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Anordnung zur Anzeige des Abgleichs zweier Gleichspannungen Die Erfindung
betrifft eine Anordnung zur Anzeige des Abgleichs bei Gleichspannungsmessungen,
wie er beispielsweise bei Bräckenschaltungen, Zweistrahifotometern usw. angewendet
wird.
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Es ist bereits eine Anordnung zum Einregelt oder Messen von Stromstärken
und Spannungen, insbe sondere der Stromaufnahme einer Bildwerferlampe bekannt, bei
der zwei bezüglich ihrer Helligkeit miteinander vergleichbare elektrische Strahler
verwendet sind, die bei den auftretenden Arbeitstemperaturen verschiedene Strom-Tempefatur-Charakteristik
aufweisen (z. B. zwei Glühlampen) in der Weise, daß beide Strahler von Strömen durchflossen
werden, die sich mit der. einzuregelnden oder zu messenden Stromstärke verändern,
so daß verschiedenen, die Strahler durchließenden Strömen ein verschiedenes Verhältnis
der Strahlungsintensitäten beider Strahler entspricht.
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Auch ist es bekannt, zur Ermittlung des Nullabgleichs sogenannte
Null-Instrumente zu verwenden, deren Zeigerausschiag angibt, wie weit und in welcher
Richtung man noch nachregein muß, bis man den Abgleich erreicht hat. Derartige Instrumente
sind verhältnismäßig teuer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufwand einfachere
Anordnung zur Anzeige des Nullabgleichs zu schaffen.
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Eine Anordnung zur Anzeige des Abgleichs zweier Gleichspannungen
besteht gemäß der Erfindung aus einer mit Transistoren aufgebauten Triggerschaltung,
in der als Kollektorwiderstände stromanzeigende Bauelemente verwendet sind, wobei
die Triggerschaltung gleichzeitig mit den Meßspannungen sowie mit mindestens einer
überlagerten Wechselspannung gespeist wird.
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Würde man die Wechselspannung weglassen, so ließe sich nur die Richtung
der notwendigen Abgleichbewegung (z. B. Drehen eines Potentiometers in der einen
oder anderen Richtung) erkennen, nicht jedoch deren Größe. Außerdem würde sich die
Hysterese der Triggerstufe störend als Ungenauigieit bemerkbar machen. Die Spannung
Spitze - Spitze der überlagerten Wechselspannung ist für empfindlichen Abgleich
etwas, für groben Abgleich viel größer als der Spannungssprung für die Hysterese
der Triggerstufe.
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In F i g. 1 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, in der zwei
Transistoren 10, 11 unter Zuhilfenahme von Kondensatoren und Widerständen in bekannter
Weise zu einer symmetrischen Triggerstufe mit zwei Eingängen zusammengeschaltet
sind. Als Kollektorwiderstände sind zwei Glühlampen 12, 13 verwendet.
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Dieser Triggerstufe werden über die beiden Eingänge die zu vergleichenden
Gleichspannungen q und U., zugeführt, die beispielsweise durch zwei Spannung, teiler
erzeugt werden, die je einen Fotowiderstand 14, 15 aufweisen. Außerdem wird einer
der Eingänge über einen Kondensator 16 rnit nachgeschaltetem Widerstand 17 mittels
einer dreieck- oder sinus förmigen Wechselspannung beaufschlagt.
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Eine entsprechende vereinfachte Schaltungsanordnung ist in F i g.
2 gezeigt. Hier sind zwei pnpTTransistoren20, unter Zuhilfenahme eines Kondensators
und von Widerständen in bekannter Weise zu einer Triggerstufe mit nur einem Eingang
zusammengeschaltet. Als Kollektorwiderstände sind zwei Lampen 22, 23 verwendet.
Die Ansteuerung der Stufe mit der Meßgleichspannurg Ul erfolgt in bekannter Weise
über den Verbindungspunkt B eines aus Widerständen 24, 25 gebildeten Basis-Spannungsteilers
für den Transistor 20. Die Vergleichsspannung U2 wird in dieser Anordnung durch
den Spannungsabfall am gemeinsamen Emitterwiderstand 26 gebildet. Gleichzeitig wird
am Punkt über einen Kondensator 27 sowie einen in Reihe mit ihm liegenden Widerstand
28 eine beispielsweise dreieckförmige Wechselspannung eingespeist. Diese wird von
einem Generator 29 geliefert und von diesem über einen aus Widerständen 30, 31,
32 gebildeten Spannungsteiler abgenommen. Dem Widerstand 32 ist ein Schalter 33
parallel geschaltet, der zweckmäßigerweise als Drücker ausgebildet ist.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich.
