DE3030295A1

DE3030295A1 - Short circuit detection for thermo-element connection - uses operational amplifier to compare thermal voltage and reference voltage

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Publication number: DE3030295A1
Application number: DE19803030295
Authority: DE
Inventors: Rainer Ing.(grad.) 8521 Möhrendorf Bechtold; Gerhard Ing.(grad.) 8520 Erlangen Schmidt
Original assignee: Gossen GmbH
Current assignee: Gossen GmbH
Priority date: 1980-08-09
Filing date: 1980-08-09
Publication date: 1982-03-18

Abstract

A method and circuit for detecting short circuits in thermoelements and their measurement conductors are esp. applicable to short circuit protection of temp. regulators connected to thermoelements. The method provides unambiguous reliable detection of short circuits and indication of their occurrence. It may be used in fuel processing equipment, industrial ovens etc. The thermovoltage (Ux) output by the thermoelement is monitored and compared with a reference voltage (Vv) proportional to a predefined safety temp. limit by an operational amplifier (16). The operational amplifier output (Ux) used to indicate the presence or absence of a short circuit and to operate safety mechanisms if required. The circuit can be simply and economically adapted to control paths of different time responses using a simple RC element.

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zum FeststellenMethod and circuit arrangement for detection

von Kurzschlüssen bei Thermoelementen und deren Meßleitungen, insbesondere zur Kurzschlußsicherung für aL Thermoelemente angeschlossene Temperaturregler regler Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Feststellen von Kurzschlüssen bei Thermoelementen und deren Meßleitungen, insbesondere zur Kurzschlußsicherung für an Thermoelemente angeschlossene Temperaturregler.of short circuits in thermocouples and their measuring lines, in particular for short-circuit protection for aL thermocouple connected temperature controller The invention relates to a method for detecting short circuits Thermocouples and their measuring lines, in particular for short-circuit protection for temperature controllers connected to thermocouples.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention also relates to a circuit arrangement for Implementation of this procedure.

Es ist bereits bekannt, bei an Thermoelemente angeschlossenen Temperaturregeleinrichtungen die Schaltung in der Weise auszulegen, daß im Falle des Bruches eines Thermoelementes bzw. im Falle des Bruches einer Meßleitung und bei dem hierdurch bewirkten, offenen Eingang des Temperaturreglers der Ausgangskreis dieses Reglers in eine sichere Lage geht. Dieser Ausgangskreis schaltet entweder ab oder, wie es beispielsweise bei stetigen Reglern der Fall ist,es wird das Stellsignal zu Null. Der Temperaturregler reagiert also in gleicher Weise wie bei Übertemperatur. Da eine solche Betriebsweise grundsätzlich nur bei Störungen, nicht aber beim Anfahren einer Anlage vorkommt, lassen sich die Fälle "Thermoelementbruch bzw. "Leitungsbruch", welche sich regelungstechnisch als "Ubertemperatur" auswirken, durch geeignete Uberwachungsschaltungen ohne weiteres identifizieren.It is already known in the case of temperature control devices connected to thermocouples to design the circuit in such a way that in the event of a breakage of a thermocouple or in the case of a break in a measuring line and the resulting open Input of the temperature controller, the output circuit of this controller in a safe position goes. This output circuit either switches off or, as is the case with, for example continuous controllers is the case, the control signal becomes zero. The temperature controller so reacts in the same way as with overtemperature. Because such a mode of operation generally only occurs in the event of malfunctions, but not when a system is started up, the cases of "thermocouple breakage or" line breakage ", which are related to control engineering have an effect as "overtemperature" by means of suitable monitoring circuits identify.

Es ist jedoch auf der anderen Seite, bedingt durch die Niederohmigkeit eines Thermoelementes und durch den bei verschieden langen Ausgleichs leitungen in geringen Grenzen trotzdem differierenden Innenwiderstand des Thermoelementes, äußerst schwierig, einen Kurzschluß des Thermoelementes, zum Beispiel an den Eingangsklemmen eines Temperaturreglers, eindeutig festzustellen bzw.However, it is on the other hand, due to the low resistance a thermocouple and through the compensating lines of different lengths The internal resistance of the thermocouple nevertheless differs within small limits, extremely difficult to short-circuit the thermocouple, for example at the input terminals of a temperature controller, clearly identifiable or

zu signalisieren.to signal.

Aus der DE-AS 24 54 254 ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von Leitungen auf Kurzschluß und Unterbrechung bekannt, welche unter anderem auch dazu dienen soll, allgemein Stromkreise auf Kurzschlüsse zu überwachen. Diese bekannte Schaltungsanordnung weist unter anderem einen Operationsverstärker auf, dessen Ausgang an einer Auslösevorrichtung angeschlossen ist, welche in dem Falle erregt wird, daß das Gleichgewicht an den Eingängen des Operationsverstärkers durch Leitungskurzschluß oder auch durch Leitungsbruch gestört ist.From DE-AS 24 54 254 a circuit arrangement for monitoring is already of lines for short circuit and interruption known, which among other things should serve to monitor general circuits for short circuits. This well-known Circuit arrangement has, inter alia, an operational amplifier, the output of which is connected to a release device which is energized in the event that the equilibrium at the inputs of the operational amplifier is caused by a line short circuit or is disturbed by a line break.

Die bekannte Schaltungsanordnung ist vor allem zum Einsatz bei Alarmanlagen für die Diebstahlüberwachung und die Gebäudeüberwachung vorgesehen.The known circuit arrangement is mainly used in alarm systems intended for theft surveillance and building surveillance.

