DE1020413B

DE1020413B - Electrical measured value compensator

Info

Publication number: DE1020413B
Application number: DEJ13237A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Franz Raufenbarth
Original assignee: WH Joens and Co GmbH
Current assignee: WH Joens and Co GmbH
Priority date: 1957-05-18
Filing date: 1957-05-18
Publication date: 1957-12-05

Description

Elektrischer Meßwertkompensator Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßwertkompensator, bei dem eine an einem richtkraftfreien Galvanometer anliegende Spannung durch eine Gegenspannung kompensiert wird, die in einem vom Galvanometer gesteuerten Kompensationsstromkreis entsteht.Electrical Measurement Compensator The invention relates to a Measured value compensator in which one is applied to a galvanometer without straightening force Voltage is compensated by a counter voltage generated in one by the galvanometer controlled compensation circuit arises.

Bei solchen Kompensationsverstärkern ist der im Kompensationsstromkreis fließende Strom unabhängig vom Belastungswiderstand des Kompensationsstromkreises der am richtkraftfreien Galvanometer anliegenden Meßspannung verhältnisgleich. In such compensation amplifiers, the is in the compensation circuit flowing current independent of the load resistance of the compensation circuit the measuring voltage applied to the straightening force-free galvanometer.

Es ist bekannt, als Meßspannung eine Brückenspannung zu verwenden, die an der Brückendiagonale entsteht, wenn die Brücke nach Maßgabe eines Meßwertes verstimmt wird, wobei ein Brückenzweig beispielsweise von einem Widerstandsthermometer, einem Dehnungsmeßstreifen od. dgl. gebildet wird. It is known to use a bridge voltage as the measuring voltage, which arises on the bridge diagonal when the bridge is based on a measured value is detuned, with a bridge branch, for example, from a resistance thermometer, a strain gauge or the like. Is formed.

Häufig ist es jedoch erwünscht, einen Kompensationsstrom zu erzeugen, der nicht einem solchen Meßwert, sondern dem Kehrwert eines solchen Meßwertes verhältnisgleich ist. Eine solche meßtechnische Aufgabe tritt z. B. auf, wenn ein Quotient elektrisch abgebildet werden soll, in dessen Nenner ein solcher Meßwert entsteht. However, it is often desirable to generate a compensation current, which is not proportional to such a measured value, but to the reciprocal of such a measured value is. Such a metrological task occurs z. B. on when a quotient is electrical is to be mapped, in whose denominator such a measured value arises.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompensationsverstärker der geschilderten Art so auszubilden, daß der eingeprägte Kompensationsstrom dem Kehrwert eines als Spannungsgröße erfaßbaren Meßwertes proportional ist. The invention is based on the object of a compensation amplifier of the type described so that the impressed compensation current dem Is proportional to the reciprocal of a measured value that can be detected as a voltage variable.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß vom Kompensationsstrom eine nach Maßgabe eines Meßwertes verstimmbare Brücke gespeist wird, an deren Diagonale der Galvanometerstromkreis liegt. Das bedeutet, daß der sonst bei Kompensationsverstärkern übliche Kompensationswiderstand durch eine verstimmbare Brücke ersetzt wird. Es läßt sich ableiten, daß bei einer solchen Anordnung der Komp ensationsstrom den Kehrwert des die Brückenverstimmung bewirkenden Meßwertes verhältnisgleich ist. According to the invention this is achieved in that the compensation current a bridge that can be detuned according to a measured value is fed, at its diagonal the galvanometer circuit is up. This means that the otherwise with compensation amplifiers The usual compensation resistor is replaced by a detunable bridge. It it can be deduced that in such an arrangement the compensation current is the The reciprocal of the measured value causing the bridge detuning is proportional.

Verwendet man in Verbindung mit einer solchen Anordnung in an sich bekannter Weise im Galvanometerstromkreis eine nach Maßgabe eines zweiten Meßwertes verstimmbare weitere Brücke, so erhält man einen eingeprägten Kompensationsstrom, der proportional dem Quotienten der beiden Meßwerte ist. Man kann auf diese Weise z. B. das Verhältnis zweier durch Widerstandsthermometer gemessener Temperaturen oder das Verhältnis zweier durch Dehnungsmeßstreifen ermittelter Kräfte elektrisch abbilden. Es ist nicht zu verkennen, daß sich insbesondere in der Regelungstechnik zahlreiche verschiedene Anwendungsmöglichkeiten eines solchen Meßwertkompensators ergeben. Used in conjunction with such an arrangement in itself known way in the galvanometer circuit according to a second measured value detunable further bridge, one obtains an impressed compensation current, which is proportional to the quotient of the two measured values. You can this way z. B. the ratio of two temperatures measured by resistance thermometers or the ratio of two electrical forces determined by strain gauges depict. It cannot be overlooked that, especially in control engineering numerous different uses of such a measured value compensator result.

In Abb. 1 ist eine bekannte Meßwertkompensatorenschaltung dargestellt, die hier nur zur Erläuterung dienen soll. In Fig. 1 a known measured value compensator circuit is shown, which is only intended to serve as an explanation here.

