DE2015132A1 - Schaltung zur Linearisierung einer nichthnearen Kennlinie eines elektri sehen Gebers - Google Patents
Schaltung zur Linearisierung einer nichthnearen Kennlinie eines elektri sehen GebersInfo
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Description
J.C0 Eekardt AG # 26. März 1970
7 Stuttgart-50 PAT.BA/vJa
Postfach 500347 A-Nr. 349
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Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Linearisierung
einer nichtlinearen Kennlinie eines elektrischen Gebers (z.B. Widerstandsthermometer), bestehend aus einer Brücke,
in deren Diagonale ein Differenzverstärker angeordnet ist
und eine Einrichtung zur Speisung der Brücke.
Die Änderung des Widerstandes in Abhängigkeit von der Temperatur ist bei den Üblichen Widerstandsthermometer keine
lineare Funktion. Eine Korrektur ist besonders dann erforderlich, wenn die mit einem Widerstandsthermometer gemessene Temperatur von Geräten der Digitaltechnik angezeigt
oder weiterverarbeitet werden soll (z.B. Anschluß an Digitalrechner) .
109842/0891 " 2 '"
Es sind bereits Schaltungen und Maßnahmen bekannt, die eine
Korrektur der Fühlerkennlinie zum Gegenstand haben. So werden z.B. bei einer bekannten Schaltung in den Gegenkopplungszweig eines Verstärkers aktive Schaltelemente derart angeordnet, daß deren Nlchtlinearität den ebenfalls nichtlinearen
Spannungsabfall am Widerstandsthermometer kompensiert. Diese Maßnahme läßt sich bei einer BrUckenschaltung nicht verf wenden.
Weiterhin ist bekannt, in den Kompensationsteil eines Stufenverstärkers einen Widerstand vorzusehen, der die Kennlinienkorrektur bewirkt. In diesem Zusammenhang ist auch bekannt,
durch geeignete Widerstandskombinationen im Vergleichezweig eines Stufenverschlüsslers eine Linearisierung zu erreichen,
wenn der Kompensationskreis Bestandteil einer Wheatstone*sehen
Brücke ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kennlinie von Widerstandsthermometern, die in einer BrUckenschaltung
angeordnet sind, unmittelbar zu korrigieren. Die Messung von Temperaturdifferenzen soll ebenfalls ohne zusätzlichen
Aufwand möglich sein.
Die Erfindung besteht darin, daß die Einrichtung zur Speisung der Brücke am Ausgang des Differenzverstärkers gesteuert
1st.
109842/0891 "3"
Besonders vorteilhaft kann dabei vorgesehen werden, daß als
Speisestrom der Meßbrücke der Kollektorstrom eines Transistors
dient, der über eine konstante Spannungsquelle proportional
zu dem Spannungsabfall an einem Widerstand angesteuert
wird, der an dem Ausgangsstrom des Differenzverstärkers beaufschlagt ist. Durch diese Ausgestaltung wird ein der
Temperatur proportionaler Ausgangsstrom mit Hilfe des an
einem Widerstand entstehenden Spannungsabfalles zur Steuerung
der Brücke benutzt, so daß der Ausgangsström sich linear mit der Temperatüränderung ändert.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen,
erläutert. ^
Es zeigt
Fig. 1 das Prinzipschaltbild und Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine
stroiagespeiste Brücke.
Ia Fig. 1 bildet das Widerstandsthermometer R-, m%% den ©husehen
Widerständen Z9 3 und 4 ein® Brüekensehaliimga Bar
Differenzverstärker 3 entnimmt der Brückendiagonale ein d@r
Verstimmung der Brücke proportionales Signal und verstärkt
fs, Das Äusgangssign&l A des Differenzverstärker© ^ird
¥ersorgungs@l@ment 6 -.zugsfUhrt· Die Vers©rgmg der
sich damit mit d©r ladenaag d©©
zur Speisung der Brücke, der Steuer- und Verstärkerelemente
erforderliche Energie wird der Quelle 7 entnommen.
