DE1438969A1

DE1438969A1 - Gleichstromregelungsgeraet

Info

Publication number: DE1438969A1
Application number: DE19651438969
Authority: DE
Inventors: Haagen-Smit Jan Willem
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1964-07-01
Filing date: 1965-06-15
Publication date: 1969-01-16
Also published as: US3370222A; GB1061688A; DE1438969B2

Description

MUNCHEN-SOLLN . Fnn Hak Str*«« 21 I *t 3 P 9 § £?

Telefon 796213

BM 1541

Dr. Expl. [

München, 14. Juni 1965 Dr.H./D./Au

Beckman Instruments, Inc. 2500 Harbor Boulevard
Pullerton, California, U.S.A.

Gleichstromregelungsgerät Priorität: 1. Juli 1964

USA, Ser. No. 379 594

Die Erfindung "betrifft ein Gleichstromregelungsgerät, das einen konstanten Strom liefert und genau und stetig über einen weiten Bereich von Ausgangs-Stromwerten regelbar ist.

In der Technik der ChronopotentiograpMe ist es üblich, zwischen der Hilfselektrode und der Arbeitselektrode, die beide in eine Probelösung eingetaucht sind, einen konstanten Strom fließen zu lassen und das Potential zwischen der Arbeitselektrode und einer dritten Elektrode, die allgemein Bezugselektrode genannt wird, zu überwachen. Durch die Überwachung des Potentiales zwischen diesen Elektroden in Zeitabhängigkeit können Rückschlüsse über die Art und die Menge elektrolytisch aktiver Bestandteile der Probelösung gewonnen werden.

In Figur 1 ist ein typisches Chronopotentiogramm gezeigt, das man erhält, wenn ein elektrolyt is eher Strom von 100^A durch eine

MUnAm fS20993

^O » 8 0 3 / Ö 2 8 S

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lösung von Kalium-Ferrozyanid und Kalium-Chlorid geleitet wird. Nach Aufnahme der Kurve werden die Linien AH und CJ als Tangenten an die Kurve eingezeichnet und ferner die waagerechten Linien HJ und AC "beliebig eingezeichnet. Der Punkt, I¹ auf dem Potentiogramm wird dadurch gewonnen, daß eine Linie IB eingezeichnet . wird, so daß

IJ = 1/4 HJ -

BC = 1/4 AC
ist.

Parallel zu den Linien HJ und ΑΘ wird durch den Punkt 3? die Linie EG eingezeicisnet und die Endpunkte EG definieren die "Übergangszeit.

Die Übergangszeit kann mit der Konzentration von Ionen in der Lösung gemäß folgender Gleichung in Zusammenhang gebracht werden:

Dabei bedeuten: T die Zeit in Sekunden, k eine Konstante, i der elektrolytisch Strom und C die Konzentration. Daraus ist leicht zusehen, daß die Genauigkeit der Bestimmung von dem Grad der Genauigkeit abhängt, mit dem der elektrolytische Strom konstant gehalten werden kann. Es ist weiter deutlich, dai3 die Genauigkeit der Messung direkt proportional derjenigen Genauigkeit ist, mit der der elektrolytisehe Strom bekannt ist.

Aus dem Ghronopotentiogramm in Figur 1 geht hervor, daß die Impedanz der Iiösung während des Prüf-Zeitraumes sich wesentlich ändert. Daher ist an die Stromversorgung die Anforderung zu stellen,

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daß sie innerhalb eines'großen Bereiches von Last-Impedanzen einen konstanten Strom zur Verfügung stellt. Weiterhin geht aus Gleichung 1 hervor, daß die Übergangszeit eine direkte funktion der Konzentration der Testlösung ist. Um die Messung innerhalb einer vernünftigen Zeit bei hohen Konzentrationen durchzuführnjg,, ist es wünschenswert, eine Stromversorgung zur Verfügung zu haben, die einen konstanten Stromwert in einem weiten Bereich von absoluten Stromwerten möglich macht.

