DE4417482C1 - Electrical circuit with relay for monitoring of physical quantities - Google Patents
Electrical circuit with relay for monitoring of physical quantitiesInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schaltungsanordnung aus.The present invention is based on one according to the preamble of the main claim designed electrical Circuit arrangement from.
Solche elektrischen Schaltungsanordnungen sind für die Erfassung von physikalischen Größen wie z. B. Druck, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehzahl usw. vorgesehen. Dabei soll beim Überschreiten eines vorbestimmten Schwellwertes der zur erfassenden physikalischen Größe ein nachgeschalteter elektrischer Stromkreis, z. B. zur Ansteuerung einer Warnleuchte, zur Ein- bzw. Ausschaltung eines angeschlossenen elektrischen Aggregates usw. beeinflußt werden.Such electrical circuit arrangements are for the Acquisition of physical quantities such as B. pressure, Speed, acceleration, speed, etc. provided. It is said to exceed a predetermined Threshold value of the physical quantity to be recorded downstream electrical circuit, e.g. B. for control a warning light, for switching on or off a connected electrical unit, etc. affected become.
Durch die DE 36 37 133 A1 ist eine magnetische Sensorvorrichtung zur Überwachung des Magnetfeldes in einem Luftspalt bekanntgeworden. Die Sensorvorrichtung ist zum Einsatz bei elektromagnetischen Geräten, wie z. B. Relais vorgesehen. Solche Geräte benötigen zum Schließen des Ankers eine wesentlich höhere Leistung als zur Aufrechterhaltung des Magnetfeldes bei geschlossenem Anker notwendig ist. Daher kann bei geschlossenem Anker die Leistung zur Aufrechterhaltung der Schließposition erheblich reduziert und damit Leistung eingespart werden. Deswegen stellt die Sensorvorrichtung die Schließposition des Ankers fest und steuert die Statorspule entsprechend, so daß die Erregung verringert wird.DE 36 37 133 A1 is a magnetic Sensor device for monitoring the magnetic field in one Air gap became known. The sensor device is for Use with electromagnetic devices, such as. B. Relay intended. Such devices need to close the anchor a much higher performance than maintaining the Magnetic field is necessary when the armature is closed. Therefore with the anchor closed, the performance to maintain the Closing position significantly reduced and therefore performance be saved. Therefore, the sensor device The armature is in the closed position and controls the stator coil accordingly, so that arousal is reduced.
Üblicherweise benötigt man zur Strom- bzw. Spannungsversorgung einer solchen elektrischen Schaltungsanordnung mit seinem dem externen elektrischen Stromkreis zugeordneten Schaltrelais zumindest drei elektrische Leitungen. Dabei ist jeweils eine der elektrischen Leitungen für die Strom- bzw. für die Spannungsversorgung des Sensorelementes und des externen Schaltrelais sowie eine gemeinsame elektrische Leitung für den Anschluß an Masse vorzusehen.Usually you need to supply current or voltage such an electrical circuit arrangement with its external electrical circuit associated switching relay at least three electrical lines. There is one each of the electrical lines for the electricity or for the Power supply of the sensor element and the external Switching relays and a common electrical line for the Provide connection to earth.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrischen Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art den funktionsbedingten Verkabelungsaufwand so gering als möglich zu halten.The present invention is based on the object an electrical circuit arrangement of the aforementioned Art the function-related cabling effort as low as to keep possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characteristic part of the main claim specified features solved.
Vorteilhaft bei einer solchen Ausgestaltung ist, daß der zur Einsparung einer elektrischen Leitung notwendige schaltungstechnische Aufwand vergleichsweise gering ist.An advantage of such a configuration is that the Saving an electrical line is necessary circuitry complexity is comparatively low.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention Subject matter are specified in the subclaims.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt die Zeichnung
ein Blockschaltbild einer elektrischen
Schaltungsanordnung.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows
a block diagram of an electrical circuit arrangement.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht eine solche elektrische Schaltungsanordnung hauptsächlich aus einem an eine Spannungsquelle + angeschlossenem Sensorelement 1, einer dem Sensorelement 1 vorgeschalteten Steuerstufe 2, einem die Meßspannung des Sensorelementes 1 auswertenden und verstärkenden Hysterese-Komparator 3 sowie einer den Spulenstrom des Schaltrelais 4 eines elektrischen Stromkreises beeinflussenden Schaltstufe 5.As is apparent from the drawing, such an electrical circuit arrangement mainly of a + is connected to a voltage source sensor element 1, a sensor element 1 upstream control stage 2, one evaluates the measurement voltage of the sensor element 1 and the reinforcing hysteresis comparator 3, and a coil current of the switching relay 4 of an electrical circuit influencing switching stage 5 .
