signal lamp closed Has. The continuous display of the actual temperature values are made using a corresponding evaluation scarf device to which an analog temperature display is shown is closed. For these two functions, namely Signaling when a maximum temperature is reached and constant display of the actual temperature was two elec trical connections in the form of connectors knows.

Mit Hilfe der Erfindung ist es gegenüber der bekann­ ten Temperaturüberwachung nun möglich, mit geringerer Trägheit, verringerter Hysterese und erhöhter Sensi­ tivität eine elektronisch erfaßte Temperaturüberwa­ chung des Kühlwassers von Kraftfahrzeugmotoren durch­ zuführen. Dabei können herkömmliche Überwachungssyste­ me ohne weiteres umgerüstet werden, weil für die in­ terne Spannungsversorgung der Überwachungselektronik keine zusätzlichen Anschlüsse erforderlich sind, son­ dern mit den herkömmlichen zwei Anschlüssen auch die interne Spannungsversorgung der Überwachungselektro­ nik sich erreichen läßt.With the help of the invention it is known to the Temperature monitoring now possible, with less Inertia, reduced hysteresis and increased sensitivity  tivity an electronically recorded temperature monitor Chung the cooling water of automotive engines respectively. Conventional monitoring systems me can be easily converted because for the in internal power supply for the monitoring electronics no additional connections are required, son with the conventional two connections also the internal power supply for the monitoring electro nik can be reached.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in den Figuren noch näher erläutert. Es zeigt:The invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail in the figures. It shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Überwachungsvor­ richtung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist; Fig. 1 is a block diagram of a Sicherheitsvor direction, which is an embodiment of the invention;

Fig. 2 einen Anschlußplan zur Verwendung des Aus­ führungsbeispiels bei einer Temperaturüber­ wachung des Kühlwassers in einer Verbren­ nungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs; Fig. 2 is a connection diagram for using the exemplary embodiment from monitoring the temperature of the cooling water in a combustion engine of a motor vehicle;

Fig. 3 in Explosivdarstellung die einzelnen Be­ standteile der Überwachungseinrichtung und Fig. 3 is an exploded view of the individual components of the monitoring device and

Fig. 4 die Überwachungseinrichtung des Ausführungsbeispiels in zusammengebautem Zustand. Fig. 4 shows the monitoring device of the embodiment in the assembled state.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Überwachung einer physikali­ schen Größe, insbesondere einer Temperatur eines zu überwachenden Mediums, beispielsweise des Kühlwassers in einem Kraftfahrzeugmotor, beinhaltet eine Überwa­ chungselektronik 1, an welche über zwei elektrische Anschlüsse 13, 14, welche als Steckverbinder ausge­ bildet sind, ein Verbraucher 5, beispielsweise eine Glühlampe oder eine andere Alarmeinrichtung und eine analoge Anzeigeeinrichtung 6 für eine ständige Ist- Anzeige der ermittelten physikalischen Größe, insbe­ sondere der Temperatur, angeschlossen sind. Die Über­ wachungselektronik 1 beinhaltet einen Halbleitersen­ sor 2, dessen elektrischer Widerstandswert sich mit der physikalischen Größe, insbesondere der Temperatur ändert. Es kann sich bei der Temperaturüberwachung um einen Temperatursensor in Form eines Kaltleiters (PTC-Widerstand) oder eines Heißleiters (NTC-Wider­ stand) handeln. Der Halbleitersensor 2 wird, wie in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 noch erläutert wird, in Wärmekontakt mit dem zu überwachenden Medium ge­ bracht.The embodiment shown in the figures of a device for monitoring a physical size, in particular a temperature of a medium to be monitored, for example the cooling water in a motor vehicle engine, includes monitoring electronics 1 to which two electrical connections 13 , 14 , which are plug-in connectors forms, a consumer 5 , for example a light bulb or another alarm device and an analog display device 6 for a permanent actual display of the determined physical quantity, in particular the temperature, are connected. The monitoring electronics 1 includes a semiconductor sensor 2 , the electrical resistance of which changes with the physical variable, in particular the temperature. The temperature monitoring can be a temperature sensor in the form of a PTC resistor (PTC resistor) or a thermistor (NTC resistor). The semiconductor sensor 2 is, as will be explained in connection with FIGS. 3 and 4, brought into thermal contact with the medium to be monitored.