Mit 1 ist ein richtkraftloses Galvanometer bezeichnet, das in bekannter Weise eine Verstärkerröhre 2 steuert und den Anodenstrom verändert. Im Anodenstromkreis, der hier auch als Kompensationsstromkreis bezeichnet wird, liegt ein Strommesser3 und ein Kompensationswiderstand 4. Das Galvanometer 1 und der Kompensationswiderstand 4 liegen in Reihe an den Diagonalpunkten 5', 5" einer aus den Zweigen a, b, c, d bestehenden Meßbrücke 5. Die Meßbrücke 5 wird von einer Konstantstrom- oder -spannungsquelle gespeist. 1 with a force-free galvanometer is referred to, which is known in Way controls an amplifier tube 2 and changes the anode current. In the anode circuit, which is also referred to here as a compensation circuit, is an ammeter3 and a compensation resistor 4. The galvanometer 1 and the compensation resistor 4 are in a row at the diagonal points 5 ', 5 "one of the branches a, b, c, d existing measuring bridge 5. The measuring bridge 5 is from a constant current or voltage source fed.

Der Brückenzweig a ist ein Widerstandsthermometer. The bridge branch a is a resistance thermometer.

An den Diagonalpunkten 5', 5" der Brücke 5 entsteht eine Meßspannung, der der vom Widerstandsthermometer a gemessenen Temperatur entspricht.At the diagonal points 5 ', 5 "of the bridge 5, a measuring voltage arises, which corresponds to the temperature measured by the resistance thermometer a.

Durch diese Meßspannung wird das richtkraftfreie Galvanometer 1 ausgelenkt, wodurch der Kompensationsstrom so lange verändert wird, bis der Spannungsabfall am Kompensationswiderstand 4 die Meßspannung zwischen 5' und 5"kompensiert. Der Kompensationsstrom, der sich dabei einstellt und der am Strommesser 3 abgelesen wird, ist der Meßspannung proportional. The straightening force-free galvanometer 1 is deflected by this measuring voltage, whereby the compensation current is changed until the voltage drop The measuring voltage between 5 'and 5 "is compensated at the compensation resistor 4. The Compensation current which is set and which is read on the ammeter 3 is proportional to the measuring voltage.

Diese bekannte Schaltung wird nun gemäß der Erfindung in der in Abb. 2 dargestellten Weise abgewandelt. This known circuit is now shown according to the invention in the Fig. 2 modified manner shown.

Die Brücke 5 und der Widerstand 4 sind dabei gegeneinander vertauscht. Der Kompensationsstrom speist hier eine der Brücke 5 entsprechende Brücke 6, während an einem Widerstand7, der hier nicht als Kompensationswiderstand wirkt, ein konstanter Spannungsabfall erzeugt wird. Der Galvanometerstromkreis liegt an den Diagonalpunkten 6', 6" der Brücke 6 an. Um das Galvanometer 1 stromlos zu machen, muß die Brücke 6 mit einem Kompensationsstrom gespeist werden, der um so größer ist, je geringer die durch das Widerstandsthermometer a verursachte Brückenverstimmung ist. Eine Durchrechnung ergibt, daß der sich einstellende Kompensationsstrom hier dem Kehrwert der vom Widerstandsthermometer a gemessenen Temperatur verhältnisgleich ist. The bridge 5 and the resistor 4 are interchanged. The compensation current feeds a bridge 6 corresponding to the bridge 5, while at a resistor7, which here does not act as a compensation resistor, a constant one Voltage drop is generated. The galvanometer circuit is at the diagonal points 6 ', 6 "of the bridge 6. In order to de-energize the galvanometer 1, the bridge 6 are fed with a compensation current, which is greater, the lower is the bridge misalignment caused by the resistance thermometer a. One A calculation shows that the compensation current that is set is the reciprocal value here the temperature measured by the resistance thermometer a is proportional.

In Abb. 3 ist eine Kompensationsschaltung dargestellt, bei der im wesentlichen die beiden Schaltungen nach Abb. 1 und 2 vereinigt sind. Der Widerstand 7 in der Abb. 2 ist ersetzt durch die Meßbrücke 5 der Abb. 1. Die Meßbrücke 5 ist jedoch nicht aus einer Konstantstromquelle gespeist, sondern aus einer beliebigen Stromquelle über die Anschlußbuchsen 8. An Stelle des Strommessers 3 im Kompensationsstromkreis ist dafür ein Brückenkreuzspulmeßwerk 9 vorgesehen, dessen richtkraftbestimmende Kreuzspule vom Speisestrom der Meßbrücke 5 durchflossen wird. Im gleichen Maße, wie sich der Speisestrom ändert, verändert sich auch die Richtkraft des Anzeigeinstrumentes 9, so daß dadurch ein Ausgleich gegen Speisestromschwankungen geschaffen und die Anwendung einer Konstantstromquelle unnötig gemacht wird. In Fig. 3 a compensation circuit is shown in which im essentially the two circuits according to Fig. 1 and 2 are combined. The resistance 7 in Fig. 2 is replaced by the measuring bridge 5 in Fig. 1. The measuring bridge 5 is however, not fed from a constant current source, but from any one Power source via the connection sockets 8. Instead of the ammeter 3 in the compensation circuit a bridge cross-coil measuring mechanism 9 is provided for this purpose, the directional force of which is determined Cross coil is traversed by the feed current of the measuring bridge 5. To the same extent, as the supply current changes, so does the leveling force of the display instrument 9, so that this creates a balance against supply current fluctuations and the Use of a constant current source is made unnecessary.

