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Direkt registrierender elektrischer Impuls-Frequenzmesser.
Im nachfolgenden wird eine neue Anordnung beschrieben, die es ermöglicht, die von irgendeiner kontaktgebenden Einrichtung herrührende Gesamtzahl der Impulse in einer bestimmten Zeiteinheit, beispielsweise einer Minute, auf direkten Zeigerausschlag eines elektrischen Messinstrumentes zu übertragen. Es soll also mit dieser Anordnung erreicht werden, die jeweilige Impulsfrequenz unmittelbar aus der Zeigerstellung abzulesen, u. zw. vorzugsweise in dem Sinne, dass mit zunehmender Impulsfrequenz der Zeigerausschlag im Uhrzeigersinn sich vergrössert.
Die Anordnung besteht nach Fig. 1 aus einem Kondensator Cl, der in Serie mit einem Widerstand W an eine konstante Gleichspannung gelegt wird. Der Kondensator C 1 lädt sich nach einem Exponentialgesetz allmählich auf. Die Ladezeit zur Erreichung einer bestimmten Spannung am Kondensator ist bekanntlich von dem Produkte W. Cl abhängig. Parallel an den Kondensator C 1 ist nun erfindungsgemäss über einen Relaiskontakt 1, 2 ein zweiter Kondensator C 2 meist geringerer Kapazität als Cl geschaltet, der bei Auftreten des Impulses an Cl gelegt und unmittelbar nach Aufhören des Impulses über das Kontaktpaar 2 und 3 entladen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem neu einsetzenden Impuls.
Es wird daher eriindungsgemäss dem Kondensator C 1 pro Impuls eine bestimmte Elektrizitätsmenge entzogen, deren Grösse sich aus der Grösse C und C1 sowie aus dem momentanen Spannungswert des Kondensators C 1 im Augenblick der Parallelschaltung berechnen lässt. Durch die wiederholte Entnahme von Elektrizitätsmengen aus Cl durch C 2 sinkt die Spannung von C 1 so lange, biss die pro Zeiteinheit aus diesem Kondensator entnommene Elektrizitätsmenge der durch den Widerstand W zufliessenden das Gleichgewicht hält.
Die Fig. 2 zeigt ein Kurvenbild der Ladespannungen an C J für den Fall, dass beispielsweise eine Spannung E = 65 Volt und das Produkt W. C 1 = 15 gewählt wird.
Für eine bestimmte Grösse von C 2, die beispielsweise 0'115 vOn Cl gewählt wird, sind die sich selbsttätig einstellenden Spannungen am Kondensator C für Impulsfrequenzen von 40,60 und 120 Minuten eingezeichnet. Aus dem Kurvenverlauf erkennt man, dass sich der Kondensator Cl im Gleichgewichtszustande nicht auf einen einzigen Spannungswert einstellt, sondern im Ruheintervall zwischen zwei Impulsen in seiner Spannung etwas ansteigt, um beim darauffolgenden'Impuls auf den früheren Wert wieder zurückzufallen. Am Kondensator C 1 wird daher für eine bestimmte Impulsfrequenz ein kleines aber immer gleichbleibendes Spannungsintervall durchlaufen. Wird beispielsweise ein sehr stark gedämpfter nicht stromverbrauchender Spannungsmesser an diesen Kondensator geschaltet,
so wird dieser den linearen Mittelwert dieses Spannungsintervalles anzeigen.
Um aber auch mit weniger stark gedämpften Anzeigeinstrumenten das Auslangen zu linden, wird erfindungsgemäss noch ein weiterer Kondensator C 3 in der Schaltung angeordnet. Dieser Kondensator CJ wird von einem Kontaktpaar 4-5 im Augenblick des Impulses kurzzeitig parallel an C 1 gelegt, nachher aber sich selbst überlassen. Unter der Voraussetzung, dass der Kondensator gut isoliert und auch der mit ihm in Verbindung stehende Spanl1ungsanzeiger V keine Verlustströme führt {, wird der kurzzeitig geladene Kondensator C 3 seinen Spannungswert praktisch unverändert behalten,, bis der neue Impuls ihn abermals durch den Relaiskontakt an C 1 legt.
Für den bereits eingestellten Gleichgewichtszustand am Kondensator C 1 lädt sich daher der Kondensator C 3 lediglieh auf die kleineren Werte (b1, b2, b3...) des periodisch wiederkehrenden Spannungsintervalles von C 1 auf. Auf diese Weise wird erreicht, dass trotz geringer Dämpfung des Anzeigeinstrumentes der Zeiger die IntcrvnUsschwankllngen von C 1 nicht mitmacht.
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Erfindungsgemäss steht weiters mit dem Kondensator C ein Rohrenvoltmeter in Verbindung, in-dessen Anodenkreis das Anzeigemilliamperemeter liegt. Auf diese'Weise wird erreicht :
1. dass die Messung nahezu verlustlos geschieht und
2. dass der richtige Skalensinn erreicht ist, d. h. mit zunehmender Impulsfrequenz also der Zeigerausschlag im Uhrzeigersinne erfolgt. Wird nämlich die Impulsfrequenz grösser, so sinkt die Spannung am Kondensator 0 1, die mit ihrem negativen Vorzeichen mit dem Gitter der Röhre in Verbindung steht.
Somit steigt der Anodenstrom und demgemäss der Zeiger im Messgerät.
