DE701209C

DE701209C - Bridge measuring circuit for immediate display of the relative humidity or the temperature difference

Info

Publication number: DE701209C
Application number: DE1938H0155597
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Proske
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1938-04-26
Filing date: 1938-04-26
Publication date: 1941-01-10

Description

Brückenmeßschaltung zur unmittelbaren Anzeige der relativen Feuchtigkeit oder -der Temperaturdifferenz Zur unmittelbaren Anzeige der relativen Feuchtigkeit sind bereits Psychrometer entwickelt worden, deren Geber von Widerstandsthermometern gebildet werden. Ein bekanntes Psychrometer dieser Art arbeitet mit einem Kreuzspulinstrument in einer Doppelbrücke unter Verwendung von einem feuchten und zwei trockenen Thermometern. Dabei liegt die eine Meßwerkspule im Diagonalzweig der einen Brücke, wo sie von der Verschiedenheit des feuchten und des trockenen Thermometers beeinflußt wird, während die andere Spule im Diagonalzweig der anderen Brücke liegt und von der Raumtemperatur beaufschlagt wird. Abgesehen von der Schwierigkeit der Abgleichung beider Brücken hat diese Schaltung noch den Nachteil, daß zwischen den Gebern und dem Anzeigegerät vier Leitungen notwendig sind, die besonders bei Fernmessungen eine Verteuerung der Anlage bedingen. Demgegenüber weist ein anderes bekanntes Psychrometer eine weitgehende Vereinfachung im Aufbau insofern auf, als es nur ein feuchtes und ein trockenes Widerstandsthermometer und nur drei Fernleitungen benötigt. Als Anzeigeinstrument dient in diesem Fall ein vierspuliges Differential-Kreuzspulgerät, bei dem jede Teilspule des Meßwerkes in zwei elektrisch gleichwertige, aber gegeneinander geschaltete Halbspulen aufgelöst ist. Die Herstellung und Eichung eines solchen Meßgerätes bedarf naturgemäß großer Sorgfalt und Zeit, außerdem ergeben die vielen Zuleitungsbänder der Spulen ein nicht mehr zu vernachlässigendes mechanisches Drehmoment.Bridge measuring circuit for immediate display of the relative humidity or -the temperature difference For immediate display of the relative humidity Psychrometers have already been developed, their transmitters from resistance thermometers are formed. A well-known psychrometer of this type works with a cross-coil instrument in a double bridge using one wet and two dry thermometers. The one measuring coil is in the diagonal branch of one bridge, where it is from the difference between the wet and dry thermometer is influenced, while the other coil is in the diagonal branch of the other bridge and is at room temperature is applied. Apart from the difficulty of aligning both bridges this circuit still has the disadvantage that between the donors and the display device four lines are necessary, which makes them more expensive, especially for remote measurements of the system. In contrast, another well-known psychrometer has a extensive simplification in the structure, as there is only one damp and one dry resistance thermometer and only three long-distance cables required. As a display instrument In this case, a four-coil differential cheese winder is used, in which each Partial coil of the measuring mechanism in two electrically equivalent, but switched against each other Half-coils is resolved. The manufacture and calibration of such a measuring device requires naturally great care and time, also result in the many supply cords of the coils a mechanical torque that can no longer be neglected.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Psychrometer für die unmittelbare Anzeige der relativen Feuchtigkeit zu schaffen, bei dem ebenfalls nur ein feuchtes und ein trockenes Widerstandsthermometer und nur drei Fernleitungen vorgesehen sind, das aber als Anzeigegerät ein normales zweispuliges Kreuzspulmeßwerk besitzt. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß die beiden Spulen des Kreuzspulmeßwerkes hintereinander in den Nullzweig einer Wheatstoneschen Brückenanordnung gelegt sind, deren benachbarte Zweige von den beiden Gebeln und zwei temperaturunabhängigen Widerständen gebildet werden, und das gemeinsame Spulenende an den Mittelabgriff zweier in Reihe liegender gleich großer Brückenspannungsquellen geführt ist. An Stelle der zwei Spannungsquellen kann man auch nur eine Brükkenspannungsquelle vorsehen und diese auf einen niederohmigen Spannungsteiler arbeiten lassen. Die Vorteile dieses Psycllrometers lassen sich dahingehend zusammenfassen, daß bei einfachem Aufbau der Schaltung nur normale Einzelteile, wie Widerstandsthermometer mit normalem Wert und ein Kreuzspulgerät mit normalen Meßwerk und hohem Drehmoment, verwendet werden, wodurch außerdem die Eichung des Psychrometers erleichtert wird. The invention is now based on the object of a psychrometer for to provide the immediate display of the relative humidity, at the same time just a damp one and a dry resistance thermometer and only three long-distance lines are provided, but the display device is a normal two-coil Has cross-coil measuring mechanism. According to the invention, this object has been achieved by that the two coils of the Kreuzspulmeßwerkes one behind the other in the zero branch one Wheatstone bridge arrangement are laid, their adjacent branches of the two Gebeln and two temperature-independent resistors are formed, and the common Coil end to the center tap of two equally large bridge voltage sources in series is led. Instead of the two voltage sources, only one bridge voltage source can be used and let this work on a low-resistance voltage divider. the Advantages of this Psycllrometer can be summarized in that with simple Structure of the circuit only normal individual parts, such as resistance thermometer with normal Wert and a package winder with normal measuring mechanism and high torque, used which also facilitates the calibration of the psychrometer.