An den Halbleitersensor 2 sind zwei Auswerteeinrich­ tungen 3 und 8 angeschlossen. Die Auswerteeinrichtung 8, welche in üblicher Weise mit Meßverstärker und dergleichen ausgestattet ist, bereitet das Ausgangs­ signal, d. h. die Widerstandsänderung des Halbleiter­ sensors 2 in der Weise auf, daß sie von einer analo­ gen Anzeigeeinrichtung 6, beispielsweise einem Zei­ gerinstrument angezeigt wird. Die analoge Anzeigeein­ richtung 6 kann als Temperaturanzeige ausgebildet sein, welche die Ist-Temperatur des zu überwachenden Mediums ständig anzeigt.Two evaluation devices 3 and 8 are connected to the semiconductor sensor 2 . The evaluation device 8 , which is equipped in the usual manner with measuring amplifiers and the like, prepares the output signal, ie the change in resistance of the semiconductor sensor 2 in such a way that it is displayed by an analog indicator device 6 , for example a pointer instrument. The analog display device 6 can be designed as a temperature display which continuously displays the actual temperature of the medium to be monitored.

An den Halbleitersensor 2 ist eine weitere Auswerte­ einrichtung 3 angeschlossen. Diese Auswerteeinrich­ tung 3 stellt beispielsweise durch Vergleich fest, ob der jeweilig ermittelte Ist-Wert der physikalischen Größe, welche von dem Halbleitersensor 2 erfaßt ist, einen Grenzwert erreicht bzw. überschreitet und er­ zeugt beim Überschreiten dieses Grenzwertes ein ent­ sprechendes Ausgangssignal, daß als Schaltsignal von einer angeschlossenen Schalteinrichtung 4, welche als elektronische Schalteinrichtung, beispielsweise in Form eines Leistungstransistors ausgebildet ist, auf­ genommen wird.A further evaluation device 3 is connected to the semiconductor sensor 2 . This Auswerteinrich device 3 determines , for example by comparison, whether the respectively determined actual value of the physical variable, which is detected by the semiconductor sensor 2 , reaches or exceeds a limit value and it generates a corresponding output signal when this limit value is exceeded, that as a switching signal from a connected switching device 4 , which is designed as an electronic switching device, for example in the form of a power transistor, is received.

Das Schaltsignal wird über eine Leitung 10 auf die Schalteinrichtung 4 übertragen. Eine Meßeinrichtung 9 zur Feststellung der internen Versorgungsspannung liefert ein Signal an die Umschalteinrichtung 12, sobald die interne Spannung einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Die Umschalteinrichtung 12 ist dann auf Kontakt a. Dieser schaltet wieder auf Kontakt b nach Erreichen eines vorgegebenen Wertes der internen Versorgungsspannung.The switching signal is transmitted to the switching device 4 via a line 10 . A measuring device 9 for determining the internal supply voltage supplies a signal to the switching device 12 as soon as the internal voltage falls below a predetermined value. The switching device 12 is then on contact a. This switches back to contact b after reaching a predetermined value of the internal supply voltage.

Zur internen Spannungsversorgung der Überwachungs­ elektronik 1 ist ein internen Spannungsgenerator 7 mit geeignetem Überspannungsschutz vorgesehen. Im Normalbetrieb, d. h. unterhalb des Erreichen eines Grenzwertes der zu überwachenden physikalischen Grö­ ße, ist der interne Spannungsgenerator 7 über den Umschalter 12, dem Anschluß 13, den entsprechend nie­ derohmig ausgebildeten Verbraucher 5 an den Plus-Pol einer äußeren Betriebsspannungsquelle Ub (+16 . . . 32 V Gleichspannung) angeschlossen. Diese Betriebs­ spannungsquelle dient auch zum Betrieb der analogen Anzeigeeinrichtung 6 für die jeweilige Anzeige des Ist-Wertes der physikalischen Größe, insbesondere der Temperatur. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Nor­ malbetrieb erfolgt die interne Spannungsversorgung von der externen Betriebsspannungsquelle Ub über den niederohmigen Verbraucher 5, der ebenfalls außerhalb der Überwachungselektronik 1 angeordnet ist, mittels des über den Umschalter 12 angeschlossenen internen Spannungsgenerators, der auch den erforderlichen Überspannungsschutz für die Einrichtungen der Über­ wachungselektronik 1, nämlich den beiden Auswerteein­ richtungen 3, 8, dem Halbleitersensor 2, der elektro­ nischen Schalteinrichtung 4 und die Meßeinrichtung 9 enthält.An internal voltage generator 7 with suitable overvoltage protection is provided for the internal voltage supply of the monitoring electronics 1 . In normal operation, that is, below the reaching of a limit value of SSE to be monitored physical large, the internal voltage generator 7 is connected via the switch 12, the terminal 13, the consumer 5 corresponding never imped- ance formed on the positive pole of an external source of operating voltage Ub (+16. 32 V DC voltage) connected. This operating voltage source also serves to operate the analog display device 6 for the respective display of the actual value of the physical variable, in particular the temperature. In the normal operation shown in FIG. 1, the internal voltage supply from the external operating voltage source Ub takes place via the low-resistance consumer 5 , which is also arranged outside the monitoring electronics 1 , by means of the internal voltage generator connected via the changeover switch 12 , which also provides the necessary overvoltage protection for the devices of the surveillance electronics 1 , namely the two evaluation devices 3 , 8 , the semiconductor sensor 2 , the electronic switching device 4 and the measuring device 9 contains.

