DE2148770B2 - Schaltungsanordnung zur Betriebsüberwachung von Meßsondenschaltungen - Google Patents

Description

5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem letzten Widerstand (R_n) im Basiskreis des ersten Transistors (T₁) eine vom Sondenanschlußpunkt (5) in positiver Flußrichtung gepolte Diode (D₂) geschaltet ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorkreis des ersten Transistors (T₁) die Reihenschaltung zweier Widerstände (k₄, R_h) angeordnet ist, deren Verbindungspunkt mit der Basis des zweiten Transistors T₂ verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorkreis des zweiten Transistors (T₂) die Reihenschaltung zweier Widerstände (R_s, Rg) angeordnet ist, an deren Verbindungspunkt die Basis eines dritten Transistors (TJ angeschlossen ist, dessen Emitter direkt an Masse liegt und in dessen Kollektor kreis über einen Widerstand die Anzeigevorrichtung (Lampe L) liegt.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung

a) zur Betriebsüberwachung von Meßsondenschaltungen, wobei

b) die Meßsonde im Basiskreis eines Transistors liegt, an dessen Ausgang

c) über nachgeschaltete Transistoren eine Anzeigevorrichtung angeschlossen ist.

Es ist bekannt, Flüssigkeitsbestände auf elektrolytischem Wege zu überwachen, beispielsweise die Flüssigkeitshöhe des Kühlwassers bei einem Kraftfahrzeug, und zwar dadurch, daß man an geeigneter Stelle eine aus passendem Material bestehende Meßsonde anbringt, die in das Kühlwasser eintaucht, so daß sich infolge der Ionenströmung von der Elektrode über die Flüssigkeit zu den Wandungen des Sondenrohres ein Meßstrom ausbildet, der in geeigneter Weise zur Steuerung einer den Flüssigkeitsstand anzeigenden Schaltung verwendet wird. Dabei wird die Meßsonde so im Basisstromkreis eines Transistors angeordnet, daß bei fließendem Meßsondenstrom, d. h. bei ausreichendem Kühlwasserstand der Transistor gesperrt ist. Fällt das Kühlwasser unter einen vorgegebenen Pegel ab, dann unterbricht die Meßsonde einen Strompfad zur weiterführenden Schaltung, so daß nunmehr an die Basis des Transistors ein zur Aufsteuerung desselben geeignetes Signal gelangt, so daß, gegebenenfalls über nachgeschaltete Verstärkerstufen, eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise ein Lämpchen, betätigt wird.

Bei solchen Schaltungsanordnungen hat es sich als wichtig herausgestellt, daß eine Möglichkeit gegeben ist, die Schaltungsanordnung auf ihre einwandfreie Funktion zu überprüfen, auch dann, wenn der Kühlwasserstand den vorgeschriebenen Pegel erreicht. Das ist deshalb wichtig, damit nicht durch ein Versagen der Schaltung bzw. der Anzeigevorrichtung ein fehlerhaftes Nichtanzeigen des Kühlwasserstandes gerade dann erfolgt, wenn dieser stark abgesunken ist, was beträchtliche Schaden verursachen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Funktionskontrolle von Meßsondenschaltungen bzw. von diesen angeordneten Anzeigevorrichtungen (Lämpchen) anzugeben, bei welcher ohne zusätzliche Hilfsmittel eine Überprüfung jedesmal dann möglich ist, wenn eine Inbetriebsetzung der Anlage, beispielsweise des Kraftfahrzeuges, das mit der Meßsonde ausgestattet ist, erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art und besteht in der Vereinigung folgender Merkmale:

d) im Basiskreis des ersten Transistors liegt ein Kondensator, der

e) beim Einschalten der Gesamtanordnung einen Ladestrom durch die Basis zieht, dadurch den (die) Transistor(en) aufsteuert bei gleichzeitiger

