DK158165B - Apparat til elektrisk maaling af den i en varmeforbruger forbrugte varmemaengde. - Google Patents

Description

i

DK 158165 B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til elektrisk måling af den i en varmeforbruger forbrugte varmemængde, ved at temperaturen af et varmemedium måles i varmeforbrugerens til- og fraledninger, hvorved temperaturdifferensen bestemmes, og hvor sammenligning sker 5 mellem dels de med temperaturerne proportionale spændinger og dels mellem den med temperaturforskel!en proportionale spænding og en referencespænding, hvilket apparat omfatter en analogdel og en digitaldel, hvilke dele kan fødes fra et enkelt batteri, og hvor målecykler, som omfatter mindst én målefase og en referencefase, 10 udløses, når en impuls, som frembringes af en for varmemediet bestemt volumenmåler, optræder, og hvilket apparat endvidere omfatter to temperaturaffølende målemodstande, en analog/digital omsætter med integrator og komparator, samt hvor omskiftere indgår i den analoge del, og en taktgenerator, tæller og styrelogik indgår i den 15 digitale del.

Sådanne varmemængdemålere er kendte, eksempelvis fra de tyske offentliggørelsesskrifter 28 16 611, 28 01 938 og 27 10 782 eller britisk patentskrift nr. 1.546.507. Ved samtlige disse kendte kredse 20 er der i serie med hver af de to målemodstande til måling af ti 1 -henholdsvis afløbstemperaturen koblet en særskilt referencemodstand, så at der fås en målebrokreds. Desuden er en spændingsdeler indrettet til frembringelse af referencespændingen. For videre bearbejdning af målespændingen kræves der differensforstærkere, som 25 omfatter modstande. Fejl og drift hos alle disse modstande samt afvigelserne af differensforstærkerne, integratoren og komparatoren indgår direkte som nul punkts- og/eller stejlhedsfejl i måleresultatet. Navnlig på grund af langtidsdriften af de elektroniske komponenter frembringes der fejl af væsentlige størrelser.

30

Hertil kommer den komplikation, at et målebrokredsløb med modstande frembringer systembetingede målefejl. Dette er beskrevet i britisk patentskrift nr. 1.546.507. Det foreslås derfor deri, at de to referencemodstande skal erstattes af to konstantstrømsgeneratorer.

35 Eftersom hver konstantstrømsgenerator imidlertid består af fejl- og driftsbehæftede elektroniske kredsløbselementer, kan den teoretisk mulige forbedring af målingen alligevel ikke opnås.

Fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 28 22 467 kendes et kredsløb

DK 158165 B

2 til digital gengivelse af ledningsværdien for en ukendt målemodstand. Målemodstanden og referencemodstanden ligger i serie via en tredie modstand, så at de gennemløbes af den samme strøm. De over måle- og referencemodstandene fremkomne spændingsfald digitaliseres 5 ved hjælp af en dobbelt slopekreds, idet spændingsfaldet over referencemodstanden først mellemlagres i en kondensator. Til måling af temperaturdifferenser, som det er nødvendigt ved apparater til måling af varmeforbruget, giver dette offentliggørelsesskrift ikke nogen oplysninger, og endnu mindre hvad angår korrektion af ulineær 10 karakteristik.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at forbedre de indledningsvis beskrevne apparater til elektrisk måling af varmeforbruget, så at man ved minimering af fejl- og driftskilder får optimal 15 nøjagtighed og bestandighed hvad angår måleresultatet. Dette opnås ved et apparat af den indledningsvis angivne art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at de to målemodstande under målefasen er seriekoblet med en og samme referencemodstand, så at de gennemløbes af samme strøm, og at spændingsfaldet over målemodstandene og 20 referencemodstanden ved hjælp af omskifterne efter hinanden føres til en indgang på analog/digital omsætteren, der som en dobbelt slopekreds danner temperaturdifferensen af det indbyrdes forhold mellem modstandene og det derover fremkomne spændingsfald, idet det potential, som foreligger på et knudepunkt mellem referencemodstan-25 den og målemodstandene danner kredsens nul potenti al under målefaserne.