Wenn die zu überwachende physikalische Größe, insbe­ sondere Temperatur, einen Grenzwert erreicht und die­ sen überschreitet, sendet die Auswerteeinrichtung 3, wie schon erläutert, ein Ausgangssignal, welches als Schaltsignal von der Schalteinrichtung 4 ausgewertet wird. In der elektronischen Schalteinrichtung 4 wird ein Stromkreis geschlossen, welcher zwischen Massepo­ tential M und dem Plus-Pol der externen Betriebsspan­ nungsquelle Ub gebildet wird und den Verbraucher 5 enthält. Hierzu wird ferner die Umschalteinrichtung 12 durch die Meßeinrichtung 9 so umgeschaltet, daß der schematisch dargestellte Schaltkontakt beim Kon­ takt b liegt, so daß der Verbraucherstromkreis für den Verbraucher 5 geschlossen ist. Im Verbraucher­ stromkreis können durch die Schalteinrichtung 4, wel­ che ein Leistungstransistor sein kann, mit 24 be­ zeichnete Strombegrenzungsmittel vorgesehen sein. Der Verbraucher 5, beispielsweise eine Glühlampe mit einer Leistung von 2 W Nennbelastung wird zum Leuchten ge­ bracht. Im Takt der Meßeinrichtung 9 wird dann auf den Kontakt a umgeschaltet, so daß der Verbraucher­ stromkreis unterbrochen ist und der interne Span­ nungsgenerator 7 für die interne Spannungsversorgung der Überwachungselektronik 1 über den niederohmigen Verbraucher 5 wieder mit der externen Betriebsspan­ nungsquelle Ub verbunden ist. Bei der Umschaltein­ richtung 12 und der damit gekoppelten Meßeinrichtung 9 handelt es sich ebenfalls um elektronische Einrich­ tungen. Bei der in der Fig. 1 dargestellten Betriebs­ stellung der Schalteinrichtung 12 (Schaltkontakt bei a) wirkt die Schalteinrichtung 12 als Eingangsstufe für die interne Spannungsversorgung und bei der ande­ ren Betriebsstellung (Schaltkontakt bei Kontakt b)wirkt die Umschalteinrichtung 12 mit der Schaltein­ richtung 4 als Ausgangsstufe für die Stromversorgung des Verbrauchers 5. Beide Funktionen werden über ei­ nen Anschluß 13, der aus einem Kontaktstift 18 und einer entsprechenden Steckbuchse 20 besteht, erfüllt. Die Weiterleitung des in der Überwachungselektronik 1 erzeugten Analogsignals, welches proportional dem Ist-Wert der zu überwachenden Größe ist, wird über den Anschluß 14, der aus dem Kontaktstift 19 und der entsprechenden Steckbuchse 21 besteht, an die analoge Anzeigeeinrichtung 6 weitergeleitet.When the physical quantity to be monitored, in particular a particular temperature, reaches a limit value and exceeds it, the evaluation device 3 , as already explained, sends an output signal which is evaluated as a switching signal by the switching device 4 . In the electronic switching device 4 , a circuit is closed, which is formed between ground potential M and the positive pole of the external operating voltage source Ub and contains the consumer 5 . For this purpose, the switching device 12 is also switched over by the measuring device 9 so that the switching contact shown schematically is at contact b, so that the consumer circuit for the consumer 5 is closed. In the consumer circuit can be provided by the switching device 4 , which surface can be a power transistor, with 24 be designated current limiting means. The consumer 5 , for example an incandescent lamp with a power of 2 W nominal load is brought to light ge. The clock of the measuring device 9 is then switched to the contact a, so that the consumer circuit is interrupted and the internal voltage generator 7 for the internal voltage supply to the monitoring electronics 1 via the low-resistance consumer 5 is again connected to the external operating voltage source Ub. The Umschaltein device 12 and the measuring device 9 coupled therewith are also electronic devices. In the embodiment shown in FIG. 1, operation of the switching means position 12 (switching contact at a) operates the switching means 12 as an input stage for the internal power supply and the resistors ren operating position (switch contact b on contact) affects the switching device 12 to the switching input device 4 as Output stage for the power supply to the consumer 5 . Both functions are performed via egg NEN port 13 , which consists of a contact pin 18 and a corresponding socket 20 . The forwarding of the analog signal generated in the monitoring electronics 1 , which is proportional to the actual value of the size to be monitored, is forwarded to the analog display device 6 via the connection 14 , which consists of the contact pin 19 and the corresponding socket 21 .

