DE2159096A1 - CALCULATION FOR CORRECTION OR STANDARDIZATION OF MULTIPLICATIVE MISCELLANEOUS MEASURED VALUES - Google Patents

Description

Rechenschaltung zur Korrektur oder Normierung multiplikativ störgrößenabhängiger Meßverte Die Erfindung bezieht sich auf einen Rechenenschaltung zur Korrektur oder Normierung multiplikativ störgrößenabhängiger Meßwerte, insbesondere bei großem Störgrößeneinfluß und bei der Erfassung der störgröße, vorzugsweise mit genormten Meßfühlern. Computing circuit for correction or normalization of multiplicative disturbance variable dependent Messverte The invention relates to a computing circuit for correction or Normalization of multiplicative disturbance variable-dependent measured values, especially for large ones Influence of disturbance variables and when recording the disturbance variable, preferably with standardized Sensors.

Eine bekannte Art der Eibschaltung eines Störgrößen-Meßfühlers innerhalb der Meßbrückenschaltung oder im Gegenkoplungszweig des Meßwertverstärkers ist nur im manchen Fällen ausreichend, zum Beispiel bei der pH-Messung. In den Fällen, in denen die prozentuale Störgrößenabhängigkeit erheblich ist, versagt jedoch diese Methode. Man hat sich dabei dadurch beholfen, daß man Störgrößen-Meßfühler außerhalb der Hermang in der Maßbrücke oder im Gegenkopplungssweig verwandt hat, die jedoch eine größere, fast stets nichtlineare Empfindlichkeit besitzen, zum beispiel NTC-Widerstände.A known way of connecting a disturbance variable sensor within the measuring bridge circuit or in the negative feedback branch of the measuring amplifier is only in some cases sufficient, for example for pH measurement. In the cases in for whom the percentage disturbance variable dependency is considerable, however, this fails Method. One has made do so by having disturbance variable measuring sensors outside which Hermang used in the measuring bridge or in the negative feedback branch, which however have a greater, almost always non-linear sensitivity, for example NTC resistors.

Es bestand daher die Aufgabe, auch bei stark von der Störgröße abhängigen Meßgrößen eine Korrektur bzw. Normierung mit Hilfe normgerechter Meßfühler zu erzielen.There was therefore the task of even with those which are strongly dependent on the disturbance variable To achieve a correction or normalization of the measured variables with the help of standardized measuring sensors.

Diese Korrektur soll nun durch eine multiplikative rechenschaltung durchgeführt werden, die weder in einer Brücke noch in einer Gegenkopplung einwirkt.This correction should now be carried out using a multiplicative calculation circuit be carried out in either a Bridge still in negative feedback acts.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Meßfühler für die Meßgröße und Störgröße Je auf einen Eingang eines jeweils zugeordneten Meßwertumformers aufgeschaltet sind und deren Ausgänge auf den Eingang eines Rechenverstärkers entsprechend einer an sich bekannten Multiplikationsgleichung aufgeschaltet sind.This is achieved according to the invention in that the sensors for the measured variable and disturbance variable each to an input of a respective assigned transducer are switched on and their outputs on the input of a processing amplifier accordingly a multiplication equation known per se are applied.

Die mit der vollständigen Rechenschaltung zu erfüllende Gleichung, zum Beispiel für eine Leitfähigkeitsmessung, ist - k < 1 + 1 #20 = K ## # 1 + (# - 20) tK # Das bedeutet eine Rückführung der bei Betriebstemperatur gemessenen Leitfähigketi auf die normierte Temperatur von 20°C, d.h. auf den Wert #20.The equation to be fulfilled with the complete arithmetic circuit, for example for a conductivity measurement, - k <1 + 1 # 20 = K ## # 1 + (# - 20) tK # That means a return of the measured at operating temperature Conductivity to the standardized temperature of 20 ° C, i.e. to the value # 20.

Ein Beispiel nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigt: Fig. 1 eine Rechenschaltung mit allen Einzelteilen und Pig. 2 eine stark vereinfachte Rechenschaltung Eine zweitpolige Leitfähigkeitsmeßzelle 1 mit konstantem Welchselstrom 2 wird aus einem Generator 3 gespeist. Bei entsprechender Abänderung der Schaltung iat auch die -Speisung von vierppliegen Meßzellen oder auch eine Speisung mit Gleichstrom möglich. Die an der Meßzelle 1 entstehgende Wechselspannung e1 wird in einem Gleichrichter 4 in ein Gleichstromsignal E1 umgeformt. Bei Speisung mit Gleichstrom enthällt selbstverständlich ein Gleichrichter 4.An example according to the invention is shown in the drawing and although it shows: FIG. 1 a computing circuit with all individual parts and pig. 2 one strong simplified computing circuit A two-pole conductivity measuring cell 1 with constant Alternating current 2 is fed from a generator 3. If modified accordingly the circuit also has the power supply of four measuring cells or a power supply possible with direct current. The alternating voltage e1 arising at the measuring cell 1 becomes converted in a rectifier 4 into a direct current signal E1. When fed with Of course, direct current contains a rectifier 4.

