DE4424240C2 - Schaltungsanordnung mit einem Anzeigeinstrument - Google Patents
Schaltungsanordnung mit einem AnzeigeinstrumentInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die als Anzeigeein
richtung zur Anzeige eines von einem Sensorelement ge
lieferten Sensorsignals ausgebildet ist.
Die Fig. 3 zeigt eine derartige, beispielsweise aus
der DE-OS 34 09 258 A1 bekannte Schaltungsanordnung mit
einem Sensorelement 2, das über eine Signalauswerte
schaltung 3 mit einem Anzeigeinstrument 1 verbunden
ist. Sie ist als Tankanzeigeeinrichtung zur Anzeige des
Flüssigkeitsstands in einem Kraftstofftank eines
Kraftfahrzeugs ausgeführt. Das Sensorelement 2 ist als
Potentiometer mit einem vom momentanen Flüssig
keitsstand abhängigen Widerstandswert ausgebildet. Bei
einem derartigen Sensorelement 2 schwankt aufgrund von
durch Fahrzeugbewegungen hervorgerufenen Flüs
sigkeitsstandsschwankungen auch das vom Sensorelement 2
gelieferte Sensorsignal US. Um diese Schwankungen zu
unterdrücken, wird das Sensorsignal US über einen Puf
fer 35 einem Tiefpaß 36 zugeführt. Das vom Tiefpaß 36
gefilterte Signal UM wird von einem Operationsverstär
ker 37 mit dem am Ausgang des Puffers 35 anstehenden
Sensorsignal verglichen. Über einen dem Operationsver
stärker 37 nachgeschalteten und mit dem Anzeigeinstru
ment 1 verbundenen Transistor 38 wird der Meßanschluß
A10 des Anzeigeinstruments 1 derart angesteuert, daß
das Anzeigeinstrument 1, trotz einer Abweichung des
gefilterten Signals UM vom Momentanwert des Sensor
signals US, keine Signalschwankungen anzeigt, d. h.
schnelle Schwankungen des Sensorsignals US werden von
der Signalauswerteschaltung 3 kompensiert. Da das
Sensorelement 2 über einen Spannungsteiler 39 mit der
Versorgungsspannungsquelle VO verbunden ist, ändert
sich bei Schwankungen der Versorgungsspannung das am
Sensorelement 2 anstehende Sensorsignal US um einen vom
momentanen Widerstandswert des Sensorelements 2 abhän
gigen Teilerfaktor. Da das vom Tiefpaß 36 gefilterte
Signal UM sich jedoch bei schnellen Änderungen der Ver
sorgungsspannung nicht um den gleichen Teilerfaktor än
dert, führt dies zu einer Überkompensation des Sen
sorsignals US. Durch einen zwischen Versorgungsspan
nungsquelle VO und Ausgangsanschluß des Tiefpasses 36
geschalteten Kondensator 40, läßt sich dieser Effekt,
jedoch nur für einen einzigen Widerstandswert des Sen
sorelements 2, kompensieren; für andere Widerstands
werte, d. h. bei anderen Flüssigkeitsständen, zeigt das
Anzeigeinstrument dann fehlerhafte Werte an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schal
tungsanordnung der eingangs genannten Art, die sich zur Anzeige eines
von einem Sensorelement gelieferten Sensorsignals
eignet, bei der kurzzeitige Schwankungen des Sensor
signals und kurzzeitige Schwankungen der Versorgungs
spannung nicht angezeigt werden. Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Signalauswerteschaltung der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung weist neben einem Tiefpaß mit einem
Eingangs- und einem Ausgangsanschluß, eine Span
nungsversorgungseinheit mit einem Ausgangsanschluß und
einen Multiplizierer mit zwei Eingangsanschlüssen und
einem Ausgangsanschluß auf. Der Ausgangsanschluß der
Spannungsversorgungseinheit und der Eingangsanschluß
des Tiefpasses sind am Eingangsanschluß der Signalaus
werteschaltung mit dem Sensoranschluß des Sensorele
ments, das vorzugsweise als veränderbarer Widerstand
ausgebildet ist, verbunden. Der Ausgangsanschluß des
Tiefpasses ist mit dem ersten Eingangsanschluß des Mul
tiplizierers verbunden; der zweite Eingangsanschluß des
Multiplizierers ist am Versorgungsanschluß der
Signalauswerteschaltung mit der Versorgungsspannungs
quelle verbunden; der Ausgangsanschluß des Multi
plizierers ist am Ausgangsanschluß der Signalauswerte
schaltung mit dem Meßanschluß des Anzeigeinstruments
verbunden.
