DE1061661B - Fernmessgeber - Google Patents

Description

Zur Fernmessung über große Entfernungen Und beliebige Kanäle hat sich als ein günstiges Übertragungsverfahren das Impulsfrequenzverfahren durchgesetzt. Bei diesem Verfahren wird bekanntlich auf der Serideseite die Meßgröße in einem sogenannten Impulsgeber in eine proportionale Impulsfrequenz umgewandelt. Es ist bekannt, als Impulsgeber einen Elektrizitätszähler zu verwenden, dessen Drehanker einen Impulskontakt betätigt, welcher im Stromkreis eines Relais liegt, das die Impulse auf die Meßleitung gibt. Es ist auch bekannt, die Impulse nicht durch einen Kontakt äni Zähleränker zu erzeugen, sondern mit einer gezahnten Ankerscheibe die Rüekkopplungsinduktivität eines Oszillators zu beeinflussen, wobei die Übertragungsleitung induktiv an den Anodenkreis der Röhre gekoppelt werden kann und der Oszillator aniiähernd sinusförmige Impulse liefert, deren Frequenz der Ankerdrehzahl und somit der Eingangsgröße proportional ist. Des weiteren ist bekannt, die Ankerscheibe des Elektrizitätszählers in reflektierende und nicht reflektierende Sektoren einzuteilen zur periodischen Reflexion des von einer Lichtquelle abgegebenen Lichtes auf eine Fotozelle, welche eine annähernd sinusförmige Spannung liefert, deren Frequenz der Eingangsgröße proportional ist. Da Rechteckimpulse für die Übertragung von Fernmeßwerten zweckmäßiger sind als sinusförmige Impulse, wurde vorgeschlagen, die Fotozellenspannung mittels eines bistabilen Multivibrators in Rechteckimpulse zu verwandeln. Da die Meßgröße häufig als Gleichstrom angeliefert wird, z.B. aus einer Brückenschaltung, sind Elektrizitätszähler zur Erzeugung der Impulsfrequenz unzweckmäßig. Deshalb wurde ein Impulsgeber bekannt, der an Stelle eines Zählerankers eine Stromwaage oder eine Drehmomentwaage verwendet, welche mit einer leichten Alumihiumfähne versehen die Rückkoppluhgsinduktivität eines Oszillators beeinflußt. Der Oszillator liefert eine Wechselspannung, deren Amplitude proportional der Eingangsgröße ist. Über einen Transformator im Anodenkreis wird einRelais-Impulsgeber angekoppelt, dessen Impulsfrequenz von der Oszillatorspannung abhängig ist. Zur Erreichung des Gleichgewichtes der Stromwaage für eine Meßgröße wird die Impulsfrequenz über Kondensatoren nach dem Umladeprinzip auf die Stromwaage zurückgeführt. Da für die Impulsgabe ein empfindliches Relais erforderlich ist, wird dies in der Regel nur mit einem Kontakt belastet. Der Impulsgeber bedarf somit mindestens dreier Relais, nämlich eines für die Impulserzeugung, eines für die Rückführung und j e eines für die Impulsgabe auf j ede Leitung.

Anordnungen der eben beschriebenen Art sind auch in einer Form bekannt, bei der die durch die Stromwaage veränderliche Rückkopplungsinduktivität durch eine veränderliche Gitterkapazität ersetzt ist.

Fernmeßgeber

Anmelder;
Läiidis & Gyr A. G., Zug (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. A. Schulze, Patentanwalt,
Berlin-Wilmersdorf, Jenaer Str. 13/14

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 27. Juni 1956

Dipl.-El.-Techn. EmÜ Wälder, Frühbergi Baar (Schweiz), ist als Erfinder genannt worden

Zur Verminderung voii Störungen durch die Relaisköiitäkte wird vorgeschlagen, elektronisch erzeugte Rechteckimpulse direkt auf die Leitung zu geben.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fernmeßgeber, dessen Erfmdüngsftierkmal darin besteht, daß in den Steuerkreis eines astabilen Multivibrators mit variabler Impulsfrequenz — gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Verstärkerstufe ■— die Fötözelle eines Fötozellenkompensätors eingeschaltet ist und dieser eine die Meßgröße mit einer der gesendeten äquivalenten Größe vergleichende Strom- oder Drehmomentwaage sowie eine mit dieser verbundene Abblendeinrichtuhg enthält, die zwischen eine Lichtquelle und die Fotozelle eingeschaltet ist, wobei zwecks Rückführung zur Kompensation der Meßgröße ein Transformator mit zwei je in einem Anodenkreis der Multivibrätorröhre liegenden Primärwicklungen vorgesehen ist, der durch die Impulse bis in die Sättigung ausgesteuert ist und dessen Sekundärspannung über einen Gleichrichter der Kompensationsdrehspule der Strom- oder Drehmomentwaage zuführbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Blockschema eines Impulsgebers, in
Fig. 2 ein Schaltschema.

