DE4401525A1 - Linearising of electrical output signals which correspond to measurement value - Google Patents

Linearising of electrical output signals which correspond to measurement value

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DE4401525A1
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Abstract

The approximately linearised output signal (U1lim) of the linearising network on its side has a non-linear course compared to the raw signal (UE), so that in certain cases, a constant signal is added as offset, and also an overall amplification is adjusted. The output signal (Ulin) of the analogue linearising network (1) experiences a further correction, by which with the prodn. of a final output signal (UA), the curvature of the preliminary output signal (Ulim) of the analogue linearising network (1) is altered.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Linearisieren eines elektrischen Ausgangs­ signales, welches einer physikalischen Meßgröße entspricht, die mit einem geeigneten Wandler in ein elektrisches Rohsignal umgewandelt wird, welches in einem analogen Linearisierungs­ netzwerk in ein mindestens näherungsweise linearisiertes Signal umgewandelt wird, welches dann seinerseits einen nicht linearen Verlauf gegenüber dem Rohsignal hat, wobei gegebenenfalls ein Konstantsignal als sogenannter Offset addiert und weiterhin eine Gesamtverstärkung eingestellt wird.The present invention relates to a method for linearizing an electrical output signals, which corresponds to a physical measurement, with a suitable transducer is converted into an electrical raw signal, which in an analog linearization network is converted into an at least approximately linearized signal, which then in turn has a non-linear course with respect to the raw signal, with a possibly Constant signal added as a so-called offset and still set an overall gain becomes.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch eine entsprechende analoge Linearisierungs­ schaltung für ein von einer physikalischen Meßgröße abgeleitetes, elektrisches Rohsignal, das nicht linear mit der physikalischen Meßgröße zusammenhängt und in ein mit der Meßgröße mindestens näherungsweise linear zusammenhängendes, mindestens vorläufiges Ausgangssignal umgewandelt wird, mit einem analogen Linearisierungsnetzwerk mit Abgleichelementen zur Einstellung von Offset und Verstärkung.The present invention also relates to a corresponding analog linearization  Circuit for a raw electrical signal derived from a physical measured variable, the not linearly related to the physical measurand and in one with the measurand at least approximately linearly connected, at least preliminary output signal is converted with an analog linearization network with adjustment elements for Adjustment of offset and gain.

Auf nahezu sämtlichen technischen Gebieten werden für den einen oder anderen Zweck Sensoren eingesetzt, welche irgendeine physikalische Meßgröße erfassen sollen, wie z. B. den Druck, die Temperatur, Geschwindigkeit, Wegstrecke etc. Die Darstellung und/oder automatische Verarbeitung derartiger von Sensoren erfaßter Meßgrößen erfolgt üblicherweise auf elektrischer bzw. elektromagnetischer und elektronischer Basis. Dies bedeutet, daß die konkret verwendeten Sensoren oder gegebenenfalls auch Hilfs- oder Zusatzelemente zu den Sensoren den zu messenden physikalischen Parameter in ein elektrisches Signal umwandeln, typischerweise in eine elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom. Als Beispiel hierfür mag die Temperaturmessung mit Hilfe von Infrarotdetektoren bzw. Sensoren dienen. Diese sind im allgemeinen Halbleiter, deren Ladungsträger sich durch bestimmte Lichtfrequenzen in einen angeregten Zustand bringen lassen und die dadurch ihre elektrische Leitfähigkeit drastisch ändern, was in entsprechenden elektrischen bzw. elektronischen Schaltungen für die Erzeugung einer elektrischen Spannung oder eines Stromes ausgenutzt werden kann, wobei die Größe der Spannung oder des Stromes von der empfangenen Energie in einem bestimmten Spektralbereich abhängt, was wiederum einen Rückschluß auf die Temperatur des Strahlers zuläßt. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung können dabei die nähere Ausgestaltung der Sensoren und die speziellen Techniken zur Erzeugung eines Meßsignales, welches einen eindeutigen Zusammenhang mit der zu beobachtenden physikalischen Meßgröße hat und ausschließlich von dieser abhängt, außer Betracht bleiben. Derartige Einrichtungen sind z. B. Zerhacker bzw. Chopper, welche ein mit einer bestimmten Frequenz unterbrochenes Signal erzeugen, so daß mit Hilfe entsprechender Frequenzfilter genau das interessierende Signal herausgefiltert und von Störungen befreit werden kann. Derartige Einrichtungen sind jedoch, wie bereits erwähnt, nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.In almost all technical fields, sensors are used for one purpose or another used, which should record any physical measurement, such as. B. the pressure that Temperature, speed, distance, etc. The display and / or automatic Processing of such measured quantities detected by sensors is usually carried out on electrical ones or electromagnetic and electronic basis. This means that the specifically used Sensors or, where appropriate, auxiliary or additional elements to the sensors convert measuring physical parameters into an electrical signal, typically into an electrical voltage or current. As an example of this, the Temperature measurement using infrared detectors or sensors. These are in general semiconductors, the charge carriers of which are determined by certain light frequencies get excited state and thereby drastically change their electrical conductivity, what in appropriate electrical or electronic circuits for generating a electrical voltage or current can be exploited, the size of the Voltage or current from the energy received in a certain spectral range depends, which in turn allows a conclusion to the temperature of the radiator. For the For the purposes of the present invention, the detailed design of the sensors and the special techniques for generating a measurement signal, which is a unique Relation to the physical quantity to be observed and only from this depends, be disregarded. Such devices are e.g. B. chopper or Choppers, which generate a signal interrupted with a certain frequency, so that with With the help of appropriate frequency filters, the signal of interest is filtered out and filtered Interference can be exempted. However, as already mentioned, such devices are not Subject of the present invention.

In vielen Fällen hängt das elektrische Signal, welches von dem betreffenden Sensor bzw. Wandler erzeugt wird, nicht linear mit der interessierenden physikalischen Meßgröße zusammen. Trägt man also beispielsweise bei einer Kalibrierungsmessung in einer zweidimensionalen grafischen Darstellung das gemessene elektrische Signal, also z. B. die Spannung, gegenüber der interessierenden, sich ändernden physikalischen Meßgröße jeweils auf einer linearen Skala auf, so hat die Meßkurve, welche von derartigen Kalibrierungspunkten definiert wird, im allgemeinen einen gekrümmten Verlauf. Darüber hinaus verläuft die Kalibrierungskurve bzw. Meßkurve im allgemeinen nicht durch den Ursprung des Koordinatensystems, welches von den beiden Achsen aufgespannt wird, welche einerseits die betreffende physikalische Meßgröße und andererseits das zugehörige elektrische Signal des Wandlers bzw. Sensors definieren.In many cases the electrical signal depends on the sensor or transducer concerned is generated, not linearly together with the physical parameter of interest. Wearing one can, for example, take a calibration measurement in a two-dimensional graphic Representation of the measured electrical signal, e.g. B. the voltage against changing physical quantity of interest on a linear scale, so the measurement curve defined by such calibration points generally has  a curved course. In addition, the calibration curve or measurement curve runs in the generally not by the origin of the coordinate system, which of the two axes is spanned, which on the one hand the relevant physical parameter and on the other hand the Define the associated electrical signal of the converter or sensor.

Zwar gibt es Anwendungsfälle, in welchen die Linearität oder Nichtlinearität des Zusammenhanges zwischen Meßgröße und elektrischem Signal ohne Belang ist, solange der Zusammenhang nur eindeutig ist, in vielen Fällen ist jedoch beispielsweise die Anzeige einer aktuellen Temperatur und ihr Vergleich mit bestimmten, einzuhaltenden Grenzwerten, z. B. bei einer Prozeßsteuerung, erwünscht, und in solchen Fällen ist eine Linearisierung des Sensorsignales häufig wünschens­ wert. Wenn die Kalibrierungskurve bekannt ist, kann sie prinzipiell beispielsweise in Form einer Tabelle oder mit numerischen Verfahren oder durch Approximationen beliebig genau angenähert werden, und eine Umrechnung in entsprechende Spannungswerte und deren Darstellung ist dann selbstverständlich proportional zu der sich ändernden physikalischen Meßgröße, wie z. B. der Temperatur, möglich. Auch eine Nullpunktverschiebung (Offset) läßt sich dabei ohne weiteres berücksichtigen, so daß beispielsweise die Ausgangsspannung eines entsprechenden Meßsystems am unteren Rand des interessierenden Meßbereiches, also im Falle einer Temperaturmessung beispielsweise bei 0°C oder auch bei 100°C gerade gleich Null ist und anschließend proportional mit der Temperatur ansteigt. Derartige Linearisierungen können mit herkömmlichen digitalen Schaltungen und Systemen relativ einfach bewältigt werden. Diese digitale Lösung hat jedoch auch einige Nachteile, wie z. B. die durch die erforderliche A/D- Wandlung (Analog/Digital-Wandlung) und eine nachfolgende D/A-Wandlung (Digital/Analog- Wandlung) entstehenden Geschwindigkeits- und Dynamikprobleme. Digitale Lösungen scheiden daher für eine Reihe von Anwendungsfällen aus, bei denen besonders schnelle Reaktionen, z. B. im Rahmen einer automatischen Prozeßsteuerung, erforderlich sind.There are applications in which the linearity or non-linearity of the relationship between the measurand and the electrical signal is irrelevant, as long as the relationship only is clear, but in many cases, for example, the display of a current temperature and their comparison with certain limit values to be observed, e.g. B. in process control, is desirable, and in such cases linearization of the sensor signal is often desirable value. If the calibration curve is known, it can in principle be in the form of a Table or with numerical methods or approximated with any approximation and a conversion into corresponding voltage values and their representation is then of course, proportional to the changing physical quantity, such as. B. the Temperature, possible. Even a zero point shift (offset) can be done easily take into account so that, for example, the output voltage of a corresponding Measuring system at the bottom of the measuring range of interest, so in the case of a Temperature measurement, for example at 0 ° C or even at 100 ° C, is just zero and then increases proportionally with temperature. Such linearizations can with conventional digital circuits and systems can be managed relatively easily. These digital solution also has some disadvantages, such as B. by the required A / D Conversion (analog / digital conversion) and a subsequent D / A conversion (digital / analog Conversion) arising speed and dynamics problems. Divide digital solutions therefore for a number of applications in which particularly fast reactions, e.g. B. as part of an automatic process control.