An Stelle des Brückenkreuzspulmeßwerkes 9 kann man in gleichem Sinne auch ein anderes Drehspulmeßgerät mit sogenannter elektrischer Feder verwenden, bei dem die Richtkraft in Abhängigkeit von dem Speisestrom der Meßbrücke 5 geändert wird, z. B. ein einfaches Kreuzspulmeßgerät od. dgl. Instead of the bridge cross-coil measuring mechanism 9, one can do the same in the same way also use another moving-coil measuring device with a so-called electric spring, in which the straightening force is changed as a function of the feed current of the measuring bridge 5 will, e.g. B. a simple cross-coil measuring device od. Like.

Um bei den gegebenen Verhältnissen eine Brücke zu erhalten, bei der die Diagonalspannung in relativ weiten Grenzen linear zur Widerstandsänderung ist, sind die Brückenzweige b, c der Brücken 5, 6 hochohmig ausgebildet und weisen einen Widerstand in der Größenordnung von 10 k il auf, während die Widerstandsthermometer a und die entsprechenden Brückenzweige d Widerstände in der Größenordnung von 100 II aufweisen. In order to get a bridge under the given conditions, where the diagonal voltage is linear to the change in resistance within relatively wide limits, the bridge branches b, c of the bridges 5, 6 are designed with high resistance and have a Resistance on the order of 10 k il while the resistance thermometer a and the corresponding bridge branches d resistances in the order of 100 II have.

Wenn das Widerstandsthermometer a der Brücke 5 eine Temperatur = tl° und das Widerstandsthermometer a der Brücke 6 eine Temperatur = t2° mißt, dann wird, wie oben dargelegt wurde, der am Anzeigeinstrument 9 angezeigte Kompensationsstrom dem Quotienten t1/t2 verhältnisgleich. When the resistance thermometer a of the bridge 5 has a temperature = tl ° and the resistance thermometer a of the bridge 6 measures a temperature = t2 °, then becomes, as explained above, the compensation current displayed on the display instrument 9 proportional to the quotient t1 / t2.

In bekannter Weise kann der Kompensationsstrom zum Anzeigen, Registrieren oder Regeln dieses Temperaturquotienten tl verwendet werden. t2 PATENTANSPROCHE: 1. Elektrischer Meßwertkompensator, bei dem eine an einem richtkraftfreien Galvanometer anliegende Spannung durch eine Gegenspannung kompensiert wird, die in einem vom Galvanometer gesteuerten Kompensationskreis entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß vom Kompensationsstrom eine nach Maßgabe eines Meßwertes verstimmbare Brücke (6) gespeist wird, an deren Diagonale (6', 6") der Galvanometerstromkreis liegt. In a known manner, the compensation current can be used for display, registration or regulating this temperature quotient tl can be used. t2 PATENT CLAIM: 1. Electrical measured value compensator, in which one on a straightening force-free galvanometer applied voltage is compensated by a counter-voltage, which in one of the Galvanometer-controlled compensation circuit is created, characterized in that from the compensation current a bridge (6) that can be detuned according to a measured value is fed, at whose diagonal (6 ', 6 ") the galvanometer circuit is located.

2. Elektrischer Meßwertkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Galvanometerstromkreis eine nach Maßgabe eines zweiten Meßwertes verstimmbare weitere Brücke (5) eingeschaltet ist. 2. Electrical measured value compensator according to claim 1, characterized in that that in the galvanometer circuit a detunable according to a second measured value another bridge (5) is switched on.

3. Elektrischer Meßwertkompensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeinstrument für den Kompensationsstrom ein Meßwerk mit elektrischer Feder, vorzugsweise ein Brückenkreuzspulmeßwerk (9), dient, dessen richtkraftbestimmende Spule von dem den Galvanometerstromkreis (5) speisenden Strom durchflossen wird. 3. Electrical measured value compensator according to claim 1 or 2, characterized characterized in that a measuring mechanism is used as a display instrument for the compensation current with an electric spring, preferably a bridge cross-coil measuring mechanism (9), whose The directional force-determining coil of the current feeding the galvanometer circuit (5) is traversed.

4. Elektrischer Meßwertkompensator nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zweig (a) der Brücke bzw. der Brücken von einem Widerstandsthermometer gebildet wird. 4. Electrical measured value compensator according to one or more of the preceding Claims, characterized in that a branch (a) of the bridge or bridges is formed by a resistance thermometer.

Claims

5. Electrical measured value compensator according to claim 3, characterized in that that a bridge arm pair (b, c) is designed with high resistance.