DE974192C

DE974192C - Arrangement for converting an angular position into a contact position

Info

Publication number: DE974192C
Application number: DES35901A
Authority: DE
Inventors: Hans Siems
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-10-17
Filing date: 1953-10-17
Publication date: 1960-10-13

Description

Für die Fernmessung bzw. Fernanzeige von Meßgrößen sind Meßwertgeber bekannt, die eine dem Meßwert proportionale Winkelstellung in eine definierte Kontaktstellung umformen. Für eine dekadische Anzeige in drei Dezimalstellen werden beispielsweise drei Geber im Übersetzungsverhältnis ι : ro vom Meßwert verstellt. Jeder Geber besitzt zehn Kontakte, von denen jeder einem Winkelbereich von 36⁰ des Geberumfangs zugeordnet ist. Vom Geber wird jeweils der Kontakt geschlossen, in dessen Winkelbereich der Meßwert sich bewegt. Um eine definierte Kontaktgabe beim Übergang von einem Winkelbereich auf den benachbarten Winkelbereich zu erhalten, müssen sogenannte Schrittschaltwerke benutzt werden, bei denen eine sprunghafte Fortschaltung von einem Winkelwert auf den nächsten Winkelwert erfolgt.For remote measurement or remote display of measured variables, transducers are known which convert an angular position proportional to the measured value into a defined contact position. For a decadic display in three decimal places, for example, three transmitters are adjusted in the transmission ratio ι: ro from the measured value. Each encoder has ten contacts, each of which is assigned an angular range of 36 ⁰ of the encoder circumference. The contact in the angular range of which the measured value moves is closed by the transmitter. In order to obtain a defined contact at the transition from one angular range to the adjacent angular range, so-called stepping mechanisms must be used, in which there is an abrupt progression from one angular value to the next angular value.

Das sprunghafte Schalten wird durch mechanische Rastungen erreicht. Derartige Anordnungen erfordern einen großen mechanischen Aufwand und benötigen zur Verstellung, ein relativ großes Drehmoment, das in den meisten Fällen vom Meßinstrument nicht ohne die Zwischenschaltung zusätzlicher Verstärkereinrichtungen, wie Nachlaufmotoren od. dgl., aufgewendet werden kann. Eine mechanische Abbildung der Meßgröße innerhalb eines Winkelbereichs von 360⁰ ist jedoch notwendig, damit bei einem Spannungsausfall infolge einer Störung kein Auseinanderlaufen von Meßwert und elektrisch übertragener Anzeige auftreten kann.The sudden switching is achieved by mechanical detents. Such arrangements require a great deal of mechanical effort and require a relatively large torque for adjustment, which in most cases cannot be used by the measuring instrument without the interposition of additional amplifier devices, such as trailing motors or the like. However, a mechanical illustration of the measured variable within an angular range of 360 ⁰ is necessary, so that occur when a power failure due to a fault is no divergence of measured and electrically transmitted display.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Umformung einer durch einen Meßwert gegebenen Winkelstellung in eine Kontaktstellung,The invention relates to an arrangement for converting a given by a measured value Angular position in a contact position,

009 614/4009 614/4

vorzugsweise für die Fernmessung nach dem Impuls-Telegrammverfahren, mit über einem Kreisumfang in gleiche Einheiten unterteilten Kontaktsegmenten, mit einem entsprechend dem Winkelwert verstellbaren, die Segmente abtastenden Schleifer, der beim Übergang von einem Segment auf das benachbarte beide Segmente berührt, sowie mit einer nach der dualen Zahlenfolge gestaffelten Relaiskette. Bei einer solchen, einen umlaufendenpreferably for remote measurement using the pulse telegram method, with contact segments divided into equal units over a circumference, with one corresponding to the angle value adjustable grinder, which scans the segments and works when changing from one segment to the adjacent two segments touched, as well as with a staggered according to the dual number sequence Relay chain. With one such, a circulating one

