DE2826723A1

DE2826723A1 - Temp. measurement by NTC conductor - capacitor which is charged to specified voltage and discharged to another voltage

Info

Publication number: DE2826723A1
Application number: DE19782826723
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing Grad Haack; Hartmut Dipl I Schmidt-Rabenau
Original assignee: Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1979-12-20

Abstract

A capacitor is charged to a voltage proportional to the instantaneous resistance of the NTC conductor, and then discharged through a specified resistance to a specified voltage. The discharge time is measured. It corresponds to the natural logarithm of the NTC conductor resistance. The temp. in deg. K of the NTC conductor is calculated from the time interval using an equation of the form T = C(1)/ln R(T) + C(2).

Description

Es ist bekannt, Heißleiter zu Temperaturmessungen einzusetzen,It is known to use NTC thermistors for temperature measurements,

doch ergeben sich bei einem derartigen Einsatz Schwierigkeiten, die im wesentlichen darauf beruhen, daß die Kennlinie eines Heißleiters nicht linear, sondern exponentiell gemäß der Formel verläuft,. wobei RT der Widerstand bei der Temperatur T, A eine für den jeweiligen Heißleiter typische Konstante und B eine Materialkonstante des Heißleiters (Wert) ist, die in üblichen Temperaturbereichen in vernachlässigbarem Umfang temperaturabhängig ist und deren Temperaturabhängigkeit erst bei verhältnismäßig hohen Temperaturen größer wird.however, difficulties arise in such a use, which are essentially based on the fact that the characteristic curve of a thermistor is not linear, but exponential according to the formula runs ,. where RT is the resistance at temperature T, A is a typical constant for the respective thermistor and B is a material constant of the thermistor (value) which is temperature-dependent to a negligible extent in normal temperature ranges and whose temperature dependency only increases at relatively high temperatures.

Zur Vermeidung der Schwierigkeiten infolge des exponentiellen Verlaufs der Widerstands/Temperatur-Kennlinie des Heißleiters hat man diese Kennlinie bereits durch besondere Schaltungsmaßnahmen linearisiert (z.B. DE-PS 1 138 251). Durch eine derartige Linearisierung wird jedoch in großen Bereichen der Kennlinie deren Steilheit und damit die Meßempfindlichkeit verringert.To avoid the difficulties due to the exponential course the resistance / temperature curve of the thermistor you already have this curve linearized by special circuit measures (e.g. DE-PS 1 138 251). By a however, such linearization becomes the steepness of the characteristic curve in large areas and thus the measurement sensitivity is reduced.

Es ist auch bereits bekannt (bauteile report 15 (1977) lieft den nicht linearen Kennlinienverlauf eines Heißleiters bei der Temperaturmessung beizubehalten und den Heißleiter in einer Brückenschaltung anzuordnen, deren Brückenspannung mit einem Fensterdiskriminator verglichen wird. Liegt die gemessene Spannung bzw. das Meßsignal außerhalb des vorbcstimmten Fensters, so wird die Brückenspannung mittels eines Taktgenerators nachgestimmt, der außerdem den Zählerstand eines Binärzählers verändert. Die Nachstimmung wird unterbrochen, wenn das Meßsignal in den Fensterbereich des Fensterdiskriminators kommt, und der dann vorhandene Zählerstand ist ein Maß für den Abstimmzustand der Brückenschaltung und damit für die Meßgröße.It is also already known (components report 15 (1977) did not run to maintain the linear characteristic curve of an NTC thermistor when measuring the temperature and to arrange the thermistor in a bridge circuit, the bridge voltage with is compared to a window discriminator. Is the measured voltage or the Measuring signal outside the predetermined window, the bridge voltage is determined by means of of a clock generator, which also shows the count of a binary counter changes. The retuning is interrupted when the measuring signal enters the window area of the window discriminator comes, and the then existing counter reading is a measure for the tuning state of the bridge circuit and thus for the measured variable.

Abgesehen davon, daß zu diesem Zweck eine verhältnismäßig aufwendige Schaltung erforderlich ist, ist nur eine sehr geringe Meßgenauigkeit zu erzielen, und es ergeben sich je nach Absolutwert der zu messenden Temperatur Toleranzen von -1,6°C bis '0,60C, wobei die Toleranzen mit zunehmender Temperatur abnehmen.Apart from the fact that a relatively expensive one for this purpose Circuit is required, only a very low measurement accuracy can be achieved, and depending on the absolute value of the temperature to be measured, there are tolerances of -1.6 ° C to '0.60C, with the tolerances decreasing with increasing temperature.

