DE2525171B2 - Schaltungsanordnung zur auswertung des stoerungsmeldesignals einer gleichstromueberwachten notruflinie - Google Patents
Schaltungsanordnung zur auswertung des stoerungsmeldesignals einer gleichstromueberwachten notruflinieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Auswertung des Störungsmeldesignals einer gleichstromüberwachten
Notruflinie von Meldeanlagen, bei welcher der Widerstand der Meldeleitung bzw. der
Endwiderstand der Notruflinie in einem Zweig einer Brückenschaltung für eine Auswerteeinheit liegt, wobei
je nach Vergrößerung oder Verringerung dieses Widerstandes und der hierdurch bedingten Brückenverstimmung
bipolare Änderungen der auszuwertenden Brückmeßgröße auftreten, die nach Umsetzung Jn
unipolare Ausgangssignale zur Erzeugung eines Störungsanzeigesignals verwertet werden.
Notruflinien in Meldeanlagen werden im allgemeinen gegen auf den Leitungen auftretende Störungen, die
ihre Ursache z. B. in einem Kurzschluß oder einer Unterbrechung haben, überwacht. Dies geschieht bei
gleichstromüberwachten Linien etwa dadurch, daß man den eigentlichen Melder als Widerstand und Zweig
einer Wheatstone-Brücke ausbildet, wobei die zuführende Leitung somit als Element innerhalb der Brücke zu
verstehen ist. Elektrische Veränderungen auf der Notruflinie verändern somit das Brückengleichgewicht
bzw. die Meßgröße an der Brückendiagonalen.
Eine Störung soll dann durch die Auswerteeinheit gemeldet werden, wenn der Leitungswiderstand
Rl = (R + Rm), wobei Rm den Endwiderstand des
eigentlichen Melders darstellt und der Widerstand der Übertragungsleitung, durch R beschrieben — von der
Auswerteeinheit her gesehen — über einen bestimmten Betrag hinaus vergrößert oder verringert wird.
Die zulässige Variationsbreite ARl de» gesamten
LeitungFwiderstandes muß einen gewissen Mindestbetrag besitzen, wenn man förder- daß etwa temperaturbedingte
Veränderungen von R keinen Alarm herbeiführen dürfen. Damit sind Verstimmungen der Brücke in
einem bestimmten Bereich zulässig. Die obere zulässige Grenze von ARl wird durch die Forderung gesetzt, daß
das Schließen (oder öffnen) des Kontaktes im Melder sicher zu einer Auslösung eines Alarms führen soll, auch
dann, wenn durch Veränderungen des reinen Leitungswiderstandes R in entgegengesetztem Sinne eine
Verstimmung der Brücke vorliegt.
Die zwei Arten einer Veränderung des Leitungswiderstandes in steigender oder abfallender Richtung
erzeugen sinngemäß Veränderungen der Spannung an der Brückendiagonalen mit entgegengesetzter Polarität.
Das Problem der Auswertung dieser Änderungen
besteht nun darin, die bipolare Änderung in eine unipolare Zustandsänderung umzusetzen.
Zu diesem Zwecke sind Einrichtungen bekanntgeworden, die zur Auswertung der Meßgrößenänderung
in der Brückendiagonalen Relais benutzen oder die einen Grätzgleichrichter verwenden. Diese Schaltungstechniken
genügen jedoch den Anforderungen für die vorerwähnte Verstimmung wegen der geringen
Empfindlichkeit nicht in jedem Falle. Man hat deshalb schon an dieser Stelle invers arbeitende Schmitt-Trigger
verwendet. Damit wird es aber erforderlich, mindestens drei aktive und evtl. höher integrierte Bauelemente-zu
verwenden, um zur Vereinfachung der Auswertung des Störungsmeldesignals ein unipolares Signal zu erhalten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schaltungsanordnung, die es auf schaltungstechnisch
einfache und billige Weise gestattet, das bipolare Signal mit einem einzelnen aktiven Element in ein
unipolares Signal umzusetzen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs
b5 erwähnte Schaltungsanordnung nach der Erfindung so
ausgebildet, daß dem invertierenden und dem nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers je
eine Diode zugeordnet ist, und daß die zu unterschiedli-
chen Briickenzweigen gehörenden Dioden in solcher Polarität mit dem Verstärker verbunden sind, daß in
Abhängigkeit von der Richtung einer Brückenverstimmung im Störungsfall die eine oder andere Diode leitend
wird und zum zugehörigen Verstärkereingang durchgeschaltet ist, um diesem ein von der Brückenmeßgröße
abhängendes Signal zuzuführen und den Verstärker unabhängig von der Meßgrößenpolarität das unipolare
Ausgangssignal abgeben zu lassen.
