DE4416776B4

DE4416776B4 - Method for adjusting and linearizing a potentiometer

Info

Publication number: DE4416776B4
Application number: DE19944416776
Authority: DE
Inventors: Rolf Thomas
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: VAILLANT GMBH, 42859 REMSCHEID, DE
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1994-05-08
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2014-05-09
Also published as: DE4416776A1

Abstract

Verfahren zum Justieren und Linearisieren eines als Soll-Wert-Steller für eine Leistungssteuerung, insbesondere die eines elektrischen Durchlauferhitzers, vorgesehenen, einen Zeigerknopf aufweisenden Potentiometers, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeigerknopf in definierte diskrete Positionen gebracht wird, wobei in jeder Position des Zeigerknopfs des Potentiometers (5) ein Ausgangssignal des Potentiometers (5) entweder in ein einem Mikroprozessor (10) zugeordnetes EEPROM (17) eingeschrieben wird
oder mit jeweils einem sich aus einem Nennwert des Potentiometers (5) ergebenden Ideal-Wert für die jeweilige definierte diskrete Position in einem Steuerrechner (16), der mit dem Mikroprozessor (10) über eine Schnittstelle (15) kommuniziert, verglichen wird und jeweils die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Potentiometers (5) und dem Ideal-Wert in das EEPROM (17) eingeschrieben wird
und diese im EEPROM (17) eingespeicherten Werte zur approximierten Berechnung der justierten Potentiometerstellung benutzt werden.Method for adjusting and linearizing a potentiometer provided as a desired value adjuster for a power control, in particular that of an electric instantaneous water heater, characterized in that the pointer button is brought into defined discrete positions, wherein in each position of the pointer knob of the potentiometer (5) an output signal of the potentiometer (5) either in a microprocessor (10) associated EEPROM (17) is written
or with one each from a nominal value of the potentiometer (5) resulting ideal value for the respective defined discrete position in a control computer (16) communicating with the microprocessor (10) via an interface (15) is compared, and in each case the Difference between the output of the potentiometer (5) and the ideal value in the EEPROM (17) is written
and these values stored in EEPROM (17) are used to approximate the adjusted potentiometer position.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren und Linearisieren eines als Soll-Wert-Steller für eine Steuerschaltung, insbesondere zur Leistungssteuerung eines elektrischen Durchlauferhitzers, vorgesehenen, einen Zeigerknopf aufweisenden Potentiometers.The The present invention relates to a method for adjusting and linearizing one as a target value adjuster for one Control circuit, in particular for controlling the power of an electric instantaneous water heater, provided, a pointer knob having potentiometer.

Potentiometer mit aufgestecktem Zeigerknopf sind als Soll-Wert-Steller weit verbreitet. Problematisch dabei ist die Skalierung, da Fehler im Hinblick auf Linearität, elektrischem Drehbereich und Widerstand zu sehr großen Abweichungen gegenüber einer idealen Skala führen können. Daher werden die Skalen derart ungenau beschriftet, daß eine genaue Ablesung nicht möglich ist. Im Zuge zunehmender Exaktheit von Regel- und Steuerverfahren, insbesondere auf der Basis von Mikroprozessortechnik, stellen nunmehr vor allem manuell einstellbare Potentiometer einen die Genauigkeit begrenzenden Schwachpunkt dar.potentiometer with attached pointer button are widely used as a target value adjuster. The problem here is the scaling, since errors in terms of linearity, electrical rotation range and resistance to very large deviations across from lead to an ideal scale can. Therefore, the scales are so inaccurately labeled that an accurate Reading not possible is. In the course of increasing accuracy of control and regulatory procedures, in particular on the basis of microprocessor technology, are now Above all, manually adjustable potentiometers give an accuracy limiting weakness.

