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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur über wachung des Bruches
von Thermoelementen, die an einen Meßverstärker angeschlossen sind, der mit einer
Einstellvorrichtung für den Nullpunkt und einer elektrischen Schaltung zur Meßbereichunterdrückung
ausgerüstet ist. Ein Beispiel für einen solchen bekannten Meßverstärker zeigt die
F i g. 1 der Zeichnung. Die von dem Thermoelement 1 über die Zuleitungen 2 abgegebene
kleine Meßspannung eM wird mit Hilfe eines seriengegengekoppelten elektrischen Verstärkers
5 (Gegenkopplungsspannung eK am Widerstand RK) in ein proportionales Ausgangssignal,
z. B. den StromiA, umgewandelt. Mit diesem Ausgangssignal von genügend hohem Leistungsniveau
können nachgeschaltete Meß- und Regelgeräte betrieben werden. Zur Verschiebung des
Meßanfangs (Bereichunterdrückung oder -anhebung) enthält der Meßumformer eingangsseitig
noch ein Widerstandsnetzwerk 3 (z. B. eine Brückenschaltung mit den Zweigwiderständen
.... . R4, der Speisediagonale A, B und der Ausgangsdiagonale C, D), das von dem
Spannungskonstanthalter 4 gespeist wird und die in Reihe mit der Meßspannung geschaltete
Verschiebungsspannung eO liefert. Ferner ist im Verstärker ein Nullsteller 6 zum
Einstellen des Nullpunktes vorgesehen.
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In Verbindung mit einem solchen Meßverstärker sind zur Thermoelementbruchüberwachung
Anordnungen bekannt, bei denen eine Hilfsspannungsquelle 8 über einen hochohmigen
Vorwiderstand Rv mit den Eingangsklemmen des Meßverstärkers verbunden ist. Bei geschlossener
Meßschleife bleibt die Steuerwirkung der Hilfsspannung e11 auf den Verstärker 5
wegen der Spannungsteilung zwischen dem relativ niederohmigen Zuleitungs -und Quellenwiderstand
der Thermoelement-Meßschleife einerseits und dem hochohmigen Vorwiderstand RV andererseits
vernachlässigbar. Öffnet sich dagegen die Meßschleife, z. B. durch Bruch des Thermoelementes,
dann entfällt die Spannungsteilung, und die - hinreichend groß vorausgesetzte -
HilfsspannungeH steuert je nach der gewählten Polarität den AusgangsstromiA des
Meßverstärkers auf einen Wert oberhalb oder unterhalb des normalen Betriebsbereiches.
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Dieses Kriterium kann im einfachsten Fall direkt dazu dienen, das
Stellglied eines angeschlossenen Reglers 7 auf Grund der vorgetäuschten Sollwert-Istwert-Abweichung
automatisch in eine obere oder untere Extremstellung zu bewegen, bei der die Regelanlage
geschützt ist. Darüber hinaus ist es auch möglich, den genannten Maximal- oder Minimalwert
des Meßumformer-Ausgangsstromes über ein stromabhängiges Steuerglied in Alarm- und
Schaltsignale umzusetzen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem Meßverstärker
der anfangs genannten Art eine Thermoelementbruchüberwachung -ohne zusätzlichen
Aufwand an elektrischen Bauelementen zu verwirklichen. Dies wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß die Einstellvorrichtung für den Nullpunkt (Nullpunktsteller)
so eingestellt wird, daß bei Thermoelementbruch, d. h. bei fehlender Eingangsspannung
des Meßverstärkers dessen Ausgang auf einen Wert ausgesteuert wird, der zum Ansprechen
der Thermoelementbruch-Signalisierung oder des nachgeschalteten Reglers ausreicht,
und daß die Schaltung für die Meßbereichunterdrückung so verstellt wird,
daß im normalen
Betrieb die Nullpunktverstellung für den Meßverstärker wieder aufgehoben wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt F i g. 2. Hier liegt
im Gegensatz zu Fig. 1 zu den Eingangsklemmen des Meßverstärkers lediglich die Thermoelement-Meßschleife
parallel, die Hilfsspannungsquelie 8 dagegen entfällt. Je nach dem gewünschten Regelsinn
bei Thermoelementbruch wird am Nullpunktsteller 6 des Meßverstärkers eine geringe
positive oder negative Nullpunktverstellung vorgenommen und durch eine entsprechende
gegensinnige Verstimmung der Eingangsbrückenschaltung 3 so korrigiert, daß beim
Anfangswert des Meßbereiches der Meßverstärker-Ausgangsstrom iA wieder genau den
Wert Null (oder den ursprünglichen vorgeschriebenen Wert) hat. In Fig.2 ist eine
z. B. positive Nullpunktverstellung und dementsprechend eine negative Potentialverschiebung
des Ausgangsdiagonalpunktes B der Brückenschaltung angenommen worden. Dies geschieht
durch den Widerstand Rp parallel zum Widerstand R4 ; beide Widerstände können auch
zu einem einzigen Widerstand vereinigt sein. Öffnet sich nun der Meßkreis infolge
Thermoelementbruches, so können weder die Ausgangsdiagonalspannung eO'der Brückenschaltung
noch die Gegenkopplungsspannung eK (Serien-Gegenkopplung) auf den Verstärkereingang
wirken, sondern lediglich die vorher eingestellte - im normalen Betrieb wieder aufgehobene
- Nullpunktverschiebung, deren Einfluß sich gegenüber dem Normalbetrieb proportional
mit dem Gegenkopplungsgrad erhöht hat. Der~Ausgangsstrom iA des Meßverstärkers wird
daher bei dem beispielsweise gewählten positiven Vorzeichen der Nullpunktverschiebung
auf einen Wert oberhalb des normalen Betriebsbereiches gesteuert. Wie oben ausgeführt,
kann man diesen Maximalwert (oder Minimalwert) des Meßverstärker-Ausgangsstromes
dazu benutzen, das Stellglied des angeschlossenen Reglers 7 in eine Sicherheitsstellung
zu bringen und außerdem Alarm- und Schutzsignale auszulösen.
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Bei dem neuen Verfahren zur Thermoelementbruchüberwachung reichen
die normalen Einrichtungen zur Nullpunkteinstellung und zur Verschiebung des Meßanfangs
aus, und es ist keine zusätzliche Hilfsspannungsquelle im Eingangskreis des Meßverstärkers
erforderlich.