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Verfahren und Einrichtung zur Übertragung von zwei Impulsreihen über eine gemeinsame
Leitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Übertragung von zwei Impulsreihen mit entgegengesetzter Polarität über eine gemeinsame Leitung und ist insbesondere für die Femanzeige von Messwerten mit Hilfe von Impulszählern von Bedeutung.
Es ist häufig erwünscht, zwei vonemder unabhängige Impulsreihen, die also keine vorgeschriebene zeitliche Staffelung der Impulse aufweisen, ohne gegenseitige Störung über eine gemeinsame Leitung zu übertragen, etwa um die von zwei rotierenden Messwertumformern gelieferten Impulsreihen an einer fernen Stelle zu registrieren. So kann man an der Drehachse solcher Messwertumformer, die z. B. von einem Wassermengenzähler od. dgl. gesteuert werden, nockenartige Fortsätze anbringen, die bei jeder Achsenumdrehung einmal kurzzeitig einen Kontaktgeber schliessen und hiedurch in einem Stromkreis einen Impuls hervorrufen.
Zur Unterscheidung von zwei über eine gemeinsame Leitung übertragenen Impulsreihen, deren Impulse beliebige und veränderliche gegenseitige Phasenlage haben und daher keine zeitabhängige Auswahl auf der Empfängerseite ermöglichen, kann man Gleichstromimpulse entgegengesetzter Polarität verwenden. Hiebei ergibt sich jedoch die Schwierigkeit, dass zeitlich koinzidierende Impulse der beiden Impulsreihen infolge ihrer entgegengesetzten Polarität ganz oder teilweise ausgelöscht werden und hiedurch für die Auswertung auf der Empfängerseite verloren gehen.
Diese Schwierigkeiten bei der Übertragung von zwei Impulsreihen mit entgengengesetzter Polarität über eine gemeinsame Leitung werden nach dem Verfahren gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass auf der Geberseite solche Impulse. der beiden Impulsreihen, welche zeitlich koinzidieren, vor der Zuführung der Impulsreihen zu der gemeinsamen Leitung in Impulse umgewandelt werden, die durch erhöhte Amplitude von normalen Einzelimpulsen unterscheidbar und hiedurch auf der Empfängerseite als zu beiden Impulsreihen gehörig auswertbar sind.
Zur Durchführung der Erfindung kann man beispielsweise auf der Geberseite an die gemeinsame Leitung zwei Leitungszweige anschliessen, die mit entgegengesetzter Polarität impulsmässig gesteuert werden, wobei jeder Leitungszweig ein Relais enthält, welches bei Impulsgabe in dem betreffenden Leitungszweig für die Dauer dieser Impulsgabe eine Umpolung der gegebenenfalls während dieser Impulsgabe erfolgenden Impulsgabe im anderen Leitungszweig veranlasst. Die entgegengesetzte Polarität der beiden Impulsreihen kann dabei durch Anwendung gegenpoliger Gleichstromquellen in Verbindung mit Kontaktgebern in den beiden Leitungszweigen oder aber auch in an sich bekannter Weise dadurch erzielt werden, dass die gemeinsame Leitung an Wechselspannung gelegt wird und in den beiden Leitungszweigen auf der Geberseite gegenpolige Gleichrichter vorgesehen werden.
Die fernübertragenen Impulsreihen können bei einer Einrichtung dieser Art empfängerseitig ohne Störung durch koinzidierende Impulse getrennt oder auch gemeinsam ausgewertet, z. B. gezählt, werden.
Die Erfindung soll an den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Fig. 1 ist das Schaltbild einer Ausführungsform für getrennte, Fig. 2 das Schaltbild einer Ausführungsform für gemeinsame Auswertung der Impulse beider Impulsreihen. Fig. 3 zeigt einen Zeitplan, der zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtungen nach den Fig. l und 2 dient.
In Fig. l ist beispielsweise angenommen, dass die Geberseite I mit der Empfängerseite II über eine Eindrahtleitung L mit Erde als Rückleitung verbunden ist. Die Leitung L ist auf der Geberseite I verzweigt ; die beiden Leitungszweige Z. i und L2 enthalten je eine Battereie B, bzw. B2 und einen Kontaktgeber K, bzw. K2.
Die Batterien Bi und B2 sind gegensinnig gepolt.
Hinter den Kontaktgeber K, und K2 sind die Leitungszweige geerdet.
