DE69108149T2

DE69108149T2 - Elektronische Messschaltung mit einer gesteuerten elektrischen Versorgung für eine Widerstandssonde.

Info

Publication number: DE69108149T2
Application number: DE1991608149
Authority: DE
Inventors: Thierry Laplagne; Marc Thuillier
Original assignee: Marelli Autronica SA
Current assignee: Marelli Autronica SA
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1991-09-10
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: DE69108149D1; FR2666653B1; EP0475832A3; FR2666653A1; ES2071257T3; EP0475832B1; EP0475832A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Meßschaltung mit einer gesteuerten elektrischen Versorgung für eine Widerstandssonde.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Messung der Flüssigkeitshöhe und/oder des Flüssigkeitsvolumens in einem Behälter, insbesondere die Messung des Ölstandes in einer Motorwanne von Kraftfahrzeugen.
Die Anmelderin hat seit vielen Jahren ein Meßsystem, insbesondere zum Messen des Ölstandes, vorgeschlagen, das, wie in den beiliegenden Figuren 1 und 2 dargestellt, eine Sonde 10 aus einem Widerstandsdraht zur senkrechten Anordnung in der Wanne 12 mit der zu messenden Flüssigkeit 14, eine Konstantstromversorgungsguelle bildende Mittel 20 für die Sonde 10 und Mittel 30 zur Überwachung der Spannung an den Klemmen der Sonde umfaßt.
Für einen Widerstandsdraht 10 mit positivem Temperaturkoeffizienten nimmt allgemein der Widerstand der Sonde 10 und daher die Spannung an ihren Klemmen vom ersten Moment der Versorgung an zu.
Die Temperaturerhöhung und daher der Widerstand und die Spannung hängen jedoch vom Stand der Flüssigkeit 14 in der Wanne 12 ab.
In der Tat ist der in die Flüssigkeit 14 eingetauchte Teil der Sonde 10 kühler als der sich in der Luft befindliche.
Die Überwachungsmittel 30 sind daher zur Bestimmung des Unterschiedes zwischen der Spannung U1 an den Klemmen der Sonde nach einer Versorgungszeit t1 der Sonde 10 und der Anfangsspannung U0 im Augenblick des Einschaltens der Versorgung 20 oder eine geringe Zeit nach diesem Einschalten ausgelegt.
Dieser Spannungsunterschied U1-U0 stellt im Effekt den Stand der gemessenen Flüssigkeit 14 dar.
Das Schema der Figur 1 entspricht einer zu zwei Dritteln mit einer Flüssigkeit 14 gefüllten Wanne 12. Der obere Stand dieser Flüssigkeit 14 ist mit 16 bezeichnet.
Das Schema der Figur 2 entspricht einer leeren Wanne 12. Angenommen, die Sonden 10 und die elektrischen Versorgungsmittel 20 sind identisch und die Umgebungstemperaturen sind gleich, dann sind die Spannungen U0 an den Klemmen der zwei Sonden 10 der Figuren 1 und 2 beim Einschalten der Versorgung 20 gleich.
Nach einer Zeit t1, während der sich die Systeme im thermischen Gleichgewicht befinden&sub1; sind dagegen die Spannungen U1 an den Klemmen der zwei Sonden 10 nicht mehr identisch.
a Im Fall der Figur 1 ist in der Tat der eingetauchte Teil der Sonde kälter als der heraustretende Teil; infolgedessen ist der Gesamtwiderstand der Sonde und daher die Spannung an ihren Klemmen schwächer als für die Sonde 10 der Figur 2.
Daher ist der Spannungsunterschied U1-U0 im Fall einer teilweise eingetauchten Sonde der Figur 1 geringer als der Spannungsunterschied U1-U0 einer vollständig heraustretenden Sonde wie in Figur 2 dargestellt ist.
Das so beschriebene Meßsystem ist bereits Gegenstand einer umfangreichen Literatur. Man kann beispielsweise auf die Schriften FR-A-2367276 und US-A-4163391 Bezug nehmen, die grundlegende Schemata dieses Meßsystems beschreiben. Ws Die Anmelderin hat auch schon seit mehreren Jahren eine integrierte Schaltung vorgeschlagen, mit der die oben angeführte Messung durchgeführt werden kann.
Eine solche integrierte Schaltung ist inbesondere von der Firma Texas Instruments in ihrem Katalog unter den 30 Bezugsziffern SN 96527 und SN 96525 vorgeschlagen worden.