Die Standardverfahren zur Strommessung, wie z. B. elektronisch oder von Hand abgeglichene Mei3geräte, sind entweder nicht genügend genau, außerordentlich teuer oder umständlich zu bedienen. Ein Abgleich des elektrolytischen Stromes durch Einstellung, Ablesung, Nachstellung usw. (trial and error-Verfahren) kann entweder durch Änderung der angelegten Spannung oder durch Veränderung eines in Serie geschalteten Widerstandes erfolgen. Jete dieser Verfahren macht jedoch eine genaue und fortlaufende Auslese des tatsächlich durch das Elektrodensystem fließenden Stromes notwendig.

Bei den Gleichstromversorgungsgeräten herkömmlicher Art sind entweder fortlaufend einstellbare Stromwerte innerhalb eines außerordentlich kleinen Einstellungsbereiches bei riedrigen absoluten Stromwerten oder nicht einstellbare ausgewählte Stromwerte innerhalb eines großen Bereiches von absoluten Stromwerten möglich. Es sind keine Geräte bekannt, die einen konstanten Strom Sefern, und bei denen gleichzeitig der absolute Stromwert innerhalb eines weiten Bereiches von Ausgangs-Stromwerten regelbar ist.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein. Gleichstromregelung sgerät zu schaffen, bei dem ein konstanter Ausgangsstrom genau und stetig, innerhalb eines weiten 'Bereiches von Stromwerten regelbar ist.

Ein stabilisiertes Gleichstromversorgungsgerät zur Regelung des Laststromes innerhalb eines weiten Bereiches τοη Stromwerten₉ bei dem ein Stromregelungselement zwischen mindestens einer Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme vorgesehen ist, um eine Einstellung des Laststromes zu bewirken, kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß eine Laststrommeßschaltung vorgesehen ist, die aus einem Paar von parallel geschalteten, den Laststrom leitenden Zweigen besteht, und· der erste dieser Zweige eine Schaltung enthält, mit der einer von einer Vielzahl von maximalen Lästströmen ausgewählt werden kann, und der zweite eine Schaltung enthält, mit der der Laststrom stetig von dem Wert null bis zu dem ausgewählten Maximalstroin hin verändert werden kann_s um so den gewünschten Laststrom einzustellen, wobei der Strom durch den zweiten Zweig einen gemeinsamen Maximalwert für alle der Vielzahl der einstellbaren Laststrom-Maximalwerte des ersten Zweiges aufweist, und die Laststrommeßschaltung ein Fehlersignal erzeugt, das proportional der Abweichung des Laststromes von dem gewünschten Laststrom ist, und dieses Signal dem Stromregelungselement zugeführt wird, das daraufhin seine Einstellung -so verändert, daß das Fehlersignal null wird. ■ = ·

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es bedeuten:

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Fig. 1 zeigt e in typisches Chronopotentiogramrn, das den Verlauf des Elektrodenpotentials als !Funktion der Zeit während des Übergangsintervalles darstellt;

Fig. 2 zeigt einen schematisehen Schaltkreis der Grundkomponenten eines Gleichstromregelungsgerätes gemäü der Erfindung;

Fig. 5 und 4 sind vereinfachte schematisehe Darstellungen der LaststrommefJschaltung des Gleichstromregelungsgerätes· nach Fig. 2 zur Verdeutlichung der Funktions weise der Schaltung nach Fig. 2

In Fig. 2 sind die Eingangsklemmen 10 und 11 mit einer@aai.gneten Gleichstromquelle der eingezeichneten Polarität verbündten. Ein Schaltelement veränderlichen Widerstandes 12, wie z. B. ein NPH-Transistor ist elektrisch in Heihe zwischen der Eingangsklemme 10 und der Ausgangsklemme 15 des Gleichstromregelungsgerätes geschaltet. Zwischen den Ausgangsklemmen 13 und 15 ist die Last-Impedanz 14 geschaltet. Die Last kann "beliebig sein, sofern sie einen konstanten Strom trotz Veränderung der Impedanz erfordert. In Fig. 2 ist eine Hilfselektrode 16 und eine Arbeitselektrode 17 eines Ohronopotentiometers gezeigt. Das Potential der Arbeitselektrode 17 gegenüber der Bezugselektrode 18 wird durch irgendeine dazu geeignete .Vorrichtung,beispielsweise ein Registriergerät 19 überwacht.

