Einrichtung zur Fernübertragung von Zeigerstellungen. Zum Zwecke der Fernübertragung von Zeigerstellungen ist eine im wesentlichen nach dem Prinzip des für die Spannungs regelung elektrischer Maschinen bekannten ogenannten trägen Reglers arbeitende Ein richtung bekannt geworden.
Sie arbeitet in der Weise, dass der Zeiger des Ausgangs- messwerkes mit einer Kontaktfeder ausge rüstet ist, welche mit einem Doppelkontakt zusammenarbeitet, der von einem Drehspul- instrument, dessen Achse in der Verlänge rung derjenigen des. Ausgangsmesswerkes liegt, getragen wird.
Bei Berührung der einen oder andern Seite des Doppelkontaktes wird ein Servomotor in Betrieb gesetzt, der den Schleifkontakt eines Widerstandes so lange verstellt, bis der durch diesen Wider stand fliessende Strom, der' über das Dreh spulinstrument geleitet ist, die Drehspule im Sinne der Öffnung des geschlossenen Kon taktes verdreht.
Die Drehspule stellt sich also auf einen dem Zeigerausschlag entspre- ehenden Winkel ein und der -Strom kann
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über <SEP> eine <SEP> Fernleitung <SEP> am <SEP> Empfangsort <SEP> ge messen <SEP> werden <SEP> und <SEP> ist <SEP> der <SEP> Zeigerstellung
<tb> proportional.
<tb> Diese <SEP> Einrichtung <SEP> hat <SEP> den <SEP> Nachteil. <SEP> dass
<tb> sie <SEP> den <SEP> 1\Iessgrössenänderungen <SEP> nur <SEP> verhält nismässig <SEP> langsam <SEP> zu <SEP> folgen <SEP> vermag.
<SEP> das
<tb> heisst <SEP> die <SEP> besonders <SEP> interessierenden <SEP> schnel len <SEP> Bewegungen <SEP> des <SEP> Messzeigers <SEP> werden <SEP> nicht
<tb> rechtzeitig <SEP> übertragen <SEP> und <SEP> an <SEP> der <SEP> Empfangs stelle <SEP> können <SEP> also <SEP> auch <SEP> keine <SEP> zählenden
<tb> Instrumente <SEP> angebracht <SEP> werden. <SEP> Ausserdem
<tb> ist <SEP> die <SEP> zur <SEP> Verstellung <SEP> des <SEP> Widerstandes
<tb> nötige <SEP> Motorapparatur <SEP> verhältnismässig <SEP> teuer.
<tb> Demgegenüber <SEP> betrifft <SEP> die <SEP> vorliegende
<tb> Erfindung <SEP> eine <SEP> nach <SEP> dem <SEP> sogenannten
<tb> Schnellreglerprinzip <SEP> arbeitende.
<SEP> Einrichtung,
<tb> so <SEP> dass <SEP> also <SEP> wohl <SEP> schnelle <SEP> Stellungsänderungen
<tb> des <SEP> Geberzeigers <SEP> zeitrichtig <SEP> übertragen <SEP> wer den, <SEP> als <SEP> auch <SEP> die <SEP> Fernzählung <SEP> möglich <SEP> ist.
<tb> Ein <SEP> Ausführungsbeispiel <SEP> einer <SEP> Einrich tung <SEP> gemäss <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> wird <SEP> im <SEP> folgen den <SEP> beschrieben.
<SEP> Die <SEP> Zeichnung <SEP> enthält <SEP> in Abb. 1 die Anordnung der wesentlichen Bestandteile, Abb. 2 den zeitlichen Verlauf der Fern leitungsströme, Abb. 3 den Verlauf der auf die Über tragungsapparatur wirkenden Kräfte, ab hängig von der zu übertragenden Zeigerstel- lung, Abb. 4 das der Abb. 3 entsprechende Diagramm für den Fall, dass das Messinstru- ment den Nullpunkt in der Mitte seiner Skala hat, also für positive und negative Ausschläge eingerichtet ist,
Abb. 5 eine besondere Bauweise der Kontaktvorrichtung.