Es ist ferner aus der DE-AS 23 39 952 eine Schaltungsanordnung zum Prüfen des Isolationswiderstandes von Bauelementen bekannt, mit deren Hilfe es möglich ist, Isolationsfehler oder Kurzschlüsse von mindestens einer der im Isoliermaterial eingebetteten Meßleitungen von Thermoelementen gegen Erdpotential festzustellen, nicht aber Kurzschlüsse zwischen den Plus- und Minus-Schenkeln der Thermoelemente selbst. Zu diesem Zweck wird der Isolationswiderstand der beispielsweise in einem keramischen Isolator eingebetteten Thermoelemente im wesentlichen dadurch gepr.üft, daß die Meßleitungep der Thermoelemente über die Thermospannungen entkoppelnde Dioden an den Pluspol einer Spannungsquelle angeschlossen sind, deren anderer Pol mit einem die Thermoelemente umgebenden elektrisch leitenden Material verbunden ist.It is also from DE-AS 23 39 952 a circuit arrangement for Checking the insulation resistance of components is known, with the help of which it is possible is, insulation faults or short circuits of at least one of the in the insulation material determine embedded measuring lines of thermocouples against earth potential, but not short circuits between the plus and minus legs of the thermocouples itself. For this purpose, the insulation resistance is, for example, in a ceramic insulator embedded thermocouples essentially tested by that the measuring line p of the thermocouples via diodes decoupling the thermal voltages are connected to the positive pole of a voltage source, the other pole with a electrically conductive material surrounding the thermocouples is connected.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Kurzschlußfeststellung bzw. -Sicherung anzugeben, insbesondere für an Thermoelemente angeschlossene Temperaturregler, welches es ermöglicht, bei verhältnismäßig geringem Aufwand etwaige Kurzschlüsse des Thermoelementes bzw. in seinen Meßleitungen eindeutig und sicher zu identifizieren und zu signalisieren, um hierdurch beispielsweise in Abhängigkeit von der Thermospannung arbeitende Regelstrecken von Temperaturreglern abzusichern. Es kann sich hierbei zum Beispiel um Temperaturregler für Kunststoffverarbeitungsmaschinen, für Industrieöfen oder dergleichen Anlagen handeln.The present invention is now based on the object to specify a novel method for short-circuit detection or protection, in particular for temperature controllers connected to thermocouples, which makes it possible to with relatively little effort any short circuits of the thermocouple or in to clearly and reliably identify and signal its measuring lines, in order, for example, to control systems that work as a function of the thermal voltage to be secured by temperature controllers. It can be a temperature controller, for example for plastics processing machines, for industrial ovens or similar systems Act.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The invention is also based on the object of a circuit arrangement to be specified for the implementation of the procedure.

Ausgehend von einem Verfahrens der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die mindestens von einem Thermoelement abgegebene, dem Temperatur-Istwert proportionale Thermospannung in Abhängigkeit von der Zeit überwacht bzw. abgefragt und mit einer einer vorgebbaren Sicherheitstemperaturgrenze proportionalen Referenzspannung verglichen wird.Based on a method of the type mentioned above, this Object according to the invention achieved in that the at least one thermocouple thermal voltage output proportional to the actual temperature value as a function of monitored or queried by the time and with a predeterminable safety temperature limit proportional reference voltage is compared.

Gemäß einer Weiterbildung dieses Verfahrens ist vorgesehen, daß der Vergleich der Thermospannung mit der der Sicherheitstemperaturgrenze proportionalen Referenzspannung mittels eines Operationsverstärkers durchgeführt wird, dessen Ausgangsspannung als Kriterium zur Kurzschlußfeststellung dient und gegebenenfalls für Kurzschlußsignalisierungs- und/oder Sicherungsmaßnahmen benutzt wird.According to a development of this method it is provided that the Comparison of the thermal voltage with that proportional to the safety temperature limit Reference voltage is carried out by means of an operational amplifier, the output voltage of which serves as a criterion for short-circuit detection and, if necessary, for short-circuit signaling and / or security measures are used.

Gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Sicherheitstemperaturgrenze und damit die dieser proportionale Referenzspannung so gewählt, daß diese Spannung unterhalb einer dem Temperatur-Sollwert proportionalen Spannung liegt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the Safety temperature limit and thus the reference voltage proportional to it chosen so that this voltage is below a value proportional to the temperature setpoint Tension lies.

Vorzugsweise wird hierbei der Verlauf dieser Referenzspannung so gewählt, daß diese auch im Anfahrbereich einer Temperaturregelstrecke unterhalb der Thermospannung liegt.The course of this reference voltage is preferably chosen so that that this is also below the thermal voltage in the start-up range of a temperature control system lies.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zur Bildung der der Sicherheitstemperaturgrenze proportionalen Referenzspannung eine mit dem Operationsverstärker zusammenwirkende Modellregelstrecke verwendet wird, die in Reihe mit einem Eingangsmeßkreis und parallel zu einer gegen Thermoelementen-Kurzschluß zu sichernden Regelstrecke eines Temperaturreglers gelegt wird.Another advantageous embodiment of the method according to the invention consists in the fact that the formation of the safety temperature limit is proportional Reference voltage is a model controlled system that interacts with the operational amplifier used in series with an input measuring circuit and in parallel with one against Thermocouple short-circuit to be protected controlled system of a temperature controller will.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß dem einen ersten Operationsverstärker aufweisenden Eingangsmeßkreis eines Temperaturreglers mit Thermoelement-Anschluß eine Sicherheitsschaltung nachgeschaltet ist, die im wesentlichen aus einem zweiten Operationsverstärker sowie aus einer Modellregelstrecke besteht und parallel zur Regelstrecke des Temperaturreglers liegt, wobei der erste Eingang des zweiten Operationsverstärkers mit der vom Ausgang des ersten Operationsverstärkers kommenden, dem Temperatur-Istwert proportionalen Spannung und der zweite Eingang des zweiten Operationsverstärkers mit der von der Modellregelstrecke gelieferten, der Sicherheitstemperaturgrenze proportionalen Referenzspannung beaufschlagbar ist.A circuit arrangement for performing the method according to the The invention is characterized in that the one having a first operational amplifier Input measuring circuit of a temperature controller with thermocouple connection a safety circuit is connected downstream, which essentially consists of a second operational amplifier as well consists of a model controlled system and parallel to the controlled system of the temperature controller is, the first input of the second operational amplifier with that of the output of the first operational amplifier coming, proportional to the actual temperature value Voltage and the second input of the second operational amplifier with that of the Model controlled system supplied, the reference voltage proportional to the safety temperature limit can be acted upon.

