DE2841783A1

DE2841783A1 - Einstellbarer elektronischer temperaturregler, insbesondere fuer gefriergeraete o.dgl.

Info

Publication number: DE2841783A1
Application number: DE19782841783
Authority: DE
Inventors: Henno Dipl Ing Schotten
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-09-26
Filing date: 1978-09-26
Publication date: 1980-04-03
Also published as: FR2437655A1; IT1123255B; IT7925877A0; US4314666A; SE7907762L

Description

BOSCH-SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH 7928 Giengen, 25.09.78

Stuttgart

Unsere Zeichen: TZP 78/413 Wi/Kp

Einstellbarer elektronischer Temperaturregler, insbesondere für Gefriergeräte oder dgl.

Die Erfindung betrifft einen einstellbaren elektronischen Temperaturregler, insbesondere für Gefriergeräte oder dgl., mit einem als Temperaturfühler dienenden Thermistor, welcher in einem Zweig einer Brückenschaltung liegt, deren Brückendiagonale eine Steuerspannung für wenigstens zwei elektronische Verstärker liefert, die einerseits einen Rege Istromkreis und andererseits eine Anzeige- bzw. Sicherheitseinrichtung schalten, während im andern Zweig ein veränderbarer Regelwiderstand zur Sollwert-Einstellung liegt.

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Bei einem bekannten Temperaturregler der genannten Art (DE-OS 26 43 658) weist die mit dem Thermistor als Temperaturfühler ausgestattete elektronische Brückenschaltung vier Spannungsteiler auf, von denen der erste und zweite eine erste Diagonalspannungsbrucke zum Steuern der Temperaturregeleinheit und der zweite und dritte Spannungsteiler eine Diagonalspannungsbrucke zum Steuern der Sicherheitseinheit bilden, während der zweite und vierte Spannungsteiler eine Meßbrücke bilden, an welcher ein Anzeigeinstrument für die Temperatur angeschlossen ist. Die in diesem Falle analoge Einstellung des Regel- bzw. Ansprechbereiches des bekannten Temperaturreglers geschieht mit Hilfe von veränderbaren Regelwiderständen in Form von Potentiometern, welche im ersten und dritten Spannungsteiler angeordnet und gemeinsam verstellbar sind.

Aufgrund der hierfür erforderlichen vier verschiedenen Spannungsteiler ist die Schaltung des bekannten Temperaturreglers aufwendig und umständlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einstellbaren elektronischen Temperaturregler der eingangs näher beschriebenen Art zu vereinfachen und so auszubilden, daß die Soll-Temperatur am Temperaturregler digital einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der veränderbare Widerstand aus mehreren parallel liegenden Widerständen gebildet ist, deren Leitwerte entsprechend der Wertigkeit eines Binärcodes ansteigen und über Codierschalter verschiedenen Temperaturabstufungen entsprechend codiert parallel schaltbar sind.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, auf einfache Weise einen einstellbaren elektronischen Temperaturregler mit digital einstellbarer Sollwert-Einstellung

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zu schaffen, ohne daß hierzu ein teurer und aufwendiger Digital-Analog-Umwandler erforderlich wäre.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung wird dadurch erreicht, daß der Codierschalter in ⁰C einstellbar ist und für jede Dezimalstelle der Temperaturskala ein Codierschalter vorgesehen ist.

Hierdurch wird die digitale Einstellung des Sollwertes besonders einfach und übersichtlich. Dabei ist es zweckmässig, daß die Betätigungsvorrichtungen der Codierschalter mit Symbolen ausgestattet sind, welche in der jeweiligen Stellung des Codierschalters die eingestellte Soll-Temperatur anzeigen.

Als besonders günstige und zweckmäßige Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung hat sich eine Konstruktion erwiesen, wonach im Zweig der Brückenschaltung ein zusätzlicher Widerstand liegt und der eine Bezugspunkt der Brückendiagonale für die beiden Verstärker einmal vor und einmal hinter diesem Widerstand liegt, so daß der Spannungsabgleich in den Diagonalen eine Verschiebung erfährt.

Mit Hilfe der auf diese einfache Weise erzielten Verschiebung wird erreicht, daß der die Anzeige- bzw. Sicherheitseinrichtung schaltende Operationsverstärker erst dann anspricht, wenn aufgrund eines außerordentlichen Betriebszustandes in dem überwachten Raum eine außerhalb des normalen Regelspieles liegende extreme Temperaturabweichung am Thermistor eintritt.