Die Fig. 2 zeigt einen Anschlußplan für ein Ausfüh­ rungsbeispiel, welches bei der Überwachung der Kühl­ wassertemperatur eines Kraftfahrzeugmotors zu Einsatz kommt. Hierbei ist die Überwachungselektronik 1 in einem Metallgehäuse, das bevorzugt zylindrisch ausge­ bildet ist und welches Massepotential aufweist, an­ geordnet. Zu den beiden Steckverbindern gehörige Kon­ taktstifte 18 und 19 sind isoliert gegenüber dem Me­ tallmantel des Gehäuses 15 nach außen geführt. Über die entsprechenden Steckbuchsen 20, 21 ist die Über­ wachungselektronik 1 mit dem als Glühlampe 5, mit beispielsweise 2 W Nennbelastung, ausgebildeten Ver­ braucher 5 und der ständigen analogen Temperaturan­ zeige 6 verbunden. Wie schon erläutert sind der Ver­ braucher 5 und die analoge Temperaturanzeigeeinrich­ tung 6 mit dem Plus-Pol der externen Betriebsspan­ nungsquelle Ub verbunden. Die Betriebsspannung kann eine Gleichspannung zwischen +16 und 32 V sein. Die Nennspannung kann 24 V betragen. Der Nennwiderstand am Anschluß 14 kann 39,6 Ohm (bei 100°C) betragen. Die Nennbelastung (Verbraucher 5) am Anschluß 13 kann 2 W sein. Die Einschalttemperatur für den als Signallampe ausgebildeten Verbraucher 5 kann bei 97°C ±2°C liegen. Der erfaßbare Temperaturbereich beträgt -40°C bis +125°C. Es läßt sich eine Rückschalthyste­ rese von 4-6 K erreichen. Der Außenmantel des metal­ lischen Gehäuses 15 steht in Wärmekontakt mit dem zu überwachenden Medium, beispielsweise dem Kühlwasser eines Verbrennungsmotors. Fig. 2 shows a connection diagram for an example Ausfüh, which is used in monitoring the cooling water temperature of a motor vehicle engine. Here, the monitoring electronics 1 are arranged in a metal housing, which is preferably cylindrical and which has ground potential. To the two connectors associated con tact pins 18 and 19 are insulated from the Me tallmantel of the housing 15 to the outside. About the corresponding sockets 20 , 21 , the surveillance electronics 1 with the incandescent lamp 5 , with, for example, 2 W rated load, trained United consumers 5 and the permanent analog Temperaturan show 6 connected. As already explained, the consumer 5 and the analog temperature display device 6 are connected to the positive pole of the external operating voltage source Ub. The operating voltage can be a DC voltage between +16 and 32 V. The nominal voltage can be 24 V. The nominal resistance at connection 14 can be 39.6 ohms (at 100 ° C). The nominal load (consumer 5 ) at connection 13 can be 2 W. The switch-on temperature for the consumer 5 designed as a signal lamp can be 97 ° C ± 2 ° C. The detectable temperature range is -40 ° C to + 125 ° C. A resetting hysteresis of 4-6 K can be achieved. The outer jacket of the metallic housing 15 is in thermal contact with the medium to be monitored, for example the cooling water of an internal combustion engine.

