DE2746360A1 - Messystem zum elektrischen bestimmen der temperatur - Google Patents

Messystem zum elektrischen bestimmen der temperatur

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DE2746360A1 DE19772746360 DE2746360A DE2746360A1 DE 2746360 A1 DE2746360 A1 DE 2746360A1 DE 19772746360 DE19772746360 DE 19772746360 DE 2746360 A DE2746360 A DE 2746360A DE 2746360 A1 DE2746360 A1 DE 2746360A1
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Description

  • Meßsystem zum elektrischen Bestimmen der
  • Temperatur Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßsystem zum elektrischen Bestimmen der Temperatur an einer Vielzahl von interessierenden Stellen.
  • Es ist Ziel und Zweck der Erfindung, die elektronische Schaltung auf ein Minimum zu bringen, die zum Messen einer vorgegebenen Reihe von Temperaturen mit Hilfe von Temperaturviderstandfühlern erforderlich ist, um einerseits die Kosten zu senken und andererseits die Verl äBlichkeit des Meßsystems zu erhöhen.
  • Der am meisten gebräuchliche Temperaturviderstandfühler (RTD) für Anwendungszwecke mit hohen Inforderungen an die Genauigkeit ist gegenwärtig das Platin-Widerstandselement mit drei Verbindungsdrähten (Fig. 1). Diese drei Drahte werden verwendet, um den Ausgang VO der grundlegenden Brückenschaltung (Fig. 1) zu schließen, bei welcher dieses Element im allgemeinen verwendet wird, das gegen die Lange der Verbindungsdrähte weniger empfindlich ist. Wenn man mehr Widerstände an die grundlegende Brücken schaltung hangt, kann man eine Annäherung an eine lineare Beziehung zwischen VO und der Temperatur des Temperaturwiderstandfühlers erzielen. Mehrere dieser Brückenschaltungen können dann abgetastet werden. Es ist jedoch ein differentieller, analoger Multiplexer erforderlich. Aufgrund des kontinuierlichen Stromflusses durch den Temperaturwiderstandsfühler (RTD) ist es auch erforderlich, den Stromwert klein zu halten, um die Selbsterhitzung auf einem Minimum zu halten.
  • Das Ergebnis dieser bekannten Technik ist ein niedriger Signalausgang der Brücke, was weitere Anforderungen an die Stabilität der Abtast- und Verstärkerschaltung stellt, um überhaupt sinnvolle Ergebnisse zu erzielen.
  • Bei dem Bemühen, die Nachteile der gegenwärtig bekannten Meßtechnik zu überwinden, wird sofort eine Anzahl von erstrebenswerten Zielen deutlich, und durch die Technik gemäß der Erfindung erreichbar.
  • Die Technik gemäß der Erfindung stellt keine besonderen Anforderungen an den Aufbau d er der Temperaturwiderstandsfühler, sondern bedient sich der bestehenden, weitverbreiteten Bauform der Temperaturwiderstandsfühler mit drei Drähten.
  • Die Erfindung beseitigt die Notwendigkeit von sehr stabilen Widerständen, die bisher bei der grundlegenden Brückenschaltung erforderlich waren.
  • Die Erfindung beseitigt ferner jegliches nicht-lineare Verhalten der Schaltung mit Hilfe einer konstanten Stromerregung, so daß die einzig vorhandene Nichtlinearität in der Spannung, die über dem Platin-Widerstandselement in Abhängigkeit von der Temperatur entwickelt wird, auf den physikalischen Eigenschaften des Platins selbst beruht.
  • Durch die Verwendung eines konstanten Stromes in Form von Impulsen mit einem kurzen Arbeitszyklus und einer großen Amplitude wird das Selbsterhitzen auf ein Minimum gebracht, während die Anforderungen an die Stabilität der das Signal verarbeitenden Schaltung durch Relais gesteuert werden.
  • Eine direkte Beziehung des Widerstandes zur Temperatur wird durch die Verwendung eines analogen Eintakt-Multiplexers (single ended analog multiplexer) anstelle differentiellen MuWtiplexers erzielt.
  • Die Erfindung wird im nachstehenden anhand von Zeichnungen näher erbutert.