Betätigung der Anzeigevorrichtung und anschließendem Verlöschen nach erfolgter Aufladung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Im folgenden wird anhand der Zeichnung Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung im einzelnen näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt dabei in schematischer Darstellung die elektrische Schaltungsanordnung. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Meßsonde ist am Punkt S der Schaltung angeschlossen und bildet je nach Stand des Kühlwassers einen bestimmten Widerstand R₁ aus. Beim Ausführungsbeispiel kann dieser Widerstand aufgrund der starken Toleranzen der Meßsondenabtastung im wesentlichen beliebige Werte abnehmen, die Schaltung ist jedoch so dimensioniert, daß bei Werten des Meßsondenwiderstandes R₁ unter 90 KOhm keine Anzeige erfolgt, da dann mit ausreichender Sicherheit angenommen werden kann, daß die Meßsonde in das Kühlwasser eintaucht, während bei Werten von R₁ größer als 170 KOhm die Schaltung in Betrieb genommen wird, da dann offensichtlich eine Unterbrechung vorliegt. Der Punkt 5 und damit die Meßsonde ist über drei in Reihe geschaltete Widerstände A₁₁, A₁₁ und R_n mit der Basis des ersten Transistors T₁ verbunden, parallel zum Widerstand R₁, ist eine Diode D₂ geschaltet, während der Punkt S weiterhin noch über einen Widerstand R₁ mit dem positiven Pol der Schaltung, der beim Ausführungsbeispiel über eine Zenerdiode Z, auf eine Spannung von 6,8 Volt stabilisiert ist, verbunden ist. Am Verbindungspunkt der Widerstände R,, und R₁₂ist ein Kondensator C₁ ebenfalls gegen den positiven Pol geschaltet.

Der Emitterwiderstand R₃ des Transistors 7", liegt in Reihe mit zwei weiteren Widerständen R₂ und R₅ ebenfalls an der positiven Anschlußleitung, wobei der Widerstand R₅ gleichzeitig noch als Emitterwiderstand des dem Transistor T₁ nachgeschalteten Transistors T₂ dient, der in diesem Fall vom anderen Leitungstyp ist; im Ausführungsbeispiel ist der Transistor T₁ ein npn-Transistor, während der Transistor T-, ein pnp-Transistor ist. Im Basiskreis des Transistors T-, liegt die Reihenschaltung zweier Widerstände R₆ und R₄, die gleichzeitig den Kollektorwiderstand von T₁ bilden, so daß das Signal von T₁ den Transistor 7\ ansteuern kann.

Schließlich ist dem Transistor T, noch ein weiterer Transistor T₃ nachgeschaltet, in dessen Kollektorkreis über einen weiteren Widerstand R₁₀ die Anzeigevorrichtung, beispielsweise eine Lampe L angeordnet ist. Der Emitter von T₃ liegt direkt an Masse, während die Basistcilerwiderstände R₁₁ und R₉ von T₃ gleichzeitig die Kollektorwiderstände des Transistors T, darstellen. Die gesamte Schaltung ist also galvanisch gekoppelt.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist so, daß bei Einschalten der Speisespannung zunächst über den Kondensator C₁, den Widerstand A₁,, über die Basisemitterstrecke des Transistors T₁ und den Widerstand R₃ sowie über C₁, A₁₁, R_i3 und R₁ ein Strompfad gebildet wird. Dies bewirkt eine Aufladung des Kondensators C₁ auf eine Spannung, die ca. 0,7 Volt unterhalb des Emitterpotentials des Transistors T₁ liegt, hervorgerufen durch die Diode D₁. Diese Aufladungauf eine solche Spannungerfolgt unabhängig von dem jeweiligen Wert von R_s. Während dieser Ladezeit ist der Transistor T₁. wie leicht einzusehen ist, leitend, was bedeutet, daß auch die ihm nachgeschalteten Transistoren T₂ und T₃ leitend sind, so daß die an den Transistor "T₃ angeschlossene Kontrolleuchte L mit Spannung versorgt wird und brennt. Beim Ausführui lgsbeispiel beträgt diese Brenndauer etwa zwischen 2 und 7 Sekunden, wonach die Lampe nach vollendeter Ladung des Kondensatou C₁ wieder erlöscht und die Schaltung stromlos wird, d. h. die Transistoren in ihren Sperrzustand zurückkehren.

Der Sperrzustand der Transistoren wird dadurch aufrechterhalten, daß bei entsprechend korrektem Kühlwasserstand über die aus dem Widerstand R, und dem Meßwiderstand R_s gebildete Spannungsteilerschaltung am Punkt S eine Spannung abfällt, die unterhalb des Einschaltpunktes von T₁ liegt, da der Emitter von T₁ über die Spannungsteilerschaltung R₂, R₃ und R₅ hochgelegt ist.

