DEP0004381BA - Selbstabgleichende elektrische Brücke - Google Patents

Description

Es ist üblich, elektrische Messbrücken, insbesondere auch solche mit selbsttätigem Abgleich (automatische Potentiometer), aus einer vorwiegend konstanten Spannungsquelle zu speisen und die bei Verstimmung der Brücke in der Diagonale auftretende Spannung als Messgrösse bzw. Steuerspannung für Regelzwecke zu benutzen. Wird eine solche Brücke mit Wechselspannung gespeist, so ist bekanntlich eine phasengesteuerte Gleichrichtung der in der Diagonale auftretenden Wechselspannung erforderlich, wenn die Brücke selbstabgleichend arbeiten soll. Die Benutzung von Wechselstrom anstelle von Gleichstrom ist aber besonders dann erwünscht, wenn für die Diagonalspannung ein Elektronenröhren-Verstärker angewandt werden soll. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wird erfindungsgemäss folgender Weg beschritten: Die Brücke wird in den Rückkopplungsweg eines rückgekoppelten elektrischen Verstärkers in der Weise eingesetzt, dass die Brückenspeisung mit dem Verstärkerausgang, die Brückendiagonale mit dem Verstärkereingang verbunden ist und die Spannungen, die in dem auf diese Weise rückgekoppelten Verstärker entstehen, zur Steuerung des selbsttätigen Brückenabgleichs ausgenutzt sind. Der Rückkopplungsfaktor des Generators ist dadurch vom Brückenabgleich abhängig, und zwar derart, dass er je nach der Richtung der Brückenverstimmung positive oder negative Werte annimmt. Selbsterregung des Generators tritt nur bei positiver Rückkopplung auf, so dass hierdurch der für ein Regelverfahren erforderliche einseitig richtungsabhängige Effekt gegeben ist. Die Amplitude der erzeugten Spannung ist von der Grösse des Rückkopplungsfaktors, d.h. von der Brückenverstimmung, abhängig. Zweckmässig wird der Arbeitspunkt (Sollwert der Regelung) auf die Mitte der Kennlinie gelegt, was etwa der Hälfte der vom Verstärker max. erzeugbaren Spannung entspricht. Abweichungen des diesem Arbeitspunkt entsprechenden Rückkopplungsfaktors verursachen Vergrösserungen bzw. Verkleinerungen der Verstärkerspannung, die zur Steuerung des Brückenabgleichsnach einem der üblichen Verfahren ausgenutzt werden z.B. durch mechanische Verstellung eines Widerstandes.

Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens erfolgt der Brückenabgleich unter Einfluss der von dem rückgekoppelten Generator erzeugten Spannung dadurch, dass ein oder mehrere Brückenwiderstände in zweckmässiger Weise amplitudenabhängig gemacht werden. Bei einer hiernach aufgebauten selbstabgleichenden Brücke erzeugt die zu messende Veränderung eines Brückenwiderstandes eine Veränderung des Rückkopplungsfaktors und damit eine Amplitudenänderung des Generators. Diese Amplitudenänderung stellt sich so ein, dass über den bzw. die amplitudenabhängigen Brückenwiderstände eine Wiederherstellung des Brückenabgleichs erfolgt. In Ausführung des Erfindungsgedankens wird die jeweilige Amplitude des Generators als Messgrösse benutzt, da ja über die bekannte Amplitudenabhängigkeit des oder der Brückenwiderstände eine gesetzmässige Beziehung zur Brückenverstimmung besteht.

Die Amplitudenabhängigkeit eines oder mehrerer Brückenglieder kann man beispielsweise durch die Verwendung dünner, wärmeisolierter Drähte erreichen, die durch den Brückenspeisestrom erwärmt werden und deren Widerstand temperaturabhängig ist. Es ist auch möglich, diese Drahtwiderstände gleichzeitig zur ursächlichen Verstimmung der Brücke zu benutzen, z.B. indem die Drähte zu Temperatur- oder Abkühlungsmessungen verwandt werden.

Die Eigenfrequenz des rückgekoppelten Generators wird man zweckmässig höher legen als der evtl. Änderungsgeschwindigkeit der Messgrösse entspricht. Es ist jedoch auch möglich, diese Frequenz so niedrig zu halten, z.B. unter Anwendung eines rückgekoppelten Gleichstromverstärkers, dass schnelle periodische Änderungen der Messgrösse nicht registriert werden. Es ist auch möglich, zwei mit verschiedener Geschwindigkeit arbeitende Regelungen gleichzeitig vorzusehen, um z.B. den zeitlichen Mittelwert und periodische Änderungen der Messgrösse festzustellen.

Claims (2)

1.) Selbstabgleichende elektrische Brücke zur Messung oder Regelung elektrischer Grössen, dadurch gekennzeichnet, dass die Brückendiagonale mit dem Eingang und die Brückenspeisung mit dem Ausgang eines elektrischen Verstärkers verbunden ist, und die Spannungen, die in dem auf diese Weise rückgekoppelten Verstärker entstehen, zur Steuerung des selbsttätigen Brückenabgleichs ausgenutzt sind.

2.) Selbstabgleichende elektrische Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenabgleich durch einen oder mehrere in ihrem Widerstandswert von der Amplitude der Brückenspeisespannung abhängige Brückenglieder erfolgt und die sich selbsttätig einstellende Amplitude der Brückenspeisespannung als Messgrösse benutzt ist.