• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Verhältnisses zweier Widerstände.
    公开号:DE102004028681A1
    申请号:DE200410028681
    申请日:2004-06-14
    公开日:2006-01-12
    发明作者:Dieter Peter
    申请人:Dieter Peter；
    IPC主号:G01R17-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zurBestimmung des Verhältnisses zweierWiderstände.
    [0002] Verfahrenaus dem Stand der Technik zur Bestimmung des Verhältnisseszweier Widerständewerden beispielsweise bei der Temperaturbestimmung in Kühlgeräten, Klimaanlagen,in Maschinen zur Überwachung beispielsweiseder Öltemperatureingesetzt.
    [0003] Die üblichenVerfahren verwenden eine Lade – Entladetechnik,um das Verhältniszweier Widerstände zubestimmen. Üblicherweiseist dabei einer der Widerständeein temperaturabhängigesElement, z.B. ein Thermistor, der mit einem bekannten Referenzwiderstandverglichen werden soll.
    [0004] EinThermistor kann dabei je nach Verwendungszweck ein PTC oder einNTC sein. Abhängigvon der Temperatur ändertsich der Widerstandswert.
    [0005] DasMessprinzip basiert auf der Tatsache, dass die Spannung V am Kondensatoreine zeitabhängige Funktionist, die von einer Zeitkonstante τ abhängt.
    [0006] DieZeitkonstante τ wiederumist das Produkt aus Kapazitätund Entladewiderstand R.
    [0007] Üblicherweisewird ein Kondensator auf eine Anfangsspannung Vi geladenund anschließendbis zu einer bestimmten Schwellenspannung Vth über denveränderlichenWiderstand entladen. Die hierfürerforderliche Zeit tx wird gemessen undgespeichert. Es gilt nun der folgende Zusammenhang:
    [0008] Ineinem zweiten Ladezyklus wird der Kondenstor erneut auf die AnfangsspannungVi geladen und anschließend über den ReferenzwiderstandRref entladen. Die hierfür erforderliche Zeit tref wird gemessen und gespeichert. Es giltnun der Zusammenhang:
    [0009] Dadas Verhältnisvon Vth und Vi inbeiden Messungen identisch ist, kann nun der Exponent verglichen werden.Hieraus folgt,
    [0010] DiesesVerfahren kann natürlichauch in ähnlicherWeise angewendet werden, indem die Ladezeit anstatt der Entladezeitgemessen wird jeweils fürden veränderlichenWiderstand und den Referenzwiderstand.
    [0011] DiesesVerfahren kann sowohl in Software als auch in Hardware implementiertwerden. Jedoch erfordern sowohl das Lade-Entlade-Verfahren als auchdas Entlade-Lader-Verfahrendie Bildung eines Verhältnisses,sei ei durch einen Hardwaredividierer oder durch eine Softwaredivision.Hardwaredividierer erfordern eine umfangreiche Logik, die solcheEinheiten teuer machen; Softwarelösungen erfordern einen erheblichenZeitaufwand.
    [0012] Darüber hinausist bei einer digital nach analog Wandlung auch das Least SignificantBit (LSB) und damit die Messauflösungeine Größe, dievon Vi, Vth, undder KapazitätC abhängt.
    [0013] Esist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung desVerhältnisseszweier Widerständezur Verfügungzu stellen, dass die Nachteile bisheriger Verfahren vermeidet.
    [0014] DieAufgabe wird erfindungsgemäß durchein Verfahren gelöst,bei dem keine Division nötigist.
    [0015] Wiein dem vorbeschriebenen Verfahren aus dem Stand der Technik wirdeine KapazitätC auf eine anfänglicheSpannung Vi geladen. Anschließend wirdder Kondenstor C übereinen unbekannten Widerstand Rx bis zu einerSchwellspannung Vth, entladen. Beim Entladenwird die Zeit txl zum Entladen der Kapazität C gemessenund gespeichert.
    [0016] Ineinem zweiten Zyklus wird der Kondensator C erneut auf die anfänglicheSpannung Vth geladen. Anschließend wirdder Kondenstor C übereinen bekannten Referenzwiderstand Rref für eine vorbestimmteZeit tref auf eine Zwischenspannung Vref entladen.
    [0017] DerEntladevorgang wird dann überden unbekannten Widerstand Rx fortgeführt undder Kondensator C wird bis zur Schwellspannung Vth entladen.Beim Entladen wird die Zeit tx2 zum Entladender KapazitätC von der Zwischenspannung Vref auf dieSchwellenspannung Vth gemessen und gespeichert.
    [0018] Dadas Verhältnisvon Vth und Vi inbeiden Messungen identisch ist, kann nun der Exponent verglichen werden.Hieraus folgt,
    [0019] Dasvorbezeichnete erfinderische Verfahren kann natürlich auch dahingehend abgewandeltwerden, dass der Kondensator C nur auf die Referenzspannung Vref geladen wird und anschließend nurnoch bis zur Schwellenspannung Vth entladenwird, da der Kondenstor C fest ist und damit auch die Referenzzeittref festgelegt ist.
