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DE1267754B - Spannungs- oder Stromkomparator - Google Patents

Spannungs- oder Stromkomparator

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Publication number
DE1267754B
DE1267754B DEP1267A DE1267754A DE1267754B DE 1267754 B DE1267754 B DE 1267754B DE P1267 A DEP1267 A DE P1267A DE 1267754 A DE1267754 A DE 1267754A DE 1267754 B DE1267754 B DE 1267754B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
current
output
frequency
alternating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEP1267A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Asai
Hiroo Hattori
Makoto Kuwahata
Toshiyuki Matsuura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Hokushin Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokushin Electric Works Ltd filed Critical Hokushin Electric Works Ltd
Publication of DE1267754B publication Critical patent/DE1267754B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/22Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/28Provision in measuring instruments for reference values, e.g. standard voltage, standard waveform
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D23/1909Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device whose output amplitude can only take two discrete values
    • GPHYSICS
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:
GOIr
Int. CL:
Deutsche KL: 21 e - 36/Mr·
P 12 67 754.2-35
13. Februar 1964
9. Mai 1968
Die Erfindung betrifft einen Spannungs- oder Stromkomparator, welcher bei Abweichung einer zu messenden Gleichspannung von einer Bezugsgleichspannung oder bei Abweichung eines zu messenden Gleichstroms von einem Bezugsgleichstrom eine Ausgangswechselspannung abgibt, mit einer Magnetkernanordnung, mit Steuerwicklungen an der Magnetkernanordnung zur Steuerung des Magnetisierungszustandes der Magnetkernanordnung durch die Meß- und Bezugsspannung oder den Meß- und Bezugsstrom und mit einer von einer Wechselstromerregerquelle versorgten Erregerwicklung an der Magnetkernanordnung.
Bekannt ist eine Einrichtung zum Messen von Gleichströmen oder Gleichspannungen (deutsche Patentschrift 932 508), die nach einem !Compensationsverfahren unter Zuhilfenahme von zu mindestens je einer in den beiden Stromkreisen einer Wechselstrom-Differenzschaltung angeordneten ferromagnetischen Induktivität arbeitet, deren Erregung sich zusammensetzt aus einer Wechselstromkomponente, einer von ao der zu messenden Gleichstromgröße gelieferten Komponente und einer durch eine Hilf sgleichspannung hervorgerufenen Komponente. Die Hilfsgleichspannung wird dabei dem zugeordneten Wechselstromerregerkreis über Gleichrichter entnommen. Die von der Hilfsgleichspannung hervorgerufene Erregungskomponente in dem einen Stromkreis der Wechselstrom-Differenzschaltung wirkt in dem gleichen und in dem anderen Stromkreis der Wechselstrom-Differenzschaltung in entgegengesetztem Sinn wie die von der zu messenden Gleichstromgröße gelieferte Erregungskomponente. In jedem der beiden Stromkreise der Wechselstrom-Differenzschaltung sind die Erregerwicklungen zweier Eisenkerne und je eine Gleichrichteranordnung vorgesehen, an die gleichstromseitig Zusatzwicklungen der betreffenden Eisenkerne angeschlossen sind. Die Eisenkerne tragen außerdem Stuerwicklungen, die an die zu messende Gleichstromgröße angeschlossen sind. Die Wicklungsrichtungen sind so gewählt, daß die durch die Wechselfelder der Eisenkerne in den Gleichstromwicklungen induzierten Wechselspannungen sich bei entsprechender Bemessung der Windungszahlen gegenseitig aufheben.
Mit dem erfindungsgemäßen Spannungs- oder Stromkomparator sollen nicht wie bei der bekannten Einrichtung Gleichströme oder Gleichspannungen gemessen werden, sondern es soll lediglich die Abweichung eines Meßwertes von einem Bezugswert festgestellt werden. Weiterhin soll mit dem erfindungsgemäßen Komparator die Polarität der Abweichung ermittelt werden, d. h. ob der Meßwert den Bezugswert über- oder unterschreitet. Ein bevorzugter Anwendungs-Spannungs- oder Stromkomparator
Anmelder:
Hokushin Electric Works Limited, Tokio
Vertreter:
Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann
und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,
8000 München 27, Möhlstr. 22
Als Erfinder benannt:
Hiroo Hattori, Kawasaki City;
Toshiyuki Matsuura, Sagamihara City;
Isao Asai, Tokio;
Makoto Kuwahata, Kawasaki City (Japan)
Beanspruchte Priorität:
Japan vom 13. Februar 1963 (5875)
fall des erfindungsgemäßen Komparators ist sein Einsatz in einem Temperaturkontrollsystem, das bei Abweichungen einer Isttemperatur von einer Solltemperatur einen Alarm auslöst. Es versteht sich, daß für diesen Anwendungsfall eine hohe Empfindlichkeit des Komparators erforderlich ist. Der Komparator soll weiterhin keine mechanisch bewegten Teile aufweisen, außerdem soll an seinem Ausgang stets eine genügend hohe elektrische Leistung entnommen werden können, die unabhängig von der Eingangsleistung ist, wie gering auch die zu vergleichenden am Eingang liegenden Spannungen oder Ströme sein mögen. Derartige Bedingungen erfüllt die bekannte Einrichtung nicht, abgesehen davon, daß sie für einen völlig anderen Verwendungszweck vorgesehen ist.