In der Figur 3 ist der Aufbau der elektrischen Konstantstromversorgungseinrichtung der Sonde 10 schematisch dargestellt, der von der vorerwähnten bekannten integrierten Schaltung gebildet wird.
In der Figur 3 ist die integrierte Schaltung schematisch in Form des mit 40 bezeichneten Kastens dargestellt.
In der Figur 3 ist ein Nebenwiderstand R21, ein veränderlicher Widerstand R22, ein Lasttransistor T23, eine Widerstandssonde 10 und die integrierte Schaltung 40 zu sehen.
Der veränderliche Widerstand R22 ist parallel zum festen Nebenwiderstand R21 geschaltet. Der Nebenwiderstand R21 ist auch in Reihe mit dem Hauptleitungsweg Emitter-Kollektor des Lasttransistors T23 und der Sonde 10 zwischen einen positiven Versorgungsanschluß +VCC und Masse geschaltet. Um einen Konstantstrom in der Sonde 10 zu liefern, ist der Transistor T23 von einem Operationsverstärker OP41 angesteuert, der sich in der integrierten Schaltung 40 befindet. Dafür vergleicht der Operationsverstärker OP41 die an den Anschlüssen des Nebenwiderstandes R21 abgegriffene und an den Invertiereingang des Operationsverstärkers OP41 angelegte Spannung mit einer Bezugsspannung VREF, die an den nicht-invertierten Eingang des Operationsverstärkers OP41 angelegt ist.
Um den unvermeidbaren Streuungen in Höhe des Nebenwiderstandes R21 Rechnung zu tragen, die auf dessen Herstellungstoleranzen zurückzuführen sind, wird die Stromeinstellung in der Widerstandssonde 10 durch Einstellung des veränderlichen Widerstandes R22 beispielsweise durch Laserbearbeitung erreicht.
Dazu muß ein sich außerhalb der integrierten Schaltung 40 befindender veränderlicher Widerstand R22 benutzt werden.
Die Schaltung der schematisch in der Figur 3 dargestellten Art hat bereits gute Dienste geleistet und wird seit vielen Jahre in großem Umfang genutzt.
Es muß jedoch anerkannt werden, daß diese Schaltung folgende Nachteile aufweist, die aber nicht unüberwindlich sind:
- der Raumbedarf der gedruckten Schaltung, besonders auf Grund des Vorhandenseins des veränderlichen Widerstandes R22,
- Kosten,
- Einstellzeit,
- begrenzte Zuverlässigkeit.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile des Standes der Technik.
Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung mit einer elertronischen Meßschaltung mit einer gesteuerten elektrischen Versorgung für eine Widerstandssonde und einer Einrichtung zum Messen einer elektrischen Größe, die eine Funktion des Widerstandes der Widerstandssonde ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:
- eine Anzahl von elektrischen Versorgungsquellen,
- eine gleiche Anzahl von Schaltern, mit denen jede dieser elektrischen Versorgungsquellen einzeln eingeschaltet werden kann,
- einen Eingangsanschluß, der ein externes Kodesignal aufnehmen kann, das die Anzahl der einzuschaltenden elektrischen Versorgungsquellen festlegt,
- eine Vorrichtung zum Dekodieren des externen Signals, die die Schalter ansteuert, und
- eine Bestätigungsvorrichtung, die die Ausgänge der Dekodiervorrichtung in einem bestimmten Zustand festhalten kann.
Nach einem vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung sind die besagten elektrischen Versorgungsquellen Konstantstromquellen
Nach einem anderen vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung sind die besagten einzeln einzuschaltenden elektrischen Versorgungsquellen zu einem Nebenwiderstand parallelgeschaltet, der seinerseits mit der Widerstandssonde und einem Lasttransistor in Reihe geschaltet ist.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Operationsverstärker vorgesehen, der die Spannung an den Anschlüssen des Nebenwiderstandes mit einer Bezugsspannung vergleicht und den Lasttransistor ansteuert, um einen bestimmten Konstantstrom in der Widerstandssonde zu erhalten.
Wie noch erläutert wird, kann die elektronische Meßschaltung nach der vorliegenden Erfindung der Gegenstand zahlreicher Ausführungsformen sein. Beispielsweise können die einzeln einschaltbaren elektrischen Versorgungsquellen zum Einstellen der Bezugsspannung zum Ansteuern des Lasttransistors verwendet werden.
Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Leben der folgenden detaillierten Beschreibung und Betrachtung beiliegender Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft und nicht begrenzend sein sollen und in denen:
die Figuren 1 und 2, die schon beschrieben worden sind, schematisch das Meßprinzip eines Flüssigkeitsstandes mittels einer Widerstandssonde darstellen,
die Figur 3, die schon beschrieben worden ist, schematisch den Aufbau einer bekannten elektrischen Versorgungseinrichtung für eine solche Widerstandssonde darstellt,
die Figur 4 schematisch eine elektrische Versorgungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung darstellt,
die Figur 5 mehr im einzelnen den Aufbau einer solchen elektrischen Versorgungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung darstellt,
die Figur 6 schematisch in Funktionsblockform den allgemeinen Aufbau einer integrierten Schaltung nach der vorliegenden Erfindung darstellt,
die Figur 7 eine erste Ausführungsform der Schaltung nach der vorliegenden Erfindung darstellt,
Figur 8 schematisch eine zweite Ausführungsform einer elektronischen Meßschaltung nach der vorliegenden Erfindung darstellt, und
die Figur 9 schematisch eine dritte Ausführungsform einer elektronischen Meßschaltung nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
Das Wesentliche der elektronischen Meßschaltung nach der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise in Form einer integrierten Schaltung realisiert. Diese integrierte Schaltung ist in der Form des mit 100 bezeichneten Kastens in den Figuren 4 bis 8 schematisch dargestellt.
In der Figur 4 ist der Lasttransistor T23, die Sonde 10 und ein Nebenwiderstand R21 gezeigt. Der Hauptleitungsweg Emittor-Kollektor des Lasttransistors T23 ist in Reihe mit der Sonde 10 und dem Nebenwiderstand R21 zwischen einen positiven Versorgungsanschluß +VCC und Masse geschaltet. Genauer gesagt, ist nach der in der Figur 4 dargestellten besonderen Ausführungsform die Sonde 10 zwischen dem neben dem positiven Versorgungsanschluß +VCC befindlichen Lasttransistor T23 und dem neben Masse befindlichen Nebenwiderstand R21 vorgesehen.
Die integrierte Schaltung 100 umfaßt einen Operationsverstärker OP110, der eine Bezugsspannung VREF mit der Spannung an den Anschlüssen des Nebenwiderstandes R21 vergleicht. Nach der in der Figur 4 dargestellten Ausführungsform wird die Bezugsspannung VREF an den nichtinvertierten Eingang von OP110 angelegt. Der invertierte Eingang von OP110 ist am gemeinsamen Punkt mit der Sonde 10 und dem Nebenwiderstand R21 verbunden. Der Operationsverstärker OPI 10 steuert den Lasttransistor T23 so an, daß dieser einen in der Sonde 10 erforderlichen Konstantstrom liefert. Dazu ist der Ausgang von OP110 mit der Basis des Lasttransistors T23 verbunden.
Die integrierte Schaltung 100 umfaßt auch mehrere Stromquellen 120.1, 120.2 ... 120.N, die über jeweils zugehörige, gesteuerte Schalter 121.1, 121.2 ... 121.N zum Nebenwiderstand R21 parallelgeschaltet sind.
Die Schalter 121.1 bis 121.N werden von einer Dekodiervorrichtung 130 angesteuert.
Diese Dekodiervorrichtung 130 befindet sich in der integrierten Schaltung 100.
Wie schon angedeutet, ist die Dekodiervorrichtung 130 zum Dekodieren eines externen Kodesignals ausgelegt, das an einen Eingang 131 der integrierten Schaltung 100 angelegt ist. Das an den Eingang 131 der integrierten Schaltung 100 angelegte externe Signal hat die Funktion, die Anzahl von Quellen 120.1 bis 120.N zu definieren, die eingeschaltet werden müssen, um den in der Sonde 10 erforderlichen Konstantstrom zu erhalten.
