DK141140B

DK141140B - CLUTCH FOR TRANSMISSION OF MEASUREMENT VALUES

Info

Publication number: DK141140B
Application number: DK309477A
Authority: DK
Inventors: P S Dam
Original assignee: Danfoss As
Priority date: 1976-07-15
Filing date: 1977-07-08
Publication date: 1980-01-21
Also published as: DE2631728A1; DE2631728C3; DE2631728B2; DK309477A; DK141140C

Description

(w) (11) FREMLÆ66ELSESSKBIFT 141140 DANMARK «') intci.« e og c i5/oo (21) Anwgning nr. 3094/77 (22) Indleverat den 8. jul. 1977 1¾¾ (23) Ubedeø 8. Jul. 1977 (44) Antegningen fremlagt og fremlaggeleeeekriftet offentliggjort den 21 · Jan. 1980(w) (11) PROMOTION SHIFT 141140 DENMARK '') intci. 'e and c i5 / oo (21) Application No 3094/77 (22) Filed on 8 Jul. 1977 1¾¾ (23) Ubedeø 8 Jul. 1977 (44) The note presented and the publication document published on 21 January. 1980

DIREKTORATET FORDIRECTORATE OF

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra denPATENT AND TRADE MARKET (30) Priority requested from it

15. Jul. 1976, 2631728, DE15. Jul. 1976, 2631728, DE

(71) DANFOSS A/S, 6430 Nordborg, DK.(71) DANFOSS A / S, 6430 Nordborg, DK.

(72) Opfinder: Poul Steffen Dam, Smedegade 36, Kettlng, 6440 Augustenborg, DK. ~ (74) Fuldmægtig under eegene behandling: (54) Koblings anordning til trans mis s ion af måleværdier.(72) Inventor: Poul Steffen Dam, Smedegade 36, Kettlng, 6440 Augustenborg, DK. ~ (74) Agent under his own management: (54) Coupling device for measuring values of transmission.

Opfindelsen angår en koblingsanordning til transmission af måleværdier fra flere målesteder til en fælles transmissionsledning over en hvert målested tilordnet, af en fælles jævnspændlngskilde forsynet måleværdiomformer, som omformer måleværdien i en målestrøm, og over en elektronisk kontaktanordning, hvis indgange over en ledning er forbundet med hver sin måleværdiomformer, og som cyklisk forbinder disse indgange med den fælles transmissionsledning.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This invention relates to a coupling device for transmitting measurement values from multiple measurement points to a common transmission line across each measurement location assigned by a common DC voltage source measuring converter which converts the measurement value into a measuring current and over an electronic contact device whose inputs over a line are connected to each. its measuring value converter and which cyclically connect these inputs to the common transmission line.

Ved en kendt koblingsanordning af denne art er den elektroniske kontaktanordning dannet af enkelte transistorer og modstande. Vil 2 r«mo man anvende en kontaktanordning med koblingskredse i form af et integreret kredsløb, så hindres dette ved, at det er vanskeligt at lede målestrømme umiddelbart over en integreret kontaktanordning på grund af dens forholdsvis store indre modstand. Mod transmissionen af en målespænding over en integreret kontaktanordning taler dens følsomhed overfor overspændinger.In a known coupling device of this kind, the electronic contact device is formed by individual transistors and resistors. If a contact device with switching circuits is used in the form of an integrated circuit, this is prevented by the fact that it is difficult to direct measuring currents directly over an integrated contact device due to its relatively large internal resistance. Towards the transmission of a measuring voltage across an integrated contact device, its sensitivity to voltages speaks.

Den opgave, der ligger til grund for opfindelsen, er at angive en koblingsanordning af den i indledningen nævnte art, ved hvilken der kan anvendes en kontaktanordning med koblingskredse i fom af et integreret kredsløb.The object of the invention is to provide a coupling device of the kind mentioned in the introduction, in which a contact device with coupling circuits in the form of an integrated circuit can be used.