Wie das Blockschema Fig. 1 zeigt, enthält der Impulsgeber eine Stromwaage 11 mit einer Meßspule 12, einer Kompensationsdrehspule 13 und einer Blende 14, welche den Lichtstrom zwischen einer Lichtquelle 15 und einer Fotozelle 16 beeinflußt, ferner eine Verstärkerstufe 17, einen astabilen Multivibrator 18 und einen Rückwandler 21. Der Meßstrom I₁ wird der

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Claims (1)

1. Meßspule 12 zugeführt, die Blende 14 der Stromwaage 11 erfährt eine Auslenkung, und der Lichtstrom erzeugt in der Fotozelle 16 eine Spannung U₁, welche im Verstärker 17 verstärkt wird. Die Ausgangsspannung M₂ des Verstärkers wird durch den Multivibrator 18 in Rechteckimpulse umgewandelt, deren Frequenz von der Fotozellenspannung U₁ abhängig ist. Die Impulse können an den Klemmen 19 direkt auf eine Übertragungsleitung oder auf einen Modulator gegeben werden. Der Rückwandler 21 verwandelt die Impulse in einen Gleichstrom i₀, der der Impulsfrequenz proportional ist. Ist der Kompensationsstrom i₂ gleich dem Meßstrom i_v so ist die Stromwaage in Ruhe, die Impulsfrequenz stabil und proportional demEmgangsstrom I₁. Ändert sich der Meßstrom, so ändert sich durch die Auslenkung der Blende 14 die Frequenz, bis der Kompensationsstrom i₂ die Stromwaage wieder zur Ruhe bringt. Durch das Kompensationsprinzip werden Temperatureinflüsse und Betriebsspannungsänderungen unwirksam gemacht, und die Impulsfrequenz wird unabhängig von solchen Störgrößen. An Stelle einer Drehspul-Stromwaage kann eine Ferrarissystem-Drehmomentwaage verwendet werden, und es können damit auch andere Meßgrößen in Impulsfrequenzen umgewandelt werden.

   Im Schema Fig. 2 ist die Stromwaage aus Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen übernommen. Die Fotozelle 16 wird durch eine Batterie 22 gespeist, und der Fotostrom erzeugt über den Widerstand 23 eine dem Meßstrom bzw. Meßdrehmoment proportionale Gittervorspannung an der Verstärkerröhre 24. Der Multivibrator wird durch eine Doppeltriode 25 mit den Kondensatoren 26., 27 und den Gitterwiderständen 28, 29 gebildet. Die Gitterwiderstände 28, 29 liegen am Kathodenpotential der Verstärkerröhre 24, in deren Kathodenleitung zum Minuspol der Anodenbatterie ein Widerstand 33 liegt, wodurch das Kathodenpotential der Verstärkerröhre proportional dem Anodenstrom geändert wird. Da mit dem Kathodenpotential sich das Gitterpotential des Multivibrators ändert, ändert sich auch dessen Kippfrequenz. Da die Kopplung so bemessen ist, daß der Multivibrator astabil arbeitet und bei zunehmender Gittervorspannung rascher kippt, ist die Kippfrequenz abhängig vom Anodenstrom der Verstärkerröhre und somit auch vom Meßstrom bzw. dem Meßdrehmoment. Die Meßleitung oder ein Modulator kann über einen Kondensator 34 an die eine Anode des Multivibrators angekoppelt werden. Die Rückwandlung der Frequenz in einen Strom zur Rückführung auf die Stromwaage erfolgt mittels eines durch die Impulse bis in die Sättigung ausgesteuerten Transformators 35, dessen Primärwicklung über die zwei Widerstände 36, 37 an die beiden Anoden der Multivibratorröhre 25 angeschlossen ist und deren Mitte am Pluspol der Anodenbatterie 32 liegt. Sekundärseitig speist der Transformator 35 über einen Widerstand 39 einen Gleichrichter 38, dessen abgegebener Gleichstrom der Impulsfrequenz proportional ist und auf die Kompensationsdrehspule 13 der Stromwaage zurückgeführt ist. Der Widerstand 39 dient zur exakten Einstellung der Proportionalität.

   Infolge der Kompensation des Eingangsstromes mit einem Strom, der der Impulsfrequenz proportional ist, ist die Impulsfrequenz selbst proportional dem Eingangsstrom und unabhängig von Störeinflüssen, wieTemperatur- undBetriebsspannungsschwankungen.

   Da mit dem Multivibrator nur eine minimale Frequenz erreicht werden kann, auch wenn für einen Meßstrom I₁ = 0 bzw. Meß drehmoment ^₁ = 0 die Fotozellenspannung groß und dadurch der Anodenstrom der Verstärkerröhre klein und deren Kathodenpotential Null werden kann, ohne daß eine Impulsfrequenz Null erreichbar ist, wird dem Meßstrom i_m ein kon stanter Strom i_a bzw. dem Meßdrehmoment d„

   konstantes Drehmoment d₀ zuaddiert, so daß der Eingangsstrom J₁ = i₀ + i_m bzw. das Gesamtdrehmoment O₁=^d_n + d_m ist.

   Patentanspruch:

   Fernmeßgeber, dadurch gekennzeichnet, daß in den Steuerkreis eines astabilen Multivibrators (18) mit variabler Impulsfrequenz (F) — gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Verstärkerstufe (17) — die Fotozelle (16) eines Fotozellenkompensators eingeschaltet ist und dieser eine die Meßgröße mit einer der gesendeten äquivalenten Größe vergleichende Strom- oder Drehmomentwaage (11) sowie eine mit dieser verbundene Abblendeinrichtung (14) enthält, die zwischen eine Lichtquelle (15) und die Fotozelle eingeschaltet ist, wobei zwecks Rückführung zur Kompensation der Meßgröße ein Transformator (35) mit zwei je in einem Anodenkreis der Multivibratorröhre (25) liegenden Primärwicklungen vorgesehen ist, der durch die Impulse bis in die Sättigung ausgesteuert ist und dessen Sekundär spannung über einen Gleichrichter (38) der Kompensationsdrehspule (13) der Strom- oder Drehmomentwaage (11) zuführbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 011 327;

   deutsche Patentschriften Nr. 608 567, 591 891;

   Dr. S i m ο η und Dr.Sutermann, »Lichtelektrische Zellen und ihre Anwendung«, S. 183;

   v. Lechner und Piernukka, »Berg- und Aufbereitungstechnik«, S. 154.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©, 909 577/263 7.59