Das an den Eingang 131 der integrierten Schaltung 100 angelegte Signal ist vorteilhafterweise ein Pulssignal; die Kodierung, also die einzuschaltende Anzahl von Quellen 121.1 bis 121.N, ist dabei von der Anzahl von aufeinanderfolgenden an den Eingang 131 angelegten Impulsen definiert. In diesem Fall umfaßt die Kodierungsvorrichtung 130 im wesentlichen einen Zähler 132, der an seinen Takteingang die an den Eingang 131 der integrierten Schaltung 100 angelegten Impulse empfängt, und einen Dekodierer 134 zur Dekodierung der Ausgabe des Zählers 132. Die Ausgaben 135 steuern, wie schematisch in der Figur 4 dargestellt, die Schalter 120.1 bis 120.N an.
Nach einem weiteren wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Bestätigungsvorrichtung 133 zum festhalten der Ausgaben der Dekodiervorrichtung 130, wenn die angemessene Einstellung des in der Sonde 10 umlaufenden Stromes erreicht ist, vorgesehen.
Nach der schematischen Darstellung in der Figur 4 ist die Bestätigungsvorrichtung 133 zwischen dem Ausgang des Zählers 132 und dem Eingang des Dekodierers 134 eingefügt. Die Bestätigungsvorrichtung 133 wird von einem an einen Eingang 136 der integrierten Schaltung 100 angelegten Signal gesteuert.
Die Bestätigungsvorrichtung 133 zum Festhalten des Zustandes der Eingänge des Dekodierers 134 und/oder des Ausganges der Dekodiervorrichtung 130 können aus allen geeigneten herkömmlichen Mitteln gebildet werden, die den Herstellern von integrierten Schaltungen gut bekannt sind.
In der Figur 5 ist eine Ausführungsform der Stromquellen 120.1 bis 120.N und der Schalter 121.1 bis 121.N im einzelnen dargestellt.
Nach der Ausführungsform in der Figur 5 bestehen die Stromquellen aus Transistoren, deren Hauptleitungsweg zum Nebenwiderstand R21 parallelgeschaltet ist und deren Tore über die Schalter 121.1 bis 121.N mit einer Polungsstufe 122 verbunden sind.
Die Schalter 121.1 bis 121.N bestehen ihrerseits aus Transistoren, deren Hauptleitungsweg zwischen die Tore der die Quelle bildenden Transistoren 120.1 bis 120.N und den Ausgang der Polungsstufe 122 geschaltet sind. Die Tore von Schalter 121.1 bis 121.N bildenden Transistoren sind jeweils mit Ausgängen 135 des Dekodierers 134 verbunden.
Wenn ein Schaltertransistor 121.1 bis 121.N vom entsprechenden Ausgang 135 des Dekodierers 134 gesperrt ist, ist der zugehörige, die Quelle bildende Transistor 120.1 bis 120.N ebenfalls gesperrt.
Im Gegensatz dazu wird, wenn ein Schaltertransistor 121.1 bis 121.N von dem entsprechenden Ausgang 135 des Dekodierers 134 gesättigt wird, der zugehörige, die Quelle bildende Transistor 120.1 bis 120.N leitend, und so wird eine zusätzliche Stromquelle zum Nebenwiderstand R21 parallelgeschaltet.
Im wesentlichen findet die Einstellung der so gebildeten elektrischen Versorgungseinrichtung wie folgt statt:
Beim Ersteinschalten der Schaltung sind alle Stromerzeuger 120.1 bis 120.N abgetrennt. Die Schalter 121.1 bis 121.N sind offen.
Der Sondenstrom wird mit einem beliebigen Mittel, beispielsweise mittels eines anstelle der Sonde 10 am Lasttransistor T23 und dem Nebenwiderstand R21 angeschlossenen Strommessers gemessen. Um den erforderlichen Sondenstrom zu erhalten, wird an den Eingang 131 die erforderliche Anzahl von Impulsen angelegt. Jeder Impuls führt zur Einschaltung eines zusätzlichen Stromerzeugers. Sodann wird der Sondenstrom verändert, wobei die Ströme der Stromerzeuger 120.1 bis 120.N zu dem den Nebenwiderstand R21 durchlaufenden Strom hinzugefügt werden, dessen Spannung gesteuert ist.
Wenn der erforderliche Strom erreicht ist, wird ein entsprechendes Signal an den Eingang 136 angelegt, um den Zustand des Dekodierers 130 und damit den Strom in der Sonde festzuhalten.
Von Fall zu Fall können die verschiedenen Stromerzeuger 120.1 bis 120.N identisch sein und gleiche Ströme liefern, oder die Stromerzeuger 120.1 bis 120.N können zur Lieferung von unterschiedlichen Strömen ausgelegt sein, die sich nach einem bekannten Verlauf entwickeln.