Bei der Spannungsquelle + handelt es sich um eine Gleichspannungsquelle, die ca. 12 Volt elektrischer Spannung abgibt. Durch die Steuerstufe 2 wird diese abgegebene elektrische Spannung auf einen Wert von ca. 5 Volt stabilisiert und dem Sensorelement 1 zugeführt. Um das Sensorelement 1 mit der stabilisierten Spannung von 5 Volt versorgen zu können, benötigt die Steuerstufe 2 eine Eingangsspannung von mindestens 6 Volt. Damit eine elektrische Leitung für eine solche elektrische Schaltungsanordnung eingespart werden kann, wird dem Sensorelement 1 bzw. der Steuerstufe 2 die Betriebsspannung über die Spule des Schaltrelais 4 zugeführt. Das Schaltrelais 4 ist dabei extern dem angeschlossenen elektrischen Stromkreis zugeordnet, welcher in Abhängigkeit der vom Sensorelement 1 ermittelten physikalischen Größe beeinflußt werden soll. Das Schaltrelais 4 ist dabei so ausgelegt, daß es einen Anzugsstrom von ca. 240 mA benötigt. Der Abfallstrom ist kleiner als 30 mA und wobei der eigene Spannungsabfall bezogen auf den Anzugsstrom ca. 1200 mV und bezogen auf den Abfallstrom ca. 150 mV beträgt.The voltage source + is a DC voltage source that supplies approx. 12 volts of electrical voltage. This output electrical voltage is stabilized to a value of approximately 5 volts by control stage 2 and supplied to sensor element 1 . In order to be able to supply the sensor element 1 with the stabilized voltage of 5 volts, the control stage 2 requires an input voltage of at least 6 volts. So that an electrical line for such an electrical circuit arrangement can be saved, the operating voltage is supplied to the sensor element 1 or the control stage 2 via the coil of the switching relay 4 . The switching relay 4 is externally assigned to the connected electrical circuit, which is to be influenced as a function of the physical variable determined by the sensor element 1 . The switching relay 4 is designed so that it requires a starting current of approx. 240 mA. The waste current is less than 30 mA and the own voltage drop is approx. 1200 mV based on the starting current and approx. 150 mV based on the waste current.
Weil das Sensorelement 1 und der parallel geschaltete Hysterese-Komparator 3 relativ hochohmig ausgelegt sind, fließt bei nicht geschalteter Schaltstufe (5) nur ein sehr geringer Strom durch die Spule des Schaltrelais 4. Dabei ist dieser, den ersten Spulen-Stromwert darstellende Strom mit unter 30 mA so schwach, daß dadurch eine Veränderung des Schaltzustandes des Schaltrelais 4 keinesfalls eintreten kann. Andererseits ist jedoch die dem Sensorelement 1 zugeführte Betriebsspannung so hoch, daß eine ordnungsgemäße Messung der zu erfassenden physikalischen Größe zuverlässig durchführbar ist.Because the sensor element 1 and the hysteresis comparator 3 connected in parallel are designed to have a relatively high resistance, only a very small current flows through the coil of the switching relay 4 when the switching stage ( 5 ) is not switched. This current, which represents the first coil current value, is so weak with less than 30 mA that a change in the switching state of the switching relay 4 can not occur under any circumstances. On the other hand, however, the operating voltage supplied to the sensor element 1 is so high that a correct measurement of the physical quantity to be detected can be carried out reliably.
Das in der Zeichnung dargestellte Sensorelement 1 ist als Druck-/Spannungswandler ausgebildet. Der das Sensorelement 1 beaufschlagende Druck wird durch das Sensorelement 1 erfaßt, wobei die erfaßte Meßgröße (Druck) proportional in eine Meßspannung umgewandelt wird. Die am Sensorelement 1 abfallende Meßspannung wird zur Auswertung und Verstärkung dem nachgeschalteten Hysterese-Komparator 3 zugeführt, welcher mit der Basis der das Schaltrelais 4 beeinflussenden Schaltstufe 5 in Verbindung steht.The sensor element 1 shown in the drawing is designed as a pressure / voltage converter. The pressure applied to the sensor element 1 is detected by the sensor element 1, wherein the sensed variable (pressure) is transformed into a proportional measurement voltage. The measuring voltage dropping at the sensor element 1 is fed for evaluation and amplification to the downstream hysteresis comparator 3 , which is connected to the base of the switching stage 5 influencing the switching relay 4 .
