DE2933874C2 - Fühlvorrichtung zur Wahrnehmung von Temperaturunterschieden zwischen zwei Punkten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fühlvorrichtung zur Wahrnehmung von TeoiperaCrjunterschieden zwischen zwei Punkten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine solche Füllvorrichtung ist aus der US-PS 31 81 364 bekannt

Diese Druckschrift beschreibt eine Schaltung, bei der die Basisvorspannung für die Transistoren durch einen Spannungsteiler erzeugt wird, der aus einem Widerstand und einer Diode besteht, die mit dem einen Brükkentransistor in thermischer Verbindung steht und daher dem Temperatureinfluß auf diesen Brückentransistor folgt Die Charakteristik ist dabei so gewählt, daß Temperatureinflüsse auf den Kollektorstrom dieses Brückentransistors mit Hilfe der Diode kompensiert werden. Die Diode verändert, abhängig von der Temperatur, die Basisvorspannung derart, daß der Kollektorstrom dieses Transistors konstant gehalten wird. Andererseits wird die nämliche Betriebsspannung auch dem anderen Brückentransistor zugeführt, der, da er bestimmungsgemäß einem anderen Temperatureinfluß ausgesetzt ist, einen vom ersten Brückentransistor abweichenden Kollektorstrom führt, wenn er sich auf anderer Temperatur befindet.

Diese Schaltung hat den Nachteil, daß die Versorgungsspannung einen erheblichen Einfluß auf die von der Diode hervorgerufene Charakteristik hat. Bei Schwankungen der Versorgungsspannung kann daher der Fall auftreten, daß die Temperatureinflüsse auf den ersten, mit der Diode thermisch verbundenen Transistor nicht völlig kompensiert werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannte Schaltung so auszugestalten, daß sie in einem weiten Bereich der Versorgungsspannung zuverlässig arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.

Gemäß der Erfindung ist demnach in dem Vorspannungskreis, der die Basisvorspannung der beiden Briikkentransistoren bestimmt, eine Konstantstromschaltung, bestehend aus einem Widerstand und einem Feldeffekttransistor, angeordnet, die bewirkt daß die Schaltung in einem weiten Schwankungsbereich der Versorgungsspannung von beispielsweise 5 bis 30 Volt funktionsfähig bleibt

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die

ίο Fühlerschaltung drei Transistoren 7rl, 7>2 und Tr3 auf, deren Emitter über Vorwiderstände R11, R 10 bzw. R15 an den einen Pol einer Spannungsquelle geschaltet sind. Die Kollektoren der vorgenannten Transistoren sind über Widerstände R 8, R15 und 1 mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden. Parallel zu der vorgenannten Schaltung ist die Reihenschaltung aus einer Alarmeinrichtung und einem Schalttransistor 7s geschaltet, dessen Basis vom Ausgang eines Komparators 2 angesteuert wird. Die Basis des Transistors Tr 1 ist mit der Basis des Transistors 7>3 und weiterhin mit der Basis des Transistors Tr 2 verbunden. Der Kollektor des Transistors Tr 2 ist mit dessen Basis verbunden, so daß dieser Transistor als Diode geschaltet ist

Der invertierende Eingang des Komparators 2 ist mit dem Kollektor des Transistors Tr 2 am Anschlußpunkt Vb verbunden, während der nicht invertierende Eingang des Komparators 2 mit dem Kollektor des Transistors Tr 3 am Anschlußpunkt Vc verbunden ist
Der Widerstand in der Kollektorleitung des Transistors 7>2 wird von einer Konstantstromschaltung 1 gebildet, bestehend aus einem Widerstand VT? ι und einem Feldeffekttransistor FET, die Schwankungen der Speisespannung ausregelt und damit die Arbeitsweise der Fühlerschaltung stabilisiert

Bei dem beschriebenen Schaltungsaufbau müssen die Transistoren TrI und Tr 3 gleiche V_Bea haben. Da es leichter ist, V$ea\ zu messen, ist es günstiger, die Transistoren hinsichtlich identischer Vbeai ,Herauszusuchen, da sie, wenn sie aus der gleichen Herstellungsserie stammen, dann auch gleiche Vbea zeigen. Wie diese Spannungen definiert sind, geht aus der Zeichnung hervor.