Die Anordnung der Überwachungselektronik 1 im Gehäuse 15 ergibt sich im einzelnen aus den Fig. 3 und 4. Ausgenommen den Halbleitersensor 2 befinden sich die übrigen Bestandteile der Überwachungselektronik 1 auf einer Leiterplatte 23. Die Leiterplatte kann in her­ kömmlicher Weise als gedruckte Leiterplatte ausgebil­ det sein. Die für die Komponenten der Überwachungs­ elektronik 1 erforderlichen Bauelemente können in Dick- oder Dünnfilmtechnik oder auch integriert in der Leiterplatte, welche auch als Keramikplatte aus­ gebildet sein kann, vorgesehen sein. Die elektrische Kontaktgabe der Auswerteeinrichtung 3 und der Aus­ werteeinrichtung 8 auf der Leiterplatte 23 erfolgt über eine elektrisch leitfähige Feder 16, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Druckfeder (Schraubendruckfeder) ausgebildet ist. Die Feder 16 ist Potential führend und ist sowohl mit der Aus­ werteeinrichtung 3 als auch mit der Auswerteeinrich­ tung 8, wie es im Schaltbild der Fig. 1 dargestellt ist, elektrisch verbunden. Der Halbleitersensor 2 kann in Pillenform vorliegen. Die Feder 16 steht in elektrisch leitender Verbindung mit der einen Ober­ fläche des Halbleitersensors 2. Die entgegesetzt lie­ gende Oberfläche des Halbleitersensors 2 wird gegen den Boden des an Massepotential liegenden Metallge­ häuses 15 gedrückt. Bei einer Temperaturänderung än­ dert sich der Widerstand des stromdurchflossenen Halbleitersensors 2. Die entsprechende Stromänderung wird in den Auswerteeinrichtungen 3 und 8 entspre­ chend ausgewertet, wobei die Auswerteeinrichtung 8 ein dem Ist-Wert proportionales Ausgangssignal an die analoge Anzeigeeinrichtung 6 weiterleitet. In der Auswerteeinrichtung 3 wird ein Vergleich mit einem Grenzwert, insbesondere Stromgrenzwert durchgeführt, wobei bei Überschreiten diese Grenzwertes das, schon erläuterte, Schaltsignal für die Schalteinrichtung 4 abgegeben wird.The arrangement of the monitoring electronics 1 in the housing 15 results in detail from FIGS. 3 and 4. Except for the semiconductor sensor 2 , the remaining components of the monitoring electronics 1 are located on a printed circuit board 23 . The circuit board can be ausgebil det in a conventional manner as a printed circuit board. The components required for the components of the monitoring electronics 1 can be provided in thick or thin film technology or also integrated in the printed circuit board, which can also be formed as a ceramic plate. The electrical contact of the evaluation device 3 and the evaluation device 8 on the printed circuit board 23 takes place via an electrically conductive spring 16 , which in the exemplary embodiment shown is designed as a compression spring (helical compression spring). The spring 16 is potential-leading and is electrically connected to both the evaluation device 3 and the evaluation device 8 , as shown in the circuit diagram in FIG. 1. The semiconductor sensor 2 can be in pill form. The spring 16 is in electrically conductive connection with the upper surface of the semiconductor sensor 2 . The oppositely lying surface of the semiconductor sensor 2 is pressed against the bottom of the grounded metal housing 15 . When the temperature changes, the resistance of the current-carrying semiconductor sensor 2 changes . The corresponding current change is evaluated accordingly in the evaluation devices 3 and 8 , the evaluation device 8 forwarding an output signal proportional to the actual value to the analog display device 6 . A comparison with a limit value, in particular a current limit value, is carried out in the evaluation device 3 , the switching signal for the switching device 4 , which has already been explained, being emitted when this limit value is exceeded.

