Öltemperaturregelung Schaltung mit Operationsverstärker?
Kann mir jemand die genaue Funktion der Schaltung erklären. Was genau passiert am Operationsverstärker wenn eine hohe Temperatur vorliegt?
2 Antworten
Ist dir Frage jetzt so generell, oder ist das eine Frage im Übungskatalog?
Ich beantworte sie mal mit reellen Bauteilen, demnach wohl nicht die Antwort was du suchst: kurz gesagt, schau dafür ins Datenblatt von einem OPV, da findest du Temperaturkurven die manche Parameter beeinflussen können. Zudem wenn der OPV über seine maximale Temperatur von z.B. 125°C betrieben wird, wird er wohl kaputt gehen ;).
EIn Operationsverstärker verarbeitet Spannungsdifferenzen als Einganssignal. Als Meßprinzip haben wir hier eine Wheatstone-Brücke, also 4 Widerstände, von denen einer ein Temperaturabhängiger ist, andere dienen der Abstimmung der Brücke.
Die Brücke kann also für eine bestimmte Temperatur so abgeglichen werden, dass die Differenz Null ist. Dann ist das Ausgangssignal des OPV auch Null, der Transistor sperrt, das Relais ist abgefallen, der Motor steht.
Bei entsprechender Temperaturdifferenz gibt es ein Ausgangssignal am OPV, das Relais zieht an, der Motor läuft. Wen wir annehmen, dass der Motor eine Pumpe antreibt, welche zur Kühlung beiträgt, wodurch die Temperatur wieder sinkt, wäre das Ganze eine Zweipunktregelung.
zum letzten Satz: Die Antwort (Steuerung oder Regelung) ist problematisch. Ich sehe keine Rückkopplung zwischen Temperaturänderung (im Öl am Ausgang) und dem temperaturabhängigen Bauelement links oben. Deshalb Steuerung.
Wenn man aber annimmt, dass der temp.abhängige Widerstand im Öl ist (das weiß ich ja aber nicht), dann könnte man auch von Regelung sprechen: Zweipunkt-Regelung.
Genauso habe ich das gemeint. Um das belegen zu können, müßte man den mechanischen Aufbau kennen. Deine Beschreibung mit der Mitkopplung ist richtig.
Welche genaue Funktion haben die anderen Widerstände?
R1-R5 bilden gemeinsam mit B1 die Wheatstonebrücke. R1 und R4 dienen dem Abgleich der Brücke und damit der Einstellung der Schaltschwelle. R7 und R6 hat Lutz28213 erläutert. R8 begrenzt den Basistrom, der ansonsten durch die große Ausgangsspannung des OPV den Transistor verheizen würde. Warum die Freilaufdiode mit R9 beschriftet wurde, ist unklar, das ist kein Widerstand. Diese Diode schützt den Transistor vor der Spannungsspitze, wenn der Transistor sperrt, der Strom durch die Relaispule sehr schnell Null wird und durch das sich abbauende Magnetfeld eine hohe Spannung induziert wird.
Deine Antwort wäre richtig, wenn der OPV im linearen Bereich der Übertragungskennlinie arbeiten würde - mit Gegenkopplung also.
Tut er aber nicht - er hat eine Mitkopplungsbeschaltung über R7 und R6 und arbeitet als Komparator (Schalter) mit Hysterese! Er schaltet also immer nur hin und her zwischen 0 und 15 V - die Schaltschwellen und die Breite der Hysterese hängt von den Bauelementen ab.
Das ganze ist natürlich eine Steuerung - da keine direkte Rückkopplungsschleife für das Gesamtsystem besteht.