Die Spannungsversorgungseinheit liefert an ihrem Aus
gang eine von der Versorgungsspannungsquelle unabhän
gige Spannung. Infolgedessen wirken sich Schwankungen
der Versorgungsspannung nicht auf das am Sensoranschluß
des Sensorelements anstehende Sensorsignal aus. Die
Spannungsversorgungseinheit ist vorzugsweise als Schal
tung mit einer Referenzspannungsquelle und einem in
Reihe dazu geschalteten Widerstand ausgeführt.
Mit dem Tiefpaß werden kurzzeitige Schwankungen des
Sensorsignals - vorzugsweise einer Spannung - ausgefil
tert. Er ist vorzugsweise als RC-Glied mit einem Fil
terwiderstand und einem Filterkondensator ausgebildet,
dem vorzugsweise eine als Spannungsfolger ausgebildete
Verstärkereinheit zur Impedanzwandlung nachgeschaltet
ist. Im Tiefpaß ist vorzugsweise eine Rücksetzeinheit
vorgesehen, die den Filterwiderstand des RC-Glieds beim
Einschalten der Schaltungsanordnung kurzzeitig nie
derohmig überbrückt.
Die Anzeige des vorzugsweise als spannungskompensiertes
Drehspulinstrument ausgebildeten Anzeigeinstruments
soll sich bei Schwankungen der Versorgungsspannung
nicht ändern. Aus diesem Grunde muß, da der Versor
gungsanschluß des Anzeigeinstruments mit der Versor
gungsspannungsquelle verbunden ist, das dem Meßanschluß
des Anzeigeinstruments zugeführte Meßsignal proportio
nal zur Versorgungsspannung sein. Da das am Ausgangsan
schluß des Tiefpasses anliegende Signal im nachgeschal
teten, vorzugsweise als Einquadrantenmultiplizierer
ausgeführten Multiplizierer mit der Versorgungsspannung
multipliziert wird, erhält man folglich am Ausgangsan
schluß der Signalauswerteschaltung, d. h. am Meßan
schluß des Anzeigeinstruments, wie gefordert ein zur
Versorgungsspannung proportionales Meßsignal. Der
Ausgangsanschluß des Multiplizierers ist vorzugsweise
über eine Treibereinheit mit dem Meßanschluß des
Anzeigeinstruments verbunden. Diese Treibereinheit
dient vorzugsweise zur Verstärkung eventuell zur Pegel
verschiebung und gegebenenfalls, je nach Ausführung des
Multiplizierers, zur Inversion des vom Multiplizierer
gelieferten Signals. Der Ausgangsanschluß der Trei
bereinheit ist vorzugsweise mit einem Lastwiderstand
zur Einstellung des Arbeitspunktes des An
zeigeinstruments verbunden. Über ihn wird ein vom An
zeigeinstrument gelieferter minimaler Strom - der Ruhe
strom - zum Bezugspotential abgeleitet.
Der zweite Eingangsanschluß des Multiplizierers ist
vorzugsweise über ein Proportionalglied mit der Versor
gungsspannungsquelle verbunden. Es dient zur Anpassung
des am Ausgangsanschluß des Multiplizierers anstehenden
Signals an die dem Multiplizierer nachfolgenden Trei
bereinheit. Das Proportionalglied ist vorzugsweise als
ein mit zwei Widerständen ausgeführter Spannungsteiler
ausgebildet, dem vorzugsweise ein Spannungsfolger zur
Impedanzwandlung nachgeschaltet ist.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bietet fol
gende Vorteile:
- - Die Schaltungsanordnung eignet sich, da kurzzei tige Schwankungen des Sensorsignals unterdrückt und nicht angezeigt werden, besonders gut zur Her stellung von Tankanzeigeeinrichtungen zur Anzeige von Flüssigkeitsständen von bewegten Flüs sigkeiten, insbesondere zur Anzeige von Flüssig keitsständen in Kraftstofftank s von Kraftfahr zeugen.
