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Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Umwandlung und Erfassung eines als Wechselspannung vorliegenden Messwertes unter Verwendung einer Soll-Istwert-Vergleichsschaltung und eines Brückengleichrichters, bei dem die Schwellspannungen der Dioden des Gleichrichters durch einen Spannungsabfall, erzeugt an einer oder mehreren weiteren im Sollwertkreis in Serie geschalteten Dioden kompensiert ist.
Durch die DE-AS 2360651 wurde bereits eine Schaltung zur Messwerterfassung gleichgerichteter Wechselspannungen bekannt, bei der dem Gleichrichter die Serienschaltung wenigstens einer gleichsinnig zu den Dioden des Gleichrichters liegenden zusätzlichen Diode, sowie eines Widerstandes nachgeschaltet ist, wobei zur Kompensation der Diodenschwellwerte des Gleichrichters die zusätzliche Diode und der Widerstand in Serie zum Messspannungsausgang liegen, wobei dem Widerstand ein Spannungsteiler parallel geschaltet ist und wobei weiters ein Operationsverstärker vorgesehen ist, dessen invertierender Eingang mit dem Verbindungspunkt zwischen Gleichrichter und zusätzlicher Diode, und dessen nicht invertierender Eingang mit dem Mittelpunkt des Spannungsteilers verbunden sind und dessen Ausgang mit dem Verbindungspunkt zwischen zusätzlicher Diode und Widerstand.
Diese Schaltung hat aber die Aufgabe, Messwertfehler auf Grund der Diodenschwellwerte in allen Messbereichen möglichst weitgehend zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur einfachen Schwellwerterfassung für Wechselspannung vorzuschlagen, mit gleichzeitiger Kompensation des temperaturabhängigen Spannungsabfalles im Brückengleichrichter des Messkreises.
Die Erfindung betrifft somit eine Schaltung der obenstehenden Art, bei der erfindungsgemäss zur positiven und negativen Einstellbarkeit des Soll-Nennwertes, bezogen auf den Messwert, eine Spannungsteilerkette vorgesehen ist, bestehend aus mindestens einem Widerstand, der Serienschaltung aus einer Zenerdiode mit mindestens einer, vorzugsweise zwei oder drei Dioden, welche mit der Zenerdiode mit ungleichnamigen Elektroden verbunden sind, wobei dieser Serienschaltung die Serienschaltung eines Trimmpotentiometers und eines Sollwertpotentiometers parallel geschaltet ist.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Einrichtung ist die einstellbare Kompensation des temperaturabhängigen Spannungsabfalles im Messwertbrückengleichrichter D, bis D.
Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, auch den Skalenpunkt entsprechend dem Messwert Null definiert auf der Skala unterzubringen.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens kann der Verbindungspunkt zwischen den Seriendioden des Spannungsteilers und der Zenerdiode mit dem Massenpotential der nachgeschalteten Triggerstufen verbunden sein.
Durch diese Massnahme erwächst der Vorteil, dass als Triggerstufe ein Komparator verwendet werden kann, dessen Referenzeingang auf Massenpotential liegt.
Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken kann der Verbindungspunkt zwischen den Seriendioden des Spannungsteilers mit der Zenerdiode mit einem Eingang eines Komparators verbunden sein und das Summensignal aus Soll- und Istwert mit dem andern Eingang des Komparators.
Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand der Zeichnungen, in denen die Fig. 1 und 2 zwei Varianten der erfindungsgemässen Schaltung darstellen.
In Fig. 1 wird über die Eingangsklemmen-El, E2-- der Istwert (Messwert) als Wechselspannung dem Brückengleichrichter-Dl, D2, D3, D4-- zugeführt und gleichgerichtet, mit dem an dem Potentiometer --R3-- abgegriffenen Sollwert verglichen, in der Triggerstufe (Integrator) I geglättet und von der Triggerstufe (Schwellenwertdetektor) M in ein Digitalsignal umgewandelt.