Die Abszisse gibt den Zustand wieder, in dem beide Gleichspannungen gleich groß
sind, die beiden gestrichelten Parallelen die Kippgrenzen der Anordnung. Liegt nun
beispiels, weise eine starke Gleichspannungsdifferenz vor, so wird diese (bei nichtbetätigtem
Drücker) von einer hohen Wechselspannung Uw überlagert, und z. B. die
Lampe
22 brennt dauernd oder wesentlich heller als die Lampe 23, weil in ihr die langen
Impulse zur Wirkung kommen. Ein Grobabigleich der Spannung, differenz bewirkt sodann,
daß die beiden Lampen gleich hell aufleuchten, weil dann beide gleichlange Impulse
bekommen. Schließt man nun den Schalter 33, so wird (vgl. Fig. 4) bei einer noch
vorhandenen schwachen Spannungsdifferenz gleichen Verhältnisses die Lampe 22 heller
als die Lampe 23 brennen, weil Unterschiede in der Impulslänge größer geworden sind.
Der Feinabgleich ist dann erreicht, wenn beide Lampen gleich hell aufleuchten.
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An Stelle der Lampen können auch magaetische Schauzeichen verwendet
werden. Auch läßt sich mit Vorteil mit einer solchen Triggerschaltung ein Servomotor
speisen, der dann einen dauernden Nullabgleich bewirkt.
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Eine weitere vorteilhafte Anwendung «des Gegenstandes der Erfindung
ist bei Geräten möglich, bei denen der Abgleich durch die Symmetrie einer Rechteckspannung
gekennzeichnet ist. Eine solche Spannung ist in F i g. 5 b dargestellt, während
bei F i g. 5 a t eine, bei Fig.Sc der andere Spannungsanteil überwiegt. Eine Schaltungsanordnung,
bei der eine solche Spannung vorliegt, ist in F i g. 6~schematisch dargestellt.
Eine Triggerstufe 40 bekannter Bauart weist zwei Ausgänge auf, an denen gegeuphasige
Rechteckspannungen nach Fig.5 anstehen. Durch einfache Integration mit Hilfe von
RC-Gliedern 41 bis 44 entstehen Gleichspannungen, die einer nach F i g. 1 aufgebauten
Triggerstufe 4S mit zwei Eingängen zugeführt werden. Im Falle des Abgleichs sind
diese Gleichspannungen gleich groß (Hälfte der zerhackten Gleichspannung), bei Verstimmung
wird die eine höher, die andere niedriger. Diesen Gleichspannungen sind durch die
Integration bereits Dreieckspannungen überlagert, deren Amplituden durch die Zeitkonstanten
derRC-Glieder bestimmt sind und daher also an die Hysteresespannung der Triggerstufe
45 angepaßt werden können.
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Die Empfindlichkeit einer solchenAnordnung kann noch wesentlich durch
einen vorgeschalteten Differenzverstärker erhöht werden, wie er beispielsweise in
F i g. 7 dargestellt ist. Wiederum stellt der Trigger 40 die gegenphasigen, unsymmetrischen
Rechteckspannungen zur Verfügung. Diese werden in RC-Gliedern 41', 46 und 43', 47
integriert und den Basen zweier Transistoren 48, 49 zugeführt, wobei diesmal als
Beispiel die Kondensatoren mit den Kollektoren dieser Transistoren verbunden sind,
die so in bekannter Weise als Miller-Integratoren arbeiten.
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Die Transistoren 48 und 49 besitzen als Differenzverstärker einen
gemeinsamen Emitterwiderstand 50.
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An den Kollektorwiderständen 51 und 52 erscheint
min verstärkt die
Differenz der integrierten Gleichspannungen, überlagertvon.?der ebenfalls verstärkten
Dreieckspannung.
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Der nachfolgende Trigger ist in diesem Beispiel in bekannter Weise
aus 2 npn-Transistoren 53 und 54 sowie 2pnp-TransistorenS5 und 56 aufgebaut. Er
kann so mit optimalem Wirkungsgrad einen Servomotor umschalten, der in diesem Beispiel
als Last eingesetzt ist. (Dieser kann in bekannter Weise die übrige, nicht gezeichnete
Apparatur so beeinflussen, daß die unsymmetrische Rechteckspannung symme trisch
wird. Es liegt dann ein geschlossener Regelkreis vor.) Die in F i g. 7 gezeichnete
Ankopplung des Triggers an den Differenzverstärker ist unsymmetrisch wie in Fig.2;
sie kann aber ebenso symmetrisch entsprechend der F i g. 1 ausgeführt werden.
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PatentanspBiiche: 1. Anordnung zur. Anzeige des Abgleichs zweier
Gleichspannungen, d ad u r c b gek e n n i e i chnet, daß sie als einer mit Transistoren
aufge bauten Triggerschaltung besteht, in der als Kollektorwiderstinde stromanzeigende
Bauelemente verwendet sind, und' daß die Triggerschaltung gleichzeitig mit den Meßspannungen
sowie mit mindestens einer überiagerten Wechselspannung gespeist wird.