DE2233765B2 - Einrichtung zur Leuchtband-Meßwertanzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Anzeige einer Meßspannung in Form eines Leuchtbandes, dessen Länge der Meßspannung proportional ist und das aus zahlreichen aneinandergereihten Leuchtsegmenten besteht, die über zugehörige Schalter mit einer Erregerspannung verbunden sind, wobei jeder dieser Schalter als Komparator wirkt, der eine dem jeweiligen Leuchtsegment zugeordnete, von einem Referenzspannungsteiler abgegriffene Referenzspannung mit der Meßspannung vergleicht und das Leuchtsegment an eine Erregerspannung legt, wenn die Meßspannung größer als die Referenzspannung ist, nach Patent 21 41 361.

Die Unteransprüche des Hauptpatents kennzeichnen eine Steuerschaltung für eine Leuchtband-Meßwertanzeige, die nach Art einer Kompensationsschaltung aufgebaut ist. Das Prinzip dieser Schaltung ist noch einmal in F i g. 1 verdeutlicht. Die Hilfsspannung U_n erzeugt an einem Relorer.zspannungsteiler R\ bis R_n Referenzspannungen, die bezüglich Nullpotentia! gleiche Polarität wie die Meßspannung U_n, aufweisen und mit dieser durch Komparatoren Vi bis V_n verglichen werden.

Wie bereits im Hauptpatent beschrieben, ist es zwar durchaus möglich, einfache Schalttransistoren als Komparatoren zu verwenden, doch muß dann als Nachteil in Kaut genommen werden, daß der Aktivierungsstrom der Leuchtsegmente über den Spunnungs-

4(1 teiler geleitet wird. Der hierdurch verursachte Spannungsabfall kann einmal zu einer Meßwertverfälschung führen und außerdem erhalten die Leuchtsegmente unterschiedlich hohe Versorgungsspannungen, so daß

■ti ihre Leuchtstärke entsprechend ungleichmäßig wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Alternativlösung zur Kompensationsschaltung des Hauptpalents zu finden, mit der es gelingt, die geschilderten Nachteile zu überwinden. Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer

^r><> Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Schaltung nach Art einer Brückenschaltung aufgebaut ist, bei der zwei nebeneinanderliegende Brückenzweige durch die Widerstände des Referenzspannungsteilers gebildet sind und in den beiden

^r)^r> anderen Brückenzweigen die Meßspannungsquelle und eine Hilfspannungsquelle liegen und die als Komparator wirkenden Schalter jeweils mit einem Eingang zwischen den Widerständen und mit dem anderen Eingang zwischen den Spannungsquellen liegen.

Mt Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Fortbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

μ Fig. 1 eine entsprechend dem Hauptpatent nach Art einer Kompensationsschaltung aufgebaute Steuerschaltung für eine Leuchtbandanzeige,

Fig. 2 bis 4 verschiedene Variationen einer nach Art

einer Brückenschaltung aufgebauten Steuerschaltung Für eine Leuchtbandanzeige,

F i g. 5 die Schaltung eines Leuchtbandes, bei dem nur ein Leuchtsegment aktiviert werden soll.

F i g. 2 zeigt eine Brückenschaltung, deren Zweige durch eine Meßspannungsquelle U_a eine Hilfsspannungsquelle Uh und einen Referenzspannungsteiler mit den Widerständen R^ bis A_n gebildet sind. Als Komparatoren wirkende Differenzverstärker Vi bis V₂ liegen so in der Brückendiagonale, daß sie alle mit einem Eingang zwischen der Meßspannungsqeulle U_n, und der Hilfsspannungsquelle Uj, angeschlossen sind und mit dem anderen Eingang so an den Referenzspannungsteiler gelegt sind, daß für sie unterschiedlich hohe Schwellen der Meßspannung wirksam sind. Da die beiden Spannungsquellen U_n, U_n in Reihe geschaltet sind und mit dem Referenzspannungsteiler Äi bis R_n einen geschlossenen Stromkreis bilden, ändert sich bei konstanter Hilfsspannung der Strom nur, wen sich die Meßspannung ändert Die Differenzverstärker Vi bis V_n vergleichen nun den Spannungsabfall an den Widerständen R\ bis R_n des Referenzspannungsteilers mit der Meßspannung. Ist der an /?i hervorgerufene Spannungsabfall größer als die MeBspannung U_m so bleibt das Ausgangssignal des nur mit positiven Signalen aussteuerbaren Differenzverstärkers auf Null. 1st die Meßspannung jedoch größer als der Spannungsabfall an /?i, so leitet der Differenzverstärker Vi einen Strom aus seiner eigenen nicht näher dargestellten Versorgungsspannungsquelle über das zugehörige Leuchtsegment /?i und aktiviert dieses. lsi die Meßspannung LZ_n, größer als der Spannungsabfall an R\ und R₂, so wird auch das Leuchtsegment L₂ aktiviert usw.

Der besondere Vorteil der Schaltung wird erst durch F i g. 3 deutlich, bei der die Differenzverstärker durch einfache Transistoren ersetzt sind. Da es bei dieser Schaltung möglich ist, die Emitter aller Transistoren auf Nullpotential zu legen, kann der von der Versorgungsspannung Uv erzeugte Aktivierungsstrom über die Emitter direkt auf Nullpotential zurückfließen. Es liegen also alle Leuchtsegmente an einer gleich großen Versorgungsspannung.