Neben der digitalen Lösung sind allerdings auch analoge Linearisierungsschaltungen bereits seit langem bekannt, welche in der Regel aus einem oder mehreren Verstärkern mit einem Eingangssignal abhängigen Verstärkungsfaktor bestehen. Die Veränderung des Verstärkungs­ faktors kann z. B. durch Komparatoren geschehen, die das Eingangssignal mit einem einstellbaren Grenzwert vergleichen und jeweils bei Erreichen des Grenzwertes auf eine andere Verstärkungs­ stufe umschalten. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung von Widerstands-Dioden- oder Widerstands-Transistor-Netzwerken im Gegenkopplungszweig des Linearisierungsver­ stärkers.In addition to the digital solution, however, analog linearization circuits have also been around long known, which usually consist of one or more amplifiers with a Gain factor dependent on the input signal. The change in gain factor z. B. done by comparators, the input signal with an adjustable Compare the limit value and each time the limit value is reached to a different gain switch stage. Another option is to use resistor diodes or Resistor-transistor networks in the negative feedback branch of the linearization ver stronger.

Der nicht lineare, kurvenförmige Zusammenhang zwischen Eingangssignal und Meßsignal wird in solchen Schaltungen durch aneinandergesetzte gerade Stücke approximiert, welche abschnittweise jeweils eine konstante Steigung haben. Die Knickpunkte zwischen den geraden Stücken können durch jeweils einen der bereits erwähnten Komparatoren oder eine Diode mit Widerstandsbeschaltung repräsentiert werden. Im Falle eines Pyrometers, welches hier beispielsweise betrachtet werden soll, hat eine solche Linearisierungsschaltung in der Regel zwischen vier und acht derartiger Knickpunkte, die möglichst nahe an der wahren Kurve liegen sollen. Die Zahl der erforderlichen Knickpunkte hängt dabei zum einen von der Stärke der Krümmung der Kalibrierungskurve und von der Größe des gesamten Meßbereiches ab, wobei es im wesentlichen darauf ankommt, daß die durch eine solche Schaltung definierten und aneinandergesetzten geraden Abschnitte insgesamt die gekrümmte Meßkurve hinreichend genau wiedergeben. Aufgrund der entsprechend unterschiedlichen Verstärkung in einer solchen Linearisierungsschaltung wird der nicht lineare Zusammenhang zwischen der physikalischen Meßgröße und dem von dem Sensor erzeugten Rohsignal wieder kompensiert, d. h. das Ausgangssignal der Linearisierungsschaltung ist aufgrund einer entsprechend der Krümmung der Kalibrierungskurve angepaßten Verstärkung näherungsweise proportional zu dem aktuellen Wert der physikalischen Meßgröße.The non-linear, curve-like relationship between the input signal and the measurement signal becomes  in such circuits approximated by straight pieces placed next to each other, which have a constant slope in sections. The breakpoints between the straight ones Pieces can be made using one of the comparators already mentioned or a diode Resistor circuit can be represented. In the case of a pyrometer, which is here Such a linearization circuit usually has to be considered, for example between four and eight such breakpoints that are as close as possible to the true curve should. The number of necessary breakpoints depends on the strength of the Curvature of the calibration curve and on the size of the entire measuring range, whereby it essentially depends on the fact that the defined by such a circuit and placed straight sections together, the curved measuring curve is sufficiently precise play. Due to the correspondingly different reinforcement in such a Linearization circuit is the non-linear relationship between the physical Measured variable and the raw signal generated by the sensor compensated again, d. H. the Output signal of the linearization circuit is due to a corresponding to the curvature of the Calibration curve adjusted gain approximately proportional to the current value the physical measurand.

Aufgrund unvermeidlicher Toleranzen bei der Herstellung der Sensoren selbst und auch bei der Realisierung der Linearisierungsschaltung ist es jedoch notwendig, im Rahmen einer Kalibrie­ rungsmessung die einzelnen Knickpunkte für die sich ändernde Verstärkung in Abhängigkeit von dem Eingangssignal für jede Schaltung individuell einzustellen, um eine möglichst genaue Wiedergabe der Meßkurve und somit eine möglichst genaue Korrektur der Nichtlinearität zu erhalten. Zu diesem Zweck wurde ein herkömmliches, analoges Linearisierungsnetzwerk üblicherweise mit einer Reihe von einstellbaren Potentiometern bestückt, deren Einstellungswert jeweils die Lage eines bestimmten Knickpunktes der Verstärkungskurve definierte. Ein solches herkömmliches, analoges Linearisierungsnetzwerk ist in der beiliegenden Fig. 1 mit seinen wesentlichen Elementen und ohne die erforderliche Peripheriebeschaltung wiedergegeben. Man erkennt links in Fig. 1 einen Eingangsverstärker und im rechten Teil einen Hauptverstärker mit der eigentlichen Linearisierungsschaltung, die hier der Einfachheit halber mit nur vier unter­ schiedlichen Verstärkungsstufen dargestellt ist. Ein Offset bzw. eine Nullpunktverschiebung wird mit Hilfe des Potentiometers R36 eingestellt bzw. abgeglichen und die Gesamtverstärkung wird mit Hilfe des Potentiometers R51 eingestellt. Damit erhält man einen Fixpunkt der Kurve am unteren Rand des Meßbereiches und am oberen Ende des Meßbereiches. Diese beiden Fixpunkte werden jedoch nicht durch eine Gerade miteinander verbunden, sondern durch eine gekrümmte Kurve, welche hier durch mehrere Geradenabschnitte approximiert wird, wobei die Knickpunkte zwischen diesen einzelnen Abschnitten mit Hilfe der Potentiometer R43 bis R49 eingestellt werden. Dies erfordert selbstverständlich Kalibrierungsmessungen und ein nacheinander Abgleichen der einzelnen Widerstände, möglicherweise auch eine Wiederholung des gesamten Abgleichvorganges, da die Einstellung der zuletzt eingestellten Potentiometer möglicherweise Einfluß auf das Schaltverhalten der vorherigen Verstärkerstufen hat. Die dargestellte Schaltung benötigt also für vier Knickpunkte, d. h. für fünf unterschiedliche Verstärkungen insgesamt mindestens sechs Potentiometer einschließlich der Potentiometer für den Offset und die Gesamtverstärkung.Due to inevitable tolerances in the manufacture of the sensors themselves and also in the implementation of the linearization circuit, it is necessary, however, to set the individual breakpoints for the changing gain as a function of the input signal for each circuit individually as part of a calibration measurement in order to reproduce as accurately as possible the measurement curve and thus to obtain the most accurate possible correction of the non-linearity. For this purpose, a conventional, analog linearization network was usually equipped with a series of adjustable potentiometers, the setting value of which in each case defined the position of a specific break point of the gain curve. Such a conventional, analog linearization network is shown in the attached FIG. 1 with its essential elements and without the necessary peripheral circuitry. One can see on the left in Fig. 1 an input amplifier and in the right part a main amplifier with the actual linearization circuit, which is shown here for the sake of simplicity with only four different amplification stages. An offset or a zero point shift is set or adjusted using the potentiometer R36 and the overall gain is set using the potentiometer R51. This gives a fixed point of the curve at the lower edge of the measuring range and at the upper end of the measuring range. However, these two fixed points are not connected to each other by a straight line, but by a curved curve, which is approximated here by several straight line sections, the break points between these individual sections being set with the aid of potentiometers R43 to R49. Of course, this requires calibration measurements and a successive adjustment of the individual resistors, possibly also a repetition of the entire adjustment process, since the setting of the potentiometers last set may have an influence on the switching behavior of the previous amplifier stages. The circuit shown therefore requires a total of at least six potentiometers, including the potentiometers for the offset and the total gain, for four break points, ie for five different amplifications.

Im Vergleich zu einfachen Präzisionswiderständen sind Potentiometer relativ aufwendige und teure Bauteile, die nicht nur eine erhebliche Abgleicharbeit verursachen, sondern auch einen entsprechenden Platz benötigen, wobei neben ihrer Baugröße auch ihre Zugänglichkeit für den Abgleichvorgang berücksichtigt werden muß.Compared to simple precision resistors, potentiometers are relatively complex and expensive Components that not only cause considerable adjustment work, but also one need appropriate space, and in addition to their size also their accessibility for the Adjustment process must be taken into account.

