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Schaltanordnung zur Erzeugung von Impulsen für die Zwecke der Fernmessung.
Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zur Erzeugung von Impulsen, insbesondere für die Zwecke der Fernmessung, mit Hilfe des Impulsfrequenzverfahrens oder Impulszeitverfahrens. Es kommt dabei darauf an, dass durch die Erzeugung der Impulse auf das Messgerät bzw. die impulsgebende Vorrichtung keine rückwirkenden Kräfte ausgeübt werden, welche die Anzeige fälschen. Man hat zu diesem Zweck bereits vorgeschlagen, den Rückkopplungsgrad einer in Rftckkopplungssehaltung betriebenen Glübkathodenröhre, u. zw. durch Beeinflussung einer Brückenschaltung, zu verändern, an deren Diagonalpunkt die Gitterspannung abgenommen wird. Bei dieser bekannten Anordnung werden über die Fernleitung die-vom Röhrengenerator erzeugten Wechselstromimpulse gesandt.
Zur Verwendung kommen verhältnismässig niedrige Frequenzen, um benachbarte Schwachstromleitungen, z. B. Telephonleitungen, nicht zu stören.
Eine wesentlich einfachere und zweckmässigere Apparatur erhält man, wenn man gemäss der Erfindung durch einen in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Messwert bewegten Körper durch, Beeinflussung ruhender Schaltelemente den Rückkopplungsgrad eines selbsterregten Röhrensenders ver- ändert, dessen Gitter durch einen Kondensator von der Kathode für Gleichstrom abgeriegelt ist. Damit genügend kleine Abstimmelemente verwendet werden können, ist es zweckmässig, den Schwingungerzeuger so zu bemessen, dass die entstehenden Schwingungen über den hörbaren Bereich vorzugsweise über 500. 000 Hertz liegen. Bei einer derartigen Anordnung wird beim Auftreten von Schwingungen das Gitterpotential stark erniedrigt, so dass sich der Anodenstrom verändert. Diese Anodenstromänderung wird zur Betätigung eines Empfangs-oder Zwisehenrelais benutzt.
Ein besonderer Vorteil des Anmelde-
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führen können, erzeugt werden.
Die Beeinflussung des Rückkopplungsgrades kann in verschiedener Weise geschehen. Man kann entweder mit Hilfe eines in Abhängigkeit von der Messgrösse veränderlichen Kondensators einen Spannungteiler herstellen, an dem die Gitterspannung abgegriffen wird. Die Höhe der Gitterspannüng ist dann abhängig von der jeweiligen Grösse des veränderlichen Kondensators.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art zeigt Fig. 1. Ein anderer Weg zur Veränderung des Kupplüngsgrades besteht darin, dass man zwischen der Rückkopplungsspule und der Schwingspule in Abhängigkeit von der Messgrösse einen Kurzschlussstromweg herstellt, der die gegenseitige Induktion der beiden Spulen vermindert. Diese Art der Rückkopplungsänderung lässt sich praktisch nicht ganz von der Änderung der Schwingeigenschaften durch Veränderung der Dämpfung trennen, da in dem Kurzsehiussring je nach seinem ohmschen Widerstand eine grössere oder kleinere Energiemenge vernichtet wird.
Es ist deshalb auch denkbar, dass man lediglich durch Änderung der Dämpfung den Rückkopplungsgrad in genügend weiten Grenzen beeinflussen kann. r,
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Ausführungsbeispiele, bei denen der Rüekkopplungsgrad mit Hilfe von Kurzschlussstrompfaden verändert wird, sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt.
Soweit in den Figuren übereinstimmende Teile dargestellt sind, tragen sie die gleichen Bezugszeichen. In Fig. 1 ist mit 1 eine Glühkathodenröhre bezeichnet, die in Generatorschaltung betrieben wird. Die Glühkathodenröhre kann in bekannter Weise mit direkt oder indirekt beheizter Kathode versehen sein. Man kann Hoehvakuumröhren oder gas-oder dampfgefüllte Röhren verwenden. Die Glühkathode kann auch durch eine flüssige Kathode oder eine Hilfsentladung ersetzt sein. Mit 2 ist eine Induktivität bezeichnet, die mit einem Kondensator 3 einen Schwingungskreis bildet. Die Spule 2 ist mit dem einen Ende mit der Kathode der Röhre 1 und mit dem andern Ende mit der einen Platte 4 eines veränderlichen Kondensators 5 verbunden.