Wie ferner aus den Fig. 3 und 4 zu ersehen ist, wird das Massepotential zwischen den auf der Leiterplatte 23 befindlichen Komponenten der Überwachungselektro­ nik 1 und dem metallischen Gehäuse 15 über eine zwei­ te Druckfeder 25, die ebenfalls elektrisch leitfähig ist, übertragen.As can also be seen from FIGS. 3 and 4, the ground potential between the components on the circuit board 23 of the surveillance electronics 1 and the metallic housing 15 is transmitted via a two te compression spring 25 , which is also electrically conductive.

Die Druckfeder 25 ist ebenfalls als Schraubendruckfe­ der ausgebildet und besitzt einen größeren Durchmes­ ser als die koaxial innenliegende Druckfeder 16. Zwi­ schen den beiden Federn 16 und 25 ist eine Isolierung 26 in Form einer Isolierkappe vorgesehen. In der Ver­ tiefung der Isolierkappe befindet sich der pillenför­ mige Halbleitersensor 2, wobei die Druckfeder 16 durch eine Öffnung im Boden der Vertiefung der Iso­ lierung 26 hindurchragt. Die Federn 16 und 25 sind mit entsprechenden Leiterbahnen an der Leiterplatte 23 in elektrisch leitfähigem Kontakt, so daß die in der Fig. 1 dargestellten elektrischen Verbindungen sich ergeben. Am gegenüberliegenden Ende des zylin­ drisch ausgebildeten Gehäuses sind in der stirnseiti­ gen Öffnung die Kontaktstifte 18 und 19 isoliert und kurzschlußfest herausgeführt. Die Kontaktstifte 18 und 19 sind mit entsprechenden Leiterbahnen der Über­ wachungselektronik 1 verbunden, so daß die in Fig. 1 dargestellten elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Kontaktstifte 18 und 19 durch ein aus Iso­ liermaterial bestehendes Bajonette-Steckerteil 22 geführt. Hohlräume im Gehäuseinneren können mit einer Wärmeausdehnung des Metallgehäuses ausgleichenden Vergußmasse 17, insbesondere Silikonkautschukmaterial ausgegossen sein.The compression spring 25 is also formed as a screw pressure and has a larger diameter than the coaxial internal compression spring 16 . Between the two springs 16 and 25 , insulation 26 is provided in the form of an insulating cap. In the deepening of the insulating cap is the pillenför shaped semiconductor sensor 2 , the compression spring 16 protruding through an opening in the bottom of the recess of the insulation 26 . The springs 16 and 25 are in electrically conductive contact with corresponding conductor tracks on the printed circuit board 23 , so that the electrical connections shown in FIG. 1 result. At the opposite end of the cylin drically formed housing, the contact pins 18 and 19 are insulated in the stirnseiti gene opening and brought out short-circuit proof. The contact pins 18 and 19 are connected to corresponding conductor tracks of the surveillance electronics 1 , so that the electrical connections shown in Fig. 1 are made. In the illustrated embodiment, the two contact pins 18 and 19 are guided by a bayonet connector part 22 made of insulating material. Cavities in the interior of the housing can be filled with a sealing compound 17 , in particular silicone rubber material, which compensates for the thermal expansion of the metal housing.

Die Steckbuchsen 20 und 21 (Fig. 1 und 2) befinden sich in einer nicht näher dargestellten Anschlußbuch­ se, welche mit einem Gegenstück des Bajonette-Stecker­ teils 22 verbunden ist, so daß eine sichere Ver­ bindung zwischen den Steckbuchsen 20, 21 und den bei­ den Kontaktstiften 18 und 19 erreicht wird. Die Ver­ bindungsleitungen zum Verbraucher 5 und zur analogen Anzeigeeinrichtung 6 erfolgen in einem Kabel.The sockets 20 and 21 ( Fig. 1 and 2) are in a connection socket, not shown, which is connected to a counterpart of the bayonet connector part 22 , so that a secure connection between the sockets 20 , 21 and the United the contact pins 18 and 19 is reached. The connecting lines to the consumer 5 and to the analog display device 6 take place in a cable.

