DE3811893C2 - - Google Patents
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- DE3811893C2 DE3811893C2 DE19883811893 DE3811893A DE3811893C2 DE 3811893 C2 DE3811893 C2 DE 3811893C2 DE 19883811893 DE19883811893 DE 19883811893 DE 3811893 A DE3811893 A DE 3811893A DE 3811893 C2 DE3811893 C2 DE 3811893C2
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
- Thermally Actuated Switches (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Heizeinrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zur potentialgetrennten
Erfassung von Lastströmen finden bisher fast ausschließlich Strom
wandler Verwendung. Ein Beispiel für die Anwendung eines Strom
wandlers in einer Stromüberwachungsschaltung ist in der
EP 00 33 633 A2 beschrieben.
Der entscheidende Nachteil dieses herkömmlichen Meßverfahrens
liegt darin, daß dieses nur bei Wechselströmen anwendbar ist.
Außerdem haben diese Wandler einerseits keine große Meßgenauig
keit und weisen andererseits keine günstige Handhabung auf,
da die Sekundärseite des Wandlers immer eine Mindestbelastung
erfordert. Weitere Nachteile bilden der verhältnismäßig große
Platzbedarf und das Gewicht sowie die verhältnismäßig aufwen
digen Herstellkosten eines solchen Stromwandlers.
Nach der DE-OS 26 19 101 ist eine Anordnung zum Konstanthalten
der Betriebstemperatur eines elektrischen Heizleiters bekannt
geworden, die mit einem im Stromkreis des Heizleiters liegen
den Stellglied und mit einer das Stellglied nach dem ohmschen
Widerstand des Heizleiters steuernden Vergleichseinrichtung
ausgestattet ist. Mit dieser bekannten Anordnung soll die Be
triebstemperatur eines elektrischen Heizleiters derartig aus
gebildet werden, daß damit die Heizleitertemperatur von einer
durch Betriebsänderungen nicht beeinflußbaren Betriebsgrund
einstellung des Stellgliedes ausgehend, nach dem temperatur
abhängigen ohmschen Widerstand des Heizleiters auf einer beliebig
vorzugebenden Höhe konstant regelbar ist.
Diese Aufgabe soll nach dieser bekannten Anordnung dadurch
gelöst werden, daß zwei, und zwar einmal den Heizstrom und
einmal die Spannung über dem Heizleiter erfassende Meß
kanäle, die je einen Gleichrichter enthalten und einer der
erfassenden Meßkanäle einen veränderbaren Bewertungswider
stand enthält, mit dem Eingang eines Reglers verbunden sind
und zusammen mit diesem eine ein Stellglied steuernde Ver
gleichseinrichtung bilden, durch welche auf gleich große
Zeitflächen der Spannung über dem Heizleiter und des Heiz
stromes geregelt wird und damit die Temperatur des Heiz
leiters konstant gehalten wird. Diese Anordnung bedient
sich ebenfalls eines Stromwandlers.
Um die Überwachung der Funktion einer Heizanordnung, ins
besondere um die Überwachung eines Heizelementes in der
Fixierstation eines elektrostatischen Druckers oder Kopier
gerätes anzugeben bzw. zu ermöglichen, ist in der DE-OS 29 44 796
eine Serienschaltung beschrieben, die aus einem Schaltelement
und mindestens einem Heizelement besteht und bei der das Heiz
element in eingeschaltetem Zustand des Schaltelementes von
einem Wechselstrom durchflossen wird.
Die Überwachung bei dieser bekannten Anordnung soll sich in
der Weise vollziehen, daß in der Heizanordnung ein Meßelement
an die Primärwicklung eines Übertragers angeschlossen ist, daß
ferner an die Sekundärwicklung des Übertragers eine Verstärker
schaltung zur Feststellung der Spannung über dem Meßelement
angeordnet ist, die ein impulsförmiges Taktsignal abgibt,
sobald die Spannung am Meßelement einen Schwellwert über
schreitet. Ferner soll ein Flip-Flop vorgesehen sein, an
dessen Rücksetzeingang der Ausgang der Verstärkerschaltung
angeschlossen ist. Schließlich ist in dieser bekannten
Anordnung noch ein Oszillator vorgesehen, der mit einer
zweiten, gegenüber der ersten Frequenz kleineren Frequenz
schwingt und der an den dynamischen Eingang des Flip-Flops
angeschlossen ist. Diese bekannte Anordnung arbeitet also
ebenfalls unter Verwendung eines Wandlers, wobei eben die
Überwachung von Gleichströmen nicht möglich ist.
Die US-PS 32 81 749 betrifft eine Stromregelung durch
Heißleiter. Ein Abgleich bei definierter Umgebungstemperatur
erfolgt dabei unter Ausnutzung eines magnetischen Effekts
des Heißleiters.
