Einrichtung an Wheatstoneschen -Brücken zur Kompensierung des Einflusses
der Umgebungstemperatur. Die Angaben W heatstonescher Brücken sind vielfach dem
Einfluß der Außentemperatur unterworfen. Beispielsweise ist dies der Fall bei Brückenanordnungen
aus Platindrähten, wie sie für die elektrische Gasanalyse verwendet werden. Bei
solchen Geräten ist der Einfluß der Temperatur von zweierlei Art. Einmal nämlich
wird das Meßergebnis durch die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Anordnung
beeinflußt. Der Brückenstrom ist bestimmt durch das Verhältnis der Änderung eines
Widerstandes, die von dem Prüfgas hervorgerufen wird, zu dem ganzen Widerstand oder
den Vergleichswiderständen. Dabei ist die Änderung des Widerstandes von der Umgebungstemperatur
praktisch unabhängig. Die Widerstände selbst der einzelnen Brückenseiten dagegen
sind von der Umgebungstemperatur abhängig, da ihre Temperatur bei dem gleichen Heizstrom
um so höher und ihr Widerstand um so größer wird, je höher die Umgebungstemperatur
liegt. Das auf das Anzeigeinstrument wirkende Verhältnis der vom Prüfgas erzeugten
Widerstandsänderung zu dem Wert des Widerstandes nimmt daher cet. par. mit wachsender
Umgebungstemperatur ab. Dies ist aber nicht die einzige MöglichkQeix, durch die
die elektrische Anordnung temperaturabhängig werden kann. Es kann beispielsweise
auch das Meßgerät an sich nicht temperaturunabhängig sein, oder es können unter
Umständen Verbindungsleitungen so hohen Widerstandes verwendet werden, daß ihr Temperaturkoeffizient
die Schaltung beeinflußt. Zweitens, besteht in dem genannten Beispiel noch eine
Abhängigkeit der Anzeige 3von der Außentemperatur deswegen, weil die Wärmeleitfähigkeit
des Prüfgases und des Vergleichsgases mit der Temperatur sich ändert. Diese Änderung
erfolgt im allgemeinen in dem Sinne einer Zunahme der Wärmeleitfähigkeit. In welchem
Sinne diese Temperaturabhängigkeit bei der Anzeige zum Ausdruck kommt, hängt davon
ab, ob der Temperaturkoeffizient der Wärmeleitfähigkeit bei dem Prüfgas oder bei
dem Vergleichsgas größer ist. Den Einfluß der Temperaturabhängigkeit der Widerstände
.der Brückenseiten hat man allerdings durch einen Vorschaltwiderstand für die .ganze
Brücke herabsetzen können. Dagegen mangelt es zur Zeit noch an einer Kompensation
für sämtliche Fehler der Messung, die von den Schwankungen der Außentemperatur hervorgerufen
werden.Installation on Wheatstone bridges to compensate for the influence
the ambient temperature. The details of W heatstone bridges are often that
Subject to the influence of outside temperature. This is the case, for example, with bridge arrangements
made of platinum wires such as those used for electrical gas analysis. at
In such devices the influence of temperature is of two kinds. On the one hand, namely
the measurement result is determined by the temperature dependence of the electrical arrangement
influenced. The bridge current is determined by the ratio of the change in one
Resistance caused by the test gas to the entire resistance or
the comparison resistances. Here is the change in resistance from the ambient temperature
practically independent. The resistances themselves on the individual sides of the bridge against it
are dependent on the ambient temperature, since their temperature is at the same heating current
the higher the ambient temperature, the higher and the greater its resistance
lies. The ratio of those generated by the test gas acting on the display instrument
Resistance change to the value of the resistance therefore takes cet. par. with growing
Ambient temperature. But this is not the only way through which
the electrical arrangement can be temperature dependent. It can for example
even the measuring device itself cannot be temperature-independent, or it can be under
Under certain circumstances, connecting lines of such high resistance are used that their temperature coefficient
affects the circuit. Second, there is one more in the example given
Dependence of the display 3 on the outside temperature because the thermal conductivity
of the test gas and the reference gas changes with the temperature. This change
generally occurs in the sense of an increase in thermal conductivity. In which
The sense that this temperature dependency is expressed in the display depends on it
whether the temperature coefficient of the thermal conductivity for the test gas or for
the reference gas is greater. The influence of the temperature dependence of the resistances
. of the bridge sides, however, are provided by a series resistor for the entire
Able to lower the bridge. On the other hand, there is currently no compensation
for all measurement errors caused by fluctuations in outside temperature
will.