Der erfindungsgemäße Spannungs- oder Stromkomparator ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Magnetkernanordnung Ausgangswicklungen vorgesehen sind, welche mit einem nichtlinearen Widerstand und einem Kondensator in Reihe zu einem Ausgangskreis zusammengeschaltet sind, daß die Induktivität der Ausgangswicklungen und der Kondensator so gewählt sind, daß der Ausgangskreis etwa auf den doppelten Wert der Frequenz des Erregerwechselstromes abgestimmt ist, daß zu dem als veränderbares Dämpfungsglied in dem Ausgangskreis dienenden nichtlinearen Widerstand eine Hochfrequenzwechsel-
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stromquelle parallel geschaltet ist, daß die Frequenz jede Sekunde der oben erwähnte Vergleich erfolgt und des Hochfrequenzwechselstromes höher als die zweite die Phase des Wechselstromausgangs für etwa 1 Se-Oberwelle des Erregerwechselstromes ist, daß die künde aufrechterhalten wird, bis der Haltevorgang Amplitudeneinhüllende des Hochfrequenzwechsel- vor dem nächstfolgenden Vergleichsvorgang rückstromes zur Veränderung des Widerstandswertes des 5 gängig gemacht wird. Ein solches System kann in der nichtlinearen Widerstandes periodische Schwankungen Praxis leicht für eine beliebige Anzahl von Kanälen aufweist, wodurch die Magnetkernanordnung in Zu- von einem bis zu mehreren Hundert verwirklicht wersammenwirkung mit dem Ausgangskreis wechselweise den und kann umfassend verwendet werden bei verperiodisch als magnetischer Modulator oder als para- scbiedenen Datenverarbeitungsgeräten und ausgemetrischer Oszillator betrieben wird und auf diese io dehnten Überwachungsanlagen für eine Mehrzahl Weise die Ausgangswechselspannung in dem Ausgangs- gleichzeitig zu überwachender Stellen,
kreis erzeugt — als magnetischer Modulator, wenn der In F i g. 1 stellt der Block A einen einzelnen Dis-
Widerstandswert über einem kritischen Wert liegt, und kriminator-Schaltkreis dar, wie er für jeden Kanal vorals parametrischer Oszillator, wenn der Widerstands- gesehen ist, während die Blöcke B und C Hochfrequenzwert den kritischen Wert unterschreitet —, wobei die 15 schaltungen beinhalten, die zur Steuerung des VerPhase der Ausgangswechselspannung bei Betrieb der gleichsvorganges dienen und gemeinsam für die Dis-Magnetkernanordnung als magnetischer Modulator kriminator-Schaltkreise aller Kanäle Verwendung von der Polarität der Abweichung der Meßgröße von finden können. Daher werden zwar im Fall von der Bezugsgröße abhängt, wobei die Phase aber bei TV Kanälen iVDiskriminator-Schaltkreise benötigt, von Betrieb der Magnetkernanordnung als parametrischer 20 denSteuerkreiseniiundCbrauchtindessennureinervor-Oszillator von der Meß- und Bezugsgröße unab- gesehen zu sein, obschon es auch mehrere sein können, hängig ist und den Zustand vom Zeitpunkt des Über- Zuerst soll die Ausbildung des Diskriminator-
ganges vom Modulator- zum Oszillatorbetrieb bei- Schaltkreises A erklärt werden. Die Klemmen 1 und 2 behält. sind die Eingangsklemmen für die zu vergleichenden
Der eigentliche Vergleichsvorgang findet nur wäh- 25 Spannungen. Der Unterschied zwischen der an diese rend der Modulatorperiode statt, während der rest- Klemmen 1 und 2 angelegten Eingangsspannung liehen Zeit bis zum Beginn der nächsten Modulator- und der zwischen den beiden Enden des Standardperiode, also während der Oszillatorperiode, wird der Widerstandes 5 durch die definierte Spannungsquelle 3 letzte Vergleichswert gespeichert und steht als Fest- und die Standardwiderstände 4 und 5 erzeugten wert zur Verfügung. Während der Modulatorperiode 30 Standardspannung ruft einen elektrischen Strom in weist der erfindungsgemäße Komparator eine außer- der Richtung hervor, die der Polarität des Spannungsordentlich hohe Empfindlichkeit auf und kann bereits Unterschiedes an den Eingangswicklungen 8 und 9 der äußerst geringe Abweichungen feststellen, während der magnetisch hochpermeablen Eisenkerne 6 und 7 ent-Oszillatorperiode wird der Vergleichswert der davor- spricht. Dieser erzeugt eine Feldstärke in einer Richliegenden Modulatorperiode verstärkt, so daß er ein 35 tung, die der Polarität der besagten, an die genannten zur Auswertung gut geeignetes Ausgangssignal ergibt. Eisenkerne 6 und 7 angelegten Differenzspannung entin Weiterbildung der Erfindung kann der Kompa- spricht. Jeder der Eisenkerne 6 und 7 ist ein ringrator in einem Anzeige- und Steuergerät Verwendung förmiger Magnetkern, bestehend z. B. aus etwa finden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der zu dreißig ringscheibenförmigen hochpermeablen Blechen, messende Strom und der Bezugsstrom gesonderten 40 die aufeinandergestapelt sind und deren innerer Steuerwicklungen zugeführt sind, daß die Ausgangs- Durchmesser 20 mm, deren äußerer Durchmesser wechselspannung des Komparators einem phasen- 30 mm und deren Dicke 0,2 mm beträgt. Auf diese empfindlichen Gleichrichter zugeführt ist, an den Eisenkerne 6 und 7 sind ferner Wicklungen 10 bis 13 weiterhin ein von dem Erreger-Wechselstrom ab- aufgebracht. Die Wicklungen 10 und 11 sind Erregergeleiteter Vergleichswechselstrom angeschaltet ist, 45 wicklungen für die Eisenkerne 6 und 7, die zu den Eindessen Frequenz des Erregerwechselstromes verdoppelt gangswicklungen 8 und 9 unterschiedlich gewickelt ist, und daß das Ausgangsgleichstromsignal des sind und ferner über den Widerstand 15 von etwa phasenempfindlichen Gleichrichters zur Anzeige oder 5 Ohm mit der Spannungsquelle 14 verbunden sind, zur Auslösung einer Steuerfunktion benutzt ist. die einen effektiven Spannungswert von 0,8 Volt einer
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus 50 üblichen Wechselspannung von 50 Hz aufweist. Die der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs- über den Wicklungen markierten Punkte zeigen die beispiels des Komparators und eines Anwendungs- Wicklungsrichtung an. Die Wicklungen 12 und 13 beispiels als Anzeige- und Steuergerät, wobei auf die dienen dazu, die Ausgangsspannungen abzunehmen. Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeich- Die Kapazität 16 und ein Widerstand 17, dessen nungen stellt dar 55 Strom-Spannungs-Charakteristik nichtlinear ist, z. B.
F i g. 1 in schematischer Weise eine typische Schal- ein Varistor, sind in Reihe geschaltet. Beide Enden der tung gemäß der Erfindung, besagten Kapazität 16 sind mit den Ausgangsklem-
F i g. 2 die Zeitkurve der Induktanz des verwen- men 18 und 19 verbunden. Eine hochfrequente Spandeten Magnetkernes in ihrer Beziehung zu der Er- nung von 20 kHz und einem Effektivwert von etwa regerwechselspannung, 60 30 Volt wird durch den später beschriebenen Kreis B
F i g. 3 Wellenformen, welche die Funktionsweise an die Klemmen 21 und 22 angelegt. Diese Spannung der Schaltung nach F i g. 1 erläutern, kommt an die beiden Enden des nichtlinearen Wider-
F i g. 4 das Schema eines erfindungsgemäßen Sy- Standes 17 zu liegen über die Kapazität 20, die etwa stems, 1000 pF beträgt.
