DE3130736A1 - Circuit arrangement for measuring low thermal powers - Google Patents

Abstract

An electronic calorimeter is intended to permit efficiencies, flow rates and thermal conductivities to be determined by measuring low thermal powers. According to Fig. 1, a temperature-dependent resistor (11), (e.g. PTC resistor) is situated in a bridge circuit and is heated up by the bridge current. By controlling the bridge current, a controller (16) keeps the bridge in balance and thus maintains the temperature of the PTC resistor (11) constant via the ambient temperature. The electric power converted in the process in the PTC resistor (11) is determined in a multiplier (18) by current and voltage measurement (I, U). When the PTC resistor (11) is brought into thermal contact with a heat source or heat sink (12), this converted electric power (P) varies precisely by the value of the thermal power absorbed or released, i.e. the thermal power is compensated for by an electric power if measurement is made in each case in equilibrium (in the steady state). The compensated thermal power can be used to measure efficiencies or quantum efficiencies of opto-electronic and Peltier components as well as of laser crystals, or else thermal conductivities and flow rates of fluids. <IMAGE>

Description

B e s c h r e i b u n g :Description :

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung kleiner Leistungen mit einem in einer Meßbrücke liegenden temperaturabhängigen Widerstand, der die zu messende Leistung aufnimmt, ferner mit einem Regelkreis, der die Meßbrücke abgeglichen hält, indem er dem temperaturabhängigen Widerstand elektrische Leistung zuführt, und mit einer Einrichtung zum Ausgleich von Schwankungen der Umgebungstemperatur.The invention relates to a circuit arrangement for measuring smaller Power with a temperature-dependent resistor located in a measuring bridge, which absorbs the power to be measured, furthermore with a control circuit, which the measuring bridge keeps balanced by giving electrical power to the temperature-dependent resistor supplies, and with a device for compensating for fluctuations in the ambient temperature.

Es sind schon derartige Schaltungsanordnungen bekannt geworden (Electronic Measurements and Instrumentation, ed.Such circuit arrangements are already known (Electronic Measurements and Instrumentation, ed.

by B. M. Oliver, J. M. Cage, Tokyo: Mc Graw - I'' 7 Seiten 600 bis 604 und P. Kantrowitz, G. Kousourou, L. Zucker: Electronic Measurements, Englewood Cliffs: Prentice - Hall 1979, Seiten 96, 97.), die allerdings nr geeignet sind, Mikrowellenleistungen zu messen. Demgegenüber soll die vorliegende Erfindung allgemein auf dem Gebiet der Wärmeleistungsmessung oder Kalorimetrie angewendet werden, so daß ihr die Aufgabe zugrunde liegt, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so abzuwandeln, daß sie allgemein als Kalorimeter verwendet werden kann und auch zahlreiche bekannte spezielle Anwendungen von Kalorimetern ermöglicht, wie z. B. Wirkungsgradmessung, insbesondere an elektronischen Bauelemenr oder Laserkristallen, und Wärmeleitfähigkeitsmessungen oder Strömungsgeschwindigkeitsmessungen in Flüssigkeiten und Gasen.by B. M. Oliver, J. M. Cage, Tokyo: Mc Graw - I '' 7 pages 600 bis 604 and P. Kantrowitz, G. Kousourou, L. Zucker: Electronic Measurements, Englewood Cliffs: Prentice - Hall 1979, pages 96, 97.), which, however, are nr suitable Measure microwave power. In contrast, the present invention is intended to be general can be used in the field of heat output measurement or calorimetry, see above that it is based on the task of a circuit arrangement of the aforementioned Modify kind so that it can be used generally as a calorimeter and also enables numerous known special applications of calorimeters, such as z. B. Efficiency measurement, especially on electronic components or laser crystals, and thermal conductivity measurements or flow velocity measurements in liquids and gases.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der temperaturabhängige Widerstand mit einer Wärmequelle oder -senke, deren Leistung zu messen ist, thermisch eng koppelbar ist und in einem Kalorimeter mit elektrischer Kompensation der Wärmeleistung sowohl als Heizelement als auch als Temperaturfühler geschaltet ist. Dadurch wird gleichzeitig die Kalorimeterkonstruktion wesentlich vereinfacht gegenüber bekannten Anordnungen (W. Hemminger, G. Höhne: Grundlagen der Xalorimetries Weinheim: Verlag Chemie 1979g Seiten 130 bis 135), die jeweils mit einem Thermoelement und einem getrennten Heizwiderstand aufgebaut sind, Die Schaltungsanordnung kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung besonders einfach aufgebaut werden und zugleich eine hohe Meßgenauigkeit erreichen durch einen in einer Zuleitung des temperaturabhängigen Widerstandes liegenden Stromwandler und durch einen Multiplizierer, mit dessen Eingängen die am temperaturabhängigen Widerstand liegende Spannung und der Ausgang des Stromwandlers verbindbar sind.According to the invention, this object is achieved in that the temperature-dependent Resistance to a heat source or sink whose power is to be measured, thermal closely can be coupled and in a calorimeter with electrical compensation the heat output is switched both as a heating element and as a temperature sensor is. At the same time, this significantly simplifies the construction of the calorimeter compared to known arrangements (W. Hemminger, G. Höhne: Basics of Xalorimetries Weinheim: Verlag Chemie 1979g pages 130 to 135), each with a thermocouple and a separate heating resistor are constructed, the circuit arrangement can in a further embodiment of the invention are particularly simple to set up and at the same time Achieve a high level of measurement accuracy through a temperature-dependent in a supply line Resistance lying current transformer and through a multiplier, with its inputs the voltage across the temperature-dependent resistor and the output of the current transformer are connectable.

Diese Ausgestaltung liefert direkt den Leistungswert als Produkt aus Spannungs- und Stromwert, während die erwähnten bekannten Mikrowellenleistungsmesser wesentlich kompliziertere Rechenschaltungen enthalten.This configuration directly delivers the performance value as a product Voltage and current value, while the mentioned known microwave power meter contain much more complicated computing circuits.

Diese bekannten Leistungemesser sehen als Einrichtung zum Ausgleich von Schwankungen der Umgebungstemperatur jeweils eine komplette zweite Meßbrücke vor, der keine Mikrowellenleistung zugeführt wird, Der dadurch bedingte Schaltungsaufwand kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung wesentlich reduziert werden wenn - je nach dem Anwendungsgebiet des Kalorimeters ° entweder als Einrichtung zum Ausgleich von Schwankungen der Umgebungstemperatur ein zweiter temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen ist, der in einem zweiten Brückenzweig liegt D oder wenn die Wärmequelle oder - senke in ihrer Leistung modulierbar ausgebildet ist und dem Multiplizierer ein Demodulator nachgeschaltet ist. Von der ersten Möglichkeit wird man insbesondere bei Wärmeleitfähigkeits- und Strömungsgeschwindigkeitsmessungen Gebrauch machen, während die zweite Möglichkeit für Wirkungsgradmessungen besser geeignet ist.These well-known performance meters see as a means of compensation a complete second measuring bridge for fluctuations in the ambient temperature before, which is not supplied with microwave power, the circuit complexity involved can be significantly reduced in a further embodiment of the invention if - depending on the area of application of the calorimeter ° either as a compensation device a second temperature-dependent resistor for fluctuations in the ambient temperature is provided, which is in a second bridge branch D or if the heat source or - sink designed so that its performance can be modulated is and the multiplier is followed by a demodulator. From the first possibility is particularly useful when measuring thermal conductivity and flow velocity Make use of the second option for efficiency measurements better suitable is.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen sind nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.Further details and useful developments are given below described in more detail with reference to embodiments shown in the drawing and explained.

Es zeigen: Fig. 1 ein stark vereinfachtes erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2 und Fig. 3 zwei Beispiele für die thermische Koporung einer Festkörper - Wärmequelle mit einem temperaturabhängigen Widerstand, Fig. 4 und 5 ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel, Fig. 6 Schaltungseinzelheiten zum dritten Ausführungsbeispiel und Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel mit gasförmiger Wärmesenke.They show: FIG. 1 a greatly simplified first exemplary embodiment, Fig. 2 and Fig. 3 two examples for the thermal coporation of a solid - Heat source with a temperature-dependent resistor, Figs. 4 and 5 a second and a third exemplary embodiment, FIG. 6 circuit details for the third exemplary embodiment and FIG. 7 shows a fourth exemplary embodiment with a gaseous heat sink.

In Fig. 1 ist ein temperaturabhängiger Widerstand mit 11 und eine Wärmequelle mit 12 bezeichnet. Die thermische Kopplung zwischen beiden ist durch kleine Doppelpfeile angedeutet. Der temperaturabhängige Widerstand 11 liegt in einer Brückenschaltung einem Vergleichswiderstand 13 gegenüber, während in Serie zum Widerstand 11 ein erster Brückenwiderstand 14 und in Serie zum ergleichswiderstand 13 ein zweiter Brückenwiderstand 15 liegen. Die gesamte Brücke 11, 13, 14, 15 wird aus einem Regler 16 mit elektrischer Leistung versorgt. Zwei Eingängen des Reglers 16 wird die mit UD vezeichnete Brückendiagonalspannung zugeführt. Im gleichen Brückenzweig wie der temperaturabhängige Widerstand 11 und in Serie zu diesem liegt-ein Stromwandler 17.In Fig. 1 is a temperature-dependent resistor with 11 and a Heat source designated by 12. The thermal coupling between the two is through small double arrows indicated. The temperature-dependent resistor 11 is in a Bridge circuit compared to a comparison resistor 13, while in series with the resistor 11 a first bridge resistor 14 and in series with the equalization resistor 13 a second one Bridge resistance 15 lie. The entire bridge 11, 13, 14, 15 is made up of one controller 16 supplied with electrical power. Two inputs of the controller 16 is with UD plotted bridge diagonal voltage fed. In the same branch of the bridge like the temperature-dependent resistor 11 and in series with it - a current transformer 17th

Ein Multiplizierer 18 hat zwei Eingänge, die mit U bzw. I bezeichnet sind und einen mit P bezeichneten Ausgang. Dem Eingang U wird die am temperaturabhängigen Widerstand 11 liegende Spannung U11 zugeführt, während der Eingang I mit dem Ausgang des Stromwandlers 17 verbunden ist. An den Ausgang P des Multiplizierers 18 ist ein Anzeigeinstrument 19 angeschlossen. Schließlich ist noch mit einer unterbrochenen Linie eine thermische Abschirmung 20 angedeutet, die Wärmequelle oder -senke 12 und temperaturabhängigen Widerstand 11 gemeinsam umgibt.A multiplier 18 has two inputs, labeled U and I, respectively and an output labeled P. The input U is the temperature-dependent Resistor 11 applied voltage U11, while the input I to the output of the current transformer 17 is connected. At the output P of the multiplier 18 is a display instrument 19 is connected. Finally, one more interrupted Line a thermal shield 20 indicated, the heat source or sink 12 and temperature-dependent resistor 11 surrounds together.

Zur Erläuterung der Funktionsweise sei jetzt zunächst angenommen, daß die Wärmequvlle 12 ganz entfernt ist, so daß der temperaturabhängige Widerstand 11 nur mit seiner Umgebung Wärme austauscht, z. B. über seine Anschlußdrähte oder mit einer weiteren, nicht dargestellten Wärmesenke, beispielsweise der Grundplatte, auf der er montiert ist (vgl. Fig. 2 ). Wenn die Brücke abgeglichen sein soll, d. h. UD = 0 wird, muß der temperaturabhängige Widerstand 11 einen ganz bestimmten Wert R11 annehmen, der durch die Werte RX3, R14 und R15 der anderen drei Brückenwiderstände eindeutig bestimmt ist gemäß: R14 /R11 = Rn5 /R13.To explain how it works, it is now assumed that that the heat source 12 is completely removed, so that the temperature-dependent resistance 11 only exchanges heat with its surroundings, e.g. B. via its connecting wires or with another heat sink, not shown, for example the base plate, on which it is mounted (see. Fig. 2). If the bridge is to be balanced, i. H. UD = 0, the temperature-dependent resistor 11 must have a very specific one Assume the value R11, which is determined by the values RX3, R14 and R15 of the other three bridge resistors is clearly determined according to: R14 / R11 = Rn5 / R13.