Zwischen der Ausgangselektrode des Bauelementes 12, dessen Impedanz veränderlich ist, und der Ausgangsklemme 15 ist eine Laststrommeßschaltung vorgesehen. Der Ausgang dieser Meisschaltung ist mit einer Eingangsklemme eines dreipoligen Verstärkers 22 verbunden, dessen Ausgang die Impedanz des Regelungselementes 12 re-. gelt. Der Verstärker 22 ist üblicherweise ein Gleichstromverstärker, dessen Frequenzverhalt eine Angleichung des Ausgangssignales an das Eingangssignal innerhalb 1/5oo Sekunde erlaubt, und der

BAD

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einen hohen Eingangswiderstand aufweist. Der Verstärker 22 verstärkt das Fehlersignal, das an seinem Eingang auftritt und führt die verstärkte Spannungsdifferenz ohne !Phasenumkehr im Spannungsregel ungselement der veränderlichen Impedanz 12 zu. Dadurch wird diese Impedanz so verändert, daß derjenige Strom fliegt, der das Fehlersignal am Eingang des Verstärkers 22 im wesentlichen auf null hält.

Die Laststromwahrnehmschaltung 21 enthält ein Potentiometer 24, das mit einer geeigneten Potentialquelle 25 verbunden ist. Die Potentialquelle 25 ist, hier als Batterie gezeigt. In der gezeigten Ausfuhrungsfprm ist die negative Klemme der Potentialquelle mit der Ausgangselektrode der veränderlichen Impedanz 12 verbunden, die auf Masse geigt ist. Der Schieber 27 des Potentiometers 24 ist über Widerstände 28 und 29 mit der Ausgangsklemme 15 des Spannungsregelungsgerätes verbunden. Die Verbindungsstelle 31 zwischen den Widerständen 28 und 29 stellt die Ausgangsklenme der Laststromwahrnehmschaltung dar und Jst mit dem Eingang des Verstärkers 22 verbunden. Die Widerstände 32, 33» 34 und 35 sind jeweils mit ihrem einen Ende mit der Eingangsklemme 15 und mit ihrem anderen Ende mit den entsprechenden feststehenden Kontakten eines geeigneten Bereichschalters 36 verbunden. Der Schaltarm 37 des Schalters 36 ist mit der Ausgangselektrode der veränderlichen Impedanz 12 verbunden. Der Schalter 36 hat einen feststehenden Kontakt 38» der mit keinem weiteren Schaltelement verbunden ist. Die Ausgangsklemme 13 ist über den Widerstand 39 mit der Eingangsklemme 11 verbunden.

Daraus geht hervor, daß die Laststromwahrnehmschaltung aus zwei

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Zweigen besteht, die miteinander parallel geschaltet sind, und daß sich der gesamte Laststrom auf diese beiden Zweige verteilt. Der erste Zweig der Laststrommeßschaltung besteht aus dem Teil des Potentiometers 24, der zwischen Masse und dem Schieber 27 liegt und R bezeichnet ist, in Reihe mit den Widerständen 28 und 29· Ist die Eingangsimpedanz des Verstärkers 22 und die Verstärkung genügend hoch, so wird dem Punkt 31 kein zu beachtender Strom durch den Verstärker abgezogen. So ist also der Stromfluß durch den Widerstand 28 gleich demjenigen durch den Widerstand 29·· Der zweite Zweig der Meßschaltung besteht aus der Vielzahl der festen Widerstände und dem Schalter 36, so daß einer dieser Widerstände ausgewählt und mit dem ersten Zweig parallel gesehrItet werden kann. Auf diese Weise wird deutlich, daß sich der Laststrom zwischen dem ersten und zweiten Zweig verteilt. Ist der Schaltarm 37 auf de Klemme 38 eingestellt, so ist die Impedanz des zweiten Zweiges unendlich und der gesamte Laststrom fließt über den ersten Zweig.