Zur Erzielung eines möglichst weiten Messbereiches kann weiters erfindungsgemäss der Anodenstrom kompensiert werden.
Alle Spannungen werden zweckmässig von einem die Spannung konstant haltenden Glimmspannungsteiler G entnommen.
Schliesslich kann erfindungsgemäss die Anordnung auch in der Weise ausgebaut werden, dass im Voltmeterkreise eine Kontaktanordnung vorgesehen wird, die, sobald eine bestimmte wählbare Zahl von Impulsfrequenzen beispielsweise in der Zeiteinheit erreicht ist, entweder ein Signal auslösen oder einen weiteren Schaltvorgang herbeiführen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Direkt registrierender elektrischer Impulsfrequenzmesser zur Übertragung von Impulsen, deren Zahl pro gewünschtes Zeitmass angezeigt werden soll, auf den Zeigerausschlag eines elektrischen Messinstrumentes, gekennzeichnet durch einen an eine konstante Gleichspannung gelegten Widerstand in Serie mit einem Kondensator C 1, dem pro Impuls ein zweiter Kondensator C2 kurzzeitig parallel geschaltet und letzterer hierauf sofort entladen wird, wodurch die Spannung des ersten Kondensators C sich auf ein bestimmtes'kleines Spannungsintervall selbsttätig einstellt.
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Directly registering electrical pulse frequency meter.
In the following a new arrangement is described which makes it possible to transfer the total number of impulses originating from any contacting device in a certain time unit, for example one minute, to the direct pointer deflection of an electrical measuring instrument. It should therefore be achieved with this arrangement to read the respective pulse frequency directly from the pointer position, u. Preferably in the sense that the pointer deflection in the clockwise direction increases as the pulse frequency increases.
According to FIG. 1, the arrangement consists of a capacitor C1 which is connected in series with a resistor W to a constant direct voltage. The capacitor C 1 charges gradually according to an exponential law. The charging time to reach a certain voltage across the capacitor is known to depend on the product W. Cl. According to the invention, a second capacitor C 2, usually with a lower capacity than Cl, is connected in parallel to the capacitor C 1 via a relay contact 1, 2; This process is repeated with each new impulse.
According to the invention, a certain amount of electricity is therefore withdrawn from the capacitor C 1 per pulse, the magnitude of which can be calculated from the values C and C1 and from the instantaneous voltage value of the capacitor C 1 at the moment of parallel connection. As a result of the repeated withdrawal of electricity from Cl by C 2, the voltage of C 1 drops until the amount of electricity drawn from this capacitor per unit of time is in equilibrium with that flowing through the resistor W.
2 shows a graph of the charging voltages at C J for the case that, for example, a voltage E = 65 volts and the product W. C 1 = 15 is selected.
For a certain value of C 2, which is chosen, for example, 0'115 of Cl, the automatically adjusting voltages on the capacitor C are shown for pulse frequencies of 40, 60 and 120 minutes. It can be seen from the course of the curve that the capacitor C1 does not adjust to a single voltage value in the equilibrium state, but rather increases in voltage in the rest interval between two pulses, only to drop back to the previous value with the next pulse. A small but always constant voltage interval is therefore run through at the capacitor C 1 for a specific pulse frequency. For example, if a very strongly attenuated, non-current consuming voltmeter is connected to this capacitor,
so it will show the linear mean value of this voltage interval.
However, in order to get by with less strongly damped display instruments, a further capacitor C 3 is arranged in the circuit according to the invention. This capacitor CJ is briefly connected in parallel to C 1 by a pair of contacts 4-5 at the moment of the pulse, but is then left to its own devices. Provided that the capacitor is well insulated and that the voltage indicator V connected to it does not have any leakage currents {, the temporarily charged capacitor C 3 will keep its voltage value practically unchanged until the new pulse hits it again through the relay contact at C 1 lays.
For the state of equilibrium that has already been set on the capacitor C 1, the capacitor C 3 therefore only charges to the smaller values (b1, b2, b3 ...) of the periodically recurring voltage interval of C 1. In this way it is achieved that, in spite of the slight damping of the display instrument, the pointer does not take part in the fluctuations in the intensity of C 1.
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According to the invention, a tube voltmeter is also connected to the capacitor C, in whose anode circle the display milliameter is located. In this way is achieved:
1. that the measurement is almost lossless and
2. that the correct sense of scale has been reached, d. H. with increasing pulse frequency, the pointer deflects in a clockwise direction. If the pulse frequency increases, the voltage on the capacitor 0 1, which is connected to the grid of the tube with its negative sign, drops.
This increases the anode current and accordingly the pointer in the measuring device.
In order to achieve the widest possible measuring range, the anode current can furthermore be compensated according to the invention.
All voltages are expediently taken from a glow voltage divider G that keeps the voltage constant.
Finally, according to the invention, the arrangement can also be expanded in such a way that a contact arrangement is provided in the voltmeter circuit which, as soon as a certain selectable number of pulse frequencies is reached, for example in the unit of time, either trigger a signal or bring about another switching process.
PATENT CLAIMS:
1. Directly registering electrical pulse frequency meter for the transmission of pulses, the number of which is to be displayed per desired time measure, to the pointer deflection of an electrical measuring instrument, characterized by a resistor connected to a constant DC voltage in series with a capacitor C 1, which has a second capacitor per pulse C2 is briefly connected in parallel and the latter is then immediately discharged, as a result of which the voltage of the first capacitor C adjusts itself automatically to a specific small voltage interval.