Vorzugsweise ist bei dieser Sicherheitsschaltung der zweite Operationsverstärker ein solcher mit hoher Eingangsimpedanz.The second operational amplifier is preferably used in this safety circuit one with high input impedance.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Modellregelstrecke aus wenigstens einem RC-Glied besteht, das dem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers auf geschaltet ist. Es kann in bestimmten Anwendungsfällen darüberhinaus besonders günstig sein, wenn eine aus zwei hintereinander geschalteten RC-Gliedern zusammengesetzte Modellregelstrecke zweiter Ordnung vorgesehen ist, die dem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers aufgeschaltet ist und deren Verzugs zeit und Ausgleichszeitkonstante so dimensioniert sind, daß das Zeitverhalten der Modellregelstrecke der am langsamsten arbeitenden Regelstrecke eines Temperaturreglers entspricht, der mit der Kurzschlußsicherungsschaltung ausgestattet ist. Diese Maßnahme erlaubt eine exakte Simulation der in der Praxis vorliegenden Verhältnisse und.damit eine besonders sichere Signalisierung und Identifizierung eines etwaigen Thermoelement-Kurzschlusses.According to an advantageous development of the circuit arrangement according to the invention provides that the model controlled system consists of at least one RC element consists, which is connected to the second input of the second operational amplifier is. It can also be particularly beneficial in certain applications if a model controlled system composed of two RC elements connected in series second order is provided to the second input of the second operational amplifier is switched on and their delay time and compensation time constant are dimensioned in this way are that the time behavior of the model controlled system is the slowest working The controlled system of a temperature controller corresponds to that with the short-circuit protection circuit Is provided. This measure allows an exact simulation of the real world existing conditions and thus a particularly reliable signaling and identification a possible thermocouple short circuit.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann darin bestehen, daß an den Fußpunkt des Kondensators des die Itodellregelstreckebildenden RC-Gliedes eine negative Konstantspannung über einen weiteren Spannungsteiler gelegt ist. Durch eine solche, verhältnismäßig einfache und preisgünstige Schaltungsmaßnahme ist ebenfalls die Uberwachungsfunktion mit optimaler Sicherheit gewährleistet, wobei über-dies eine Anpassung z. B. eines Temperaturreglers an typische Regelstrecken mit bekanntem Zeitverhalten ermöglicht wird.Another embodiment of the circuit arrangement according to the invention can consist in the fact that at the base of the condenser of the itodell controlled system forming RC element, a negative constant voltage is placed across another voltage divider is. By such a relatively simple and inexpensive circuit measure the monitoring function is also guaranteed with optimum security, with about this an adjustment z. B. a temperature controller to typical control systems is made possible with known time behavior.

Es ist schließlich bei einer nach der Erfindung gekennzeichneten Schaltungsanordnung vorgesehen, daß die im Kurz schluß falle in die negative Begrenzung gehende Ausgangsspannung des zweiten Operationsverstärkers der Sicherheitsschaltung zur Blockierung des Temperaturreglerausganges benutzbar ist.Finally, it is in a circuit arrangement characterized according to the invention provided that the fall in the short circuit into the negative limit outgoing output voltage of the second operational amplifier of the safety circuit can be used to block the temperature controller output.

Zur näheren Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems, der erfindungsgemäßen Maßnahmen und der durch die Erfindung erzielbaren Vorteile dient die beigefügte Zeichnung.For a more detailed explanation of the problem on which the invention is based, of the measures according to the invention and the advantages that can be achieved by the invention the attached drawing is used.

Dabei zeigt im Rahmen von Ausführungsbeispielen: Fig. 1 einen schematisch dargestellten Eingangsmeßkreis eines Temperaturreglers; Fig. 2 eine Schaltungsanordnung mit demselben Eingangsmeßkreis wie in Fig. 1, wobei jedoch jetzt der Eingangsmeßkreis durch eine Sicherheitsschaltung nach der Erfindung ergänzt ist; Fig. 3 eine Schaltungsvariante für die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ; und Fig. 4 eine graphische Darstellung, mit deren Hilfe die Funktionsweise der Schaltungsanordnungen nach Fig. 2 bzw. Fig. 3 im einzelnen erklärt wird.In the context of exemplary embodiments: FIG. 1 shows a schematic shown input measuring circuit of a temperature controller; 2 shows a circuit arrangement with the same input measuring circuit as in Fig. 1, but now the input measuring circuit is supplemented by a safety circuit according to the invention; 3 shows a circuit variant for the circuit arrangement according to FIG. 2; and FIG. 4 is a graphical representation, with the help of which the mode of operation of the circuit arrangements according to FIG. 2 and FIG. 3 will be explained in detail.

Gemäß Fig. 1 ist ein Thermoelement Th über die Klemmen Kl an einen Eingangsmeßkreis eines im einzelnen nicht dargestellten Temperaturreglers angeschlossen. In Serie zum Thermoelement Th liegt, bezogen auf Nul'l-Potential, ein Geber 1 für eine mit U4> bezeichnete Kaltlötstellenausgleichsspannung, mit der in bekannter Weise die Abhängigkeit der Thermospannung von der Temperatur der (kalten) Anschlußklemmen am Gerät kompensiert wird.According to Fig. 1, a thermocouple Th is via the terminals Kl to a Connected input measuring circuit of a temperature controller, not shown in detail. In series with the thermocouple Th, based on zero potential, there is a transmitter 1 for a cold soldering point equalization voltage designated with U4>, with that in known Way the dependence of Thermoelectric voltage from the temperature of the (cold) terminals on the device is compensated.

Diese Thermospannung liegt gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel an einem positiven Eingang eines Operationsverstärkers 4 und eine die Thermospannung kompensierende Kompensationsspannung'eines entsprechenden, verstellbaren Gebers 2 liegt am negativen Eingang des Operationsverstärkers 4, wobei durch diese Kompensationsspannung zum Beispiel der Sollwert des Temperaturreglers vorgegeben wird. Solange die Thermospannung kleiner als der eingestellte Sollwert ist, überwiegt die Kompensationsspannung und der Operationsverstärker 4 gibt an seinem Ausgang 5 ein negatives Ausgangssignal ab.This thermal voltage is in accordance with the illustrated embodiment at a positive input of an operational amplifier 4 and one the thermal voltage compensating compensation voltage of a corresponding, adjustable encoder 2 is connected to the negative input of the operational amplifier 4, whereby this compensation voltage For example, the setpoint of the temperature controller is specified. As long as the thermoelectric voltage is smaller than the setpoint value, the compensation voltage and predominates the operational amplifier 4 gives a negative output signal at its output 5 away.

Solange die Thermospannung gleich dem Sollwert ist, wird der Operationsverstärker 4 keine Ausgangs spannung liefern und, erst wenn die Thermospannung größer als der Sollwert wird, bewegt sich der Ausgang des Operationsverstärkers 4 gegen positive Werte. Dies entspricht dem Zustand "Temperatur zu hoch".As long as the thermal voltage is equal to the setpoint, the operational amplifier will 4 do not supply any output voltage and only when the thermal voltage is greater than the Setpoint is, the output of the operational amplifier 4 moves towards positive Values. This corresponds to the "temperature too high" state.