  • In pen Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer typischen, bekannten grundlegenden Brückenschaltung, die bisher zur Widerstands-Temperaturmessung verwendet wurde, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in vereinfachter Form eines Systems gemäß der Erfindung zur Widerstands-Temperaturmessung, Fig. 3 eine genauere schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Abtastschaltung, die im Meßsystem gemäß der Erfindung enthalten ist, Fig. Fig. 4 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der konstanten Stromquelle, die der Verwendung für das System gemäß der Erfindung angepaßt ist, Fig. 5 eine schematische Darstellung der Schaltung zum Verstärken und Linearisieren des. Signals im Meßsystem gemäß der Erfindung, Fig. 6 ein hypOthetisches muster der mit dem erfindungsgemäßen System erzielbaren Vellenform der Temperatur, und Fig. 7 ein Diagramm einiger Signalwellenforien, die an einer Vielzahl von Stellen in der Schaltung des Meßsystems gemäß der Erfindung festgestellt wurden.
  • Die grundlegende Theorie des fleßsystems gemäß der Erfindung besteht darin, daß das angezeigte Signal vom Temperaturwiderstandsfühler am Ort oder an der Stelle des Interesses abgenommen und das Signal auf das Null Teuperatur"-Signal bezogen wird, un das angezeigte Signal auf diese Weise direkt proportional zur tatsächlichen Temperatur an dieser Stelle des Interesses zu machen, und daß das sich ergebende Signal linearisiert wird, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das direkt auf die Temperatur an der Stelle des Interesses bezogen ist.
  • Die grundlegende Theorie wird nach einer kurzen Analyse des Verhaltens von Widerstand zu Temperatur bei Platin besser verständlich.
  • Die nachfolgende Gleichung (Callendar equation) gibt den Widerstand des Platins über einen Teeperaturbereich von 0 OC bis 630 OC an: hierin bedeuten: RT = Widerstand bei der Temperatur "T" RO = Widerstand bei T = O °C A, D = Konstanten Die obige Gleichung läßt sich in folgender Weise umschreiben: RT = RO (I + a T - b T²) hierin bedeuten: D A xD a = A ( I + 100 ), b = 104 Wenn ein konstanter Strom "IO" durch den Temperaturwiderstandsfühler hindurchgeht, wird eine Spannung "VT" entwickelt: VT = IORT = IORO (I+aT-bT²)= VO(I+aT-bT²) Wenn man VO von VT abzieht und die Differenz mit einem Verstärkungsfaktor "G" multipliziert, erhält man eine Spannung "V" folgender Größe: V = (VT-VO) G= VOGaT (I - b T) Das gewünschte Ausgangs signal ist ET = VOGaT Dieses Ausgangssignal ist offensichtlich linear zur Temperatur (T) in °C.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des Meßsystems gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Das Meßsystem besteht aus einer Abtastschaltung, einer Instrumentenschaltung zum Verstärken und Einstellen auf Null und einer Linearisierungsschaltung. Die Abtastschaltung umfaßt einen oder mehrere Temperaturwiderstandsfühler (RTD), die voneinander entfernt an den interessierenden Stellen angeordnet sind, an welchen man die Temperatur ablesen möchte. Die Abtastschaltung besitzt Schalteinrichtungen, welche aufeinanderfolgend Jeden Temperaturwiderstandsfühler abtasten und von diesem Temperaturwiderstandsfühler ein Signal liefern (im nachstehenden RTD-Signal genannt), das proportional der Temperatur an der ausgewählten, abgetasteten Stelle ist. Die Instrumentenschaltung zum Verstärken und Einstellen auf Null (Instrumentation Amplifier and Zeroing Circuitry) empfängt aufeinanderfolgend Jedes der RTD-Signale und verstärkt diese durch einen geeigneten Multiplikationsfaktor (Verstärkungsfaktor) und vergleicht das verstärkte Signal mit einem Norm-Bezugssignal, so daß ein Differenzsignal entsteht, das direkt auf die tatsächliche Temperatur an der gewünschten, interessierenden Stelle bezogen ist.
  • Die Isinearisierungsschaltung linearisiert das Differenzsignal und liefert ein lineares Ausgangssignal, das direkt linear der tatsächlichen Temperatur an der interessierenden Stelle entspricht.
  • Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Die gewählte Zahl der Temperaturwiderstandsfühler (RTD), die mit den Zeichen 1?=1,2 .....-rn versehen sind, ist an mehreren Stellen angeordnet, an welchen die Temperatur zu bestimmen ist. Die Temperaturwiderstandsfühler werden von der Abtastschaltung aufeinanderfolgend und einzeln abgetastet, welche Jeden Temperaturwiderstandsfühler einzeln und aufeinanderfolgend zwischen einer mit 1o bezeichneten,konstanten Stromquelle und der Erde G des Systems verbindet.
  • Um dies zu erreichen, besitzt die Abtastschaltung einen Decoder-Driver 12 (decoder-driver) von irgendeiner geeigneten, im Handel erhältlichen Bauform, wie beispielsweise einen BCD-To-Decimal Decoder-Driver mit der Katalog-Nummer 54/74145 der Signetics Inc. Der Decoder-Driver 12 besitzt Ausgangs-Schalttransistoren 9 Q2 ... In deren Anzahl gleich der Anzahl der verwendeten Temperaturwiderstandsfühler (RTD) ist.
  • Dieser Aufbau des Decoder-Drivers 12 liefert eine ausgewählte Anzahl (n) von einzelnen Ausgängen, welche durch die Gleichung n = 2m bestimmt wird, wobei m die Anzahl der einzelnen Eingänge oder Adressenist. Bei einer Adresse mit drei Eingängen ist es daher möglich, acht (8) einzelne Ausgangssignale zu erzielen.
  • Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird dieser Eingang als "m bit Adresse" erkannt und an die Eingangsschaltung des Decoder-Drivers 12 und gleichzeitig an einen mit n Kanälen versehenen, analogen Multiplexer 14 angelegt, der im nachstehenden noch besprochen wird.
  • Jeder Temperaturwiderstandsfühler (RTD) tut1, 2 ...#n wird durch eine besondere "bit Adresse" erkannt, die nach dem Anlegen an den Decoder-Driver 12 die zugeordneten Schalttransistoren (Q1 Q2 ... Qn) in den gleitenden Zustand schaltet, um deren zugeordnete Temperaturwiderstandsfühler (RTD) mit der konstanten Stromquelle 1o zu verbinden.
  • Ein Enable-Signal E a wird ebenfalls an den Eingang des Decoder-Drivers 12 angelegt, um den Decoder-Driver 12 auf diese Weise in einen Zustand zu bringen,in welchem er die "bit-Adresse" empfangen kann. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, soll das Enable-Signal E a an den Decoder-Driver 12 angelegt und für eine vorbestimmte Zeitspanne aufrechterhalten werden und den Decoder-Driver 12 auf diese Weise in die Lage bringen, eine "bit-Adresse" für die Dauer der gezeigten Zeitspanne zu empfangen. Während dieser Zeitspanne wird die zbit-Adresse" für jeden der Temperaturwiderstandsfühler aufeinanderfolgend vom Decoder-Driver 12 empfangen. Fur tede der in Fig. 6 gezeigten, acht Adressen (-t1 bis /fi 8) versetzt Jede bLAdresse nacheinander ihren zugehörigen Temperaturwiderstandsfühler (RTD) in die Lage, ein Signal zu erzeugen, welches der Temperatur an jedem Ort des Temperaturwiderstandsfühlers entspricht.
  • Wenn beispielsweise unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 6 die an dem Decoder-Driver 12 angelegte "bit-Adresse" dem Temperaturwiderstandsfühler #1 zugeführt wird, wird der Schalttransistor Q1 eingeschaltet, wodurch der Temperaturwiderstandsfühler #1 zwischen der konstanten Stromquelle und der Erde G des Systems angeschlossen wird.
  • Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besitzt die konstante Stromquelle zwei Generatoren IO(links) und 10(rechts)' die an eine gemeinsame Stromquelle Es und an eine Verbindungsstelle A bzw. einen gemeinsamen Leiter 25 angeschlossen sind. Die Stromquelle Es kann + 15 Volt haben. Wie im vorstehenden bereits erwähnt wurde, können die Stromgeneratoren so ausgelegt sein,daß sie Stromimpulse mit einem kurzen Arbeitszyklus, beispielsweise 10 Impulse pro Sekunde mit 7,5 MA erzeugen, welche ein ueberhitzen der Temperaturwiderstandsfühler verhindern, während ein Zustand vorliegt, in welchem ein geeignetes RTD-Signal von jedem Temperaturwiderstandsfühler erzeugt wird.