Derved opnås fordelene ved, at de to målemodstande til afføling af frem- og returledningstemperaturerne er seriekoblet med en og samme 30 referencemodstand, hvorved det kun er denne referencemodstand, som er ansvarlig for måleresultaternes nøjagtighed og stabilitet. Det ved hjælp af opfindelsen opnåede minimum af fejlkilder kan man ikke komme under, eftersom i det mindste én referencekilde er nødvendig i alle målekredse. Ændringer af de elektriske værdier af øvrige 35 kredsløbselementer samt med årene faldende batterispænding har ikke nogen indflydelse på måleresultatets nøjagtighed og stabilitet.

Ifølge en fordelagtig videreudvikling af opfindelsen findes der en som impedansomsætter koblet forstærker, hvis udgang danner

DK 158165 B

3 nul potenti al skinne for kredsen. Den derved mulige lavohmede tilslutning af nul potenti al skinnen er særlig fordelagtig, når dobbelt slopekredsen er udformet med en anordning til automatisk forskydningssammenligning, eftersom forskydningslagerkondensatoren, der kan 5 oplades på kortere tid.

En yderligere acceleration af nulsammenligningsfasen opnås ved tidvis parallelkobling af en lavohmet modstand til integrationsmodstanden. Den ved denne foranstaltning opnåelige acceleration af 10 udførelsesforløbet er en forudsætning for et sparsomt batteri for brug.

En foretrukken udførelsesform for opfindelsen er genstand for krav 6. Her er de to målemodstande og referencemodstanden til stadighed 15 seriekoblet og gennemløbes således altid af den samme strøm. De derved opståede spændingsfald mellemlagres i hver sin kondensator i en sample- og holdekreds og bliver i tilslutning dertil tidsmæssigt efter hinanden evalueret i dobbelt slopekredsen til dannelse af måleresultatet. Også her er referencemodstanden alene ansvarlig for 20 måleresultatets nøjagtighed og tidsmæssige stabilitet.

Til korrektion af måleværdierne i afhængighed af varmemediets massefylde og entalpi samt af målemodstandenes karakteristik angives en foretrukken udførelsesform for opfindelsen i krav 8, hvor der 25 under referencefasen drives en korrektionsstrøm i integrationskondensatoren, hvilken korrektionsstrøm er afhængig af målemodstandenes differens. De over målemodstandene udtagne spændingsfald tjener således også til at danne korrektionsstrømmen.

30 Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et kredsløbsdiagram over et varmemængdemåleapparat ifølge opfindelsen, 35 fig. 2 tilhørende spændings-tidsdi agram for integratorudgangen i fig. 1, fig. 3 et yderligere kredsløbseksempel på et varmemængdemåleapparat ifølge opfindelsen, fig. 4 det tilhørende spændings-tidsdiagram for integratorudgangen 4 DK 1581658 i fig. 3, fig. 5 et yderligere kredsløbseksempel, fig. 6 endnu et kredsløbseksempel, hvor afvigelserne ophæver hinanden, 5 fig. 7a og 7b de tilhørende spændings-tidsdiagrammer og fig. 8 et yderligere kredsløb med anvendelse af lagerkondensatorer.

I kredsløbet vist i fig. 1 findes der to målemodstande 1,2, hvor målemodstanden 1 kan ligge i tilbageløbsledningen og målemodstanden 10 2 i fremløbs.Iedningen i et varmeanlæg. I serie med de to målemod stande 1 og 2 er indkoblet en referencemodstand 3. En omskiftergruppe 101,102,111,112 indkobler målemodstandene 1,2 skiftevis til en fødeledning 64 for batteri spændingens Ug minuspol. Yderligere omskiftere 103,113 sørger for en tilsvarende indkobling 15 af referencemodstanden 3 til fødeledningen 63 for batteri spændingens Ug pluspol henholdsvis til indgangen på en analog/digital omsætter.

Til koblingspunktet 61 mellem refereneemodstanden 3 og målemodstandene 1,2 er koblet indgangen til en som impedansomsætter koblet 20 forstærker 5. Impedansomsætteren 5's udgang danner målekredsens nul potenti al skinne 62.

Analog/digital omsætteren består af en integrator 7 med en integrationsmodstand 41 og en integrationskondensator 27 som hovedkompo-25 nenter, en nul spændingsforstærker 8 med en via en modstand 47 indkoblet operationsforstærker og en komparator 9. Til komparatoren 9 sluttes på kendt måde yderligere digitale kredsløbsorganer, som viderebearbejder måleresultatet, indtil det endelig gengives på et gengiveorgan 17.