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Meßschaltung wird im folgenden auf die schematische Darstellung von Figur 3 Bezug genommen, wo der zweite Zweig weggelassen ist, d.h., die Impedanz ist unendlich. Das Potentiometer 24 wurde durch die Potentialq.uelle V₀ ersetzt. Ist der Strom durch den Belastungswiderstand I₁ und ist der Strom am Eingang des Verstärkers 22 vernachlässigbar, dann ist der StOm durch den Widerstand 28 ebenso groß wie Index 1. Ist die Verstärkung des Verstärkers 22 genügend hoch, so wird er bewirken, daß die Fehlerspannung an seinem Eingang im wesentlichen null ist. So wird das Potential an der Verbindungsstelle

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31 durch den Verstärker 22 im wesentlichen auf null gehalten, und es gilt daher:

^Y2 -

: ^R28

Wenn die innere Impedanz der Baifcerie Vp den Wert R₂ M, dann gilt

V₂- I₁(R₂₈ + H₂)' = 0 (4)

und τ,-

\2

R₂₈ + R₂

(5)

In der "bevorzugten Ausführungsfοrm der Erfindung ist der innere Widerstand R_p der Spannungsquelle 25 so klein im Verhältnis zum Widerstand R₂₈ gehalten, -daß er vernachlässigt verden kann. Da der Wert des Widerstandes R₂₈ unveränderlich ist, so geht aus Gleichung 5 hervor, daß der Laststrom I eine direkte Punktion der Spannung V₂ ist. Durch Veränderung der Spannung V₂ kann der laststrom verändert werden.

In der in Fig. 2 gezeigten vorzugsweisen Ausführungsfοrm der Erfindung ist, um einen stetig veränderlichen Laststrom zu erhalten, die Spannungsqelle V₂ von einem.Potentiometer 24 dargestellt, dessen Gesamtimpedanz gering' gegenüber dem Widerstand 28 isi;.

Im folgenden sei nun die Funktionsweise der Meßschaltung 21 nach fig." 2 dann untersucht, wenn der Schaltarm 37 des Schalters 36 ~ '--■ mit dem freien Kontakt 38 verbündten ist. Die äquivalente Schal-"'

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tung ist in Mg. 4 gezeigt» I^ soll der Ström sein, der,durch das

Potentiometer 24 als Folge des daran anliegenden Potentiales 25 -

fließt. Dann ist das Potential am Schieber 27, das der C]UeIIe Vp nach Pig. 3 entspricht:

^Y2 ^{= I}2^Rx ^{= E}25

(6)

wobei O-CR

^un<3· ^E?5 ^das

^er Quelle 25 ist. Daraus

geht hervor, daß dann, wenn R null ist, V₀ null ist und, wenn R gleich R04. i^s;fej dann Vp gleich dem Potential der Quelle 25 ist. Weiter geht daraus hervor, daß der Wert von Vg stetig von null _ bis zum Wert des Potentials der Quelle 25 verändert werden kann.

Ist der vom Punkt 31 dem Verstärker 22 zuflie.J3ende .Strom vernachlässigbar und ist das ffehlersignal am Eingang, des Verstärkers im wesentlichen gleich null, dann ist das Potential an der Verbindungsstelle 31 im wesentlichen auch gleich null, und der gesamte. Las.tstroin I₁ -fließt durch H und V/ider stand .28. Daher gilt:

V₂ -I₁

28

1 -

= 0

(7)

.-I₁ ■■=?

X ^:

Ist--&de :-*Impedanz^,dQS_I,Potentic>met-e.BS:.; 24.-klein,

stand' 28», -so kann_; sie vernachlässigt; werden. Setzt -laajf f Ur_;aii. in; Gleichung ,8, den -Wert 0 -ein und; s&tzt dann; &leichun@ &,_:jXn-Grle-ichung

BAD

-,ο- Η389_Γ69

3 ein, soerhält"' man:

24. ., . 28

Ist- Bpp-konstant, -so erhält man:

I₁ = IiR .. ...-■ ;.--:. — . . .ν (■ ^v-

I Jt ^ IU ;

Aus Gleichung "10" geht hervor-,"" daß der Last strom stetig von' null' bis auf einen "bestimmten Maximalwert veränderlich ist und "eine" lineare Funktion der Stellung des Schiebers 27 ist. So krnn durch entsprechende Einstellung 'des Potentiometers 24'"jeder" Wert "'des'" Las-tströmes innerhalb des Maximalwertes'schnell'und genau sudgfe-y/ähit werden. Die Schaltung nach Fig. 4 Ist nur 'bei ^; gerin^eri""-' ^; Strömen geeignet, wenn eine höhe "Genauigkeit erförderlicliMs't.' Bei höheren Strömen .wird."der ¥ert I₁R groß und daher kann der; Wert von R, gegenüber R₀ _Λ nicht langer vernachlässigt werden, l/fird R / nicht vernaphläasigt', dann ist der Iaststroni:: '-"' ,;