Die Abb. 1 enthält folgende Teile: 1. ein Zeigerinstrument als Ausgangs- messwerk, 2. die Spiralfeder des Instrumentes, 3. .ein Kompensationsinstrument, bei spielsweise ein Drehspulinstrument, 4. die Achse des Drehspulinstrumentes, 5. eine Kontaktfeder auf der Achse 4, 6. ein raumfester Kontakt, 7. ein raumfester Anschlag gegenüber dem Kontakt 6, B. eine Zugfeder, 9. ein Netzwerk (beispielsweise bestehend aus Kondensator 10, Drosseln 11 und Wider- ständen, 12), wie es unter der Bezeichnung Vierpol in der Telegraphentechnik bekannt ist, 13.
eine Batterie, 14. die Fernleitung, 15. das Empfangsinstrument.
Das von der Feder 2 übertragene Dreh moment ist bestrebt, den Kontakt 5, 6 zu schliessen, das Kompensationsinstrument 3 wirkt im entgegengesetzten Sinne. Auf die Zugfeder 8 ist in der grundsätzlichen Be schreibung zunächst keine Rücksicht genom men, da sie nur für die Übertragung der Zeigerstellung Null von Bedeutung ist und die Nullübertragung später noch ausführ lich behandelt wird.
Im übrigen sei die Wirkungsweise an hand der Abb. 2 erklärt: Dort ist der zeit liche Verlauf des in der Fernleitung fliessen- den Stromes aufgetragen. Angenommen, der Kontakt 5, 6! (Abb. 1) sei geschlossen und der Strom im Fernleitungskreise gei Null. dann steigt zunächst der Strom in diesem Kreise nach einer Kurve a an, die durch die Spannung der Batterie 13, die Grössen der Induktivitä:ten 11 und der Widerstände 12 im Vierpol 9 bestimmt ist.
Wenn der Wert i' überschritten wird, welcher dem der Spi ralfeder 2 auf die Achse 4 des Drehspul- instrumentes übertragenen Drehmoment ent spricht, wirkt auf die Achse 4 ein resultie rendes Drehmoment im Sinne der Kontakt öffnung. Der Kontakt 5, 6, wird also bei einem über dem Wert i' liegenden Strome, beispielsweise beim Strom z' wieder geöff net, so dass der ungeladene Kondensator in den Stromkreis eingeschaltet wird. Der Strom muss infolgedessen wieder abfallen. und zwar nach einer Kurve b, die ebenfalls durch die elektrischen Konstanten des Krei ses, im wesentlichen durch die des Vierpols, bestimmt ist.
Dabei wird der den Gleich gewichtszustand bezeichnende Strombetrag i' wieder unterschritten und bei einem nie driger als i' liegenden Betrag, zum Beispiel beim Strom i\ der Kontakt 5 und 6 wieder hergestellt, worauf sich das -Spiel, das in ab wechselnder Über- und Untersteuerung des Übertragerstromes besteht, in der beschrie benen Weise wiederholt. Der im Drehspul- instrument und in der Fernleitung fliessende Strom pendelt also um einen Wert, der als Mass für die Zeigerstellung angesehen wer den kann.
Der Weg, den die Kontaktfeder 5 zurücklegen kann, ist durch einen An schlag 7 begrenzt. Der durch diesen be stimmte freie Weg der Feder 5 wird zweck mässig möglichst klein zu halten sein.
Durch die Bemessung der Grössen des Vierpols kann, wie aus dem Obigen hervor gehen dürfte, die Häufigkeit der Kontakt gabe auf einen Wert eingestellt werden, dem die Drehspule des Kompensationssystemes einwandfrei folgen kann. Anderseits hat die durch den Vierpol bewirkte künstliche Er höhung der Zeitkonstante des Fernleitungs- kreises den Zweck, die Apparatur ohne die geringste Abänderung für Übertragungs leitungen verschiedener Eigenschaften oder verschiedener Länge brauchbar -zu machen.
Als Empfangsinstrumente bei der be schriebenen Einrichtung kommen vorzugs weise Drehspulinstrumente in Betracht, die ja bekanntlich bei einem aus Gleich- und Wechselstromanteilen bestehenden Strom nur den Gleichstrombetrag anzeigen.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet einwandfrei, solange die Differenz der Dreh momente der Feder 2 und des Drehspul- instrumentes 3 gross genug ist, um die Kon taktfeder 5 zu betätigen. Am Nullpunkt und in der Nähe davon ist das offenbar nicht mehr der Fall, das heisst die Messgrösse kann überhaupt nicht übertragen werden, sehr kleine Messgrössen nur unzuverlässig- oder ungenau.