In den Eingangsmeßkreis wird über einen hochohmigen Widerstand 3 von einer positiven, stabilisierten Hilfsspannung +U ein geringer Fehlerstrom eingespeist, der im normalen Betriebsfall über den nur wenige Ohm betragenden Innenwiderstand von Thermoelement Th und Kaltlötstellenausgleichsschaltung 1 gegen null abfließen kann. Sobald aber der Thermoelementkreis infolge Bruch des Thermoelementes oder Leitungsbruch offen ist, fließt der Fehlerstrom in den positiven Eingang des Operationsverstärkers 4 und steuert diesen voll aus; im Regelkreis entsteht somit der gleiche Betriebszustand wie im Falle, daß die Thermospannung größer als der Sollwert wird, d.h., bei Thermoelement- oder Leitungsbruch funktioniert dieser Meßkreis in glei'her Weise wie bei Ubertemperatur.In the input measuring circuit is a high resistance 3 of a positive, stabilized auxiliary voltage + U a small fault current is fed in, that in normal operation via the internal resistance, which is only a few ohms of thermocouple Th and cold solder joint compensation circuit 1 flow towards zero can. But as soon as the thermocouple circuit due to breakage of the thermocouple or Line break is open, the fault current flows into the positive input of the operational amplifier 4 and controls this fully; The same operating state thus arises in the control loop as in the case that the thermoelectric voltage is greater than the nominal value, i.e., with thermocouple or line break, this measuring circuit works in the same way as with Overtemperature.

Wird jedoch auf der anderen Seite in Folge eines Defektes die vom (heißen) Thermoelement Th gelieferte Thermospannung an den Klemmen des Temperaturreglers oder auf der Leitung kurzgeschlossen, so wirkt in dem in Fig. 1 dargestellten Meßkreis nur noch die der Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Kurzschlußstelle und der am Ort der Kaltlötstellenausgleichsspannung Ujjherrschenden Temperatur proportionale Spannung im Meßkreis. Diese wird in aller Regel kleiner als die den Reglersollwert vorgebende Kompensationsspannung des Gebers 2 sein, so daß das Gerät zum Beispiel eine Heizung dauernd einschalten wird. Dies kann natürlich zur Zerstörung der Regelstrecke führen.However, if on the other hand, as a result of a defect, the (hot) thermocouple Th supplied thermal voltage at the terminals of the temperature controller or short-circuited on the line, then acts in the measuring circuit shown in FIG only that of the temperature difference between the temperature of the short-circuit point and the temperature prevailing at the location of the cold soldering point equalization voltage Ujj, which is proportional Voltage in the measuring circuit. This is usually smaller than the controller setpoint be predetermined compensation voltage of the encoder 2, so that the device for example a heater will switch on continuously. This can of course destroy the controlled system to lead.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist nun zur Vermeidung derartiger Gefährdungen eine Sicherheitsschaltung vorgesehen, mittels der eine Kurzschlußsicherung für an Thermoelemente angeschlossene Temperaturregler ohne weiteres ermöglicht ist.In the circuit arrangement according to the invention shown in FIG a safety circuit is now provided to avoid such hazards, by means of a short-circuit fuse for temperature controllers connected to thermocouples is made possible without further ado.

Auf der linken Seite der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist praktisch der gleiche Eingangsmeßkreis wie in Fig. 1 gezeigt. Allerdings wird jetzt die vom Thermoelement Th über die Klemmen Kl gelieferte und um die Kaltlötstellenausgleichs spannung Uß korrigierte Thermospannung im Meßkreis nicht mit einer den Sollwert repräsentierenden Kompensationsspannung verglichen, sondern mittels des ersten Operationsverstärkers 4 zunächst auf eine dem Temperatur-Istwert proportionale Thermospannung U von zum Beispiel 1 mV/K verstärkt, wobei ein Widerstand 6 dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 4 vorgeschaltet ist und ein weiterer Widerstand 7 parallel zum Operationsverstärker 4 und in Serie zum Widerstand 6 liegt. Diese an der Stelle 8 stehende Thermospannung wird dem nachgeschalteten Temperaturregler zum Soll/Istwert-Vergleich und zum Beispiel zu einer Digital-Anzeige zugeführt und liegt außerdem am ersten, positiven Eingang 17 eines zweiten Operationsverstärkers 16 mit sehr hoher Eingangsimpedanz. Es handelt sich hierbei z.B. um einen MOS-FET-Operationsverstärker.On the left side of the circuit arrangement of Fig. 2 is practical the same input measuring circuit as shown in FIG. However, the dated Thermocouple Th supplied via the terminals Kl and around the cold solder joint compensation voltage Uß corrected thermal voltage in the measuring circuit does not match the nominal value representing compensation voltage compared, but by means of the first operational amplifier 4 initially to a thermal voltage U proportional to the actual temperature value from to Example 1 mV / K amplified, with a resistor 6 connected to the negative input of the operational amplifier 4 is connected upstream and another resistor 7 in parallel with the operational amplifier 4 and is in series with resistor 6. This at point 8 standing Thermal voltage is used by the downstream temperature controller to compare the setpoint / actual value and for example fed to a digital display and is also on the first, positive input 17 of a second operational amplifier 16 with a very high input impedance. This is e.g. a MOS-FET operational amplifier.

Am zweiten, negativen Eingang 18 dieses Operationsverstärkers 16 liegt eine aus einem RC-Glied bestehende Modellregelstrecke mit den Komponenten Widerstand 14 und Kondensator 15 . Zur Speisung des RC-Gliedes dient eine Spannung Uc am Abgriff 13 eines aus der stabilisierten Hilfsspannung +U versorgten Spannungsteilers mit den Widerständen 11 und 12, die über die Abzweigstellen 9 und 10 in den Stromkreis geschaltet sind.At the second, negative input 18 of this operational amplifier 16 is located a model controlled system consisting of an RC element with the components resistance 14 and capacitor 15. A voltage Uc at the tap is used to feed the RC element 13 with a voltage divider supplied from the stabilized auxiliary voltage + U the resistors 11 and 12, which are via the branch points 9 and 10 in the circuit are switched.