ίο Meßwertgeber darstellenden Anordnung soll jede mechanische Rast, vermieden werden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jedem Kontakt des Schleifers so viel Kontaktsegmente zugeordnet sind, als dem Stellenwert der betreffen-ίο The arrangement representing the transducer should each mechanical rest, to be avoided. This is achieved according to the invention in that each Contact of the wiper, as many contact segments are assigned as the importance of the relevant

X5 den Kontaktstellung im dualen Zahlensystem entspricht (z. B. Kontaktstellung i, ein Kontaktsegment, Stellung 3, zwei Segmente, Stellung 4, ein Segment, Stellung 7, drei Segmente usw.), daß die Kontaktsegmente mit den zugeordneten Relais der Relaiskette verbunden sind und daß in den Zuleitungen zu den Relais, die beim Weiterrücken des Schleifers entsprechend der Einstellung nach dem dualen Zahlensystem abfallen müssen, Ruhekontakte der Relais angeordnet sind, die über die vom Schleifer berührten Kontaktsegmente neu bzw. zusätzlich ansprechen.X5 corresponds to the contact position in the dual number system (e.g. contact position i, one contact segment, position 3, two segments, position 4, one segment, position 7, three segments, etc.) that the contact segments with the associated relay the relay chain are connected and that in the supply lines to the relay, which when moving on of the wiper must drop according to the setting according to the dual number system, normally closed contacts of the relays are arranged, which are newly or address additionally.

Es sind zwar Relaisschaltungen bekannt, bei denen die Haltestromkreise mehrerer Relais über Arbeits- und Ruhekontakte derart an spannungführende Leitungen angeschlossen sind, daß beim Ansprechen eines Relais die Anschlüsse zu den Haltewicklungen sämtlicher anderen Relais unterbrochen werden. Das Ansprechen eines Relais bringt also alle anderen,Relais zum Abfallen. Bei der Erfindung handelt es sich dagegen um eine andere Aufgabenstellung, nämlich die kontinuierliche Bewegung· eines Schleifers über einer größeren Anzahl von Kontaktsegmenten diskontinuierlich in einen Meßwert umzuformen. Für eine derartige Meßwertumformung wurden bisher immer Schaltwerke mit mechanischer Rastung, d. h. sprunghafter Fortschaltung von einem Winkelwert des Schleifers auf den nächsten Winkel wert, verwendet. Im Zusammenhang mit derartigen An-Ordnungen sind auch bereits in dualer Zahlenfolge gestaffelte Relaisketten verwendet worden. Mit den Kontakten von vier derartig gestaffelten Relais lassen sich die Zahlen von 1 ... 15 bzw. fünfzehn Stufen des Meßwertes darstellen. Den Relais sind die Zahlenwerte 1, 2, 4, 8 zugeordnet, durch deren Kombination die genannten fünfzehn Stufen entstehen. There are relay circuits known in which the holding circuits of several relays over Working and normally closed contacts are connected to live lines that when If a relay responds, the connections to the holding windings of all other relays are interrupted will. The response of a relay causes all other relays to drop out. at The invention, however, is about a different task, namely the continuous Movement of a slider over a large number of contact segments discontinuously to be converted into a measured value. For such a conversion of measured values have always been Rear derailleurs with mechanical detent, d. H. abrupt progression from an angle value of the grinder to the nearest angle worth used. In connection with such arrangements relay chains staggered in a dual sequence of numbers have also already been used. With the The numbers from 1 ... 15 or fifteen can be assigned to contacts of four relays staggered in this way Display steps of the measured value. The relays are assigned the numerical values 1, 2, 4, 8, through their Combination of the mentioned fifteen stages arise.