Das bedeutet, daß für gegebene Widerstände R13 D R14, R15 die Brücke nur bei einer genau definierten Temperatur des Widerstandes 11 abgeglichen sein kann; diese Temperatur ist durch die Temperaturkennlinie des temperaturabhängigen Widerstandes bestimmt, Diese Temperatur von z. B. 500 C wird durch elektrische Eigenerwärmung des temperaturabhängigen Widerstandes 11 eingestellt. Der Regler 16 muß so beschaltet sein, daß er der Brücke einen höheren Strom zuführt, wenn die Temperatur zu niedrig ist und umgekehrt. Für die Ausbildung der Brücke 11, 13, 1t, 15 und des Reglers 16 gibt es grundsätzlich zwei gleichwertige Möglichkeiten: a. Wechselstrombrücke und Regler mit Wechselstromgenerator.This means that for given resistances R13 D R14, R15 the bridge be calibrated only at a precisely defined temperature of the resistor 11 can; this temperature is determined by the temperature characteristic of the temperature-dependent Resistance determined, This temperature of z. B. 500 C is generated by electrical self-heating of the temperature-dependent resistor 11 is set. The controller 16 must be wired in this way be that he is the Bridge supplies a higher current when the temperature is too low and vice versa. For the formation of the bridge 11, 13, 1t, 15 and des Regulator 16, there are basically two equivalent options: a. AC bridge and regulator with alternator.

Diese Methode wird bei dem bekannten Mikrowellenleistungsmesser benützt und ist auch zur Wärmeleistungsmessung gemäß der Erfindung anwendbar. This method is used in the known microwave power meter and is also applicable to thermal power measurement according to the invention.

b. Gleichstrombrücke, die vom Regler über eine steuerbare Strom- oder Spannungsquelle versorgt wird. Schaltungseinzelheiten zu dieser Methode werden unten anhand von Fig. 6 erläutert.b. DC bridge, which is controlled by the controller via a controllable current or Voltage source is supplied. Circuit details for this method are given below explained with reference to FIG. 6.

Der Regler 16 sorgt also durch Regelung des Brückensbre.-dafür, daß die Temperatur des temperaturabhängigen Widerstandes 11 konstant und damit die Brücke abgeglichen bleibt.By regulating the bridge width, the controller 16 ensures that the temperature of the temperature-dependent resistor 11 is constant and thus the bridge remains balanced.

Während des Regelvorgangs wird kontinuierlich die Spannung U11 am Widerstand 11 abgegriffen und mit dem Stromwandler 17 der Strom gemessen, der durch den Widerstand 11 fließt. Da beide Werte dem Multiplizierer 18 zugeführt werden, liegt an dessen Ausgang ständig ein Signal, das proportional zu der im temperaturabhängigen Widerstand 11 verbrauchten Leistung P = U11 1 ist. Das Anzeigeinstrument 19 kann direkt in Milliwatt geeicht werden. Es wird zweckmäßig so eingestellt, daß es bei dem bis jetzt beschriebenen Regelvorgang ohne Wärmequelle 12 den Wert Null als Ruheleistung anzeigt.During the control process, the voltage U11 is continuously applied Resistor 11 tapped and measured with the current transformer 17, the current flowing through the resistor 11 flows. Since both values are fed to the multiplier 18, there is a constant signal at its output that is proportional to the temperature-dependent signal Resistor 11 power consumed P = U11 1 is. The display instrument 19 can can be calibrated directly in milliwatts. It is expediently set so that it is at the control process described up to now without heat source 12 has the value zero as idle power indicates.

Wird jetzt die Wärmequelle 12 in thermischen Kontakt zur Widerstand 11 gebracht, so erhöht sich zunächst durch den zusätzlichen Wärmefluß die Temperatur des Widerstandes 11; der Regler 16 vermindert dann den Brückenstrom so weit, bis die Brücke wieder abgeglichen und damit die alte Temperatur wieder erreicht ist. Wenn z. B. durch die thermische Abschirmung 20 sichergestellt wird, daß die Wärmequelle 12 nur mit dem Widerstand 11 Wärme austauscht, dann ändert sich die Leistungsanzeige am Instrument 19 genau um den Betrag der Wärmeleistung der Quelle 12, da wegen der konstanten Temperatur der oben erwähnte Wärmeaustausch des Widerstandes 11 mit seiner Umgebung über Anschlußdrähte und Grundplatte konstant bleibt.The heat source 12 is now in thermal contact with the resistor 11 brought, the temperature initially increases due to the additional heat flow the resistor 11; the controller 16 then reduces the bridge current until the bridge adjusted again and with it the old temperature again is reached. If z. B. is ensured by the thermal shield 20, that the heat source 12 exchanges heat only with the resistor 11, then changes the power display on the instrument 19 exactly by the amount of heat output of the Source 12, because the above-mentioned heat exchange of the Resistance 11 with its environment constant via connecting wires and base plate remain.

Dieses Prinzip funktioniert grundsätzlich für beide Richtungen des Wärmestroms zwischen Quelle 12 und Widerstand 11. Die im Widerstand 11 verbrauchte elektrische Leistung wird vermindert, wenn es sich um eine Wärmequelle, z. B. einen Laserkristall nach Fig. 2, handelt und erhöht, wenn es sich um eine Wärmesenke, z. B. ein kühlendes Peltier - Element handelt.This principle basically works for both directions of the Heat flow between source 12 and resistor 11. The consumed in resistor 11 electrical power is reduced if it is a heat source, e.g. B. a Laser crystal according to Fig. 2, and increases, if it is a heat sink, z. B. is a cooling Peltier element.

Wenn die oben erwähnte Ruheleistung (d. h. Leistung ohne Wärmequelle) z. B. 100 mW beträgt, dann können bei Wärmequellen nur thermische Leistungen bis etwa 90 mW gemessen werden, da sonst die Brücke nicht mehr abgeglichen werden kann. Dagegen können bei Wärmesenken durchaus auch Leistungen gemessen werden, die größer als die Ruheleistung sind.If the above-mentioned quiescent power (i.e. power without a heat source) z. B. 100 mW, then only thermal power up to heat sources 90 mW must be measured, otherwise the bridge can no longer be adjusted. On the other hand, with heat sinks, powers that are greater can certainly also be measured than the rest power.

Es handelt sich also um ein Kompensations-Meßverfahren, bei dem die Wärmeleistung der Wärmequelle oder -senke 12 durch Vermindern bzw0 Erhöhen einer elektrischen Leistung kompensiert wird.It is therefore a compensation measurement method in which the Heat output of the heat source or sink 12 by reducing or increasing a electrical power is compensated.

In Fig. 2 ist der temperaturabhängige Widerstand 11 zu erkennen, der durch Schleifen quaderförmig aus einem handelsüblichen P T C > Widerstand hergestellt wurde. Beim Ausführungsbeispiel ist der positive Temperaturkoeffizient des Widerstandes 7 % / 00, der Kaltwiderstand bei 25 °C ungefähr 300 Q . Die Kantenlängen des Quaders 11 liegen zwischen 1,5 mm und 2 mm; die Zeichnung ist also nicht maßstabgerecht.In Fig. 2, the temperature-dependent resistor 11 can be seen, the produced by grinding in the shape of a cuboid from a commercially available P T C resistor became. In the exemplary embodiment, the positive temperature coefficient is the resistance 7% / 00, the cold resistance at 25 ° C about 300 Q. The edge lengths of the cuboid 11 are between 1.5 mm and 2 mm; the drawing is therefore not to scale.

Eine Vorderfläche 21 des Quaders 11 ist metallisiert (verkupfert ); auf ihr ist mit Hilfe einer Lötstelle 22 ein erster Anschlußdraht 23 elektrisch leitend befestigt. Ein zweiter Anschlußdraht 24 ist ebenso an der in der Zeichnung nicht sichtbaren Rückfläche des Quaders 11 befestigt. Als Wärmequelle 12 ist ein durchsichtiger, ebenfalls schematisiert quaderförmig dargestellter Kristall vorgesehen, der von einem Laserstrahl 26 durchdrungen und dadurch aufgeheizt wird. Die Anordnung dient so zur Messung des Quantenwirkungsgrades von optisch aktiven Kristallen.A front surface 21 of the cuboid 11 is metallized (copper-plated); a first connecting wire 23 is electrically connected to it with the aid of a soldering point 22 conductively attached. A second lead 24 is also on that in the drawing non-visible rear surface of the cuboid 11 attached. As a heat source 12 is a transparent, also schematically shown cuboid crystal provided, which is penetrated by a laser beam 26 and thereby heated. The order serves to measure the quantum efficiency of optically active crystals.

Die Wärmequelle (Kristall ) 12 ist mit Hilfe eines gut wärmeleitenden Mediums 27, im Ausführungsbeispiel handelsübliche Wärmeleitpaste, auf den temperaturabhängigen Widerstand 11 geklebt. Dieser Widerstand 11 ist mit Hilfe einem komponentenklebers, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, auf einer Grundplatte 25 befestigt, die aus schlecht wärmeleitendem Material, im Ausführungsbeispiel Pertin-^ besteht. Mit unterbrochenen Linien angedeutet ist schließlich die thermische Abschirmung 20, die beim Ausführungsbeispiel aus Plexiglas besteht und für den Durchtritt des Laserstrahls 26 zwei Bohrungen aufweist, von denen in der Zeichnung nur eine Bohrung 30 angedeutet ist.The heat source (crystal) 12 is with the help of a highly thermally conductive Medium 27, commercially available thermal paste in the exemplary embodiment, on the temperature-dependent Resistor 11 glued. This resistor 11 is with the help of a component adhesive, which is not shown in the drawing, attached to a base plate 25, which consists of poorly thermally conductive material, in the exemplary embodiment Pertin- ^. Finally, the thermal shielding is indicated by broken lines 20, which consists of plexiglass in the embodiment and for the passage of the Laser beam 26 has two bores, of which only one bore in the drawing 30 is indicated.

Der temperaturabhängige Widerstand 11 kann über die beiden Anschlußdrähte mit einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1, aber auch mit den weiter unten beschriebenen anderen Schaltungsanordnungen verbunden werden. Er wird dann aufgeheizt auf etwa 50 0C und gibt beim Ausführungsbeispiel einen konstanten Wärmestrom von etwa 180 mW an die Grundplatte 25 ab. Die Wärmeabgabe durch Konvektion an die Umgebungsluft ist demgegenüber klein, solange durch die thermische Abschirmung 20 Luftströmungen unterbunden werden.The temperature-dependent resistor 11 can be via the two connecting wires with a circuit arrangement according to FIG. 1, but also with those described below other circuit arrangements are connected. It is then heated to around 50 0C and gives a constant heat flow of about 180 in the exemplary embodiment mW to the base plate 25. The heat dissipation through convection to the ambient air In contrast, it is small as long as air flows through the thermal shield 20 be prevented.

Wird dagegen die Abschirmung 20 entfernt und mit einem Gebläse Luft am Widerstand 11 vorbeigeführt, so steigt die vom Anzeigeinstrument 19 gemessene Wärmeleistungsabgabe in guter Näherung proportional zur Strömungsgeschwindigkeit der Luft. In diesem Fall, der unten anhand von Fig. 7 noch näher erläutert wird, bildet die strömende Luft eine Wärmesenke.If, on the other hand, the shield 20 is removed and a fan is used for air passed the resistor 11, the measured by the display instrument 19 increases Heat output in good approximation proportional to the flow velocity the air. In this case, which is explained in more detail below with reference to FIG. 7, the flowing air forms a heat sink.