Wenn nun im praktischen Betrieb der an das Thermoelement angeschlossene Temperaturregler an die Hilfsspannung +U gelegt wird und das intakte Thermoelement Th der kalten Regelstrecke noch keine Thermospannung Ux liefert,wird, da der Temperatur-Sollwert größerals der Temperatur-Istwert ist , die Regelstrecke dauernd eingeschaltet. Die Temperatur steigt entsprechend der Charakteristik der Regelstrecke an und wird schließlich auf den voreinqestellten Sollwert q xs nach Art der Reglercharakteristik einschwingen (vergleiche Fig. 4.) Da die dem Temperatur-Istwert proportionale Thermospannung Ux Z B. 1 mV/K entsprechend dem Verstärkungsfaktor des vorgeschalteten Meßkreises sein möge, wird diese Spannung Ux am Eingang 17 des zweiten Operationsverstärkers 16 in der in Fig. 4 dargestellten Weise ansteigen.Gleichzeitig mit dem Einschalten des Reglers wird mittels des Spannungsteilers 11, 12 bzw. mittels der an dessen Abgriff 13 stehenden Spannung Uc das RC-Glied 14, 15 aufgeladen, wobei am Abgriffpunkt 13 eine der vorgegebenen Sicherheitstemperaturgrenze hq s entsprechende Spannung Up s = U eingestellt ist, die,in derselben Art wie die Thermospannung z. B. mit 1 mV/K bewertet, somit eine Temperatur darstellt. Die Spannung UC ist hierbei diejenige Spannung, auf die sich das RC-Glied 14, 15 nach ca. 5# auflädt.If now in practical operation the connected to the thermocouple The temperature controller is connected to the auxiliary voltage + U and the thermocouple is intact Th the cold controlled system does not yet supply any thermal voltage Ux, because the temperature setpoint is greater than the actual temperature value, the controlled system is switched on continuously. the The temperature rises according to the characteristics of the controlled system and eventually becomes settle to the preset setpoint q xs according to the type of controller characteristic (Compare Fig. 4.) Since the thermal voltage proportional to the actual temperature value Ux e.g. 1 mV / K according to the gain factor of the upstream measuring circuit may be, this voltage is Ux at input 17 of the second operational amplifier 16 increase in the manner shown in Fig. 4. Simultaneously with switching on of the controller is by means of the voltage divider 11, 12 or by means of the at Tap 13 standing voltage Uc the RC element 14, 15 charged, with the tap point 13 a voltage corresponding to the specified safety temperature limit hq s Up s = U is set, the, in of the same type as thermoelectric voltage z. B. rated at 1 mV / K, thus representing a temperature. The voltage UC is this is the voltage to which the RC element 14, 15 charges after approx. 5 #.

Die Einstellunq des Sicherheitstemperatur-Spannungswertes U#s erfolgt hierbei in der Weise, daß dieser Wert noch unterhalb des am Sollwertsteller des Reglers minimal einstellbaren Temperatur-SollwertjXs liegt. Aus der graphischen Darstellung nach Fig. 4, welche schematisch die Abhängigkeit der Temperatur 4 bzw. der dieser proportionalen Spannung U von der Zeit t zeigt, geht der Verlauf der dem Sicherheitstemperaturgrenzwert#s proportionalen Referenzspannung UM s hervor. Beispielsweise wird die Sicherheitstemperaturgrenze nach der Anlaufphase mit der fünffachen Zeitkonstanten T = R . C des RC-Gliedes 14, 15 auf 80 ° C. festgelegt, was einenx Wert der Referenzspannung Up von 80 mV entspricht.The setting of the safety temperature voltage value U # s takes place here in such a way that this value is still below the value set at the setpoint adjuster of the Controller's minimum adjustable temperature setpoint jXs. From the graphic Representation according to FIG. 4, which schematically shows the dependence of the temperature 4 or which shows this proportional voltage U from the time t, the course of the reference voltage UM s proportional to the safety temperature limit value # s. For example, the safety temperature limit is set with the after the start-up phase five times the time constant T = R. C of the RC element 14, 15 set to 80 ° C., which corresponds to a x value of the reference voltage Up of 80 mV.

In der Graphik nach Fig. 4 ist der konstante Temperatur-Sollwert Jxs eines geschlossenen Regelkreises ebenfalls eingetragen, wobei beispielsweise dieser Temperatur-Sollwert auf 1000C minimal einstellbar ist. Eine diesem Temperatur-Sollwert proportionale Spannung Um es würde dann einen Wert von 100 mV annehmen.In the graph of Figure 4, the constant temperature set point is Jxs of a closed control loop is also entered, for example this The temperature setpoint can be set to a minimum of 1000C. One of this temperature setpoint proportional voltage Um it would then assume a value of 100 mV.

Ferner enthält die Fig. 4 eine Kurve P A' welche die Aush gleichstemperatur der Regelstrecke bei Dauereinschaltung, z. B. im Falle des kurzgeschlossenen Thermoelementes darstellt. Wie man aus der graphischen Darstellung nach Fig. 4 weiterhin erkennt, liegt der Wert der Referenzspannung U 25 weit unterhalb des Temperatur-Sollwertes #xs bzw. unterhalb der diesem Wert entsprechenden Spannung U#XC Mittels des zweiten Operationsverstärkers 16 wird also der Verlauf der Thermospannung Ux laufend mit der Referenzspannung U * s verglichen, wobei der Operationsverstärker 16 an seinem Ausgang 19 eine Ausgangsspannung UF abgibt, die als Kriterium zur Kurzschluß feststellung dient und die gegebenenfalls zur Durchführung von Kurzschluß-Sicherungs- bzw. Signalisierungsmaßnahmen ausgenutzt wird.Furthermore, FIG. 4 contains a curve P A 'which equals the aging temperature the controlled system when switched on continuously, e.g. B. in the case of the short-circuited thermocouple represents. As can also be seen from the graphic representation according to FIG. 4, the value of the reference voltage U 25 is far below the temperature setpoint #xs or below the voltage U # XC corresponding to this value by means of the second Operational amplifier 16 is thus the course of the thermal voltage Ux continuously the reference voltage U * s compared, the op amp being 16 emits an output voltage UF at its output 19, which is used as a short-circuit criterion determination is used and, if necessary, to carry out short-circuit protection or signaling measures are used.