Mittels der Erfindung soll ein Verfahren geschaffen werden, das ohne Veränderung der Kennlinie des Heißleiters und mit verhältnismäßig geringem Schaltungsaufwand eine sehr genaue Temperaturmessung gestattet.By means of the invention, a method is to be created that without Change of the characteristic of the thermistor and with relatively little circuit effort allows a very precise temperature measurement.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Kondensator bis zu einer der augenblicklichen Größe des Heißleiters proportionalen Spannung aufgeladen und danach über einen Widerstand vorbestimmter Größe auf einen vorgegebenen Wert entladen.To solve this problem, according to the invention, a capacitor to charged to a voltage proportional to the current size of the thermistor and then to a predetermined value via a resistor of a predetermined size unload.

Die zur Entladung auf den vorgegebenen Wert erforderliche Zeitspanne entspricht dem natürlichen Logarithmus des augenblicklichen Widerstandswertes des Heißleiters. Aus der so gewonnenen Zeitspanne wird dann entsprechend der Gleichung die Temperatur ermittelt, auf der sich der Heißleiter befindet.The time required for discharging to the specified value corresponds to the natural logarithm of the current resistance value of the thermistor. The time span obtained in this way then becomes in accordance with the equation determines the temperature at which the thermistor is located.

Die vorstehende Gleichung ergibt sich durch entsprechende Umformung der eingangs erwähnten Kennliniengleichung des Heißleiters sowie Vereinfachung der Konstantenbezeichnungen.The above equation results from a corresponding transformation the characteristic equation of the NTC thermistor mentioned at the beginning as well as the simplification of the Constant names.

Daß durch die Messung der Entladezeit tatsächlich eine Temperaturbestimmung möglich ist, zeigt die folgende Überlegung: Die Entladekurve eines Kondensators ist durch die folgende Gleichung festgelegt: in der '¢ die sich aus dem Produkt von Widerstand und Kapazität ergebende Zeitkonstante ist. Durch Umformung dieser Gleichung erhält man ist im vorliegenden Fall diejenige Spannung vorgegebener Größe, bis zu der der Kondensator entladen wird, während Umax durch die augenblickliche Größe RT des Heißleiters festgelegt wird und durch Konstantstromeinspeisung gewonnen werden kann. Somit ergibt sich über das Ohm'sche Gesetz aus der vorstehenden Gleichung t-= RC (ln RT + ln I - ln ut), in der die Spannung ut ebenso konstant ist wie der Strom I der verwendeten Konstant-Stromquelle, so daß die gewünschte logarithmische Beziehung zwischen der Entladezeitspanne t und dem augenblicklichen Widerstand RT des Heißleiters besteht, also die Entladezeitspanne ein Maß für die Temperatur darstellt, auf der sich der Heißleiter befindet.The following consideration shows that a temperature determination is actually possible by measuring the discharge time: The discharge curve of a capacitor is determined by the following equation: in which '¢ is the time constant resulting from the product of resistance and capacitance. Transforming this equation gives In the present case, this is the voltage of a predetermined size up to which the capacitor is discharged, while Umax is determined by the instantaneous size RT of the thermistor and can be obtained by supplying a constant current. Thus, using Ohm's law, the above equation gives t- = RC (In RT + In I - In ut), in which the voltage ut is just as constant as the current I of the constant current source used, so that the desired There is a logarithmic relationship between the discharge period t and the instantaneous resistance RT of the thermistor, i.e. the discharge period is a measure of the temperature at which the thermistor is located.

Um den eingangs erwähnten, die Temperatur bezeichnenden Ausdruck zu bilden, kann zu Beginn der Entladung des Kondensators ein Impuls mit der Konstanten C1 entsprechender, vorbestimmter Länge und Amplitude erzeugt werden. Hieraus wird dann über die Zeitspanne, die dem Ausdruck (ln RT + C2) entspricht, der arithmetische Mittelwert gebildet, so daß eine Größe gewonnen wird, die der Temperatur des Heißleiters entspricht, wobei die Bestimmung der Temperatur unter Ausnutzung eines einzigen Entladevorganges erfolgt ist.About the term used to describe the temperature To form, a pulse with the constant C1 corresponding, predetermined length and amplitude can be generated at the beginning of the discharge of the capacitor. The arithmetic mean is then formed from this over the period of time corresponding to the expression (In RT + C2), so that a variable is obtained which corresponds to the temperature of the thermistor, the temperature being determined using a single discharge process.

