DE2032191C3 - Schwellwertschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwellwertschalter mit einem von einer physikalischen Größe, wie Druck, Temperatur und dgl. abhängigen Widerstand, der zusammen mit anderen Widerständen eine Brückenschaltung bildet, in deren Brückendiagonalcn die Basis-Emitter-Diode eines ersten Transistors und in Reihe dazu die eines den abhängigen Widerstand enthakenden Zweig vom ersten Transitor entkoppelnden zweiten Transistors liegen, einer deren Ausgangskreis mittelbar oder unmittelbar mit einer Steuer- oder Anzeigeeinrichtung verbunden ist

Diese bekannten Schwellwertschalter, die beispielsweise als Temperaturschalter zur Überwachung der Betriebstemperatur von Kraftfahrzeugmotoren oder zur Steuerung von Kühl- oder Heizaggregaten herangezogen werden und die Aufgabe haben, bei Über- oder Unterschreiten eines bestimmten Wertes der physikalischen Größe ein Warn- und/oder Steuersignal abzugeben, das zeitlich unmittelbar oder zeitverzögert nach Unter- oder Überschreiten des bestimmten Wertes wieder abgeschaltet wird, haben den Nachteil, daß die Einstellung des Schaltpunktes und der Schalthysterese erhebliche Schwierigkeiten macht, da sich beide bei der Einstellung gegenseitig beeinflussen. Dies beruht darauf, daß der das Potentiometer für den Schaltpunkt enthaltende Brückenzweig in Reihe mit dem das Potentiometer für die Schalthysterese aufweisenden Brückenzweig liegt und eine Verstellung des einen Potentiometers somit zu einer Stromänderung in dem das andere Potentiometer enthaltenden Brückenzweig und umgekehrt führt. Zudem ist die einemal eingestellte Schalthysterese speisespannungsabhängig, was sich insbesondere bei Verwendung dieser Schalter in Kraftfahrzeugen sehr nachteilig auf die Schaltgenauigkeit auswirkt und den Einbau spannungsstabilisierender Mittel erfordert.

Diese Schwierigkeiten und Nachteile werden durch die Erfindung überwunden, und zwar dadurch, daß 6; erfindungsgemäß die Basis des ersten Transistors über einen vorzugsweise veränderbaren Widerstand und ein die Steuer- oder Anzeigeeinrichtung betätigendes oder vcn der Steuereinrichtung betätigtes Schaltelement mit einer gegenüber der Basis ein höheres Potential führenden Leitung verbunden ist. Bei einer derartigen Schaltung ist der die Schalthysierese beeinflussende, veränderbare Widersland nur so lange wirksam, wie die Steuer- und/oder Anzeigeeinrichtung in Betrieb ist Außerhalb des durch die Schalthysterese bedingten Schaltintervalles ist somit nur coch der den Schaltpunkt beeinflussende Widerstand, der in einer der beiden Brückenzweige liegt, die zu dem den abhängigen Widerstand enthaltenden Zweig parallel sind, wirksam, was zur Folge hat, daß Schaltpunkt und Schalthysterese unabhängig voneinander und zudem wesentlich größere Schalthysteresewerte als bei den bekannten Schwellwertschaltern eingestellt werden können. Des weiteren hat eine solche Lösung den Vorteil, daß die Schalthysterese spannungsunabhäKgig ist

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die als Ausführungsbeispiel einen Temperaturschalter enthält, näher erläutert

Der Temperaturschalter ist in Form einer Brückenschaltung aufgebaut deren Zweige durch den veränderlichen Widerstand 1, den Festwiderstand 2, die Reihenschaltung der Widerstände 3 und 4 und einen Meißleiter 5 als Temperaturmeßfühler gebildet werden und in deren Brückendiagonalen die Basis-Emitter-Diode eines ersten Transistors 6 und in Reihe dazu die eines zweiten Transistors 7, der zur Entkopplung des Heißleiters S von dem Emitter des Transistors 6 vorgesehen ist liegen. Ohne Vorhandensein des Transistors 7 würde der Emitterstrom des Transistors 6 über den Heißleiter S fließen und diesen erwärmen, wodurch sich Schaltpunkt und Schalthysterese in nicht erfaßbarer Weise ändern würden.

Die Steuer- oder Anzeigeeinrichtung, in vorliegendem Fall ein Relais 8 mit einem Arbeitskontakt 9, kann an sich unmittelbar in den Ausgangskreis des Transistors 6, a':o beispielsweise in dessen Kollektorleitung eingeschaltet werden. Zweckmäßiger ist jedoch die Verwendung eines vom Ausgangskreis des Transistors 6 gesteuerten Endtransistors 10, da dann die Transistoren 6 und 7 so ausgewählt und geschaltet werden können, daß die Beeinflussung der Brückenzweige durch den Basisstrom vernachlässigbar klein wird und dadurch verursachte Schaltfehler nicht mehr ins Gewicht fallen.