Weitere in den Ansprüchen gekennzeichnete vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Aus-

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führungsbeispieles eines einstellbaren elektronischen Temperaturreglers für ein Gefriergerät erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild des mit einer Brückenschaltung ausgestatteten Temperaturreglers mit einem Codierschalter zur digitalen Einstellung der Soll-Temperatur,

Fig. 2 die Brückenschaltung nach Fig. 1 mit den in deren Zweigen liegenden Widerständen,

Fig. 3 eine Betätigungsvorrichtung für die "Einer"-Dezimalstelle des Codierschalters in vereinfachter Ausführung und

Fig. 4 eine Schalttafel mit einer von den Betätigungsvorrichtungen des Codierschalters gebildeten digitalen Sollwert-Temperaturanzeige sowie verschiedenen Warn- und Anzeigelampen.

Ein in der Fig. 1 als Schaltbild vereinfacht dargestellter einstellbarer elektronischer Temperaturregler weist einen ersten Spannungsteiler 10 auf, dessen einer Zweig einen Widerstand Rb₁ enthält, während in seinem anderen Zweig ein Potentiometer P, liegt, dem Widerstände R,, Rn₁ R₄, Rg sowie R₁₀ und R₂₀ von Codierschaltern C₁ und C₂ parallel geschaltet sind. Bei einem mit 11 bezeichneten zweiten Spannungsteiler sind dagegen im einen Zweig ein als Temperaturfühler dienender NTC-Widerstand RT und ein Widerstand Rb₂ parallel geschaltet, während im anderen Zweig Widerstände Rbo und Rb. hintereinander geschaltet sind. Die beiden Spannungsteiler 10 und 11 sind zueinander parallel zwischen Leitungen 12 und 13 angeschlossen, welche zu dem positiven bzw. negativen Pol einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle führen. Sie bilden eine Brückenschaltung, an deren zwischen den beiden Bezugspunkten "A" und "B" liegenden Brükkendiagonalen ein Operationsverstärker OP-, mit seinen beiden Eingängen angeschlossen ist. In dem über einen Widerstand Rk

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mit seinem Plus-Eingang rückgekoppelten Ausgang des Operationsverstärkers OP, liegt ein Widerstand Rd,, der andererseits an eine Leitung 14 angeschlossen ist. Diese Leitung 14 liegt zwischen den beiden vom negativen bzw. positiven Pol der Gleichspannungsquelle abgehenden Leitungen 12 bzw. 13 und weist zwei vom Anknüpfungspunkt des Widerstandes Rd, ausgehende Zweige auf. In dem an die negative Leitung 13 führenden einen Zweig der Leitung 14 liegen ein Widerstand Rs und ein Schalter S in Reihe, während in dem an der positiven Leitung 12 angelegten anderen Zweig ein Widerstand Rt mit einer Leuchtdiode LED, in Reihe geschaltet sind. Zwischen dem Widerstand Rt und der Leuchtdiode LED₁ ist das Gate eines Thyristors TRC angeschlossen, welcher den Stromkreis eines Antriebsmotors V für den Verdichter einer Kompressionskältemaschine bekannter Ausführung in Abhängigkeit von dem im einen Zweig des Spannungsteilers liegenden, als Temperaturfühler dienenden Thermistor RT steuert .

In einer zweiten Brückendiagonalen, die sich zwischen dem Bezugspunkt "A" einerseits und einem Bezugspunkt "C" andererseits erstreckt, der seinerseits zwischen den Widerständen Rbo und Rb₄ im einen Zweig des Spannungsteilers 11 liegt, ist ein Operationsverstärker OPo angeordnet. Diese zweite Brückendiagonale ist gegenüber der sich zwischen den Bezugspunkten "A" und "B" erstreckenden ersten Brückendiagonalen um den Widerstand Rbo "verschoben". Der Ausgang des in dieser "verschobenen" zweiten Brückendiagonalen liegenden Operationsverstärkers OPo ist sowohl über einen Widerstand Rd₂ und eine dazu in Reihe geschaltete Leuchtdiode LED» über eine Leitung 15 auf die mit dem Pluspol in Verbindung stehende Leitung 12 als auch über einen Widerstand Rd₃ und eine damit in Reihe liegende Leuchtdiode LED₃ auf die mit dem Minuspol in Verbindung stehende Leitung 13 geschaltet.