In einem folgenden Logaritmiergleid 5 wird der negative Logarithmus von E1 gebildet. Hierfür gelten folgende Gleichungen, wobei k und a die Jeweiligen Konstanten darstellen: 1 e1 = i k1 als Augenblickswerte, K# unter Vernachslässigung der kapazitiven Anteile 1 1 und E1 = 1 k1 = C1 1 = Spitzen-K# K# stromwert E3 = -k3 log E1 = k3 (log ka - log k1)+C = K3 logK# + C3 Für die Temperaturkorrektur ist ein Widerstandsthermometer Pt 100 Ohi 6 vorgesehen, das nur eine verhältnismäßig geringe Temperaturmpfindlichkeit besitzt. Dieses Thermometer ist in einer Hälfte 7 einer brückenschaltung eingeschaltet, deren andere Hälfte 8 auf die Bezugstemperatur von zum Beispiel 20°C abgestimmt ist. Für diese Temperatur ist das Teilverhältnis beider Brückenhälften gleich. Im Beispiel wird die Brücke über einen einstellbaren Widerstand 9 gespeist, mit dem die Einstellung versohiedener t1 möglich ist und swar dadurch, daß der SpevBestrom geändert wird. Die Brückenspannung am Ausgang ist bekanntermaßen direkt proportional der Brückenspeisespannung, du heißt bei gleicher Dimensionierung beider Halbbrücken auch direkt proportional dem Brückenspeisestrom I4. Nur im letztn Fall ist die Bezugstemperatur unabhängig vom Strom, das heißt von tk. Vor einem Meßumformer 10 steht daher ein Signal von der Gleichung # E4 = k4 . tk . ## Da der Ausdruck 1 +tk benötigt wird, ist über den geeigneten Spannungsteiler 11 eine relativ kleine Zusatzspannung aufgeschaltet, sodaß sich am Eingang des Verstärkers 10 nunmehr folgendes Signal ergibt: k4 + k4 . ## tk = k4 (1 + ##tk) Am Ausgang dieses Verstärkers steht dann zur Verfügung: = K5 81 + ##tk) Dieses Signal wird in einer Logarithmiereinheit 12 umgewandelt in: Die beiden Signale E3 und E6 werden ii .inem Verstärker 13 zusammengefaßt, an desaen Ausgang eine Spannung oder ein Strom von folgender Beziehung abgegeben wird: E7 =k7 ( E3 + E6),mit der Abgleichung k3 = k6 und C3 = C6 ergibt sich dann = k7 log K20 Im Beispiel nach Fig. 2 ist eine stark vereinfachte Schaltung dargestellt, die auf eine vierpolige Meßelle 17 und mit Gleich-oder Wechselstromgeber 16 arbeitet.The negative logarithm of E1 is formed in a subsequent logarithm chart 5. The following equations apply, where k and a represent the respective constants: 1 e1 = i k1 as instantaneous values, K # neglecting the capacitive components 1 1 and E1 = 1 k1 = C1 1 = peak K # K # current value E3 = - k3 log E1 = k3 (log ka - log k1) + C = K3 logK # + C3 A resistance thermometer Pt 100 Ohi 6 is provided for temperature correction, which has only a relatively low temperature sensitivity. This thermometer is switched on in one half 7 of a bridge circuit, the other half 8 of which is adjusted to the reference temperature of 20 ° C., for example. For this temperature the division ratio of both bridge halves is the same. In the example, the bridge is fed via an adjustable resistor 9, with which the setting of different t1 is possible and is due to the fact that the SpevBestrom is changed. The bridge voltage at the output is known to be directly proportional to the bridge supply voltage, you are also called directly proportional to the bridge supply current I4 if both half-bridges have the same dimensions. Only in the latter case is the reference temperature independent of the current, i.e. of tk. A signal of the equation # E4 = k4 is therefore in front of a measuring transducer 10. tk. ## Since the expression 1 + tk is required, a relatively small additional voltage is applied via the suitable voltage divider 11, so that the following signal now results at the input of the amplifier 10: k4 + k4. ## tk = k4 (1 + ## tk) The following is then available at the output of this amplifier: = K5 81 + ## tk) This signal is converted in a logarithmic unit 12 into: The two signals E3 and E6 are combined in an amplifier 13, at the output of which a voltage or a current with the following relationship is output: E7 = k7 (E3 + E6), with the adjustment k3 = k6 and C3 = C6 then results = k7 log K20 In the example according to FIG.