Da der Meßwert für die Übertragung .nach dem dekadischen Zahlensystem durch die Beschallung von zehn vom Sender abgetasteten Kontakten dargestellt wird, muß die nach dem dualen Zahlensystem vorliegende Relaisstellung über die Kontakte der Relais in eine entsprechende Kontaktstellung für die zehn Ausgänge umgewandelt werden. Für die Übertragung eines mehrstelligen Meßwertes werden über Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis ι : 10 mehrere Schleifer miteinander gekuppelt. Jeder Dekade sind also zehn Ausgänge zugeordnet, die vom Fernsender in an sich bekannter Weise abgetastet werden. Der Meßwert wird hierbei dadurch abgebildet, daß jeweils ein Ausgang in jeder Dekade Spannung führt. Zur Darstellung des Wertes 225 z. B. führt der fünfte Kontakt der ersten Dekade und der zweite Kontakt der zweiten und dritten Dekade Spannung. Der die Kontakte der Reihe nach abtastende Fernsender gibt auf den entsprechenden Kontakten einen Impuls auf die Fernleitung.Since the measured value for the transmission .according to the decadic number system through the sound reinforcement is represented by ten contacts scanned by the transmitter, must be according to the dual number system existing relay position via the contacts of the relay in a corresponding contact position for the ten outputs to be converted. For the transmission of a multi-digit Measured values are transmitted to each other via gears with a gear ratio of ι: 10 several grinders coupled. So ten outputs are assigned to each decade, those from the remote transmitter in can be scanned in a known manner. The measured value is represented by the fact that in each case one output carries voltage every decade. To display the value 225 z. B. leads the fifth Contact of the first decade and the second contact of the second and third decade Voltage. The who Remote transmitters scanning contacts one after the other gives an impulse to the corresponding contacts on the pipeline.

An Hand der Zeichnung wird später die Beschattung einer Dekade eines solchen dekadischen Systems beschrieben.On the basis of the drawing, the shading of a decade will later become such a decadic one Systems described.

Da der Schleifer mit relativ geringem Kontaktdruck auf den Segmenten aufliegt, wird zur Verstellung nur ein sehr kleines Drehmoment benötigt, das auch von Meßwerken mit kleinen Verstellkräften aufgebracht werden kann. Die Winkelstellung des Schleifers wird über die Segmente und ihre Verbindungen mit den in dualer Zahlenfolge gestaffelten Relais in eine definierte Kontaktstellung umgeformt. Für eine Unterteilung des Umfangs in zehn Teile, d. h. zur Darstellung der Meßwerte 1 bis 10 sind vier Relais erforderlich, denen die Werte 1, 2, 4, 8 zugeordnet sind. Durch Kombination dieser Werte lassen sich die Zahlen von ι bis 15 darstellen. Damit beim Übergang des Schleifers von einem Segment auf das benachbarte Segment nur jeweils die Kontaktbahn, die der Schleiferstellung entspricht, geschlossen ist, sind in jeder Verbindung eines Relais mit dem zugehörigen Segment Unterbrechungskontakte des in der dualen Stellenzahl nächsthöheren Relais angeordnet, so daß beim Übergang des Schleifers auf den nächsthöheren Zahlenwert gleichzeitig mit dem Herstellen des neuen Kontaktweges der bisher ge^ schlössen« Kontaktweg unterbrochen wird. ^l!>o Since the grinder rests on the segments with relatively little contact pressure, only a very small torque is required for adjustment, which can also be applied by measuring mechanisms with small adjustment forces. The angular position of the wiper is transformed into a defined contact position via the segments and their connections with the relays staggered in a dual sequence of numbers. To divide the scope into ten parts, ie to display the measured values 1 to 10, four relays are required, to which the values 1, 2, 4, 8 are assigned. The numbers from ι to 15 can be represented by combining these values. So that when the slider passes from one segment to the adjacent segment, only the contact path that corresponds to the slider position is closed, interruption contacts of the next higher relay in the dual number of digits are arranged in each connection of a relay with the associated segment, so that when the Grinder to the next higher numerical value at the same time as the establishment of the new contact path, the previously closed contact path is interrupted. ^l! > o