Ferner ist in der Zeitschrift "der elektromeister + deutsches
elektrohandwerk/de", Heft 7/1977, Seiten g 54. g 55, die Wir
kungsweise der Differential-Feldplatte beschrieben. Diese
Feldplatte besteht aus zwei nebeneinander angeordneten,
magnetisch steuerbaren Widerständen. Eine solche Anordnung
genügt heutigen Anforderungen für Einrichtungen der eingangs
bezeichneten Art in keiner Weise und kann für den Erfindungs
gegenstand nicht in Betracht gezogen werden.
Außerdem ist aus der Praxis eine Stromüberwachung bekannt,
die mit Halleffekt-Sensoren arbeitet. Eine integrierte Hall
effektschaltung mit analogem Ausgang ist auch in "Siemens
bauteile report 17" (1979), Heft 6, Seiten 225-227, erläutert.
Für Temperaturregler sind diese Halleffekt-Sensoren in bezug
auf die Meßgenauigkeit nicht empfindlich genug.
Im Gegensatz zu den bekannten Halleffekt-Sensoren sind neuerdings
magnetoresistive Sensoren auf dem Markt (Valvo KMZ 10B), welche
empfindlicher und in einem höheren Temperaturbereich anwendbar
sind. Das verwendete Bauelement besteht aus 4 magnetfeldabhängigen
Widerständen, die als Meßbrücke geschaltet sind und sowohl durch
Gleich- wie auch durch Wechselfelder beeinflußt werden.
Ausgehend von diesem zuletzt genannten, bekannten Bauelement, liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile auszu
schalten. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Kenn
zeichen des Anspruchs 1 näher beschriebenen Merkmale gelöst. Insbe
sondere wird dabei erreicht, daß die diesem Bauelement zugeordnete
Wirkung insgesamt gesehen, effektiver und vorteilhafter wird. Dazu
ist vorgesehen, daß in Serie zur bewegten Kontaktfeder eines Aus
gangsrelais mit Umschaltkontakt und in Serie zur Last eine Luftspule
geschaltet ist. In dieser Luftspule ist ein magnetoresistiver
Sensor derart eingebracht, daß das durch den Laststrom hervor
gerufene Magnetfeld gemessen wird.
Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Einzelheiten der Erfindung sind einem Blockschaltbild zu entnehmen
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Der Temperaturregler setzt sich entsprechend
dem Blockschaltbild generell aus folgenden Einzelelementen zusammen:
1 bedeutet einen Regler-Baustein mit Ausgangsrelais mit Schaltkon
takt 2, wobei im Lastkreis eine Luftspule 3 in Serie zur beweglichen
Kontaktfeder 11 des Ausgangsrelais 2 und in Serie zur Last 4 ge
schaltet ist.
Ein magnetoresistiver Sensor 5 z.B. ein Valvo KMZ 10B wird dem Mag
netfeld der Luftspule 3 ausgesetzt, wobei die magnetische Feldstärke
des Magnetfeldes sich in Abhängigkeit des Laststromes ändert. Da der
Sensor eine Innenschaltung als Wheatston-Brücke aufweist,
können diese Magnetfeldänderungen als Spannungsänderungen abgegriffen
werden. Diese Spannungsänderung wird in den Stufen 6, 7 und 8 verstärkt,
gleichgerichtet und mit einer Referenzspannung verglichen, um das
Analog-Signal in ein digitales Signal umzuformen.
Ein an der Relaisspule abgegriffener Steuerpegel wird gemeinsam mit
dem Pegel des digitalen Signals an ein zustandsgetrigger
tes Flip-Flop 9 geführt. Bei durchgeschaltetem Relais muß der logische
Zustand des Laststroms übernommen und gespeichert werden, um z.B.
eine nachgeschaltete Alarm- bzw. Anzeigeeinrichtung 10 anzusteuern.
Die Luftspule 3 und der magnetoresistive Sensor 5 bilden eine bau
liche Einheit derart, daß eine sichere galvanische Trennung zwischen
Laststromkreis und Steuerelektronik gewährleistet ist. Die Stufe 6
kann auch durch ein Potentiometer mit einer variablen Verstärkung
ausgestattet sein. Weiter ist noch vorge
sehen, daß die gesamte Auswerteschaltung bestehend aus den
Stufen 6, 7 und 8, einschließlich des Flip-Flop 9 als inte
grierter Schaltkreis ausgebildet sein kann und daß bei ge
schlossenen Schaltkontakten des Ausgangsrelais 2 und gleich
zeitigem High-Signal am Komparatorausgang 8 ein Umkippen
des Flip-Flop-Ausgangs erfolgt. Dieses Signal bleibt so lange be
stehen, bis bei geschlossenen Schaltkontakten des Aus
gangsrelais 2 das Ausgangssignal des Komparators 8 in dem Low-
Zustand übergeht.