Dies macht eine analoge Linearisierungsschaltung insgesamt relativ platzaufwendig und teuer.This makes an analog linearization circuit relatively space-consuming and expensive overall.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine analoge Linearisierungsschaltung mit den eingangs genannten Merkmalen und ein entsprechendes Verfahren zum Linearisieren elektrischer Signale, die nicht linear mit physikali­ schen Meßgrößen zusammenhängen, zu schaffen, bei welchen die Abgleicharbeit erheblich erleichtert und vereinfacht wird und welche insbesondere auch einen platzsparenderen und preiswerteren Schaltungsaufbau ermöglichen.Compared to this prior art, the object of the present invention is an analog linearization circuit with the features mentioned at the beginning and corresponding method for linearizing electrical signals that are not linear with physi interrelated parameters to create, in which the adjustment work considerably is facilitated and simplified and which in particular also a space-saving and enable cheaper circuit construction.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ausgangssignal eines vorgegebenen analogen Linearisierungsnetzwerkes eine weitere Korrektur erfährt, durch welche die Krümmung des Ausgangssignales des analogen Linearisie­ rungsnetzwerkes verändert wird. Die entsprechende analoge Linearisierungsschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem analogen Linearisierungsnetzwerk einer solchen Schaltung eine Korrekturschaltung nachgeschaltet ist, welcher sowohl das Rohsignal als auch das (vorläufige) Ausgangssignal des analogen Linearisierungsnetzwerkes zugeführt wird und welche eine Korrekturspannung erzeugt, die zu dem vorläufigen Ausgangssignal addiert wird oder einen Verstärker mit einem variablen Verstärkungsfaktor steuert, der von dem Rohsignal und/oder dem vorläufigen Ausgangssignal bzw. dem Wert der Korrekturspannung abhängig ist.With regard to the method, the object on which the invention is based is achieved in that the output signal of a given analog linearization network is another Undergoes correction by which the curvature of the output signal of the analog linearisie network is changed. The corresponding analog linearization circuit is thereby characterized in that the analog linearization network of such a circuit Correction circuit is connected downstream, which both the raw signal and the (provisional) Output signal of the analog linearization network is supplied and which one Correction voltage generated, which is added to the preliminary output signal or a Controls amplifier with a variable gain factor, which of the raw signal and / or preliminary output signal or the value of the correction voltage.

Diese nachgeschaltete Korrekturschaltung und die erst im Anschluß an das analoge Linearisie­ rungsnetzwerk folgende Korrektur ermöglicht es nämlich, das Linearisierungsnetzwerk mit festen Präzisionswiderständen zu bestücken ohne Vorsehen irgendeines Potentiometers zur Einstellung der Knickpunkte, wobei statt dessen die Krümmung oder Durchbiegung der Verstärkungskurve, welche durch die auf diese Weise festgelegten Knickpunkte und Verstärkungsstufen definiert wird, anschließend nochmals in der Weise korrigiert und verändert wird, daß sie möglichst genau zu der Kalibrierungskurve paßt. Um dieses zu erreichen, ist lediglich noch ein einziges Potentiometer notwendig, mit welchem das Ausmaß der Krümmungsänderung eingestellt wird und welches beispielsweise die vier Potentiometer R43 bis R49 in dem bisher bekannten analogen Linearisierungsnetzwerk ersetzt und darüberhinaus auch eine beliebige größere Anzahl derartiger Potentiometer in einem Linearisierungsnetzwerk mit einer größeren Anzahl von Stufen in gleicher Weise ersetzen könnte.This subsequent correction circuit and that only after the analog linearization The following correction network enables the linearization network to be fixed Equip precision resistors without providing any potentiometer for adjustment  the breakpoints, whereby instead the curvature or deflection of the reinforcement curve, which is defined by the breakpoints and gain levels defined in this way, then corrected and changed again in such a way that it is as accurate as possible fits the calibration curve. To achieve this, there is only a single potentiometer with which the extent of the change in curvature is set and which for example, the four potentiometers R43 to R49 in the previously known analog Linearization network replaced and also any larger number of such Potentiometers in a linearization network with a larger number of stages in the same Way could replace.

Die abhängigen Patentansprüche 2 bis 9 und 12 bis 19 geben besondere Ausgestaltungen und teilweise bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtung wieder, wobei die im einzelnen angegebenen Merkmale sowohl in Kombination miteinander als auch unabhängig voneinander zu verwirklichen sind.The dependent claims 2 to 9 and 12 to 19 give special configurations and partially preferred variants of the method according to the invention and the corresponding ones Device again, the features specified in detail both in combination can be realized with each other as well as independently of each other.

Im einzelnen ist in einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß das endgültige Ausgangssignal, wie es nach der erfindungsgemäßen Korrektur erzeugt wird, in mindestens zwei Fixpunkten mit dem vorläufigen Ausgangssignal übereinstimmt, wie es durch das sogenannte Linearisierungsnetzwerk erzeugt wird.In a preferred variant of the method according to the invention, that the final output signal, as it is generated after the correction according to the invention, in at least two fixed points with the preliminary output signal, as indicated by the so-called linearization network is generated.

Es versteht sich, daß für eine möglichst genaue Approximation der Kalibrierungskurve die zusätzliche Korrektur, welche erfindungsgemäß vorgesehen ist, auch dann sinnvoll sein kann, wenn das vorgeschaltete Linearisierungsnetzwerk nicht ausschließlich mit Festwiderständen, sondern auch mit Potentiometern bestückt ist, wobei die erfindungsgemäße Korrektur dann zu einer verbesserten Genauigkeit des Systems beiträgt, wobei allerdings auf den sonst zu erzielenden Vorteil der Vereinfachung verzichtet wird.It goes without saying that for the most accurate approximation of the calibration curve the additional correction, which is provided according to the invention, can also be useful, if the upstream linearization network is not exclusively with fixed resistors, but is also equipped with potentiometers, the correction according to the invention then increasing contributes to an improved accuracy of the system, although towards the otherwise advantage of simplification is dispensed with.

Weiterhin ist eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, bei welcher die mindestens zwei Fixpunkte gerade den Anfangs- und Endpunkt eines Meßbereiches definieren, welche im allgemeinen auch verwendet werden, um den sogenannten Offset und die Gesamtver­ stärkung einzustellen.Furthermore, a variant of the method according to the invention is preferred, in which the at least two fixed points define the start and end point of a measuring range, which are also generally used to calculate the so-called offset and the total ver adjust strengthening.

Darüber hinaus ist eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft, bei welcher die Korrektur des vorläufigen Ausgangssignales additiv erfolgt, indem also zu dem Ausgangssignal ein (positives oder negatives) Signal hinzuaddiert wird. Mit Blick auf die beiden Fixpunkte bedeutet dies, daß das Korrektursignal an den beiden Fixpunkten jeweils den Wert Null hat, während es zwischen den Fixpunkten und gegebenenfalls auch jenseits der Fixpunkte im allgemeinen einen von Null verschiedenen Wert annehmen wird, wenn nicht zufällig die Festwiderstände des analogen Linearisierungnetzwerkes bereits die bestmögliche Approximation an die Kalibrierungs­ kurve liefern. In einem solchen Fall würde selbstverständlich das Korrektursignal über den gesamten Meßbereich hinweg den Wert Null haben.In addition, a variant of the method according to the invention is advantageous in which the Correction of the preliminary output signal takes place additively, that is to say to the output signal a (positive or negative) signal is added. Looking at the two fixed points means this means that the correction signal has the value zero at the two fixed points, while it  There is generally one between the fixed points and possibly also beyond the fixed points will assume a value other than zero if the fixed resistors of the analog linearization network already the best possible approximation to the calibration deliver curve. In such a case, the correction signal would of course be via the have the value zero throughout the entire measuring range.

Um die Krümmung der Kalibrierungskurve zu ändern, reicht es aus, wenn das Korrektursignal zwischen den beiden Fixpunkten über einen (einzigen) Extremwert verläuft, auch wenn kompliziertere Verläufe des Korrektursignals mit mehreren Extremwerten (maximal und minimal) selbstverständlich möglich sind. Bevorzugt ist jedenfalls eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Betrag des Korrekturwertes, ausgehend von einem der Fixpunkte, zunächst kontinuierlich ansteigt, einen Maximalwert erreicht und anschließend wieder absinkt. Je nach dem Vorzeichen des Korrektursignals und je nach der Richtung der vorhandenen Krümmung der durch das feste Linearisierungsnetzwerk vorgegebenen (vorläufigen) Kalibrierungskurve bedeutet dies eine Verstärkung oder Abschwächung der Krümmung der Kurve zwischen den beiden Fixpunkten.In order to change the curvature of the calibration curve, it is sufficient if the correction signal runs between the two fixed points over a (single) extreme value, even if complicated curves of the correction signal with several extreme values (maximum and minimum) are of course possible. In any case, an embodiment of the invention is preferred which is the amount of the correction value, based on one of the fixed points, initially increases continuously, reaches a maximum value and then decreases again. Depending on Sign of the correction signal and depending on the direction of the existing curvature this means the (linear) calibration curve given by the fixed linearization network an increase or decrease in the curvature of the curve between the two fixed points.

Dabei sollte der Extremwert des Korrektursignals nicht allzu stark einseitig zu einem der beiden Fixpunkte hin verschoben sein, d. h. der Extremwert sollte, gemessen in Einheiten des Rohsignals zwischen den beiden Fixpunkten zu dem einen Fixpunkt hin maximal einen doppelt so großen Abstand haben wie zu dem anderen Fixpunkt hin und sollte vorzugsweise ziemlich genau in der Mitte zwischen diesen beiden Fixpunkten liegen.The extreme value of the correction signal should not be too one-sided to one of the two Fixed points must be shifted towards d. H. the extreme value should be measured in units of the raw signal between the two fixed points towards the one fixed point a maximum of twice as large Have the same distance as the other fixed point and should preferably be fairly precise in the Lie in the middle between these two fixed points.