Auf eine automatische Temperaturkorrektur mittels eines Pt-1QO wurde dabei verzichtet, jedoch eine entsprechende Einstellmöglichkeit von Hand, wie beim ersten Beispiel, vorgesehen, die sich notfalls durch einen NTC-Widerstand automatisieren läßt. Der tk wird mit Hilfe des verändtlichen Widerstandes 9a eingestellt, die Betriebstemperatur.An automatic temperature correction using a Pt-1QO was dispensed with, but a corresponding setting option by hand, as with first example, which can be automated if necessary by an NTC resistor leaves. The tk is set with the help of the variable resistor 9a, the operating temperature.

mit einem Potentiometer 15, das zur größeren Einstellage nauigkeit eine logarithmische Kennlinie besitzen kann. Der Grundwert wird gleichzeitig mit dem Nullpunkt mittols eines Potentiometers 11a eingestellt.with a potentiometer 15, which for greater adjustment accuracy can have a logarithmic characteristic. The basic value is simultaneously with the zero point set by means of a potentiometer 11a.

Claims (8)

PatentansprücheClaims 1.) Rechenschaltung sur Korrektur oder Normierung multiplikativ störgrößenabhängiger Meßwerte, insbesondere bei großem Störgrößeneinfluß und bei der Erfassung der Stbrgröße, vorzugsweise mit genormten Meßfühlern, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler für Meßgröße and Störgröße Je auf einen Eingang eines Jeweils zugeordneten Meßwertumformers aufgeschaltet sind und deren Ausgänge auf den Eingang eines Rechenerverstärkers entsprechend einer an sich bekannten Multiplikationsgleichung aufgeschaltet sind.1.) Computation circuit for correction or normalization of multiplicative disturbance variable dependent Measured values, especially when there is a large influence of disturbance variables and when recording the size of the starch, preferably with standardized measuring sensors, characterized in that the measuring sensors for measured variable and disturbance variable each to an input of a respective assigned transducer are switched on and their outputs on the input of a computer amplifier are switched on in accordance with a multiplication equation known per se. 2. Reohenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, wert daß der Ausgang des jeweiligen Meß/umformers über ein Logarithmier-Rechenglied auf den Eingang dev nachfolgenden Rechenverstärkers entsprechend der Multiplikationsgleichurg aufgeschaltet ist.2. Reoh circuit according to claim 1, characterized in that worth the output of the respective measuring / converter via a logarithmic calculator to the Input dev following processing amplifier according to the multiplication equation is activated. 3. Rechenschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingang des Meßwertumformers fUr die Störgröße eine Brückenschaltung aus zwei gleichen Halbzweigen angeordnet, ist deren Speisestrom zum Einstellen des jeweiligen Temperaturbeiwertes über einen vorgeschalteten Regulierwiederstand wählbar ist.3. Computing circuit according to claim 2, characterized in that im Input of the transducer for the disturbance variable is a bridge circuit made up of two identical ones Arranged half-branches, their feed current is used to set the respective temperature coefficient can be selected via an upstream regulating resistor. 4. Rechenschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet.4. arithmetic circuit according to claim 3, characterized in that. daß zur Herstellung von der Gleichungskonstanen A im Gleichungsteil A + ##tk über einen Widerstand (R1) eine der Größe A entsprechende Spannung oder Strom zusätzlich auf den Eingang des Meßumformers für die Störgröße aufgeschaltet iflt. that for the production of the equation constant A in the equation part A + ## tk a voltage corresponding to size A via a resistor (R1) or Current also switched to the input of the transducer for the disturbance variable iflt. 5. Rech-enschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Meßfühlers für die Störgröße ein geeigneter veränderlicher Widerstand zur Handeinstellung der Störgröße aufschaltbar ist.5. arithmetic circuit according to claim 4, characterized in that instead of the sensor for the disturbance variable a suitable variable resistance for manual adjustment the disturbance variable can be added. 6. Reohenschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderlichen Widerstände zur Einstellung von Rand ein nichtlineare Kennlinie besitzen.6. Reoh circuit according to claim 5, characterized in that the variable resistors for setting the edge have a non-linear characteristic. 7. Rechenschaltung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung für die Störgröße als Halbzweig ausgeführt ist, der ohne Meßwertunformer und/oder Logarithmierglied direkt auf den Eingang des Rechenverstärkers zur Multiplikation aufgeschaltet ist.7. computing circuit according to one of claims 1 - 6, characterized in that that the bridge circuit for the disturbance is designed as a half branch, the one without Measurement transducer and / or logarithmic element directly on the input of the processing amplifier is switched on for multiplication. 8. Rechenschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennseichnet, daß der Meßfühler tllr die Störgröße eine nichtlineare Kennlinie besitzt.8. Computing circuit according to claim 7, characterized in that the The sensor for the disturbance has a non-linear characteristic. L e e r s e i t eL e r s e i t e