Der Hysterese-Komparator 3 ist mit einem oberen und einem unteren Schwellwert versehen. Unterschreitet die am Sensorelement 1 abfallende Meßspannung den unteren Schwellwert des Hysterese-Komparators 3, so wird der Schaltzustand der nachgeschalteten, als Transistor ausgebildeten Schaltstufe 5 dahingehend verändert, daß bei Sicherstellung der Spannungsversorgung für das Sensorelement 1 ein erhöhter, eine Veränderung des Schaltzustandes des Schaltrelais 4 bewirkender zweiter Spulen-Stromwert von mehr als 240 mA hervorgerufen wird. Durch den erhöhten zweiten Spulen-Stromwert kommt es zum Schaltvorgang des Schaltrelais 4 womit eine Beeinflussung des zugehörigen elektrischen Stromkreises einhergeht. Dabei wird um den zum Halten des Schaltrelais 4 benötigten effektiven Stromverbrauch so niedrig wie möglich zu halten, die Schaltstufe 5 in getakteter Form betrieben. Eine an den elektrischen Stromkreis angeschlossene Pumpe wird aufgrund des geänderten Schaltzustandes des Schaltrelais 4 in Betrieb gesetzt und fördert dadurch eine Flüssigkeit in einen zugehörigen Druckspeicher.The hysteresis comparator 3 is provided with an upper and a lower threshold value. If the measuring voltage falling at the sensor element 1 falls below the lower threshold value of the hysteresis comparator 3 , the switching state of the downstream switching stage 5 , which is designed as a transistor, is changed such that when the voltage supply for the sensor element 1 is ensured, an increased, a change in the switching state of the switching relay 4 causing second coil current value of more than 240 mA. The increased second coil current value results in the switching operation of the switching relay 4, which is associated with an influencing of the associated electrical circuit. In order to keep the effective power consumption required to hold the switching relay 4 as low as possible, the switching stage 5 is operated in a clocked form. A pump connected to the electrical circuit is put into operation due to the changed switching state of the switching relay 4 and thereby conveys a liquid into an associated pressure accumulator.
Zur Sicherstellung der stabilisierten Spannungsversorgung des Sensorelementes 1 während des geänderten Schaltzustandes des Schaltrelais 4 ist zwischen der Steuerstufe 2 und der Schaltstufe 5 eine Widerstandsanordnung 6 vorhanden. Die Widerstandsanordnung 6 ist dabei so auf die am Schaltrelais 4 abfallende und die zum einwandfreien Betrieb der Steuerstufe 2 notwendige Eingangsspannung abgestimmt, daß beim Fließen des zweiten Spulen-Stromwertes als Eingangsspannung für die Steuerstufe 2 zumindest 6 Volt zur Verfügung stehen. Die für die Messung notwendige stabilisierte Betriebsspannung von 5 Volt bleibt damit für das Sensorelement 1 erhalten.To ensure the stabilized voltage supply of the sensor element 1 during the changed switching state of the switching relay 4 , a resistor arrangement 6 is present between the control stage 2 and the switching stage 5 . The resistor arrangement 6 is so matched to the input voltage dropping at the switching relay 4 and necessary for the correct operation of the control stage 2 that at least 6 volts are available as an input voltage for the control stage 2 when the second coil current value flows. The stabilized operating voltage of 5 volts required for the measurement is thus retained for the sensor element 1 .
Überschreitet die am Sensorelement 1 abfallende Spannung den oberen Schwellwert des Hysterese-Komparators 3 wieder, so wird der Schaltzustand der nachgeschalteten Schaltstufe 5 wieder zurückgesetzt, womit am Schaltrelais 4 wieder der erste niedrige Spulen-Stromwert anliegt. Wegen des dabei sehr geringen Stromes, von unter 30 mA der dabei die Spule des Schaltrelais 4 durchfließt, fällt dieses wieder ab, so daß die an den elektrischen Stromkreis angeschlossene Pumpe abgeschaltet wird.If the voltage drop across the sensor element 1 again exceeds the upper threshold value of the hysteresis comparator 3 , the switching state of the downstream switching stage 5 is reset, which means that the first low coil current value is again present at the switching relay 4 . Because of the very low current, of less than 30 mA, which flows through the coil of the switching relay 4 , this drops again, so that the pump connected to the electrical circuit is switched off.
Auf die in der Zeichnung dargestellten für die Erfindung nicht wesentlichen Einzelheiten wird nicht näher eingegangen, weil diese für den Fachmann üblicherweise vorzunehmende Maßnahmen darstellen.Not for the invention shown in the drawing essential details are not discussed in detail because these measures which are usually to be carried out for the expert represent.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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DE19944417482 DE4417482C1 (en) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | Electrical circuit with relay for monitoring of physical quantities |
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DE19944417482 DE4417482C1 (en) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | Electrical circuit with relay for monitoring of physical quantities |
Publications (1)
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DE4417482C1 true DE4417482C1 (en) | 1995-10-12 |
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Family Applications (1)
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DE19944417482 Expired - Fee Related DE4417482C1 (en) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | Electrical circuit with relay for monitoring of physical quantities |
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DE (1) | DE4417482C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19803992A1 (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-19 | Siemens Ag | Electromagnetic relay |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3637133A1 (en) * | 1985-11-14 | 1987-05-21 | Westinghouse Electric Corp | MAGNETIC SENSOR DEVICE FOR MONITORING THE MAGNETIC FIELD IN AN AIR GAP |
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- 1994-05-19 DE DE19944417482 patent/DE4417482C1/en not_active Expired - Fee Related
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DE19803992A1 (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-19 | Siemens Ag | Electromagnetic relay |
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