  • Bach dem "Schließen" des zugeordneten Schalttransistors Q1, Q2 ... Qn wird daher der konstante Strom nIon durch seinen zugeordneten, einzigen Temperaturwiderstandsfühler bei jedem gegebenen Augenblick angeschlossen, um die Erregung zu bewirken.
  • Das Verhalten dieser Schaltung wird anhand der Sig. 3 besser verständlich, in welcher nur zwei Temperaturwiderstandsfühlerltl und 2 aufweisende Stufen mit den Zuständen der in Klammern gezeigten Transistorschalter und Q2 dargestellt sind.
  • Jeder Temperaturwiderstandsfühler hat die vorstehend erwähnte, bekannte Bauform mit drei Leitungsdrähten, von denen jeder Leitungsdraht im wesentlichen den gleichen Widerstand r" hat. Ein Leitungsdraht (r1) des Temperaturwiderstandsfühlers 1 ist beispielsweise mit der Verbindungsstelle A verbunden, die an der einen Seite der konstanten Stromquelle 1o und an der positiven Klemme des Instrumentenverstärkers A 1 angeschlossen ist.
  • Ein im Handel erhältlicher und brauchbarer Instrumentenverstärker ist der monolithische differentielle Instrumentenverstärker AD521, der Analog Devices Inc. Die restlichen beiden Leitungsdrähte r2, r3 des RTD-tt1 sind mit dem Kollektor des Schalttransistors 9 bzw. mit einer Verbindungsstelle B verbunden.
  • Der RTD 22 ist in ähnlicher Weise an seine Abtastschaltung angeschlossen, wobei ein Leitungsdraht r1 des RTD gF2 mit dem Kollektor des Schalttransistors Q2 verbunden ist, der in seiner Stellung"aus" dargestellt ist.
  • Die restlichen beiden Leitungsdrähte r2, r3 sind mit dem Leiter 16 (Verbindungsstelle A) bzw. mit einer Verbindungsstelle C verbunden.
  • Der analoge Multiplexer mit n-Kanälen ist bei 14 schematisch gezeigt und stellt in seinem Betrieb eine Vielzahl von Schaltern G1, G2 ... Gn dar, die gemeinsam durch den Leiter 20 mit der negativen Anschlußklemme des Verstärkers A1 verbunden sind. Ein derartiger Schalter ist für jeden RTD vorgesehen. Der Schalter G1 ist beispielsweise an seinem anderen Ende über eine Leitung 17 einzeln mit der Verbindungsstelle B der Schaltung verbunden. Das andere Ende des Schalters G2 ist in ähnlicher Weise über eine Leitung 18 mit der Verbindungsstelle C der Schaltung verbunden. Jeder der restlichen Schalter G3 ... Gn ist in ähnlicher Weise mit der entsprechenden Verbindungsstelle der Schaltung für die restlichen Temperaturwiderstandsfühlers3 ...jan verbunden.
  • Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist sowohl der Decoder-Driver 12 als auch der analoge Multiplexer 14 mit der "m bit Adresse" und dem Enable-Signal verbunden, so daß sie hierdurch gleichzeitig ausgelöst werden. Das in Fig. 6 gezeigte Enable-Signal, das an die beiden Schaltungselemente 12 und 14 angelegt und für die dargestellte Zeitdauer aufrechterhalten wird, bringt diese Schaltungselemente in die Lage, Jedes der einzelnen RTD-Signale zu empfangen, abzutasten und aufeinanderfolgend zu verarbeiten.
  • Der analoge Multiplexer 14 kann jede geeignete, im Handel erhältliche Bauform haben und beispielsweise eine Multiplexereinheit sein, die von der Harris Corporation Semiconductor Divisions unter der Katalognummer HI-506A/HI-5 hergestellt wird.
  • Bei der Erläuterung der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Schaltung wird davon ausgegangen, daß der Schalter G1 die 8tellung "ein" hat und die Schalter G2 ... Gn die Stellung aus" einnehmen.
  • Wie in Fig. 3 gezeigt, wird ein einziger Widerstand R verwendet, um die zweite konstante Stromquelle 10(rechtes) darzustellen, da kleine Stromabweichungen an dieser Stelle geduldet werden können.