    [0020] Beidem vorbeschriebenen Verfahren ist also durch geeignete Wahl vonRref keinerlei Division mehr nötig. Dadurchkann das Verfahren sowohl einfach in Hardware als auch erheblichschneller in Software implementiert werden.
    [0021] Weiterhinvorteilhaft ist, daß dasLeast Significant Bit (LSB) und damit die Messauflösung eineGröße ist,die ausschließlichdurch das Verhältnisvon Rx/tref geeignetgewähltwird.
    [0022] Fernerkann das vorbeschriebene Verfahren natürlich auch in umgekehrter Reihenfolgeangewendet werden, so dass zuerst tx2 undanschließendtx1 bestimmt wird.
    [0023] Weiterhinkann das Verfahren auch anstatt mit einer Lade-Entladetechnik auchmit einer Entlade-Lade-Technik verwendet werden. Die notwendigenModifikationen erschließensich dem Fachmann ohne weiteres aus dem physikalischen Zusammenhang.
    [0024] DemFachmann erschließensich auch andere Anwendungsmöglichkeitenzur Bestimmung des Verhältnisseszweier Widerstände,bei dem der veränderlicheWiderstand Rx kein thermisch variables Elementist.
    [0025] Weiterhinbetrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung des Verhältnisseszweier Widerstände.
    [0026] DieVorrichtung gemäß der Erfindungweist auf Mittel zum Laden eines Kondenstors C. Weiterhin weist dieVorrichtung Mittel zum Entladen des Kondensators C mittels entwedereines bekannten Referenzwiderstands Rref odereines veränderlichenunbekannten Widerstandes Rx auf. Darüber hinausweist die Vorrichtung Mittel zur Bestimmung der Spannung am KondensatorC und Mittel zur Bestimmung der abgelaufenen Zeit auf.
    [0027] Dievorbezeichnete Vorrichtung kann zur Anwendung eines der vorbezeichnetenerfinderischen Verfahren eingesetzt werden.
    [0028] Beispielsweisekönnendie Mittel zum Laden und Entladen des Kondenstors C geeignete Ein-bzw. Ausgängeeines TTL-Schaltkreises sein. Der entsprechende Widerstand kannbeispielsweise übereinen Sequencer ausgewähltwerden. Weiterhin könnendie Mittel zur Bestimmung der Spannung als TTL-Schaltkreis mit einerbestimmten Schwellspannung ausgeführt sein, z.B. ein Komperator.Darüberhinaus könnendie Mittel zur Bestimmung der Zeit einfache Zähler sein.
    [0029] Werdenbeispielsweise Standard TTL Schaltlogiken verwendet, führt dieLaden-Entlade-Technikgegenüberder Entlade-Lade-Technik zu einer verbesserten Auflösung. Alternativekann auch eine geringere Kapazitäteingesetzt werden.
    [0030] Einederartige Vorrichtung lässtsich sowohl integriert als auch diskret aufbauen.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Verfahren zur Bestimmung des Verhältnisseszweier Widerständeaufweisend die Schritte: (1) Laden eines Kondenstors C aufeine anfänglicheSpannung Vi, (2) Entladen eines KondenstorsC mittels eines unbekannten Widerstandes Rx aufeine Schwellenspannung Vth und Messen derdazu nötigenZeit txl, (3) Laden des KondensatorsC auf eine Spannung V2, die kleiner odergleich der Spannung Vi, ist, (4) Entladendes Kondensators C mittels des unbekannten Widerstands Rx auf eineSchwellenspannung Vth, und Messen der dazunötigenZeit tx2, (5) Bilden der Differenzaus den beiden ermittelten Zeiten.
    [2] Verfahren gemäß Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte (1) und (2) sowie (3)und (4) vertauscht ausgeführtwerden.
    [3] Verfahren gemäß Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung V2 kleinerals die anfänglicheSpannung Vi, und gleich einer ReferenzspannungVref ist.
    [4] Verfahren gemäß Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung V2 gleichder anfänglicheSpannung Vi, ist und das Verfahren zwischenSchritt (3) und (4) einen Zwischenschritt zum Entladen des KondensatorsC mittels des bekannten Widerstands Rref aufeine Referenzspannung Vref aufweist.
    [5] Vorrichtung zur Bestimmung des Verhältnisseszweier Widerständeaufweisend: Mittel zum Laden eines Kondenstors C, Mittelzum Entladen des Kondensators C mittels entweder eines bekanntenReferenzwiderstands Rref oder eines veränderlichenunbekannten Widerstandes Rx auf, Mittel zur Bestimmung derSpannung am Kondensator C, und Mittel zur Bestimmung der abgelaufenenZeit.
    [6] Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Vorrichtung integriert ausgeführt ist.
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    法律状态:
    2006-01-12| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-06-19| 8364| No opposition during term of opposition|
    2016-01-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    PCT/DE2005/001055| WO2005121816A1|2004-06-14|2005-06-13|Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des verhältnisses zweier widerstände|
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