Diese letztere Variante ist schematisch in der Figur 5 dargestellt, die eine erste aus einem einzelnen Transistor gebildete Stromquelle 120.1 und eine zweite aus zwei parallelgeschalteten Transistoren gebildete Stromquelle 120.2 zum Abgeben eines doppelten Stroms der ersten Stromquelle zeigt.
Die an den Operationsverstärker OP110 angelegte Bezugsspannung VREF kann mit dem Fachmann bekannten herkömmlichen Mitteln erhalten werden.
Nach einer bestimmten beispielhaften und nicht einschränkenden, in Figur 5 dargestellten Ausführungsform wird die an den Operationsverstärker OP110 angelegte Bezugsspannung an einem Zwischenpunkt eines Zweiges mit einer Reihenfolge von zwei Widerständen R112, R113 und einer Konstantstromquelle 114 erhalten.
In beiliegender Figur 6 ist schematisch der allgemeine Aufbau einer integrierten Schaltung 100 nach der vorliegenden Erfindung dargestellt.
In der beiliegenden Figur 6 befindet sich der Lasttransistor T23, der in Reihe mit einer Sonde 10 und dem Nebenwiderstand R21 geschaltet ist. In der Figur 6 ist in der Form des Funktionsblocks 130 die mit den vorerwähnten Eingängen 131 und 136 verbundene Kodiervorrichtung schematisch dargestellt.
In der Figur 6 ist auch in der Form des Funktionsblocks 130 der Operationsverstärker OP110 und die verschiedenen mit den Einschaltern 121.1 bis 121.N verbundenen Stromquellen 120.1 bis 120.N schematisch dargestellt.
Die an den Anschlüssen der Sonde 10 abgegriffenen Spannungen U0 und U1 können natürlich entsprechend allen dem Fachmann bekannten Anordnungen behandelt werden, um den gemessenen Flüssigkeitsstand zu bestimmen, beispielsweise nach den in Schriften FR-A-2367276 und US-A-4163391 beschriebenen Anordnungen, oder auch entsprechend den in den gegenwärtig im Handel erhältlichen integrierten Schaltungen befindlichen Anordnungen.
Nach der in der Figur 6 dargestellten bestimmten Ausführungsform werden die an den Anschlüssen der Sonde 10 gemessenen Spannungen U0 und U1 an einen Analog-Digital- Wandler 140 angelegt und danach an ein Modul 141, dessen Funktion es ist, diese zu speichern und den Spannungsunterschied U1-U0 festzustellen. Das diesen Spannungsunterschied U1-U0 darstellende Digitalsignal dient als Adresse für einen Speicher 142, beispielsweise einen ROM- Speicher, der an seinem Ausgang ein eine Quotientenmessersteuerspannung darstellendes Signal als Funktion des erkannten Flüssigkeitsstandes abgibt.
Das Ausgangssignal des Speichers 142 kann vor Erreichen der Steuerschaltung 144 des Quotientenmessers ein Multiplexmodul 143 durchlaufen. Diese Schaltung 144 wird von einem Quarzoszillator 145 angesteuert. Die gesamte Schaltung wird von einer Steuerlogik 146 gesteuert.
Im Fall einer Ölstandsmessung kann die Anzeige dieses Standes bis zur Öffnung des Druckreglers des Öldrucks verzögert oder aufrechterhalten werden.
In diesem Fall wird die Öffnungsinformation des Druckreglers an den mit der Steuerlogik 146 verbundenen Eingang 147 der integrierten Schaltung 100 angelegt.
Die integrierte Schaltung 100 ist vorzugsweise zum Speichern des Ölstandmeßwertes und zur Anzeige desselben auf dem Quotientenmesser ausgelegt, wenn ein Rückrufsignal an einen Eingang 148 der Schaltung angelegt wird.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die integrierte Schaltung 100 dazu ausgelegt, die Messung und Anzeige einer zweiten Größe zu erlauben. Es kann sich beispielsweise um Wassertemperatur, um Öldruck oder um Öltemperatur handeln. Der Übergang zur Messung und Anzeige der zweiten Größe kann entweder durch das Ende der oben angeführten Verzögerung oder durch Öffnung des Druckreglers gesteuert werden.
In Figur 6 ist ein Meßwertgeber für die zweite Größe in der Form eines in einer Brücke zwischen den Eingängen 131 und 149 der Schaltung montierten Widerstandes R150 schematisch dargestellt.
Ein Invertierer 151 ermöglicht die wechselweise Verbindung des Eingangs 131 und eines mit der Sonde verbundenen Eingangs 152 mit dem Analog-Digital-Wandler 140.