- - Tankanzeigeeinrichtungen für Kraftfahrzeuge sind kostengünstig realisierbar, da hierzu nur übliche und schon bisher in Fahrzeugen eingesetzte Anzeigeinstrumente und Sensorelemente benötigt werden und da aufgrund des einfachen Aufbaus der Schaltungsanordnung fast die gesamte Signalaus werteschaltung in einen integrierten Schaltkreis integrierbar ist und somit platzsparend und ko stengünstig herstellbar ist.
Die Schaltungsanordnung läßt sich überall dort einset
zen, wo ein Sensorsignal auf einem Anzeigeinstrument
angezeigt werden soll und kurzzeitige Schwankungen des
Sensorsignals und der Versorgungsspannung keinen Ein
fluß auf die Anzeige haben dürfen.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird im fol
genden anhand der Fig. 1 - sie zeigt ein Prinzip
schaltbild einer Schaltungsanordnung zur Anzeige des
Flüssigkeitsstands in einem Kraftstofftank eines Fahr
zeugs - und anhand der Fig. 2 - sie zeigt ein Ausfüh
rungsbeispiel der Schaltungsanordnung aus Fig. 1 - be
schrieben. Fig. 3 zeigt ein Schaltbild der im Stand
der Technik- beschriebenen Schaltungsanordnung.
Die Fig. 1 und 2 zeigen das Sensorelement 2, das An
zeigeinstrument 1 und die Signalauswerteschaltung 3 mit
dem Tiefpaß 30, der Spannungsversorgungseinheit oder Versorgungsspannungseinheit 31, dem
Multiplizierer 32, der Treibereinheit 34 und dem Pro
portionalglied 33. Das Sensorelement 2 ist als Poten
tiometer ausgebildet, das von einem in den Kraftstoff
des Kraftstofftanks getauchten Schwimmkörper betätigt
wird. Der Widerstand des Sensorelements 2 beträgt 4 Ω
bei vollem und 325 Ω bei leerem Kraftstofftank. Sein
Schleiferanschluß liegt auf Masse und sein Sensoran
schluß A20 ist am Eingangsanschluß der Signalauswerte
schaltung 3 mit dem Eingangsanschluß A30 des Tiefpasses
30 und mit dem Ausgangsanschluß A37 der Spannungsver
sorgungseinheit 31 verbunden. Der Ausgangsanschluß A31
des Tiefpasses 30 ist mit dem ersten Eingangsanschluß
A32 des Multiplizierers 32 verbunden; der zweite Ein
gangsanschluß A33 des Multiplizierers 32 ist mit dem
Ausgangsanschluß A33 des Proportionalglieds 33 verbun
den; der Eingangsanschluß A39 des Proportionalglieds 33
ist am Versorgungsanschluß der Signalauswerteschaltung
3 mit dem Versorgungsanschluß A11 des Anzeigeinstru
ments 1 und mit der Versorgungsspannungsquelle VO ver
bunden; der Ausgangsanschluß A34 des Multiplizierers 32
ist mit dem Eingangsanschluß A35 der Treibereinheit 34
verbunden; der Ausgangsanschluß A36 der Treibereinheit
34 ist am Ausgangsanschluß der Signalauswerteschaltung
3 mit dem Meßanschluß A10 des Anzeigeinstruments 1 ver
bunden. Das Anzeigeinstrument 1 ist als spannungskom
pensiertes Drehspulinstrument ausgebildet und weist
einen mit Masse verbundenen weiteren Versorgungsan
schluß A12 auf. Die beiden Spulen L10 und L11 des An
zeigeinstruments 1 haben jeweils einen Widerstand von
150 Ω; der Eingangswiderstand am Meßanschluß A10 des
Anzeigeinstruments beträgt infolgedessen 75 Ω.