Ro,, + JR_. M -

"Daraus geht hervor_r daß ■-info-lge de.r Be rück:alc ht igung des Widerstandes des Potentiometers "24 der- StrÖl&^:n^:Ieht Μι Eunktion der Einstellung d'e's- Schie'bers ·^}27 ist,

Die Schwierigkeiten bei der Ausdehnung' dösdessen Sbrou geregelt.werden kann, während gleichzeitig genaue

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Linearität der Einstellung und eine leichte Bedienungsmöglichkeit erhalten bleibt, werden durch die zusätzliche Verwendung eines Bereichschalters 36 einfach und wirtschaftlich überwunden, der parallel zum ersten Zweig der Meßschaltung einen zweiten Zweig hinzuschaltet, der aus den festen Vi id erständen 52-35' besteht, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist.

Es sei I- der Strom, der durch den zweiten Zweig fließt, I. der Strom durch el
stände 32-35·

Strom durch den ersten Zweig, und R der Wert eines der "Wider-

Ist das Potential an der Verbindungsstelle 31 im wesentlichen gleich null, dann sind die Gleichungen 2-10 für die Schaltung nach Mg. 2 gültig. Steht der Schalter 36 in einem der Widerstände im zweiten Zweig in Verbindung, wie eingezeichnet, dann ergibt sich mit Hilfe der Kirchhoffsehen Maschenregel: t

.R.

A _

R R

24

= 0.

(12)

Da aus Gleichung 7 folgt:

ergibt sich:

- I.

R₂₈ +

= θ

I₅R_y - I₁R₂₉ =0. :..-.- (13)

Ist I. der gesamte Laststrom so gilt: .

¹H ^{= 1}I ^{+ J}3 -- - (14)

und wenn Gleichung 13 für I~ gelöst und in Gleichung 14 eingesetzt wird, erhäl1?iian: ' ■

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Aus Gleichung. 15 kann man ersehen, daß dann, wenn R unendlich is't, was dann der. Fall ist, wenn der Schaltarm 37 des Bereichwählschalters 36 mit dem Kontakt 38 in Verbindung steht, I^ = I₁ ist, wie im Fall der Figuren 3 und 4. Ist R. nicht unendlich, dann ist der Spannungsabfall entlang dieses Zweiges" gleich dem Spannungsabfall über dem Widerstand Rpq> wie aus Gleichung 13 zu sehen, was daraus.folgt, daß der Punkt 31 im wesentlichen auf null-potential gehalten wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß- der Wert von I₁ nur von der Größe der Widerstände R₉Oj-ß und V₉ abhängt. und daher, dann, wenn die Impedanz des Potentiometers 24 klein gegenüber dem Wert des. Widerstandes 28 ist, Gleichung 10 "gültig bleibt, und die lineare Einstellung des Stromwertes mit Hilfe des Potentiometers 24 durch die Anwesenheit der den Bereich bestimmenden Widerstände 32, 33» 34 oder 35 nicht gestört wird. Setzt man Gleichung 10 in Gleichung 15 ein, so ergibt sich:

Ron

Daraus ergibt sich, daß der Maxiamalwert von I₁ für alle Bereiche derselbe ist, und lediglich der gesamte Laststrom um einen Betrag

/R
zunimmt, der von dem Faktor / 29 + 1 ) abhängt. Der Maximalwert von I₁ wird so gewählt, daß er mit der erforderlichen Genauigkeit verträglich ist, d.
lässigt werden kann.

verträglich ist, d. h., so daß der Spannungsabfall I^R vernach-

■'■'·■■ ^BAD 90 9803/02 89 . "