Das Maß des Korrekturwertes wird zweckmäßigerweise aus dem Rohsignal selbst und vorzugsweise aus dessen gewichteter Differenz zu dem vorläufigen Ausgangssignal erzeugt. Da das vorläufige Ausgangssignal das Ergebnis der vorläufigen Linearisierung mit Hilfe des Linearisierungsnetzwerkes ist, muß notwendigerweise dieses vorläufige Ausgangssignal, welches bereits näherungsweise linear mit der zu untersuchenden physikalischen Meßgröße variiert, sich von dem nicht linear von dieser Meßgröße zusammenhängenden Rohsignal unterscheiden. Die Abweichung und damit die Nichtlinearität zwischen Rohsignal und vorläufig linearisiertem Signal ist häufig jedoch etwa in der Mitte zwischen den Fixpunkten am größten, was an einem Beispiel leicht einzusehen ist, wenn man nämlich zwei Punkte einer gekrümmten Kurve durch eine Gerade verbindet, wobei diese Schnittpunkte Fixpunkte definieren und die Abweichung der (im allgemeinen gleichmäßig) gekrümmten Kurve von dieser Geraden offensichtlich im mittleren Bereich zwischen den Schnittpunkten am größten wird, auch wenn es leichte Verschiebungen zu der einen oder anderen Seite hin geben mag. Dabei bedeutet die vorläufige Linearisierung mit Hilfe eines beispielsweise mit Festwiderständen realisierten Linearisierungsnetzwerkes, daß aufgrund der nicht vorgenommenen exakten Abgleichung der Widerstände eine genaue Linearisierung noch nicht erfolgen konnte. Um das Beispiel mit der von einer Geraden geschnittenen, gekrümmten Kurve wieder aufzugreifen, könnte man sagen, daß die Linearisierung darin besteht, daß zu der gekrümmten Kurve Werte addiert bzw. subtrahiert werden, so daß nach dieser Korrektur der Verlauf der Geraden wiedergegeben wird. Eine nicht vollständige bzw. vorläufige Linearisierung bedeutet dann, daß diese "Gerade" noch eine mehr oder weniger starke Krümmung hat, die das gleiche oder aber auch das umgekehrte Vorzeichen haben kann, wie die Ausgangskurve, welche dem Rohsignal entspricht. Auch diese noch leicht gekrümmte, vorläufig korrigierte Kurve verläuft durch dieselben Fixpunkte und hat demzufolge gegenüber der idealen Geraden ebenfalls im mittleren Bereich die größte Abweichung und eine immer geringer werdende Abweichung mit Annäherung an die Fixpunkte. Diese zunächst noch verbliebene Abweichung wird durch erfindungsgemäße, nachträgliche Korrektur beseitigt. Damit ist jedoch gleichzeitig auch erklärt, warum gerade die Differenz zwischen Rohsignal und vorläufig linearisiertem Signal ein Maß für die zusätzliche Feinkorrektur sein kann, denn dort wo Rohsignal und vorläufig linearisiertes Signal am stärksten voneinander abweichen, weicht auch das vorläufig linearisierte Signal von dem ideal linearisierten Signal am stärksten ab.The measure of the correction value is expediently derived from the raw signal itself and preferably generated from its weighted difference to the preliminary output signal. There the preliminary output signal the result of the preliminary linearization using the Linearization network is necessarily this preliminary output signal, which already varies approximately linearly with the physical quantity to be examined distinguish it from the raw signal that is not linearly related to this measured variable. The Deviation and thus the non-linearity between the raw signal and the provisionally linearized signal is often greatest, however, approximately in the middle between the fixed points, for example is easy to see if you have two points of a curved curve through a straight line connects, where these intersections define fixed points and the deviation of the (in general uniform) curved curve of this straight line obviously in the middle The area between the intersections becomes largest, even if there are slight shifts one side or the other. The preliminary linearization means with With the help of a linearization network implemented, for example, with fixed resistors, that  due to the fact that the resistors are not exactly balanced Linearization could not yet take place. To the example with that of a straight line to take the intersected, curved curve again, one could say that the linearization consists in adding or subtracting values to the curved curve so that after this correction the course of the straight line is reproduced. An incomplete or preliminary linearization then means that this "straight line" is still a more or less strong one Has curvature which can have the same or the opposite sign as that Output curve that corresponds to the raw signal. This is still slightly curved, for the time being corrected curve runs through the same fixed points and therefore has compared to the ideal Straight lines also in the middle area the greatest deviation and an ever decreasing Deviation with approximation to the fixed points. This deviation, which still remains at first eliminated by subsequent correction according to the invention. But that is also at the same time explains why the difference between the raw signal and the provisionally linearized signal Measure for the additional fine correction, because there where raw signal and provisional linearized signal differ from each other the most, the provisionally linearized signal also Signal most strongly from the ideally linearized signal.

Allgemein gilt jedoch, daß nicht die absolute Differenz zwischen Rohsignal und vorläufig linearisiertem Signal das Korrektursignal bestimmt, sondern daß vielmehr diese Differenz entsprechend den Widerstandswerten in der Korrekturschaltung eine bestimmte Wichtung erfährt. Gemäß der bevorzugten Schaltungsvariante gilt die allgemeine Beziehung für die Korrektur­ spannung UK (mit den Bezeichnungen gemäß Fig. 4):In general, however, it is true that it is not the absolute difference between the raw signal and the provisionally linearized signal that determines the correction signal, but rather that this difference is given a specific weighting in accordance with the resistance values in the correction circuit. According to the preferred circuit variant, the general relationship applies to the correction voltage U K (with the designations according to FIG. 4):

Dementsprechend wird in der bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens der Korrekturwert proportional zur gewichteten Differenz zwischen Rohsignal und vorläufigem Ausgangssignal erzeugt, wobei diese gewichtete Differenz mit einem einstellbaren Verstärkungs­ faktor verstärkt wird.Accordingly, in the preferred variant of the method according to the invention Correction value proportional to the weighted difference between the raw signal and the preliminary one Output signal generated, this weighted difference with an adjustable gain factor is reinforced.

Die erfindungsgemäße Linearisierungsschaltung weist zusätzlich zu dem bereits erwähnten analogen Linearisierungsnetzwerk eine Korrekturschaltung auf, welche in der bevorzugten Ausführungsform eine Vergleichsschaltung enthält, deren Ausgangssignal proportional zur gewichteten Differenz zwischen dem Rohsignal und dem vorläufig linearisierten Signal am Ausgang des analogen Linearisierungsnetzwerkes ist. The linearization circuit according to the invention has in addition to that already mentioned analog linearization network on a correction circuit, which in the preferred Embodiment contains a comparison circuit whose output signal is proportional to weighted difference between the raw signal and the provisionally linearized signal on Output of the analog linearization network is.  

Zweckmäßigerweise ist dabei ein Abgleichelement (im allgemeinen ein Potentiometer) für die Grundeinstellung des Verstärkungsfaktors zur Erzeugung der Korrekturspannung vorgesehen.A balancing element (generally a potentiometer) is expedient for the Basic setting of the gain factor is provided to generate the correction voltage.

Weiterhin weist die Korrekturschaltung in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Operationsverstärker auf, der eine zur gewichteten Differenz von Rohsignal und dem vorläufigen Ausgangssignal proportionale Ausgangsspannung erzeugt, welche um einen Wichtungsfaktor modifiziert in eine Addierschaltung zum vorläufigen Ausgangssignal addiert wird.Furthermore, the correction circuit in the preferred embodiment of the invention has one Operational amplifier on which one to the weighted difference between the raw signal and the provisional Output signal generated proportional output voltage, which by a weighting factor modified in an adder to the preliminary output signal is added.

Noch konkreter ist die erfindungsgemäße Korrekturschaltung vorzugsweise so aufgebaut, daß ein Eingang des Operationsverstärkers am Verzweigungspunkt eines Spannungsteilers liegt, der das Rohsignal entsprechend der Widerstandsverhältnisse dieses Spannungsteilers herabteilt, wobei das vorläufige Ausgangssignal über einen Vorwiderstand an den zweiten Eingang des Operationsverstärkers gelegt wird und wobei weiterhin der Ausgang des Operationsverstärkers in einer Gegenkopplungsschaltung über einen Widerstand mit diesem zweiten Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist. Hierdurch erreicht man, daß an beiden Eingängen des Operationsverstärkers der gleiche Wert anliegt, indem der zweite Eingang durch das Ausgangs­ signal des Operationsverstärkers auf denselben Wert angehoben oder herabgesetzt wird, der auch am ersten Eingang anliegt, wobei sich eine Ausgangsspannung an dem Operationsverstärker ergibt, die zu der gewichteten Differenz von Rohsignal und vorläufigem Ausgangssignal proportional ist.More specifically, the correction circuit according to the invention is preferably constructed such that a Input of the operational amplifier is at the branch point of a voltage divider, which Raw signal divides according to the resistance ratios of this voltage divider, where the preliminary output signal via a series resistor to the second input of the Operational amplifier is placed and still the output of the operational amplifier in a negative feedback circuit via a resistor with this second input of the Operational amplifier is connected. This ensures that at both inputs of the Operational amplifier the same value is applied by the second input through the output signal of the operational amplifier is raised or lowered to the same value that also is present at the first input, with an output voltage at the operational amplifier results in the weighted difference between the raw signal and the preliminary output signal is proportional.