Die in der eingangs erwähnten Gleichung für T enthaltene Konstante C2 kann auch dadurch zum natürlichen Logarithmus des augenblicklichen Widerstandes RT des Heißleiters addiert werden, daß nach Beendigung der Entladung des Kondensators auf den vorgegebenen Wert zu der für die Entladung erforderlichen Zeitspanne eine entsprechende Zeitspanne addiert wird, wobei vorzugsweise nach Erreichen des vorgegebenen Entladewertes der Kondensator sofort wieder über den Heißleiter aufgeladen wird, und zwar innerhalb der Zeitspanne, die der Konstanten C2 entspricht, so daß eine kontinuierliche Temperaturmessung erfolgt.The constant contained in the equation for T mentioned at the beginning C2 can also become the natural logarithm of the instantaneous resistance RT of the thermistor will be added to that after the capacitor discharges to the specified value at the time required for the discharge corresponding time period is added, preferably after reaching the predetermined Discharge value the capacitor is immediately charged again via the thermistor, within the time span corresponding to the constant C2, so that a continuous temperature measurement takes place.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zur Bildung des Ausdrucks jeweils am Ende der der Konstanten C2 entsprechenden Zeitspanne, also vorzugsweise der Aufladezeitspanne, ein Impuls mit der Konstanten C1 entsprechenden, vorbestimmter Länge und Amplitude erzeugt werden Wenn dann die Temperaturmessung, d.h. die Entladung und Aufladung des Kondensators kontinuierlich fortgesetzt wird1 wird auf diese Weise eine Impulsfolge erzeugt, die aus gleichen Impulsen vorbestimmter Länge und Amplitude besteht, deren Abstände jedoch umso größer sind, je länger die gemessene Zeitspanne, d.h. je größer die Aufladung des Kondensators und damit also je größer der Widerstandswert RT des Heißleiters ist. Wird der arithmetische Mittelwert dieser Impulsfolge gebildet, so wird der erhaltene Wert um so größer sein, je kleiner der Ausdruck (ln RT + C2) ist, d.h.In a further embodiment of the method according to the invention, the expression At the end of the time span corresponding to the constant C2, i.e. preferably the charging time span, a pulse with the constant C1 corresponding, predetermined length and amplitude is generated generated, which consists of the same pulses of predetermined length and amplitude, the intervals between which, however, are greater, the longer the measured time span, ie the greater the charge on the capacitor and thus the greater the resistance value RT of the thermistor. If the arithmetic mean of this pulse sequence is formed, the value obtained will be greater the smaller the expression (ln RT + C2), ie

der durch Mittelwertbildung erhaltene Wert ist ein Reziprokwert zur Größe dieses Klammer ausdruckes und damit direkt proportional zur Temperatur T des Heißleiters.the value obtained by averaging is a reciprocal of the Size of this expression in brackets and thus directly proportional to the temperature T des Thermistor.

Da es im allgemeinen interessant ist, die Temperatur des Heißleiters nicht in Kelvin, sondern in Celsius zu erhalten, kann man von der so erhaltenen Spannung noch eine Spannung abziehen, die 237,15 K entspricht.As it is generally of interest, the temperature of the thermistor Not in Kelvin but in Celsius can be obtained from the so obtained Voltage subtract another voltage that corresponds to 237.15 K.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further refinements of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the figures.

Figur 1 zeigt ein vereinfachtes und schematisches Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.FIG. 1 shows a simplified and schematic block diagram an arrangement for carrying out the method according to the invention.

Figur 2 zeigt die in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Lade- und Entladekurven sowie zwei Impulsdiagramme.Figure 2 shows in connection with the method according to the invention used charging and discharging curves as well as two pulse diagrams.

Figur 3 zeigt in einem vereinfachten und schematischen Blockschaltbild ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.FIG. 3 shows a simplified and schematic block diagram another embodiment of an arrangement for implementing the invention Procedure.