Da der Regler 16 die Temperatur konstant hält, bleibt der Wärmestrom vom Widerstand 11 zur Grundplatte 25 auch konstant, wenn die Wärmequelle 12, d. h. der Kristall, aus dem Laserstrahl 26 Lichtleistung absorbiert, diese teilweise in Wärmeleistung umwandelt und an den Widerstand 11 abgibt. Dem Widerstand 11 muß dann gerade soviel elektrische Leistung weniger zugeführt werden, wie die Wärmequelle 12 erzeugt. Durch Messen der absorbierten Lichtleistung und dieser Wärmeleistung kann man den Quantenwirkungsgrad bestimmen, weil die Differenz der beiden Leistungswerte vom optisch aktiven Kristall (Wärmequelle 12) als Lichtquanten abgestrahlt wird.Since the controller 16 keeps the temperature constant, the heat flow remains from the resistor 11 to the base plate 25 also constant when the heat source 12, i. H. the crystal from which the laser beam 26 absorbs light power, this partially converts it into heat output and emits it to the resistor 11. The resistance 11 must then just as much less electrical power is supplied as the heat source 12 generated. By measuring the light power absorbed and this heat output one can determine the quantum efficiency because the difference between the two power values from the optically active crystal (heat source 12) is emitted as light quanta.

Man muß bei dieser Messung allerdings darauf achten, daß der Laserstrahl 26 den Kristall (Wärmequelle 12) möglichst nah der Oberfläche des Widerstandes 11 durchdringt. Messungen haben gezeigt5 daß umso weniger Wärmeleistung angezeigt wird, je weiter die durchetrahlte Kristallzone von der Oberflache des temperaturabhängigen Widerstandes 11 entfernt liegt. Dieser Meßfehler wird durch den unsymetrischen Aufbau (Wärmefluß nur in einer Richtung) verursacht und kann bei größeren Kristallen durch eine Anordnung nach Fig. 3 vermieden werden.With this measurement you have to make sure that the laser beam 26 the crystal (heat source 12) as close as possible to the surface of the resistor 11 penetrates. Measurements have shown5 that the less heat output is displayed, the further the irradiated crystal zone from the surface of the temperature-dependent Resistance 11 is removed. This measurement error is caused by the asymmetrical structure (Heat flow only in one direction) and can be caused by larger crystals an arrangement according to FIG. 3 can be avoided.

In Fig. 3 ist wieder ein quaderförmiger Kristall als Wärmequelle 12 dargestellt. Lötstelle 22, Anschlußdrähte 23, 24, Grundplatte 25 und Laserstrahl 26 sind gleich wie bei Fig. 2.In FIG. 3 there is again a cuboid crystal as the heat source 12 shown. Soldering point 22, connecting wires 23, 24, Base plate 25 and laser beam 26 are the same as in FIG. 2.

Lediglich der temperaturabhängige Widerstand 11 ist als Metallfilm 29 ausgebildet, der den Kristall bis auf ein kleines Fenster umgibt. Zur Herstellung des Films wird der Kristall zunächst chemisch und dann weiter galvanisch vernickelt. Anschließend wird das Fenster herausgeätzt. Nachteilig sind bei dieser Anordnung der gegenüber einem P T C - Widerstand recht kleine Temperaturkoeffizient des Nickelfilms und die erreichbaren Widerstandswerte von 0,1Q bis 1 Q. Beides kann durch schaltungstechnische Maßnahmen korrigiert werden. Brückenschaltungen zur Messung kleiner Widerstände sind bekannt. Der Verstärkungsfaktor des Reglers 16 kann genügend erhöht werden.Only the temperature-dependent resistor 11 is a metal film 29 formed, which surrounds the crystal except for a small window. For the production of the film, the crystal is first chemically nickel-plated and then galvanically nickel-plated. Then the window is etched out. Disadvantages of this arrangement the temperature coefficient of the nickel film, which is quite small compared to a P T C resistance and the achievable resistance values of 0.1 Ω to 1 Ω. Both can be achieved through circuitry Measures are corrected. Bridge circuits for measuring small resistances are known. The gain of the controller 16 can be increased sufficiently.

Von großem Vorteil ist es dagegen, daß der n-r XQ+-v von der bestrahlten Zone des Kristalls aus radialsymmetrisch nach allen Seiten zum temperaturabhängigen Widerstand, d.h.On the other hand, it is of great advantage that the n-r XQ + -v differs from the irradiated Zone of the crystal from radially symmetrical on all sides to the temperature-dependent Resistance, i.e.

dem Metallfilm 29 fließt. Die gemessene Leistung ändert sich deshalb nicht, wenn der Laserstrahl in der Höhe verstellt wird. Außerdem ist der Wärmekontakt zwischen Wärmequelle 12 und Metallfilm 29 besser als beim Beispiel nach Fig. 2, wo der Wärmewiderstand der Wärmeleitpaste zu berücksichtigen ist.the metal film 29 flows. The measured power therefore changes not if the height of the laser beam is adjusted. In addition, there is thermal contact between heat source 12 and metal film 29 better than in the example of FIG. 2, where the thermal resistance of the thermal paste has to be taken into account.

Die Anordnung nach Fig. 2 ist andererseits vorteilhaft bei sehr kleinen Kristallen und wenn es darum geht, eine große Zahl von verschiedenen Kristallen oder auch elektroL-?hpn Bauelementen in Form von Halbleiterchips durchzumessen.The arrangement according to FIG. 2, on the other hand, is advantageous for very small ones Crystals and when it comes to a large number of different crystals or also to measure electroL-? hpn components in the form of semiconductor chips.

Der Präparationsaufwand ist nämlich viel kleiner als beim Beispiel nach Fig. 3.The preparation effort is much smaller than in the example according to Fig. 3.

Fig. 4. zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Ein richtung zum Ausgleich von Schwankungen der Umgebungstemperatur.Fig. 4. shows a second embodiment with a device to compensate for fluctuations in the ambient temperature.

Die Meßbrücke 11, 13, 14, 15 und der Regler 16 sind genau gleich zusammengeschaltet, wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Anstelle des Stromwandlers liegt hier ein Brückenstrom - Meßwiderstand 41 in Serie zur Brücke 11, 13, 14, 15. Am Eingang U des Multiplizierers 18 liegt wieder die Spannung, die am temperaturabhängigen Widerstand 11 abfällt, während am Eingang I die am Meßwiderdtand 41 abfallende Spannung zugeführt wird.The measuring bridge 11, 13, 14, 15 and the controller 16 are interconnected in exactly the same way, as in the first embodiment according to FIG. 1. Instead of the current transformer here a bridge current measuring resistor 41 in series with the bridge 11, 13, 14, 15. Am Input U of the multiplier 18 is again the voltage that is temperature-dependent Resistor 11 drops, while at input I the voltage drop across measuring resistor 41 is fed.

Die Wärmequelle 12 ist wieder als auf den Widerstand 11 aufgeklebter Kristall ausgebildet, der vom Laserstrahl 26 durchdrungen wird. Der Laserstrahl 26 wird moduliert, d.h.The heat source 12 is again as glued onto the resistor 11 Crystal formed, which is penetrated by the laser beam 26. The laser beam 26 is modulated, i.e.

im hier dargestellten Beispiel periodisch unterbrochen durch einen Lichtstrahl - Unterbrecher (Chopper) 70, dessen Chopper - Blatt 71 halbkreisförmig ausgebildet ist.in the example shown here, periodically interrupted by a Light beam interrupter (chopper) 70, the chopper blade 71 of which is semicircular is trained.

Der Modulationsvorgang wird rückgängig gemacht durch einen Demodulator 72, der an dem Ausgang des Multiplizierers 18 angeschlossen ist. Den Eingang des Demodulators 72 bildet eine Abtast- und Halteschaltung 73 (Sample and Hold Circuit), im Ausführungsbeispiel SHM - LM - 2 (Datel). An die Abtast-und Halteschaltung 73 schließt sich ein elektronischer Umschalter 74 an, im Ausführungsbeispiel DG 188 (Siliconix), der den Ausgang der Abtast- und Halteschaltung 73 abwechselnd mit zwei Speicherkondensatoren 75, 76 verbindet, die wiederum mit den Eingängen eines als Subtrahierer 77 wirkenden Differenzverstärkers verbunden sind. Am Ausgang des Subtrahierers 77 liegt eine Spannung, die proportional zur gemessenen Wärmeleistung P ist Der Lichtstrahl Unterbrecher 70 gibt an einem elektrischen Ausgang eine Rechteckimpulsfolge ab, die in der Zeichnung dargestellt ist. Das Signal ist z. B. immer dann logisch 0, wenn der Laserstrahl 26 unterbrochen ist und logisch 1, wenn der Laserstrahl 26 zur Wärmequelle 12 gelangt. Dieser Ausgang des Lichtstrahl - Unterbrechers 70 ist verbunden mit dem Steuereingang des elektronischen Umschalters 74, über ein erstes Differenzierglied 81 mit einem ersten Eingang eines ODER - Gatters 79 und über ein zweites Differenzierglied 82 mit einem Eingang eines Inverters 80, dessen Ausgang an einem zweiten Eingang des ODER - Gatters 79 liegt.The modulation process is reversed by a demodulator 72, which is connected to the output of the multiplier 18. The entrance of the Demodulator 72 forms a sample and hold circuit 73, in the exemplary embodiment SHM-LM-2 (Datel). To the sample and hold circuit 73 This is followed by an electronic changeover switch 74, in the exemplary embodiment DG 188 (Siliconix), which alternates the output of the sample and hold circuit 73 with two Storage capacitors 75, 76 connects, which in turn are connected to the inputs of a Subtracter 77 acting differential amplifier are connected. At the output of the subtracter 77 there is a voltage which is proportional to the measured heat output P Der Light beam interrupter 70 gives a square-wave pulse train at an electrical output which is shown in the drawing. The signal is e.g. B. then always logical 0 if the laser beam 26 is interrupted and logical 1 if the laser beam 26 reaches the heat source 12. This output of the light beam interrupter 70 is connected to the control input of the electronic switch 74, via a first differentiator 81 with a first input of an OR gate 79 and via a second differentiator 82 with an input of an inverter 80, whose The output is at a second input of the OR gate 79.

Der Ausgang des ODER - Gatters 79 ist an den Eingang einer monostabilen Kippstufe 78 angeschlossen, deren Ausgang mit dem Steuereingang der Abtast- und Halte schaltung 73 verbunden ist.The output of the OR gate 79 is connected to the input of a monostable Flip-flop 78 connected, the output of which with the control input of the sampling and Hold circuit 73 is connected.

Der Lichtstrahl - Unterbrecher 70 wird mit einer niedrigen Unterbrechungsfrequenz betrieben. Bei der Widerstandskonstruktion nach Fig. 2 liegt diese Frequenz je nach verwendetem Kristall (Wärmequelle 12) zwischen 0,1 Hz und 0,5 Hz. Wegen der thermischen Ausgleichsvorgänge braucht der Regler 16, der beim Ausführungsbeispiel is Propetionalregler ausgebildet ist, bis zu fünf Sekunden, um nach m Ein- oder Ausschalten des Laserstrahls 26 wieder die richtige Temperatur einzustellen. Die Einstellgeschwin keit läßt sich erhöhen, indem man der Reglercharakteristik einen Differenzialanteil gibt.The light beam interrupter 70 operates at a low interruption frequency operated. In the resistor construction according to FIG. 2, this frequency is depending on used crystal (heat source 12) between 0.1 Hz and 0.5 Hz. Because of the thermal The regulator 16, which in the exemplary embodiment is a propetional regulator, needs compensation processes is designed to take up to five seconds to turn the laser beam on or off after m 26 to set the correct temperature again. The setting speed can increase by giving the controller characteristic a differential component.

Es gibt bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Gleichgewichtszustände, den ohne und den mit Laserlicht, die vom Regler 16 einzustellen sind. Bei Verwendung eines Proportionalreglers, auch mit Differentialanteil, ergibt sich bei der Leistungsmessung mit Hilfe des Multiplizierers 18 ein Meßfehler, da diese beiden Typen der Reglercharakteristik zu einer hl eibenden Regelabweichung führen. Abhilfe kann man schaffen, indem man beim Regler 16 zusätzlich einen Integralanteil der Reglercharakteristik vorsieht, oder indem man - wie unten bei Fig. 5 beschrieben - für dia beiden Zustände zwei getrennte Sollwertsteller vorsieht.In this embodiment there are two states of equilibrium, those with and without laser light, which are to be set by the controller 16. Using of a proportional controller, also with a differential component, results from the power measurement with the aid of the multiplier 18 a measurement error, since these two types of controller characteristics lead to a constant system deviation. One can remedy this by for controller 16 also provides an integral component of the controller characteristic, or by - as described below in FIG. 5 - for the two states two provides separate setpoint adjuster.