Die gesamte Temperaturabhängigkeit der Anzeige in einer Wheatstoneschen
Brücke, die sich, wie in dem Beispiel gezeigt, als Gesamtwirkung verschiedener Temperatureinflüsse
ergeben kann, wird erfindungsgemäß dadurch kompensiert, daß die Strombelastung der
Brücke entsprechend der Umg.ebungstemperatur
geändert wird. Als
Mittel hierzu wird gemäß der Erfindung ein Nebenschluß zur Brückenanordnung von
geeigneten Temperaturkoeffizienten verwendet, wie in Abb. i dargestellt.The total temperature dependence of the display in a Wheatstone ash
Bridge, which, as shown in the example, is the overall effect of various temperature influences
can result, is compensated according to the invention in that the current load of the
Bridge according to the ambient temperature
will be changed. as
Means for this is, according to the invention, a shunt to the bridge arrangement of
appropriate temperature coefficient is used, as shown in Fig. i.
In Abb. i liegt ein Nehenschluß i parallel zu der aus den Brückenseiten
z und dem Anzeigegerät 3 bestehenden Brückenschaltung. Der Gesamtstrom der Brückenschaltung
mit dem Nebenschluß wird mittels des Stromzeigers überwacht und auf bestimmte Höhe
gehalten. Es sei zunächst angenommen, daß der Stromzeiger q. selbst temperaturunabhängig
sei. Der Temperaturkoeffizient der Anzeige sei, wie meist, negativ; dann wird als
Material des Nebenschlusses ein Stoff genommen, dessen Temperaturkoeffizient algebraisch
größer ist als der der Brückenzweige. Bei steigender Temperatur wird dann der Widerstand
des Nebenschlusses verhältnismäßig schneller wachsen als der der Brücke, und es
fließt mit steigender Temperatur durch die Brücke ein wachsender Teil des Gesamtstromes.
Durch diese Zunahme der Strombelastung wird der negative Koeffizient der Anzeige
ausgeglichen.In Fig. I a shunt i is parallel to that from the bridge sides
z and the display device 3 existing bridge circuit. The total current of the bridge circuit
with the shunt is monitored by means of the current pointer and at a certain level
held. It is initially assumed that the current vector q. independent of temperature
may be. The temperature coefficient of the display is, as is usually the case, negative; then as
Material of the shunt taken a substance whose temperature coefficient is algebraic
is larger than that of the bridge branches. When the temperature rises, the resistance increases
the shunt grow relatively faster than that of the bridge, and it
As the temperature rises, a growing part of the total current flows through the bridge.
This increase in current load becomes the negative coefficient of the display
balanced.
Zur Verfeinerung des Ausgleichs kann man, wie dies bei anderen Parallelschaltungen
bekannt ist, noch einen Vorschaltwiderstand 5 benutzen, wie dies in Abb. a dargestellt
ist. Dieser kann auch in der gestrichelt angedeuteten Art unter Fortfall der Leitung
6 vor die Brücke allein geschaltet sein.As with other parallel circuits, one can refine the compensation
is known, still use a series resistor 5, as shown in Fig. a
is. This can also be done in the manner indicated by dashed lines, omitting the line
6 to be switched in front of the bridge alone.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung läßt sich sinngemäß auf Brückenschaltungen
für jeden Verwendungszweck übertragen, wobei sämtliche durch Schwankungen der Außentemperatur
hervorgerufene Fehler gemeinsam kompensiert werden können. Außer den oben bereits
erwähnten Fehlerquellen kann auch noch ein etwaiger Temperatureinfluß im Belastungsmesser
q kompensiert werden.The device according to the invention can be applied analogously to bridge circuits
transferred for any purpose, all due to fluctuations in outside temperature
caused errors can be compensated together. Except for the ones above
The sources of error mentioned can also be caused by a possible temperature influence in the strain gauge
q be compensated.
Die Anwendung des Grundgedankens der Erfindung ist nicht durchaus
beschränkt auf Widerstände von geringem oder positivem Temperaturkoeffizienten.
Es können auch Widerstände von negativem Temperaturkoeffizienten, z. B. Elektrolytwiderstände,
in Betracht kommen, auch für den Nebenschluß selbst. Der Temperaturkoeffizient des
Nebenschlusses muß allgemein, wenn dieser parallel zur Brücke liegt, algebraisch
größer sein als der der Brückenschaltung, wenn die Anzeige einen negativen Koeffizienten
besitzt, und negativ gegen den der Brückenanordnung, wenn der Koeffizient der Anzeige
positiv ist. Die Erfindung ist sowohl mit Gleichstrom wie Wechselstrom und auch
für Nullmethoden wie Ausschlagsmethoden verwendbar.The application of the basic idea of the invention is not entirely
limited to resistances with a low or positive temperature coefficient.
Resistors with a negative temperature coefficient, e.g. B. electrolyte resistors,
come into consideration, also for the shunt itself. The temperature coefficient of the
The shunt must generally be algebraic if it is parallel to the bridge
be greater than that of the bridge circuit when the display has a negative coefficient
possesses, and negative against that of the bridge arrangement when the coefficient of the display
is positive. The invention works with both direct current and alternating current as well
can be used for zero methods such as deflection methods.