In dem Blockschaltbild gemäß Figur 1 ist der zur Temperaturmessung eingesetzte Heißleiter 2 an eine Konstant-Stromquelle 1 bekannter Bauart angeschlossen, und dem Heißleiter ist ein Impedanzwandler 14 und ein Schalter 5 nachgeschaltet. Hinter dem Schalter 5 liegt eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 3 und einem Entladewiderstand 4, die an Masse angeschlossen ist. Außerdem ist der Ausgang des Schalters 5 an einen Eingang eines Vergleichers 7 angeschlossen, dessen anderem Eingang eine Bezugsspannung Uref zugeführt wird, so daß der Vergleicher 7 ein Signal abgibt, sobald die Spannung am Entladewiderstand 4 den Wert der Bezugsspannung erreicht.In the block diagram according to FIG. 1 is that for temperature measurement inserted thermistor 2 connected to a constant current source 1 of known design, and an impedance converter 14 and a switch 5 are connected downstream of the thermistor. Behind the switch 5 is a parallel circuit of a capacitor 3 and a Discharge resistor 4, which is connected to ground. In addition, the output of the Switch 5 connected to one input of a comparator 7, the other one Input a reference voltage Uref is supplied, so that the comparator 7 a signal emits as soon as the voltage at the discharge resistor 4 reaches the value of the reference voltage.

Der Ausgang des Vergleichers 7 ist mit dem Eingang einer monostabilen Kippschaltung 8 verbunden, die außerdem zur Einleitung des kontinuierlichen Betriebes der gesamten Anordnung mittels eines Schalters 13 getriggert wird. Der Ausgang der monostabilen Kippschaltung ist einerseits mit dem Schalter 5 gekoppelt und andererseits mit einer weiteren monostabilen Kippschaltung 9 verbunden, deren Ausgang über einen Summationspunkt 6 mit einer Integrierschaltung 10 in Verbindung steht. Auf den Summationspunkt 6 wirkt außerdem eine Spannung UK , so daß am Ausgang der Integrierschaltung 10 eine Spannung U-(it) auftritt, die um den Wert der Spannung UK vermindert ist.The output of the comparator 7 is connected to the input of a monostable Flip-flop 8 connected, also used to initiate of continuous Operation of the entire arrangement is triggered by means of a switch 13. Of the The output of the monostable multivibrator is coupled to switch 5 on the one hand and on the other hand connected to a further monostable multivibrator 9, whose Output via a summation point 6 with an integrating circuit 10 in connection stands. A voltage UK also acts on summation point 6, so that at the output the integrating circuit 10 a voltage U- (it) occurs, which by the value of the voltage UK is diminished.

Im Betrieb der Schaltungsanordnung wird von einer Schalterstellung ausgegangen, wie sie in Figur 1 dargestellt ist.When the circuit arrangement is in operation, there is a switch position assumed, as shown in Figure 1.

In dieser Stellung fließt durch den Heißleiter 2 ein konstanter Strom von der Konstant-Stromquelle 1, so daß der über dem Heißleiter 2 auftretende Spannungsabfall URT der Größe des augenblicklichen Widerstandes RT des Heißleiters 2 entspricht. Die Spannung URT gelangt über den Impedanzwandler 14 und den Schalter 5 an den Kondensator 3, der auf den Spannungswert URT aufgeladen wird. Die Größe der Spannung URT ist in Figur 2 zu Beginn der Zeitspanne t1 dargestellt.In this position, a constant current flows through the thermistor 2 from the constant current source 1, so that the voltage drop occurring across the thermistor 2 URT corresponds to the size of the instantaneous resistance RT of the thermistor 2. The voltage URT reaches the capacitor via the impedance converter 14 and the switch 5 3, which is charged to the voltage value URT. The size of the voltage URT is shown in Figure 2 at the beginning of the time period t1.

In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß sich die Lage von URT entlang der in Figur 2 angedeuteten, exponentiellen Entladekurve entsprechend der Größe des Widerstandes RT und damit entsprechend der Temperatur ändert.In this connection it should be noted that the situation of URT along the exponential discharge curve indicated in FIG Size of the resistance RT and thus changes according to the temperature.