Am Ausgang des Multiplizierers 18 liegt jeweils nach Einstellung des Gleichgewichts eine Spannung, die proportional zur Leistung P ist Die Differenz der beiden Leistungswerte (mit bzw. ohne Einstrahlung von Laserlicht) ist gleich der im Kristall freiwerdenden Wärmeleistunga d. h. gleich der Leistung der Wärmequelle 12.At the output of the multiplier 18 is in each case after setting the Equilibrium a voltage that is proportional to the power P The difference of the two power values (with and without irradiation of laser light) is the same the heat output released in the crystal a d. H. equal to the power of the heat source 12th

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 können sich Meßfehler ergeben, wenn sich bei einer Änderung der Umgebungstemperatur der Wärmestrom vom Widerstand 11 zur Grundplatte 25 (Fig. 2) ändert, weil dann bei gleicher Wiederstandstemperatur vom Multiplizierer 18 eine andere Leistung angezeigt wird. Das Gleiche gilt, wenn infolge Luftzuges der Wärmestrom zur umgebenden Luft einen anderen Wert annimmt. Diese beiden Meßfehler werden beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 vermieden, weil sie sich bei beiden Leistungsmessungen mit gleichem Betrag in gleicher Richtung auswirken und durch Differenzbildung eliminiert werden können.In the embodiment according to FIG. 1, measurement errors can result, if, with a change in the ambient temperature, the heat flow from the resistor 11 to the base plate 25 (Fig. 2) changes because then at the same resistance temperature the multiplier 18 indicates a different power. The same is true if as a result of the draft, the heat flow to the surrounding air assumes a different value. These two measurement errors are avoided in the embodiment of FIG. 4 because they move in the same direction with the same amount for both power measurements and can be eliminated by forming the difference.

Diese Differenzbildung erfolgt im Demodulator 72. Die vom Lichtstrahlunterbrecher abgegebenen Rechteckimpulse mit der genanntenFrequenz von vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Hz werden von denbeiden jeweils als Kondensator angedeuteten Differenziergliedern 81 82 in Nadelimpulse umgeformt, wobei die Nadelimpulse des Differenziergliedes 82 noch invertiert werden.Am Ausgang des ODER - Gatters tritt deshalb bei Jeder vom Lichtstrahl - Unterbrecher 70 kommenden positiven oder negativen Impulsflanke ein positiver Nadelimpuls auf, der die monostabile Kippstufe 78 auslöst.This difference formation takes place in the demodulator 72. That from the light beam interrupter emitted square-wave pulses with said frequency of preferably 0.1 to 0.5 Hz are indicated by the two differentiators, each indicated as a capacitor 81 82 converted into needle pulses, the needle pulses of the differentiating element 82 can still be inverted. At the output of the OR gate, therefore, every positive or negative pulse edge coming from the light beam interrupter 70 a positive needle pulse, which triggers the monostable flip-flop 78.

Diese steuert die Abtast- und Halteschaltung 73. Die Impulsdauer der monostabilen Kippetufe ist an die Frequenz der Lichtstrahl - Unterbrechung so anzupassen, daß der Abtastvorgang jeweils kurz vor dem Ende jeder Halbperiode der in Fig. 4 Fa&o 4 eingezeichneten Rechteckimpulse abgeschlossen wird und der erreichte Leistungswert dann am Ausgang der Abtast- und Halteschaltung liegt.This controls the sample and hold circuit 73. The pulse duration of the monostable tilting stage is to be adapted to the frequency of the light beam interruption so that that the scanning process in each case shortly before the end of each half cycle of the in Fig. 4 Fa & o 4 drawn square pulses is completed and the achieved Power value then at the output of the Sample and hold circuit is located.

Die Rechteckimpulse nach Fig. 4 steuern außerdem den elekronischen Umschalter 74 derart, daß z. B. der Leistungswert ohne Laserlicht auf den ersten Speicherkondensator 75, der Leistungswert mit Laserlicht auf den zweiten Speicherkondensator 76 gegeben wird. Der Subtrahierer (Differenzverstärker) 77 bildet dann die genannte Differenz der beiden Leistungswerte, die gleich der Leistung P der Wärmequelle 12 ist. Die Zeitablaufsteuerung für den Demodulator 72 die aus den Baugruppen 78 bis 82 besteht, kann selbstverständlich auch auders aufgebaut sein. Sie muß lediglich sicherstellen, daß zur richtigen Zeit zwei getrennte Abtastwerte gebildet werden.The square-wave pulses according to FIG. 4 also control the electronic one Changeover switch 74 such that, for. B. the power value without laser light at first Storage capacitor 75, the power value with laser light on the second storage capacitor 76 is given. The subtracter (differential amplifier) 77 then forms the aforesaid Difference between the two power values, which are equal to the power P of the heat source 12 is. The timing control for the demodulator 72 from the modules 78 to 82 exists, can of course also be constructed as well. You just have to ensure that two separate samples are taken at the correct time.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 werden Schwankung>-der Umgebungstemperatur mittels eines sehr einfachen Modulations- und Demodulationsverfahrens ausgeglichen, n durch Ein- und Ausschalten der Wärmequelle 12. Bei anderen Wärmequellen, so z. B. elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen, die direkt als Halbleiterchip auf den Widerstand 11 geklebt werden können, ist es u. U. günstiger, Amplitudenmodulation einzusetzen, d. h. die abgegebene Wärmeleistung seitlich sinusfömig ändern. In diesem Fall wird die Demodulatorschaltung besonders einfach. Die demodulierte Amplitude ist dann wieder unabhängig von der Umgebungstemperatur.In the embodiment according to FIG. 4, fluctuations> -the ambient temperature balanced using a very simple modulation and demodulation process, n by switching the heat source 12 on and off. B. electronic or optoelectronic components that are used directly as a semiconductor chip can be glued to the resistor 11, it may be more advantageous to use amplitude modulation to use, d. H. change the heat output laterally in a sinusoidal manner. In this In this case, the demodulator circuit is particularly simple. The demodulated amplitude is then again independent of the ambient temperature.

Wesentlich für die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 ist es wieder, daß ein Kompensations-Meßverfahren für die in der Wärmequelle 12 erzeugte Wärmelestung verwendet wird. Diese Wärmeleistung wird durch Erhöhen der elektrischen Leistung während der Dunkelphase genau so kompensiert, daß die Temperatur des Widerstandes 11 konstant bleibt. Die periodische Wiederholung von Hell- und Dunkelphasen, d. h. das periodische Ein- und Ausschalten der Wärmequelle und somit die periodische Abfolge solcher Kompensationsvorgänge ermöglicht es darüber hinaus, langsame zeitliche Änderungen der Wärmeströme infolge von Änderungen der Umgebungstemperatur zu eliminieren. Durch Modulationsverfahren kann immer der Nullpegel der Leistung, der eigentlich nicht interessiert, eliminiert werden, indem man Leistungsdifferenzen mißt0 Das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 zeigt Einzelheiten zum Aufbau des Reglers 16 und des Multiplizierers 18. Die Brückenschaltung 11, 14, 15, 33 und der Brückenstrom-Meßwiderstand 41 sind gleich zusammengeschaltet wie beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Nicht dargestellt9 aber ebenfalls gleich angeordnet wie beim zweiten Ausführungsbeispiel, sind der als Wärmequelle 12 dienende Kristall, der Laserstrahl 26 und das Chopper-Blatt 71.Essential for the functioning of the exemplary embodiment according to FIG. 4 it is again that a compensation measuring method for the in the heat source 12 generated heat dissipation is used. This heat output is increased by increasing the electrical power during the dark phase exactly the same compensated, that the temperature of the resistor 11 remains constant. The periodic repetition of light and dark phases, d. H. the periodic switching on and off of the heat source and thus the periodic sequence of such compensation processes makes it possible in addition, slow changes in heat flows over time as a result of changes in the To eliminate ambient temperature. Due to the modulation method, the zero level can always be achieved the performance that is actually not of interest can be eliminated by using performance differences meas0 The third embodiment according to FIGS. 5 and 6 shows details of the structure the controller 16 and the multiplier 18. The bridge circuit 11, 14, 15, 33 and the bridge current measuring resistor 41 are connected together in the same way as in the second Embodiment according to FIG. 4. Not shown9 but also arranged in the same way As in the second embodiment, the crystal serving as heat source 12 is the laser beam 26 and the chopper blade 71.

Der Regler 16 besteht beim dritten Ausführungsbeispiel aus einem Differenzverstärker 31, einem Regelverstärker 32, einem Addierglied 34, einer Stromquelle 35, einem Umschalter 37 und zwei Sollwertstellern 389 39e An den beiden Eingängen des Differenzverstärkers 31 liegt die Brückendiagonalzpannung UD (vergl. Fig. 1). Der Regelverstärker 32 liegt in Serie zum Differenzverstärker. Sein Ausgang ist mit einem Abgleichinstrument 45 und über einen Schalter 40 mit dem Eingang des Addiergliedes 34 verbunden.In the third exemplary embodiment, the controller 16 consists of a differential amplifier 31, a control amplifier 32, an adder 34, a current source 35, a Changeover switch 37 and two setpoint adjusters 389 39e at the two inputs of the differential amplifier 31 is the bridge diagonal voltage UD (see. Fig. 1). The control amplifier 32 is in series with the differential amplifier. Its exit is with a matching instrument 45 and connected to the input of the adder 34 via a switch 40.

Der Ausgang des Addiergliedes 3k ist an den Steuereingang der Stromquelle 35 angeschlossen, die zwischen einer Brückenspeisespannungsquelle 36 und den Brückenwiderständen 14, 15 liegt0 Der Eingang des Addiergliedes 34 wird über den Umschalter 37 abwechselnd mit den beiden als Potentiometer ausgebildeten Sollwertstellern 38 39 verbunden. Dabei liegt der elektrische Ausgang des Lichtstrahl- Unterbrechers 70 am Steuereingang des Umschalters 37.The output of the adder 3k is connected to the control input of the current source 35 connected between a bridge supply voltage source 36 and the bridge resistors 14, 15 is 0 The input of the adder 34 is alternately via the switch 37 connected to the two setpoint adjusters 38 39 designed as potentiometers. Here lies the electrical Light beam interrupter output 70 at the control input of the switch 37.

Der Verbindungspunkt der Widerstände 11, 33 und 41 ist an den Eingang eines Stromsignalverstärkers 42 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Eingang des Multiplizierers 18 verbunden ist. Der U - Eingang des Multiplizierers 18 ist mit einem zweiten Ausgang 43 des Differenzverstärkers 31 verbunden. An den Ausgang des Multiplizierers 18 ist ein Spannungsschreiber 44 angeschlossen, der den zeitlichen Verlauf der im temperaturabhängigen Widerstand 11 verbrauchten elektrischen Leistung P aufzeichnet.The connection point of the resistors 11, 33 and 41 is to the input a current signal amplifier 42 is connected, the output of which is connected to the input of the Multiplier 18 is connected. The U input of the multiplier 18 is with a second output 43 of the differential amplifier 31 is connected. At the exit of the Multiplier 18, a voltage recorder 44 is connected, the time Course of the electrical power consumed in the temperature-dependent resistor 11 P records.