Die einzelnen Funktionsblöcke der Signalauswerteschal
tung 3 werden anhand der Fig. 2 genauer beschrieben.
Die Spannungsversorgungseinheit 31 ist als eine Refe
renzspannungsquelle 310 und einem in Reihe dazu ge
schalteten Widerstand R310 ausgebildet. Die Referenz
spannungsquelle 310 dient zur Erzeugung einer von der
Versorgungsspannung unabhängigen Spannung, so daß das
Sensorsignal US - das Potential am Sensoranschluß A20 -
von Schwankungen der Versorgungsspannung nicht beein
flußt wird. Mit dem Widerstand R310, dessen Wert 75 Ω
beträgt, wird der Eingangswiderstand des Anzeigeinstru
ments 1 nachgebildet. Infolgedessen erhält man am Sen
soranschluß A20 die gleichen Widerstandsverhältnisse
wie am Sensoranschluß einer unkompensierten Anzeigeein
richtung, d. h. einer Anzeigeeinrichtung bei der das
Sensorelement 2 direkt mit dem Meßanschluß A10 verbun
den ist. Somit kann das Anzeigeinstrument einer unkom
pensierten Anzeigeeinrichtung zur Realisierung der
Schaltungsanordnung aus Fig. 2 eingesetzt werden, ohne
daß hierzu eine Änderung der Skalierung des Anzeigein
struments erforderlich wird.
Der Tiefpaß 30 dient zur Unterdrückung von kurzzeitigen
Schwankungen des Sensorsignals US. Er umfaßt ein RC-
Glied mit einer Zeitkonstante in der Größenordnung von
einer Minute, die Rücksetzeinheit 301 und die Verstär
kereinheit 300. Das RC-Glied ist als ein einem Filter
widerstand R300 nachgeschalteter Filterkondensator C300
ausgebildet. Ein Anschluß des Filterwiderstands R300
ist mit dem Eingangsanschluß A30 des Tiefpasses 30 ver
bunden; sein anderer Anschluß ist mit dem ersten An
schluß A300 des Filterkondensators C300 verbunden; der
zweite Anschluß des Filterkondensators C300 ist mit
Masse verbunden. Am Filterkondensator C300 steht die
gefilterte Spannung UTP an. Diese gefilterte Spannung
UTP wird über die Verstärkereinheit 300 dem Ausgangsan
schluß A31 des Filters zugeführt. Die Verstärkereinheit
300 dient zur Impedanzwandlung; sie ist als
Spannungsfolger mit einem Operationsverstärker, dessen
Ausgangsanschluß zu seinem invertierenden Eingangsan
schluß rückgekoppelt ist und dessen nichtinvertierender
Eingangsanschluß mit dem ersten Anschluß A300 des
Filterkondensators C300 verbunden ist, ausgebildet.
Aufgrund der großen Zeitkonstanten des RC-Glieds würde
der Filterkondensator C300 beim Einschalten der
Schaltungsanordnung nur langsam geladen werden. Um den
Ladevorgang zu beschleunigen, wird der Filterwiderstand
R300 während einer als Rücksetzzeit bezeichneten Zeit
von der Rücksetzeinheit 301 kurzzeitig niederohmig
überbrückt. Die Überbrückung erfolgt in der Rück
setzeinheit 301 über den schaltbaren Spannungsfolger
3010, der über seinen Steueranschluß A3010 mit einem
Steuerausgang der Rücksetzsteuereinheit 3011 verbunden
ist. Der schaltbare Spannungsfolger 3010 ist als Opera
tionsverstärker ausgebildet, dessen nichtinvertierender
Eingangsanschluß mit dem Eingangsanschluß A30 des Tief
passes 30 verbunden ist. Sein invertierender Eingangs
anschluß ist an seinen Ausgangsanschluß und an den er
sten Anschluß A300 des Filterkondensators C300 ange
schlossen. Die Rücksetzzeit läßt sich über die Kapazi
tät des mit einem Steuereingang der Rücksetzsteuerein
heit 3011 verbundenen Ladekondensators C3010 einstel
len. Der Filterkondensator C300 ist über die Diode
D3010 mit dem Versorgungsanschluß der Signalauswerte
schaltung 3 verbunden. Bei kurzzeitigen Versorgungs
spannungseinbrüchen wird die Signalauswerteschaltung 3
infolgedessen von der im Filterkondensator C300 gespei
cherten Energie versorgt.