Fig. 2 zeigt ein Ausf Uhrungsbeispiel. Die Brücke wird aus dem Wie. er stands thermometer R-, ,, und R17, c sowie den ohmschen
Widerständen 3, 9 und 10 gebildet. Zwischen dem Wideretand
8 und dem Widerstandsthermometer R^, g greift die Gegenkopplung
ein. Der Differenzverstärker 5 ¥lrd von der Brückendiagonal
spannung Un (Differenzspannung} angesteuert. Die
Transistoren Tr ^ und Tr ^ werden mit den Widerständen 11
und 12 eingestellt. Es fließt dabei der Hoheström J^. Der
Ruhestrom JA fließt über den Lastwiderstand R, und über den
Widerstand 8 der Brücke, der in· bekannter Weise als Gegenkopplungswiderstand
dient, Der Ausgangsstroia das Differenzverstärker
wird dem Ruhestrom J, überlagert und erzeugt über dem Widerstand 13 einan Spannungsabfall A U. Disssr
Spannungsabfall dient als Referenzspannung für di« konstant®
Spannungsquelle 14, Mitteln Transistor Tr , wird der Speisestrom
der Brücke von der konstanten Spanriungsquelle bestimmt«
Die erXordsrliche Energie für die gesamte Schaltung liefert
die Quelle 7» Die Wirkungsweise sei anhand der Fig* 1 oder 2
und der nachflogenden Rechnung erläutert«
Annahmen: R2 ■ Rc * R und Uß * 0
10S842/0891 " 5 "
Wird nun R^ = R^0 + AR
und
R1Q = Rj +R^ gewählt,
so wird
τ- „t R .1
1A 2 R3 · J-
Dabei ist I^ der Ausgangsstrom und I der Versorgungsstrom
der Brücke. Die Kompensationswirkung erfolgt nun aufgrund des Ansatzes
I β Ir, 4 "
Die nichtlineare Kennlinie des Widerstandsthermometers wird allgemein erfaßt durch die Beziehung
R1 - a0T -D0T2
2 Es zeigt sich, daß der Einfluß von bQT durch
I«I+ kIA kompensiert werden kann*
Geht man mit diesem Ansatz in den Ausdruck für I. ein, so
erhält man
τ τ Δ R . ^R
1A s 1O "ης" + kI
A s 1O "ης" + kIA T
Dabei ist
AR-V-V2
Mit der Abkürzung
q β 2 R3 "■■■
wird
h
(1 + hq -
Γ - 6 -
— ö —
Wird die Reihe nach dem Glied hq abgebrochen, dann wird mit
h.
+ 2aoV
der Auegangsstrom I. proportional der Temperatur
T: IA β ac T
Nach dem Rechnungsgang kann nachgewiesen werden, daß die
Kompensation auch für Messung einer Temperaturdifferenz mit
zwei Widerstandsthermometern in der BrUckenschaltung zu erreichen ist.
- 7 -109842/0891
Claims (2)
1. Schaltung zur Linearisierung einer nichtlinearen Kennlinie
eines elektrischen Gebers (z.B. Widerstandsthermometer), bestehend aus einer Brücke, in deren Diagonal©
ein Differenzverstärker angeordnet ist und einer Einrichtung
zur Speisung der Brücke, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Speisung der Brücke vom Ausgang
des Differenzverstärkers (5) gesteuert wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Speisestrom (I) der Meßbrücke der Kollektorstrom eines Transistors (T ·*) dient, der über ein© konstante
Spannungsquelle (14) proportional zu dem Spannungsab»
fall an einem Widerstand (13) ausgesteuert wird, der von dem Ausgangsstrom (.1^) des Differenzverstärkers
(5) beaufschlagt ist.
ORIGINAL IMSPECTED
1.09*42/0
Le
e rs e ite
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702015132 DE2015132B2 (de) | 1970-03-28 | 1970-03-28 | Schaltung zur linearisierung einer nichtlinearen kennlinie eines elektrischen gebers |
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Publications (2)
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DE2015132A1 true DE2015132A1 (de) | 1971-10-14 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (3)
Country | Link |
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DE (1) | DE2015132B2 (de) |
FR (1) | FR2085139A5 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2350083A1 (de) * | 1972-10-09 | 1974-04-18 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Schaltungsanordnung zum korrigieren des ausgangssignals einer messvorrichtung |
DE2406073A1 (de) * | 1974-02-08 | 1975-10-02 | Deutsche Fernsprecher Gmbh | Elektronik-baustein fuer temperaturueberwachung an katalysatoren |
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1970
- 1970-03-28 DE DE19702015132 patent/DE2015132B2/de active Pending
-
1971
- 1971-03-05 CH CH325471A patent/CH524816A/de not_active IP Right Cessation
- 1971-03-25 FR FR7110587A patent/FR2085139A5/fr not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH524816A (de) | 1972-06-30 |
DE2015132B2 (de) | 1972-10-05 |
FR2085139A5 (de) | 1971-12-17 |
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