Der Regelkreis für den Brückenstrom kann mit Hilfe des Schalters 40 geöffnet werden. Im Addierglied 34 findet der Sollwert - Istwert - Vergleich statt. Wenn iaar die Schaltung nach Fig. 5 in Betrieb nimmt, öffnet man zunächst den Schalter 40 und damit den Regelkreis und stellt mit dem Vergleichswiderstand 33 die gewünschte Temperatur des temperaturabhängigen Widerstandes ein. Man stellt den Lichtstrahl- Unterbrecher 70 so, daß kein Laserlicht auf den Kristall 12 (siehe Fig. 4) fällt. Damit ist der erste Sollwertsteller 38 an die Stromquelle 35 angeschlossen. Mit diesem erhöht man allmählich den Brücken strom soweit, bis die Brücke ungefähr abgeglichen ist. DasAbgleichinstrument 45 zeigt dann die Spannung O an. Das gleiche Verfahren wiederholt man bei bestrahltem Kristall, d. h. bei eingeschalteter Wärmequelle mit dem zweiten Sollwertsteller 39.The control circuit for the bridge current can be activated with the aid of switch 40 be opened. The setpoint / actual value comparison takes place in the adder 34. When in general the circuit according to FIG. 5 is put into operation, the switch is first opened 40 and thus the control loop and provides the desired value with the comparison resistor 33 Temperature of the temperature-dependent resistor. One puts the light beam Interrupter 70 so that no laser light falls on crystal 12 (see FIG. 4). The first setpoint adjuster 38 is thus connected to the current source 35. With Gradually increase the bridge current until the bridge is roughly leveled is. The leveling instrument 45 then displays the voltage O. Same procedure one repeats with irradiated crystal, d. H. when the heat source is switched on the second setpoint adjuster 39.

Wenn \ion den beiden Betriebszuständen ein ungefährer Abgleich erzielt ist, kann man den Regelkreis mit Hilfe des Schalters 40 schließen, so daß die Brücke bei Verstimmung nachgb egelt wird. Fällt z. B. eine zu hohe Spannung am temperaturabhängigen Widerstand 11 ab, d. h. ist dessen Temperatur zu hoch (PTC-Widerstand), dann sinkt die Ausgangsspannung der beiden Verstärker 31, 32 und die Stromquelle 35 liefert einen kleineren Strom, so daß sich der Widerstand 11 abkühlt. Der Verstärkungsfaktor des Regelverstärkers ist dabei so einzustellen, daß der Regelkreis gerade noch nicht schwingt, aber eine optimale Empfindlichkeit zeigt.When \ ion achieves an approximate comparison of the two operating states is, you can close the control loop with the help of switch 40, so that the bridge if it is out of tune, it is adjusted. For example B. too high a voltage on the temperature-dependent Resistor 11 from, d. H. if its temperature is too high (PTC resistance), it will drop the output voltage of the two amplifiers 31, 32 and the current source 35 supplies a smaller current, so that the resistor 11 cools down. Of the The gain factor of the control amplifier is to be set so that the control loop barely oscillates, but shows optimal sensitivity.

Einzelheiten der Funktionsweise werden nachstehend anhand von Fig0 6 erläutert.Details of the mode of operation are explained below with reference to FIG 6 explained.

Die steuerbare Stromquelle 35 enthält einen pnp-Transistor 351, dessen Kollektor mit den Brückenwiderständen 14, 15 und dessen Emitter über einen Widerstand 352 mit der Brückenspeisespannungsquelle 36 (Spannung beim Ausführ-ungsbeispiel etwa 100 V) verbunden ist. Die Basis liegt am Kollektor eines pnp-Transistors 353 und über einen Widerstand 354 an der Spannungsquelle 36. Der Emitter des npn-Transistors 353 liegt an einer Geräte-Masseleitung 47, während die Basis den Steuereingang der Stromquelle 35 bildet und über einen Gegenkopplungswiderstand 355 an den Emittler des pnp-Transistors 351 angeschlossen ist.The controllable current source 35 includes a pnp transistor 351, the Collector with bridge resistors 14, 15 and its emitter via a resistor 352 with the bridge supply voltage source 36 (voltage in the exemplary embodiment about 100 V). The base is at the collector of a pnp transistor 353 and across a resistor 354 to the voltage source 36. The emitter of the npn transistor 353 is connected to a device ground line 47, while the base is the control input of the Forms current source 35 and via a negative feedback resistor 355 to the emitter of the pnp transistor 351 is connected.

Das Addierglied 34 (vergl. Fig. 5) wird durch drei Widerstände 341, 342S 343 gebildet, die zusammen mit dem Widerstand 355 den Basisstrom des Transistors 353 als Stromsumme führen. Zwischen den Widerständen 341 und 342, die jeweils an Abgriffen der Sollwertsteller 38, 9 liegen, und dem Steuereingang der Stromquelle 35 liegt der Umschalter 37, der beim Ausführungsbeispiel als integrierter Schaltkreis DG 188 (Siliconix) ausgebildet ist, Die als Potentiometer ausgebildeten Sollwertsteller 38 39 sind jeweils mit einer positiven und einer negativen Versorgungsleitung 48 bzw. 49 verbundene Zwischen der Basis des npn-Transistors 353 und derGerätemasseleitung 47 liegt noch ein Kondensator 344, der zusammen mit den Widerständen 341 bis 343 und 355 einen Tiefpaß zur Schwingungsunterdrückung bildet.The adder 34 (see. Fig. 5) is through three resistors 341, 342S 343 formed, which together with the resistor 355 the base current of the transistor 353 lead as current sum. Between resistors 341 and 342, each on Taps of the setpoint adjuster 38, 9 lie, and the control input of the power source 35 is the switch 37, which in the embodiment as an integrated circuit DG 188 (Siliconix) is designed, The setpoint adjuster designed as a potentiometer 38 39 each have a positive and a negative supply line 48 and 49 respectively connected between the base of the NPN transistor 353 and the device ground line 47 is also a capacitor 344, which together with the resistors 341 to 343 and 355 forms a low-pass filter for vibration suppression.

Am Steuereingang des Umschalters 37 liegt der Ausgang des Lichtstrahl-Unterbrechers 700 Der Addierwiderstand 343 ist über den Schalter 40 an den Ausgang des Regelverstärkers 32 angeschlossen.The output of the light beam interrupter is at the control input of the switch 37 700 The adding resistor 343 is via switch 40 to the output of the control amplifier 32 is connected.

Der Regelverstärker 32 enthält einen Operationsverstärker 321, der mit Hilfe eines Widerstandes 322 gegengekoppelt ist. Zwischen dem intervertierenden Eingang des Operationsverstärkers 321 und der Geräte-Masseleitung 47 liegt weiterhin ein Stellwiderstand 323 in Serie mit einem Widerstand 324. Am Ausgang des Operationsverstärkers 321 ist erstens das mit der Geräte-Masseleitung 47 verbundene Abgleichinstrument 45 und zweitens die Basis eines pnp-Transistors 325 angeschlossen, dessen Kollektor mit der negativen Versorgungsleitung 49 verbunden ist. Der Emitter des pnp-Transistors 325 bildet den Ausgang des Regelverstärkers 32 und ist einerseits mit dem Scna'+er 40 und andererseits über einen Widerstand 326 mit der positiv3 Versorgungsleitung 48 verbunden.The control amplifier 32 includes an operational amplifier 321, the is fed back with the aid of a resistor 322. Between the interverting The input of the operational amplifier 321 and the device ground line 47 are still present a variable resistor 323 in series with a resistor 324. At the output of the operational amplifier First, 321 is the calibration instrument connected to the device ground line 47 45 and secondly the base of a pnp transistor 325 is connected, its collector is connected to the negative supply line 49. The emitter of the pnp transistor 325 forms the output of the control amplifier 32 and is connected on the one hand to the Scna '+ er 40 and on the other hand via a resistor 326 to the positive3 supply line 48 connected.

Der Differenzverstärker 31 enthält zwei OperationsverJ (Ausführungsbeispiel Typ 3584 Burr-Brown). Der nichtinvertierende Eingang des mit zwei Widerständen 312, 313 als nichtinvertierender Verstärker beschalteten Operationsverstärkers 311 liegt am Verbindungspunkt der Brückenwiderstände 14, 11. Der Widerstand 313 und ein am Ausgang des Operationsverstärkers 311 angeschlossenes Trimm-Potentiometer 314 liegen an einer Meß-Masseleitung 46, die zum Verbindungspunkt zwischen den Brückenwiderständen 11, 33 und dem Meßwiderstand 41 geführt ist. Der Meßwiderstand 4 liegt somit zwischen der Meß-Masseleitung 46 und der Geräte-Masseleitung 47.The differential amplifier 31 contains two operational amplifiers (exemplary embodiment Type 3584 Burr-Brown). The non-inverting input of the two resistor 312, 313 operational amplifier 311 connected as a non-inverting amplifier is located at the connection point of the bridge resistors 14, 11. The resistor 313 and an am Output of the operational amplifier 311 connected trimming potentiometer 314 lie at a measuring ground line 46, which is the connection point between the bridge resistors 11, 33 and the measuring resistor 41 is performed. The measuring resistor 4 is thus between the measuring ground line 46 and the device ground line 47.

Der Abgriff des Trimm-Potentiometers 318; bildet den zweiten Ausgang 43 des Differenzverstärkers 31 (vgl. Fig. 5). Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 315 liegt am Verbindungspunkt der Brückenwiderstände 15, 33, so daß die Brückendiagonalspannung UD zwischen den beiden sehr hochohmigen nichtinvertierenden Operationsverstärkereingängen liegt. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 315 ist über einen Widerstand 316 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 311 verbunden. Am Ausgang des Operationsverstärkers 315 ist ein Gegenkopplungswiderstand 317 und der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 321 angeschlossen.The tap of the trim potentiometer 318; forms the second exit 43 of the differential amplifier 31 (see. Fig. 5). The non-inverting input of the Operational amplifier 315 is at the connection point of the bridge resistors 15, 33, so that the bridge diagonal voltage UD between the two very high resistance non-inverting Op amp inputs. The inverting input of the operational amplifier 315 is connected to the output of the operational amplifier 311 via a resistor 316. At the output of the operational amplifier 315 is a negative feedback resistor 317 and the non-inverting input of the operational amplifier 321 is connected.

Der Stromsignalverstärker 42 enthält einen Operationsverstärker 421, der über einen Widerstand 422 gegengekoppelt ist.The current signal amplifier 42 includes an operational amplifier 421, which is fed back via a resistor 422.

Der invertierende Eingang ist über einen Widerstand 423 mit der Geräte-Masseleitung 47 und der nichtinvertierende Eingang über einen Widerstand 424 mit der Meß-Masseleitung 46 verbunden.The inverting input is connected to the device ground line via a resistor 423 47 and the non-inverting input via a resistor 424 to the measuring ground line 46 connected.

Als Multiplizierer 18 ist beim Ausführungsbeispiel der Baustein AD 534 (Analog Devices) verwendet, der zwei Eingangssignales die an die Eingänge X1, X2 bzw. Y1, Y2 gelegt werden, miteinander multipliziert, so daß am Ausgang A das Produkt liegt. Der Verstärkungsfaktor des Multiplizierers läßt sich dabei durch Beschaltung zweier weiterer Eingänge Z1, Z2 festlegen. Den Eingängen X1, I2 wird das Spannungssignal U zugeführt, das zwischen dem zweiten Ausgang 43 und der Meß-Masseleitung 46 liegt Das Stromsignal I liegt zwischen dem zweiten Ausgang des Stromsignalverstärkers 42 und der Meß-Masseleitung und wird den Eingängen r1, x2 zugeführt. Der Eingang Z1 ist mit dem Ausgang A über einen Widerstand 181 und mit der Geräte-Masseleitung 47 über einen Widerstand 182 verbunden. Der Eingang Z2 liegt an der Geräte-Masseleitung 47e Der in Fig. 2 dargestellte temperaturabhängige Widerstand 11 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und Fig. 6 durch Abschleifen aus einem Standard-PTC-Widerstand mit einem Temperaturkoeffizienten von 7 % / K (Valvo-Typ 2322 66091006) so hergestellt, daß er einen Kaltwiderstand von 300 n hat.In the exemplary embodiment, the module AD is used as the multiplier 18 534 (Analog Devices) is used, the two input signals sent to inputs X1, X2 or Y1, Y2 are placed, multiplied together so that at output A the Product lies. The gain factor of the multiplier can be passed through Define the connection of two further inputs Z1, Z2. The inputs X1, I2 will be the voltage signal U supplied between the second output 43 and the measuring ground line 46 lies The current signal I lies between the second output of the current signal amplifier 42 and the measuring ground line and is fed to the inputs r1, x2. The entrance Z1 is connected to output A via a resistor 181 and to the device ground line 47 connected through a resistor 182. Input Z2 is connected to the device ground line 47e The temperature-dependent resistor 11 shown in FIG. 2 is in the exemplary embodiment according to Fig. 5 and Fig. 6 by grinding from a standard PTC resistor with a Temperature coefficients of 7% / K (Valvo type 2322 66091006) so produced that it has a cold resistance of 300 n.