30

Til automatisk nul korrektion af analog/digital omsætteren 7,8,9 findes der en nul korrektionskondensator 49, som under nul korrektionsfasen ved sluttet omskifter 114 derved oplades til en sådan spænding, at der under kompensation for forskydningsspændingerne hos 35 samtlige operationsforstærkere foreligger samme spænding på nul- spændingsforstærkeren 8's udgang som på nul potenti al skinnen 62, dvs. nul.

Efter analog/digital omsætteren 7,8,9's nul korrektion sker der nu

DK 158165 B

5 først en opadintegration af målespændingen på målemodstanden 1, idet styrelogikken 11 sørger for, at denne opadintegration afsluttes efter N impulser, som genereres af en taktgenerator 12. I tilslutning dertil sker der en nedadintegration af referencespændingen på 5 den temperaturuafhængige referencemodstand 3. Nedadintegrationen sker således altid med samme stigning og afsluttes efter nj impulser, så snart spændingen på integrationskondensatoren 27 har nået værdien nul, og komparatoren 9 standser styrelogikken 11.

10 Impulserne N henholdsvis n^ tælles af en måletidstæller 13, eksem pelvis af en fremad/bagudtæller. Efter et fuldstændigt integrationsforløb tilbagestår et bestemt impulstal på måletidstælleren, hvilket er proportionalt med forskellen mellem modstandsværdierne af målemodstanden 1 og referencemodstanden 3.

15

Efter en yderligere nul korrektionsfase sker der en opadintegration af spændingsfaldet over målemodstanden 2 i et tidsrum, som svarer til N impulser og en tilsluttende nedadintegration af spændingsfal-det over referencemodstanden 3 i et tidsrum på n2 impulser. Impuls-20 forskellen n2 - n^ er et mål for resistansforskellen R2 - Rj og dermed for temperaturforskellen mellem frem- og returledningen.

For at kompensere temperaturen med hensyn til ulineariteterne af målemodstandene 1,2 og afhængigheden af varmebærerens ental pi og 25 massefylde korrigeres talangivelsen n2 - rij. I dette øjemed udtages spændingen på integratoren 7's udgang 67 via en modstand 43 og føres til en impedansomsætter 10,14. Når impulstallet n2 er lig med impulstallet np sluttes omskifteren 110, så at en korrektionsstrøm, der svarer til målemodstandsværdiernes forskel via modstanden 45, 30 føres til integratoren 7's summeringspunkt 66. Denne korrektions strøm er ikke konstant og muliggør en på det nærmeste fuldstændig linearisering af relationen mellem den virkelige varmemængde og talangivelsen.

35 Nul korrekt ionen kan ved kredsløbet i fig. 1 på grund af den i forbindelse med forstærkerkobli ngen 7,8's oversvingning og undertrykkelsen af oversvingningen nødvendige relativt lange opladnings-tid for kondensatoren 49 medføre visse vanskeligheder, der kan undgås med det i fig. 3 viste kredsløb. Dette kredsløb har den

DK 158165 B

6 yderligere fordel, at styrelogikken 11 kan udføres simplere og mere sikkert. Ved dette kredsløb bortfalder nul korrektionskondensatoren 49 og dermed modstandene 46,27 samt omskifterne 113,114. Modstande 29,30,31,32,33 samt en omskifter 107 træder da i stedet for dem.

5 Før begyndelsen af målingen er omskifteren 107 paral1 el kobl et med integrationskondensatoren 27 for at undgå fejl kobl inger.