Aus der DE 3106761 C2 ist eine Stelleinrichtung für einen Heizungsregler bekannt. Eine Anpassung einer Reglerkennlinie kann durch Berücksichtigung von Messwerten der Windgeschwindigkeit, Raumtemperatur und Außentemperatur erreicht werden. Ein Ausgleich fertigungstechnisch bedingter Toleranzen von Potentiometern ist hingegen nicht vorgesehen.From the DE 3106761 C2 is known an adjusting device for a heating controller. An adaptation of a controller characteristic can be achieved by taking into account measured values of the wind speed, room temperature and outside temperature. A compensation manufacturing tolerances of potentiometers, however, is not provided.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, ein Verfahren zum Justieren und Linearisieren eines Potentiometers anzugeben, das mittels einfacher, großtechnisch anwendbarer Verfahrensschritte auch erhebliche Toleranzen der systemeigenen Parameter des Potentiometers ausgleicht.task Accordingly, the invention is a method to specify for adjusting and linearizing a potentiometer, the means of simple, large-scale Applicable process steps also considerable tolerances of the native Compensates for the parameter of the potentiometer.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Zeigerknopf in definierte diskrete Positionen gebracht wird und in jeder Position der Ist-Wert der Steuerschaltung über einen Prozessor und einen Steuerrechner in ein EEPROM eingeschrien wird oder mit dem sich aus den Nennwerten der Steuerschaltung ergebenden Ideal-Wert verglichen wird, wobei die Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem Ideal-Wert in das EEPROM eingeschrieben wird. Auf diese Weise ist es möglich, sogar besonders billige, mit erheblichen Toleranzen behaftete Potentiometer zu verwenden. Die Speicherwerte des EEPROM stellen quasi diskrete Wertepaare der realen Potentiometerkennlinie dar oder charakterisieren die Abweichungen an den gemessenen Positionen von der idealen Kennlinie. Auch große mechanische Bauteiltoleranzen des Potentiometers, beispielsweise zwischen dem Zeigerknopf und einer Skala, sind bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hinnehmbar.According to the invention Task solved by that the pointer button is placed in defined discrete positions is and in each position the actual value of the control circuit via a processor and a control computer is shouted into an EEPROM or with the resulting from the nominal values of the control circuit ideal value is compared with the difference between the actual value and the Ideal value is written to the EEPROM. That way is it is possible even particularly cheap potentiometers with considerable tolerances to use. The memory values of the EEPROM are quasi discrete Value pairs of the real potentiometer characteristic curve characterize or characterize the Deviations at the measured positions from the ideal characteristic. Also great mechanical component tolerances of the potentiometer, for example between the pointer button and a scale, when using the method according to the invention acceptable.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung werden die definierten diskreten Positionen des Zeigerknopfes mittels einer Skala, über elektrische Kontakte oder über Lichtschranken reproduzierbar eingestellt. Hierbei kommt es nur auf die Reproduzierbarkeit der Position des Zeigerknopfes und nicht auf den Absolutwert des Ausgangssignals des Potentiometers an. Bei Ausstattung des Justierplatzes mit entsprechenden elektrischen Kontakten oder Lichtschranken ist eine sehr weitgehende Automation des Justiervorganges möglich.Corresponding An advantageous development, the defined discrete Positions of the pointer button by means of a scale, via electrical contacts or over Photoelectric sensors set reproducible. Here it comes only on the reproducibility of the position of the pointer button and not on the absolute value of the output signal of the potentiometer. With equipment the Justierplatzes with corresponding electrical contacts or photocells is a very extensive automation of the adjustment possible.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Steuerrechner anhand der in den definierten diskreten Positionen ermittelten Wertepaare eine Potentiometerkennlinie approximiert, wobei der jeweilige Potentiometer-Ist-Wert digital angezeigt wird. Alternativ oder zusätzlich kann, ausgehend von den Ist-Werten, der diskreten Positionen des Zeigerknopfes, gegebenenfalls unter Hinzunahme approximierter Zwischenwerte, eine Skalierung des Potentiometers vorgenommen werden. Die zur Soll-Wert-Einstellung, beispielsweise der Wunschtemperatur bei einem elektrischen Durchlauferhitzer, verwendeten Armaturen können ohne Suggerierung eines falschen Genauigkeitseindrucks für eine Einstelltoleranz von + 0,5 K ausgelegt werden.Prefers is provided that the Control computer based on the defined discrete positions determined value pairs approximates a potentiometer characteristic, wherein the respective actual value of the potentiometer is displayed digitally. Alternatively or in addition can, based on the actual values, the discrete positions of the Pointer, possibly with the addition of approximated intermediate values, a scaling of the potentiometer be made. The target value setting, for example, the desired temperature for an electric instantaneous water heater, used fittings can without Suggestion of an incorrect accuracy impression for a setting tolerance of + 0.5K.