Ifølge opfindelsen bliver denne opgave løst ved, at de i de af måleværdiomformerne til kontaktanordningen førende forbindelsesledninger flydende målestrømme i en indgangskobling af kontaktanordningen hver kan omf omes i en målespænding, og målespændingerne til transmissionen kan tilføres kontaktanordningens indgange, og at der på indgangskoblingen er tilsluttet en i den fælles strømforsyningsledning liggende strømbegrænser, som træder i funktion, når en målespænding overskrider en forudbestemt grænseværdi.According to the invention, this problem is solved by the fact that the measuring currents flowing in the connection devices of the contact device flowing in an input coupling of the contact device can each be enclosed in a measuring voltage, and the measuring voltages for the transmission can be applied to the inputs of the contact device and there is connected to the input connection. in the common power supply line are limiting current which operates when a measured voltage exceeds a predetermined limit value.

Når der ved denne koblingsanordning i en af forbindelsesledningerne mellem en måleværdiomforner og kontaktanordningen flyder en for høj strøm, enten det er på grund af en kortslutning mellem den fælles strømforsyningsledning for måleværdiomfomerne og .denne forbindelsesledning, eller fordi en af målestørrelserne overskrider et nomalt område, så reagerer strømbegrænseren og begrænser forsyningsstrømmen til alle måleværdiomformerne til en værdi, ved hvilken der indstilles en tilladt målespænding i den pågældende forbindelsesledning. Det er derfor muligt at anvende en kontaktanordning med koblingskredse i fom af et integreret kredsløb, uden at denne overbelastes på indgangssiden. Samtidig er den fælles jævnspænding skiide for måleværdiomfomerne og i givet fald kontaktanordningen beskyttet mod overbelastning på grund af kortslutninger. Indgangskoblingen opfylder flere funktioner. Den omf omer målestrømmene i en til transmissionen over integrerede kontaktkredse egnet spænding, konstaterer for høje 3When this coupling device flows in one of the connection lines between a measuring value inverter and the contact device, too high a current flows, either because of a short circuit between the common power supply line for the measurement value odomers and this connection line, or because one of the measuring sizes exceeds a nominal range, so responds to the current limiter and limits the supply current of all the measurement value converters to a value at which a permitted measuring voltage is set in the relevant connection line. Therefore, it is possible to use a switching device in the form of an integrated circuit without overloading it on the input side. At the same time, the common DC voltage protects the measured value odomers and, where appropriate, the contact device is protected against overload due to short circuits. The input connector fulfills several functions. It includes the measuring currents in a voltage suitable for the transmission over integrated contact circuits, finds too high 3

1411 AO1411 AO

strømme og styrer strømbegrænseren tilsvarende. Indgangskoblingen danner følgelig samtidig en del af et strømbegrænseren opvisende overvågningskredsløb.flow and control the current limiter accordingly. Accordingly, the input coupling forms at the same time part of a monitoring limiter having a current limiter.

Fortrinsvis er der sørget for, at strømbegrænseren på indgangssiden har et tærskelværditrin, hvis indgang over hver en ved grænseværdien overskridende målespænding i retning af denne indgang ledende diode er forbundet med hver indgang af kontaktanordningen. På denne måde klarer man sig med et eneste tærskelværditrin til overvågningen af alle kontaktanordningens indgange. Samtidig sørger dioderne for, at kontaktanordningens indgange ikke belastes af tærskelværditrinnets forspænding, og at en på en indgang af kontaktanordningen optrædende for stor spænding holdes borte fra de andre indgange af kontaktanordningen. I normal drift bevirker tærskelværditrinnet ikke nogen forfalskning af måleværdierne, da de er fuldstændigt afkoblet i forhold til målekredsene.Preferably, the input limiter is provided with a threshold step whose input over each of the measuring voltage exceeding the limit value in the direction of this input is connected to each input of the contact device. In this way, a single threshold step can be managed for monitoring all the inputs of the contact device. At the same time, the diodes ensure that the inputs of the contact device are not stressed by the bias of the threshold step and that an excessive voltage occurring at one input of the contact device is kept away from the other inputs of the contact device. In normal operation, the threshold value step does not cause any falsification of the measurement values, since they are completely decoupled from the measurement circuits.

En særlig enkel opbygning fås, hvis tærskelværditrinnet har en tærskelværdien bestemmende zener-diode.A particularly simple structure is obtained if the threshold step has a threshold-determining zener diode.