Der Kreisumfang des Schleifers kann auch beispielsweise in hundert Teile eingeteilt und jedem Teilwinkel entsprechende Kontaktsegmente zugeordnet sein. Unter Umständen ist es zweckmäßig, den Kreisumfang unmittelbar in Dualzahlen, z. B. ^x°5 in dreiundsechzig oder einhundertsiebenundzwanzig Teile einzustellen. Will man die mit einer großen Unterteilung verbundene Vielzahl von Kontaktsegmenten vermeiden, so werden, wie bisher üblich, mehrere Schleifer durch mechanische Übersetzun- ^¹⁰ gen (zur Darstellung von Dezimalzahlen Übersetzungsverhältnis ι : 10) miteinander verbunden. Wenn das für solche mechanische Übersetzungen benötigte größere Drehmoment vom Meßinstrument nicht aufgebracht werden kann, wird zweckmäßig nur ein Schleifer mit der entsprechenden Kontaktbahn verwendet und die vollen Umdrehungen des Schleifers in einem elektrischen Speicherwerk mit dem Drehsinn entsprechender Wertigkeit festgehalten. Das Speicherwerk arbeitet dann in der Weise, daß bei Rechtsdrehung des Schleifers die vollen Umdrehungen addiert und bei Linksdrehung subtrahiert werden.The circumference of the grinder can also be divided into a hundred parts, for example, and corresponding contact segments can be assigned to each partial angle. Under certain circumstances it is useful to convert the circumference directly into binary numbers, e.g. B. ^x ° 5 to be set in sixty-three or one hundred and twenty-seven parts. If one wants to avoid the large number associated with a large subdivision of contact segments, several grinders, as was previously usual, by mechanical tios (ι to represent decimal numbers ratio: 10) ^ ¹⁰ gen connected. If the larger torque required for such mechanical translations cannot be applied by the measuring instrument, only a grinder with the appropriate contact track is expediently used and the full revolutions of the grinder are recorded in an electrical storage mechanism with the direction of rotation of the appropriate value. The storage unit then works in such a way that the full revolutions are added when the grinder is turned to the right and subtracted when the grinder is turned to the left.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung arbeitenden Anordnung zur Darstellung eines in zehn Teile unterteiltenIn the drawing is an embodiment of an arrangement operating according to the invention to represent a divided into ten parts

Winkelbereiches des Meßwertes von 360⁰ dargestellt. Fig. ι zeigt hierbei die Anordnung des Schleifers mit den Kontaktsegmenten und die Verbindung der Segmente mit den vier in dualer Zahlenfolge gestaffelten Relais. Fig. 2 stellt die Relaiskontakte dar, über die entsprechend der Winkelstellung des Schleifers an einen der zehn Ausgänge zum Fernsender jeweils die Batteriespannung angelegt wird. Fig. 3 schließlich zeigt wie an das gleiche Relais angeschlossene benachbarte Kontaktsegmente zweckmäßig zu einer zusammenhängenden Kontaktbahn verbunden werden.Angular range of the measured value of 360 ^{0 is} shown. Fig. Ι shows the arrangement of the wiper with the contact segments and the connection of the segments with the four relays staggered in a dual sequence of numbers. Fig. 2 shows the relay contacts via which the battery voltage is applied to one of the ten outputs to the remote transmitter in accordance with the angular position of the wiper. Finally, FIG. 3 shows how adjacent contact segments connected to the same relay are expediently connected to form a coherent contact path.