Um zu vermeiden, daß es in der Anlaufphase der Temperaturregelstrecke bereits zu einer Signalisierung eines in Wirklichkeit nicht vorhandenen Thermoelementenkurzschlusses kommt, da in dieser Anlaufphase die Thermospannung Ux noch kleiner als die der Sicherheitstemperaturgrenze entsprechende Referenzspannung U4 s ist (aufgrund der Verzugszeit der Temperaturregelstrecke erfolgt der Anstieg der temperaturproportionalen Spannung Ux verzögert), ist es zweckmäßig, das RC-Glied 14, 15 der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 durch eine aus zwei hintereinander geschalteten RC-Gliedern zusammengesetzte Modellregelstrecke zweiter Ordnung zu ersetzen, durch welche eine genaue Nachbildung der Temperaturregelstrecke möglich ist, d. h.,man erhält dann eine entsprechend verzugszeitbehaftete Modellregelstrecke. Diese Modellregelstrecke zweiter Ordnung ist dann dem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers 16 aufgeschaltet, wobei Verzugszeit und Ausgleichszeit-Konstante so dimensioniert sind, daß das Zeitverhalten dieser Modellregelstrecke der am langsamsten arbeitenden Regelstrecke eines Temperaturreglers entsprich£., der mit der erfindungsgemäßen Kurzschlußsicherungs-Schaltung ausgestattet ist.To avoid that it is in the start-up phase of the temperature control system a signaling of a thermocouple short circuit that does not actually exist comes because in this start-up phase the thermal voltage Ux is still smaller than that of the safety temperature limit corresponding reference voltage U4 s (due to the delay time of the temperature control system if the rise of the temperature-proportional voltage Ux is delayed), it is expediently, the RC element 14, 15 of the circuit arrangement according to FIG. 2 by a model control system composed of two RC elements connected in series to replace the second order, by which an exact replica of the temperature controlled system is possible, d. In other words, a model controlled system with a corresponding delay time is obtained. This second-order model controlled system is then the second input of the second Operational amplifier 16 switched on, with delay time and equalization time constant are dimensioned so that the time behavior of this model controlled system is the slowest working controlled system of a temperature controller corresponds to £., which with the invention Short-circuit protection circuit is equipped.

Mit Hilfe dieser Schaltungsvariante läßt sich in der Anlaufphase eine unerwünschte Signalisierung eines tatsächlich nicht existenten Thermopaar-Kurzschlusses verhindern. Allerdings erfordert diese Schaltungsvariante zur Bildung der Modellregelstrecke zweiter Ordnung den erhöhten Aufwand von mindestens zwei hintereinander geschalteten RC-Gliedern.With the help of this circuit variant, a unwanted signaling of an actually non-existent thermocouple short circuit impede. However, this circuit variant requires the creation of the model controlled system second order the increased effort of at least two connected in series RC elements.

Mittels einer anhand der Fig. 3 beschriebenen Schaltungsvariante zur Schaltungsanordnung nach Fig. 2 kann aber auch eine Sicherheitsschaltung der vorbeschriebenen Funktion unter Beibehaltung eines einfachen RC-Gliedes realisiert werden, wodurch kein erhöhter schaltungstechnischer Aufwand erforderlich ist.By means of a circuit variant described with reference to FIG However, the circuit arrangement according to FIG. 2 can also be a safety circuit of the type described above Function can be realized while maintaining a simple RC element, whereby no increased circuit complexity is required.

Gemäß Fig. 3 sind an die Abzweigstelle 10 des Stromkreises zwei weitere Widerstände 20 und 23 in Serienschaltung angeschlossen, welche einen weiteren Spannungsteiler mit einem Abgriff 21 bilden, der mit dem Fußpunkt 22 des Kondensators 15 des RC-Gliedes 14, 15 verbunden ist, wobei an den Widerstand 23 eine negative stabilisierte Hilfsspannung -U gelegt ist. Über diesen weiteren Spannungsteiler 20, 23 läßt sich somit eine negative Konstantspannung Uc an den Fußpunkt 22 des Kondensators 15 legen (vgl. auch Fig. 4).According to FIG. 3, two more are at junction 10 of the circuit Resistors 20 and 23 connected in series, which is a further voltage divider with a tap 21, which is connected to the base point 22 of the capacitor 15 of the RC element 14, 15 is connected, with a negative stabilized auxiliary voltage to the resistor 23 -U is laid. About this further voltage divider 20, 23 can thus be a Apply negative constant voltage Uc to base point 22 of capacitor 15 (cf. also Fig. 4).

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung wird nun im folgenden unter Zugrundelegung der Fig. 3 und 4 im einzelnen erläutert: Die Sicherheitsschaltung weist hierbei eine Modellregelstrecke auf, die lediglich aus dem RC-Glied 14, 25 besteht, welches dem negativen Eingang 18 des Operationsverstärkers 16 aufgeschaltet ist.The mode of operation of the circuit arrangement according to the present invention will now be explained in detail below on the basis of FIGS. 3 and 4: The safety circuit here has a model controlled system that only consists of the RC element 14, 25, which is the negative input 18 of the operational amplifier 16 is activated.

Zunächst erfolgt die Aufladung des RC-Gliedes 14, 15 mit der positiven Spannung Uc vom Abgriff 13 des ersten Spannungsteilers 11, 12. Ab dem Zeitpunkt der Einschaltung steigt somit die Spannung am RC-Glied 14, 15 mit der Zeitkonstanten ==R . C an. Da ferner der Fußpunkt 22 des Kondensators 15 an eine dem Spannungsteiler20 23 über dessen Abgriff 21 entnommene negative Konstantspannung Uc gelegt ist, wird nach dem Einschalten des Temperaturreglersdas RC-Glied von dieser negativen Konstantspannung ~Uc bis zur positiven, der Sicherheitstemperaturgrenze proportionalen Referenzspannung UJs aufgeladen, deren Wert also nach einiger Zeit = + ist (vergleiche Fig. 4).First, the charging of the RC element 14, 15 takes place with the positive Voltage Uc from tap 13 of first voltage divider 11, 12. From the point in time When switched on, the voltage at the RC element 14, 15 increases with the time constant == R. C at. Furthermore, since the base point 22 of the capacitor 15 is connected to a voltage divider 20 23 is placed over the tap 21 taken negative constant voltage Uc, is after switching on the temperature controller the RC element of this negative Constant voltage ~ Uc up to the positive, proportional to the safety temperature limit Reference voltage UJs charged, so its value after some time = + (compare Fig. 4).