Således er det gunstigt, når strømbegrænseren har et forsynings-strømmen umiddelbart styrende trin med transistorer i Darlington-kobling. På denne måde fås ved en måleværdiomformer-kortslutning en lukket strømreguleringskreds, som regulerer kortslutningsstrømmen ned på en konstant tilladt værdi, der svarer til målespændin-gens grænseværdi. En Darlington-kobling har derudover en ringe udgangsmodstand med tilsvarende ringe tab ved høj, en ringe belastning udgørende indgangsmodstand. Den kan endvidere let udformes som integreret kredsløb.Thus, it is advantageous when the current limiter has a supply current direct controlling stage with transistors in Darlington coupling. In this way, by a measured value converter short circuit, a closed current control circuit is obtained which regulates the short circuit current down to a constant permissible value corresponding to the limit voltage of the measuring voltage. In addition, a Darlington coupling has a low output resistance with correspondingly low loss at high, a low load constituting input resistance. Furthermore, it can easily be designed as an integrated circuit.

Desuden er det fordelagtigt, når der i hver af forbindelsesledningerne ligger en modstand, og at der mellem hver indgang af kontaktanordningen og den referencepotentiale førende ledning ligger en diode, der er spærret ved en over referencepotentialet liggende målespænding.In addition, it is advantageous when there is a resistance in each of the connection wires and that between each input of the contact device and the reference potential conducting wire there is a diode which is blocked by a measuring voltage above the reference potential.

På denne måde kortsluttes støjspændinger af den ene polaritet mellem to af forbindelsesledningerne, scan forbinder måleværdiom- 4 141140 formerne med kontaktanordningen, over disse normalt spærrede dioder. Dette gælder også for støjspændinger på grund af en kortslutning, som optræder mellem en til modsat symmetrisk udstyring af kontaktanordningen eventuelt nødvendig anden forsyningsjævn-spænding med i forhold til referencepotentialet negativ polaritet og en af forbindelsesledningerne. Herved begrænser de i forbindelsesledningerne liggende modstande ikke kun kontaktanordningens indgangsstrømme, men også de over de sidstnævnte dioder afledte kortslutningsstrømme af modsat polaritet. Ved kontaktanordningens indgang kan så i sidstnævnte tilfælde maksimalt optræde en spænding, som svarer til diode-spændingsfaldet i gennemgangsretningen af en af de sidstnævnte dioder.In this way, noise voltages of one polarity are short-circuited between two of the connection wires, the scan connects the measurement value forms with the contact device, over these normally blocked diodes. This also applies to noise voltages due to a short-circuit occurring between a second supply-even voltage, possibly necessary to the opposite symmetrical equipment of the contact device, with negative polarity relative to the reference potential and one of the connection lines. In this way, the resistors in the connection wires limit not only the input currents of the contact device, but also the short-circuit currents of the opposite polarity of the latter diodes. At the input of the contact device, then in the latter case a maximum voltage corresponding to the diode voltage drop in the through direction of one of the latter diodes can occur.

Tegningen viser skematisk et foretrukket udførelseseksempel.The drawing schematically shows a preferred embodiment.

Hvert af et stort antal målesteder er til enhver tid tilordnet en måleværdiomformer M. Måleværdiomformeren M omformer måleværdien til en elektrisk strøm, som er fast proportional med måleværdien. Følgelig betegnes måleværdiomformeren også som strømgenerator.Each of a large number of measuring points is at all times assigned to a measuring value converter M. The measuring value converter M converts the measuring value to an electric current which is fixedly proportional to the measuring value. Accordingly, the measurement value converter is also referred to as the current generator.