Auf der Empfängerseite II liegen im Zuge der Leitung L beispielsweise zwei in Reihe geschaltete, gegensinnig polarisierte Relais R, und R2. Hinter diesen Relais ist die Leitung L ebenfalls geerdet.
Wenn der Kontaktgeber K 1 kurzzeitig geschlossen wird, dann fliesst über die Leitung L ein Stromimpuls in Richtung des Pfeiles PI, Die empfängerseitigen Relais sind nun derart polarisiert, dass bei normaler Impulsamplitude nur das
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spricht in analoger Weise nur auf die vom Kontaktgeber K2 und der gegensinnig gepolten Batterie B2 erzeugten, in Richtung des Pfeiles P2 über die Leitung L fliessenden Stromimpulse an, welche das Relais Ri nicht betätigen. Hiedurch wird der Relaiskontakt T2 im Hilfsstromkreis geschlossen und es fliesst ein Gleichstromimpuls über den Impulszähler Za.
Bei der bisher beschriebenen Einrichtung entstehen Anzeigefehler, wenn eine gleichzeitige Impulsgabe beider Kontaktgeber Kl und K2 erfolgt, weil sich in diesem Falle die ausgelösten gegensinnigen Stromimpulse wirkungsmässig beim Empfänger aufheben, so dass solche gleichzeitig abgegebenen Impulse nicht gezählt werden.
Um diesen Mangel zu beheben, wird gemäss der Erfindung eine Steuereinrichtung S vorgesehen, welche zeitlich koinzidierende Impulse der beiden Kontaktgeber in einem durch erhöhte Impulsamplitude von normalen Einzelimpulsen unterscheidbaren Impuls umwandelt. Diese Steuereinrichtung S besteht beispielsweise aus zwei Umschaltrelais Us und U2, die in je einem der beiden Leitungszweige Li bzw. L2 liegen und je einen Umschalter Mi bzw. U2 im jeweils anderen Leitungszweig betätigen. Die Ruhekontakte dieser Umschalter schliessen den nor- malen Stromweg des betreffenden Leitungs- zweiges über die zugeordnete Batterie Bi bzw. B2, wogegen ihre Arbeitskontakte über Leitungen, in denen Widerstände bzw. W2 eingeschaltet sind, mit der jeweils anderen Batterie ss, bzw.
Bi in Verbindung stehen.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser
Einrichtung ist in Fig. 3 ein Zeitplan dargestellt, der in den Zeilen x und y verschieden zeitliche
Folgen der Impulsgabe der Kontaktgeber Kl bzw. K2 andeutet. In der Zeile z sind die ent- sprechenden Impulse in der gemeinsamen
Leitung L nach Polarität und Amplitude wieder- gegeben.
Der Impuls Xi des Kontaktgebers Kl bringt das Umschaltrelais U1 der Steuereinrichtung S kurzzeitig zum Ansprechen, wodurch der Arbeits- kontakt von Ul geschlossen und der vom Kontakt-
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gemäss dem Zeitplan unterbrochen ist, bleibt dieser Umschaltvorgang jedoch ohne Folgen.
Am Ende des Impulses X\ wird durch Abfallen des Relais U 1 der ursprüngliche Schaltzustand wieder hergestellt. In analoger Weise bewirkt der Impuls Y1 des Kontaktgebers K2 ein Anspre- chen des Relais U3 und ein Schliessen des Arbeits- kontaktes von M, ohne dass dieser Vorgang eine weitere Folge hat. Die beiden Impulse X, und Y, wandern also getrennt über die gemeinsame Leitung L und sind auf der Empfängerseite in der vorstehend beschriebenen Weise durch ihre entgegengesetzte Polarität voneinander zu unterscheiden.
Wenn jedoch die beiden Kontaktgeber K, und K2, wie in den Zeilen x und y der Fig. 3 durch X2 und Y2 angedeutet ist, gleichzeitig geschlossen werden, dann würden sich die gegensinnigen Stromimpulse auf der Leitung L aufheben. In diesem Falle tritt nun die Stel-- einrichtung S in Wirksamkeit. Wegen geringfügiger Zeitunterschiede der beiden Impulsgaben oder wegen der unvermeidbaren Streuung bei der Einstellung der Relais U, und U2 wird stets eines der beiden Relais, beispielsweise das Relais U1, vor dem anderen Relais ansprechen.