  • Blockierdioden CR1, CR2 ... CRn sind einzeln in jeder RTD-Abtastschaltung zwischen der konstanten Stromquelle Io(rechts) und der Unterseite (wie dargestellt) eines Jeden RTD angeschlossen. Die Diode CR1 ist beispielsweise zwischen die Verbindungspunkte D und B in Reihe mit dem RTD #1 geschaltet, während die Diode CR2 in ähnlicher Weise zwischen den Verbindungspunkten D und C im Schaltkreis das RTD #2 angeschlossen ist.
  • Bei dieser Abtastschaltung (Fig. 3) fließt der konstante Strom 1o der Quelle IO(links) vom Verbindungspunkt A durch die obere Drahtleitung r1 des RTD #1 und durch den RTD #1 zum Verbindungspunkt 21. In ähnlicher Weise fließt der konstante Strom 1o der Quelle IO(rechts)VOm Verbindungspunkt D durch die Diode CR1 zum Verbindungspunkt B und dann durch den unteren Leitungsdraht r5 des RTD #1 zum Verbindungspunkt 21, wo er sich mit dem durch den RTD #1 hindurchfließenden konstanten Strom 1o der Quelle verbindet, und dann durch den restlichen unteren Leitungsdraht r2 des RTD #1 zum Kollektor des Schalttransistors Q1 und zur Erde G des Systems fließt.
  • Da beide Ströme 1o in entgegengesetzten Richtungen durch die gleichen Widerstände (r1, r3) der Leitungsdrähte des RTD4t1 hindurchfließen, entstehen gleiche und entgegengesetzte Spannungen (r Io), die sich aufheben, worauf die Spannung über die Verbindungspunkte A und B gleich dem Spannungsverlust VT über den Rl'D? ist. Die Spannungsverlust VT entspricht der Temperatur an der Stelle des RTD #1.
  • Ein geeigneter Schaltungsaufbau der Stromquelle 1o ist in Fig. 4 gezeigt. Diese Schaltung besitzt einen Funktionsverstärker A2, dessen Ausgang mit den Transistoren T1 und T2>verbunden ist, die ihrerseits in einer "Darlington"- Porm verbunden sind. Ein geeigneter Verstärker ist der Punktionsverstärker mit der Katalognummer OP-07 von der Precision Monolithics Inc. Der Verstärker A2 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit einer Rückkopplungsschaltung versehen und versucht, den Spannungsverlust fieber "RR" gleich einer Bezugsspannung 'XVR" zu halten.
  • Wenn die Transistoren T1 und T2 in der gezeigten Weise verbunden sind, kann der Basisstrom Ib vernachläßigt werden.
  • Der Emitterstrom, welcher der gewünschte Ausgang ist, ist gleich dem durch RR hindurchfließenden Strom (der Vorstrom des Verstärkers ist ebenfalls vernachläßigbar), 80 daß der Strom IO = VR/RR = konstant ist.
  • Wenn der Analogschalter G1 die Stellung "ein" hat, wird diese Spannung VT an den Verstärker A1 angelegt, in welchem diese Spannung in geeigneter Weise verstärkt wird. Die Wellenform dieser Spannung VT ist in Fig. 7 in ihrer idealen Form (Vg ideal) und in ihrer tatsächlichen Form (VT tatsächlich) gezeigt. Die tatsächliche Spannung VT, die über dem RTD #1 erzeugt wird, ist nicht ganz linear, Vas auf die dem Platin innewohnenden Parameter zurückzuführen ist, die im allgemeinen bekannt sind.
  • Wie im vorstehenden erwähnt wurde, beträgt das Signal der gewünschten Ausgangsspannung: ET = VOGaT. Diese Spannung ist linear zur Temperatur in Celsiusgraden.
  • Der in den Fig. 2 und 5 gezeigte Instrumentenverstärker ist ist ein geeigneter, im Handel erhältlicher monolithischer Verstärker mit dem zusätzlichen Merkmal von zwei zusätzlichen Eingängen, welche die Bezeichnung S und R (Sense Und Reference) haben. Eine an den R-Eingang angelegte Spannung ändert die Ausgangsspannung, um den gleichen Betrag (Addition), während eine an den Eingang angelegte Spannung diese Spannung abzieht, um eine Differenz-Ausgangsspannung zu erzeugen. Diese Verstärker funktion wird verwendet, um eine Null-Ausgangsspannung zu erzielen (ET = O, wenn T = 0; wobei T = 0 °C), wenn VT = VO durch Anlegen einer positiven Spannung VO an den S-Eingang über die Spannungsteiler RC und RD, die an eine geeignete positive Spannungsquelle Es angeschlossen sind, um ein positives Spannungssignal V0 zu erzeugen.