Hver målestrøm ledes til enhver tid over en forbindelsesledning L og en ohmsk modstand til referencepotentialledningen O henholdsvis til stel eller jord. Spændingsfaldet ved modstanden bliver over en modstand R2 tilført en af flere indgange af en elektronisk kontaktanordning S (også kaldt multiplexkobling), hvis koblingskredse er udformede som integreret kredsløb, og som cyklisk forbinder indgangene E over en spændings/strøm-omformer med en udgang A, til hvilken en transmissionsledning T er tilsluttet. Denne fører til et fjernt anordnet, ikke vist modtagelsessted, ved hvilket de transmitterede måleværdier i takt med kontaktanordningens omkobling igen fordeles til adskilte udnyttelsessteder, som til enhver tid er tilordnet et af målestederne. Omformningen af målestrømmene i tilsvarende spændinger ved modstandene R-^ er betinget af kontaktanordningen S, som kun kan videreomkoble spændinger.Each measuring current is at all times passed over a connecting line L and an ohmic resistance to the reference potential line 0, respectively, to ground or ground. The voltage drop at the resistor is applied over a resistor R2 to one of several inputs of an electronic contact device S (also called multiplex coupling), whose coupling circuits are designed as integrated circuits and which cyclically connect the inputs E over a voltage / current converter to an output A. to which a transmission line T is connected. This leads to a remotely arranged reception location, at which the transmitted measurement values, as the switching device is switched, are again distributed to separate utilization sites, which are assigned to one of the measuring points at all times. The conversion of the measuring currents into corresponding voltages at the resistors R 1 is conditional on the contact device S, which can only relay voltages.

Måleværdiomformernes M strømforsyning sker over en ledning 1 fra en jævnspændingskilde +U^, som også forsyner kontaktanordningen.The power supply of the measuring value converters M takes place over a line 1 from a DC voltage source + U ^, which also supplies the contact device.

For ikke blot at kunne overføre positive, måleværdierne fremstil- 5 141140 lende signaler, men også negative synkroniseringsimpulser over ledningen T, fortrinsvis en telefonledning, er der anordnet en jævnspændingskilde med en i forhold til referencepotentialet negativ spænding -U^, som efter hver transmission af en måleværdi forbindes med ledningen T.In order not only to be able to transmit positive measuring values producing signals, but also negative synchronization pulses over the line T, preferably a telephone line, a DC voltage source with a negative voltage -U a measurement value is connected to the line T.

For at undgå at en kortslutning af en måleværdiomformer M mellem ledningen 1 og en ledning L fører til en overbelastning af jævnspændingskilden +U^ og/eller kontaktanordningen S, det sidste på grund af et for stort spændingsfald over den pågældende modstand R^, og for at beskytte modstandene og måleværdiomformerne er der anordnet et overvågningskredsløb, som opviser dioder D^, Dg/ modstande - R^, transistorer T-^ - T3 og en zener-diode Z. Dioderne D^ er polet i spærreretningen forbundet mellem hver sin indgang E af kontaktanordningen S og en jævnspændingskilde +Ug, hvorved de alle ligger i serie med modstanden R^. Dioderne Dg er til enhver tid forbundet mellem en af indgangene E og referen-cepotentialledningen O (stel). Ved forbindelsespunktet P mellem diodernes D-j^ katoder og modstanden R^ er katoden af zener-dioden Z tilsluttet, som over modstanden Rg ligger på stel. Mellem zener-dioden Z og modstanden R3 er transistorens basis tilsluttet, hvis emitter ligger på stel, og hvis kollektor direkte med transistorens Tg basis og over modstanden Rg er forbundet med jævnspændingskilden +U^. Transistorerne Tg og T3 danner et udgangstrin i Darlington-kobllng, hvorved den anden transistor Tg, som styres af den første transistor Tg, ligger i strømforsyningsledningen 1.In order to avoid a short-circuit of a measuring value converter M between the line 1 and a line L, the DC voltage source + U ^ and / or the contact device S, the latter due to an excessive voltage drop across the resistor R To protect the resistors and the measuring value converters, a monitoring circuit is provided which exhibits diodes D ^, Dg / resistors - R ^, transistors T- ^ - T3 and a zener diode Z. The diodes D ^ are poled in the blocking direction between each of their inputs E of the contact device S and a DC voltage source + Ug, whereby they are all in series with the resistor R ^. The diodes Dg are connected at all times between one of the inputs E and the reference potential line O (frame). At the junction P between the D-cathodes of the diodes and the resistor R ^, the cathode of the zener diode Z is connected, which rests above the resistor Rg. Between the zener diode Z and the resistor R3, the base of the transistor is connected if the emitter is on the ground and whose collector is directly connected to the base of the transistor Tg and above the resistor Rg to the DC voltage source + U ^. Transistors Tg and T3 form an output stage in Darlington coupling, whereby the second transistor Tg controlled by the first transistor Tg lies in the power supply line 1.