Zusätzlich kann die Überwachungselektronik 1 noch eine Diagnoseeinrichtung für die Betriebsspannung Ub aufweisen. Der Abgriff der Betriebsspannung erfolgt dabei bevorzugt zwischen dem Umschalter 12 und dem Kontaktstift 18. In Abhängigkeit vom Diagnoseergebnis kann diese Diagnoseeinrichtung ebenfalls die Schalt­ einrichtung 4 ansteuern, damit der Verbraucher 5 ein entsprechendes Signal abgibt, wenn die Betriebsspan­ nung nicht mehr innerhalb des gewünschten Bereiches liegt. Es kann natürlich auch ein zusätzliches Anzei­ gemittel vorgesehen sein, um auf eine fehlerhafte Betriebsspannung hinzuweisen. Bei einer darartigen Ausführungsform ist die Diagnoseeinrichtung in der Überwachungselektronik 1 untergebracht. Es ist jedoch auch möglich, extern eine Diagnoseeinrichtung vorzu­ sehen, welche die an den Verbraucher 5 und an die analoge Anzeigeeinrichtung 6 angelegte Betriebsspan­ nung abtastet.In addition, the monitoring electronics 1 can also have a diagnostic device for the operating voltage Ub. The operating voltage is preferably tapped between the changeover switch 12 and the contact pin 18 . Depending on the diagnostic result, this diagnostic device can also control the switching device 4 so that the consumer 5 emits a corresponding signal when the operating voltage is no longer within the desired range. Of course, an additional display means can also be provided to indicate a faulty operating voltage. In one embodiment, the diagnostic device is housed in the monitoring electronics 1 . However, it is also possible to provide an external diagnostic device which scans the operating voltage applied to the consumer 5 and to the analog display device 6 .