Dies wird dadurch beseitigt, dass die Feder 8 in Abb. 1 eingefügt wird. Der Ein fluss dieser Feder sei an Abb. 3 erläutert:-Ab- hängig von der Stellung des zu übertragen den Zeigers sind die im Sinne der Kontakt schliessung wirkenden Drehmomente nach oben aufgetragen.
Das Moment der Feder 2 ist mit M2 bezeichnet, das der Feder 8 mit Mk. Die Summe dieser beiden Momente, mit Ms -I- Ma bezeichnet, muss von dem Dreh spulinstrument aufgewogen werden, das heisst das im Sinne der Kontaktöffnung wir kende von dem Drehspulinstrument aufzu bringende Moment verläuft abhängig vom Zeigerausschlag und nach der Geraden M4, sie ist die an der Abzissenachse gespiegelte Gerade M= -f- X.
Da bei einem Drehspul- instrument das Drehmoment proportional dem Strome ist, ist die Gerade M4 gleich zeitig die fernübertragene Stromstärke, ab hängig von der Zeigerstellung.
Das Empfangsinstrument kann dadurch der veränderten Geberapparatur angepasst werden, dass man seiner Spiralfeder eine sol che Vorspannung gibt, dass bei dem die Mess- grösse Null bedeutenden endlichen Grund strom der Empfangszeiger auf den Null punkt der Skala einspielt.
Eine Unterbre- chung der Fernleitung oder irgend ein Feh ler in der Übertragungsapparatur, der zum Verschwinden des Grundstromes führt, ist dann auf der Empfangsstelle ohne- weiteres daran zu erkennen, dass der Zeiger ausser halb des Skalenbereiches jenseits vom 'Null- punkt liegt.
Die zuletzt beschriebene Gebereinrich tung ermöglicht ohne weiteres die Übertra gung der Anzeigen von Instrumenten mit Nullpunkt in der Mitte der Skala. Das der Abb. 3 entsprechende Drehmomentdiagramm zeigt die Abb. 4. M2 ist wieder das vor der Spiralfeder des Ausgangsmesswerkes über tragene Moment, Ms dasjenige der Zugfeder. Das letztere ist so gross zu nehmen, dass auch am negativen Skalaende die Summe beider (Geraden M2 + M$) noch im Sinne der Kon taktschliessung wirkt.
Damit, dass die Ge rade M2 -I- M$ in dieser Abbildung genau so verläuft wie in Abb. '3 ist gezeigt, da.ss die Fernübertragung ebenso vor sich geht wie nach Abb. 3.
Zur Verbesserung der Kontaktverhält nisse und um ein gleichmässiges Arbeiten sicherzustellen, kann ferner die Kontaktvor- richtung so gebaut werden, da.ss sie nur bei einem bestimmten Kraftüberschuss des Xiess- systemes gegen das Kompensationssystem und umgekehrt anspricht. Eine entspre chende Ausbildung der Kontaktvorrichtung zeigt Abb.* 5. 16 ist ein permanenter Mag net, 4 die Achse des Kompensationssystemes, 5 die auf ihr befestigte bewegliche Kontakt feder, 6 der raumfeste Kontakt. Die Feder 5 trägt ausserdem ein kleines Eisenstück 17.
Da das Eisenstück je nach der Lage der Feder vom Nord- oder Südpol des Magnetes 16 gleichmässig stark festgehalten wird, wird die Kontaktvorrichtung immer erst dann be tätigt, wenn die feste Differenz der Dreh momente des Kompensationssystemes gegen das Messsystem oder umgekehrt eine be stimmte Grösse hat.
Um die in manchen Fällen störenden Pulsationen in der Fernleitung zu vermei den, kann auf der Geberstelle vor der Fern leitung vorteilhaft noch eine Drosselkette mit einem oder mehreren Gliedern einge schaltet werden.
Die Einrichtung kann ferner so getroffen werden, dass der Strom des Fernübertra- gungskreises, sowie der am Kompensations system befestigten Kontaktfeder nicht direkt, sondern über ein Zwischenrelais gesteuert wird. Man erreicht danach den Vorteil, mit der Wahl von Stromstärke und Spannung im Fernübertragungskreis von dem Kontakt un abhängig zu sein.