Modstandene Rg og R^ og zener-dioden Z danner sammen med transistoren T1 et tærskelværditrin med forbindeleespunktet P som ind*' gang og er dimensioneret således, at i normalfunktionen er dioderne D^ spærret, derimod er zener-dioden Z og transistoren T^ næsten spærret, og transistorerne Tg og Tg er følgelig ledende.The resistors Rg and R1 and the zener diode Z together with the transistor T1 form a threshold step with the connection point P as input * and are dimensioned such that in the normal function diodes D ^ are blocked, on the contrary the zener diode Z and the transistor T the transistors Tg and Tg are consequently conductive.

Når der optræder en kortslutningsstrøm mellem en ledning L og ledningen 1, stiger spændingsfaldet ved den pågældende modstand R1 og dermed denne lednings L potentiale så meget, at det overskrider zener-diodens Z katodepotentiale. Så bliver den pågæl-When a short-circuit current occurs between a line L and the line 1, the voltage drop at that resistor R1, and thus the potential of this line L, increases so much that it exceeds the zener diode Z cathode potential. Then it becomes

6 141 UO6 141 UO

dende diode ledende, mens zener-dioden Z, da modstandsværdien af 1*2 er meget mindre end værdien af , og transistor bliver stærkere ledende. Tilsvarende bliver Darlington-koblingen T2, mindre ledende, og kortslutningsstrømmen begrænses. Grænsestrømværdien opretholdes af regulatoren T^, T2, T^, indtil kortslutningen er forsvundet. Strømgrænseværdien er derfor valgt således, at modstandene R^ ikke overbelastes ved denne grænsestrøm, og at den på indgangen E tilladte spænding ikke overskrides.the diode conducting, while the zener diode Z, since the resistance value of 1 * 2 is much less than the value of, and the transistor becomes stronger conducting. Similarly, the Darlington coupling becomes T2, less conductive, and the short-circuit current is limited. The limit current value is maintained by the controller T ^, T2, T ^ until the short circuit has disappeared. The current limit value is therefore chosen so that the resistors R 1 are not overloaded at this limit current and that the voltage allowed at the input E is not exceeded.

Optræder der derimod en kortslutning mellem -U^ og en ledning L, flyder en strøm over den pågældende diode D2 og den pågældende modstand R2, således at der på den pågældende indgang E kun ligger diodens D2 ringe leder-spændingsfald. Modstanden R2 bevirker derudover en begrænsning af denne strøm.If, on the other hand, a short circuit occurs between -U1 and a line L, a current flows across the diode D2 in question and the resistor R2, so that at the respective input E there is only a small conductor voltage drop of the diode D2. In addition, the resistor R2 limits this current.

Claims

7 141 UO

1. A coupling device for transmitting measuring values from several measuring points to a common transmission line across each measuring point assigned by a common DC voltage measuring transformer which converts the measuring value into a measuring current and over an electronic contact device whose inputs over a line are connected to each measuring value inverters and cyclically connecting these inputs to the common transmission line, characterized in that in the input connection (R ^, R2) of the contact device (S) flowing in the connecting lines (L) of the measuring device (S) to the connecting lines (L) ) each can be converted into a measuring voltage and the measuring voltages for the transmission can be applied to the inputs (E) of the contact device (S) and a current limiter (D ^ R3) connected to the input connection (R ^, R2) - R5, Z, T1 - T3), which comes into operation when a measured voltage exceeds a predetermined limit value.

Coupling device according to claim 1, characterized in that the current limiter on the input side has a threshold value step (R 1, R 2, Z, T 1), the input of which (P) exceeds each measured voltage exceeding the limit value towards this input ( P) conductive diode is connected to each input (E) of the contact device (S).

Coupling device according to claim 2, characterized in that the threshold stage has a threshold value determining zener diode (Z).

Switching device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the current limiter has a supply current direct controlling stage with transistors (T2, T1) in Darlington coupling.