So wird beim Übergang zur zweiten Funktion der Wert der zweiten Größe an den Analog-Digital-Wandler 140 angelegt. Das vom Analog-Digital-Wandler 140 abgegebene Signal kann vor Erreichen des Multiplexers 143 und der Steuerschaltungen 144 zum Steuern des Quotientenmessers den ROM 142 durchlaufen. Das der zweiten vom Wandler 140 abgegebenen Größe entsprechende Signal wird jedoch vorzugsweise direkt an den Multiplexer 143 zum Ansteuern des Quotientenmessers angelegt. In diesem Fall dient der Multiplexer 143 dazu, entweder das vom ROM 142 abgegebene Signal zur Anzeige eines Ölstandes oder das direkt vom Analog-Digital-Wandler 140 abgegebene Signal zur Anzeige des zweiten Parameters (Wassertemperatur, Öldruck oder Öltemperatur) an die Steuerschaltung 144 anzulegen.
In der Figur 6 ist schematisch mit 153 auf ein Modul zur Erzeugung einer Bezugsspannung für den Analog-Digital- Wandler 140 Bezug genommen.
Vorzugsweise ist ein Invertierer 154 zum Anschalten der Bezugsspannung des Analog-Digital-Wandlers 140 zur Versorgungsspannung des Aufnehmers R150 für eine Quotientenmessung ausgelegt.
Als nicht einschränkendes Beispiel kann die erste Spannungsmessung U0 an den Anschlüssen der Sonde 10 eine Millisekunde nach Aktivierung der Stromquelle erhalten werden, während die zweite an den Anschlüssen der Sonde 10 gemessene Spannung U1 0,875 Sekunden nach der ersten Messung erhalten werden kann.
Nach der obigen, hinsichtlich der Figuren 4, 5 und 6 beschriebenen Ausführungsform ist die Sonde 10 in Reihe zwischen dem Lasttransistor T23 an der positiven Versorgungsseite +VCC und dem masseseitigen Nebenwiderstand R21 geschaltet.
Die Erfindung ist nicht auf diese bestimmte Anordnung begrenzt.
So kann man, wie in Figur 7 dargestellt, den Lasttransistor T23 zwischen den Nebenwiderstand R21 an der positiven Versorgungsseite +VCC und der masseseitigen Sonde 10 anordnen. In Figur 7 sind die Stromquellen 120.1 bis 120.N ersichtlich, die durch die von der Dekodiervorrichtung 130 angesteuerten Schalter 121.1 bis 121.N eingeschaltet werden können.
In Figur 7 ist auch der den Lasttransistor T23 ansteuernde Operationsverstärker OP110 ersichtlich.
In der beigefügten Figur 8 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, in der die Stromquellen 120.1 bis 120.N nicht mehr zum Nebenwiderstand R21 parallelgeschaltet sind, sondern zur Steuerung der an den Operationsverstärker OP11O angelegten Bezugsspannung VREF genutzt werden.
In der Figur 8 befindet sich ein Lasttransistor T23, ein Nebenwiderstand R21 und eine in Reihe zwischen einen positiven Versorgungsanschluß +VCC und Masse geschaltete Sonde
Wie schon einerseits hinsichtlich der Figur 7 und andererseits der Figuren 4 bis 6 angedeutet, kann die Reihenfolge der Verbindung des Lasttransistors T23, des Nebenwiderstandes R21 und der Sonde 10 in dem Reihenzweig Gegenstand verschiedener Varianten sein.
In Figur 8 ist auch der Operationsverstärker OP110 ersichtlich, dessen Ausgang die Basis des Lasttransistors T23 beaufschlagt und der an seinen Eingängen die an den Anschlüssen des Nebenwiderstandes R21 abgegriffene Spannung mit einer Bezugsspannung VREF vergleicht.
In diesem Fall ist diese Bezugsspannung auf dem Pegel eines Zwischenpunkts eines Zweiges mit einer Reihe von zwei Widerständen R112, R113 und einer Konstantstromquelle 114 zwischen einem positiven Versorgungsanschluß +VCC und Masse auf ähnliche Weise wie bei den vorher hinsichtlich der Figur 5 beschriebenen Anordnungen definiert.
Nach der Figur 8 ist jedoch außerdem eine Mehrzahl von Konstantstromquellen 120.1 bis 120.N vorgesehen, die über Schalter 121.1 bis 121.N zur Stromquelle 114 parallelgeschaltet werden können, um die Bezugsspannung VREF zu verändern, um den von der Sonde 10 benötigten Konstantstrom zu erhalten.