F i g. 5 das Schema eines anderen erfindungs- 65 Nunmehr soll die Wirkungsweise dieses Diskrimi-
gemäßen Systems. natorkreises A erklärt werden. Wenn die Eisenkerne 6
Das Schema nach F i g. 1 zeigt einen Apparat zum und 7 durch die übliche Wechselspannungsquelle 14, Spannungsvergleich mit zwei Kanälen, in dem nahezu die einen neben A in F i g. 2 dargestellten Spannungs-
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verlauf zeigt, mittels der Erregerwicklungen 10 und 11 einer Funktion der Zeit t werden, wie dies neben B in
erregt werden, wird sich die Induktanz L der aus je derselben Figur dargestellt ist. Wenn diese Induk-
800 Windungen bestehenden Ausgangswicklungen 12 tanz L(t) nach Fourier entwickelt wird, ergibt sich
und 13 in Abhängigkeit von der Zeit ändern und zu folgendes:
ΈΙ {J*!/*} + \ Έ Xt i/"2/O + L0, (1)
worin / die Frequenz der erregenden Wechselspan- 10 Schwingung von der Frequenz 2/ zu steuern. Im Fall
nung, Li die Fourier-Koeffizienten der Komponenten, daß keine hochfrequente Spannung an den Klemmen 21
j die imaginäre Einheit und Li* die komplex Konju- und 22 liegt, was einem sehr hohen Wert des nicht-
gierte von Li bedeutet. linearen Widerstandes 17 entspricht, befindet sich der
Während die geradzahligen Fourierkoeffizienten von Ausgangskreis praktisch im gleichen Zustand, wie
L{t) im allgemeinen von Null verschieden sind, werden 15 wenn er geöffnet wäre, und daher wird der Diskrimi-
die ungeradzahligen mit Null angesetzt. natorkreis A in der Art eines magnetischen Modu-
Dies bedeutet: lators arbeiten. In diesem Fall treten in den Ausgangswicklungen 12 und 13 geradzahlige Harmonische auf,
L0 φ 0, IL21 4= 0, L41 Φ 0, (2) die der Größe und der Polarität der auf die Eingangs-
IL1I = 0, IL3I =0, IL5I =0. (3) 20 wicklungen8und9 aufgebrachten Gleichstrommagnetisierung entsprechen. Aus diesem Zustand heraus
Dies wird von der Voraussetzung abgeleitet, daß die werden sich die Charakteristiken des Diskriminator-
Äff-Charakteristiken des hochpermeablen Magnet- kreises A als ein magnetischer Modulator in ent-
werkstoffes in bezug auf den Ursprungspunkt symme- sprechender Weise ändern, wenn zwischen den
irisch sind. Diese Voraussetzung wird sehr nahe an die 25 Klemmen 21 und 22 eine allmählich anwachsende
Wirklichkeit herankommen, wenn die Magnetisie- hochfrequente Spannung auftritt und der dadurch
rungskraft, die an den anderen Wicklungen auftritt, abnehmende Wert J? sich dem in der obenstehenden
genügend kleiner ist als diejenige an den Erreger- Formel (5) festgelegten Schwingungsgrenzwert nähert;
wicklungen 10 und 11. Auf Grund der Hysteresis- dies geschieht in dem Maße, als die geradzahligen
Charakteristiken der Magnetkerne 6 und 7 sind L2, L4, 30 Harmonischen am Ausgang gegenüber der Magneti-
L6 ... generell keine reellen sondern komplexe Zahlen. sierungskraft am Eingang allmählich anwachsen und
Vorausgesetzt, der reelle Teil oder Widerstandsteil zur gleichen Zeit die Frequenzrückwirkung des Aus-
der Serienimpedanz des durch den nichtlinearen ganges auf den Eingang allmählich abnimmt (z. B.
Widerstand 17, die Ausgangswicklungen 12 und 13 »Theoretical Analysis of Second Harmonic Type
und die Kapazität 16 gebildeten geschlossenen Kreises 35 Magnetic Modulators and its Experimental Verifi-
sei R Ohm und unter der Annahme, die Kapazität 16 cation« by ISAO ASAI, SM Thesis 1961; Department
von C Farad habe eine rein imaginäre Impedanz, in of Electrical Engineering, MIT). Wenn auf diese Weise
diesem Fall würde der rein Ohmsche Widerstands- der Werti? den Schwingungsgrenzwert erreicht hat,
wert R mit dem Wert der an die Klemmen 21 und 22 wird die Zunahme unendlich, und zur gleichen Zeit
angelegten hochfrequenten Spannung variieren. Er 40 wird die Frequenzunabhängigkeit der als Modulator
wird zu einigen Ohm werden, wenn etwa 30 Volt einer arbeitenden Vorrichtung nur in einer sehr dichten
hochfrequenten Spannung mit einer Frequenz von Nachbarschaft zur Gleichstromkomponente oder zum
20 kHz angelegt sind, während er auf einige Megohm Null-Frequenzpunkt begrenzt sein. Sobald dann die
ansteigt, wenn über dem Widerstand 17 keine Span- Funktionsweise einmal den Schwingungsbereich hinter
nung liegt. 45 dem Grenzwert erreicht hat, setzt sich die Schwingung
Aus den bekannten Theorien des Parametrons in der gleichen Phase fort, und selbst wenn die Polarität
(z. B. »Theoretical Analysis of Second Harmonic Type des Eingangs umgekehrt wird, erfolgt keine Umkeh-
Magnetic Modulators and its Experimental Veri- rung der Ausgangsphase, d. h., durch die Einrichtung
fication« von ISAO ASAI, SM Thesis 1961, Depart- selbst wird die Schwingungsphase aufrechterhalten, bis
ment of Electrical Engineering, MIT.) ist herzuleiten, 50 die parametrische Schwingung aufhört. Daher ist sie
daß der Kreis zu parametrischen Schwingungen be- an den Klemmen 18 und 19 als ein Wechselstrom-
fähigt wird, wenn die Größe ausgang der Phase Null oder der Phase π, entsprechend
2 ω L0- —
2cüC
-4ß)2|L4|2 (4) entnehmen.