In der gleichen Zeitspanne beginnt die dem Temperatur-Istwert an der Regelstrecke proportionale Thermospannung Ux von null aus nach durchlaufen einer Verzugszeit ebenfalls gemäß einer e-Funktion anzusteigen. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, schneiden sich die Kurven U und Uß5 solange nicht, als die vom Thermoelement Th gemäß Fig. 2 gelieferte Thermospannung Ux entsprechend der zunehmenden Ist-Temperatur der Regelstrecke fortlaufend ansteigt und die Referenzspannung Ugs der Sicherheitsschaltung unter dem minimal einstellbaren Temperatur-Sollwert R bleibt. Nach Ablauf des Anfahrvorganges wird sich die Thermospannung Ux aufgrund der Temperaturregelung auf den Temperatur-Sollwert P xs entsprechend einstellen und sodann dauernd am positiven Eingang 17 des Operationsverstärkers 16 als eine höhere Spannung im Vergleich zu dessen negativen Eingang 18 liegen, welcher mit der niedrigeren Referenzspannung Up s beaufschlagt wird. Die Folge hiervon ist, daß die Ausgangsspannung UF am Ausgang 19 des Operationsverstärkers 16 fortwährend in der positiven Begrenzung bleibt und somit keine Kurzschlußsignalisierung erfolgen kann. In diesem Betriebszustand arbeitet das Thermoelement und der an dieses angeschlossene Tempraturregler ordnungsgemäß. Wenn jedoch nun in diesem Betriebszustand beispielsweise aufgrund eines mechanischen Defektes das Thermoelement Th oder dessen Zuleitung kurzgeschlossen wird, so sinkt die Thermospannung Ux schlagartig auf einen Wert, der höchstens gleich der Kaltlötstellenausgleichsspannung Ug und auf alle Fälle kleiner als die Referenzspannung U ps ist. Damit überwiegt aber jetzt die vom RC-Glied 14, 15 gelieferte , positive Referenzspannung am negativen Eingang 18 des Operationsverstärkers 16, so daß dessen Ausgangs spannung UF in die negative Begrenzung eingeht. Gemäß Fig. 4 tritt ein derartiger Kurzschlußfall beispielsweise zum Zeitpunkt t1 auf, in dem dann Ux kleiner als U ps wird.In the same period of time, the actual temperature value begins on the Controlled system proportional thermal voltage Ux from zero after passing through a Delay time also to increase according to an e-function. As can be seen from FIG is, the curves U and Uß5 do not intersect as long as those of the thermocouple Th according to FIG. 2 supplied thermal voltage Ux corresponding to the increasing actual temperature of the controlled system increases continuously and the reference voltage Ugs of the safety circuit remains below the minimum adjustable temperature setpoint R. After the start-up process the thermal voltage Ux is due to the temperature control on the temperature setpoint Set P xs accordingly and then permanently at the positive input 17 of the operational amplifier 16 as a higher voltage compared to its negative input 18, to which the lower reference voltage Up s is applied. The consequence of this is that the output voltage UF at the output 19 of the operational amplifier 16 is continuous remains in the positive limit and thus no short-circuit signaling occurs can. In this operating state, the thermocouple and the one connected to it work Temperature regulator properly. If, however, now in this operating state, for example due to a mechanical defect the thermocouple Th or its supply line is short-circuited, the thermal voltage Ux suddenly drops to a value which is at most equal to the cold soldering point equalization voltage Ug and in all cases is smaller than the reference voltage U ps. But that now predominates that of the RC element 14, 15 supplied, positive reference voltage on negative input 18 of the operational amplifier 16, so that its output voltage UF in the negative Limitation is received. According to FIG. 4, such a short circuit occurs, for example at time t1, in which Ux then becomes smaller than U ps.

Die Ausgangsspannung Ur am Ausgang 19 des Operationsverstärkers 16 wird sodann zur Signalisierung des Kurzschlusses des Thermoelementes und zur Blockierung des Ausganges des Temperaturreglers benutzt , so daß eine Überhitzung oder eine Zerstörung dedRegelstreckevermieden werden kann.The output voltage Ur at the output 19 of the operational amplifier 16 is then used to signal the short circuit of the thermocouple and to block of the output of the temperature controller used, so that overheating or a Destruction of the regular route can be avoided.

Die beschriebene Schaltungsanordnung zur Kurzschlußsicherung funktioniert in der gleichen Weise auch dann, wenn die Regelstrecke des Temperaturreglers von vornherein mit einem kurzgeschlossenen Thermoelement angefahren werden sollte.The circuit arrangement described for short-circuit protection works in the same way if the controlled system of the temperature controller is from should be approached from the outset with a short-circuited thermocouple.

In diesem Falle wird die Klemmenspannung des Reglers und damit auch die Thermospannung Ux am Ausgang 5 des ersten Operationsverstärkers 4 (vergleiche Fig. 2) nahe bei null bleiben, während gleichzeitig die Spannung am RC-Glied 14, 15 ab dem Einschaltzeitpunkt mit der Zeitkonstanten r= R . C ansteigt und bereits nach relativ kurzer Zeit die Kurve Ux schneiden wird. In diesem Falle wird dann die Referenzspannung UnAs ebenfalls am negativen Eingang 18 des zweiten Operationsverstärker 16 einen größeren Wert als die an dessen positivem Eingang 17 anliegende Thermospannung Ux annehmen, so daß wiederum die Ausgangsspannung UE dieses Operationsverstärkers 16 in die negative Begrenzung geht.In this case, the terminal voltage of the regulator and thus also the thermal voltage Ux at the output 5 of the first operational amplifier 4 (cf. Fig. 2) remain close to zero, while at the same time the voltage on the RC element 14, 15 from the switch-on time with the time constant r = R. C rises and already the curve Ux will intersect after a relatively short time. In this case then the reference voltage UnAs also at the negative input 18 of the second operational amplifier 16 has a greater value than the thermal voltage applied to its positive input 17 Assume Ux, so that in turn the output voltage UE of this operational amplifier 16 goes into the negative limit.

Die beschriebene Schaltungsanordnung nach der Erfindung besitzt aufgrund der Verwendung eines einfachen RC-Gliedes als Modellregelstrecke ohne Verzugszeit den Vorteil, daß sie es trotz ihrer Einfachheit und damit auch ihrer Kostengünstigkeit erlaubt, eine tiberwachungsfunktion unter Anpassung des Temperaturreglers an typische Regelstrecken mit bekanntem Zeitverhalten in optimaler Weise auszuüben.The circuit arrangement according to the invention described has due to the use of a simple RC element as a model controlled system with no delay time the advantage that they do it despite their simplicity and thus their cost effectiveness permitted, a monitoring function with adaptation of the temperature controller to typical control systems with known timing in an optimal way.

