DE2909194B2

DE2909194B2 - Schaltungsanordnung zum Kompensation der temperaturabhängigen Nullpunktschrift von Feldplatten

Info

Publication number: DE2909194B2
Application number: DE19792909194
Authority: DE
Inventors: Hans-Hellmuth Dr. 8411 Waldetzenberg Cuno
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-03-08
Filing date: 1979-03-08
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2909194A1; JPS55124283A; DE2909194C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Kompensation der temperaturabhängigen Nullpunktsdrift von Feldplatten, deren Temperaturgang bereits kompensiert ist.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Kompensation des Temperaturganges von Feldplatten bekannt, bei der an wenigstens einer Feldplatte ein Verbraucher mit einem Eingangswiderstand Null angekoppelt ist (DE-OS 25 15 812). Bei unkompensierten Feldplatten-Differenz-Fühlern wird die Nullpunktsdrift gewöhnlich von dem größeren Temperaturgang der Ausgangsspannung überdeckt und tritt daher für sich allein im allgemeinen nicht störend in Erscheinung. Bei der bekannten Schaltungsanordnung zur Kompensation des Temperaturganges von Feldplatten ist aber dieser Temperaturgang so stark verkleinert, daß die Nullpunktsdrift den hauptsächlichen Temperaturfehler bilden kann. Dieser Fehler äußert sich bei einem völlig kompensierten Temperaturgang in einer Parallelverschiebung der Kennlinie der Feldplatte bei einer Temperaturänderung.

In der Fig. 1 sind auf der Abszisse der Weg s, der durch das die Feldplatte ansteuernde Teil zurückgelegt wird, und auf der Ordinate die Ausgangsspannung U, der bekannten Schaltungsanordnung aufgetragen. Weiterhin ist durch eine Strichlinie die halbe Betriebsspannung Ub angedeutet (vergleiche auch F i g. 3). Eine Gerade 1 beschreibt in Fig. 1 die Kennlinie der Feldplatte in heißem Zustand, während eine Gerade 2 die Kennlinie der Feldplatte im kalten Zustand angibt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die zusätzlich zur Kompensation des Temperaturganges

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auch eine Kompensation der temperaturabhängigen Nullpunktsdrift von Feldplatten ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Nullpunktsdrift-Kompensation ein Kompensierglied vorgesehen ist, das im Ruhezustand die Spannung annimmt die im Schnittpunkt der Ausgangskennlinien der Feldplatte im heißen und im kalten Zustand bei nichtkompensiertem Temperaturgang vorliegt

In F i g. 2 ist der Schnittpunkt S der Kennlinien eines Feldplatten-Differenz-Fühlers (vergl. auch Fig. 3) mit nichtkompensiertem Temperaturgang dargestellt. Infolge einer Drift des Nullpunktes liegt der Schnittpunkt 5 aber nicht bei der Ausgangsspannung UtJ2, sondern bei einer Ausgangsspannung Ua- Die Nullpunktsdrift wird bei der Erfindung nun dadurch kompensiert, daß die Ruhespannung am Eingang des Kompensiergliedes nicht auf UJ2, sondern auf Ua eingestellt wird. Bei Temperaturschwankungen bleibt der Schnittpunkt 5 nämlich konstant und wegen der verschobenen Eingangsspannung des Kompensiergliedes fließt dann bei dieser Ausgangsspannung des Feldplatten-Differenz-Fühlers kein Strom. Änderungen des Innenwiderstandes haben daher keinen Einfluß, und der Schnittpunkt Sbleibt auch am Ausgang des Kompensiergliedes temperaturunabhängig stabil.

Die bekannte Kompensation des Temperaturganges bewirkt außerdem eine mit der Temperatur konstante Steigung der Kennlinien, wodurch im Idealfall diese Kennlinien vollkommen temperaturunabhängig werden.

Um die Kompensation des Temperaturgangs zu erzielen, muß der für den Feldplatten-Differenz-Fühler wirksame Eingangswiderstand den gleichen Wert haben, wie bei der Kompensation des Temperaturgangs allein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der F i g. 3 bis 5 näher erläutert. Es zeigen

Fig. 3 bis 5 jeweils Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, die im Kompensationsprinzip völlig identisch sind.