Der Widerstand 14 hat einen Wert von 100 X, der Widerstand 15 von 1,3kR, so daß ein Bruchteil von 13/14 des Brückenstroms durch die Widerstände 14 und 11 fließt , während der gesamte Brückenstrom vom Meßwiderstand 41 erfaßt wird.The resistor 14 has a value of 100 X, the resistor 15 of 1.3kR, so a fraction of 13/14 of the bridge current by the resistors 14 and 11 flows, while the entire bridge current from the measuring resistor 41 is detected.

Der Vergleichswiderstand 33 hat einen Maximalwert von 100 kQ und ist als hochlineares Wendelpotentiometer ausgebildet.The comparison resistor 33 has a maximum value of 100 kΩ and is designed as a highly linear helical potentiometer.

Da der PTC-Widerstand 11 extrem nichtlineares (nicht-ohmsches Verhalten zeigt, kann die in ihm anfallende elektrische Leistung nur gemessen werden, indem man Spannung U und Strom I getrennt mißt und miteinander multipliziert um die Leistung P = U I zu erhalten.Since the PTC resistor 11 has an extremely non-linear (non-ohmic behavior shows, the electrical power generated in it can only be measured by voltage U and current I are measured separately and multiplied by the power P = U I to get.

Der erste Operationsverstärker 311 im Differenzverstärker 31 wirkt auf die am PTC-Widerstand 11 abfallende Spannung als nichtinvertierender Verstärker. Die am Ausgang des Operationsverstärkers 311 liegende Spannung wird mit Hilfe des Trimmpotentiometers 31L soweit herunergc';e daß das Spannungssignal U in einen für den Multiplizierer 18 geeigneten Wertebereich kommt.The first operational amplifier 311 in the differential amplifier 31 acts to the voltage drop across the PTC resistor 11 as a non-inverting amplifier. The voltage present at the output of the operational amplifier 311 is measured with the aid of the Trimmpotentiometer 31L down to the extent that the voltage signal U in a for the multiplier 18 suitable range of values comes.

Der zum Brücken strom proportionale Spannungsabfall am Meßwiderstand 41 ist bezogen auf die Meß-Masseleitung 46 negativ. Dieses Vorzeichen wird durch den als Inverter beschalteten Stromsignalverstärker 42 umgekehrt. Gleichzeitig muß beim Verstärkungsfaktor des Stromsignalverstärkers (Verhältnis der Widerstände 422 und 423) der oben erwähnte Faktor 13/14 berücksichtigt werden, um aus dem Brückenstrom den Strom zu berechnen, der durch den PTC-Widerstand 11 fließt. Beim Ausführungsbeispiel haben deshalb die W dprstände folgende Werte: 41 : 10 n; 422 : 260 k D; 423 : 14 k Q.The voltage drop across the measuring resistor proportional to the bridge current 41 is negative with respect to the measuring ground line 46. This sign is given by the current signal amplifier 42 connected as an inverter is reversed. At the same time must at the gain factor of the current signal amplifier (ratio of the resistors 422 and 423) the aforementioned factor 13/14 must be taken into account to get out of the bridge current calculate the current flowing through the PTC resistor 11. In the exemplary embodiment therefore the resistance values have the following values: 41: 10 n; 422: 260 kD; 423: 14 k Q.

Sowohl das Spannungssignal U als auch das ctromsignal T haben also bezogen auf die Meß-Masseleitung positives Vorzeichen, so daß auch das Leistungssignal P am Ausgang A des Multiplizierers positives Vorzeichen hat und dem Spannungsschreiber 44 (vgl. Fig. 5) zugeführt werden kann.Both the voltage signal U and the current signal T therefore have positive sign related to the measuring ground line, so that the power signal P at the output A of the multiplier has a positive sign and the Voltage recorder 44 (see. Fig. 5) can be supplied.

Zu beachten ist allerdings, daß der erwähnte Faktor 13/14 nur gilt, wenn die Brücke 11, 14, 15, 33 abgeglichen ist, so daß am Ausgang des Multiplizierers 18 erst dann ein fehlerfreies Leistungssignal P liegt, wenn der Regelkreis die Brücke abgeglichen hat.It should be noted, however, that the mentioned factor 13/14 only applies if when the bridge 11, 14, 15, 33 is balanced, so that at the output of the multiplier 18 there is only an error-free power signal P when the control loop closes the bridge has matched.

Dieser Regelvorgang erfolgt durch Steuerung der Stromquelle 352 die den Brückenstrom einstellt. Der Brückenstrom steigt, wenn der Baslsstrom des npn-Transistors 353 und damit auch der Basisstrom des pnp-Transistors 351 zunimmt. Die Stromquelle 35 ist dabei über den Widerstand 355 intern gegengekoppelt. Steigt der Brückenstrom z.B. durch Erwärmung der Transistoren, so sinkt das Emitterpotential des pnp-Transistors 351. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 355 nimmt dadurch ab, so daß sich auch der Basisstrom der beiden Transistoren 353, 351 vermindert.This regulating process is carried out by controlling the current source 352 adjusts the bridge current. The bridge current increases when the base current of the npn transistor 353 and thus also the base current of the pnp transistor 351 increases. The power source 35 is fed back internally via resistor 355. If the bridge current increases e.g. when the transistors heat up, the emitter potential of the pnp transistor decreases 351. The voltage drop across the resistor 355 decreases, so that the base current of the two transistors 353, 351 is reduced.

Da der Emitter des npn-Transistors 353 an die Geräte-Masseleitung 47 angeschlossen ist, liegt seine Basis bezogen auf diese Leitung 47 immer auf etwa +0,6 V. Auf diesem Potential, das gleich der Schwellspannung der Basis-Emitter-Diode bei SiTransistoren ist, liegt auch der Emitter des pnp-Transistors 325, wenn der Ausgang des Operationeverstärkers 321 genau auf Geräte-Massepotential (Leitung 47) liegt, was man mit Hilfe des Abgleichinstruments 45 einstellen kann. Der Stellwideratand 323 dient zum Verändern des Verstärkungsfaktors des Regelverstärkere 321, der als nichtinvertierender Verstärker beschaltet ist.Since the emitter of the npn transistor 353 is connected to the device ground line 47 is connected, its base is always based on this line 47 on about +0.6 V. At this potential, which is equal to the threshold voltage of the base-emitter diode in the case of Si transistors, the emitter of the pnp transistor 325 is also present, if the Output of operational amplifier 321 exactly to device ground potential (line 47) is what you can set with the help of the adjustment instrument 45. The opposing party 323 is used to change the gain factor of the control amplifier 321, which is used as non-inverting amplifier is connected.

Der Differenzverstärker 31 liefert - bezogen auf die Meß-Masseleitung 46 - die Ausgangsspannung 0, wenn die Brücke abgeglichen und UD= O ist0 Beim Ausführungsbeispiel haben die Widerstände 313 und 317 den Wert 100 k Q, die Widerstände 312 und 316 den Wert 20 k , so daß sich eine sechsfache Spannungsverstärkung ergibt. Für den Regelkreis ergibt sich eine geringfügige Fehlanpassung, die zwar ausgeregelt wird, aber wegen der Proportionalreglercharakteristik zu einer bleibenden Regelabweichung führt, dadurch, daß die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 31 auf die Meß-Masseleitung 46, die Eingangsspannung des Regelverstärkers 32 aber auf die Geräte-Masseleitung 47 bezogen ist. Wenn dieser kleine Fehler in Spezialfällen stört, muß man den Widerstand 313 mit der Geräte-Masseleitung 47 verbinden. Man braucht dann aber einen getrennten Verstärker der genau wie der Operationsverstärker 311 beschaltet ist, um aus dem Spannungsabfall am PTC-Widerstand 11 das auf die Meß-Masseleitung 46 bezogene Spannungssignal U zu bilden.The differential amplifier 31 delivers - based on the measurement ground line 46 - the output voltage is 0 when the bridge is balanced and UD = O. In the exemplary embodiment the resistors 313 and 317 have the value 100 k Q, the resistors 312 and 316 the value 20 k, so that it is sixfold Voltage amplification results. There is a slight mismatch for the control loop, which is true is regulated, but because of the proportional controller characteristic to a permanent one System deviation leads, in that the output voltage of the differential amplifier 31 to the measuring ground line 46, but the input voltage of the control amplifier 32 is related to the device ground line 47. If this little bug in special cases interferes, one must connect the resistor 313 to the device ground line 47. Man but then needs a separate amplifier just like the operational amplifier 311 is connected to the voltage drop across the PTC resistor 11 to the Measuring ground line 46 related voltage signal U to form.

Der Regelvorgang wurde bereits bei Fig. 5 beschrieben und wird deshalb nur kurz wiederholt: Mit dem Vergleichswiderstand 33 stellt man am Anfang des Versuches die gewünschte Temperatur des PTC-Widerstandes 11, z.B. 50°C ein. DePn stellt man bei geöffnetem Schalter 40 mit Hilfe des Sollwertstellers 39 den Basisstrom des npn-Transistors 353 und damit den Brückenstrom so ein, daß die Brücke ungefähr abgeglichen ist. Dann schließt man den Schalter 40 und damit den Regelkreis. Man kann jetzt nochmals mit dem Sollwertsteller 39 das Abgleichinstrument fein auf Null abgleichen.The control process has already been described for FIG. 5 and is therefore repeated only briefly: The comparison resistor 33 is used at the beginning of the experiment the desired temperature of the PTC resistor 11, e.g. 50 ° C. DePn is provided with the switch 40 open with the aid of the setpoint adjuster 39, the base current of the npn transistor 353 and thus the bridge current so that the bridge is approximately balanced is. Then one closes the switch 40 and thus the control loop. You can now Again, fine-tune the calibration instrument to zero with the setpoint adjuster 39.

Wenn sich jetzt auf Grund äußerer Einflüsse, z.B. steigenuer Umgebungstemperatur die Temperatur des PTC-Widerstandes 11 und damit der Spannungsabfall am Widerstand 11 erhöht. < steig das Potential am Ausgang des Operationsverstärkers 317, das Potential am Ausgang des Operationsverstärkers 315 (Inverter dagegen sinkt. Ebenso sinken die Potentiale am Ausgang des Operationsverstärkers 321 und am Emitter ues Transistors 35 Dadurch wird der Basisstrom des Transistors 353 und damit au der Brückenstrom vermindert, so daß die den Regelvorgang aus lösende Temperaturerhöhung rückgängig gemacht wird.If now due to external influences, e.g. rising ambient temperature the temperature of the PTC resistor 11 and thus the voltage drop across the resistor 11 increased. <increase the potential at the output of the operational amplifier 317, the Potential at the output of the operational amplifier 315 (inverter on the other hand sinks. Likewise the potentials at the output of the operational amplifier 321 and at the emitter ues decrease Transistor 35 This is the base current of transistor 353 and thus au Bridge current is reduced, so that the temperature increase that triggers the control process is reversed.

Ebenfalls wurde bei Figo 5 schon erwähnt, daß zwei Sollwertsteller 38, 39 vorgesehen sind, um bei ein- und ausgeschalteter Wärmequelle 12 Jeweils einen getrennten Nullabgleich mit dem Abgleichinstrument 45 durchzuführen. Dadurch sind die bleibenden Regelabweichungen des Regelkreises in beiden Betriebszuständen jeweils gleich, so daß kein Meßfehler auftritt, wenn man nur die Differenz der Leistungswerte in den beiden Betriebszuständen mißt.It was also mentioned in FIG. 5 that two setpoint adjusters 38, 39 are provided to 12 each one when the heat source is switched on and off perform a separate zero adjustment with the adjustment instrument 45. Thereby are the remaining control deviations of the control loop in both operating states equal, so that no measurement error occurs if only the difference between the power values measures in both operating states.