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Es sei nun angenommen, daß in Fig. 2 der Schaltarm 37 des Bereichs.·*- Wählschalters 36 mit dem Kontakt 38 in Verbindung steht und der Schieber 27 des Potentiometers 24 entlang diesem.so eingestellt ist, bis der wünschte Strom durch die Belastung 14 hindurchjCließt. Bann sei angenommen, daß die Impedanz der Belastung 14 abnimmt und so zunächst die Tendenz hat zu bewirken, daß der Strom !., , der durch den ersten Zweig der Meßschaltung hindurchfließt, zunimmt. Eine Zunahme im Belastungsstrom durch die Widerstände R und 28 bewirkt, daß das Signal an der Verbindungsstelle 31 gegenüber Masse negativ wird. Da der Verstärker 22 keine Phasenumkehr hat, bewirkt das an seinem Ausgang auftretende Signal, daß die Impedanz des Transistors 12 zunimmt und somit den Strom wieder reduziert, bis das Potential an der Verbindungsstelle 31 wieder im wesentlichen gleich null ist.

Es sei nun angenommen, daß der S ehalt arm 37 mit dem Widerstand 32 verbunden ist. Der Laststrom teilt sich infolge von R^n zwischen den parallelen Zweigen auf, so daß der Strom I^ abnimmt, und das Signal am Eingang des Verstärkers 22 positiv wird. Der Ausgang des Verstärkers hat die Tendenz, die Impedanz des Transistors 12 zu verringern, bis I.. wieder seinen ursprünglichen Wert hat. Auf diese Weise wird der Laststrom um einen Faktor I. [29 +. 1 ) , /önfie laß sich dadurch eine Zunahme im St:© mfluß durcH. den ersten Zweig der Meßschaltung ergibt. Es ist offensichtlich, daß durch Veränderung der Position des Schiebers 37 der Laststrom stetig Ton null bis zu einem Maximalwert geregelt werden kann, der durch den Bereiohschalter 36 bestimmt ist. ..

V BAD ORIGINAL

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Bei einer tatsächlichen Ausführung der Erfindung gemäß Fig. 2, wurden die folgenden Werte gewählt:

¹I max. = 10 μΑ R₃₂ = 11,110

R = 500 -R,, = 1010.

R₂₈ = 500 K- ■' R-. = 100.1

R₂ ' = 100K '-=■ R₃₅ = 10.001

E = *ί V 25 "

Ein Verstärker, der ungefähr eine Verstärkung von.100.100 hat, wurde benützt und als veränderliches Impedanz—Element 12 wurde ein 21Ϊ2196 !Transistor verwendet* Mit den angegebenen Werten waren die Bereiche des Ausgangsstromes des G-leichstromversorgungsgerätes zwischen null und zehn, null und hundert, null und tausend μ Α, und 0-10, 0-100 mA im Bereich von 0-25 Volt mit einer immer vorhandenen G-enaüigke it von 0,2 $. Die Regelung war 0,002$, als die' Belastung von 15 0hm auf 220 kOhrn bei einem Strom von 100"⁰UA verändert wurde. Die genannte Genauigkeit lag innerhalb der benützten Komponenten und sollte auch schließlich nur von diesen IEoIe-. ranzen und der Verstärkung des Verstärkers abhängen. Der schließlich die ß-renze der erreichbaren Stabilität bestimmende Faktor war die Stabilität der als Batterie 25 benutzten G-leichspannungsq.uelle»- Es ist offensichtlich, daß das ' erfindungsgemäß^: auf gebaute . Grleichsiromgerat eine stetig variable stabilisierte G-leichs-tromversorgung im Bereich zwischen 0,01 pk. - 100 mA, also innerhalb eines dynamischen Bereiches von .10 j 1 liefert*.

Um äeiL Ausgangsstrom durch den. Be^lstungswiderstand auf null su regeln, muß der Leckstrom durch die veränderliche Impedanz 12 korn—

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pensiert werden. Das geschieht dadurch, daß die veranderIiehe Impedanz 12 in einer Brückenschaltung zwischen den Anschlußklemmen 10 und 11 liegt. Die Widerstände 39 und 4,1 lüden einen Zweig der Brückenschaltung, und die veränderliche Impedanz 12 und der Widerstand 42 "bilden den anderen Zweig. Die Belastung liegt zwischen der Verbindungsstelle der Widerstände 39 und 41 und der Verbindungsstelle der veränderlichen Impedanz 12 und dem Widerstand 42.