Ved begyndelsen af en måling, som udløses ved fremkomsten af en 10 impuls på styrelogikken over mængdetæl1erkontakten 52 og modstanden 51, måles målemodstanden 1 i returledningen med drivspændingen -Ug fra fødeledningen 64 via omskifteren 101. Omskifteren 107 åbnes, og omskifteren 111 sluttes. Der foregår en opadintegration af den af tilbageløbstemperaturen resulterende målespænding. Når udgangsspæn-15 dingen på integratoren 7's udgang efter tiden t^ (MR = målespænding i returledning) når den spænding, som ligger på summationspunktet 66 (fig. 4), der bestemmes af størrelsen af modstandene 29,30,31 på tærskel spændingsomskifteren 4 og spændingen på potenti al skinnen 62 og i tilledningen 63, omkobles spændingen på 20 tærskel spændingsomskifteren 4's udgang fra det på tilledningen 64 liggende potential til det på tilledningen 63 liggende potential og leverer en impuls til styrelogikken 11. Derved afbrydes omskifteren 101, og omskifteren 103 sluttes. Den over referencemodstanden 3 liggende referencespænding føres til integratoren 7, som nu inte-25 grerer nedad. Efter tiden t^ går spændingen i summationspunktet 66 gennem nul, spændingen på komparatoren 9's udgang omkobles fra tilledningen 64's potential til tilledningen 63's potential og giver igen en impuls til styrelogikken 11.

30 Nu afbrydes påny omskifteren 103, og omskifteren 101 sluttes, hvorved den regulære opadintegration på den tilbageløbstemperaturen udledte målespænding foretages under N taktimpulser. Efter den derved fra målevarighedstælleren 13 til styrelogikken 11 førte impuls afbrydes omskifteren 101, og omskifteren 103 sluttes. Dermed 35 sker nedadintegrationen af den til tilbageløbs- eller returmålingen hørende referencespænding, der eksempelvis frem til en ny omkobling af komparatoren 9 giver nj taktimpulser. Disse nj impulser lagres igen i lageret 14.

DK 158165 B

7

Nu afbrydes omskifterne 101,103 og omskifterne 112,102 sluttes. Den af frem!øbstemperaturen resulterende spænding på målemodstanden 2 integreres opad. Når spændingen på summationspunktet 66 igen når spændingen på integratoren 7's udgang 67 omkobler 5 tærskel spændingsomskifteren 4, og på dens udgang opstår en impuls ved overgang fra potentialet på tilledningen 64 til potentialet på tilledningen 63, hvilken impuls påvirker styrelogikken 11 og bevirker, at denne afbryder omskifteren 102 og slutter omskifteren 103. Herved sker der igen en opadintegration af spændingen på 10 summationspunktet 66 til integratoren 7, som ved nulgennemgang (potenti al skinnen 62) påny medfører omkobling af komparatoren 9 samt påvirkning af styrelogikken 11 og frakobling af omskifteren 103 og tilkobling af omskifteren 102.

15 Nu integreres den med fremløbstemperaturen proportionale målespænding. Efter N taktimpulser afgives fra målevarighedstælleren 13 en impuls til styrelogikken 11, hvorved omskifteren 102 afbrydes og omskifteren 103 sluttes. Integration i nedadretning udføres på den til fremløbstemperaturmåling hørende referencespænding. Eftersom 20 målemodstanden 2 i fremadretningen er større end målemodstanden 1 i returretningen, bliver talværdien for taktimpulserne n2 større end nj. Ved overskridelse af den i lageret 14 lagrede værdi n^ påvirkes komparatoren 15 og aktiverer styrelogikken 11, så at taktimpulserne n2 - n^ tælles ind i resultattælleren 16. Ved hvert overløb i 25 tælleren 16 bliver der talt videre i gengiveorganet 17.

Ved det beskrevne apparat ifølge fig. 1 og fig. 3 er integrationstiderne endnu forholdsvis lange. Det ville dog være ønskeligt, specielt ved batteri drift, at kun resultattælleren 16 og den af 30 mængdetællerkontakten 52 styrede modtagedel i styrelogikken 11 til stadighed skal være indkoblet, medens den analoge del og den resterende digitale del 11,12,13,14,15 kun behøver at være indkoblet i selve måletiden via en af styrelogikken 11 styret omskifter 115, som er i stedet for ledningsforbindelsen 116 ved slutning af mængdetæl -35 lerkontakten 52 for at gøre integrationstiderne så korte som muligt.

Dette muliggøres med en i fig. 5 vist videreudvikling af opfindelsen.