Dadurch wird in der bereits beschriebenen Weise der Arbeitskontakt von Ul geschlossen und der Kontaktgeber K2 über den Widerstand W1 an die Batterie BI angeschaltet, so dass nunmehr die Impulsgabe des Kontaktgebers K2 in der gleichen Stromrichtung wie die des Kontaktgebers Ki erfolgt. Dies führt zu einer Summierung der beiden koinzidierenden Impulse und damit zu einer Erhöhung der Stromamplitude, welche durch den voll ausgezeichneten, den normalen Pegel überragenden Impuls Z2 in Fig. 3 angedeutet ist. Falls das Relais U2 zuerst anspricht, dann erhält man den gestrichelt gezeichneten verstärkten Impuls Z2'mit entgegengesetzter Polarität. Die Stromüberhöhung kann durch entsprechende Wahl der Widerstände Hi und W2 beeinflusst werden.
In jedem Falle sind also die zeitlich koinzidierenden Impulse auf der
Empfängerseite durch ihre erhöhte Amplitude von normalen Einzelimpulsen unterscheidbar.
Im Falle einer nur teilweisen Koinzidenz der Impulse, wie sie in Fig. 3 durch Xg und Y 3 angedeutet ist, erhält man auf der Leitung L einen Abgestuften Impuls. Je nachdem, ob die Überlappungszeit mehr oder weniger als die
Hälfte der Impulsdauer beträgt, werden hiebei entweder die erhöhte Amplitude des resul- tierenden Impulses oder aber die gegensinnigen
Stromanteile desselben als Merkmale noch koinzidierender bzw. schon getrennter Impulse ausgewertet.
Zur empfängerseitigen Auswertung von Im- pulsen der beschriebenen Art bestehen ver- schiedene Möglichkeiten. Am einfachsten ist es, die polarisierten Relais derart einzustellen, dass sie beim normalen Pegel der Impulse nur auf eine bestimmte, zugeordnete Stromrichtung, bei Impulsen mit überhöhtem Pegel hingegen auf beide Stromrichtungen in gleicher Weise ansprechen. Bei einer solchen Einstellung der
Relais und Ra lässt sich unter Anwendung der in Fig. l dargestellten empfängerseitigen
Schaltung eine getrennte Zählung der Impulse der beiden Kontaktgeber und K2 mittels der Impulszähler Z, und Z. durchführen.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die in Fig. l verwendeten Batterien B1 und B durch gegenpolige Gleichrichter < ? i und G, ersetzt und die Leitung L ist an Wechselspannung gelegt, u. zw. vorzugsweise auf der Empfängerseite, wodurch die Anwendung von Stromquellen, welche einer Wartung bedürfen, auf der Geberseite entfällt.
Bei Schliessen der Kontakte K1 oder K2 fliessen über die Leitung L und über die Gleichrichter Gi bzw. G2 wieder Gleichstromimpulse entgegengesetzter Polarität, welche durch die Kondensatoren C geglättet werden.
Die Steuereinrichtung S gemäss Fig. 2 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung ferner noch dadurch, dass an Stelle der Widerstände WI und W2 Haltewicklungen Hi und H2 für die Relais U1 bzw. V2 vorgesehen sind. Diese Massnahme verhindert Anzeigefehler, die bei teilweiser Koinzidenz der Impulse im Falle der Schaltung nach Fig. 1 gegebenenfalls noch entstehen könnten.
Um solche Fehler bei der Schaltung nach Fig. 1 zu vermeiden, ist eine verhältnismässig subtile Einstellung der Relais auf der Empfängerseite erforderlich, weil, wie bereits erläutert, der bei teilweiser Koinzidenz der Impulse X 3 und Y 3 (Fig. 3) entstehende Stufenimpuls Z3 entweder als amplitudenstärkerer Impuls oder aber als ein aus zwei gegenpoligen Impulsteilen zusammengesetzter Impuls ausgewertet werden muss. Bei der Schaltung nach Fig. 2 wird bei teilweiser Koinzidenz der Impulse X4 und Y4 gemäss
Fig. 3 gewährleistet, dass das Umschaltrelais t/i,
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nicht abfällt, sondern durch den über die Haltewicklung Bu fliessenden Impuls Y4 für die Dauer dieses später eintreffenden Impulses erregt bleibt.