Soll nunmehr eine kontinuierliche Temperaturmessung erfolgen, wird die monostabile Kippschaltung 8 mittels des Schalters 13 von Hand angesteuert, und wenn diese Kippschaltung nach einer vorgegebenen Zeitspanne wieder in ihre Ruhelage zurückkehrt, bewirkt die dabei- entstehende Endflanke des Ausgangs impulses ein Öffnen des Schalters 5. Dadurch wird der Kondensator 3 über den Entladewiderstand 4 entladen. Dabei ändert sich auch die Spannung am mit dem Kondensator 3 und dem Entladewiderstand 4 verbundenen Eingang des Vergleichers 7. Erreicht diese Spannung den Wert der Spannung Uref am anderen Eingang des Vergleichers, gibt der Vergleicher 7 einen Triggerimpuls an die monostabile Kippschaltung 8 ab.If a continuous temperature measurement is now to take place, will the monostable multivibrator 8 is controlled manually by means of the switch 13, and when this toggle switch returns to its rest position after a predetermined period of time returns, the resulting end edge of the output pulse causes a Opening the switch 5. This causes the capacitor 3 to cross the discharge resistor 4 unloaded. This also changes the voltage on the capacitor 3 and the Discharge resistor 4 connected input of the comparator 7. Reaches this voltage the value of the voltage Uref at the other input of the comparator is given by the comparator 7 a trigger pulse to the monostable multivibrator 8 from.

Diese Abgabe des Triggerimpulses erfolgt entsprechend dem Diagramm gemäß Figur 2 bei Erreichen der Spannung Uref, also am Ende der Zeitspanne t1, d.h. derjenigen Zeitspanne, die erforderlich ist, um den entsprechend der Größe des Widerstandes des Heißleiters aufgeladenen Kondensator 3 auf einen vorbestimmten Wert zu entladen, also der Zeitspanne, die ein Maß für den natürlichen Logarithmus des augenblicklichen Widerstandes des Heißleiters ist.This delivery of the trigger pulse takes place according to the diagram according to Figure 2 when the voltage Uref is reached, i.e. at the end of the time period t1, i.e. the period of time that is required to correspond to the size of the resistor of the thermistor charged capacitor 3 to discharge to a predetermined value, that is, the length of time, which is a measure of the natural logarithm of the instantaneous Resistance of the thermistor.

Infolge des Triggerns der monostabilen Kippschaltung 8 tritt am Ausgang dieser Schaltung die Anfangsflanke eines Impulses 15 auf, durch die der Schalter 5 wieder geschlossen wird, so daß am Ende der Zeitspanne t1 ein neuer Auf ladevorgang für den Kondensator 3 beginnt, der sich über die Zeitspanne t2, während der die monostabile Kippschaltung in ihrem gekippten Zustand bleibt, erstreckt. Einerseits reicht diese Zeitspanne t2 aus, um den Kondensator 3 über den Impedanzwandler 14 wieder auf eine Spannung aufzuladen, die der Spannung URT gemäß Figur 2 und damit der Temperatur des Heißleitersentspricht, und andererseits ist sie ein Maß für die Konstante C2 der vorstehend erwähnten Gleichung. Das bedeutet aber, daß die Summe aus t1 und t2 dem Ausdruck (ln RT + C2) entspricht.As a result of the triggering of the monostable multivibrator 8 occurs at the output this circuit the starting edge of a pulse 15, through which the switch 5 is closed again, so that at the end of the period t1 a new charging process for the capacitor 3 begins, which extends over the period of time t2, during which the monostable multivibrator remains in its flipped state, extends. On the one hand, this period of time t2 is sufficient to pass the capacitor 3 over to charge the impedance converter 14 again to a voltage that corresponds to the voltage URT according to Figure 2 and thus corresponds to the temperature of the thermistor, and on the other hand it is a measure of the constant C2 of the aforementioned equation. That means but that the sum of t1 and t2 corresponds to the expression (In RT + C2).

Am Ende der Zeitspanne t2, das durch das Rückkippen der monostabilen Kippschaltung 8 bestimmt ist, tritt am Ausgang der Kippschaltung die Endflanke des Impulses 15 auf, die den Schalter 5 erneut öffnet, also einen neuen Entladevorgang des Kondensators 3 einleitet, und die außerdem die monostabile Kippschaltung 9 triggert. Diese monostabile Kippschaltung 9 erzeugt infolge der Triggerung an ihrem Ausgang einen Impuls 16 vorbestimmter Länge und Amplitude, der der Integrierschaltung 10 zugeführt wird.At the end of the period t2, which is caused by the tilting back of the monostable Trigger circuit 8 is determined, occurs at the output of the trigger circuit the end edge of the Pulse 15, which opens the switch 5 again, so a new discharge of the capacitor 3 initiates, and which also triggers the monostable multivibrator 9. This monostable multivibrator 9 generates as a result of the triggering at its output a pulse 16 of predetermined length and amplitude that the integrating circuit 10 is fed.