Der Multiplizierer 32 ist als Einquadrantenmultiplizie
rer ausgebildet. Sein Ausgangsstrom ist proportional zu
den an seinen Eingangsanschlüssen A32 und A33 anliegen
den Spannungen, d. h. proportional zur gefilterten
Spannung UTP, proportional zur Versorgungsspannung und
proportional zum Proportionalitätsfaktor des Proportio
nalitätsglieds oder Proportionalgliedes 33. Der Eingangsanschluß A39 des Propor
tionalitätsglieds 33 ist aber einen mit den Widerstän
den R330 und R331 ausgeführten Spannungsteiler mit dem
Eingangsanschluß des zur Impedanzwandlung vorgesehenen
Spannungsfolgers 330 verbunden. Der Spannungsfolger 330
ist als ein Operationsverstärker ausgebildet, dessen
Ausgangsanschluß zu seinem invertierenden Eingangsan
schluß rückgekoppelt und mit dem Ausgangsanschluß A38
des Proportionalglieds 33 verbunden ist und dessen
nichtinvertierender Eingangsanschluß den Eingangsan
schluß des Spannungsfolgers 330 bildet.
Die Treibereinheit 34 dient zur Verstärkung des am Aus
gangsanschluß A34 des Modifizierers 32 bereitgestellten
Stromes. Der Eingangsanschluß A35 der Treibereinheit 34
ist über den Inverter 340 und über den diesem nachge
schalteten Spannungsstromwandler 341 mit dem Ausgangs
anschluß A36 verbunden. Der 330-Ω-Lastwiderstand R340,
dessen eine Anschluß mit dem Ausgangsanschluß A36 der
Treibereinheit 34 und dessen andere Anschluß mit Masse
verbunden ist, dient zur Aufnahme des vom Anzeige
instrument 1 gelieferten Ruhestroms. Dieser Ruhestrom
- er beträgt 15 mA - ist der minimale Strom, der aus
dem Meßanschluß 10 fließen muß, so daß das
Anzeigeinstrument 1 den Nullpunkt, d. h. einen leeren
Kraftstofftank, anzeigt. Durch die Wahl eines eng
tolerierten, beispielsweise eines einprozentigen
Lastwiderstands R340, ergibt sich in der Umgebung des
Nullpunkts eine hohe Genauigkeit des angezeigten Wer
tes. Da beim maximalen Widerstandswert des Sensorele
ments 2 am Ausgangsanschluß A34 des Multiplizierers 32
ein von Null verschiedener Strom - der Multiplikations
ruhestrom - ansteht, am Ausgangsanschluß des Spannungs
stromwandlers 341 jedoch kein zusätzlicher Strom, der
sich dem Ruhestrom des Anzeigeinstruments überlagern
würde, bereitgestellt werden darf, muß der Multiplika
tionsruhestrom in der Treibereinheit 34 kompensiert
werden. Dies erfolgt in dem Inverter 340, dessen zwei
ter Eingangsanschluß A341 mit der Referenzspannungs
quelle 310 verbunden ist. Der Inverter 340 ist als ein
mit einem Operationsverstärker 3400 gebildeter Subtra
hierer ausgeführt. Der erste Eingangsanschluß A340 des
Inverters 340 ist mit dem Eingangsanschluß A35 der
Treibereinheit 34 und mit dem invertierenden Eingangs
anschluß des Operationsverstärkers 3400 verbunden. Der
zweite Eingangsanschluß A341 des Inverters ist über den
Widerstand R3400 mit dem nichtinvertierenden Eingangs
anschluß und über den Widerstand R3402 mit dem inver
tierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers
3400 verbunden. Der invertierende Eingangsanschluß des
Operationsverstärkers 3400 ist außerdem über den Wider
stand R3403 an seinem Ausgangsanschluß mit dem
Ausgangsanschluß des Inverters 340 verbunden. Der Wi