Die Wirkungsweise der Anordnung soll an Hand der Fig. 1 näher erläutert werden. In der gezeichneten Stellung des an den Pluspol der Batterie angeschlossenen Schleifers fließt der Strom über das äußere Segment 1 und die geschlossenen Kontakte 2_V 4j zur Wicklung des Relais 1, das hierdurch erregt wird und seinen Kontakt I₃ in Fig. 2 schließt. Die Batteriespannung liegt am Kontakt 1 in Fig. 2, und die Kontaktstellung entspricht dem Meßwert 1. Bewegt sich der Schleifer weiter entgegen dem Uhrzeigersinn auf das Kontaktsegment 2, so fließt der Strom, sobald der Schleifer das mittlere Kontaktsegment 2 berührt, über den geschlossenen Kontakt 4₂ zum Relais 2 und dieses spricht an, wodurch sofort durch Öffnen des Kontaktes 2j das Relais 1 zum Abfallen gebracht wird. In Fig. 2 ist jetzt der Kontakt 2₃ nach unten umgelegt und die Batteriespannung an den Ausgang 2 gelegt. Der die Kontakte 1 bis 10 abtastende Fernsender gibt also den Meßwert 2 in die Fernleitung. Bewegt sich der Schleifer weiter auf die Kontaktsegmente 3, so fließt der Batteriestrom über das äußere Segment 3 und den geschlossenen Kontakt J^₁ zum Relais 1 und über das mittlere Segment 3 über den geschlossenen Kontakt 4₂ zum Relais 2. Es haben also die Relais 1 und 2 angezogen, und in Fig. 2 ist durch Umlegen der Kontakte 2₃ und I₄ die Batteriespannung an den Ausgang 3 gelegt. Gelangt der Schleifer auf das Segment 4, so fließt der Batteriestrom über das äußere Segment 4 und den geschlossenen Kontakt 8₃ zum Relais 4, das durch sein Ansprechen die Kontakte ^₁ und 4₂ öffnet und damit die Relais 1 und 2 zum Abfallen bringt. In Fig. 2 ist durch Umlegen des Kontaktes 4₃ die Batteriespannung an den Ausgang 4 gelegt worden. In der Stellung 5 des Schleifers zieht wieder das Relais 1 zusätzlich an, während Relais 4 erregt bleibt, so daß die Batteriespannung am Ausgang 5 in Fig. 2 liegt. Entsprechend wird in Stellung 6 des Schleifers das Relais 1 zum Abfallen gebracht (Kontakt 2₂ öffnet), während das Relais 2 über das mittlere Segment 6 Spannung erhält. In Stellung 7 wird wiederum über das äußere Segment 7 das Relais 1 zusätzlich erregt und in Fig. 2 die Batteriespannung an den Ausgang 7 gelegt. Beim Übergang des Schleifers auf das Segment 8 schließlich fallen sämtliche Relais die in Stellung 7 angezogen hatten, nämlich die Relais i,.2, 4, ab, da das Relais 8 über das äußere Segment 8 erregt wird, und mit seinen Kontakten S₁, 8₂, 8₃ die Stromkreise der Relais 1, 2 und 4 unterbricht. In Fig. 2 ist der Kontakt 8₄ umgelegt und die Batteriespannung an den Ausgang 8 angeschlossen. In der Stellung 9 des Schleifers schließlich erhält wieder das Relais 1 Strom, während in Stellung 10 (o) das Relais 1 abgeworfen und Relais 2 zum Ansprechen gebracht wird. Beim Übergang von der Stellung 10 (o) auf Stellung 1 beginnt der Zyklus von vorn, da bei Ansprechen des Relais 1 das Relais 8 abgeworfen wird. Bei einer Drehung des Schleifers im umgekehrten Sinne verlaufen die Vorgänge in ähnlicher Weise und sind ohne nähere Erläuterungen an Hand des Schaltbildes zu verfolgen.The mode of operation of the arrangement will be explained in more detail with reference to FIG. In the illustrated position of the wiper connected to the positive pole of the battery, the current flows via the outer segment 1 and the closed contacts 2 _V 4j to the winding of the relay 1, which is thereby excited and its contact I ₃ in FIG. 2 closes. The battery voltage is at contact 1 in Fig. 2, and the contact position corresponds to the measured value 1. If the wiper continues to move counterclockwise onto contact segment 2, the current flows through the closed contact as soon as the wiper touches the middle contact segment 2 4 ₂ to relay 2 and this responds, which immediately causes relay 1 to drop out by opening contact 2j. In FIG. 2, the contact 2 ₃ is now folded down and the battery voltage is applied to output 2. The remote transmitter scanning contacts 1 to 10 sends measured value 2 to the long-distance line. If the slider moves further on the contact segments 3, the battery current flows via the outer segment 3 and the closed contact J ^ ₁ to relay 1 and via the middle segment 3 via the closed contact 4 ₂ to the relay 2. So it has the relays 1 and 2 are attracted, and in Fig. 2, the battery voltage is applied to output 3 _{by switching contacts 2 3} and I _4. When the slider reaches segment 4, the battery current flows through the outer segment 4 and the closed contact 8 ₃ to relay 4, which, when activated, opens contacts ^ ₁ and 4 ₂ and thus causes relays 1 and 2 to drop out. In Fig. 2, the battery voltage has been applied to the output 4 _{by switching the contact 4 3.} In position 5 of the wiper, relay 1 also picks up again, while relay 4 remains energized, so that the battery voltage is at output 5 in FIG. Correspondingly, in position 6 of the wiper, relay 1 is made to drop out (contact 2 ₂ opens), while relay 2 receives voltage via the middle segment 6. In position 7, the relay 1 is additionally energized via the outer segment 7 and the battery voltage is applied to the output 7 in FIG. When the slider passes over to segment 8, all relays that had picked up in position 7 drop out, namely relays i, .2, 4, since relay 8 is excited via outer segment 8, and with its contacts S ₁ , 8 ₂ , 8 ₃ interrupts the circuits of relays 1, 2 and 4. In FIG. 2, the contact 8 _{4 is} folded over and the battery voltage is connected to the output 8. Finally, in position 9 of the wiper, relay 1 receives power again, while in position 10 (o) relay 1 is thrown off and relay 2 is made to respond. When changing from position 10 (o) to position 1, the cycle starts all over again, since relay 8 is thrown off when relay 1 responds. If the grinder is rotated in the opposite direction, the processes proceed in a similar way and can be followed using the circuit diagram without further explanation.