Da die in Figur 1 gezeigte Schaltungsanordnung kontinuierlich arbeitet, also dauernd zwischen Entlade- und Ladevorgängen wechselt, wobei die Länge des Entladevorganges von der Spannung URT und damit vom durch die Temperatur gegebenen Widerstand des Heißleiters 2 abhängt, werden von der monostabilen Kippschaltung 9 aufeinanderfolgend Impulse 16 gleicher Länge und Amplitude erzeugt, wobei der Abstand 17 zwischen den Impulsen 16 um so größer ist, je größer die Summe der beiden Zeitspannen t und t2 ist. Von diesen beiden Zeitspannen ist jedoch die Zeitspanne t2 konstant und die Zeitspanne t1 um so größer, je größer der Widerstand des Heißleiters 2 ist und damit um so größer, je niedriger die Temperatur ist, auf der sich der Heißleiter 2 befindet. Die von der Integrierschaltung 10 aus den Impulsen der Kippschaltung 9 erzeugte Spannung ist somit um so kleiner, je größer der Widerstand des Heißleiters 2 ist und daher umgekehrt proportional zu der Größe (ln RT + C2). Infolgedessen ist die Ausgangsspannung der Integrierschaltung 10 ein Maß für die Größe und damit für die absolute Temperatur T, auf der sich der llcißlcitcr 2 befindet.Since the circuit arrangement shown in FIG. 1 operates continuously, i.e. constantly alternates between discharging and charging processes, the length of the discharging process being dependent on the voltage URT and thus on the resistance of the thermistor 2 given by the temperature, the monostable multivibrator 9 generates successive pulses 16 of the same length and amplitude, the distance 17 between the pulses 16 being greater the greater the sum of the two time periods t and t2. Of these two periods of time, however, the period of time t2 is constant and the period of time t1 is greater, the greater the resistance of the thermistor 2 and thus the greater, the lower the temperature at which the thermistor 2 is located. The voltage generated by the integrating circuit 10 from the pulses of the flip-flop circuit 9 is therefore all the smaller, the greater the resistance of the thermistor 2 and therefore inversely proportional to the value (In RT + C2). As a result, the output voltage of the integrating circuit 10 is a measure of the size and thus for the absolute temperature T, at which the icicle 2 is located.

Wenn die Temperatur des Heißleiters nicht in Kelvin, sondern in Celsius angezeigt werden soll, muß von der bisher gewonnenen Spannung eine Spannung abgezogen werden, die 273,150C entspricht.If the temperature of the thermistor is not in Kelvin, but in Celsius is to be displayed, a voltage must be subtracted from the voltage obtained so far which corresponds to 273.150C.

Hierzu-ist am Eingang der Integrierschaltung 10 der Summationspunkt 6 vorgesehen, mit dem eine die Spannung UK liefernde Spannungsquelle verbunden ist. Durch entsprechende Einstellung der Spannung -uK läßt sich die Ausgangs spannung der Integrierschaltung 10 entsprechend verkleinern, und die sich dann ergebende Ausgangsspannung U(wE) ist ein Maß für die Temperatur in OC, auf der sich der Heißleiter 2 befindet.For this purpose, the summation point is at the input of the integrating circuit 10 6 provided, with the one supplying the voltage UK Voltage source connected is. By setting the voltage -uK accordingly, the output reduce the voltage of the integrating circuit 10 accordingly, and the resulting Output voltage U (wE) is a measure of the temperature in OC at which the NTC thermistor is located 2 is located.

Die schematisch und vereinfacht in Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung entspricht in einem Teil ihres Aufbaus der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1, und einander entsprechende Bauelemente bzw. Baueinheiten sind daher mit gleichen Bezugszeichen und zusätzlich mit ' versehen. Die Schaltungsanordnung ist jedoch gegenüber der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 derart abgewandelt, daß eine digitale Weiterverarbeitung der durch Entladung und Aufladung gewonnenen Zeitsignale erfolgt.The circuit arrangement shown schematically and in a simplified manner in FIG. 3 corresponds in part of its structure to the circuit arrangement according to FIG. 1, and Corresponding components or units are therefore given the same reference numerals and additionally marked with '. However, the circuit arrangement is opposite to that Circuit arrangement according to FIG. 1 modified in such a way that further digital processing the time signals obtained by discharging and charging takes place.