Dabei kann insbesondere so vorgegangen werden, daß die beiden Eingänge des Verstärkers mit den beiden
Dioden als Reihenschaltung und in gleicher Flußrichtung liegend beschaltet werden, wobei die Kathode der
einen Diode mit dem invertierenden Verstärkereingang und die Anode der -anderen Diode mit dem nicht
invertierenden Verstärkereingang verbunden ist, und daß beide Dioden in Reihe mit je einem hochohmigen
Widerstand weitere Zweige bilden, die an einen niederohmigen Spannungsteiler als Brückenzweig angeschlossen
sind und von denen in Abhängigkeit von der Richtung der Brückenverstimmung jeweils einer vom
Steuerstrom durchflossen wird.
Der Spannungsteiler wird in Verbindung mit der vorgegebenen Schwellspannung der beiden Dioden zur
Bildung eines Steuerbereiches ausgelegt, in dem eine Änderung des Verstärkerausgangssignals unterdrückt
wird für den Fall, daß in Grenzen zulässige Änderungen der Brückenmeßgröße keinen Störungsfall bedeuten.
Diese Schaltungsanordnung stellt mit dem Operationsverstärker als einzigem aktivem Element im
Prinzip einen Schmitt-Trigger dar, dessen Ausgangsspannung nur zwei verschiedene Werte annehmen wiyd,
und zwar je nachdem, ob die ihm zugeführte Spannung bestimmte Spannungswerte über- oder unterschritten
hat.
Wie schon vorher gesagt wurde, können sich die zulässigen Grenzwerte des Melders oder Leitungswiderstandes
ohne Störungsmeldung ζ. B. in einem Bereich von ±30% bewegen. Wenn dieser Bereich in
der einen und anderen Richtung überschritten werden kann, sind bipolare Zustandsänderungen an der
Brückendiagonalen zu erwarten, die somit auch bipolare Signale zur Folge haben. Trotz dieser Umstände und
Funktionsweise ergeben sich in gewünschter Weise mit der erfindungsgemäßen Schaltung immer nur zwei
stabile Schaltzustände am Ausgang des Operationsverstärkers, wobei der eine Schaltzustand als Störungs- und
Alarmzustand zu definieren ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung schematisch dargestellt.
Der Operationsverstärker Wl ist an seinen beiden
Eingängen mit zwei in gleicher Flußrichtung und in Reihe liegenden Dioden DX und D 2 beschaltet, indem
die Kathode der Diode D1 mit dem invertierenden Eingang und die Anode der zweiten Diode D 2 mit dem
nicht invertierenden Eingang des Verstärkers Wl verbunden ist.
Beide Dioden liegen in Reihe mit je einem Widerstand /?6 bzw. R 7 an einem Spannungsteiler, der
aus der Reihenschaltung der Widerstände R 3, R 4 und Μ)
R 5 besteht und einen Zweig der Brückenschaltung bildet. Je nach Richtung der Brückenverstimmung wird
nur einer der Zweige R 6, D2 und RT, DX von einem
Steuerstrom durchflossen werden.
Im übrigen ist der an Betriebsspannung Ub liegende b>
Spannungsteiler so dimensioniert, daß bei abgeglichener Notruflinie und damit bei nicht gegebenem
Störungsfall der Strom h in der vom Meßpunkt Λ" zur
Verbindung zwischen den Dioden Dl und D 2 führenden Leitung den Wert 0 haben soll.
Der Widerstand R X stellt den eingangs mit RL
bezeichneten Leitungswiderstand als eigentlichen Melder und weiteren Zweig der Brücke dar, während der
Widerstand R 2 eine Verbindung zwischen der positiven
Anschlußklemme und dem Meßpunkt A"bildet.