Als Anhaltspunkt kann gelten, daß vier diskrete Positionen für den Zeigerknopf ausreichen. Selbstverständlich läßt sich die Genauigkeit des Verfahrens bei Verwendung einer größeren Anzahl von Meßpositionen noch weiter erhöhen.When Clue may apply that four discrete positions for suffice the pointer button. Of course, the accuracy of the Method using a larger number of measuring positions even further increase.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an embodiment shown in FIG explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Prinzipschaltbild zur Veranschaulichung der Justierschritte für ein Potentiometer zur Temperatur-Soll-Wert-Einstellung bei einem elektrischen Durchlauferhitzer und 1 a schematic diagram illustrating the adjustment steps for a potentiometer for temperature setpoint value setting in an electric water heater and

2 ein Fließschema zum programmäßigen Abgleich des Potentiometers. 2 a flow chart for programmatic adjustment of the potentiometer.

1 veranschaulicht die Soll-Wert-Beaufschlagung einer Leistungssteuerung 1 bei einem elektrischen Durchlauferhitzer 2. Die Leistungssteuerung 1 schaltet dabei elektrische Widerstände 3.1, 3.2, 3.3 und 3.4, welche in einem Wasserkanal 4 angeordnet sind, in Abhängigkeit von einer gewünschten Auslauftemperatur ϑ_A, beispielsweise mittels eines Schwingungspaketverfahrens. Zur Einstellung der gewünschten Auslauftemperatur ϑ_A ist ein Soll-Wert-Potentiometer 5 vorgesehen. Das Potentiometer 5, ein Temperaturfühler 6 für die Einlauftemperatur ϑ_E, ein Temperaturfühler 7 für die Auslauftemperatur ϑ_A sowie eine Netzspannungsmessschaltung 8 sind mit einem Multiplexer 9 eines Mikroprozessors 10 verbunden. Dem Multiplexer 9 nachgeschaltet ist ein Analog/Digital-Wandler 11, dessen Ausgangssignal einer CPU 12 des Mikroprozessors 10 zugeführt sind. Weitere Bestandteile des Mikroprozessors 10 sind ein Variablenspeicher RAM 13 und ein Programmspeicher PROM 14, welche die CPU 12 beaufschlagen. Die CPU 12 ist weiterhin über eine serielle Schnittstelle 15 mit einem externen Steuerrechner 16 und direkt mit einem Schreib-Lese-Speicher EEPROM 17 verbunden. Das Ausgangssignal der CPU 12 beziehungsweise des Mikroprozessors 10 ist als Soll-Wert-Signal auf die Leistungssteuerung 1 geschaltet und bildet quasi deren Führungsgröße. 1 illustrates the target value loading of a power control 1 in an electric instantaneous water heater 2 , The power control 1 Switches electrical resistances 3.1 . 3.2 . 3.3 and 3.4 which are in a water canal 4 are arranged, depending on a desired outlet temperature θ _A , for example by means of a vibration packet method. To set the desired outlet temperature θ _A is a setpoint potentiometer 5 intended. The potentiometer 5 , a temperature sensor 6 for the inlet temperature θ _E , a temperature sensor 7 for the leak temperature θ _A and a mains voltage measuring circuit 8th are with a multiplexer 9 a microprocessor 10 connected. The multiplexer 9 Downstream is an analog / digital converter 11 whose output signal is from a CPU 12 of the microprocessor 10 are fed. Other components of the microprocessor 10 are a variable memory RAM 13 and a program memory PROM 14 which the CPU 12 apply. The CPU 12 is still via a serial interface 15 with an external control computer 16 and directly with a read-write memory EEPROM 17 connected. The output signal of the CPU 12 or the microprocessor 10 is as a target value signal on the power control 1 switched and forms quasi their reference variable.