Auf eine der obigen Ausführungsform ähnliche Weise werden die Schalter 121.1 bis 121.N von den mit einer Bestätigungsvorrichtung 133 ausgerüsteten Ausgängen 135 der Dekodiervorrichtung 130 angesteuert.
In der beiliegenden Figur 9 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, in der die elektrischen Versorgungsquellen 120 nach der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der an den Operationsverstärker OP110 angelegten Bezugsspannung VREF benutzt werden.
In der Figur 9 findet sich ein Lasttransistor T23, ein Nebenwiderstand R21 und eine Sonde 10 in Reihe geschaltet zwischen einem positiven Versorgungsanschluß +VCC und Masse.
Wie bereits hinsichtlich einerseits der Figuren 7 und 8 und andererseits der Figuren 4 bis 6 angedeutet, kann die Reihenfolge der Verbindung des Lasttransistors T23, des Nebenwiderstandes R21 und der Sonde 10 im Reihenzweig Gegenstand verschiedener Varianten sein.
Auch ist in der Figur 9 der Operationsverstärker OP110 ersichtlich, dessen Ausgang die Basis des Lasttransistors T23 beaufschlagt und der an seinen Eingängen die an den Anschlüssen des Nebenwiderstandes R21 abgegriffene Spannung mit einer Bezugsspannung VREF vergleicht.
Diese Bezugsspannung ist hier durch eine Ohmsche Widerstandsbrücke mit zwei zwischen einem Anschluß interner stabilisierter elektrischer Versorgung +VC, beispielsweise +6V, und Masse in Reihe geschalteten Widerständen R112, R113 10 und einem Zwischenwiderstand R120 mit mehreren Ausgängen definiert. Der Widerstand R120 ist zwischen die Widerstände R112 und R113 gelegt. Die Anzahl dieser Ausgänge kann beispielsweise 64 betragen.
Genauer gesagt, sind die Ausgänge des Widerstandes R120 mit dem nicht-invertierten Eingang von OP110 über den Dekodierer 134 mit einer der Anzahl von Ausgängen des Widerstandes R120 entsprechenden Anzahl von Schaltern verbunden. Diese Dekodiervorrichtung ist, wie schon angedeutet, von einer Bestätigungsvorrichtung 133 und einem Zähler 132 angesteuert.
So sind der ausgewählte Ausgang des Widerstandes R120 und daher der an OP110 angelegte VREF-Wert von dem externen an den Zähler über den Eingang 131 angelegten Kodierwort abhängig.
Die Meßschaltung nach der vorliegenden Erfindung kann dazu ausgelegt sein, wie schon ausgeführt, eine Analoganzeige mittels eines Quotientenmessers oder auch eine Digitalanzeige zu betreiben.
Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die bestimmten oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern erstreckt sich auf alle dem Erfindungs-gedanken entsprechenden Varianten.
Nach den obigen Ausführungsformen sind die einzeln eingeschalteten, gesteuerten Versorgungsquellen Stromquellen, die zu einem Nebenwiderstand parallel-geschaltet sind oder eine Bezugsspannung zum Ansteuern des Lasttransistors definieren.
Als Alternative kann man einzeln eingeschaltete Konstantspannungsversorgungsquellen dazu benützen, die für die Sonde 10 erforderlichen Versorgungsparameter zu erhalten.
Beispielsweise kann man sich vorstellen, die Sonde 10 unter der gesteuerten Konstantspannung zu versorgen und den Intensitätsunterschied an der Sonde zwischen dem anfangsversorgungsmoment T0 und einem späteren Moment T1, an dem das System seine thermische Stabilität erreicht hat, zu erfassen.
Andere Ausführungsformen können auch von den in der Schrift US-A-4513616 im Namen der Anmelderin beschriebenen Anordnungen abgeleitet werden.
Es sei angemerkt, daß die Steuerelektrode der Quellen 120.1 bis 120.N geerdet werden muß, wenn die jeweils zugehörigen Schalter 121.1 bis 121.N sie nicht ansteuern, damit dort kein schlecht definiertes schwebendes Potential verbleibt.
Dahingehend invertiert, wie in Figur 5 dargestellt, ein Invertierer 123.1 bis 123.N das Steuerpotential von 121.1 bis 121.N und beaufschlagt über seinen Ausgang die Steuerelektrode von Schaltertransistoren 124.1 bis 124.N, die zwischen die Steuerelektrode der Quellen 120.1 bis 120.N und Masse geschaltet sind.

