Heft 43

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24 R. DANKERT und H. WILL Temperatur- und Leitfahigkeitswandler 25 0.75 V ~L·600Jl. Der Phasen gang lautet damit w 2- Wo
26 R. DANKERT und H. WILL Das Verhältnis der beiden 90°-Frequenzen f Ol und 10z ist bei Cl = Cz = C durch das Widerstandsverhältnis R 19 / R s = r gegeben. Die Leerlauffrequenz f o stellt sich bei Vs = 0 ein und wird nach bestimmt. In normierter Form lautet die Amplituden-Frequenz-Funktion: L=JI+r+r~. j . . 0 1 (14) V (15) s + r- VI Der Spannungsteiler R 7 /R 12 (Abb. 1) erzeugt die Bezugsspannung Vr und legt damit den Frequenzhub f/Io fest. In Abb. 2 sind einige Verläufe nach Gig. (15) bei ausgewählten Parametern r dargestellt. Aus ihnen ist ersichtlich, daß die nichtlineare Amplituden-Frequenz-Funktion in bestimmten Abschnitten als linear angenähert werden kann. Andererseits gestattet die Dimensionierung von r bei nichtlinearem Zusammenhang zwischen Meßgröße X und Betrag V s eine vom zulässigen Fehler abhängige Linearisierung der GIg. (3) und damit auch einen linearen Ansatz in Gig. (4). 3 r=2 r·J r=4 2 r=5 Temperatur- und Leitnihigkeitswandler 27 1.2. Temperaturkompensation Die Frequenz soll ausschließlich eine Funktion der Meßgröße X sein. Der Temperatureinfluß bildet erfahrungsgemäß den Hauptbestandteil des Fehlverhaltens von elektronischen Schaltungen. Für die Anwendung in der Ozeanologie müssen bei einem Temperaturintervall von -2 ... + 38 oe und dem jeweiligen Wandlerfrequenzbereich relative Frequenzfehler iJjlf ~ 10- 4 erreicht werden. Wichtigster Ansatzpunkt für die Temperaturkompensation des Wandlers ist das in die 90°-Frequenzen der Phasendrehglieder eingehende Produkt R . C nach Gig. (9) bzw. (10). Die Temperaturkoeffizienten der Widerstände und Kondensatoren müssen entgegengesetzt und ihrem Betrage nach gleich sein, so daß über den gesamten Temperaturbereich eine ausreichende Temperaturkompensation möglich ist. Damit ist gleichzeitig das Verhältnis der 90°-Frequenz, ausgedrückt im Parameter r der GIg. (15), weitestgehend temperaturabhängig. Ebenfalls aus Gig. (15) geht hervor, daß das Verhältnis VS/V l keine Funktion der Temperatur sein darf. Es empfiehlt sich jedoch, jeweils V s und VI für sich temperaturunabhängig zu machen, um den Einfluß von Temperaturgradienten zwischen Baugruppen bei raschem Umgebungstemperaturwechsel auszuschließen. Das gilt sinngemäß auch für die Phasendrehglieder . 2. Temperaturwandler 2.1 . Kurzbeschreibung Basierend auf der unter I. beschriebenen Schaltung wurde ein Temperaturwandler entwickelt. Er ist ein Präzisionsmeßgerät für Messungen hoher Absolutgenauigkeit in Flüssigkeiten. In seinen technischen Daten wurde er besonders den Forderungen der ozeanologischen Meßtechnik angepaßt. Durch seine kleine Zeitkonstante und hohe Ansprechempfindlichkeit ist er zugleich für Fluktuationsuntersuchungen in Limnologie und Ozeanologie geeignet. Die verwendeten Werkstoffe gewährleisten Beständigkeit gegen Korrosion in wäßrigen Elektrolyten, u. a. in Meerwasser, der konstruktive Aufbau gestattet Messungen auch unter hohem Umgebungsdruck. Das temperatursensible Element ist ein Fühler aus Platindraht, druckgeschützt in einer Kapillare. Die Ausgangsfrequenz des Wandlers ist eine eindeutige Funktion der Temperatur, in erster Näherung linear. Die elektrischen Anschlußbedingungen haben die bei Fernsprechsystemen üblichen Werte. Damit können diese Wandler einzeln über handelsübliche Kabel zur Fernmessung eingesetzt werden. Der Temperaturwandler Typ TW 01: 75 ist zur Anwendung als Baustein in komplexen Meßketten wie auch als Einzelgerät z. B. in Verbindung mit handelsüblichen Geräten der Digitaltechnik verwendbar (Techn. Daten sh. Tab. I). Abb. 2. Amplituden-Frequenz-Funktion des Phasenschiebergenerators 2 Us u.; 2.2. Schaltungs beschreibung Die unter I. beschriebene Schaltung wird durch eine Wheatstone-Brücke ergänzt, in der ein Zweig mit dem temperatursensiblen Platinwiderstand R t bestückt ist. Gespeist wird d· le Brücke vom Übertrager Ü I (Abb. 3). p
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