Weiterhin weist die erfindungsgemäße Korrekturschaltung in der bevorzugten Ausführungsform einen weiteren Operationsverstärker auf, der als Addierer dient und dessen einer Eingang (gegebenenfalls über einen Vorwiderstand) auf Masse liegt, während dem anderen Eingang über einen Vorwiderstand das vorläufige Ausgangssignal zugeführt wird und gleichzeitig auch das Ausgangssignal des ersten Operationsverstärkers, ebenfalls über einen Vorwiderstand, so daß sich am Ausgang eine Spannung einstellt, die der Summe der vorläufigen Ausgangsspannung und der Ausgangsspannung des ersten Operationsverstärkers entspricht, wobei die beiden Summanden jeweils um einen Faktor modifiziert sind, der dem Verhältnis der jeweiligen Vorwiderstände (vor dem zweiten Eingang des zweiten Verstärkers) zu dem Gegenkopplungs­ widerstand des zweiten Verstärkers entspricht. Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungs­ form der Erfindung, bei welcher der Widerstand zwischen dem ersten und dem zweiten Verstärker ein einstellbarer Widerstand ist, was letztlich bedeutet, daß der die Korrekturspannung definierende Summant in der Addierschaltung variiert werden kann, daß also die Korrektur wahlweise mehr oder weniger stark erfolgen kann, je nachdem wie gut das mit Festwiderständen bestückte Linearisierungsnetzwerk bereits die Linearisierung leistet. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird durch geeignete Wahl der Widerstände der Spannungsteilerschaltung vor dem ersten Operationsverstärker sichergestellt, daß die Ausgangsspannung am ersten Operationsverstärker genau dann Null ist, wenn das Rohsignal und das vorläufig linearisierte Ausgangssignal des Linearisierungsnetzwerkes ein bestimmtes Verhältnis zueinander haben (oder beide gleich Null sind), welches an den Anfangs- und Endpunkten des Meßbereiches vorliegt. Die Anfangs- und Endpunkte des Meßbereiches sind für die Korrekturschaltung Fixpunkte, die durch die Einstellung des Offsets und der Gesamtver­ stärkung in genau dieser Weise festgelegt werden, daß das endgültige und das vorläufige Ausgangssignal dort übereinstimmen.Furthermore, the correction circuit according to the invention in the preferred embodiment a further operational amplifier, which serves as an adder and whose one input (if necessary via a series resistor) is connected to ground, while the other input is connected to a series resistor the preliminary output signal is supplied and at the same time that Output signal of the first operational amplifier, also via a series resistor, so that a voltage arises at the output which is the sum of the provisional output voltage and corresponds to the output voltage of the first operational amplifier, the two Summands are each modified by a factor that corresponds to the ratio of the respective Series resistors (before the second input of the second amplifier) to the negative feedback resistance of the second amplifier corresponds. An embodiment is particularly preferred form of the invention in which the resistance between the first and the second amplifier is an adjustable resistance, which ultimately means that the correction voltage defining summant can be varied in the adding circuit, that is, the correction optionally more or less strong, depending on how well that with fixed resistors equipped linearization network already performs the linearization. In one particularly  expedient embodiment of the invention is by suitable choice of the resistors Voltage divider circuit before the first operational amplifier ensures that the Output voltage at the first operational amplifier is zero if and only if the raw signal the provisionally linearized output signal of the linearization network a certain one Have relation to each other (or both are zero), which at the beginning and End points of the measuring range are present. The start and end points of the measuring range are for the correction circuit fixed points, which are determined by the setting of the offset and the total ver strengthening in exactly the same way that the final and the preliminary Output signal match there.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Hilfe entsprechender Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and possible uses of the present invention result from the following description of preferred embodiments with the help of corresponding Characters. Show it:

Fig. 1 ein analoges Linearisierungsnetzwerk nach dem Stand der Technik, Fig. 1, an analog linearization network according to the prior art,

Fig. 2 schematisch den Zusammenhang zwischen einer physikalischen Meßgröße und dem Rohsignal, Fig. 2 shows schematically the relationship between a physical measured variable and the raw signal,

Fig. 3 den entsprechenden Zusammenhang zwischen dem Rohsignal und einem vorläufig linearisierten Signal, welches mit durchgezogener Linie dargestellt ist, wobei mögliche Korrekturen durch gestrichelte Linien wiedergegeben sind, Fig. 3 shows the corresponding relationship between the raw signal and a provisionally linearized signal, which is shown by a solid line, where possible corrections are represented by dashed lines,

Fig. 4 schematisch den Aufbau einer Korrekturschaltung in der bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung, und Fig. 4 shows schematically the structure of a correction circuit in the preferred embodiment of the invention, and

Fig. 5 den Aufbau einer Korrekturschaltung mit Linearisierungsnetzwerk im Detail. Fig. 5 shows the structure of a correction circuit with linearization network in detail.

Das analoge Linearisierungsnetzwerk gemäß Fig. 1 entspricht dem Stand der Technik von analogen Linearisierungsschaltungen und ist in diesem Zusammenhang bereits in der Beschreibungseinleitung beschrieben worden. Zusammenfassend ist festzuhalten, daß durch die vorliegende Erfindung das herkömmliche, sogenannte "analoge Linearisierungsnetzwerk" 1 in seiner Struktur auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten bleibt und übernommen wird, wobei dieses Netzwerk insgesamt in Fig. 4 mit 1 bezeichnet ist. Ein Unterschied der in Fig. 4 in einer schematischen Übersicht und in Fig. 5 detaillierter dargestellten Linearisierungsschaltung gegenüber dem Stand der Technik besteht jedoch darin, daß anstelle der Potentiometer R43, R45, R47 und R49, die in Fig. 1 erkennbar sind, lediglich Festwiderstände eingesetzt werden, die in Fig. 5 mit R14, R16, R18 und R20 bezeichnet sind. Zum Ausgleich für den Wegfall mehrerer Potentiometer weist jedoch die erfindungsgemäße Linearisierungsschaltung noch eine zusätzliche Korrekturschaltung auf, die allerdings nur noch ein einziges Potentiometer für die Einstellung einer optimal an die Kalibrierungspunkte angepaßten Meßkurve bzw. Wandlerkurve aufweist.The analog linearization network of FIG. 1 corresponds to the prior art of analog linearization circuits and has been described in this context already in the introduction. In summary, it should be noted that the structure of the present so-called "analog linearization network" 1 is retained and adopted in the context of the present invention, this network being designated 1 in FIG. 4. A difference of the linearization circuit shown in FIG. 4 in a schematic overview and in FIG. 5 in more detail compared to the prior art, however, is that instead of the potentiometers R43, R45, R47 and R49, which can be seen in FIG. 1, only fixed resistors are used, which are designated in Fig. 5 with R14, R16, R18 and R20. To compensate for the omission of several potentiometers, however, the linearization circuit according to the invention also has an additional correction circuit which, however, only has a single potentiometer for setting a measurement curve or converter curve which is optimally adapted to the calibration points.

Im folgenden sollen zunächst anhand der Fig. 2 und 3 der Sinn und die Prinzipien von Linearisierungsschaltungen beschrieben werden. In Fig. 2 ist in einem zweidimensionalen Koordinatensystem entlang der horizontalen Achse eine physikalische Meßgröße T aufgetragen, die z. B. die Temperatur (bzw., ausgehend von einem beliebigen Startpunkt, Temperaturänderung) eines Gegenstandes, einer Flüssigkeit oder dergleichen sein kann. Diese Meßgröße wird von einem Sensor erfaßt, welcher unter Ansprechen auf den konkreten Wert der Meßgröße, sei es bezogen auf einen Referenzpunkt oder absolut, ein elektrisches Meßsignal abgibt, welches z. B. eine elektrische Spannung UE sein kann, die in Fig. 2 entlang der vertikalen Achse aufgetragen ist und auch als "Rohsignal" bezeichnet wird. Die Temperatur wird an einzelnen Kalibrierungs­ punkten mit Hilfe eines separaten Kalibrierungssystemes, z. B. mit Hilfe entsprechender Schwarzkörperstrahler bestimmt. Gleichzeitig wird die zu der jeweiligen Temperatur gehörige Sensorspannung UE gemessen, wobei die Verbindung der in das Koordinatensystem eingezeichneten Kalibrierungspunkte z. B. den in Fig. 2 durchgezogen dargestellten Verlauf ergibt.In the following, the meaning and the principles of linearization circuits will first be described with reference to FIGS. 2 and 3. In Fig. 2, a physical quantity T is plotted in a two-dimensional coordinate system along the horizontal axis. B. the temperature (or, starting from any starting point, temperature change) of an object, a liquid or the like. This measured variable is detected by a sensor which, in response to the concrete value of the measured variable, be it based on a reference point or in absolute terms, emits an electrical measurement signal which, for. B. can be an electrical voltage U E , which is plotted in Fig. 2 along the vertical axis and is also referred to as "raw signal". The temperature is measured at individual calibration points using a separate calibration system, e.g. B. determined with the help of appropriate blackbody emitters. At the same time, the sensor voltage U E associated with the respective temperature is measured. B. results in the course shown in Fig. 2 solid.