Unter High-Signal versteht man in diesem Fall ein Unterschreiten
des eingestellten Strompegels, während ein Low-Signal dessen
Überschreiten bedeutet.
Claims (4)
1. Elektrische Heizeinrichtung, enthaltend einen Heizwider
stand, eine elektronische Regelschaltung mit einer Ein
richtung zur Überwachung des Stromflusses durch den Heiz
widerstand, wobei ein Regelsignal erzeugt wird, das den
Heizkreis beeinflußt und eine galvanische Trennung zwischen
Regelschaltung und Heizkreis über ein Relais vorhanden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungsschaltung für den Stromfluß durch eine
Last, z. B. durch den Heizwiderstand (4) eine Luftspule (3)
enthält, die im Heizkreis zwischen dem Schaltkontakt und
den Heizwiderstand geschaltet ist,
daß in der Luftspule (3) ein magnetoresistiver Sensor (5) zur Messung des durch den Stromfluß durch den Heizwiderstand (4) entstehenden Magnetfeldes angeordnet ist,
daß das Ausgangssignal des magnetoresistiven Sensors (5) durch eine Auswerteschaltung (6, 7) gleichgerichtet wird, in einem Komparator (8) mit einem Referenzsignal verglichen und daraus ein digitales Signal gewonnen wird, das gemeinsam mit dem Relaissteuer signal der Regelschaltung einem zustandsgetriggerten Flip- Flop (9) zugeführt wird, wobei bei geöffnetem Schaltkontakt des Relais das digitale Signal gespeichert und durch das Flip-Flop (9) eine Alarmeinrichtung (10) aktiviert wird.
daß in der Luftspule (3) ein magnetoresistiver Sensor (5) zur Messung des durch den Stromfluß durch den Heizwiderstand (4) entstehenden Magnetfeldes angeordnet ist,
daß das Ausgangssignal des magnetoresistiven Sensors (5) durch eine Auswerteschaltung (6, 7) gleichgerichtet wird, in einem Komparator (8) mit einem Referenzsignal verglichen und daraus ein digitales Signal gewonnen wird, das gemeinsam mit dem Relaissteuer signal der Regelschaltung einem zustandsgetriggerten Flip- Flop (9) zugeführt wird, wobei bei geöffnetem Schaltkontakt des Relais das digitale Signal gespeichert und durch das Flip-Flop (9) eine Alarmeinrichtung (10) aktiviert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswertschaltung aus mehreren Stufen (6, 7, 8, 9)
besteht und die Alarmeinrichtung (10) als eine Leuchtdiode
und/oder als Relais und/oder als akustischer Signalgeber
ausgebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die eine Stufe (6) der Auswerteschaltung eine variable
Verstärkung, die durch ein Potentiometer eingestellt wird,
aufweist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die gesamte Auswerteschaltung als
integrierter Schaltkreis ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883811893 DE3811893A1 (de) | 1988-04-09 | 1988-04-09 | Elektronischer temperaturregler mit integrierter stromueberwachungseinrichtung und mit galvanischer trennung zwischen steuer- und laststromkreis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883811893 DE3811893A1 (de) | 1988-04-09 | 1988-04-09 | Elektronischer temperaturregler mit integrierter stromueberwachungseinrichtung und mit galvanischer trennung zwischen steuer- und laststromkreis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3811893A1 DE3811893A1 (de) | 1989-10-19 |
DE3811893C2 true DE3811893C2 (de) | 1990-04-12 |
Family
ID=6351672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883811893 Granted DE3811893A1 (de) | 1988-04-09 | 1988-04-09 | Elektronischer temperaturregler mit integrierter stromueberwachungseinrichtung und mit galvanischer trennung zwischen steuer- und laststromkreis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3811893A1 (de) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1490498C3 (de) * | 1963-12-14 | 1974-01-24 | Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen | Heißleiter aus einer dotierten A tief III B tief V-Verbindung |
DE2619101C3 (de) * | 1976-05-03 | 1981-03-26 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 60596 Frankfurt | Anordnung zum Konstanthalten der Betriebstemperatur eines elektrischen Heizleiters |
DE2944796C2 (de) * | 1979-11-06 | 1983-12-08 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Anordnung zur Überwachung und Regelung einer Heizanordnung |
CA1205525A (en) * | 1980-02-01 | 1986-06-03 | Russell H. Taggart | Current detector |
DE3232169A1 (de) * | 1982-08-30 | 1984-03-01 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zum regeln einer widerstandslast mit temperaturkoeffizent und schaltung fuer die durchfuehrung des verfahrens |
-
1988
- 1988-04-09 DE DE19883811893 patent/DE3811893A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3811893A1 (de) | 1989-10-19 |
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Legal Events
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