DE1084371B

DE1084371B - Verstaerkereinrichtung mit logarithmischer Abhaengigkeit der Ausgangsgroesse von derEingangsgroesse

Info

Publication number: DE1084371B
Application number: DESCH25698A
Authority: DE
Inventors: Otfried Maus; Dipl-Ing Hasso Paulus
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1959-03-12
Filing date: 1959-03-12
Publication date: 1960-06-30

Description

Verstärkereinrichtung mit logarithmischer Abhängigkeit der Ausgangsgröße von der Eingangsgröße Die Erfindung bezieht sich auf Verstärkereinrichtungen mit logarithmischer Abhängigkeit der Ausgangsgröße von der Eingangsgröße, wie sie für viele Zwecke, z. B. bei der Messung von Schwingungen, Wuchtgüten, Schalldrücken usw., erwünscht ist.
Im allgemeinen arbeiten Pegelschreiber oder Anzeigegeräte mit logarithmischer Skala entweder mit Kompensatoren, die an einem Potentiometer mit logarithmischer Kennlinie ihre Kompensationsspannung beziehen, oder es werden Meßwerke mit angenähert logarithmischer Feldverteilung verwendet. Das erste Verfahren ist zwar sehr genau, wenn es gelingt; den Kompensationswiderstand genügend genau mit logarithmischer Charakteristik zu fertigen, ist aber außerordentlich aufwendig, während das zweite Verfahren im allgemeinen nur eine Messung über praktisch eine Dekade zuläßt und die logarithmische Teilung der Anzeige doch nur in erster Näherung gültig ist.
Diese Nachteile werden vermieden, wenn gemäß der Erfindung der Eingang des Verstärkers an einem Spannungsteiler aus mindestens einem ohmschen Widerstand und einem Widerstand mit logarithmischem Verhalten des Widerstandswertes in Abhängigkeit von einer elektrischen Steuergröße liegt und dessen Ausgangsstrom den logarithmisch veränderlichen Widerstand mittelbar oder unmittelbar steuert. Als Widerstand mit logarithmischem Verhalten des Widerstandswertes in Abhängigkeit von einer elektrischen Steuergröße kann z. B. ein Widerstand mit negativer oder positiver Temperaturcharakteristik (z. B. NTC) verwendet werden. Die Steuergröße ist in diesem Falle der Heizstrom.
Zur Kompensation eines durch äußere Temperatureinflüsse bedingten Fehlers ist es vorteilhaft, dem ohmschen Widerstand des Spannungsteilers in an sich bekannter Weise einen temperaturabhängigen Widerstand parallel zu schalten.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser ist mit 1 ein stromgegengekoppelter Verstäker bezeichnet, zwischen dessen Eingangsspannung und Ausgangsstrom eine lineare Beziehung besteht. Ein Anzeigeinstrument ist mit 2 und die Eingangsklemme mit 3 bezeichnet. Der Eingang 4 des Verstärkers liegt an einem Spannungsteiler aus dem ohmschen Widerstand 5 und einem Widerstand mit negativer Temperaturcharakteristik 6 (NTC-Widerstand). Dabei kann der ohmsche Widerstand 5 des Teilers auch durch den Innenwiderstand der speisenden Quelle dargestellt werden. Der vom Verstärker gelieferte, über das Meßwerk 2 fließende Strom I beheizt diesen NTC-Widerstand, indem er auch die Heizwendel 7 durchfließt.
Das Temperaturverhalten eines NTC-Widerstandes ist durch die Gleichung bestimmt. Da die Temperatur T annähernd quadratisch mit dem Strom I verläuft, gilt also wobei Cl, C2 und C3 Konstanten sind. Mithin ändert sich der Widerstandswert des am Verstärkereingang liegenden Zweiges des Spannungsteilers in Abhängigkeit von der Eingangsamplitude nach einer logarithmischen Funktion. Überstreicht der Wert des NTC-Widerstandes im vorgegebenen Temperaturintervall beispielsweise zwei Dekaden, so kann die Meßeinrichtung infolge der quadratischen Beziehung zwischen T und I vier Dekaden überstreichen. Durch Vor- und Parallelwiderstände 8 und 9 zum NTC-Widerstand 6 kann man die logarithmische Charakteristik in diesem Bereich leicht bis auf eine, bei Geräten der in Rede stehenden Art übliche Genauigkeit von 1 db darstellen. Diese Genauigkeit gilt über die ganze Skala, also für kleine Werte ebenso wie für große.
Der Temperaturgang der Einrichtung läßt sich, wie Versuche ergaben, kompensieren, wenn man dem ohmschen Widerstand des Spannungsteilers einen weiteren NTC-Widerstand 10 parallel schaltet, der lediglich durch die Umgebungstemperatur beeinflußt wird.
Die Schaltungsanordnung hat den besonderen Vorteil, daß sie durch einfaches Abschalten des NTC-Widerstandes im Spannungsteiler auf lineares Verhalten umgeschaltet werden kann, so daß sie wahlweise eine lineare oder logarithmisch abhängige Ausgangsgröße in zwei, drei oder vier Dekaden liefert, wobei die Anzahl der Dekaden durch entsprechendes Shunten der Ausgangslast eingestellt wird, z. B. eines Anzeigeinstrumentes.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verstärkereinrichtung mit logarithmischer Abhängigkeit der Ausgangsgröße von der Eingangsgröße, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Verstärkers an einem Spannungsteiler aus mindestens einem ohmschen Widerstand und einem Widerstand mit Iogarithmischem Verhalten des Widerstandswertes in Abhängigkeit von einer elektrischen Steuergröße liegt und dessen Ausgangsstrom den logarithmischen Widerstand mittelbar oder unmittelbar steuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ohmschen Widerstand des Spannungsteilers in an sich bekannter Weise ein temperaturabhängiger Widerstand parallel geschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 833 220; ATM 1023-2-3.