Legt man also, wie anhand der Fig. 3 und 4 erläutert, die Schaltungsmaßnahmen für typische Einsatzfälle wie z.B. für Temperaturregler an Kunststoffbearbeitungsmaschinen oder an Industrieöfen, so aus, daß die Referenzspannungskurve Ugs des RC-Gliedes 14, 15 der Sicherheitsschaltung für eine maximal zulässige Temperatur auch während des Anfahrvorganges der vorkommenden langsamsten Regelstrecke die Thermospannungskurve U bei ungestörten x Betriebsbedingungen nicht schneidet, dann kann infolgedessen im Falle eines Kurzschlusses bei dem Thermoelement bzw. dessen Meßleitungen während sämtlicher Betriebszustände eine Identifizierung eines derartigen Kurzschlusses mit entsprechender Auswertung bzw. Anzeige mit maximaler Sicherheit erfolgen.So if, as explained with reference to FIGS. 3 and 4, the circuit measures are taken for typical applications such as temperature controllers on plastic processing machines or on industrial furnaces, so that the reference voltage curve Ugs of the RC element 14, 15 of the safety circuit for a maximum permissible temperature even during of the start-up process of the slowest controlled system that occurs, the thermal voltage curve U does not cut under undisturbed x operating conditions, then as a result in the event of a short circuit in the thermocouple or its measuring lines during identification of such a short circuit for all operating states be carried out with a corresponding evaluation or display with maximum security.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie alle Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments limited, it also includes all professional modifications and further training as well as all partial and sub-combinations of those described and / or illustrated Features and measures.

Bezugszeichenliste 1. Geber für Kaltlötstellenaus- U = Thermospannung gleichsspannung U P x U#s = Referenzspannung 2. Geber für Kompensationsspannung S Th = Thermoelement 3. Widerstand (hochohmig) Up= Kaltlöststellenausgleichs 4. 1. Operationsverstärker spannung 5. Ausgang von 4 KL = Klemmen 6. Widerstand UF = AusgangssDannunq 7. Widerstand Ua = Spannung vTemperaturxs Sollwert 8. Stelle mit der Thermospannung Ux +Uc = Aufladespannung 9. Abzweigstelle +U)= stabilisierte Hilfs--V) spannung 10. Abzweigstelle -Uc = negative Konstantspannun 11. Widerstand ) ) Spannungsteiler Jxs = Solltemperatur 12. Widerstand ) pannungsteiler Asxs = Solltemperatur == Ausgleichstemperatur 13. Abgriff des Spannungsteilers A #s = Sicherheitstemperatur-14. Widerstand RC-Glied= Sicherheitstemperatur-RC-Glied grenzwert 15, Kondensator) 16. 2. Operationsverstärker 17. 1. (+)Eingang von 16 18. 2. (-) Eingang von 16 19. Ausgang von 16 (mit Ausgangsspannung UF) 20. Widerstand 21. Abgriff 22. Fußpunkt 23. Widerstand LIST OF REFERENCE NUMERALS 1. Transmitter for cold soldering points U = thermal voltage DC voltage U P x U # s = reference voltage 2nd generator for compensation voltage S Th = thermocouple 3rd resistance (high resistance) Up = cold release point compensation 4. 1. Operational amplifier voltage 5. Output from 4 KL = terminals 6. Resistor UF = Output then 7th resistance Ua = voltage vTemperaturexs setpoint 8th digit with the thermal voltage Ux + Uc = charging voltage 9th branch point + U) = stabilized Auxiliary voltage 10. Junction -Uc = negative constant voltage 11. Resistance )) Voltage divider Jxs = target temperature 12. Resistance) voltage divider Asxs = Setpoint temperature == compensation temperature 13. Pick-up of the voltage divider A #s = safety temperature -14. Resistance RC element = safety temperature RC element limit value 15, capacitor) 16. 2nd operational amplifier 17th 1st (+) input of 16 18. 2nd (-) input of 16 19th output of 16 (with output voltage UF) 20. Resistance 21. Tap 22. Base point 23. Resistance

Claims

Claims method for determining short circuits in thermocouples and measuring lines therefor, in particular for short-circuit protection for thermocouples connected temperature controller, characterized in that the at least of Thermoelectric voltage emitted by a thermocouple and proportional to the actual temperature value (Ux) monitored or queried as a function of the time and with a one that can be specified Safety temperature limit proportional reference voltage (U) is compared.

2. The method according to claim 1, characterized in that the comparison the thermal voltage (Ux) with the reference voltage proportional to the safety temperature limit (um) is carried out by means of an operational amplifier (16), the output voltage of which (Uf) serves as a criterion for short-circuit detection and, if necessary, for short-circuit signaling and / or security measures are used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Safety temperature limit and thus the reference voltage proportional to it (U) is chosen so that it is below a value proportional to the temperature setpoint Voltage (U ^ gXs).

4. The method according to claim 3, characterized in that the course the reference voltage (UM) is chosen so that it is also in the starting range of a Temperature controlled system is below the thermal measurement (Ux).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that for the formation of the reference voltage proportional to the safety temperature limit (U> s) a model controlled system that interacts with the operational amplifier (16) (14, 15) is used, in series with the input measuring circuit and in parallel with a controlled system of a temperature controller to be protected against thermocouple short-circuits is placed.

6. Circuit arrangement for performing the method according to the claims 1 to 5, characterized in that the one having a first operational amplifier (4) Input measuring circuit of a temperature controller with thermocouple connection a safety circuit is connected downstream, which essentially consists of a second operational amplifier (16) as well as a model controlled system (14, 15) and parallel to the controlled system of the temperature controller, the first (plus input (17) of the second operational amplifier (16) with the coming from the output (5) of the first operational amplifier (4), the Actual temperature value proportional to voltage (Ux) and the second (minus input (18) of the second operational amplifier (16) with that of the model controlled system (14, 15) supplied reference voltage proportional to the safety temperature limit (us) can be acted upon.

7. circuit arrangement according to claim 6, characterized in that ~ that the second operational amplifier (16) has a high input impedance.

8. Circuit arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that that the model controlled system (14, 15). consists of at least one RC element that connected to the second (minus input (18) of the second operational amplifier (16) is.

9. Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that a mode controlled system composed of two RC elements connected in series second order is provided to the second input of the second operational amplifier (16) is connected and its delay time and equalization time constant are dimensioned in this way are that the time behavior of the model controlled system is the slowest working The controlled system of a temperature controller corresponds to that with the short-circuit protection circuit Is provided.

10. Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that for feeding or charging the RC element (14, 15) with positive voltage (+ Uc ) a voltage divider (11, 12) is provided.

11. Circuit arrangement according to claim 10, characterized in that that at the base point (22) of the capacitor (15) of the RC element (14, 15) a negative Constant voltage (-Uc) is placed across a further voltage divider (12, 20).

12. Circuit arrangement according to one of claims 6 to 11, characterized characterized in that the output going into the negative limit in the event of a short circuit voltage (UF) of the (second) operational amplifier (16) of the safety circuit can be used to block the temperature controller output.