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Der Aufbau des Codierschalters C-. läßt sich insbesondere aus den Abbildungen in den Fig. 2 und 3 erkennen. Mit der in Fig. 3 schematisch dargestellten Handhabe 16 zum Betätigen des die "Einer"-Dezimalstellen beeinflussenden Codierschalters C, lassen sich die im zweiten Brückenzweig des Spannungsteilers 10 parallel zum Potentiometer P, liegenden Widerstände R-, R«, R^ und R„ codiert parallel schalten. Die Leitwerte dieser Widerstände verdoppeln sich, so daß Rg den doppelten, R. den vierfachen und Rg den achtfachen Leitwert von R, haben. Damit ändert sich bei den zwischen 0 und 9 möglichen zehn Stellungen des Codierschalters C, der GesamtIeitwert der Anordnung entsprechend der Wertigkeit des Binärcodes. Die Umschaltung der dezimal eingestellten Widerstände erfolgt dabei mit Hilfe der in Fig. schematisch dargestellten vier Schalter im binären Code gemäß der nachstehenden Tabelle:'

Stellung	eingeschaltete	0	0	0
C 1	Widerstände	0	0	R₁
0	0	0	Ri!	0
1	0	0	R2	R₁
2	0	R₄	0	0
3	0	R₄	0	Ri
4	0	R4	R₂	0
5	0	R₄	R₂	Ri
β	0	0	0	0
7	0	0	0	Ri
8	R8	0	0	0
9	Rs
0	0

Der Codierschalter C₀ ist mit seinen Widerständen R₁

und

R₂₀ analog ausgebildet. Die Leitwerte dieser Widerstände sind jedoch zehnmal größer als diejenigen des Codierschalters C^. Es läßt sich damit die nächst höhere Dezimalstelle des Temperaturreglers digital einstellen. Bei dem im vorliegenden Falle für die Verwendung in einem Gefriergerät aus-

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gelegten Temperaturregler befinden sich im Codierschalter C₂ nur zwei Widerstände, wodurch dieser auf die Stellungen 0, 1 und 2 begrenzt ist.

Die Stirnflächen der als Walze mit den Umrissen eines regelmäßigen Zehnecks ausgebildeten Handhabe 16 des Codierschalters C₁ sind mit Zahlen versehen, welche in numerischer Reihenfolge von 0 bis 9 angeordnet und entsprechend der Stellung der Handhabe in einem Fenster in einer Schalttafel 17 (Fig. 3 und 4) sichtbar sind. In der Schalttafel 17 befinden sich außer dem danebenliegenden Fenster für die Handhabe des Codierschalters Cg weitere Fenster, welche den einzelnen Leuchtdioden LED-, bis LEDg zugeordnet sind.

Die beschriebene Schaltung gestattet es mit Hilfe der Codierschalter C, und Cg die Soll-Temperatur eines Gefriergerätes an den Fenstern der Schalttafel 17 dezimal ablesbar digital einzustellen. Die der eingestellten Soll-Temperatur entsprechende Brückenspannung zwischen den Bezugspunkten "A" und "B" wird im Temperaturregler durch den Operationsverstärker OP₁ ausgewertet. Solange die von dem als Temperaturfühler dienenden Thermistor RT überwachte Temperatur im Lagerraum des Gefrierraumes zu warm ist, ist dessen Widerstand klein. Am Minus-Eingang des OP-, ist daher das Potential positiver als am Plus-Eingang. Damit ist das Ausgangspotential des Operationsverstärkers OP₁ bei minus. Die Leuchtdiode LED₁ führt Strom und der TRC wird über das Gate gezündet, so daß der Antriebsmotor V des Verdichters der Kältemaschine anläuft. Wenn die mit Hilfe der beiden Handhaben 16 der Codierschalter eingestellte Soll-Temperatur erreicht ist, ist RT so hochohmig geworden, daß die Brücke ins Gleichgewicht kommt. Durch die Rückkopplung des Operationsverstärkers OP₁ über den Widerstand Rk wirkt dieser als ein Schmitt-Trigger. Er kippt jetzt mit seinem Aus-

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gangspotential nach Plus. Die Leuchtdiode LED-, und der TRC werden gesperrt und der Antriebsmotor V des Verdichters abgeschaltet. Mit zunehmender Erwärmung des von dem Thermistor RT überwachten Gefrierraumes wird RT wieder niederohmiger. Dadurch kippt die Schaltung wieder zurück und schaltet den Antriebsmotor V des Verdichters wie beschrieben wieder ein. Die Schalthysterese ist durch die Größe von RT wählbar.