Der Ausgangsspannung Ua am Verstärker Wl
können zur Definition der beiden möglichen stabilen Schaltzustände die Wert L und 0 ais sogenannte
Logikfiegel zugeordnet werden, wobei der Spannungswert U3 = L bei abgeglichener Notruflinie auftritt und
beispielsweise zum Halten eines Alarmrelais in einem Alarmlkreis ausgenutzt wird. Wenn im Störungsfall und
bei nicht abgeglichener Brücke der Verstärker Wl den
Schaltzustand 0 einnimmt, würde das Relais abfallen und auf hier nicht zu erläuternde und an sich bekannte Weise
eine Alarmgabe einleiten.
Falls sich der Linienwiderstand R X aufgrund einer Leitungsstörung verändert, wird sich auch die Spannung
am Brückenmeßpunkt X ändern, dessen gedachte Verbindung mit der Mitte des Widerstandes R 4 die
Brückendiagonale darstellt. Durch sinnvolle Auslegung der Widerstandskette R 3, R 4 und R 5 unter Berücksichtigung
der vorgegebenen Schwellspannungen der Dioden Dl und D 2 läßt sich auf relativ einfache Art
erreichen, daß für den Fall eines Über- oder Unterschreitens der Spannung am Punkt X um einen
vorgegebenen Grenzbereich AUx der Verstärker Wl einen seiner möglichen Schaltzustände mit U0 = 0
einnimmt und eine Alarmgahe verursacht.
Wenn demnach die Spannung bei X wenigstens um AUx\ größer bzw. positiver wird, so wird die Diode D X
leitend und liegt den invertierenden Eingang von Wl
auf ein höheres Potential, so daß der Zustand U3 = 0
eingenommen wird.
Wenn dagegen die Spannung bei X um einen bestimmten Betrag Δ Uxi kleiner bzw. negativer wird, so
wird die Diode D 2 leitend und legt den nicht invertierenden Eingang von W2 auf ein niedrigeres
Potential, so daß ebenfalls wieder der Zustand U3 - 0
eingenommen wird. Somit gelangt der Operationsverstärker Wl unter Ausschluß eines bestimmten Spannungsänderungsbereiches
AUx = AUx1 +AUx2,
in dem noch keine Störungsmeldung zu erfolgen braucht, und unabhängig von der Richtung der
Brückenverstimmung in einem tatsächlichen Alarmfall stets in den gleichen Zustand U3 = 0, der hier zur
Alarmgabe ausgewertet wird.
Der Operationsverstärker weist einen Rückkopplungszweig mit den Widerständen R 8 und R 9 sowie der
Diode D3 auf, der im Sinne einer Mitkopplung den bei Brückenverstimmung auftretenden Verstärkerschaltzustand
U3 = 0 fixiert und speichert, wobei dieser Speicherzustand durch äußere Beschallung rückstellbar
sein soll.
Normalerweise würde der Schaltzustand bei Ua = L,
der also keine Alarmgabe bedeutet, sofort wieder eingenommen, wenn man die Anode von D 4 für die
äußere Rückstellschaltung auf positive Betriebsspannung Ub legt und wenn die Spannungsveränderung
aufgrund von A Ux\ oder A Uχι beseitigt wird.
Wenn man dagegen die Anode von D 4 auf die Spannung 0 legt, so bleibt der Verstärker nach einer
eine Alarmgabe bedingenden Veränderung der Spannung an Xüber die Mitkopplung durch Λ9 und DZ im
Schaltzustand Ua = O, auch wenn die vorher erwähnte
Veränderung an seinen Eingängen wieder beseitigt würde. Der Alarmzustand wird demnach aus Sicherheitsgründen
auch dann noch gegeben sein, wenn die eigentliche Alarmursache, die ihren Grund in einem
kurzzeitigen unerlaubten Eingriff in die Linie haben könnte, bereits wieder entfallen ist. Der Zustand Ua — L
wird erst dann wieder eingenommen, wenn die Anode von D4 auf Ubgelegt wird.