Diese Kurve, welche bestimmten, gemessenen Spannungswerten UE eindeutig entsprechende Temperaturwerte zuordnet, verläuft nicht linear, also nicht als Gerade, sondern konkav gekrümmt. Mit anderen Worten, bei niedrigen Temperaturen ändert sich im Falle einer gegebenen Temperatursteigerung oder -absenkung die Spannung UE um kleinere Beträge als bei höheren Temperaturen und den gleichen Temperaturänderungen. Die Kurve UE (T) verläuft also bei niedrigeren Temperaturen flacher und bei höheren Temperaturen steiler. Will man jedoch eine Ausgangsspannung UA erhalten, welche sich linear mit der Temperatur ändert, d. h. grundsätzlich bei gleichen Temperaturen auch die gleiche Änderung der Spannung zeigt, unabhängig von dem aktuellen Ausgangspunkt, so ist klar, daß die Spannung entsprechend verstärkt werden muß mit einem größeren Verstärkungsfaktor bei niedrigen Temperaturen und einem kleineren Ver­ stärkungsfaktor bei höheren Temperaturen. Trägt man also wie in Fig. 3 die für die Linearisie­ rung erforderliche Ausgangsspannung gegen die Eingangsspannung auf, so ergibt dies eine konvex gekrümmte Kurve, welche am Anfang, d. h. bei kleinen Werten von UE, steiler verläuft als bei großen Werten von UE. Eine Vertauschung der Achsen, so daß die Ausgangsspannung entlang der horizontalen Achse und die Eingangsspannung bzw. das Rohsignal entlang der vertikalen Achse aufgetragen wird, ergibt - bei passender Skalierung - den mit Fig. 2 identischen Verlauf, da eine Achsenvertauschung einer Spiegelung entlang der Diagonalen entspricht. Dies ist auch anschaulich klar, da dann, wenn UE die gleiche funktionale Abhängigkeit von der Temperatur hat wie von einer geeignet angepaßten Ausgangsspannung UA, diese Ausgangs­ spannung UA direkt proportional zu der physikalischen Meßgröße bzw. Temperatur sein muß. In der Praxis wird diese Meßkurve durch eine Reihe von geraden Abschnitten approximiert. Eine solche Approximation ist umso genauer, je kleiner die Krümmung und je kleiner der darzustellende Meßbereich ist (was letztlich auch zu einer relativen Verkleinerung der Krümmung der Kurve führt), und die Genauigkeit der Approximation kann auch durch eine entsprechende Vergrößerung der Zahl der geraden Abschnitte erreicht werden, aus welchen die an sich gleichmäßig gekrümmte Kurve zusammengesetzt ist. Die Knickpunkte zwischen benachbarten, geraden Abschnitten werden durch die effektiv als Dioden betriebenen Transistoren T1 bis T4 (siehe Fig. 1 und 5) definiert, wobei die konkrete Verstärkungsänderung sich durch die Parallelschaltung der hinter den Transistoren liegenden Widerstände zu den Widerständen R50, R51 ergibt, welche die Grundverstärkung des analogen Linearisierungsnetzwerkes 1 definieren. Beim Stand der Technik wurden die Potentiometer R43, R45, R47 und R49 in der Weise eingestellt, daß sich hierdurch eine möglichst gute Approximation der Ausgangsspannung an die Meßkurve ergab, so daß die danach gemessene Ausgangsspannung in guter Näherung proportional zu der zu erfassenden physikalischen Meßgröße war.This curve, which clearly assigns corresponding temperature values to certain measured voltage values U E , does not run linearly, that is to say not as a straight line, but rather with a concave curvature. In other words, at low temperatures, the voltage U E changes by smaller amounts in the case of a given temperature increase or decrease than at higher temperatures and the same temperature changes. The curve U E (T) is therefore flatter at lower temperatures and steeper at higher temperatures. However, if one wants to obtain an output voltage U A which changes linearly with the temperature, ie basically also shows the same change in voltage at the same temperatures, regardless of the current starting point, it is clear that the voltage must be increased accordingly with a larger one Gain factor at low temperatures and a smaller gain factor at higher temperatures. If, as in FIG. 3, the output voltage required for linearization is plotted against the input voltage, this results in a convexly curved curve which, at the beginning, ie with small values of U E , is steeper than with large values of U E. Exchanging the axes so that the output voltage along the horizontal axis and the input voltage or the raw signal along the vertical axis are plotted - with suitable scaling - gives the curve identical to FIG. 2, since swapping the axes corresponds to mirroring along the diagonal . This is also clear, because if U E has the same functional dependence on temperature as on a suitably adapted output voltage U A , this output voltage U A must be directly proportional to the physical quantity or temperature. In practice, this curve is approximated by a series of straight sections. Such an approximation is the more precise the smaller the curvature and the smaller the measuring range to be displayed (which ultimately also leads to a relative reduction in the curvature of the curve), and the accuracy of the approximation can also be achieved by increasing the number of straight sections accordingly from which the curve, which is curved in itself, is composed. The break points between adjacent, straight sections are defined by the transistors T1 to T4 which are effectively operated as diodes (see FIGS. 1 and 5), the specific gain change resulting from the parallel connection of the resistors behind the transistors to the resistors R50, R51, which define the basic amplification of the analog linearization network 1 . In the prior art, the potentiometers R43, R45, R47 and R49 were set in such a way that this gave the best possible approximation of the output voltage to the measurement curve, so that the output voltage measured thereafter was, to a good approximation, proportional to the physical measurement variable to be recorded .

Erfindungsgemäß werden jedoch für das analoge Linearisierungsnetzwerk keine Potentiometer, sondern Festwiderstände verwendet, durch welche ein ganz bestimmter Kurvenverlauf realisiert wird, der die tatsächlichen Verhältnisse im allgemeinen noch nicht ideal wiedergibt. Beispielsweise könnte das feste Linearisierungsnetzwerk einen Verlauf der Ausgangsspannung gegenüber der Eingangsspannung ergeben, welche in Fig. 3 der durchgezogenen Linie Ulin entspricht, während die optimal an die Kalibrierungswerte angepaßte Kurve möglicherweise einem der gestrichelt dargestellten Verläufe UA entspricht. Die erfindungsgemäße Korrekturschaltung ist so ausgelegt, daß sie in der Lage ist, die Krümmung der Kurve zu ändern, d. h. sie entweder noch stärker durchzubiegen oder aber die Durchbiegung geringer zu machen, was jeweils einer Annäherung an einen der gestrichelt dargestellten Verläufe entspricht. Ausgehend von der durchgezogenen Kurve, kann nunmehr gemäß der vorliegenden Erfindung durch Änderung der Krümmung dieser Kurve einer der gestrichelten Verläufe approximiert werden, indem z. B. zu der Spannung Ulin eine Korrekturspannung UK hinzuaddiert wird, so daß sich die endgültig linearisierte Ausgangs­ spannung UA = Ulin + UK ergibt. Dabei ist UK entsprechend Fig. 3 einfach die gewichtete Differenz zwischen der durchgezogenen Kurve Ulin und der gestrichelt gezeichneten Kurve UA, unter der Voraussetzung, daß letztere die bestmögliche Approximation an den linearen Verlauf ist.According to the invention, however, no potentiometers, but fixed resistors are used for the analog linearization network, by means of which a very specific curve profile is realized, which generally does not yet ideally reflect the actual conditions. For example, the fixed linearization network could result in a curve of the output voltage with respect to the input voltage, which corresponds to the solid line U lin in FIG. 3, while the curve optimally adapted to the calibration values may correspond to one of the curves U A shown in broken lines. The correction circuit according to the invention is designed in such a way that it is able to change the curvature of the curve, ie either to deflect it even more or to make the deflection less, which in each case corresponds to an approximation to one of the courses shown in broken lines. Starting from the solid curve, one of the dashed curves can now be approximated according to the present invention by changing the curvature of this curve, for example by B. a correction voltage U K is added to the voltage U lin , so that the final linearized output voltage U A = U lin + U K results. Here, U K corresponding to FIG. 3 simply the weighted difference between the solid curve U lin and the dashed curve U A, with the proviso that the latter is the best possible approximation to the linear gradient.

Eine bevorzugte Realisierung dieser Korrektur ergibt sich aus einer Schaltung gemäß den Figuren 4 und 5. Man erkennt in Fig. 4 und 5 unten einen ersten Operationsverstärker IC1, an dessen ersten (+)-Eingang eine entsprechend dem Widerstandsverhältnis R3 zu R4 herabgeteilte Spannung UP anliegt, die von dem Rohsignal UE abgeleitet wird. Die Ausgangsspannung der zunächst mit festen Widerständen vorläufig linearisierten Spannung Ulin liegt über einen Vorwiderstand R1 an dem zweiten Eingang des Operationsverstärkers IC1, wobei dieser Verstärker als invertierender Verstärker geschaltet ist, d. h. sein Ausgang ist über einen Widerstand R2 mit dem zweiten Eingang verbunden, an welchem die Spannung UN anliegt, die entsprechend dieser Schaltung gleich UP sein muß. Für die Variante R1 = R2 = R3 = R4 erkennt man sofort, daß die am Ausgang des Verstärkers IC1 anliegende Spannung UK = 0 ist, wenn UE = Ulin, was beispielsweise an den Fixpunkten P1 und P2 gelten kann, welche Anfangs- und Endpunkt des Meßbereiches definieren. Dagegen ist die Spannung UK immer dann von Null verschieden, wenn sich auch die Spannungen UE und Ulin unterscheiden, wobei mit den gewählten Widerstandswerten gerade gilt UK = UE - Ulin.A preferred implementation of this correction results from a circuit according to FIGS. 4 and 5 . It can be seen in Figures 4 and 5 below a first operational amplifier IC1, at the first (+) -. Abuts an input corresponding to the resistance ratio of R3 to R4 divided voltage U P, which is derived from the raw signal U E. The output voltage of the voltage U lin, which is initially linearized with fixed resistors, is connected via a series resistor R1 to the second input of the operational amplifier IC1, this amplifier being connected as an inverting amplifier, that is to say its output is connected via a resistor R2 to the second input, at which the voltage U N is present, which must be U P according to this circuit. For the variant R1 = R2 = R3 = R4 it can be seen immediately that the voltage U K = 0 present at the output of the amplifier IC1 is when U E = U lin , which can apply, for example, to the fixed points P1 and P2, which initial and define the end point of the measuring range. In contrast, the voltage U K is always different from zero if the voltages U E and U lin also differ, U K = U E - U lin applying with the selected resistance values.