  • Der Anschluß R des Bezugseinganges des Verstärkers ist der geeignete Punkt, um eine quadratische Korrekturspannung an den Verstärker anzulegen und hierdurch einen linearen Signalausgang zu erzielen.
  • Wie aus den Fig. 2 und 5 hervorgeht, ist der Verstärker in in einer geschlossenen Signalschleife aus einem Addierer 22, einem Rechteckkreis 24 (analoger Multiplikator) und einem Dämpfer 26 angeschlossen.
  • Die Spannung aufgrund dieser Signalschleife gemäß den Fig. 2 und 5 ist wie folgt: ET = VTG - VOG + KE² = V+KE² T T = E(I - bT) + KE² = ET(I - b T + KE) T a T a T worin: V =(VTG - VOG) und b T = KET = EVOGaT und oder K = a2VG ã Mit diesem Wert für K wird der Ausdruck b T bei allen Werten von T durch einen gleichen und entgegengesetzten Ausdruck KET ausgelöscht.
  • Das Signal ET der Ausgangsspannung für jede RTD-Abtastung des Systems ist daher direkt und linear auf die Temperatur in OC bezogen. Diese Beziehung ist in Fig. 7 als Spannungssignal (ET gegen T) graphisch dargestellt.
  • Wenn das Spannungssignal ET für den RT1t1 erzielt worden ist, kann der"bit-Adresse -Eingang für den RTDjA2 (Fig. 6) an den Decoder-Driver 12 angelegt werden, um die Abtastung des RTD1t2 einzuleiten und das Spannungssignal (Temperatur) für den RTD1t2 zu erzielen.
  • Der Decoder-Driver 12 kann in der gleichen Weise von seiner "bit-Adresse" folgerichtig angetrieben werden, um jeden RTD einzeln abzutasten und eine Spannung zu erzielen, die der Temperatur an den Stellen der Temperaturwiderstandsfühler entspricht.
  • Die Erfindung schafft somit ein Meßsystem zum Messen der Temperatur unter Verwendung von Temperaturwiderstandsfühlern (RTD). Eine Anzahl von Temperaturwiderstandsfühlern wird nacheinander abgetastet und deren Widerstandswerte werden durch eine auf Null stellende und linearisierende Schaltung verarbeitet, so daß ein Ausgangssignal entsteht, das direkt proportional der Temperatur eines jeden RTD ist. Die Technik des Abtastens umfaßt eine konstante Stromerregung, so daß eine vollständige Linearisierung der Funktion von Widerstand zu Temperatur mit sehr wenig Teilen hoher Toleranz möglich ist.
  • Es wurde ein erfolgreich arbeitendes Meßsysteader Erfindung unter Verwendung von Bauteilewerten und Bauformen aufgebaut, die für die einzelnen Bauteile des Systems im vorstehenden angegeben wurden.
  • Bei diesem Meßsystem läßt sich feststellen, daß die Temperatur bei Jeder beliebigen vorbestimmten Anzahl von interessierenden Stellen erzielt werden kann.
  • Wie sich ebenfalls feststellen läßt, kann das gewonnene Signal ET der Ausgangsspannung an Jede beliebige Anzeigeeinrichtung, wie einen digitalen Thermometer, Stiftschreiber oder dergleichen angelegt werden, wobei sowohl eine visuelle als auch eine schriftliche Widergabe der erzielten Temperaturwerte vorgenommen werden kann.