Fig. 3 zeigt schließlich, wie die benachbarten, an die gleichen Relais angeschlossenen Kontaktsegmente zweckmäßig zu einer zusammenhängenden Kontaktbahn verbunden werden.Finally, FIG. 3 shows how the adjacent contact segments connected to the same relay are expediently connected to form a coherent contact track.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for converting an angular position given by a measured value into a contact position, preferably for remote measurement using the pulse telegram method, with contact segments subdivided into equal units over a circumference and with one that is adjustable according to the angular value and that scans the segments Grinder, the one when the transition from one segment to the two adjacent segments touched, as well as with a relay chain staggered according to the dual sequence of numbers, thereby characterized in that so many contact segments are assigned to each contact of the wiper, than corresponds to the status of the relevant contact position in the dual number system (e.g. contact position 1, one contact segment, position 3, two segments, position 4, on Segment, position 7, three segments, etc.) that the contact segments with the associated Relays of the relay chain are connected and that in the supply lines to the relay, which at Move the grinder further down according to the setting according to the dual number system must, normally closed contacts of the relays are arranged, which are touched by the wiper Address contact segments new or additionally.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the relays staggered according to the dual sequence of numbers switch voltage to outputs via their contacts, which according to the decadal number system are staggered.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the circumference of the grinder decadic z. B. in ten or a hundred contact segments is divided.

4. Arrangement according to claim 1, characterized by the binary number system corresponding number of contact segments (thirty-one, sixty-three, one hundred twenty-seven or the like).

5 · Arrangement according to claim ι and the following, characterized by several by means of mechanical translations (preferably in Transmission ratio ι: io) interconnected Slider with appropriate contact tracks.

6. Arrangement according to claim ι and following, characterized in that only one Grinder with the associated contact track is used and that an electrical storage unit to store the number of full revolutions of the grinder with the direction of rotation of the appropriate value, z. B. Addition for clockwise rotation, subtraction for counterclockwise rotation.

7. Arrangement according to claim 1 and the following, characterized in that adjacent contact segments connected to the same relay to a contiguous one that extends over a number of corresponding segments Contact path are connected.

Considered publications:
German Patent Nos. 671 356, 895 262, 230, 607 867, 615 222, 848 615, 905 583.

For this purpose ι sheet of drawings

Θ 609 514/247 5. 56 (009 614/4 10.60)Θ 609 514/247 5. 56 (009 614/4 10.60)