Die Brückenwiderstände der beiden Spannungsteiler sind so gewählt, daß bei einer unter dem kritischen Punkt liegenden Temperatur im Punkt 11 ein höheres positives Potential herrscht als im Punkt 12. In diesem Zustand sind alle drei Transistoren 6, 7 und 10 gesperrt und das Relais 8 abgefallen. Mit steigender Temperatur sinkt nun der Widerstand des Heißleiters S ab, was zur Folge hat, daß das Potential im Punkt 11 absinkt und, wenn dieses unter das Potential im Punkt 12 gesunken ist, die beiden Transistoren 6 und 7 ausgesteuert werden. Der dadurch entstehende und durch den Widerstand 4 fließende Kollektorstrom des Transistors 7 führt zu einer zusätzlichen Potentialerhöhung in Punkt 12, so daß, wenn die Temperatur den kritischen Punkt erreicht hat, die Transistoren 6 und 7 und damit der Transistor 10 voll ausgesteuert werden und das Relais 8 anzieht.

Fällt die Temperatur wieder ab, so erhöht sich der Widerstand des Heißleiters 5 und damit das Potential im Punkte U. Hat das Potential im Punkte Il schließlich einen Wert erreicht, bei dem über die Emitter-Basis-Dioden der beiden Transistoren 6 und 7 kein Strom mehr fließt, werden die beiden Transistoren 6 und 7 und damit auch der Transistor 10 in ihren Sperrzustand

gesteuert und das Relais 8 fällt wieder ab.

Aus diesem sich auf einen bekannten Schwellwertschalter beziehenden Wirkungsablauf geht hervor, daß der Schaltpunkt am veränderlichen Widerstand 1 und die Schalthysteresc durch geeignete Wahl des Wider-Standes 4 eingestellt werden kann wobei sich beide aufgrund der Reihenschaltung gegenseitig beeinflussen, so daß die Einstellung recht umständlich und zeitraubend ist. Ist jedoch gemäß der Erfindung die Basis des Transistors 6 mit der positives Potential führenden Speiseleitung 13 über einen veränderbaren Widerstand 14 und den das Relais 8 betätigenden Schalttransistor 10 verbunden, ist dies gegenseitige Beeinflussung von Schaltpunkt und Schalthysterese eliminiert, da außerhalb des Schaltintervalls der zur Einstellung der Schalthysterese vorgesehene Widerstand 14 nicht wirksam ist.

Bei großen Schalthysteresewerten kann es geschehen, daß der Widerstandswert des normalerweise gegenüber dem Widerstand 1 hochohmigen Widerstandes 14 relativ kleine Werte annimmt Dies hat zur Folge, daß ein Teil des durch den Widerstand 1 fließenden Stromes anstatt über die Widerstände 3 und 4 und die der Temperaturkompensation dienende Diodenkette 15 über den Widerstand 14 und das Relais 8 zu der negatives oder Nullpotential führenden Leitung 16 fließt und damit Schaltpunkt und Schalthysterese nicht mehr unabhängig voneinander eingestellt werden können. Um dies zu vermeiden, ist am zweckmäßigsten in Reihe mit dem Widerstand 14 eine Diode 17 geschaltet, die die Ausbildung eines derartigen Zweigstromes verhindert

Da die zu einer Schalthysterese führende Potentialerhöhung im Punkte 12 bei dem erfindungsgemäßen Schwellwertschalter über den Widerstand 14 erfolgt kann der Widerstand 4 entfallen und der Kollektor des Transistors 7 unmittelbar an die negatives oder Nullpotential führende Leitung 16 angeschlossen werden. Lediglich wenn die Steuer- oder Anzeigeeinrichtung unmittelbar im Ausgangskreis des Transistors 6 liegt kann es zweckmäßig sein, einen sehr niederohmigen Widerstand 4 in der Schaltung zu belassen. Andernfalls würde sich nämlich bei einer Widerstandsverminderung des Heißleiters 5 eine schleichende Aussteuerung der Transistoren 6 und 7 und eine schleichende Erhöhung des Relaisstromes ergeben, was zu Schaltfehlern führen würde.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß der Widerstand 14 anstatt mit dem Kollektor des Schalttransistors 10 auch mit dem für eine anzusteuernde Einrichtung vorgesehenen Anschluß 18 verbunden, als Schaltelement also der Arbeitskontakt 9 herangezogen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schwellwertschalter mit einem von einer physikalischen Größe, wie Temperatur, Druck und dergleichen abhängigen Widerstand, der zusammen mit anderen Widerständen eine Brückenschaltung bildet, in deren Brückendiagonalen die Basis-Emitter-Diode eines ersten Transistors und in Reihe dazu die eines den abhängigen Widerstand enthaltenden Zweig vom ersten Transistor entkoppelnden zweiten Transistors liegen, einer deren Ausgangskreis mittelbar oder unmittelbar mit einer Steuer- oder Anzeigeeinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors (6) über einen vorzugsweise veränderbaren Widerstand (14) und ein die Steuer oder Anzeigeeinrichtung (8) betätigendes oder von der Steuereinrichtung (8) betätigtes Schaltelement (9; 10) mit einer gegenüber der Basis ein höheres Potential führenden Leitung (13) verbunden ist.

2. Schwellwertschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Widerstand (14) eine Diode (17) geschaltet ist