Zur Erläuterung der Betriebsweise der dargestellten Schaltung wird nachfolgend angenommen, daß die Umgebungstemperatur um beide Transistoren Tr 1 und 7>3 herum zunächst gleich ist und auch die Werte der drei Widerstände Ä10, All und R 15 einander gleich sind. Die Differenz zwischen den Strömen h und /ι ist proportional zur Differenz zwischen der Temperatur der Transistoren Tr 1 und Tr 2 und in gleicher Weise hat die Differenz zwischen den Strömen /3 und h einen Wert, der proportional der Temperaturdifferenz der Transistoren Tr 2 und Tr 3 ist Daher haben die Ströme Λ und /3 den gleichen Wert. Wird jetzt weiterhin angenommen, daß die Wärmezeitkonstante der Transistoren Tr 1 und Tr 2 einander gleich ist und daß die des Transistors Tr 3 unterschiedlich zu der der Transistoren Tr 1 und Tr 2 gewählt ist, so wird der Wert des Stroms /, zwangsläufig sich von dem des Stroms /3 unterscheiden, bis alle Transistoren Tr 1, Tr 2 und Tr 3 thermisch gesättigt sind. Dieses erzeugte eine Spannungsdifferenz zwischen Vb am Widerstand R 8 und Vc am Widerstand R 15, die in dem Komparator 2 verglichen wird. Wenn die Spannungsdifferenz einen bestimmten vorgewählten Pegel erreicht, schaltet das Ausgangssignal des Komparators 2 den Schalttransistor 7s leitend, der seinerseits die Alarmeinrichtung 3 einschaltet.

Wenn die Temperaturfühlvorrichtung als ein Feuerwächter benutzt wird, sollten beide Transistoren Tr 1

und Tr2 an einer gleichen Wärmesenke innerhalb der Einrichtung befestigt werden und gleichzeitig der Transistor Tr 3 an der Außenfläche des Gehäuses so befestigt sein, daß die Wärmezeitkonstante der Transistoren Tr 1 und Tr 2 erheblich größer ist als die des Transistors Tr 3. Dadurch kann eine Temperaturerhöhung aufgrund der sich ergebenden Temperaturdifferenz erfaßt werden. Infolge einer solchen Anordnung werden beide Transistoren Tr 1 und Tr 2 der Änderung der Umgebungstemperatur ganz langsam folgen, während der Transistor Tr3 sofort auf die Änderung der Umgebungstemperatur reagiert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Fühlvorrichtung zur Wahrnehmung von Temperaturunterschieden zwischen zwei Punkten, bestehend aus einer an eine Spannungsquelle angeschlossenen elektrischen Brückenschaltung mit jeweils einem Transistor in jedem Brückenlängszweig und einem Komparator im Brückenquerzweig zum Erzeugen eines Auslösesignals bei Verstimmung der Brükke, wobei die Transistoren übereinstimmende Kenngrößen aufweisen, mit ihren Emitter-Kollektor-Strecken in die BrückenJängszweige geschaltet sind und an den Punkten, deren Temperaturdifferenz zu ermitteln ist, örtlich angeordnet sind, und einem parallel zu den Brückenlängszweigen geschalteten Spannungsteilerkreis, dessen Teileranschluß mit den miteinander verbundenen Basiselektroden der Brükkentransistoren verbunden ist, enthaltend eine Diode oder epien als Diode geschalteten Transistor, die bzw. der thermisch mit dem einen Brückentransistor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteilerkreis (R 10, Tr2, 1) eine Konstantstromschaltung (1), bestehend aus einem Widerstand (VRi) und einem Feldeffekttransistor (FET) enthält