Es sei nun die Schaltung nach Fig. 2 betrachtet, wenn der Ausgang zwischen den Klemmen 13 und 15 offen ist. Ist nun die veränderliche Impedanz auf ihrem Höchstwert, dann wird ein schmaler Leckstrom durch die Impedanz 12 und den Widerstand 42 fließen und somit ein Potential an der Ausgangsklemme 15 erzeugen. Es ist klar, daß dann, wenn die Ausgangsklemme 13 auf gleichhohem oder höherem Potential wie die Klemme 15 gehalten wird, wenn die Impedanz 12 ihren Maxiamalwert hat, daß dann immer ein Wert der Impedanz 12 besteht, an dem. das Potential über dem Belastungswiderstand null ist und demgemäß durch diesen kein Strom fließen wird.

Die Widerstände 41 und 39 werden dazu benützt, an der Klemme 13 dieses erforderliche Potential zu erzeugen. Der Widerstand 39 wird so gewählt, daß er klein im Vergleich zum Wert des Belastungswiderstandes 14 ist. Die Widerstände 41 und 42 sind vorzugsweise groß gegenüber dem Belastungswiderstand 14, so daß eine übermäßige Stromentnahme aus den Klemmen 10 und 11 reduziert wird,

Patentansprüche: BAD OBIGlNAt

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Claims

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Ϊ6

Patentansprüche

nj) Stabilisiertes Gleichstromregelungsgerät zur Regelung eines durch einen Belastungswiderstand·fließenden Stromes innerhalb eines großen Bereiches von Stromwerten, bei dem ein Stromregelungselement zwischen zumindest einer Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme vorgesehen ist, dadurch g e k e η η ζ e i c h -

"net, daß eine üjaststrommeßschaltung (21 ) vorgesehen ist, und die aus zwei miteinander parallel geschalteten stromleisenden • Zweigen (R_x-28-29,- 32-35) beäteht, wobei im ersten Zweig (32-35) einer von mehreren Maximalströmen eingestellt werden kann, und im zweiten Zweig der Belastungsstrom von dem Wert 0 bis zu diesem ausgewählten Maximalstrom verändert werden kann, wobei der Strom durch den zweiten Zweig (R -28-29) einen gemeinsamen Maximalwert für sämtliche Maximalwerte durch den Lastwiderstand (14) hat, und die Iiaststrommeßschaltung (21) ein Fehler signal erzeugt, das proportional der Abweichung des tatsächlichen Belastungsstromes vom gewünschten Belastungsstrom ist, und das Fehlersignal dem Strömregelungselement (12) zugeführt wird, und die Regelung so erfolgt, daß das Fehlersignai auf null zurückgeregelt wird.
2. Gleichstromregelungsgerät nach Anspruch 1f d a d u r c h g e k e η η-ζ e i c h η et , da ß an dem zweiten leitenden Zweig (R_x-28-29) in Fig.. .2; V₂-28-29 in Fig. -3 eine veränderliche Potentialquelle (24, 25, 27j V^) vorgesehen ist,/die vom Wert 0 bis auf einen Maximalwert, veränderlich ist, und mit dieser eine Impedanz (28) in Reihe geschaltet ist, die so verbunden ist> daß das Potential der veränderlichen Potentiälquelle dem Spannungsab-

fall (ΐ.,Ερο) des durch diesen zweiten Zweig" fließenden Teiles (I₁) des gesamten Belastungsstromes (1^) entgegenwirkt, um so ein lehlersignal zu erzeugen,, das proportional der Abweichung· des tatsächlichen Belastungsstromes vom gewünschten Wert-desselben ist·
3. Stromregelungsschaltung nach Anspruch 1 oder .2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Zweig eine Yielzahl von unveränderlichen Impedanzen (32-35) vorgesehen ist, sowie ein Schalter (36),um eine demselben auszuwählen.

4· Stromregelungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Potentialq.uelle aus.einem Potentiometer (.24) besteht, an dem ein Schieber (27) vorgesehen ist, und mit dem Potentiometer eine.Spannungsquelle (25) verbunden ist, und die Impedanz (28) in Reihe mit dem Schieber (27) geschaltet ist, und die Verbindungsstelle einer Seite des Potentiometers (24) mit. der Potentialquelle (25) mit dem ersten der beiden Zweige verbunden ist. '. , ..

BAD