Opadintegrationen varer derfor så længe, fordi man integrerer over

g DK 15 816 5 B

hele resistansværdien. For eksempelvis at danne en forskel på 12 ohm mellem antagne 120 ohm og 132 ohm for n2 - nj skal som allerede angivet i forbindelse med fig. 1/2 og fig. 3/4 den med den "døde" n^ proportionale tid n^ . r, som svarer til modstanden 120 ohm, gen-5 nemgås to gange, (r = tidsafstanden mellem to impulser). Hvis der i stedet for fra nul til måleværdien omvendt kan måles forskellen fra den højeste forventede værdi til måleværdierne, kan integrationstiden gøres betydeligt kortere.

10 Denne ide realiseres med kredsløbet ifølge fig. 5. Målemodstandene 1,2 seriekobles over de til hver modstand hørende og ved hjælp af en differensforstærker 6 styrede modstande 23 eller 24, f.eks. i form af felteffekttransistorer, efter hinanden ved hjælp af omskifteren 102 eller 105 med referencemodstanden 3. Denne målekæde fødes med 15 spændingen Ug af tilledningerne 63,64. Målekæden er parallel kobl et med spændingsdeleren 21,22, som ligeledes er sluttet til spændingen Ug. Nul potenti al punktet 61 giver referencespændingen nul, som over den som spændingsfølger koblede forstærker 5 føres til potential skinnen 62. Differensforstærkeren 6 er med sin ikke-inver-20 terende indgang sluttet direkte til potenti al skinnen 62 og med sin inverterende indgang til potenti al punktet 68, dvs. til forbindelsespunktet mellem referencemodstanden 3 og de styrede modstande 23,24, af hvilke der hver gang er indkoblet én ved et måleforløb. Eftersom differensforstærkeren 6 har en høj forstærkning, f.eks. 2 .

5 25 10 , og da den nødvendige styrespænding på dens udgang 69 for de styrede modstande 23,24 kun varierer nogle hundrede mV, ligger fejlen mellem spændingerne på potenti al skinnen 62 og potenti al punktet 68 på indgangen af differensforstærkeren 6 kun i størrelsesordenen af brøkdele af /tV til nogle /iV. Ved de med tempe-30 raturerne proportionale spændinger over målemodstanden 1 eller 2 henholdsvis over de styrede modstande 23,24 på flere mV pr. °C giver dette således kun fejl på brøkdele af 10"3 °C.

Starten af målecyklen er en lignende som beskrevet i forbindelse med 35 fig. 3 og 4.

Hvis der skal arbejdes med temperaturer mellem 20°C og 100°C, og hvis f.eks. forholdet mellem modstandene 21,22 dimensioneres således, at der endda kunne måles 150°C (ved R2 = 160 ohm og R24 = 0

DK 158165 B

9 ohm), får man ved det ovennævnte eksempel kun modstandsdifferenser på 160 - 120 = 40 ohm henholdsvis 160 - 132 = 28 ohm (i forhold til 120 henholdsvis 132 ohm), så at integrationstiden kun bliver en fjerdedel af integrationstiden ved kredsløbet i fig. 3. Spændings-5 deleren 21,22 er ikke kritisk og forårsager ikke nogen målefejl. Det må kun kræves, at forholdet ^1^22 ^0Γ^ινθΓ stabilt under måleforløbet.

Fig. 6 viser en stærkt afkortet målefremgangsmåde, ved hvilken 10 samtlige forskydningsstørrelser undgås. Analog/digital omsætteren er her en savtakomsætter. Måleforløbet bliver forklaret i forbindelse med fig. 6 og 7.

En mængdeimpuls fra omskifteren 52 indkobler styrelogikken 11 over 15 modstanden 51. Denne indeholder her modtageorganet for koblingsordrerne fra komparatoren 9, styremidlerne for omskifterne 301-307 og 315 samt en taktgenerator til analog/digital omsætning. Omskifteren 315 bringer den analoge del på spændingen +Ug. Over modstandene 21,22 sker der en spændingsdeling. Delspændingen 61 føres til den 20 som konstantstrømskilde koblede forstærker 5". Fra udgangen løber strømmen over omskifteren 301, målemodstanden 1 og referencemodstanden 3 til -Ug.

På udgangen af forstærkeren 5 indstiller sig spændingen 62, der 25 tjener som referencespænding for integratoren 7. De forskellige potentialniveauer er vist i fig. 7a.