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Überwachung einer physikalischen Größe mit einer Überwachungselektronik, enthaltend einen Halbleitersensor, dessen elektrischer Wider­ standswert sich mit der physikalischen Größe ändert, einer an den Halbleitersensor angeschlossenen Aus­ werteeinrichtung, in welcher bei einer bestimmten Widerstandsänderung ein Schaltsignal erzeugt wird, einer vom Schaltsignal der Auswerteeinrichtung ange­ steuerten elektronischen Schalteinrichtung zur Ver­ sorgung eines Verbrauchers, der eine Überwachungs­ funktion betätigt, mit einer Versorgungsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die interne Versorgungsspannung (interner Span­ nungsgenerator 7) für die den Halbleitersensor (2), die Auswerteeinrichtung (3) und die elektronische Schalteinrichtung (4) enthaltende Überwachungselek­ tronik (1) von einer externen Betriebsspannungsquelle (+Ub), an deren Pluspol der Verbraucher (5) ange­ schlossen ist, über den Verbraucher (5) erzeugt ist.1. Device for monitoring a physical quantity with monitoring electronics, comprising a semiconductor sensor, the electrical resistance value of which changes with the physical quantity, an evaluation device connected to the semiconductor sensor, in which a switching signal is generated when the resistance changes, one of the switching signal Evaluation device is controlled electronic switching device for supplying a consumer who operates a monitoring function with a supply voltage, characterized in that the internal supply voltage (internal voltage generator 7 ) for the semiconductor sensor ( 2 ), the evaluation device ( 3 ) and the electronic Switching device ( 4 ) containing surveillance electronics ( 1 ) from an external operating voltage source (+ Ub), to the positive pole of which the consumer ( 5 ) is connected, is generated via the consumer ( 5 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß durch das Schaltsignal eine Umschalteinrich­ tung (12) betätigt ist, die abwechselnd die Erzeugung der internen Vorsorgungsspannung für die Überwa­ chungselektronik (1) und die Versorgungsspannung für den Verbraucher (5) bewirkt.2. Device according to claim 1, characterized in that a switching device ( 12 ) is actuated by the switching signal, which alternately causes the generation of the internal supply voltage for the monitoring electronics ( 1 ) and the supply voltage for the consumer ( 5 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an die externe Betriebsspannungs­ quelle (+Ub) ein zweiter Verbraucherkreis, der den Ist-Widerstandswert des Halbleitersensors (2) analog anzeigende Auswerte-und Anzeigeeinrichtung (6,) auf­ weist, angeschlossen ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that to the external operating voltage source (+ Ub), a second consumer circuit, which has the actual resistance value of the semiconductor sensor ( 2 ) analog-indicating evaluation and display device ( 6, ), connected. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (5) und die Analoganzeigeeinrichtung (6), welche mit einem Pol der Betriebsgleichspannungsquelle (+Ub) verbunden sind, über zwei Anschlüsse (13, 14) mit der internen Überwachungselektronik (1) verbunden sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the consumer ( 5 ) and the analog display device ( 6 ), which are connected to a pole of the operating DC voltage source (+ Ub), via two connections ( 13 , 14 ) with the internal monitoring electronics ( 1 ) are connected. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anschlüsse (13, 14) als Steckverbinder ausgebildet sind.5. The device according to claim 4, characterized in that the connections ( 13 , 14 ) are designed as connectors. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Halbleitersensor (2) ein Temperatursensor ist und die Analoganzeigeein­ richtung (6) als Temperaturanzeigeeinrichtung ausge­ bildet ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the semiconductor sensor ( 2 ) is a temperature sensor and the analog display device ( 6 ) is out as a temperature display device. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der als Temperatursensor ausgebildete Halb­ leitersensor (2) die Kühlwassertemperatur in einer Verbrennungskraftmaschine erfaßt.7. The device according to claim 6, characterized in that the semiconductor sensor designed as a temperature sensor ( 2 ) detects the cooling water temperature in an internal combustion engine. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der als Temperatursensor ausgebildete Halbleitersensor (2) in einem auf Masse­ potential befindlichen Metallgehäuse (15), daß in Wärmeleitkontakt mit dem zu überwachenden Medium steht, an eine Gehäuseinnenwand mittels einer elek­ trisches Potential führenden Feder (16), welche die elektrische Verbindung mit der übrigen auf einer Lei­ terplatte (23) vorgesehenen Überwachungselektronik (1) herstellt, angepreßt ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the formed as a temperature sensor semiconductor sensor ( 2 ) in a potential to ground metal housing ( 15 ) that is in thermal contact with the medium to be monitored, to a housing inner wall by means of a Electrical potential leading spring ( 16 ), which produces the electrical connection with the other on a Lei terplatte ( 23 ) provided monitoring electronics ( 1 ), is pressed. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Metallgehäuse (15) die Überwachungselek­ tronik (1) und die jeweils einen Teile der beiden als Steckverbinder ausgebildeten Anschlüsse (13, 14) auf­ nimmt und daß die mit dem Pluspol der Betriebs­ spannungsquelle (+Ub) verbundenen Verbraucher (5) und Analoganzeigeeinrichtung (6) die jeweils anderen Tei­ le der beiden als Steckverbinder ausgebildeten Anschlüsse (13, 14) aufweisen, wobei die jeweils ei­ nen Teile des Steckverbinders zwei Kontaktstifte (18, 19) und die beiden jeweils anderen Teile des Steck­ verbinders zwei Steckbuchsen (20, 21) sind.9. The device according to claim 8, characterized in that the metal housing ( 15 ), the supervising electronics ( 1 ) and each one part of the two connectors ( 13 , 14 ) designed as a connector and that the voltage source with the positive pole of the operating (+ Ub) connected consumer ( 5 ) and analog display device ( 6 ) each have the other Tei le of the two connectors ( 13 , 14 ) formed as a connector, each egg nen parts of the connector two contact pins ( 18 , 19 ) and the two each other parts of the connector two sockets ( 20 , 21 ). 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Halbleitersensor (2) an den Boden des zylindrisch ausgebildeten und einseitig geschlossen Gehäuses (15) angepreßt ist, daß die bei­ den elektrischen Anschlußteile (Kontaktstifte 18, 19) mit einem Bajonette-Steckerteil (22) in die Öffnung des zylindrischen Gehäuses (15) eingesetzt sind und daß die Überwachungselektronik (1) zwischen dem Bajo­ nette-Steckerteil (22) und dem Halbleitersensor (2) auf einer Leiterplatte (23) angeordnet ist.10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the semiconductor sensor ( 2 ) is pressed against the bottom of the cylindrically shaped and closed on one side housing ( 15 ) that the electrical connection parts (contact pins 18 , 19 ) with a bayonet Plug part ( 22 ) are inserted into the opening of the cylindrical housing ( 15 ) and that the monitoring electronics ( 1 ) are arranged between the Bajo nice plug part ( 22 ) and the semiconductor sensor ( 2 ) on a printed circuit board ( 23 ). 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (5) als ohmsche Last ausgebildet ist.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the consumer ( 5 ) is designed as an ohmic load. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (5) als Glühlampe ausgebildet ist.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the consumer ( 5 ) is designed as an incandescent lamp.
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