Auf diese Weise wird erreicht, dass der nicht- überlappte Teil des späteren Impulses gleiche Polarität wie der vorhergehende amplitudenstärkere Impulsteil hat und Z4 daher stets eindeutig als verstärkter Impuls gezählt wird.
In Fig. 2 ist eine Empfängerschaltung dargestellt, welche eine Summierung der Impulse beider Kontaktgeber in einem gemeinsamen Zähler Z ermöglicht. Hiebei enthält der Hilfsstromkreis wieder die Arbeitskontakte r1 und r2 der polarisierten Relais R1 und R2, welche bei normalen Einzelimpulsen geschlossen werden und infolge ihrer Parallelschaltung bei alternativer Betätigung Stromimpulse über den gemeinsamen Impulszähler Z hervorrufen. Ein durch erhöhte Amplitude gekennzeichneter Doppelimpuls muss nun im Zähler Z zur Vermeidung von Fehlern zweimal gezählt werden.
Die erste Zählung wird dadurch erreicht, dass beim Eintreffen eines solchen verstärkten Impulses die beiden Relais Rl und R2 gleichzeitig an- sprechen und somit ihre Kontakte schliessen, wodurch der erste Zählimpuls über Z ausgelöst wird. Um den erforderlichen zweiten Strom- impuls auszulösen, ist im Hilfsstromkreis zusätz- lich zu den von den beiden polarisierten Relais R1 und R2 gesteuerten Kontakten und'2 noch ein dritter Kontakt rv vorgesehen, welcher parallel zu den beiden anderen Relaiskontakten liegt und durch ein verzögert ansprechendes Relais Rv jeweils dann betätigt wird, wenn die beiden polarisierten Relais Ri und R2 infolge eines durch gleichzeitige Impulsgabe beider Kontaktgeber auftretenden amplitudenstärkeren Stromimpulses gleichzeitig angesprochen haben.
Um dieses zu erreichen, ist im Hilfsstromkreis z. B. ein Hilfsrelais H vorgesehen, in dessen Stromkreis reihengeschaltet Arbeitskontakte r-' und r'2 der Relais Ri und R2 liegen. Diests Relais spricht also jeweils bei gleichzeitiger Erregung der Relais Ri und R2 an. Damit das Relais auch nach der Impulsgabe noch kurzzeitig erregt bleibt, ist es mit einem Haltekontakt h' ausgestattet, in dessen Stromkreis auch ein
Ruhekontakt r'des verzögert ansprechenden
Relais Rv liegt. Im Stromkreis des Relais Rv befinden sich in Reihe geschaltet Ruhekontakte ri" und ?-s"der Relais. Ri und R2 sowie ein Arbeits- kontakt h"des Hilfsrelais H.
Das bei gleichzeitigem Ansprechen von Ri und R2 erregte Hilfsrelais H schliesst seinen
Festhaltekontakt h'und bereitet durch Schliessen des Arbeitskontaktes h"den zu dieser Zeit durch die Arbeitskontakte ?-i"und r'der
Relais Ri und R2 unterbrochenen Stromkreis des Relais Rp vor. Nach Beendigung der Impuls- gabe schliessen sich die Ruhekontakte Tl" und T2" wieder, so dass über das Relais JR. ein Strom- impuls fliesst, welcher den Arbeitskontakt T v betätigt und hiedurch den erforderlichen zweiten
Zählimpuls durch den Impulszähler Z bewirkt.
Durch das Ansprechen des Relais Rv wird der
Haltestromkreis des Relais H unterbrochen und dieses Relais fällt daher ab und löst einerseits durch Unterbrechen des Kontaktes h"das
Relais Rv aus.
Es ist ersichtlich, dass auf diese Weise durch die erhöhte Stromamplitude der Doppelimpulse, unabhängig von deren Polarität, die gewünschte zweifache Zählung derselben gewährleistet wird.
Die beschriebene Steuereinrichtung bzw. Aus- werteeinrichtung ist natürlich nur als Beispiel zu werten und kann durch wirkungsmässig entsprechende andere Einrichtungen ersetzt werden. So kann man beispielsweise die Relais- kontakte r1" und r2" weglassen und dem Relais. R, - etwa durch Parallelschaltung eines Kondensators, eine passende Ansprechverzögerurig erteilen. Die beiden Relais RI und R2 können anstatt in Reihe auch parallel geschaltet sein.
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