An den Ausgang des Vergleichers 7' sind ein Zähler 20, ein Speicher 22 und ein Betätigungselement 24 angeschlossen, das mit dem Schalter 5' verbunden ist, um diesen zu öffnen und zu schließen. Dem Zähler 20 werden von einem Taktgeber 21 Taktimpulse zugeführt, und sein Ausgang ist einerseits an den Speicher 22 und andererseits an einen Eingang eines Vergleichers 23 angeschlossen, an dessen anderem Eingang eine Signalquelle 26 liegt, die dem Vergleicher ein digitales Signal entsprechend der Größe der Konstanten C2 zuführt. Der Ausgang des Vergleichers 23 ist mit dem Betätigungselement 24 verbunden, während der Ausgang des Speichers 22 an einem Eingang eines Rechenwerkes 25 liegt. Ferner ist das Rechenwerk mit zwei Signalquellen 27 und 28 verbunden, von denen die Signalquelle 27 ein der Konstanten C1 entsprechendes digitales Signal und die Signalquelle 28 ein der Größe .273,15 K entsprechendes digitales Signal abgibt. Am Ausgang des Rechenwerkes 25 liegt eine Anzeige 29.A counter 20, a memory, is connected to the output of the comparator 7 ' 22 and an actuating element 24 connected, which is connected to the switch 5 ' is to open and close it. The counter 20 is controlled by a clock 21 clock pulses are supplied, and its output is on the one hand to the memory 22 and on the other hand connected to one input of a comparator 23, to the other Input a signal source 26 is located, which the comparator a digital signal corresponding to the The size of the constant C2 supplies. The output of the comparator 23 is with the actuator 24 connected, while the output of the memory 22 at an input of an arithmetic unit 25 lies. Furthermore, the arithmetic unit is connected to two signal sources 27 and 28, of which the signal source 27 is a digital signal corresponding to the constant C1 and the signal source 28 a digital signal corresponding to the magnitude .273.15 K gives away. A display 29 is located at the output of the arithmetic unit 25.

Im Betrieb der Schaltungsanordnung wird der Schalter 5' geschlossen, so daß der Kondensator 3' entsprechend dem Wert des Heißleiters 2' auf die Spannung URT aufgeladen wi.rd. Durch das Schließen des Schalters 5' wird außerdem über den Vergleicher 7' der Zähler 20 aktiviert, der dann infolge der Taktimpulse vom Taktgeber 21 von Null aufwärts zählt. Nach einer Aufladezeitspanne, die der Konstanten C2 entspricht, haben der Zählerstand und das Signal der Signalquelle 26 den gleichen Wert und der Vergleicher 23 aktiviert das Betätigungselement 24, so daß der Schalter 5' geöffnet wird. Nunmehr entlädt sich der Kondensator 3' über den Entladewiderstand 4', während der Zähler 20 weiterhin aufwärts zählt. Ist die Spannung am Kondensator 3' auf den Wert URef abgesunken, so gibt der Vergleicher 7' ein positives Signal ab, durch das der Zählerstand in den Speicher 22 übertragen und der Schalter 5' wieder geschlossen wird. Das Schließen des Schalters 5' führt zu einem negativen Signal am Ausgang des Vergleichers 7', wodurch der Zählerstand des Zählers 20 auf Null zurückgestellt wird. Nunmehr beginnt ein neuer Auf ladevorgang und der Zähler zählt wieder aufwärts.When the circuit arrangement is in operation, the switch 5 'is closed, so that the capacitor 3 'according to the value of the thermistor 2' on the voltage URT charged wi.rd. By closing the switch 5 'is also on the Comparator 7 'of the counter 20 is activated, which then as a result of the clock pulses from the clock 21 counts up from zero. After a charging period equal to that of the constant C2 corresponds, the counter reading and the signal of the signal source 26 have the same Value and the comparator 23 activates the actuating element 24, so that the switch 5 'is opened. The capacitor 3 'now discharges via the discharge resistor 4 'while the counter 20 continues to count up. Is the voltage across the capacitor 3 'has dropped to the value URef, the comparator 7' gives a positive signal by which the counter reading is transferred to the memory 22 and the switch 5 ' is closed again. Closing the switch 5 'leads to a negative Signal at the output of the comparator 7 ', whereby the count of the counter 20 on Zero is reset. Now begins a new charging process and the counter counts up again.