Der zweite Operationsverstärker IC2 ist als Addierer geschaltet. Sein Plus-Eingang liegt auf Masse und die Spannungen Ulin und UK werden über Vorwiderstände R6 bzw. R7 auf den zweiten Eingang des Operationsverstärkers geführt, der an diesem zweiten Eingang außerdem vom Ausgang her über den Widerstand R5 rückgekoppelt ist, so daß das Eingangspotential des zweiten Einganges ebenfalls auf Masse gezogen wird. Dies bedeutet, daß die Spannungen Ulin bzw. UK vollständig an den Widerständen R6 und R7 abfallen und, da die Eingänge von Operationsverstärkern hochohmig und stromlos sind, daß die Summe der durch R6 und R7 fließenden Ströme gleich dem durch R5 fließenden Strom ist, wobei die Ausgangsspannung UA allein an R5 abfällt. Damit erhält man insgesamt die Strombilanz Ulin/R6 + UK/R7 = UA/R5 und weiterhin mit R5 = R6 in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung UA = Ulin + R5/R7 × UK.The second operational amplifier IC2 is connected as an adder. Its plus input is connected to ground and the voltages U lin and U K are fed via series resistors R6 and R7 to the second input of the operational amplifier, which is also fed back at this second input from the output via resistor R5, so that the input potential of the second input is also pulled to ground. This means that the voltages U lin and U K drop completely across the resistors R6 and R7 and, since the inputs of operational amplifiers are high-resistance and currentless, that the sum of the currents flowing through R6 and R7 is equal to the current flowing through R5, the output voltage U A drops only at R5. This gives a total of the current balance U lin / R6 + U K / R7 = U A / R5 and also with R5 = R6 in a preferred embodiment of the invention U A = U lin + R5 / R7 × U K.

Mit anderen Worten, das endgültig linearisierte Signal, d. h. die Ausgangsspannung UA ergibt sich aus dem vorläufigen, linearisierten Signal Ulin zuzüglich einer mit dem Faktor R5/R7 gewichteten Korrekturspannung UK, welche wiederum der gewichteten Differenz zwischen dem Rohsignal UE und dem vorläufig linearisierten Signal Ulin entspricht.In other words, the final linearized signal, ie the output voltage U A, results from the preliminary, linearized signal U lin plus a correction voltage U K weighted by the factor R5 / R7, which in turn is the weighted difference between the raw signal U E and the preliminary corresponds to linearized signal U lin .

Wie man aus Fig. 5 erkennt, wird der Widerstand R7 in der Praxis realisiert durch eine Reihenschaltung eines Festwiderstandes von z. B. 510 kOhm und einem Potentiometer, welches von 0 bis 100 kOhm einstellbar ist. Der Widerstand R5 hat einen Wert von 100 kOhm. Damit kann der Faktor k im Bereich zwischen etwa 1/5 und 1/6 variiert werden. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Widerstandskombinationen möglich, so daß sich prinzipiell beliebige Werte für den Faktor k realisieren lassen. In der Praxis sollte der Widerstand R7 jedoch nicht wesentlich kleiner als der Widerstand R5 sein, so daß die schließlich zu Ulin addierte Korrekturspannung K × UK deutlich kleiner bleibt als Ulin oder UE und im allgemeinen auch kleiner ist als die Differenz zwischen Ulin und UE, was auch nicht anders zu erwarten ist, da Ulin ja bereits ein näherungsweise linearisiertes Ausgangssignal eines Linearisierungsnetzwerkes ist, welches lediglich noch kleinerer Korrekturen bedarf. Das Vorzeichen der Korrektur kann gegebenenfalls durch Zwischenschalten eines weiteren Operationsverstärkers verändert werden.As can be seen from Fig. 5, the resistor R7 is realized in practice by a series connection of a fixed resistor of z. B. 510 kOhm and a potentiometer, which is adjustable from 0 to 100 kOhm. The resistor R5 has a value of 100 kOhm. The factor k can thus be varied in the range between approximately 1/5 and 1/6. Any other combination of resistances is of course also possible, so that in principle any values for the factor k can be realized. In practice, however, the resistor R7 should not be significantly smaller than the resistor R5, so that the correction voltage K × U K finally added to U lin remains significantly smaller than U lin or U E and is generally also smaller than the difference between U lin lin and U E , which is not to be expected otherwise, since U lin is already an approximately linearized output signal of a linearization network, which only requires minor corrections. The sign of the correction can optionally be changed by interposing a further operational amplifier.

Wie man erkennt, können mit der erfindungsgemäßen Korrekturschaltung mehrere Potentiometer (typischerweise vier bis acht) durch ein einziges Potentiometer R7 ersetzt werden, was den Abgleichaufwand, vor allem die erforderliche Zahl von Kalibrierungsquellen (z. B. Schwarzkörper), sowie den Platzbedarf und die für die Schaltung aufzuwendenden Kosten beträchtlich verringert. Das analoge Linearisierungsnetzwerk 1 bleibt dabei in seiner Struktur erhalten, wird jedoch weitgehend aus Festwiderständen aufgebaut, wobei die einzelnen Verstärkungsstufen durch zwei in Reihe geschaltete Festwiderstände realisiert werden, nämlich einen Hauptwiderstand und einen kleineren Vorkorrekturwiderstand R14-R20 für eine präzise Einstellung der Schaltpunkte.As can be seen, with the correction circuit according to the invention, several potentiometers (typically four to eight) can be replaced by a single potentiometer R7, which reduces the adjustment effort, especially the required number of calibration sources (e.g. blackbody), as well as the space required and for the cost of the circuit is considerably reduced. The structure of the analog linearization network 1 is retained, but is largely made up of fixed resistors, the individual amplification stages being implemented by two fixed resistors connected in series, namely a main resistor and a smaller pre-correction resistor R14-R20 for precise setting of the switching points.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für den Einsatz als Linearisierungsschaltung eines Pyrometers vorgesehen, bei welchem einerseits auf die Linearität des Ausgangssignals mit der zu messenden Temperatur großer Wert gelegt wird, wobei andererseits das Pyrometer relativ klein und platzsparend ausgebildet sein soll und insbesondere auch auf Temperaturänderungen in dem erfaßten Bereich schnell reagieren soll.The present invention is particularly suitable for use as a linearization circuit Pyrometer provided, on the one hand on the linearity of the output signal with the temperature to be measured is of great value, on the other hand the pyrometer is relatively small and should be designed to save space and in particular also to temperature changes in the area should react quickly.

Claims (18)