Durch die in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel aufgezeigten Polaritäten von Spannungen und Schaltelementen
sind notwendigerweise bestimmte schaltungstechnisch bedingte Funktionsabläufe gegeben. Es
ist verständlich, daß bei sinnentsprechender Umkehrung von insbesondere spannungsrichtungsabhängig arbeitenden
Schaltelementen gleiche Funktionsabläufe bei entsprechend zu ändernden Polaritäten von Spannungen
und Stromflüssen zu erreichen sind. Insoweit ist die Erfindung also nicht nur an das dargestellte Ausführungsbeispiel
gebunden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung zur Auswertung des Störungsmeldesignals einer gleichstromüberwachten
Notruflinie von Meldeanlagen, bei welcher der Widerstand der Meldeleitung bzw. der Endwiderstand
der Notruflinie in einem Zweig einer Brückenschaltung für eine Auswerteeinheit liegt,
wobei je nach Vergrößerung oder Verringerung des Widerstandes und der hierdurch bedingten Brückenverstimmung
bipolare Änderungen der auszuwertenden Brückenmeßgröße auftreten, die nach Umsetzung in unipolare Ausgangssignale zur Erzeugung
eines Störungsanzeigesignals verwertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem invertierenden und dem nicht invertierenden Eingang
eines Operationsverstärkers (Wi) je eine Diode (Di, D2) zugeordnet ist und daß die zu
unterschiedlichen Brückenzweigen gehörenden Dioden in solcher Polarität mit dem Verstärker
verbunden sind, daß in Abhängigkeit von der Richtung einer Brückenverstimmung im Störungsfall
die eine oder andere Diode leitend wird und zum zugehörigen Verstärkereingang durchgeschaltet ist,
um diesem ein von der Brückenmeßgröße abhängiges Signal zuzuführen und den Verstärker unabhängig
von der Meßgrößenpolarität das unipolare Ausgangssignal abgeben zu lassen.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge des Operationsverstärkers
(Wi) mit den beiden Dioden (Di, D2) als Reihenschaltung und in gleicher Flußrichtung
liegend beschaltet sind, indem die Kathode der einen Diode (Di) mit dem invertierenden Verstärkereingang
und die Anode der anderen Diode (D 2) mit dem nicht invertierenden Verstärkereingang verbunden
ist, und daß beide Dioden in Reihe mit je einem hochohmigen Widerstand (R 6, R 7) weitere
Zweige bilden, die an einen niederohmigen Spannungsteiler (R 3, R 4, R 5) als Brückenzweig angeschlossen
sind und von denen in Abhängigkeit von der Richtung der Brückenverstimmung jeweils einer
vom Steuerstrom durchflossen wird.
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler
(R3, RA, RS) unter Berücksichtigung der
vorgegebenen Schwellspannung der Dioden (Di, D 2) zur Bildung eines Steuerbereiches ausgelegt ist,
in dem eine Änderung des Verstärkerausgangssignals wegen eines nicht vorliegenden Störungsfalles
zu unterdrücken ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Operationsverstärker einen Rückkopplungszweig (RS, R9, D3) aufweist, der im Sinne
einer Mitkopplung den bei Brückenverstimmung auftretenden Verstärkerschaltzustand fixiert und
speichert, und daß dieser Speicherzustand durch äußere Beschallung übir eine Rückstellspannung
löschbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752525171 DE2525171B2 (de) | 1975-06-06 | 1975-06-06 | Schaltungsanordnung zur auswertung des stoerungsmeldesignals einer gleichstromueberwachten notruflinie |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752525171 DE2525171B2 (de) | 1975-06-06 | 1975-06-06 | Schaltungsanordnung zur auswertung des stoerungsmeldesignals einer gleichstromueberwachten notruflinie |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2525171A1 DE2525171A1 (de) | 1976-12-23 |
DE2525171B2 true DE2525171B2 (de) | 1978-01-26 |
Family
ID=5948402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19752525171 Ceased DE2525171B2 (de) | 1975-06-06 | 1975-06-06 | Schaltungsanordnung zur auswertung des stoerungsmeldesignals einer gleichstromueberwachten notruflinie |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2525171B2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0039142A2 (de) * | 1980-04-01 | 1981-11-04 | Alexander Thompson Mckinley | Alarmeinrichtung |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3408167A1 (de) * | 1984-03-06 | 1985-09-12 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Schaltungsanordnung zum ueberwachen von versorgungsspannungen |
-
1975
- 1975-06-06 DE DE19752525171 patent/DE2525171B2/de not_active Ceased
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0039142A2 (de) * | 1980-04-01 | 1981-11-04 | Alexander Thompson Mckinley | Alarmeinrichtung |
EP0039142A3 (de) * | 1980-04-01 | 1982-06-09 | Alexander Thompson Mckinley | Alarmeinrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2525171A1 (de) | 1976-12-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8235 | Patent refused |