Bei der beschriebenen Schaltung kann der Antriebsmotor V des Verdichters der Kältemaschine auch unabhängig von der gerade im Gefrierraum herrschenden oder am Temperaturregler eingestellten Temperatur über den in der Leitung 14 liegenden Schalter S eingeschaltet werden. Auch in diesem Falle ist die Leuchtdiode LED, leitend und zeigt den Betrieb des Antriebsmotors V an. '

Die nach dem beschriebenen Schaltbild als Warn- bzw. Automatikanzeige dienenden Leuchtdioden LEDo und LED₂ werden über die zweite Brückenschaltung gesteuert, die gegenüber derjenigen, welche die Energieversorgung des Motors V schaltet, um den Widerstand Rb₃ "verschoben" ist. Damit ist einer- ■eite ein Gleichlauf im Temperaturging erzwungen. Beim Erwärmen des Fühlers RT kommt jedoch andererseits die für den Operationsverstärker OPo wirksame Brückenschaltung durch die Spannungsteilung an Rb₃ und Rb₄ erst etwas später ins Gleichgewicht als für den Operationsverstärker OP... Im normalen Betrieb wird die Erwärmung von RT durch das Einschalten der Kühlung über den Operationsverstärker OP₁ und die dadurch erfolgende Absenkung der Temperatur im Gefrierraum so frühzeitig unterbrochen, daß die Leuchtdiode LED« nicht aufleuchtet. Damit bleibt die Leuchtdiode LEDo immer eingeschaltet. Nur im Fehlerfall oder bei extremem Wärmeeinbruch in dem von dem Thermistor überwachten Raum wird der Minus-Eingang am

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Operationsverstärker OP« positiver als der Plus-Eingang. Dann verlöscht die als Automatiklampe dienende Leuchtdiode LED₂ und die als Warnlampe dienende Leuchtdiode LED, leuchtet auf.

7 Ansprüche
4 Figuren

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Claims

TZP 78/413 Ansprüche

1. Einstellbarer elektronischer Temperaturregler, insbesondere für Gefriergeräte oder dgl., mit einem als Temperaturfühler dienenden Thermistor, welcher in einem Zweig einer Brückenschaltung liegt, deren Brückendiagonale eine Steuerspannung für wenigstens zwei elektronische Verstärker liefert, die einerseits einen Regelkreis und andererseits eine Anzeige- bzw. Sicherheitseinrichtung schalten, während im anderen Zweig ein veränderbarer Regelwiderstand zur Sollwert-Einstellung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Widerstand aus mehreren parallel liegenden Widerständen (R,, R₂, R₄, Rg bzw. R₁Q, ^R2(P gebildet ist, deren Leitwerte entsprechend der Wertigkeit eines Binärcodes ansteigen und über Codierschalter (C,, Cq) verschiedenen Temperaturabstufungen entsprechend codiert parallel schaltbar sind.

2. Temperaturregler nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Codierschalter (C₁, C₂) in ⁰C einstellbar ist und für jede Dezimalstelle der Temperaturskala ein Codierschalter vorgesehen ist.

3. Temperaturregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtungen (16) der Codierschalter (C₁, C₂) mit Symbolen ausgestattet sind, welche in der jeweiligen Stellung des Codierschalters die eingestellte Solltemperatur anzeigen.

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OfIGiNAL IN8PECTBD

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4. Temperaturregler nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a durch gekennzeichnet, daß im einen Zweig der Brückenschaltung ein zusätzlicher Widerstand (Rbo) liegt und der eine Bezugspunkt ("B" bzw. "C") der Brückendiagonalen für die beiden Verstärker (OP₁, 0P₀) einmal vor und einmal hinter diesera Widerstand liegt, so daß der Spannungsabgleich in den Diagonalen eine Verschiebung erfährt.

5. Temperaturregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Anzeige- bzw. Sicherheitseinrichtung beeinflussende Verstärker (OPq) in der verschobenen Brückendiagonalen mit den Bezugspunkten "A" und "C" liegt.

6. Temperaturregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Anzeige- bzw. Sicherheitseinrichtung (LEDo, LEDg) beeinflussende Verstärker (OPg) wechselweise einen Stromkreis für eine den normalen oder gestörten Betriebszustand anzeigenden optischen und/oder akustische Anzeigeeinrichtung (LEDg, LED₃) schaltet.

7. Temperaturregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Regelstromkreis ein den Schaltzustand anzeigende Anzeigevorrichtung (LED,) liegt. /

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