DK141140B - Koblingsanordning til transmission af maalevaerdier - Google Patents

Description

(w) (11) FREMLÆ66ELSESSKBIFT 141140 DANMARK «') intci.« e og c i5/oo (21) Anwgning nr. 3094/77 (22) Indleverat den 8. jul. 1977 1¾¾ (23) Ubedeø 8. Jul. 1977 (44) Antegningen fremlagt og fremlaggeleeeekriftet offentliggjort den 21 · Jan. 1980

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den

15. Jul. 1976, 2631728, DE

(71) DANFOSS A/S, 6430 Nordborg, DK.

(72) Opfinder: Poul Steffen Dam, Smedegade 36, Kettlng, 6440 Augustenborg, DK. ~ (74) Fuldmægtig under eegene behandling: (54) Koblings anordning til trans mis s ion af måleværdier.

Opfindelsen angår en koblingsanordning til transmission af måleværdier fra flere målesteder til en fælles transmissionsledning over en hvert målested tilordnet, af en fælles jævnspændlngskilde forsynet måleværdiomformer, som omformer måleværdien i en målestrøm, og over en elektronisk kontaktanordning, hvis indgange over en ledning er forbundet med hver sin måleværdiomformer, og som cyklisk forbinder disse indgange med den fælles transmissionsledning.

Ved en kendt koblingsanordning af denne art er den elektroniske kontaktanordning dannet af enkelte transistorer og modstande. Vil 2 r«mo man anvende en kontaktanordning med koblingskredse i form af et integreret kredsløb, så hindres dette ved, at det er vanskeligt at lede målestrømme umiddelbart over en integreret kontaktanordning på grund af dens forholdsvis store indre modstand. Mod transmissionen af en målespænding over en integreret kontaktanordning taler dens følsomhed overfor overspændinger.

Den opgave, der ligger til grund for opfindelsen, er at angive en koblingsanordning af den i indledningen nævnte art, ved hvilken der kan anvendes en kontaktanordning med koblingskredse i fom af et integreret kredsløb.

Ifølge opfindelsen bliver denne opgave løst ved, at de i de af måleværdiomformerne til kontaktanordningen førende forbindelsesledninger flydende målestrømme i en indgangskobling af kontaktanordningen hver kan omf omes i en målespænding, og målespændingerne til transmissionen kan tilføres kontaktanordningens indgange, og at der på indgangskoblingen er tilsluttet en i den fælles strømforsyningsledning liggende strømbegrænser, som træder i funktion, når en målespænding overskrider en forudbestemt grænseværdi.

Når der ved denne koblingsanordning i en af forbindelsesledningerne mellem en måleværdiomforner og kontaktanordningen flyder en for høj strøm, enten det er på grund af en kortslutning mellem den fælles strømforsyningsledning for måleværdiomfomerne og .denne forbindelsesledning, eller fordi en af målestørrelserne overskrider et nomalt område, så reagerer strømbegrænseren og begrænser forsyningsstrømmen til alle måleværdiomformerne til en værdi, ved hvilken der indstilles en tilladt målespænding i den pågældende forbindelsesledning. Det er derfor muligt at anvende en kontaktanordning med koblingskredse i fom af et integreret kredsløb, uden at denne overbelastes på indgangssiden. Samtidig er den fælles jævnspænding skiide for måleværdiomfomerne og i givet fald kontaktanordningen beskyttet mod overbelastning på grund af kortslutninger. Indgangskoblingen opfylder flere funktioner. Den omf omer målestrømmene i en til transmissionen over integrerede kontaktkredse egnet spænding, konstaterer for høje 3

1411 AO

strømme og styrer strømbegrænseren tilsvarende. Indgangskoblingen danner følgelig samtidig en del af et strømbegrænseren opvisende overvågningskredsløb.

Fortrinsvis er der sørget for, at strømbegrænseren på indgangssiden har et tærskelværditrin, hvis indgang over hver en ved grænseværdien overskridende målespænding i retning af denne indgang ledende diode er forbundet med hver indgang af kontaktanordningen. På denne måde klarer man sig med et eneste tærskelværditrin til overvågningen af alle kontaktanordningens indgange. Samtidig sørger dioderne for, at kontaktanordningens indgange ikke belastes af tærskelværditrinnets forspænding, og at en på en indgang af kontaktanordningen optrædende for stor spænding holdes borte fra de andre indgange af kontaktanordningen. I normal drift bevirker tærskelværditrinnet ikke nogen forfalskning af måleværdierne, da de er fuldstændigt afkoblet i forhold til målekredsene.