der Polarität der Eingangsmagnetisierungskraft, zu
55 Die Hochfrequenzsteuerkreise B und C bilden einen
negativ ist, wobei ω = 2 π/. gemeinsamen gesteuerten Schwingungskreis, der den
Dies ist eine Schwingungsbedingung für eine Fre- obenerwähnten Diskriminatorkreis^ anregt, die beiden
quenz von 2/. Das heißt, wenn der Wert der Kapa- Funktionsweisen, nämlich den Vorgang der magne-
zität 16 so bestimmt und festgelegt ist, daß die Reso- tischen Modulation und den Vorgang der para-
nanzfrequenz des Ausgangskreises 2/ beträgt oder 60 metrischen Schwingung, zu wiederholen; dabei spricht
„, 1 „ . . j -^j-TiJ- j der Kreis A während der Funktion als magnetischer
2coL° - Ύα>€ = ° lst' dann lst die Vefowmg der Modulator auf die Eingangs-Gleichstrommagneti-
parametrischen Schwingung mit 2/ gegeben durch sierung an, läßt durch allmähliches Reduzieren des
/?2 d 21 τ la (K\ Widerstandes R die Verstärkung ansteigen, erreicht
R — 4 ω IL41 < 0. (5) g5 ^6n Schwingungsgrenzwert, erzeugt eine parame-
Darin ist enthalten, daß es mit Hilfe des Wertes der trische Schwingung derselben Phase wie diejenige der
zwischen die Klemmen 12 und 22 gelegten hoch- 2. Harmonischen, die während seiner Funktion als
frequenten Spannung möglich ist, die parametrische Modulator erzeugt worden war, und hält danach die
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Ausgangsschwingung für einige Zeit unabhängig von me 69 wird eine Spannung von mehr als —6 Volt der Polarität des Einganges. Diese Wechsel der angelegt. Die am Emitter des Transistors 55 aufFunktionsweisen erfolgen durch die Steuerung so kon- tretende Spannung wird zur Basisspannung des tinuierlich (nicht in diskreten Stufen), daß die Anfangs- Transistors 57 und wird der Vereinigungsstelle des phase vollkommen durchgehalten wird bis zur Phasen- 5 Widerstandes 61 mit der Kapazität 59 durch die erste festlegung durch die parametrische Schwingung. Integrationsschaltung zugeführt, die aus dem Wider-
An dieser Stelle soll nun der Grund beschrieben stand 58 und der Kapazität 59 besteht. An dieser werden, warum die parametrische Schwingung nicht Stelle wird die Spannung anfangen, allmählich zu durch Änderung der Amplitude des den Magnetkern sinken, wenn die Emitterspannung des Transistors 55 erregenden Stromes gesteuert wird, wie dies in den io auf etwa —6 Volt fällt, und in etwa 100 bis 200 Milliüblichen Apparaten, bei denen parametrische Schwin- Sekunden ungefähr —6 Volt erreichen. Diese Spannung gungen vorkommen, der Fall ist, sondern durch wird über den Widerstand 61 der Basis des Transistors Steuerung der Impedanz der Sekundärwicklung. 63 zugeführt. Da jedoch an den Transistor 63 als
Wie oben beschrieben, ist es bei dem hier vor- Kollektorspannung eine durch die Widerstände 60 liegenden Gerät zum Unterschied von den Para- 15 und 62 geteilte, auf zwei Drittel des in F i g. 3 neben A metronteilen in Rechenmaschinen die Hauptsache, dargestellten Spannungswertes reduzierte Spannung die Richtung einer so klein als möglich gehaltenen angelegt ist, wird die Emitterspannung des Tran-Magnetisierungskraft zu erfassen. Daher ist es erfor- sistors 63 nicht weiter als auf —4 Volt sinken. Sobald derlich, daß die Betriebseigenschaften, wie Null- die Basisspannung des Transistors 57 auf 0 Volt zuabweichung oder Störpegel, als magnetischer Modu- 20 rückkehrt, wird innerhalb einiger Millisekunden die lator im Zustand vor dem Beginn der Funktion als Kollektorspannung des Transistors 63 auf etwa 0 Volt Parametron ausreichend gut sind, weil die Empfind- zurückgehen, während die in der Kapazität 59 anlichkeit der Diskriminierung völlig von diesen Eigen- gesammelte elektrische Ladung sich durch den Emitter schäften abhängt. Es ist daher für die erfindungs- und den Kollektor des Transistors 63, sowie durch den gemäße Anordnung sehr unerwünscht, während des 25 Widerstand 61 entlädt. Bei Werten der Widerstände 58, Arbeitsvorganges als magnetischer Modulator einen 61, 62 und 64 von 10, 100, 40 Ohm und 1 Kiloohm größeren Speichereffekt, geringere Empfindlichkeit und der Kapazität 59 von etwa 50 μΡ wird die Emitter- und einen beliebig hohen Störpegel zu haben. Wenn spannung des Transistors 63 praktisch innerhalb von jedoch die Parametronschwingung durch Änderung etwa 4 Millisekunden auf 0 Volt zurückgehen, nachder Amplitude des Erregerstromes gesteuert werden 30 dem die Basisspannung des Transistors 57 auf 0 Volt soll, dann wird es schwierig, günstige Betriebseigen- zurückgekehrt ist. Als Folge davon stellt sich am schäften als magnetischer Modulator für einen Emitter des Transistors 63, am Emitter und an der größeren Bereich der Erregerstromwerte zu erlangen, Basis des Transistors 65 sowie an der Basis und dem und insbesondere wenn die erregende Amplitude klein Emitter des Transistors 67 die in F i g. 3 neben B darist, wird der Speichereffekt unvermeidlich groß. 35 gestellte Wellenform ein. Wenn man diese Spannung Die Steuerkreise B und C sollen nunmehr im ein- durch die Schalttransistoren 45 und 46 auf die Primärzelnen erklärt werden. Die Wicklungen 31 bis 34, ein wicklungen 47 und 48 des Transformators 50 auf-Widerstand 25, Transistoren 26 und 27 und ein Ferrit- bringt, so wird sich über der Sekundärwicklung 49 kern 35 bilden einen Oszillator von einer Frequenz die neben C in F i g. 3 dargestellte hüllkurvenmoduvon 20 kHz, an dessen Klemmen 28 eine Gleich- 40 lierte Rechteckspannung von 20 kHz einstellen. Wenn Spannungsquelle von 10 Volt liegt. Die Widerstände 23, man diese modulierte Rechteckspannung über die 24, 29 und 30 geben eine Vorspannung, die dazu be- Kapazität 20 von 1000 pF an den nichtlinearen Widerstimmt ist, den Beginn oder die Fortsetzung der stand 17 anlegt, dann verändert sich der Wert dieses Schwingung zu erleichtern, wenn das Gerät ein- Widerstandes auf die neben D in F i g. 3 dargestellte geschaltet oder der Oszillator stark belastet wird. 45 Weise. Für Hochfrequenz von etwa 20 kHz besitzt Dieser Oszillatorausgang von 20 kHz setzt den Tran- die Kapazität 16 in diesem Fall eine Impedanz von sistorschaltkreis, der aus den Transistoren 41 bis 46 etwa 7 Kiloohm, für die übliche Erregerstrombesteht, über die Dioden 37 und 38 und die Wider- frequenz / (z. B. 50 Hz) etwa 3 Megohm und etwa stände 39 und 40 durch den von der Sekundärwick- 1,4 Megohm für 100 Perioden der Ausgangsfrequenz lung 36 stammenden Oszillatorausgang in Gang. Dabei 50 von 2 /. Bei einer so hohen Steuerfrequenz wie werden Impedanzen zwischen Emitter und Kollektor 20 kHz hat nichts außer der Änderung des Wertes des der Transistoren 45 und 46 wechselweise mit einer nichtlinearen Widerstandes 17 irgendeinen praktischen Frequenz von 20 kHz moduliert. Einfluß auf den aus den Magnetkernen 6 und 7 beim Steuerkreis C stellt 53 einen vorgespannten stehenden Diskriminatorkreis.