Integrationen af referencespændingen sker over modstanden 41 og kondensatoren 27. Udgangsspændingen 67 på integratoren 7 når stør-30 reisen af spændingen 69, som er sluttet til komparatoren over omskifteren 302, og komparatoren 9 omkobles fra -Ug til +Ug. Dette signal bliver ført til styrelogikken 11, hvorpå omskifterne 301 og 302 åbner, og omskifterne 305 og 306 sluttes. Spændingen over referencemodstanden 3 ændrer sig ikke derved, fordi strømmen for-35 bliver konstant. Over omskifteren 306 bliver spændingen 70 nu ført til komparatoren 9. Samtidig indkobles taktgeneratoren og sluttes til resultattælleren 16. Endvidere bliver over omskifteren 307 og modstanden 45 den ved hjælp af modstandene 43 og 44 og forstærkeren 10 dannede korrektionsspænding ført til

DK 158165 B

10 integrationssummationspunktet 66. Der sker en yderligere opadintegration, indtil spændingen 67 bliver lige så stor som spændingen 70. Komparatoren 9 omkobles igen fra -Ug til +Ug, og styrelogikken 11 afslutter forløbet.

5

Antallet af n taktimpulser, som tilføres resultattælleren 16, er proportionalt med forskellen mellem modstandene 1,2 divideret med referencemodstanden 3.

10 I en modificeret udførelse af det beskrevne forløb kan omskifterne 303,304 under den første fase sluttes af styrelogikken 11 og dermed paral1 el koble modstandene 53 og 41 og seriekoble modstanden 54 med målemodstanden 1. Modstanden 54 reducerer spændingen 69 til en spænding Ugg - AU.

15

Komparatoren 9 omkobles, når spændingen på integratorens udgang når værdien Ugg - AU. Dette sker ved tidspunktet ty, som kun udgør en brøkdel af tiden t , fordi integrationstiden ved sluttet omskifter

A

303 forkortes af modstanden 53.

20

Ved den første omkobling af komparatoren 9 får styrelogikken 11 omskifterne 303,304 til igen at bryde. Alt øvrigt sker som allerede beskrevet foran og vist i fig. 7b.

25 Fig. 8 viser et kredsløb, hvori de to målemodstande 1,2 og referencemodstanden 3 til stadighed er seriekoblet og er direkte indkoblet mellem fremledningen 63 til batteri spændingens Ug pluspol og nul referencepotential skinnen 62 i målekredsen. Parallelt med hver modstand 1,2,3 er en kondensator 221,222,223 indkoblet over en 30 omskifter 203 - 207 henholdsvis 208 - 211 på kendt måde som en sample- og holdekreds. De med målemodstandene 1,2 parallelle kondensatorer 221,222 kan kobles således, at spændingsforskellen dannes direkte.

35 Nul potenti al skinnen 62's spænding forhøjes ved hjælp af en som impedansomsætter koblet forstærker 5 og en spændingsdeler med modstandene 21,22 i forhold til den negative batterispænding -Ug på freml edningen 64. Denne potenti al forskydning er nødvendig for at forhindre, at operationsforstærkere 5', 7, 9 arbejder med DK 153165 B π utilladelig driftstilstand.

Kredsløbet i fig. 8 arbejder på følgende måde. Hver mængdeimpuls fra omskifteren 52 bliver over modstanden 51 som startimpuls ført til 5 styrelogikken 11. Denne styrer omskifteren 115, som forbinder pi uspolen (+υβ) for batteri spændingen υβ med operationsforstærkerne 5,5',7 og 9 i den analoge del.

Styrelogikken 11 styrer en række analoge omskiftere 201-215. Den 10 indeholder en taktgenerator og en målevarighedstæller.

En målecyklus sker i tre faser. Fase 1: Omskifterne 201-207 og 214 og 216 bliver afbrudt. Omskifterne 201 og 202 bevirker den automatiske nul justering. Omskifteren 214 forkorter integratoren 7's 15 tidskonstant under varigheden af nuljusteringen. Ved parallelkobling af en modstand 241 over omskifterne 203-207 bliver spændingsfaldene over modstandene 1,2,3 lagret i kondensatoren 221,222 og 223.