Die Schaltung nadel der Erfindung ähnelt bekannten Mehrfachbrückenschaltungen, die für andere Zwecke schon vorgeschlagen wurden. Insbesondere hat man zur Widerstandsmessung schon mehrere Brückenschaltungen so zusammengefaßt, daß sie die Stromquelle, zwei Verhältniswiderstände und das Galt-anometer, gemeinsam haben. Bei diesen Schaltungen werden durch Betätigen eines Umschalters die unbekannten Widerstände zeitlich hintereinander und unabhängig voneinander wahlweise gemessen. The circuit needle of the invention is similar to known multiple bridge circuits, which have already been suggested for other purposes. In particular, one has to measure resistance Several bridge circuits have already been combined in such a way that they are the current source, two Ratio resistances and the galt-anometer have in common. With these circuits the unknown resistances are set one after the other by actuating a toggle switch and optionally measured independently of each other.

Zur Erläuterung der Erfindung sei auf die Schaltung in Abb. I und das Diagramm in Abb. 2 der Zeichnung verwiesen. To explain the invention, refer to the circuit in Fig. I and referenced the diagram in Fig. 2 of the drawing.

In der Wheatstoneschen Brückenanordnung bilden das feuchte ThermometerRf und das trockene Thermometer Rir sowie die beiden gleichen temperaturunabhängigen Widerstände R1 und R2 je zwei benachbarte Zweige. In the Wheatstone bridge arrangement, the wet thermometer form Rf and the dry thermometer Rir as well as the two same temperature independent ones Resistors R1 and R2 each have two adjacent branches.

In den Nullzweig sind die beiden hintereinandergeschalteten Spulen I und 2 des Kreuzspulmeßgerätes eingefügt, während das gemeinsame Spulenende an den Mittelabgriff des Spannungsteilers 3, der aus zwei gleich großen Widerständen R5 besteht, geführt ist.The two coils connected in series are in the zero branch I and 2 of the cross coil meter inserted, while the common coil end is on the center tap of the voltage divider 3, which consists of two equal resistors R5 exists, is led.