Einpuls-Generator dar. Wenn an die Klemmen 51 und 55 Der Grund, weshalb man den Widerstandswert R 52 getriggerte Pulsation, die einer Pulsationsserie mit des nichtlinearen Widerstandes 17 nicht diskret varieiner Pulsfrequenz von einem Stoß pro Sekunde an- iert, sondern allmählich mit einer Hochfrequenzgehört, angelegt wird, dann erzeugt der Pulsgene- spannung, deren Amplitude, wie C in F i g. 3 zeigt, rator 53 einen Impuls von etwa 50 Millisekunden. allmählich anwächst, soll nunmehr erläutert werden. Wenn der Pulsgenerator 53 nicht getriggert wird, so 60 Wenn der Diskriminatorkreis A unmittelbar in den stellt sich an der Basis des Transistors 55 eine Span- Schwingungszustand versetzt wird, fließen Komponung von etwa —6 Volt ein. Wird er getriggert, so nenten der ungeraden Harmonischen der Erregersteigt die Spannung auf etwa 0 Volt an, um nach frequenz auf Grund der geringfügigen Unterschiede etwa 50 Millisekunden auf —6VoIt zurückzukehren. der Charakteristiken zwischen den Magnetkernen 6 und Wenn der getriggerte Impuls alle Sekunden auf- 65 7 durch die Kreise 12, 13, 17 und 16, und von diesem gebracht wird, dann stellt sich an den Basen und an Strom kann die Phase der parametrischen Schwingung den Emittern der Transistoren 55 und 57 die neben A bestimmt werden. Da die Richtung des von den in F i g. 3 dargestellte Wellenform ein. An die Klem- ungeraden Harmonischen verursachten Spitzenstromes
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in jeder Halbperiode der Erregerfrequenz / umge- Situation wirkten die Eisenkerne 6 und 7 wie die eines schaltet wird und weil die Richtung der die Phase fest- gewöhnlichen Transformators, und daher war der haltenden Erregung, die von den ungeraden Har- Ausgang natürlich hoch), etwa 60 db oder 1000 betrug, monischen verursacht wird, jede Halbperiode von / Versuche ergaben, daß der so gebildete Kreis in vollumkehrt, muß die vom Eingang aufgebrachte Gleich- 5 kommener Weise seine Eingangspolarität für eine auf Strommagnetisierung beträchtlich groß sein, um den die Eingangsabwicklungen 8 und 9 aufgebrachte ausschlaggebenden Einfluß bei der Phasenblockierung Gleichstrommagnetisierung von 20 Mikroamperewinauszuüben, was unerwünschter Weise die Empfindlich- düngen diskriminierte. Der Erregerstrom ergab bei keit der Diskrimination herabsetzt. Wenn daher die diesem Versuch eine Erregungsintensität von etwa geraden Harmonischen, die in dem Arbeitsgang als xo 0,5 Amperewindungen pro Zentimeter als Spitzenmagnetischer Modulator ausgesandt werden, während wert. Wenn man bedenkt, daß die Koerzitivkraft eines der nichtlineare Widerstand 17 einen hohen Wider- gewöhnlichen hochpermeablen Magnetkernes etwa standswert aufweist, nicht groß genug sind, dann wird 0,1 Amperewindungen pro Zentimeter beträgt, dann die Schwingungsphase nicht immer mit der Polarität ist einzusehen, daß der obengenannte Wert es praktisch der Magnetisierungskraft des Eingangs in Überein- 15 sicherstellt, daß während des Betriebszustandes als Stimmung stehen. Es gibt jedoch im Prozeß des reiner magnetischer Modulator kein Speichereffekt in Wechselns der Betriebsart vor dem Schwingungs- Erscheinung tritt.
grenzwert einen Teil, in dem die Verstärkung wie bei In dem erfindungsgemäßen Komparator kann zu-
einem magnetischen Modulator sehr hoch ist, während sätzlich zu der Tatsache, daß überhaupt keine mecha-
die Abhängigkeit gering ist und nur ein geringer 20 nischen Bauelemente verwendet werden, eine beacht-
Speichereffekt in Erscheinung tritt. Wenn daher die lieh hohe elektrische Ausgangsleistung direkt dem
Schwingung nach dem Passieren eines solchen Teiles Diskriminatorkreis entnommen werden. Daher sind
in dem Prozeß eingeleitet wird, während der Einfluß Hochleistungsverstärker zum Antrieb kleiner Relais
der ungeraden Harmonischen im Verlauf des Vor- oder zum Triggern von Silikon-Steuergleichrichtern
ganges nicht so sehr schwankt, da die Amplitude der 25 wie in üblichen Spannungskomparatoren unnötig,
ungeraden Harmonischen nur von den magnetischen Vielmehr findet nur ein einfacher Verstärker geringer
Eigenschaften der Magnetkerne und der Erregung Leistung Verwendung. Die vorliegende Erfindung
abhängt, wird der Anteil der in Abhängigkeit selbst bringt dadurch verschiedene Vorteile, z. B. daß die
von einer äußerst kleinen Eingangsmagnetisierung Kosten pro Kanal durch Herabsetzung der Anzahl der
gebildeten geraden Harmonischen in der Lage sein, 30 Bestandteile gesenkt werden können und daß es mög-
den Anteil der ungeraden Harmonischen zu über- lieh ist, ein Gerät von großer Zuverlässigkeit und
treffen, und unmittelbar vor Blockierung der Phase langer Lebensdauer zu erhalten, das nur aus soliden
wird es daher möglich, die Ausgangsphase in ihrer Standardteilen besteht.