Eine andere Möglichkeit, bleibende Regelabweichungen überhaupt zu vermeiden, besteht darin, daß man der Reglercharakteristik des Regelverstärkers 321 in schaltungstechnisch bekannter Weise einen Integralanteil gibt. Dadurch läßt sich einer der Sollwertsteller 38, 39 und der Umschalter 37 einsparen, aber der Regelkreis schwingt langsamer ein, so daß die erforderliche Meßzeit größer wird.Another possibility of permanent deviations at all avoid, consists in that one of the control characteristics of the control amplifier 321 gives an integral component in a manner known in terms of circuitry. This lets save one of the setpoint adjusters 38, 39 and the switch 37, but the The control loop settles in more slowly, so that the required measuring time increases.

Das Einschwingen läßt sich in gewissen Grenzen beschleunigen durch einen Differentialanteil der Reglercharakteristik.The settling can be accelerated within certain limits a differential component of the controller characteristic.

Optimal ist deshalb ein in Fig. 6 nicht dargestellter, an sich bekannter PID-Regler5 der also eine Reglercharakteristik mit Proportional Integral- und Differentialanteil hat.Therefore, one that is known per se and not shown in FIG. 6 is optimal PID controller5 that has a controller characteristic with proportional integral and differential components Has.

Das vierte Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 enthält wieder die schon in Fig. 1 gezeigten Brückenwiderstände 11, 14, 15 und den als Widerstand ausgebildeten Stromwandler 17. Anstelle des Vergleichswiderstandes 13 ist hier eine Serienschaltung aus einem temperaturabhängigen Widerstand 131 und einem Widerstand 132 vorgesehen. Parallel zum Widerstand 131 liegt ein weiterer Widerstand 133.The fourth embodiment according to FIG. 7 again contains the already In Fig. 1 shown bridge resistors 11, 14, 15 and designed as a resistor Current transformer 17. Instead of the comparison resistor 13, there is a series circuit here a temperature-dependent resistor 131 and a resistor 132 are provided. Another resistor 133 is located in parallel with resistor 131.

Die Brückendiagonalspannung UD wird wieder dem Regler 16 zugeführt, der die Brücke speist. Die am temperaturabhängigen Widerstand 11 abfallende Spannung U11 liegt an den Eingängen eines Differenzverstärkers 50 während der Spannungsabfall am Stromwandler-Widerstand 17 einem Differenzverstärker 51 zugeführt ist.The bridge diagonal voltage UD is fed back to the regulator 16, that feeds the bridge. The voltage drop across the temperature-dependent resistor 11 U11 is at the inputs of a differential amplifier 50 during the voltage drop is fed to a differential amplifier 51 at the current transformer resistor 17.

Die Ausgänge der Differenzverstärker 50, 51 werden über einen Umschalter 52 abwechselnd mit einem Analog-Digital-Wandler 53 verbunden, dessen Ausgang über einen Digitalsignal- Umschalter 54 im gleichen Takt abwechselnd an zwei Speicher 55, 56 angeschlossen wird. Die Ausgänge der Speich 55, 56 sind zu den Eingängen eines Digital- Multiplizierers geführt, an dessen Ausgang eine Digitalzahl liegt, deren Wert proportional zur Verlustleistung P im temperaturabhängigen Widerstand 11 ist. Die beiden Umschalter 52, 54 werden von einem Taktgenerator 58 gesteuert.The outputs of the differential amplifiers 50, 51 are switched via a switch 52 alternately connected to an analog-to-digital converter 53, the output of which is via a digital signal switch 54 in the same cycle alternately to two memories 55, 56 is connected. The outputs of the memories 55, 56 are to the inputs a digital multiplier, at the output of which there is a digital number, whose value is proportional to the power loss P in the temperature-dependent resistor 11 is. The two changeover switches 52, 54 are controlled by a clock generator 58.

Der temperaturabhängige Widerstand 11 ist in einem Flüssigkeits- oder Gasvolumen 59 angeordnet, das mit einer Geschwindigkeit v in einer Rohrleitung 60 strömt. Die Zuleitungsdrähte des temperaturabhängigen Widerstandes 11 sinc über isolierende Durchführungen 61 durch die Wand de Rohrleitung 60 zum Brückenwiderstand 14 bzw. zum Stromwandier-Widerstand 17 geführt.The temperature-dependent resistor 11 is in a liquid or Gas volume 59 arranged, which at a velocity v in a pipeline 60 flows. The lead wires of the temperature-dependent resistor 11 sinc over insulating bushings 61 through the wall of the pipeline 60 to the bridge resistance 14 or to the current converter resistor 17.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 7 unterscheidet sich von den anderen Ausführungsbeispielen zunächst dadurch, daß anstelle von Analogsignalen hier Digitalzahlen multipliziert werden, nachdem zunächst der Analog-Digital-Wandler 5: abwechselnd das aus dem Differenzverstärker 50 kommende Spannungssignal U (vgl. Fig. 6) und das aus dem Differenzverstärker 51 kommende Stromsignal I (vgl. Fig. 6) in Digitalzahlen umgewandelt hat. Es steht dann im Speicher 55 z.B immer eine Zahl, die proportional zum Spannungssignal D r-tl und im Speicher 56 eine zum Stromsignal I proportionale Zah: Der Multiplizierer 57 kann als Hardware-Multiplizierer ausgebildet sein. Ebenso kann aber auch ein entsprechend programmierter Mikroprozessor als Software-Multiplizierer verwendet werden und die Funktionen der Speicher 55, 56 und des Umschalters 54 mit übernehmen. Eine derartige digitale Signz verarbeitung ist selbstverständlich auch bei den Ausführung: beispielen nach Fig. 1, 4 und 5 möglich.The circuit arrangement of Fig. 7 differs from the others Embodiments initially characterized in that instead of analog signals here digital numbers are multiplied after first the analog-to-digital converter 5: alternately the voltage signal U coming from the differential amplifier 50 (cf. FIG. 6) and the current signal I coming from the differential amplifier 51 (see FIG. 6) in digital numbers has converted. There is then always a number in memory 55, for example, which is proportional to the voltage signal D r-tl and in the memory 56 a proportional to the current signal I. Number: The multiplier 57 can be designed as a hardware multiplier. as well however, a suitably programmed microprocessor can also act as a software multiplier are used and the functions of the memory 55, 56 and the switch 54 with take over. Such digital sign processing is of course also possible in the execution: examples according to FIGS. 1, 4 and 5 are possible.

Der temperaturabhängige Widerstand 11 wird wie bei den anderen Ausführungsbeispielen aufgeheizt auf eine Temperatur, die durch den Wert des Vergleichswiderstandes, hier der Widerstandskombination 131, 132, 133 gegeben ist. Die im Widerstand 11 anfallende Wärmeleistung wird abgeführt: 1. über die Zuleitungsdrähte zu den isolierenden Durchführungen 61 bzw. zur Wand der Rohrleitung 60, 2. durch Wärmeleitung in der Flüssigkeit oder in dem Gas zur Wand der Rohrleitung 60, 3. bei strömender Flüssigkeit bzw. Gas zusätzlich dadurch, daß kontinuierlich neue vorbeiströmende Flüssigkeits-bzw. Gasvolumina aufgeheizt werden.The temperature-dependent resistor 11 is as in the other exemplary embodiments heated to a temperature that is determined by the value of the comparison resistance, here the resistance combination 131, 132, 133 is given. The resulting in resistor 11 Heat output is dissipated: 1. Via the supply wires to the insulating bushings 61 or to the wall of the pipeline 60, 2. by heat conduction in the liquid or in the gas to the wall of the pipeline 60, 3. additionally with flowing liquid or gas in that continuously new liquid or liquid flowing past. Gas volumes heated will.

Der Effekt nach 1. ist die Grundlast, die - falls erforderlich - durch Eichung der Anzeige eliminiert werden kann.The effect according to 1. is the base load, which - if necessary - through Calibration of the display can be eliminated.

Beim Effekt nach 2. ist die abgeführte Wärmeleistung proportional zur Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit bzw. des Gases, Man kann die Anordnung nach Fig. 7 deshalb in ruhenden oder langsam mit konstanter Geschwindigkeit strömenden Flüssigkeiten bzw0 Gasen zur Messung der Wärmeleitfähigkeit verwenden Von besonderem Vorteil ist dabei der in sehr guter Näherung lineare Zusammenhang zwischen angezeigter Leistung und Wärmeleitfähigkeit0 Als Anwendungsbeispiel seien hier nur die bekannten Abgastestgeräte für Brennkraftmaschinen genannt, deren Wirkung darauf beruht, daß CO eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft hat. (CO = Kohlenmonoxid).With the effect according to 2. the dissipated heat output is proportional for the thermal conductivity of the liquid or the gas, the arrangement can be made according to Fig. 7 therefore in dormant or slowly flowing at a constant speed Use liquids or gases to measure the thermal conductivity Of particular The advantage here is the very good approximation of the linear relationship between the displayed Performance and thermal conductivity0 As an application example, only the known ones are here Emission test devices for internal combustion engines called, the effect of which is based on the fact that CO has a higher thermal conductivity than air. (CO = carbon monoxide).

In diesem Fall kann man in bekannter Weise auch mit zwei Vergleichsvolumina arbeiten, von denen eines von Luft und das andere vom zu testenden Abgas langsam durchströmt wird.In this case, you can also use two comparison volumes in a known manner work, one of which from air and the other from the exhaust gas to be tested slowly is flowed through.

Man kann dann die Schaltung nach Fig. 7 so abwandern, daß zwei Meßwiderstände 11, die sich in den beiden Volumina befinden, abwechselnd in die Brücke eingeschaltet werden.You can then migrate the circuit of FIG. 7 so that two measuring resistors 11, which are located in the two volumes, are switched into the bridge alternately will.

Es genügt dann wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ein fester Vergleichswiderstand 13. Der gemessene Leistungs unterschied hängt wieder nicht von der Umgebungstemperatur ab und ist direkt ein Maß für den CO-Gehalt des Abgases.As in the exemplary embodiment according to FIG. 1, a solid one then suffices Comparative resistance 13. The measured difference in power does not depend again depends on the ambient temperature and is a direct measure of the CO content of the exhaust gas.

Beim Effekt nach 3. ist die abgeführte Wärmeleistung propoi tional zur pro Zeiteinheit vorbeigeströmten Masse, das heii bei konstanter Temperatur und Gaszusammensetzung proportio nal zur Strömungsgeschwindigkeit v, wie dies in Fig. 7 angf deutet ist. Die Anordnung nach Fig. 7 kann deshalb als Ane mometer und insbesondere als Luftmengenmesser im Saugrohr Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit v hoch genug ist, sind die Effekte nach 1.With the effect according to 3, the dissipated heat output is proportional to the mass flowing past per unit of time, i.e. at constant temperature and Gas composition proportional to the flow velocity v, as shown in Fig. 7 angf indicates. The arrangement of FIG. 7 can therefore be used as an anemometer and in particular be used as air flow meters in the intake manifold internal combustion engines. If the Flow velocity v is high enough, the effects according to 1.

2. vernachlässigbar.2. negligible.

Für die Anwendung als Luftmengenmesser ist es Djoers vo teilhaft, daß die abgeführte Leistung proportional ztr pro Zeiteinheit vorbeiströmenden Luftmasse ist, die ja gerade gemessen werden aoll, um z.B. mit einer Einspritzanlage ei stöchiometrisches Gemisch für die Verbrennung im Zylinder herzustellen. Dadurch, daß im Gegensatz zu bekannten Hitzdraht-Luftmengenmessern direkt die abgeführte Leistung unc nicht nur eine Temperaturdifferenz gemessen wird, hat man also einen von der Dichte der strömenden Luft unabhängigel die Masse linear anzeigenden Luftmengenmesser.For use as an air flow meter, Djoers vo part that the dissipated power is proportional to ztr per unit of time air mass flowing past which are currently being measured, e.g. in order to achieve a stoichiometric Produce mixture for combustion in the cylinder. By that in contrast to known hot wire air flow meters directly the dissipated power unc not If only one temperature difference is measured, one has one of the density of the Flowing air independent of the mass linearly indicating air flow meter.