Weiters ist eine Spannungsteilerkette vorgesehen, die an den Gleichspannungsanschluss des Brückengleichrichters-D1, D2, D3, D4-- angeschlossen ist, bestehend aus den in Serie geschalteten Dioden --D5, D6, D7--, deren Elektroden sich mit gleichnamigen Elektroden des Brückengleichrichters berühren, sowie der Serienschaltung einer Zenerdiode --D8--, deren Elektrode sich mit gleichnamigen Elektroden der Spannungsteilerkette berühren. Dieser Serienschaltung der Dioden --D5, D6, D7 und D8-- ist die Serienschaltung des Trimmerwiderstandes --R2-- und des Sollwertpotentiometers --R3-- parallelgeschaltet.
Ober das Trimmpotentiometer --R4-- wird der Ausgang des Sollwertspannungsteilers über den
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Widerstand --R7-- dem Integrator --I-- zugeführt, wobei der Widerstand --R7-- strombegrenzende Funktion hat.
Der Verbindungspunkt zwischen den Seriendioden-D5, D6, D7-- des Spannungsteilers und der Zenerdiode --D8-- wird mit dem Massepotential der Triggerstufen I, M verbunden.
Weiters ist der Widerstand --R1-- vorgesehen, der zur Umwandlung des in der Regel als Spannung vorliegenden Ist-Wertes in einen Strom dient. Die Widerstände --R5 und R6-- sind Widerstände der Referenzspannungsquelle --D5 und D8--. +Ub und -Ub sind Hilfsspannungen zur Speisung der Elektronik.
Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende :
Mit Hilfe des Spannungsabfalles an den Dioden --D5, D6, D7-- der Spannungsteilerkette können die Schwellspannungen der Dioden --D1, D2, D3, D4-- des Brückengleichrichters kompensiert werden. Die Zenerdiode --D8-- liefert zusammen mit den Dioden --D5, D6, D7 bzw. D5 und D6-eine stabile Spannung für das Sollwertpotentiometer --R3--.
Durch diese Schaltung ergibt sich der Vorteil einer günstigen Gestaltung der Einstellskala
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folgende Schwellwertdetektor --M-- zum Ansprechen gebracht werden. Dies ergibt eine einfache Möglichkeit zur Funktionskontrolle der Schaltung ohne die Notwendigkeit eines kalibrierten Messwertes (Ist-Wertes). Mit Hilfe des Trimmpotentiometers --R4-- kann der Einfluss des Sollwert- gebers --R3-- verstärkt oder abgeschwächt werden, wodurch eine Dehnung oder Zusammenziehung der Skala erzielbar ist.
Die Schaltung hat gegenüber dem bisher bekannt gewordenen Stand der Technik somit den Vorteil einer nahezu linearen Einstellskala des Sollwertpotentiometers bis zum Nullpunkt.
Ausserdem erfolgt eine Kompensation des Temperaturganges der Schwellspannung des Brückengleichrichters --D1, D2, D3, D4--.
Die Schaltung gemäss Fig. 2 ist mit der der Fig. 1 im wesentlichen identisch, nur wird statt
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--M-- ein Komparator --C-- verwendet,Zenerdiode --D8-- mit den Kompensationsdioden --D5, D6-- mit dem zweiten Eingang (+) des Komparators-C-verbunden ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Umwandlung und Erfassung eines als Wechselspannung vorliegenden Messwertes unter Verwendung einer Soll-Istwert-Vergleichsschaltung und eines Brückengleichrichters, bei dem die Schwellspannungen der Dioden des Gleichrichters durch einen Spannungsabfall, erzeugt an ein oder mehreren weiteren im Sollwertkreis in Serie geschalteten Dioden kompensiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur positiven und negativen Einstellbarkeit des Soll-Wertes, bezogen auf den Messwert, eine Spannungsteilerkette vorgesehen ist, bestehend aus mindestens einem Widerstand (Rl), der Serienschaltung aus einer Zenerdiode (D8) mit mindestens einer, vorzugsweise zwei oder drei Dioden (D5 bis D7), welche mit der Zenerdiode (D8) mit ungleichnamigen Elektroden verbunden sind, wobei dieser Serienschaltung die Serienschaltung eines Trimmpotentiometers (R2)
und eines Sollwertpotentiometers (R3) parallelgeschaltet ist.