  • L e e r s e i t e

Claims (6)

  1. Patentansprüche Meßsystem Meßsystem zum elektrischen Bestimmen der Temperatur an einer Vielzahl von interessierenden Stellen, gekennzeichnet durch einen an jeder Stelle angeordneten Temperaturwiderstandsfühler, der ein an dieser Stelle der Temperatur ausgesetztes Widerstandselement aufweist, und dessen Widerstandsgröße auf die Temperatur anspricht und auf die Temperatur bezogen ist; eine Vielzahl von Paaren von ersten und zweiten Leitern (r1, r3; r2, r3), von denen Jedes Paar an einem der Widerstandselemente und an einer konstanten Stromquelle angeschlossen ist; eine erste Schaltungseinrichtung mit einer dritten Leitungseinrichtung, die getrennt mit einem Ende eines jeden Widerstandselementes verbunden ist, wobei die erste Schaltungseinrichtung eine Schaltereinrichtung cQl, Q2) aufweist, welche jede dritte Leitereinrichtung und das angeschlossene Widerstandselement getrennt mit der Erde des Systems verbindet; eine Einrichtung zur folgerichtigen Betätigung der Schaltereinrichtung (Q1, Q2), um Jedes der angeschlossenen Widerstandselemente nacheinander zwischen die Erde des Systems und die Stromquelle zu schalten, um hierdurch einen Strom von der Stromquelle durch die ersten und zweiten Leiter und das angeschlossene Widerstandselement fließen zu lassen, wobei die Schaltungsverbindungen eines jeden Paares der ersten und zweiten Leiter mit der Stromquelle wirksam werden, um einen Strom durch das Leiterpaar in entgegengesetzten Richtungen zueinander fließen zu lassen, wobei die ersten und zweiten Leiter eines jeden Paares einen gleichen wirksamen Widerstand haben, um einen gleichen Spannungsabfall entgegengesetzter Polarität über jeden Leiter eines jeden Paares zu erzielen, um jeden Spannungsabfall über jedes Leiterpaar aufzuheben, so daß der Stromfluß durch das angeschlossene Widerstandselement ein erstes, hierüber zu erzeugendes Spannungssignal hervorruft, dessen Größe proportional zur Temperatur an der bestimmten Stelle ist; eine zweite Schaltungseinrichtung, die an jedem Widerstandselement angeschlossen ist und ein Ausgangsspannungssignal erzeugt, das proportional zum ersten Spannungssignal ist; eine Einrichtung, welche ein zweites Spannungssignal erzeugt, dessen Größe gleich dem Ausgangsspannungssignal der zweiten Schaltungseinrichtung ist, wenn die Temperatur an der gewünschten, interessierenden Stelle Null ist, wobei die zweite Schaltungseinrichtung einen Addierkreis aufweist, welcher das erste Spannungssignal zum zweiten Spannungssignal umgekehrten Vorzeichens aufaddiert, wenn das ausgewählte Widerstandselement zwischen der Erde (G) des Systems und der Stromquelle geschaltet ist, um ein Differenzspannungssignal zu erzeugen; und Einrichtungen zum Erzeugen eines dritten Spannungssignals und zum Mischen des dritten Spannungssignals mit dem Differenzspannungssignal , um eine die Temperatur anzeigende Spannung zu erzeugen, deren Größe linear und direkt proportional zur Temperatur an der ausgewählten, interessierenden Stelle ist.
  2. 2. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltungseinrichtung eine Verstärkereinrichtung aufweist, welche das erste Spannungssignal verstärkt.
  3. 3. Meßsystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Addierkreis, welcher mit der Verstärkereinrichtung verbindbar ist und das zweite Spannungssignal mit umgekehrtem Vorzeichen auf das verstärkte, erste Spannungssignal aufaddiert.
  4. 4. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Mischen des dritten Spannungssignals eine Rechteckkreiseinrichtung für die Spannung aufweist.
  5. 5. Meßsystem nach Anspruch gekennzeichnet durch eine Dampfereinrichtung, die mit der Rechteckkrei seinri chtung verbindbar ist und zusammen mit ihr eine die Temperatur anzeigende Spannung erzeugt, deren Größe lnear und direkt proportional zur Temperatur an der abgetasteten Stelle ist.
  6. 6. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltungseinrichtung eine zweite Schaltereinrichtung aufweist, die gleichzeitig mit der Schaltereinrichtung der ersten Schaltungseinrichtung betätigbar ist und das ausgewählte Widerstandselement mit der zweiten Schaltungseinrichtung verbindet.
DE19772746360 1976-08-26 1977-10-14 Messystem zum elektrischen bestimmen der temperatur Withdrawn DE2746360A1 (de)

Priority Applications (8)

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