En særlig enkel opbygning fås, hvis tærskelværditrinnet har en tærskelværdien bestemmende zener-diode.

Således er det gunstigt, når strømbegrænseren har et forsynings-strømmen umiddelbart styrende trin med transistorer i Darlington-kobling. På denne måde fås ved en måleværdiomformer-kortslutning en lukket strømreguleringskreds, som regulerer kortslutningsstrømmen ned på en konstant tilladt værdi, der svarer til målespændin-gens grænseværdi. En Darlington-kobling har derudover en ringe udgangsmodstand med tilsvarende ringe tab ved høj, en ringe belastning udgørende indgangsmodstand. Den kan endvidere let udformes som integreret kredsløb.

Desuden er det fordelagtigt, når der i hver af forbindelsesledningerne ligger en modstand, og at der mellem hver indgang af kontaktanordningen og den referencepotentiale førende ledning ligger en diode, der er spærret ved en over referencepotentialet liggende målespænding.

På denne måde kortsluttes støjspændinger af den ene polaritet mellem to af forbindelsesledningerne, scan forbinder måleværdiom- 4 141140 formerne med kontaktanordningen, over disse normalt spærrede dioder. Dette gælder også for støjspændinger på grund af en kortslutning, som optræder mellem en til modsat symmetrisk udstyring af kontaktanordningen eventuelt nødvendig anden forsyningsjævn-spænding med i forhold til referencepotentialet negativ polaritet og en af forbindelsesledningerne. Herved begrænser de i forbindelsesledningerne liggende modstande ikke kun kontaktanordningens indgangsstrømme, men også de over de sidstnævnte dioder afledte kortslutningsstrømme af modsat polaritet. Ved kontaktanordningens indgang kan så i sidstnævnte tilfælde maksimalt optræde en spænding, som svarer til diode-spændingsfaldet i gennemgangsretningen af en af de sidstnævnte dioder.

Tegningen viser skematisk et foretrukket udførelseseksempel.

Hvert af et stort antal målesteder er til enhver tid tilordnet en måleværdiomformer M. Måleværdiomformeren M omformer måleværdien til en elektrisk strøm, som er fast proportional med måleværdien. Følgelig betegnes måleværdiomformeren også som strømgenerator.

Hver målestrøm ledes til enhver tid over en forbindelsesledning L og en ohmsk modstand til referencepotentialledningen O henholdsvis til stel eller jord. Spændingsfaldet ved modstanden bliver over en modstand R2 tilført en af flere indgange af en elektronisk kontaktanordning S (også kaldt multiplexkobling), hvis koblingskredse er udformede som integreret kredsløb, og som cyklisk forbinder indgangene E over en spændings/strøm-omformer med en udgang A, til hvilken en transmissionsledning T er tilsluttet. Denne fører til et fjernt anordnet, ikke vist modtagelsessted, ved hvilket de transmitterede måleværdier i takt med kontaktanordningens omkobling igen fordeles til adskilte udnyttelsessteder, som til enhver tid er tilordnet et af målestederne. Omformningen af målestrømmene i tilsvarende spændinger ved modstandene R-^ er betinget af kontaktanordningen S, som kun kan videreomkoble spændinger.

Måleværdiomformernes M strømforsyning sker over en ledning 1 fra en jævnspændingskilde +U^, som også forsyner kontaktanordningen.

For ikke blot at kunne overføre positive, måleværdierne fremstil- 5 141140 lende signaler, men også negative synkroniseringsimpulser over ledningen T, fortrinsvis en telefonledning, er der anordnet en jævnspændingskilde med en i forhold til referencepotentialet negativ spænding -U^, som efter hver transmission af en måleværdi forbindes med ledningen T.