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3 sind Feldplatten 3, 4 und Widerstände Ri und R₂ jeweils in Reihe zwischen einer Klemme 5 mit der Betriebsspannung U/, und einer Klemme 6 mit der Spannung 0 V geschaltet. Die Mittenabgriffe der Reihenschaltungen aus den Feldplatten 2, 4 und den Widerständen Ri und R₂ sind mit einem Ausgang 7 verbunden, an dem die Ausgangsspannung U_a liegt.

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3 wird durch passende Auslegung der Widerstandswerte der Widerstände R\ und Ri erreicht, daß die Ruhespannung zwischen den Klemmen 5 und 6 den Wert U_n hat und die Parallelschaltung der Widerstände Ri und Ri gleich dem Kompensationswiderstand Rk ist, bei welchem Wert die Kompensation des Temperaturganges nach DE-OS 25 15 812 eintritt.

Bei vorgegebenen Werten von R_k und Ua wird R\ und Ri wie folgt berechnet:

.. Ki .. Ki

JA

U₁,

Beim Ausführungsbeispiel der F i g 4 sind zusätzlich ein Widerstand Ra parallel zur Feldplatte 4, ein Längswiderstand Ri, zwischen dem Mittenabgriff der Feldplatten 3 und 4 und dem invertierenden Eingang

eines Operationsverstärkers 9, sowie ein Stromgegenkopplungswiderstand 10 zwischen dem invertierenden Eingang und dem Ausgangsanschluß 7 vorgesehen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Ruhespannung Ua durch den Zusatzwiderstand R_u eingestellt, der parallel zur Feldplatte 4 vorgesehen ist. Der Längswiderstand R_L muß so bemessen werden, daß die Parallelschaltung von /found Ri.gleich dem Kompensationswiderstand Ri wird.

"ti

2 · U₁₁

l M _

H₁₁ - lh

Negative Werte von Rc bedeuten, daß der Widerstand R₀ vom Mittenanscliluß zwischen den Feldplatten 3 und 4 nach Masse zu schalten ist. Bei positiven Werten liegt der Widerstand Ro zwischen dem Mittenanschluß der Feldplatten 3 und 4 und der Betriebsspannung Ub-

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 5 wird die Ruhespannung Ua durch eine Verlagerung des Stromknotens am Eingang des Operationsverstärkers 9 eingestellt. Der Wert von /?* bleibt unverändert, während die Widerstandswerte für die Widerstände R\ und /?2 entsprechend dem Ausführungsbeispiel von F i g. 3 berechnet werden, wobei statt /?t ein passender Wert von einigen kOhm gewählt wird.

In der Kompensationswirkung sind die Schaltungen der drei Ausführungsbeispiele vollkommen gleich. Wegen der meist ohnehin erforderlichen Verstärkung des Feldplattensignals sind jedoch die Ausführungsbeispiele der F i g. 4 und 5 mit dem Operationsverstärker 9 vorzuziehen. Dabei hat das Ausführungsbeispiel der Fig.4 noch den zusätzlichen Vorteil, daß eine grobe Stiifung des Widerstandswertes von Ru für einen feinen Abgleich ausreichend ist, da R» meist groß gegenüber Ri beziehungsweise R/ ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur (Compensation der temperaturabhängigen Nullpunktsdrift von Feldplatten, deren Temperaturgang bereits kompensiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nullpunktsdrift-Kompensation ein Kompensierglied vorgesehen ist, das im Ruhezustand die Spannung annimmt, die im Schnittpunkt der Ausgangskennlinien der Feldplatte (3, 4) im heißen und im kalten Zustand bei nicht kompensiertem Temperaturgang vorliegt

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensierglied zwei verschiedene Widerstände (Ru Ri) aufweist, die so dimensioniert sind, daß deren Spannungsabfall im Ruhezustand sowie deren Eingangswiderstand der Kompensation des Temperaturganges und der Kompensation der Nullpunktsdrift entsprechen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, mit zwei in Reihe geschalteten Feldplatten, an deren Mittenabgriff ein Verbraucher mit dem Eingangswiderstand Null angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Widerstand (Ro) parallel zu einer Feldplatte (4) die Nullpunktsdrift kompensiert und ein weiterer Widsrstand (Ri) zwischen Mittenabgriff und Verbraucher einen derart vergrößerten Widerstandswert aufweist, daß die Kompensation des Temperaturgangs nicht beeinträchtigt ist (F i g. 4).