Steigt jedoch der Meßsondenwiderstand R₁ über einen vorgegebenen Wert an bzw. geht bei entsprechendem Abfall des Kühlwasserstandes gegen unendlich, dann überwiegt die von R, herrührende positive Spannung am Punkt S, die direkt über die Diode D₂ und über die Widerstände R_n und R.₂ an die Basis von T₁ gelangt. Dies geschient jedoch nicht sofort, da sich zunächst der Kondensator C₁, der, wie weiter vorn schon ausgeführt, bei Einschalten auf die volle zur Verfügung stehende Spannung aufgeladen worden ist, wieder entladen muß. Das bedeutet, daß sich die Einschaltung von T₁ auch bei Vorliegen eines geeigneten, einen Fehler anzeigenden Meßsondenwiderstandes um einen bestimmten Zeitraum aufgrund des Vorhandenseins des Kondensators C₁ verzögert. Diese Wirkung ist durchaus erwünscht und beabsichtigt, da zeitweilige Schwankungen des Meßsondenwiderstandes möglich sind, etwa aufgrund bestimmter Einsatzbedingungen, beispielsweise bei Einsatz von Fahrzeugen auf schlechten Straßen, was infolge starken Schwankens des Aufbaues zu einer gelegentlichen Freilegung der Meßsonde führen kann. Da in diesem Fall der Kühlwasserstand im Grunde einwandfrei ist, ist es nicht erwünscht, daß eine Anzeige erfolgt. Erst wenn der Meßsondenwiderstand sein Signal für einen vorgegebenen Zeitraum durchhält, erfolgt die Anzeige, da dann eine entsprechende Umladung des Kondensators C₁ ermöglicht wird.

Schließlich wird durch den Widerstand R₅ im Emitterkreis des Transistors T₂ noch ein Hysterese- bzw. Kippverhalten der Schaltung erreicht. Steuert nämlich der Transistor T₁ bei Vorliegen entsprechender Bedingungen den Transistor T₂ leitend, dann erfolgt über den Widerstand R₅ ein zusätzlicher Stromfluß, der auf die beiden Widerstände im Kollektorkreis von T₂, R_s und R₉ zurückzuführen ist. Dies führt dazu, daß der Spannungsabfall an R₅ größer und damit auch der Emitteranschluß des Transistors T₁ stärker gegen Masse gedrückt wird. Dies bewirkt ein sicheres Einschalten von T₁ sowie ein Halten seines durchgesteuerten Zustandes, auch wenn an seiner Basis wieder geringfügige Spannungsschwankungen auftreten. Hat also die Schaltungsanordnung einmal angesprochen, dann verbleibt die Schaltung zunächst für einen best'mmten Zeitraum in diesem Zustand. Dies stellt sicher, daß umgekehrt etwa durch ein nur gelegentliches Eintauchen der Meßsonde nicht ein korrekter Flüssigkeitsstand vorgetäuscht wird.

Hierzu 1 Ointt Zcic!mun°en

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Schaltungsanordnung

   a) zur Betriebsüberwachung von Meßsondenschaltungen, wobei

   b) die Meßsonde im Basiskreis eines Transistors liegt, an dessen Ausgang,

   c) über nachgeschaltete Transistoren eine Anzeigevorrichtung angeschlossen ist,

   gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

   d) im Basiskreis des ersten Transistors (T₁) liegt ein Kondensator (C₁) der

   e) beim Einschalten der Gesamtanordnung einen Ladestrom durch die Basis zieht, dadurch den (die) Transistor(en) aufsteuert bei gleichzeitiger Betätigung der Anzeigevorrichtung (L) und anschließendem Verlöschen nach erfolgter Aufladung.

   2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale.

   a) der Emitter des ersten Transistors (T₁) ist über einen Widerstand (R) an Masse gelegt,

   b) der Widerstand (R₃) ist mit zwei weiteren Widerständen (R,, R₅) in Reihe geschaltet,

   c) der Emitter des dem ersten Transistor (T₁) nachgeschalteten Transistors (T₂) ist an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände (R₁, A₅) angeschlossen.

   J. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß

   a) die Basis des ersten Transistors (T₁) über die Reihenschaltung dreier Widerstände (R_n, R_n, R_n) mit dem Meßsondenwiderstand (R₅) verbunden ist,

   b) der Verbindungspunkt des letzten Reihenwiderstandes (R_n) mit dem Meßsondenwiderstand (R_s) über einen weiteren Widerstand (A₁) an den positiven Pol der Speisespannungsquelle gelegt ist,

   c) zwischen den Verbindungspurrict der Widerstände (A₁₁, R₁₂) und den positiven Pol der Speisespannungsquelle der Kondensator (C₁) angeschlossen ist.

   4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem ersten, an der Basis des ersten Transistors (T₁) angeschlossenen Widerstand (Λ,,) und parallel zur Reihenschaltung aus dem Widerstand (A₁₂) im Basiskreis und der Basis-Emitter-Strecke des Transistors (T₁) eine Diode (D₁) geschaltet ist, derart, daß das Potential am Verbindungspunkt der Widerstände (A₁₁, R_n) um 0,7 Volt geringer ist als am Emitteranschluß.