For at undgå at en kortslutning af en måleværdiomformer M mellem ledningen 1 og en ledning L fører til en overbelastning af jævnspændingskilden +U^ og/eller kontaktanordningen S, det sidste på grund af et for stort spændingsfald over den pågældende modstand R^, og for at beskytte modstandene og måleværdiomformerne er der anordnet et overvågningskredsløb, som opviser dioder D^, Dg/ modstande - R^, transistorer T-^ - T3 og en zener-diode Z. Dioderne D^ er polet i spærreretningen forbundet mellem hver sin indgang E af kontaktanordningen S og en jævnspændingskilde +Ug, hvorved de alle ligger i serie med modstanden R^. Dioderne Dg er til enhver tid forbundet mellem en af indgangene E og referen-cepotentialledningen O (stel). Ved forbindelsespunktet P mellem diodernes D-j^ katoder og modstanden R^ er katoden af zener-dioden Z tilsluttet, som over modstanden Rg ligger på stel. Mellem zener-dioden Z og modstanden R3 er transistorens basis tilsluttet, hvis emitter ligger på stel, og hvis kollektor direkte med transistorens Tg basis og over modstanden Rg er forbundet med jævnspændingskilden +U^. Transistorerne Tg og T3 danner et udgangstrin i Darlington-kobllng, hvorved den anden transistor Tg, som styres af den første transistor Tg, ligger i strømforsyningsledningen 1.

Modstandene Rg og R^ og zener-dioden Z danner sammen med transistoren T1 et tærskelværditrin med forbindeleespunktet P som ind*' gang og er dimensioneret således, at i normalfunktionen er dioderne D^ spærret, derimod er zener-dioden Z og transistoren T^ næsten spærret, og transistorerne Tg og Tg er følgelig ledende.

Når der optræder en kortslutningsstrøm mellem en ledning L og ledningen 1, stiger spændingsfaldet ved den pågældende modstand R1 og dermed denne lednings L potentiale så meget, at det overskrider zener-diodens Z katodepotentiale. Så bliver den pågæl-

6 141 UO

dende diode ledende, mens zener-dioden Z, da modstandsværdien af 1*2 er meget mindre end værdien af , og transistor bliver stærkere ledende. Tilsvarende bliver Darlington-koblingen T2, mindre ledende, og kortslutningsstrømmen begrænses. Grænsestrømværdien opretholdes af regulatoren T^, T2, T^, indtil kortslutningen er forsvundet. Strømgrænseværdien er derfor valgt således, at modstandene R^ ikke overbelastes ved denne grænsestrøm, og at den på indgangen E tilladte spænding ikke overskrides.

Optræder der derimod en kortslutning mellem -U^ og en ledning L, flyder en strøm over den pågældende diode D2 og den pågældende modstand R2, således at der på den pågældende indgang E kun ligger diodens D2 ringe leder-spændingsfald. Modstanden R2 bevirker derudover en begrænsning af denne strøm.

Claims (4)

7 141 UO

1. Koblingsanordning til transmission af måleværdier fra flere målesteder til en fælles transmissionsledning over en hvert målested tilordnet, af en fælles jævnspændingskilde forsynet måleværdiomformer, som omformer måleværdien i en målestrøm, og over en elektronisk kontaktanordning, hvis indgange over en ledning er forbundet med hver sin måleværdiomformer, og som cyklisk forbinder disse indgange med den fælles transmissionsledning, kendetegnet ved, at de i de af måleværdiomformerne (M) til kontaktanordningen (S) førende forbindelsesledninger (L) flydende målestrømme i en indgangskobling (R^, R2) af kontaktanordningen (S) hver kan omformes i en målespænding, og målespændingerne til transmissionen kan tilføres kontaktanordningens (S) indgange (E), og at der på indgangskoblingen (R^, R2) er tilsluttet en i den fælles strømforsyningsledning (1) liggende strømbegrænser (D^ R3 - R5, Z, T1 - T3) , som træder i funktion, når en målespænding overskrider en forudbestemt grænseværdi.

2. Koblingsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at strømbegrænseren på indgangssiden har et tærskelværditrin (R^, R^j, Z, T-^) , hvis indgang (P) over hver en ved grænseværdien overskridende målespænding i retning af denne indgang (P) ledende diode er forbundet med hver indgang (E) af kontaktanordningen (S).

3. Koblingsanordning ifølge krav 2, kendetegnet ved, at tærskelværditrinnet har en tærskelværdien bestemmende zener-diode (Z).

4. Koblingsanordning ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at strømbegrænseren har et forsyningsstrømmen umiddelbart styrende trin med transistorer (T2, T^) i Darlington-kobling.