Fase 2: I denne fase bliver den med temperaturdifferensen propor-20 tionale spænding og den tilhørende integrationsspænding dannet. Omskifterne 201-207 samt 214 og 216 bliver åbnet, og nu sluttes omskifterne 208-210 samt 215. Over omskifteren 208 bliver den negative pol på kondensatoren 222 sluttet til referencepotential skinnen 62. Den positive pol på kondensatoren 222 25 bliver over omskifteren 209 forbundet med den positive pol på kondensatoren 221. Den negative pol på kondensatoren 221 er over omskifteren 210 forbundet med indgangen på forstærkeren 5'. Potentialet på indgangen af forstærkeren 5' er den negative differens af spændingerne over målemodstandene 1 og 2 og dermed propor-30 tional med forskellen mellem de to målemodstandsværdier.

Forstærkeren 5' afbilder denne differensspænding på sin udgang 1:1, og over integrationsmodstanden 41 bliver den integreret i integrationskondensatoren 227. Denne integrationsspænding ved enden af fase 35 2 er følgelig proportional med målemodstandsdifferensen.

Omskifterne 215 og 216 tjener til forhindring af forfalskede virkninger af eventuelle krybestrømme på den i kondensatoren 225 lagrede forskydningsspænding.

DK 158165 B

12

Fase 3: I denne fase sker integrationen af referencespændingen. Samtidig bliver en korrektion af integrationsstrømmen med en af modstandsdifferensen mellem modstandene 1 og 2 afhængig strøm foretaget. Omskifteren 210 åbnes, og omskifterne 211,212,213 slut-5 tes. Omskifterne 208,209 og 215 forbliver sluttet. Spændingen (-Uy -UR) ved fodpunktet af kondensatoren 221 henholdsvis på omskifteren 212 bibeholdes. Endvidere bliver resultattælleren 16 sammemkoblet med taktgeneratoren i styrelogikken 11. Spændingen URe^ over kondensatoren 223 bliver over omskifteren 211 ført til indgangen på 10 forstærkeren 5' og bevirker i integrationskondensatoren 227 nedadintegrationen.

På den positive strøm, som drives fra integrationsmodstanden 41 ind i integrationskondensatoren 227, bliver yderligere overlejret en 15 negativ (korrektions-) strøm over omskifterne 212 og 213 samt modstandene 245 og 246. Derved bliver den samlede integrationsstrøm desto mindre, jo større modstandsdifferensen mellem målemodstandene 1 og 2 henholdsvis jo større temperaturdifferensen bliver.

20 Når spændingen over integrationskondensatoren 227 henholdsvis på udgangen af integratoren 7 bliver nul ved integrationen af reference- og korrektionsstrømmene, kipper komparatoren 9 og afgiver et stopsignal til styrelogikken 11. Omskifteren 115 afbryder igen spændingen +Ug fra den analoge del, og taktgeneratoren udkobl es. I 25 resultattælleren 16 er følgelig blevet indsat antallet af takter i fase 3.

Ved ethvert overløb af resultattælleren 16 kobler styrelogikken 11 indikatoren 17 et skridt videre.

30 35

Claims (10)

1. Apparat til elektrisk måling af den i en varmeforbruger forbrugte varmemængde, ved at temperaturen af et varmemedium måles i 5 varmeforbrugerens til- og fraledninger, hvorved temperaturdifferensen bestemmes, og hvor sammenligning sker mellem dels de med temperaturerne proportionale spændinger og dels mellem den med tempera-turforskellen proportionale spænding og en referencespænding, hvilket apparat omfatter en analogdel og en digi tal del, hvilke dele 10 kan fødes fra et enkelt batteri, og hvor målecykler, som omfatter mindst én målefase og en referencefase, udløses, når en impuls, som frembringes af en for varmemediet bestemt volumenmåler, optræder, og hvilket apparat endvidere omfatter to temperaturaffølende målemodstande (1,2), en analog/digital omsætter med integrator (7) og 15 komparator (9), samt hvor omskiftere (101,102,103) indgår i den analoge del, og en taktgenerator, tæller og styrelogik (11) indgår i den. digitale del, kendetegnet ved, at de to målemodstande (1,2) under målefasen er seriekoblet med en og samme referencemodstand (3), så at de gennemløbes af samme strøm, og at spændingsfal-20 det over målemodstandene (1,2) og referencemodstanden (3) ved hjælp af omskifterne (101,102,103) efter hinanden føres til en indgang på analog/digital omsætteren, der som en dobbelt slopekreds (7,27,41,46,9) danner temperaturdifferensen af det indbyrdes forhold mellem modstandene og det derover fremkomne spændingsfald, idet det 25 potential, som foreligger på et knudepunkt (61) mellem referencemodstanden (3) og målemodstandene (1,2), danner kredsens nul potenti al under målefaserne.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved en som 30 impedansomsætter koblet forstærker (5), hvis udgang danner kredsens nul potenti al skinne (62).