Es verbleibt ein Temperaturgang, der davon herrührt, daß die vom Widerstand 11 abgegebene Leistung proport zu: Temperaturdifferenz zwischen Widerstand und strömendem Ga volumen ist. Dieser Temperaturgang wird dadurch ausgeglic daß der Vergleichswiderstand einen temperaturabhängigen T widerstand 131 enthält, der das gleicne Vorzeichen des Te raturkoeffizienten wie der temperaturabhängige Widerstand hat. In den meisten Anwendungsfällen ist nur einer der Wi stände 132, 133 erforderlich, doch muß man die geeignete Widerstandskombination 131 bis 133 in jedem Fall experimentell ermitteln. So kann es z.B. erwünscht sein, bei tiefen Umgebungstemperaturen die Brennkraftmaschine mit fetterem Gemisch zu betreiben. Es ist in diesem Fall auch möglich, dem Brückenwiderstand 15 einen temperaturabhängigen Anteil zu geben.What remains is a temperature drift that is due to the resistance 11 Output power proport to: temperature difference between resistance and flowing Ga volume is. This temperature drift is compensated by the fact that the comparison resistance contains a temperature-dependent T resistor 131 which has the same sign of the temperature coefficient like the temperature-dependent resistance. In most Use cases, only one of the Wi stands 132, 133 is required, but you have to the appropriate one Resistance combination 131 to 133 in any case determine experimentally. For example, it may be desirable at low ambient temperatures to operate the internal combustion engine with a richer mixture. It is in this case also possible to give the bridge resistor 15 a temperature-dependent portion.

Als Beispiel sei genannt, daß beide temperaturabhängigen Widerstände 11 und 131 einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen. Mit steigender Umgebungstemperatur wird der Spannungsabfall über dem Vergleichswiderstand 131 bis 133 größer. Das entspricht bei der Schaltungsanordnung nach Fig.As an example it should be mentioned that both temperature-dependent resistances 11 and 131 have a positive temperature coefficient. With increasing ambient temperature the voltage drop across the comparison resistor 131 to 133 becomes greater. Corresponding in the circuit arrangement according to Fig.

5 und 6 der Einstellung eines höheren Widerstandswertes mit dem Vergleichswiderstand 33. Um die Brücke abzugleichen, reagiert der Regler 16 in beiden Fällen mit einer Erhöhung des Brückenstromes, um den temperaturabhängigen Widerstand 11 auf eine höhere Temperatur aufzuheizen. Durch geeignete Dimensionierung der Widerstände 131 bis 133 kann man so erreichen daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Widerstand 11 und der Umgebungatemperaturf auf der sich sowohl dss strömende Gasvolumen, als auch der Vergleichswiderstand 131 befinden, in einem weiten Temperaturbereich konstant bleibt.5 and 6 the setting of a higher resistance value with the comparison resistance 33. To adjust the bridge, the controller 16 responds in both cases with a Increase the bridge current to the temperature-dependent resistor 11 to a heat up higher temperature. By suitably dimensioning the resistors 131 to 133 can be achieved so that the temperature difference between the resistance 11 and the ambient temperature on which both the flowing gas volume and the comparison resistor 131 is also constant over a wide temperature range remain.

Damit bilden die Widerstände 131 bis 133 eine Einrichtung zum Ausgleich von Schwankungen der Umgebungstemperatur.The resistors 131 to 133 thus form a means for balancing from fluctuations in ambient temperature.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, daß die Schaltungsanordnung nach der Erfindung auf den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten der Kalorimetrie einsetzbar ist. Schaltungseinzelheiten der Ausführungebeispiele sind weitgehend gegeneinander und gegen weitere bekannte Schaltungsanordnungen austauechbar. Insbesondere sind die erwähnten integrierten Schaltkreise nur als Beispiele aufzufassen. Für Serienfertigung wird man kostengünstigere Bauelemente verwenden. Auch die Aufzahlung der Anwendungsgebiete der Kalorimetrie ist nicht erschöpfendO LeerseiteThe embodiments described show that the circuit arrangement according to the invention in a wide variety of fields of application of calorimetry can be used. Circuit details of the exemplary embodiments are extensive interchangeable with one another and with other known circuit arrangements. In particular the integrated circuits mentioned are only to be regarded as examples. For Series production will use cheaper components. Also the payment the fields of application of calorimetry are not exhaustive Blank page

Claims (9)

Anlage zur Patentanmeldung: Schaltungsanordnung zur Messung kleiner Wärmeleistungen.Annex to the patent application: Circuit arrangement for measuring smaller Heat output. P a t e n t a n 8 p r ü c h e : Schaltungsanordnung zur Messung kleiner Leistungen mit einem in einer Meßbrücke liegenden temperaturabhängigen Widerstand, der die zu messende Leistung aufnimmt, ferner mit einem Regelkreis, der die Meßbrücke abgeglichen hält, indem er dem temperaturabhängigen Widerstand elektrische Leistung zuführt, und mit einer Einrichtung zum Ausgleich von Schwankungen der Umgebungstemperatur, dadurch gekennzeichnetD daß der temperaturabhängige Widerstand (11) mit einer Wärmequelle oder -senke (12), deren Leitung zu messen ist, thermisch eng koppelbar ist und in einem Kalorimeter mit elektrischer Kompensation der Wärmeleistung sowohl als Heizelement als auch als Temperaturfühler geschaltet ist. P a t e n t a n 8 p r ü c h e: Circuit arrangement for measuring smaller Power with a temperature-dependent resistor located in a measuring bridge, which absorbs the power to be measured, furthermore with a control circuit, which the measuring bridge keeps balanced by giving electrical power to the temperature-dependent resistor supplies, and with a device to compensate for fluctuations in the ambient temperature, characterized in that the temperature-dependent resistor (11) is connected to a heat source or sink (12), the line of which is to be measured, can be thermally closely coupled and in a calorimeter with electrical compensation of the heat output as well as a heating element as well as a temperature sensor. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in einer Zuleitung des temperaturabhängigen Widerstandes (11) liegenden Stromwandler (17) und durch einen Multiplizierer (18)', mit dessen Eingängen die am temperaturabhängigen Widerstand (11) liegende Spannung (ull) und der Ausgang des Stromwandlers (17) verbindbar sind. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized by a Current transformer located in a lead of the temperature-dependent resistor (11) (17) and by a multiplier (18) ', with the inputs of which are the temperature-dependent Resistance (11) lying voltage (zero) and the output of the current transformer (17) can be connected are. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen als Stromwandler (17) vorgesehenen ohmschen Widerstand.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized by a ohmic resistance provided as a current transformer (17). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Multiplizierer (18) ein integrierter Analog - Multiplizierer vorgesehen ist.4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that that an integrated analog multiplier is provided as the multiplier (18) is. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Multiplizierer (18) ein integrierter Digital - Multiplizierer (57) vorgesehen ist, dessen Eingängen wenigstens ein Analog -Digital - Wandler (53) vorgeschaltet ist.5. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that that an integrated digital multiplier (57) is provided as the multiplier (18) is, whose inputs are preceded by at least one analog-to-digital converter (53) is. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die am temperaturabhängigen Widerstand (11) liegende Spannung (U11) und der Ausgang des Stromwandlers (17) über einen Umschalter (52) zeitlich versetzt mit dem Analog - Digital - Wandler (53) verbindbar sind.6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the voltage (U11) across the temperature-dependent resistor (11) and the output of the current transformer (17) via a changeover switch (52) staggered in time with the analog - Digital converters (53) can be connected. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen aus halbleitendem Mater an bestehenden temperaturabhängigen Widerstand (11).7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized by a temperature-dependent resistor made of semiconducting material (11). 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bit G dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturabhängiger Widerstand (11) ein Metallfilm (29) vorgesehen ist.8. Circuit arrangement according to one of claims 1 bit G, characterized in that that a metal film (29) is provided as a temperature-dependent resistor (11). 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (11) eine freie Oberfläche aufweist, die in thermischem Kontakt mit einem als Wärmequelle oder -senke vorgesehenen Flüssigkeits - oder Gasvolumen (59) steht. 9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the temperature-dependent resistor (11) has a free surface has that are in thermal contact with a provided as a heat source or sink Liquid or gas volume (59) is. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Wärmeleitungsmesser.10. Circuit arrangement according to claim 9, characterized by their Use as a thermal conductivity meter. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Abgasanalysator für Brennkraftmaschinen.11. Circuit arrangement according to claim 9, characterized by their Use as an exhaust gas analyzer for internal combustion engines. 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Strömungsgeschwindigkeitsmesser.12. Circuit arrangement according to claim 9, characterized by its Use as a flow velocity meter. 13. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (11) eine freie Oberfläche aufweist, die über ein gut wärmeleitendes Medium (27) mit einem als Wärmequelle oder -senke vorgesehenen festen Körper (12) thermisch koppelbar ist0 14o Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnstf daß das Material des temperaturabhängigen Widerstandes (11) vorzugsweise als Film (29) direkt auf einen als Wärmequelle oder -senke vorgesehenen festen Körper (12) aufgebracht ist.13. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the temperature-dependent resistor (11) has a free surface has, which has a good heat-conducting medium (27) with a heat source or -sink provided solid body (12) is thermally coupled 0 14o circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the material of the temperature-dependent Resistance (11) preferably as a film (29) directly to a heat source or -sink provided solid body (12) is applied. 15. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zum Ausgleich von Schwankungen der Umgebungstemperatur ein zweiter temperaturabhängiger Widerstand (131) vorgesehen ist, der in einem zweiten Brückenzweig liegt.15. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 14, characterized characterized in that as a device for compensating for fluctuations in ambient temperature a second temperature-dependent resistor (131) is provided, which in a second Bridge branch lies. 16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle oder -senke (12) in ihrer Leistung modulierbar ausgebildet ist und daß dem Multiplizierer (18) ein Demodulator (72) nachgeschaltet ist.16. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 14, characterized characterized in that the heat source or heat sink (12) can be modulated in terms of its output is formed and that the multiplier (18) is followed by a demodulator (72) is. 17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle oder -senke (12) intermittierend betreibbar ist und daß als Demodulator (72) eine Einrichtung zur Differenzmessung vorgesehen ist.17. Circuit arrangement according to claim 16, characterized in that that the heat source or sink (12) can be operated intermittently and that as Demodulator (72) a device for differential measurement is provided. 18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zur Differenzmessung eine Abtast- und Halteschaltung (73) mit nachgeschaltetem Subtrahierer (77) vorgesehen ist.18. Circuit arrangement according to claim 17, characterized in that that as a device for differential measurement with a sample and hold circuit (73) downstream subtracter (77) is provided. 19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Demodulator (72) ein phasenempfindlicher Gleichrichter vorgesehen >t.19. Circuit arrangement according to claim 16 or 17, characterized in that that a phase-sensitive rectifier is provided as the demodulator (72)> t. 20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Demodulator (72) ein Lock - In-Verstärker vorgesehen ist.20. Circuit arrangement according to claim 16 or 17, characterized in that that a lock-in amplifier is provided as a demodulator (72). 21. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, gekennzeichnet durch einen Regler (16) mit zwei getrennten D intermittierend betriebenen Sollwertstellern (38, 39).21. Circuit arrangement according to one of claims 17 to 20, characterized by a controller (16) with two separate D intermittently operated setpoint adjusters (38, 39). 22. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch eine thermische Abschirmung (20), die den temperaturabhängigen Widerstand (11) und die Wärmequelle oder -senke (12) umgibt.22. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 21, characterized by a thermal shield (20), which is the temperature-dependent resistance (11) and surrounds the heat source or sink (12). 23. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Verlustleistungsmessung bei optoelektronischen Bauelementen.23. Circuit arrangement according to one of claims 13 to 22, characterized through their use for power loss measurement in optoelectronic components. 24. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Wirkungsgradmessung bei Peltier - Elementen.24. Circuit arrangement according to one of claims 13 to 22, characterized through their use for measuring the efficiency of Peltier elements. 250 Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Messung des Quantenwirkungsgrades in Laser - Kristallen.250 Circuit arrangement according to one of Claims 13 to 22, characterized by using them to measure the quantum efficiency in laser crystals.