ausschließlichen Abhängigkeit von dem Eingang, d. h. Nunmehr sollen mit Bezug auf F i g. 4 und 5 einige
den Änderungen der Magnetisierung, festzulegen. Je- 35 Apparate erklärt werden, welche die Erfindung ent-
doch ist in einem Bereich nahe dem Schwingungs- halten.
grenzwert die Frequenzabhängigkeit als magnetischer F i g. 4 zeigt einen Teil eines Apparates, in dem die Modulator gering, so daß bei zu schnellem Herab- vorliegende Erfindung dazu verwendet ist, in einer setzen des Wertes des nichtlinearen Widerstandes 17 Temperaturkontroll- und Alarmanlage eine Ein- und das Anwachsen der geraden Harmonischen der 40 Ausschaltoperation zu vollziehen. Dabei werden für Zunahme der Verstärkung nicht zu folgen vermag und dieselben Teile dieselben Bezugsziffern verwendet wie beim Eintritt in den Schwingungsbereich die Phase in Fig. 1. Jedoch sind die Einzelheiten der Steuernicht allein durch die geraden Harmonischen fest- kreise B und C, die dazu dienen, durch Veränderung gelegt wird. Dies ist der Grund, weshalb man den Dis- des Wertes des nichtlinearen Widerstandes 17 die kriminatorkreis A allmählich in den Schwingungs- 45 Schwingung zu steuern, weggelassen, um Wiederbereich überführt. holungen zu vermeiden. In F i g. 4 bedeutet 71 einen Ferner ist es grundsätzlich vorzuziehen, daß das Ver- temperaturabhängigen Widerstand zum Messen der hältnis der Zeit, in der der Ausgang abgenommen Temperatur des kontrollierten Objektes, das durch werden kann, von Beginn bis zum Ende der Schwin- ein Rechteck aus durchgehenden Linien angedeutet gung zu der Zeit, in der der Ausgang nicht abgenom- 50 ist. 72 ist ein veränderbarer Widerstand zum Einmen werden kann (bis die nächste Schwingung be- stellen von Standardtemperaturen. 73 und 74 sind gönnen wird, nachdem die erste Schwingung beendet Festwiderstände, die zusammen mit einer Gleichwurde), größer ist. Daher ist es wünschenswert, daß stromquelle 70 von 5 Volt eine Wheatstonesche Gleichdas Beenden der Schwingung so schnell als möglich strombrücke bilden. Die unabgeglichene Spannung vollzogen wird. Zu diesem Zweck wird jedes Endteil 55 dieser Brücke wird den Eingangswicklungen 8 und 9 der Hüllkurve der Hochfrequenzspannung (C in der Magnetkerne 6 bzw. 7 zugeführt, um darauf eine F i g. 3), die dazu bestimmt ist, an den nichtlinearen Magnetisierungskraft zu erzeugen. 76 und 77 sind Widerstand 17 angelegt zu werden, rasch zum Kon- Wicklungen, die zur Alarmanlage gehören. 75 ist eine vergieren gebracht. In einer Schaltung gemäß F i g. 1 Stromquelle zur Erzeugung einer Magnetisierungswurden zwei Magnetkerne verwendet, die derart auf- 60 kraft auf den Wicklungen 76 und 77, welche der vom einander abgestimmt waren, daß das Spannungs- Strom durch die Wicklungen 8 und 9 erzeugten äquiverhältnis der ungeradharmonischen Spitzenspan- valent ist, wenn die Temperatur entweder der einnung, die auftritt, wenn man die Ausgangswicklungen gestellten oberen Grenze oder der unteren Grenze 12 und 13 differentiell mit den Erregerwicklungen 10 gleich ist. Die Stromquelle gibt nur Strom ab, wenn bzw. 11 verbindet, zu der ungeradharmonischen 65 die Alarmanlage des Systems in Gang gesetzt werden Spitzenspannung, die auftritt, wenn man die Ausgangs- soll.
wicklungen 12 und 13 differentiell mit den Eingangs- Die an den Ausgangsklemmen 18 und 19 des Dis-
wicklungen 8 bzw. 9 rückverbindet (in der letzteren kriminatorkreises in Abhängigkeit von der Polarität
11 12
der unabgeglichenen Brücke erhaltene Ausgangs- im Einschaltzustand, und die an der Klemme 98 wechselspannung der Phase Null oder π wird einmal liegende —250 Volt-Spannung wird durch die Widerdurch den Transistor 78 verstärkt, an dessen Kollektor stände 99 und 100 geteilt. Wenn jedoch ein gleich- und Emitter — 6VoIt bzw. +10VoIt durch die gerichteter Ausgang auftritt, dann befindet sich der Klemmen 19 bzw. 80 angelegt sind. Der am Emitter 5 Transistor 97 im Unterbrechungszustand, und die erhaltene Ausgang wird dann durch einen Phasen- —250 Volt-Spannung wird durch die drei Widerselektiwerstärker verstärkt. Der Block 88 bildet einen stände 99, 100 und 101 geteilt. Daher wird die Span-Phasendiskriminatorkreis, dessen Bezugsspannung sich nung an der Verbindungsstelle zwischen der Neonhauptsächlich aus der 2. Harmonischen der Wellen- lampe 102 und den Widerständen 99 und 100 zwischen form zusammensetzt, die von einem Zweiweggleich- io etwa—100 Volt im Normalzustand und etwa -200VoIt richter 108 stammt, wobei durch die Dioden 113 und in dem ein Ausgangssignal bewirkenden anomalen 114 nur der negative Teil von Bezugs- und Signal- Zustand wechseln. Da die Zündspannung dieser spannung ausgesiebt und an Kollektor und Emitter Neonlampe etwa 130 Volt und ihre Betriebsspannung des Transistors 81 angelegt wird. Mithin wird nur in etwa 80 Volt beträgt, vermag die dem Normalzustand dem Fall, daß die Phase des Diskriminatorausganges 15 entsprechende Spannung von —100 Volt sie nicht in und die Phase der Bezugsspannung übereinstimmen, Gang zu setzen. Hingegen wird sie gezündet, wenn die an den Sekundärwicklungen 85 und 86 eine Ausgangs- einem anomalen Ausgangssignal entsprechende Spanspannung auftreten, nicht aber, wenn jene Phasen um nung von —200 Volt auftritt, und sie bleibt danach π differieren. Daher tritt die Ausgangsspannung an den in Betrieb, bis die an ihr liegende Spannung unter Ausgangswicklungen 85 und 86 des Phasendiskrimi- 20 80 Volt sinkt. 