Zur Justage und Linearisierung des Potentiometers 5 hat die Schaltung folgende Funktion:
Das Potentiometer 5 wird in vier vordefinierte Stellungen gebracht, de über eine Skala oder bei automatisierter Fertigung über elektrische Kontakte oder Lichtschranken oder dergleichen sehr genau reproduzierbar sind. Die in diesen Stellungen über den Analog/Digital-Wandler 11 eingelesenen Werte werden mit den idealen Werten, die sich aus den Nennwerten der Schaltung ergeben, im Steuerrechner 16, der mit dem Mikroprozessor 10 über die serielle Schnittstelle 15 kommuniziert, verglichen. Die Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem Ideal-Wert oder auch der Ist-Wert selbst wird nun für alle vier Punkte in das dem Mikroprozessor 10 zugeordnete EEPROM 17 geschrieben. Diese vier Punkte werden als Berechnungsgrundlage für eine Approximation der Potentiometerkennlinie genommen, so daß nach der Justage über diese vier Werte Abweichungen von der idealen Skala eliminiert werden können und eine genau ablesbare und reproduzierbare Skalierung des Potentiometers vorgenommen werden kann.For adjustment and linearization of the potentiometer 5 the circuit has the following function:
The potentiometer 5 is placed in four predefined positions, de on a scale or in automated production via electrical contacts or photocells or the like are very accurate reproducible. The in these positions via the analog / digital converter 11 read values are in the control computer with the ideal values, which result from the nominal values of the circuit 16 that with the microprocessor 10 via the serial interface 15 communicates, compared. The difference between the actual value and the ideal value or even the actual value itself will now be in the microprocessor for all four points 10 assigned EEPROM 17 written. These four points are taken as the basis of calculation for an approximation of the potentiometer characteristic, so that after the adjustment of these four values deviations from the ideal scale can be eliminated and a precisely readable and reproducible scaling of the potentiometer can be made.

In 2 ist der Abgleich des Soll-Wert-Potentiometers 5 noch einmal anhand eines als Fließschema dargestellten Software-Programmes veranschaulicht. Zunächst wird das Soll-Wert-Potentiometer 5 in einer kontinuierlichen Zeigerknopfverstellung in die erste Justierposition 18 gebracht. Solange noch keine Übereinstimmung der tatsächlichen Position mit der Soll-Position 18 vorliegt, wird die Verstellung fortgesetzt 19. Bei Übereinstimmung 21 – beispielsweise durch ein Lichtschrankensignal festgestellt – erfolgt das Einlesen und Abspeichern 20 des der ersten Position 18 zugeordneten Meßwertes in das EEPROM 17. Bei weiterer Zeigerknopfverstellung werden nachfolgend in analoger Weise der zweite, dritte und vierte Meßwert abgespeichert.In 2 is the adjustment of the setpoint potentiometer 5 again illustrated by a software program shown as a flow chart. First, the setpoint potentiometer 5 in a continuous pointer knob adjustment in the first adjustment position 18 brought. As yet, no match of the actual position with the desired position 18 is present, the adjustment is continued 19 , With agreement 21 - For example, detected by a light barrier signal - takes place reading and saving 20 of the first position 18 assigned measured value in the EEPROM 17 , Upon further pointer knob adjustment, the second, third and fourth measured values are subsequently stored in an analogous manner.

Claims

Method for adjusting and linearizing a potentiometer provided as a desired value adjuster for a power control, in particular that of an electric instantaneous water heater, characterized in that the pointer button is brought into defined discrete positions, wherein in each position of the pointer knob of the potentiometer ( 5 ) an output signal of the potentiometer ( 5 ) either in a microprocessor ( 10 ) associated EEPROM ( 17 ) or with one each from a nominal value of the potentiometer ( 5 ) resulting ideal value for the respective defined discrete position in a control computer ( 16 ), with the microprocessor ( 10 ) via an interface ( 15 ) is compared, and in each case the difference between the output signal of the potentiometer ( 5 ) and the ideal value in the EEPROM ( 17 ) is written and this in the EEPROM ( 17 ) are used for the approximate calculation of the adjusted potentiometer position.

Method according to claim 1, characterized in that that the defined discrete positions of the pointer button means a scale, about electrical contacts or over Photoelectric sensors are set reproducible.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control computer ( 16 ) approximates a potentiometer characteristic curve on the basis of the value pairs determined in the defined discrete positions, the respective actual value of the potentiometer being displayed digitally.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, starting from the actual values of the discrete positions of the pointer button, with the addition of approximated intermediate values, a scaling of the potentiometer ( 5 ) is made.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that four defined discrete positions for the pointer button are provided.