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at forstærkerens (5) indgang er sluttet til knudepunktet (61) for måle- og 35 referencemodstandene (1,2,3). 1 Apparat ifølge krav 1,2 eller 3, kendetegnet ved, at dobbelt slopekredsen (7,27,41,46,9) er kompletteret med en anordning til automatisk udbalancering og omfattende en DK 158165 B balanceringskondensator (49), en nul forstærker (8) med tilhørende modstande (47,48) samt en omskifter (114) til at oplade balanceringskondensatoren (49) under en nuludligningsfase.

5. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, kende tegnet ved, at de to målemodstande (1,2) skiftevis seriekobles med referencemodstanden (3) og til analog/digital omsætterens indgang ved hjælp af omskifterne (101,102,111,112).

6. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, kende tegnet ved, at de to målemodstande (1,2) og referencemodstanden (3) til stadighed er seriekoblet, at hver af disse modstande (1.2.3) er sluttet til en kondensator (221,222,223), som på i og for sig kendt måde arbejder som en sample- og holdekreds ved skiftevis 15 parallelkobling med modstandene (1,2,3) via omskifterne (203-207 henholdsvis 208-211) eller er sluttet til nul potenti al et (62) henholdsvis analog/digital omsætterens indgangstrin (5') samt at under samplefasen, når omskifterne (203-207) mellem modstandene (1.2.3) og kondensatorerne (221,222,223) er sluttet, og under 20 nul udligningsfasen er dels integratorens (7) indgangstrin (5') koblet til nul potential skinnen (62) via en omskifter (201), dels er integratorens (7) nulleder sluttet via en omskifter (202), og dels er en integrationsmodstand (41) parallel kobl et med en modstand (241) ved hjælp af en omskifter (214). 25

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at de til målemodstandene (1,2) hørende kondensatorer (221,222) ved kobling til målemodstandene (1,2) er seriekoblet, men ved kobling til nul potenti al et (62) og analog/digital omsætterens indgangstrin (5') 30 derimod antiseriekobl et, så at den derved dannede spænding (på omskifteren 210) har modsat rettet polaritet i forhold til spændingen over den til referencemodstanden (3) hørende kondensator (223) (på omskifteren 211).

8. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-7, kende tegnet ved, at til korrektion af måleresultatet i afhængighed af varmemediets tæthed og ental pi samt i afhængighed af den respektive målemodstands karakteristik findes der mindst én modstand (45;245,246;28), som er til- og udkoblelig via mindst én omskifter DK 158165 B (110,212,213,307,108) for under referencefasen at drive en af målemodstandenes (1,2) forskel afhængig korrektionsstrøm gennem integrationskondensatoren (27,227).

9. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, kende tegnet ved, at der i dobbelt slopekredsen mellem integratoren (7) og komparatoren (9) er indkoblet en tærskel spændingsomskifter (4), som ved overskridelse af en spændingstærskel afgiver en impuls til styrelogikken (11), som derved via omskifterne (101,103,102,112) 10 slutter målemodstandene (1,2) til integratorens (7) indgang i stedet for til referencemodstanden (3).

10. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-9, kendetegnet ved, at der i analog/digital omsætterens balancerings- 15 gren er indkoblet en yderligere omskifter (215) efter den omskifter (202), som tilfører balanceringsstrøm, hvilken yderligere omskifter (215) under målefasen kobler balanceringstrinnet på nul potenti al et (62), og en tredie omskifter (216) er indrettet til at bryde forbindelsen til balanceringskondensatoren (225). 20

11. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-10, kendetegnet ved, at der til omskiftning af integrationsretningen i kredsens måleindgang er indkoblet en differensforstærker (6) med regulerbare modstande (23,24). 25 30 35