Claims

1. Elektronische Meßschaltung mit einer elektrischen Versorgungseinrichtung, die eine Widerstandssonde steuert, und mit einer Einrichtung zum Messen einer elektrischen Größe, die eine Funktion des Widerstandes der Widerstandssonde ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:

- eine Anzahl von elektrischen Versorgungsquellen (120.1-120.N),

- eine gleiche Anzahl von Schaltern (121.1-121.N), mit denen jede dieser elektrischen Versorgungsquellen (120.1-120.N) einzeln eingeschaltet werden kann,

- einen Eingangsanschluß (131), der ein externes Kodesignal aufnehmen kann, das die Anzahl der einzuschaltenden elektrischen Versorgungsquellen festlegt,

- ein Vorrichtung (130) zum Dekodieren des externen Signals, die die Schalter (121.1-121.N) ansteuert, und

- eine Bestätigungsvorrichtung (133), die die Ausgänge der Dekodiervorrichtung in einem bestimmten Zustand festhalten kann.

2. Elektronische Meßschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Versorgungsquellen (120.1-120.N), die einzeln eingeschaltet werden können, Stromquellen sind.

3. Elektronische Meßschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsquellen (120.1-120.N) über die Schalter (121.1-121.N) zu einem Nebenwiderstand (R21) parallel geschaltet sind, der fit der Widerstandssonde (10) und einem Lasttransistor (T23) in Reihe geschaltet ist.

4. Elektronische Meßschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Operationsverstärker (OP110) enthält, der die Spannung an den Klemmen des Nebenwiderstands (R21) mit einer Bezugsspannung vergleicht und einen Lasttransistor (T23) ansteuert.

5. Elektronische Meßschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiervorrichtung (130) einen Zähler (132), der die Impulse am Eingangsanschluß (131) zählen kann, und einen Dekodierer (134) am Ausgang des Zählers (132) aufweist, wobei die Ausgänge (135) des Dekodierers (134) die Schalter (121.1-121.N) ansteuern.

6. Elektronische Meßschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Stromquellen (120.1-120.N) identische Ströme liefern.

7. Elektronische Meßschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Stromquellen (120.1-120.N) verschiedene Ströme liefern.

8. Elektronische Meßschaltung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Versorgungsguellen (120.1-120.N) einen einstellbaren Bezugsspannungswert festlegen, der zur Ansteuerung eines Lasttransistors (T23) verwendet wird.

9. Elektronische Meßschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Versorgungsquellen (120.1-120.N) Konstantspannungsquellen sind.

35 10. Elektronische Meßschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Widerstandsbrücke (R120) mit mehreren Ausgängen enthält, die über einen Dekodierer (134) mit einem Bezugseingang eines Operationsverstärkers (OP110) angeschlossen ist, der die so erhaltene Bezugsspannung (VREF) mit der Spannung an den Klemmen eines Nebenwiderstands (R21) vergleicht und einen Lasttransitor (T23) ansteuert.

11. Elektronische Meßschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Analog-Digital-Umwandler (140), der zwei aufeinanderfolgende Spannungswerte (U0, U1), die an den Klemmen der Widerstandssonde gemessen werden, in digitale Werte umwandeln kann, eine Einrichtung (141) zur Bestimmung der Differenz zwischen diesen beiden aufeinanderfolgenden Spannungen (U1-U0) und einen Speicher (142) enthält, der von diesem Differenzwert adressiert wird, um an dessen Ausgang ein Signal zu erzeugen, das zur Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung verwendet wird.

12. Elektronische Meßschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form eines integrierten Schaltkreises realisiert wird.