103 ist eine Klemme zum Aufbringen natorkreises 88 im Fall auf, daß die Meßtemperatur eines Signalimpulses, der dazu bestimmt ist, das höher ist als die eingestellte obere Grenztemperatur Brennen der Lampe zu beenden, um in das nächste während der Periode des oberen Grenzvergleichs, und Intervall der Alarmauslösung einzutreten. Wenn an im Fall, daß die Meßtemperatur niedriger ist als die die Klemme 103 ein negativer Spannungsimpuls eingestellte untere Grenztemperatur während der 25 angelegt wird, sinkt die an der Neonlampe 102 Periode des unteren Grenzvergleichs, und schließlich liegende Spannung unter den Wert der Betriebsim Fall, daß die Meßtemperatur niedriger ist als die spannung und die Lampe erlischt. In diesem Teilfestgelegte Standardtemperatur während der Periode system wird die obere und untere Alarmauslösung alle der Ein-Aus-Schaltung. Das Ausgangssignal für die 60 Sekunden wiederholt. Sein Alarmsignal für den Ein-Aus-Schaltung, das dabei in der Wicklung 85 30 anomalen Zustand wird, angezeigt durch ein Lichtauftritt, wird durch einen Gleichrichter 89 gleich- signal der Neonlampe 102, kontinuierlich ausgesandt, gerichtet. Der gleichgerichtete Gleichspannungsaus- bis die nächste obere und untere Alarmkomparation gang wird durch eine Kapazität 90 geglättet und ist als durchgeführt wird, wobei durch den obenerwähnten Steuereingang für einen silikongesteuerten Gleich- negativen Spannungsimpuls zuvor rechtzeitig das Licht richter 91 vorgesehen. Die Stromquelle 92 eines Er- 35 abgeschaltet wird. 106 stellt eine Klemme zur Abnahme hitzers 93 wird dadurch aus- und eingeschaltet. Die eines eigenen Ausgangssignals des auf Grund des Glättungskapazität 90 ist für einen Wert von etwa Zündstromes über dem Widerstand 105 auftretenden 200 μΡ ausgelegt, so daß selbst in den Fällen, wo in Spannungsabfalles dar, das dazu verwendet wird, der Wicklung 85 keine Ausgangsspannung auftritt, eine Alarmhilfsvorrichtung, wie etwa eine Glocke oder wenn nämlich der Diskriminatorkreis A als ein 40 einen Summer od. dgl., auszulösen. Der Varistor magnetischer Modulator wirkt, für die ersten paar (nichtlineare Widerstand) 107 schließlich dient dazu, Dutzend Millisekunden eines jeden Intervalls der die obenerwähnte Signalamplitude auf einen festgeleg-Komparationszyklen der vorhergegangene Steuer- ten Wert zu beschränken, der in Abhängigkeit von ausgang kontinuierlich aufrechterhalten werden kann; dem nachfolgenden Kreis geeignet modifiziert werden obschon das Ergebnis des Vergleichs für die nach- 45 kann.
folgende Steuerung dasselbe ist, kann das auf den Wenn in dem in F i g. 4 dargestellten Alarmkreis
Steuergleichrichter 91 aufgebrachte Steuersignal vor der gemessene Eingangsstrom / größer als der Stanunnötigen Unterbrechungen bewahrt werden. dardstrom I1 der eingestellten oberen Grenze ist, wird
Die in der Wicklung 86 des Phasendiskriminator- der gleichgerichtete Ausgang für einen den anomalen kreises 88 auftretende Ausgangsspannung wird dazu 50 Zustand anzeigenden Alarm niemals hervorzubringen verwendet, bei Abweichung vom Normalzustand sein. Dieses Ein-Aus-Steuersystem kann dann nicht durch Überschreiten der oberen oder unteren Grenzen bei einer Einrichtung verwendet werden, die dazu Alarm auszulösen. Die Klemme 87 wird mit einer dient, die Überschreitung entweder einer oberen oder negativen Spannung beaufschlagt, die den Scheitelwert einer unteren Grenze durch gemessene Werte anzuder in der Wicklung 86 auftretenden Ausgangs- 55 zeigen. Für solche Zwecke dient der in F i g. 5 darspannung während der Ein-Aus-Steuerperiode über- gestellte Kreis, der so ausgebildet ist, daß der gemessene steigt, und wird nur während der zwei Perioden Strom / mit dem Standardstrom I1 der oberen und geerdet, in denen die Alarme am oberen und unteren dem Standardstrom I2 der unteren Grenze verglichen Grenzwert ausgelöst werden. Daher wird, unabhängig wird. Wenn der gemessene Strom / außerhalb der den von der Meßtemperatur, an der Verbindungsstelle 60 Standardströmen I1 bzw. I2 entsprechenden oberen zwischen der Kapazität 95 und dem Gleichrichter 94 und unteren Grenzen liegt, wird für Abweichungen während der Ein-Aus-Steuerungsperiode keine Span- nach oben die Alarmlampe L1 und für Abweichungen nung erscheinen. Nur in der Alarmperiode erscheint nach unten die Alarmlampe L2 zum Leuchten gebracht, das Ausgangssignal, wenn auf die Wicklung 86 In der α-Stellung der Schalter S1, S2 und S3 werden irgendein Signal gegeben wird. Wenn im Fall, daß kein 65 der gemessene Eingangsstrom / und der Standardgleichgerichteter Ausgang vom Gleichrichter 94 her strom I1 an die Eingangswicklungen 8 und 9 des vorhanden ist, auf die Klemme 96 eine Spannung von magnetischen Modulators A gelegt. Wie bereits be-—6 Volt gegeben wird, befindet sich der Transistor 97 schrieben, tritt in den Ausgangswicklungen 12 und 13,
entsprechend der Polarität des Größenunterschiedes von / und I1, eine null- oder π-phasige 2. Harmonische als Ausgang auf. Dieser Ausgang wird in gleicher Weise, wie mit Bezug auf F i g. 4 bereits erklärt wurde, an die Basis des Transistors 81 gelegt, wobei 5 durch den aus dem Transistor 78 bestehenden Puffer-Verstärker der Phasendiskriminatorkreis gebildet ist. Auf der anderen Seite wird der Erregerstrom (der Frequenz /) des magnetischen Modulators durch den Gleichrichter 108 bezüglich beider Halbwellen gleichgerichtet, und an eine Klemme 83 der Primärwicklung 82 des Eisenkerns 84 wird die Standardphase mit einer Frequenz von 2/ gelegt. Daher wird im Fall, daß die Phasen der oben erwähnten zwei Signale der 2. Harmonischen um π differieren (für den Normalzustand von / < I1), in der Sekundärwicklung 110 des Eisenkerns 84 kein einen anomalen Zustand anzeigendes Ausgangssignal erzeugt werden. Falls jedoch beide Ströme von derselben Phase sind (entsprechend einem anomalen Zustand von / > I1), wird an der Sekundärwicklung 110 ein den anomalen Zustand anzeigendes Signal erscheinen, so daß dadurch die Alarmlampe L1 über den Selbsthaltekreis 111 zum Aufleuchten gebracht wird.