Die Basis-Widerstände Kdienen der spannungsmäßigen Entkopplung der Transistorschalter 7Ϊ bis Th. Damit jeder der als Komparator wirkenden Schalter bei einem gewünschten Meßspannungswert schaltet, ist es möglich, entweder wie in F i g. 3 das Spannungsteilerverhältnis entsprechend auszulegen und die Hilfsspannung konstant zu halten oder wie in Fig.4 das Spannungsteilerverhältnis konstant zu halten und die Hilfsspannung anzupassen. In F i g. 4 ist jedem Schalttransistor eine andere Hilfsspannung zugeordnet, die allerdings nicht durch verschiedene Hiifsspaiuningsquelien son dem mit Hilfe einer gemeinsamen Hilfsspannungsquelle Uh und einem Spannungsteiler X₃ bis X_n erzeugt wird

Dadurch ist es erforderlich, jedem Schalttransistor einen eigenen Referenzspannungsteiler Ai, X₂ zuzuordnen, dessen Widerstände gleich groß sein können.

Vi Damit der Strom durch den Referenzspannungsteiler Xu X₂ nicht zu einer Meßwertverfälschung führt, sollte

er wesentlich kleiner sein als der Strom durch den

Spannungsteiler X₃ bis X_n. Um die Basis-Emitter-Schwellspannung und den

Temperaturgang der Transistorschaltung 7i bis T_n teilweise zu kompensieren, liegt in F i g. 4 in Reihe zur Meßspannungsquelle U_n, ein als Diode geschalteter Transistor D, an dem eine Spannung abfällt, die sich zu der Meßspannung U_n, addiert. Der Spannungsabfall am

2^r> Transistor D wird durch eine weitere Spannungsqueüe Uk > U_mmax erzeugt.

Nicht immer wird es erwünscht sein, den Meßwert in Form eines Leuchtbandes anzuzeigen. Um nun entsprechend bekannten Zeigermeßgeräten eine Anzeige in

in Form eines Leuchtzeigers zu erhalten, werden die einzelnen Leuchtsegmente des Leuchtbandes so geschaltet, daß jeweils das Leuchtsegment eingeschaltet ist, dessen Schwellspannung durch die Meßspannung gerade erreicht ist. Zwar werden bei dieser Schaltung,

)^r) die in Fig.5 dargestellt ist, wie bisher bei einer bestimmten Meßspannung U_n, eine proportionale Zahl Schalttransistoren T\ bis T_n eingeschaltet, doch sorgen Kurzschlußleitungen, die jeweils benachbarte Leuchtsegmente wechselseitig miteinander verbinden, dafür, daß jeweils das Leuchtsegment mit dem höchsten Schwellwert aufleuchtet, während durch Potentialrückführung die zur Aktivierung der übrigen Leuchtsegmente erforderliche Mindestspannung nicht erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Anzeige einer Meßspannung in Form eines Leuchtbandes, dessen Länge der > Meßspannung proportional ist, und das aus zahlreichen aneinandergereihten Leuchtsegmenten besteht, die Ober zugehörige Schalter mit einer Erregerspannung verbunden sind, wobei jeder dieser Schalter als Komparator wirkt, der eine dem ι ο jeweiligen Leuchtsegment zugeordnete, von einem Referenzspannungsteiler abgegriffene Referenzspannung mit der Meßspannung vergleicht und das Leuchtsegment an eine Erregerspannung legt, wenn die Meßspannung größer als die Referenzspannung ι ^r< ist, nach Patent 2141361, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung nach Art einer Brückenschaltung aufgebaut ist, bei der zwei nebeneinanderliegende Brückenzweige durch die Widerstände des Referenzspannungsteilers (Rt, R_n; X\, Xt) gebildet sind und in den beiden anderen Brückenzweigen die Meßspannungsquelle (U_n,) und eine Hilfsspannungsquelle (U_n) liegen und die als Komparator wirkenden Schalter (Vi bis V_n; Ti bis T_n) jeweils mit einem Eingang zwischen den Widerstän- 2^r> den (Rt bis R_n; X\ und X₂) und mit dem anderen Eingang zwischen den Spannungsquellen (U_m U_n) liegen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellspannungen für die «' einzelnen als Komparator wirkenden Schalter (V₁ bis V_n; T) bis T_n), die mit ihrem einen Eingang zwischen den beiden Spannungsquellen (U_m U_n) liegen, dadurch festgelegt werden, daß der zweite Eingang eines jeden Schalters jeweils an einem f> anderen Abgriff eines einzigen Referenzspannungsteilers (R\ bis R_n) mit gemeinsamer Hilfsspannung (lh) Hegt

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellspannung für die einzelnen als Komparator wirkenden Schalter, die mit ihrem einen Eingang zwischen den beiden Spannungsquellen (Um, Uh) liegen, dadurch erzeugt werden, daß der zweite Eingang eines jeden Schalters an jeweils einem eigenen Referenzspannungsteiler mit gleich großen Widerständen (X\, X2) aber unterschiedlich hohen Hilfsspannungen liegt

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlich hohen Hilfsspannungen durch einen Spannungsteiler (X₃ bis X_n) erzeugt werden, dem eine gemeinsame Hilfsspannungsquelle ίΛ) parallel geschaltet ist

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der als Komparator wirkenden Schalter ein Transistor (T\ bis T_n) ist, dessen Basis-Widerstand (X) der eine ντ.ά dessen Emitter der andere Eingang ist und alle Emitter auf Nullpotential zwischen der Meßspannungsquelle (U_n,) und der Hilfsspannungsquelle (U_n) liegen und die Kollektoren über die jeweiligen Leuchtsegmente (L\ bis Lr) mit einer Versorgungsspannung (U_v) verbunden sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Meßspannungsquelle (U_n,) eine Diode bzw. ein als Diode geschalteter Transistor (D) so in Reihe liegt, daß sich ein an der Diode durch eine zusätzliche Spannungsquelle (U*) hervorgerufener Spannungsabfall zur Meßspannung addiert.