derstand R3401 verbindet den nichtinvertierenden
Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 3400 mit
Masse. Der Ausgangsanschluß A342 des Inverters 340 ist
mit dem Eingangsanschluß A343 des Spannungsstromwand
lers 341 und somit über den mit den
Spannungsteilerwiderständen R3411 und R3412 gebildeten
Spannungsteiler mit dem nichtinvertierenden Eingangsan
schluß des Operationsverstärkers 3410 verbunden. Der
Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 3410 ist an
die Basis des als NPN-Transistor ausgebildeten Last
transistors T3410 angeschlossen. Der Emitter des Last
transistors T3410 ist an den invertierenden Eingangsan
schluß des Operationsverstärkers 3410 und an einen An
schluß des Emitterwiderstands R3410 angeschlossen. Der
andere Anschluß des Emitterwiderstands R3410 liegt auf
Massepotential. Der Kollektor des Lasttransistors T3410
bildet den Ausgangsanschluß A344 des Spannungsstrom
wandlers 341.
Die Signalauswerteschaltung 3 ist bis auf den Wider
stand R310 der Spannungsversorgungseinheit 31, den Kon
densator C3010 der Rücksetzeinheit 301, den
Filterwiderstand R300 und den Filterkondensator C300
des Tiefpasses 30, den Emitterwiderstand R3410 des
Spannungsstromwandlers 341 und den Lastwiderstand R340
der Treibereinheit 34 auf eine integrierte Schaltung 4
mit den Anschlußpins P40 bis P46 integriert.
Claims (27)
1. Schaltungsanordnung
- - mit einem Anzeigeinstrument (1), das einen mit ei ner Versorgungsspannungsquelle (VO) verbundenen Versorgungsanschluß (A11) und einen Meßanschluß (A10) aufweist,
- - mit einem zur Ansteuerung des Anzeigeinstruments (1) vorgesehenen Sensorelement (2), das einen Sen soranschluß (A20) aufweist, an dem ein Sensor signal (US) ansteht, und
- - mit einer Signalauswerteschaltung (3), die einen mit dem Sensoranschluß (A20) des Sensorelements (2) verbundenen Eingangsanschluß, einen mit der Versorgungsspannungsquelle (VO) verbundenen Ver sorgungsanschluß und einen mit dem Meßanschluß (A10) des Anzeigeinstruments (1) verbundenen Aus gangsanschluß aufweist, und die zur Unterdrückung von schnellen Änderungen des Sensorsignals (US) einen Tiefpaß (30) mit einem an den Eingangsan schluß der Signalauswerteschaltung (3) angeschlos senen Eingangsanschluß (A30) und mit einem Aus gangsanschluß (A31) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Signalauswerteschaltung (3) eine mit dem Sen soranschluß (A20) des Sensorelements (2) verbun dene Versorgungsspannungseinheit (31) aufweist, die am Sensoranschluß (A20) eine von der Versor gungsspannungsquelle (VO) unabhängige Spannung be reitstellt,
- - die Signalauswerteschaltung (3) einen Multiplizie rer (32) mit einem mit dem Ausgangsanschluß (A31) des Tiefpasses (30) verbundenen ersten Eingangsan schluß (A32), mit einem mit der Versorgungs spannungsquelle (VO) verbundenen zweiten Eingangs anschluß (A33) und mit einem mit dem Meßanschluß (A10) des Anzeigeinstruments (1) verbundenen Aus gangsanschluß (A34) aufweist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Sensorelement (2) als Widerstand mit
veränderbarem Widerstandswert ausgebildet ist und daß
das Sensorsignal (US) eine Spannung ist.
3. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplizierer
(32) über eine Treibereinheit (34) mit dem Anzeige
instrument (1) verbunden ist, wobei der Aus
gangsanschluß (A34) des Multiplizierers (32) an einen
Eingangsanschluß (A35) der Treibereinheit (34) und der
Meßanschluß (A10) des Anzeigeinstruments (1) an einen
Ausgangsanschluß (A36) der Treibereinheit (34) ange
schlossen ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeinstru
ment (1) als Drehspulinstrument ausgebildet ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Anzeigeinstrument (1) als spannungs
kompensiertes Drehspulinstrument mit einem weiteren
Versorgungsanschluß (A12), dem ein Bezugspotential zu
geführt wird, ausgebildet ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versor
gungsspannungseinheit (31) eine Referenzspannungsquelle
(310), deren Spannung unabhängig von der
Versorgungsspannungsquelle (VO) ist, und einen in Reihe
dazu geschalteten Widerstand (R310) aufweist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (30)
bin RC-Glied mit einem Filterkondensator (C300) und ei
nem Filterwiderstand (R300) aufweist, wobei ein An
schluß des Filterwiderstands (R300) den Eingangsan
schluß (A30) des Tiefpasses (30) bildet, der andere An
schluß des Filterwiderstands (R300) mit einem ersten
Anschluß (A300) des Filterkondensators (C300) und mit
dem Ausgangsanschluß (A31) des Tiefpasses (30) verbun
den ist, und ein zweiter Anschluß des Filterkonden
sators (C300) auf Bezugspotential gelegt ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Tiefpaß (30) zur Impedanzwandlung
eine Verstärkereinheit (300) aufweist, über die der er
ste Anschluß (A300) des Filterkondensators (C300) mit
dem Ausgangsanschluß (A31) des Tiefpasses (30) verbun
den ist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verstärkereinheit (300) des Tief
passes (30) als Spannungsfolger ausgebildet ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (30) eine
Rücksetzeinheit (301) mit einem schaltbaren Spannungs
folger (3010) zum Umschalten der Zeitkonstanten des
Tiefpasses (30) aufweist.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß der schaltbare Spannungsfolger (3010)
einen Steueranschluß (A3010) zum Schalten des Span
nungsfolgers (3010) aufweist und daß er zum Umschalten
der Zeitkonstanten des Tiefpasses (30) den Filterwider
stand (R300) niederohmig überbrückt.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Rücksetzeinheit (301) zur An
steuerung des schaltbaren Spannungsfolgers (3010) eine
Rücksetzsteuereinheit (3011) mit einem Ladekondensator
(C3010) aufweist, die beim Einschalten der Versorgungs
spannungsquelle (VO) für eine durch den Ladekondensator
(C3010) festgelegte Zeit den schaltbaren Spannungsfol
ger (3010) über dessen Steueranschluß (A3010) einschal
tet.
13. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß im Tiefpaß (30) zur
Entladung des Filterkondensators (C300) bei kurzzeiti
gen Versorgungsspannungseinbrüchen eine Diode (D3010)
vorgesehen ist, deren Anode mit dem ersten Anschluß
(A300) des Filterkondensators (C300) und deren Kathode
mit der Versorgungsspannungsquelle (VO) verbunden ist.
14. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ein
gangsanschluß (A33) des Multiplizierers (32) über ein
Proportionalglied (33) mit der Versorgungsspannungs
quelle (VO) verbunden ist.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Proportionalglied (33) als ein
mit Widerständen (R330, R331) ausgeführter Spannungs
teiler ausgebildet ist.
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Proportionalglied (33) zur
Impedanzwandlung einen dem Spannungsteiler des
Proportionalglieds (33) nachgeschalteten Spannungsfol
ger (330) aufweist.
17. Schaltungsanordnung nach einem der An
sprüche 3-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibereinheit
(34) einen Lastwiderstand (R340) aufweist, dessen einer
Anschluß mit dem Ausgangsanschluß (A36) der Treiberein
heit (34) verbunden ist und dessen anderer Anschluß auf
Bezugspotential liegt.