An die Stelle der Spannungsquelle 4 und des Spannungsteilers 3 können natürlich auch zwei gleich große, in Reihe liegende Spannungsquellen treten.In place of the voltage source 4 and the voltage divider 3 can Of course, two voltage sources of the same size, lying in series, also occur.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende. Die Brückenspannung wird durch den Spannungsteiler in zwei gleich große Teilspannungen zerlegt, von denen die eine einen Strom über den Widerstand R, und die Spule I (iR) und einen gleich großen Strom über den Widerstand R2 (= R1) und die Spule 2 (iR) treibt, während die andere Teilspannung zwei den anderen Strömen (iR) entgegengesetzt gerichtete Teilströme über die Spulen 1 und 2 und die Widerstände Rt, (it,) und R, (i,) zur Folge hat. Es entstehen also vier StromkreiseI, II, III, IV mit den Strömen iR, tR, it, und if. In Spule I fließt (iR - itr) = i1, in Spule 2 (iR - if) = i2. Besitzen Rtr und Rf den gleichen Wert, was einer relativen Feuchtigkeit von 100% entspricht, so sind die Differenzströme in Spule I (R - it,) und in Spule 2 (R - i') gleich groß, und das Kreuzspulgerät, welches ja den Quotienten der beiden Ströme anzeigt, steht auf dem Wert I (IOO6/o). Ist die relative Feuchtigkeit bei gleich bleibender Raum temperatur geringer, z. B. 70010, so hat das feuchte Thermometer Rt entsprechend der psychrometrischen Differenz einen kleineren Widerstand; der Strom in Kreis IV steigt also auf if@ (Abb. 2). Das Kreuzspulmeßwerk wird demnach beaufschlagt vom Strom verhältnis iR - it, ungleich I. The operation of the circuit is as follows. The bridge tension is divided into two equal partial voltages by the voltage divider, from one of which a current through the resistor R, and the coil I (iR) and one equally large current across the resistor R2 (= R1) and the coil 2 (iR) drives while the other partial voltage is two opposing currents (iR) Partial currents through the coils 1 and 2 and the resistors Rt, (it,) and R, (i,) for Consequence. So there are four circuits I, II, III, IV with currents iR, tR, it, and if. In coil I flows (iR - itr) = i1, in coil 2 (iR - if) = i2. Own Rtr and Rf have the same value, which corresponds to a relative humidity of 100%, so the differential currents in coil I (R - it,) and in coil 2 (R - i ') are the same large, and the package winder, which shows the quotient of the two currents, stands at the value I (IOO6 / o). Is the relative humidity at constant Room temperature lower, e.g. B. 70010, the wet thermometer has Rt accordingly the psychrometric difference has a smaller resistance; the current in circuit IV so rises to if @ (Fig. 2). The cross-coil measuring mechanism is therefore acted upon by the Current ratio iR - it, not equal to I.

R- 12 Je nach dem Unterschied zwischen Rtr und Rf ändert sich nun auch der Ausschlag des Gerätes; dabei hat die Änderung der Raumtemperatur keine Fälschung der Anzeige zur Folge, da die Kurven der verschiedenen Ströme in Abhängigkeit von der Temperatur im Arbeitsbereich des Gerätes durch Gerade mit gemeinsamem Schnittpunkt ersetzt werden können, wie in der Abb. 2 gezeigt ist. In dem Diagramm sind der Strom it des trockenen Thermometers und die Strömeift, is2 usw., des feuchten Thermometers für verschiedene relative Feuchtigkeitswerte in Abhängigkeit von der Raumtemperatur aufgetragen. Mit iR ist der konstante Strom durch den Widerstand R1 oder R2 bezeichnet. Eine Justierung des geforderten Meßbereiches auf einen be stimmten Ausschlagwinkel erreicht man durch Parallelschalten eines Widerstandes Rp zu den Enden des Kreuzspulmeßwerks. R- 12 now changes depending on the difference between Rtr and Rf also the rash of the device; the change in room temperature has no effect Falsification of the display as a result of the curves of the various currents as a function the temperature in the working area of the device through straight lines with a common intersection can be replaced as shown in Fig. 2. In the diagram are the current it of the dry thermometer and the currentsift, is2 etc, of the wet thermometer for different relative humidity values depending on the room temperature applied. IR denotes the constant current through resistor R1 or R2. An adjustment of the required measuring range to a certain deflection angle be can be achieved by connecting a resistor Rp in parallel to the ends of the cross-coil measuring mechanism.

Selbstverständlich eignet sich die Schaltung gemäß der Erfindung auch zur Messung von Temperaturdifferenzen, z. B. der Kühlwassereintritts- und Austrittstemperatur, unabhängig von derHöhe der Außentemperatur. Of course, the circuit according to the invention is suitable also for measuring temperature differences, e.g. B. the cooling water inlet and outlet temperature, regardless of the level of the outside temperature.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E I. Bridge measuring circuit for measuring means display of the relative humidity or the temperature difference with zzwew Resistance thermometers as sensors and a package winder as Indicator, characterized in that both coils of the cross-wound measuring device are one behind the other lie in the zero branch of a Wheatstone bridge arrangement, the neighboring Branches formed by the two sensors and two temperature-independent resistors be, and the common end of the coil to the center tap of two in series equally large bridge voltage sources is performed.

2. bridge measuring circuit according to claim 1, characterized in that that only one bridge voltage source is provided, which is based on a low resistance Voltage divider works.