Der im Speicher 22 enthaltene Zählerstand bezeichnet die Zeitspanne entsprechend (t1 + t2) aus Fig. 2 und somit den Wert (ln RT + C2). Um aus diesem Wert die Temperatur des Heißleiters 2' zu ermitteln, wird mit Hilfe des digitalen Signals von der Signalquelle 27 im Rechenwerk 25 die Größe gebildet und von dieser mit Hilfe des digitalen Signals von der Signalquelle 28 eine Größe entsprechend 273,15 K abgezogen, so daß das Rechenwerk an die Anzeige einen Wert abgibt, der der Temperatur des Heißleiters 2' entspricht.The count contained in the memory 22 denotes the time span corresponding to (t1 + t2) from FIG. 2 and thus the value (In RT + C2). In order to determine the temperature of the thermistor 2 'from this value, the variable is determined in the arithmetic unit 25 with the aid of the digital signal from the signal source 27 formed and subtracted from this with the aid of the digital signal from the signal source 28 a value corresponding to 273.15 K, so that the arithmetic unit outputs a value to the display which corresponds to the temperature of the thermistor 2 '.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen gab die Konstant-Stromquelle 1 bzw. 1' einen Gleichstrom ab. Es ist jedoch häufig zweckmäßig, dem Heißleiter Stromimpulse konstanter Länge und Amplitude zuzuführen, da dadurch die Speisung mit einem Strom eines höheren Spitzenwertes möglich ist, ohne daß sich der Heißleiter in unzulässiger Weise erwärmt, was das Meßergebnis verfälschen würde.In the exemplary embodiments described, there was the constant current source 1 or 1 'from a direct current. However, it is often useful to use the thermistor To supply current pulses of constant length and amplitude, as this is the supply with a current of a higher peak value is possible without the thermistor heated in an impermissible manner, which would falsify the measurement result.

Claims

Method for temperature measurement with a thermistor Patent claims 1. A method for temperature measurement with a thermistor, characterized in that a capacitor is charged up to a voltage proportional to the instantaneous size of the thermistor and then discharged to a predetermined value via a resistor of a predetermined size Discharge to the predetermined value required time span is measured, which corresponds to the natural logarithm of the resistance value of the thermistor, and that from the time span corresponding to the equation the temperature of the ice conductor is determined, where RT is the resistance value of the thermistor, C1 and C2 are constants and T is the temperature in OK.

2. The method according to claim 1, characterized in that to form the expression At the beginning of the discharge of the capacitor, a pulse with the constant C1 corresponding to a predetermined length and amplitude is generated and the arithmetic mean value is formed over the period of time corresponding to the expression (In RT + C2).

3. The method according to claim 1, characterized in that the capacitor after reaching the specified value is charged again and that this charging takes place during a period corresponding to the constants C2.

4. The method according to claim 3, characterized in that to form the expression in each case at the end of the charging period a pulse is generated with the constant C1 of a corresponding predetermined length and amplitude, and that the arithmetic mean value of the pulse train is formed so that the resulting voltage corresponds to the temperature of the thermistor.

5. The method according to claim 4, characterized in that the resulting voltage is decreased by a voltage value corresponding to 273.150C.

6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that that the capacitor voltage during the discharge process with a predetermined Value compared to the corresponding reference voltage and when the specified Value a monostable multivibrator is triggered, and that the capacitor is within the tipping time is recharged.

7. The method according to claim 6, characterized in that the when Tilting back the flip-flop resulting voltage edge to trigger another monostable multivibrator is used, which the pulses of a predetermined length and Amplitude generated.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that the thermistor applied with constant current pulses and the capacitor on charged a voltage corresponding to the peak voltage value of the thermistor will.

9. The method according to claim 3, characterized in that the charging and discharging time span is measured by means of a counter and the determined counter reading corresponding to the value (In RT + C2) is fed to an arithmetic unit in which the expression is formed, and that the intermediate counter reading corresponding to the charging period and the constant C2 is used to initiate the discharging process.