1. Verfahren zum Linearisieren eines elektrischen Ausgangssignales (UA), welches einer physikalischen Meßgröße entspricht, die mit einem geeigneten Wandler in ein elektrisches Rohsignal (UE) umgewandelt wird, welches in einem analogen Linearisierungsnetzwerk (1) in ein mindestens näherungsweise linearisiertes Ausgangssignal (Ulin) umgewandelt wird, so daß das näherungsweise linearisierte Ausgangssignal (Ulin) des analogen Linearisierungsnetzwerkes seinerseits einen nicht linearen Verlauf gegenüber dem Rohsignal (UE) hat, wobei gegebenenfalls ein Konstantsignal als Offset addiert und weiterhin eine Gesamtverstärkung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (Ulin) des analogen Linearisierungsnetzwerkes (1) eine weitere Korrektur erfährt, durch welche unter Erzeugung des endgültigen Ausgangssignals (UA) die Krümmung des vorläufigen Ausgangssignales (Ulin) des analogen Linearisierungs­ netzwerkes (1) verändert wird.1. Method for linearizing an electrical output signal (U A ), which corresponds to a physical measured variable, which is converted with a suitable converter into a raw electrical signal (U E ), which in an analog linearization network ( 1 ) is converted into an at least approximately linearized output signal ( U lin ) is converted so that the approximately linearized output signal (U lin ) of the analog linearization network in turn has a non-linear profile with respect to the raw signal (U E ), a constant signal possibly being added as an offset and an overall gain being set, characterized in that that the output signal (U lin ) of the analog linearization network ( 1 ) undergoes a further correction, by which the curvature of the preliminary output signal (U lin ) of the analog linearization network ( 1 ) is changed while generating the final output signal (U A ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Korrektur derart erfolgt, daß das endgültige Ausgangssignal (UA) in mindestens zwei Fixpunkten mit dem vorläufigen Ausgangssignal (Ulin) zumindest bis auf einen konstanten Faktor überein­ stimmt.2. The method according to claim 1, characterized in that the additional correction is carried out in such a way that the final output signal (U A ) in at least two fixed points with the preliminary output signal (U lin ) at least up to a constant factor. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Fixpunkte (P1, P2) Anfangs- und Endpunkt eines Meßbereiches definieren, wobei diese Fixpunkte vorzugsweise auch für die Festlegung des Offsets (Korrektur der Nullpunktverschiebung) und der Gesamtverstärkung dienen.3. The method according to claim 2, characterized in that the at least two fixed points (P1, P2) Define the start and end point of a measuring range, these fixed points preferably also for the definition of the offset (correction of the zero point shift) and serve the overall gain. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur additiv erfolgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the correction done additively. 5. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der auf Anspruch 2 rückbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert (UK = UA - Ulin) zwischen den Fixpunkten einen Extremwert (Maximum oder Minimum) durchläuft.5. The method according to claim 2 or one of the claims referring back to claim 2, characterized in that the correction value (U K = U A - U lin ) passes through an extreme value (maximum or minimum) between the fixed points. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Extremwertes von einem der Fixpunkte, gemessen in Einheiten des Rohsignales (UE), höchstens doppelt so groß ist wie der Abstand des Extremwertes zu dem anderen Fixpunkt. 6. The method according to claim 5, characterized in that the distance of the extreme value from one of the fixed points, measured in units of the raw signal (U E ), is at most twice as large as the distance of the extreme value from the other fixed point. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Extremwert, gemessen in Einheiten des Rohsignales (UE) in etwa den gleichen Abstand zu beiden Fixpunkten hat.7. The method according to claim 6, characterized in that the extreme value, measured in units of the raw signal (U E ) has approximately the same distance to both fixed points. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß des Korrekturwertes aus dem Rohsignal (UE), vorzugsweise aus dessen gewichtete Differenz zum vorläufigen Ausgangssignal (Ulin) erzeugt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the measure of the correction value from the raw signal (U E ), preferably from its weighted difference to the preliminary output signal (U lin ) is generated. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert proportional zur gewichtete Differenz zwischen Rohsignal (UE) und vorläufigem Ausgangssignal (Ulin) ist.9. The method according to claim 8, characterized in that the correction value is proportional to the weighted difference between the raw signal (U E ) and the preliminary output signal (U lin ). 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gewichtete Differenz zwischen Rohsignal (UE) und vorläufigem Ausgangssignal (Ulin) verstärkt wird mit einem einstellbaren Verstärkungsfaktor.10. The method according to claim 9, characterized in that the weighted difference between the raw signal (U E ) and the preliminary output signal (U lin ) is amplified with an adjustable gain factor. 11. Analoge Linearisierungsschaltung für ein von einer physikalischen Meßgröße abgeleitetes, elektrisches Rohsignal (UE), das nicht linear mit der Meßgröße zusammenhängt und in ein mit der Meßgröße mindestens näherungsweise linear zusammenhängendes, mindestens vorläufiges Ausgangssignal umgewandelt wird, mit einem analogen Linearisierungsnetzwerk (1) mit Abgleichelementen zur Einstellung von Offset und Verstärkung, dadurch gekennzeichnet, daß dem analogen Linearisierungsnetzwerk (1) eine Korrekturschaltung nachgeschaltet ist, welcher mindestens das vorläufige Ausgangssignal zugeführt wird und welche eine Korrekturspannung erzeugt, die zu dem vorläufigen Ausgangssignal addiert wird oder aber einen Verstärker mit einem variablen, vom Rohsignal (UE) und/oder vom vorläufigen Ausgangssignal (Ulin) abhängigen Verstärkungsfaktor steuert.11. Analog linearization circuit for an electrical raw signal (U E ) derived from a physical measured variable, which is not linearly related to the measured variable and is converted into an output signal that is at least provisionally linearly connected with the measured variable, with an analog linearization network ( 1 ) with adjustment elements for setting offset and gain, characterized in that the analog linearization network ( 1 ) is followed by a correction circuit which is supplied with at least the provisional output signal and which generates a correction voltage which is added to the provisional output signal or an amplifier with a variable, depending on the raw signal (U E ) and / or the preliminary output signal (U lin ) dependent gain. 12. Analoge Linearisierungsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung (2) einen Operationsverstärker (IC1) aufweist, der eine zur gewichtete Differenz von Rohsignal (UE) und vorläufigem Ausgangssignal (Ulin) proportionale Ausgangsspannung erzeugt, welche durch einen Wichtungsfaktor modifiziert in einer Addierschaltung zum vorläufigen Ausgangssignal addiert wird.12. Analog linearization circuit according to claim 11, characterized in that the correction circuit ( 2 ) has an operational amplifier (IC1) which generates an output voltage proportional to the weighted difference between raw signal (U E ) and preliminary output signal (U lin ), which by a weighting factor modified in an adder is added to the preliminary output signal. 13. Analoge Linearisierungsschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingang (IC1+) des Operationsverstärkers (IC1) an dem Verzweigungspunkt eines Spannungsteilers (R3, R4) liegt, welcher das Rohsignal entsprechend dem Widerstands­ verhältnis (R3/R4) herabteilt, wobei das vorläufige Ausgangssignal (Ulin) in einen Widerstand (R1) an dem anderen Eingang (IC1-) liegt, welcher in Gegenkopplungs­ schaltung über einen Widerstand (R2) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (IC1) verbunden ist.13. Analog linearization circuit according to claim 12, characterized in that an input (IC1 +) of the operational amplifier (IC1) at the branch point of a voltage divider (R3, R4), which divides the raw signal according to the resistance ratio (R3 / R4), the provisional output signal (U lin ) in a resistor (R1) at the other input (IC1-), which is connected in negative feedback circuit via a resistor (R2) to the output of the operational amplifier (IC1). 14. Korrekturschaltung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Operationsverstärkers (IC1) und die vorläufige Ausgangsspannung (Ulin) jeweils über einen Widerstand (R6, R7) an den Eingang (IC2-) eines weiteren Operationsverstärkers (IC2) angelegt sind, dessen zweiter Eingang (IC2+), gegebenenfalls über einen Widerstand, auf Masse liegt, während der erste Eingang in Gegenkopplungsschaltung nachgezogen wird.14. Correction circuit according to claim 12 or 13, characterized in that the output of the operational amplifier (IC1) and the preliminary output voltage (U lin ) each via a resistor (R6, R7) to the input (IC2-) of a further operational amplifier (IC2) are applied, the second input (IC2 +), possibly via a resistor, is connected to ground, while the first input is pulled in the negative feedback circuit. 15. Analoge Linearisierungsschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß entweder der Widerstand (R7) zwischen dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers (IC1), oder der Gegenkopplungswiderstand (R5) zwischen Ausgang und erstem Eingang (IC2-) des zweiten Operationsverstärkers (IC2) veränderbar ist.15. Analog linearization circuit according to one of claims 11 to 14, characterized characterized in that either the resistor (R7) between the output of the first Operational amplifier (IC1), or the negative feedback resistor (R5) between the output and the first input (IC2-) of the second operational amplifier (IC2) is changeable. 16. Analoge Linearisierungsschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgleichelement für die Grundeinstellung eines Verstärkungs­ faktors zur Erzeugung der Korrekturspannung vorgesehen ist.16. Analog linearization circuit according to one of claims 11 to 15, characterized characterized in that a balancing element for the basic setting of a reinforcement factor is provided for generating the correction voltage. 17. Analoge Linearisierungsschaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Operationsverstärker einer Potentiometer als Abgleichelement nachgeschaltet ist.17. Analog linearization circuit according to claim 16, characterized in that the first operational amplifier of a potentiometer is connected as a balancing element. 18. Analoge Linearisierungsschaltung nach Anspruch 14 oder einem der auf Anspruch 14 rückbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand (R6) zwischen dem Ausgang des analogen Linearisierungsnetzwerkes (1) und dem zweiten Eingang (IC2-) des zweiten Operationsverstärkers (IC2) den gleichen Widerstandswert hat wie der Gegenkopplungswiderstand des zweiten Operationsverstärkers (IC2) zwischen dessen Ausgang und dem zweiten Eingang (IC2-).18. Analog linearization circuit according to claim 14 or one of the claims dependent on claim 14, characterized in that the series resistor (R6) between the output of the analog linearization network ( 1 ) and the second input (IC2-) of the second operational amplifier (IC2) the same Resistance has like the negative feedback resistance of the second operational amplifier (IC2) between its output and the second input (IC2-).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19707263A1 (en) * 1997-02-24 1998-08-27 Siemens Ag Self-calibrating sensor arrangement
DE10064859A1 (en) * 2000-12-23 2002-07-04 Maz Mikroelektronik Anwendungs Self-calibrating measurement sensor has auxiliary sensor, forming part of the same integrated circuit, for use in determining characteristic curve, offset and non-linearities with increased production yield for the same accuracy
WO2002084883A2 (en) * 2001-04-10 2002-10-24 Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg Method and circuit for linearising non-linear curves

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19707263A1 (en) * 1997-02-24 1998-08-27 Siemens Ag Self-calibrating sensor arrangement
US6279375B1 (en) 1997-02-24 2001-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Method of setting switching points for a sensor output signal
DE19707263B4 (en) * 1997-02-24 2006-03-16 Infineon Technologies Ag Method for setting switching points for a sensor output signal
DE10064859A1 (en) * 2000-12-23 2002-07-04 Maz Mikroelektronik Anwendungs Self-calibrating measurement sensor has auxiliary sensor, forming part of the same integrated circuit, for use in determining characteristic curve, offset and non-linearities with increased production yield for the same accuracy
WO2002084883A2 (en) * 2001-04-10 2002-10-24 Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg Method and circuit for linearising non-linear curves
WO2002084883A3 (en) * 2001-04-10 2003-10-09 Micro Epsilon Messtechnik Method and circuit for linearising non-linear curves
US7092833B2 (en) 2001-04-10 2006-08-15 Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg Method and circuit for linearizing nonlinear curves

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