Dann wird in dem obenerwähnten Apparat, wenn die Schalter S1, S2 und S3 gemeinsam geschlossen und mit der έ-Seite verbunden sind, im Fall, daß der Eingangsstrom / kleiner als der eingestellte Standardstrom /a für den unteren Grenzwert ist, oder im anomalen Fall von / < I2 der auf die Basis des Transistors 81 im Phasendiskriminatorkreis A aufgebrachte Ausgang des magnetischen Modulators von der gleichen Phase sein wie in dem obenerwähnten Fall von / < I1. Da jedoch die Phase der Wicklung 82 im Normalzustand von / < I2 durch den Schalter S2 umgekehrt wird, gibt es keinen phasensensitiv gleichgerichteten Ausgang, und nur im anomalen Zustand von / < I2 wird der gerichtete Ausgang auftreten und die eine Überschreitung der unteren Grenze anzeigende Lampe L2 zum Aufleuchten bringen. Das vorliegende Gerät kann nicht bloß dazu verwendet werden, die Überschreitung einer oberen und einer unteren Grenze anzuzeigen, sondern auch in einer Steuervorrichtung, bei der die Ausgangssignale als Steuersignale Verwendung finden. Ferner können in Fällen, wo der Steuervorgang aus mehreren Schritten besteht, drei oder mehr unterschiedlich einstellbare Standardströme Verwendung finden.

Claims (3)

Patentansprüche: 5"
1. Spannungs- oder Stromkomparator, welcher bei Abweichung einer zu messenden Gleichspannung von einer Bezugsgleichspannung oder bei Abweichung eines zu messenden Gleichstroms von einem Bezugsgleichstrom eine Ausgangswechselspannung abgibt, mit einer Magnetkernanordnung, mit Steuerwicklungen an der Magnetkernanordnung zur Steuerung des Magnetisierungszustandes der Magnetkernanordnung durch die Meß- und Bezugsspannung oder den Meß- und Bezugsstrom und mit einer von einer Wechelstrom-Erregerquelle versorgten Erregerwicklung an der Magnetkernanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß an der Magnetkernanordnung (6,7) Ausgangswicklungen (12,13) vorgesehen sind, welche mit einem nichtlinearen Widerstand (17) und einem Kondensator (16) in Reihe zu einem Ausgangskreis zusammengeschaltet sind, daß die Induktivität der Ausgangswicklungen (12,13) und der Kondensator (16) so gewählt sind, daß der Ausgangskreis etwa auf den doppelten Wert der Frequenz des Erregerwechselstromes abgestimmt ist, daß zu dem als veränderbares Dämpfungsglied in dem Ausgangskreis dienenden nichtlinearen Widerstand (17) eine Hochfrequenzwechselstromquelle (B, C) parallel geschaltet ist, daß die Frequenz des Hochfrequenzwechselstromes (B, C) höher als die zweite Oberwelle des Erregerwechselstromes ist, daß die Amplitudeneinhüllende des Hochfrequenzwechselstromes zur Veränderung des Widerstandswertes des nichtlinearen Widerstandes (17) periodische Schwankungen aufweist, wodurch die Magnetanordnung (6, 7) in Zusammenwirkung mit dem Ausgangskreis wechselweise periodisch als magnetischer Modulator oder als parametrischer Oszillator betrieben wird und auf diese Weise die Ausgangswechselspannung in dem Ausgangskreis erzeugt — als magnetischer Modulator, wenn der Widerstandswert über einem kritischen Wert liegt, und als parametrischer Oszillator, wenn der Widerstandswert den kritischen Wert unterscheidet —, wobei die Phase der Ausgangswechselspannung bei Betrieb der Magnetanordnung (6, 7) als magnetischer Modulator von der Polarität der Abweichung der Meßgröße von der Bezugsgröße abhängt, wobei die Phase aber bei Betrieb der Magnetkernanordnung (6, 7) als parametrischer Oszillator von der Meß- und Bezugsgröße unabhängig ist und den Zustand vom Zeitpunkt des Überganges vom Modulatorzum Oszillatorbetrieb beibehält.
2. Anzeige- und Steuergerät unter Verwendung eines Komparators nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu messende Strom und der Bezugsstrom gesonderten Steuerwicklungen (8, 9; 76, 77) zugeführt sind, daß die Ausgangswechselspannung des Komparators (A) einem phasenempfindlichen Gleichrichter (88) zugeführt ist, an den weiterhin ein von dem Erregerwechselstrom (14) abgeleiteter Vergleichswechselstrom angeschaltet ist, dessen Frequenz gegenüber der Frequenz des Erregerwechselstromes verdoppelt ist, und daß das Ausgangsgleichstromsignal des phasenempfindlichen Gleichrichters (88) zur Anzeige oder zur Auslösung einer Steuerfunktion benutzt ist.
3. Anzeige- und Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es so ausgebildet ist, daß mindestens zwei verschiedene Bezugsströme einstellbar sind und daß die Einstellung der Bezugsströme synchron mit einer Phasenumkehr des Vergleichswechselstromes erfolgt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 932 508.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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DE932508C (de) * 1938-12-15 1955-09-01 Siemens Ag Einrichtung zum Messen von Gleichstroemen oder Gleichspannungen

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