18. Schaltungsanordnung nach einem der An
sprüche 3-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibereinheit
(34) als Spannungsstromwandler (341) mit einem mit dem
Eingangsanschluß (A35) der Treibereinheit (34) verbun
denen Eingangsanschluß (A343) und einem mit dem Aus
gangsanschluß (A36) der Treibereinheit (34) verbundenen
Ausgangsanschluß (A344) ausgebildet ist.
19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Spannungsstromwandler (341) einen
Operationsverstärker (3410), zwei Spannungsteilerwider
stände (R3411, R3412), einen als NPN-Transistor ausge
bildeten Lasttransistor (T3410) und einen Emitterwider
stand (R3410) aufweist, wobei der Kollektor des Last
transistors (T3410) an den Ausgangsanschluß (A344) des
Spannungsstromwandlers (341) angeschlossen ist, der
Emitter des Lasttransistors (T3410) an den invertieren
den Eingang des Operationsverstärkers (3410) und an
einen Anschluß des Emitterwiderstands (R3410) ange
schlossen ist, der andere Anschluß des Emitterwider
stands (R3410) auf Bezugspotential gelegt ist, der
nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers
(3410) über den ersten Spannungsteilerwiderstand
(R3411) an den Eingangsanschluß (A343) des Spannungs
stromwandlers (341) angeschlossen ist, der eine An
schluß des zweiten Spannungsteilerwiderstands (R3412)
auf Bezugspotential gelegt ist und sein anderer An
schluß an den nichtinvertierenden Eingang des Operati
onsverstärkers (3410) angeschlossen ist.
20. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis
19, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsanschluß
(A35) der Treibereinheit (34) über einen Inverter (340)
mit dem Eingangsanschluß (A343) des Spannungsstromwand
lers (341) verbunden ist.
21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Inverter (340) zur Bildung einer
Offsetspannung zwei Eingangsanschlüsse (A340 bzw. A341)
und einen Ausgangsanschluß (A342) aufweist, wobei der
erste Eingangsanschluß (A340) des Inverters (340) mit
dem Eingangsanschluß (A35) der Treibereinheit (34), der
zweite Eingangsanschluß (A341) des Inverters (340) mit
der Referenzspannungsquelle (310) und der Ausgangsan
schluß (A342) des Inverters (340) mit dem Eingangsan
schluß (A343) des Spannungsstromwandlers (341) verbun
den ist.
22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Inverter (340) einen Operations
verstärker (3400) aufweist, dessen Ausgangsanschluß an
den Ausgangsanschluß (A342) des Inverters (340) ange
schlossen ist, dessen nichtinvertierender Eingang an
einen mit dem zweiten Eingangsanschluß (A341) des In
verters (340) verbundenen ersten Widerstand (R3400) und
an einen auf Bezugspotential gelegten zweiten Wider
stand (R3401) angeschlossen ist, und dessen inver
tierender Eingang an den ersten Eingangsanschluß (A340)
des Inverters (340), an einen mit dem zweiten
Eingangsanschluß (A341) des Inverters (340) verbundenen
dritten Widerstand (R3402) und an einen mit dem Aus
gangsanschluß (A342) des Inverters (340) verbundenen
vierten Widerstand (R3403) angeschlossen ist.
23. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplizierer
(32) als Einquadrantenmultiplizierer ausgebildet ist.
24. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement
(2) als Flüssigkeitsstandsdetektor ausgebildet ist.
25. Schaltungsanordnung nach Anspruch
24, gekennzeichnet zur Verwendung als Anzeige des Flüssigkeitsstands einer bewegten
Flüssigkeit.
26. Schaltungsanordnung nach Anspruch
25, gekennzeichnet zur Verwendung als Anzeige des Flüssigkeitsstands in einem Kraft
stofftank eines motorbetriebenen Fahrzeugs.
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- 1994-07-09 DE DE4424240A patent/DE4424240C2/de not_active Expired - Fee Related
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