Die zweite Platte 6 dieses Kondensators ist an das Gitter der Röhre 1 angeschlossen, das über den Ableitewiderstand 7 mit der Kathode verbunden ist. Die bewegliche Platte 8 des Kondensators 5 ist in geringem Abstand gegenüber den Platten 4 und 6 angeordnet. In der dargestellten Lage ist die Kapazität zwischen den Platten 4 und 6 klein. Wird die Platte 8 um die Drehachse 9 um 1800 gedreht, so ist die Kapazität zwischen den Platten 4 und 6 am grössten. Die Welle 9 wird von dem Anker eines Ferrariszählers angetrieben, dessen Spannungsspule mit 11 und dessen Stromspule mit 12 bezeichnet ist. 13 ist eine im Anodenkreis der Röhre 1 liegende, mit der Spule 2 gekoppelte Rückkopplungsspule.
Die Schwinganordnung wird mit Wechselstrom, u. zw. durch den Transformator 14, gespeist, der die Heizwicklung 15 und die zur Lieferung des Anodenstromes dienende Wicklung 16 besitzt. Die Primärspule 16'des Transformators wird zweckmässig an die Klemmen der Spannungsspule des Zählers angeschlossen, die meist von einem Spannungswandler 17 gespeist wird.
Die Stromspule 12 wird bei dem Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 vom Stromwandler 18 gespeist. Das eine Ende der Wicklung 16 des Transformators 14 ist mit der Kathode der Röhre 1 verbunden, während das andere Ende. an die Fernleitung 19 angeschlossen ist. Der andere Draht 20 der Fernleitung ist an die Rückkopplüngsspule 13 angeschlossen. Um Wechselstrom von der Fernleitung 19, 20 fernzuhalten, ist an diese Fernleitung ein Siebkreis eingeschaltet, welcher aus den Kondensatoren 21, 22 und der Drossel 23 besteht. Diese Drossel kann auch durch einen ohmschen Widerstand ersetzt werden. 24 ist ein Empfangsrelais, welches in an sich bekannter Weise den Empfangsstromkreis steuert. Wenn die beschziebene Anordnung zur drahtlosen Übermittlung von Messwerten benutzt wird, so wird durch das Relais 24 der Hocbfrequenzsender gesteuert.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung arbeitet in folgender Weise :
Die Röhre 1 ist nur für die positiven Halbwellen der von der Sekundärwicklung 16 gelieferten Weehselspannung durchlässig. Es können also nur während der positiven Halbwelle Schwingungen einsetzen. Die Anordnung muss so getroffen sein, dass in der dargestellten Lage des Kondensators 5 die Kapazität zwischen den Platten 4 und 5 im Vergleich zu der Gitterkathodenkapazität bzw. im Vergleich zum Wert des Widerstandes 7 so klein ist, dass der Kopplungsgrad unter dem für das Einsetzen von Schwingungen erforderlichen Wert liegt. Wenn nun durch die Drehung der Welle 9 die Platte 8 die beiden Scheiben 4 und 6 allmählich überdeckt, so steigt die Kapazität zwischen 4 und 6 auf einen Wert, bei dem die Schwingungen einsetzen.
Während der positiven Halbwellen dieser Schwingungen fliesst Gitterstrom zwischen Kathode und Gitter der Röhre 1, so dass das Potential der Gitter und damit auch der Anodenstrom sinkt. Ein stabiler Zustand stellt sich ein, wenn die Amplituden der einsetzenden Schwingungen so klein geworden sind, dass eine weitere Verminderung des Gitterpotentials nicht mehr eintritt.
Es lässt sieht leicht erreichen, dass bei der Verwendung handelsüblicher Röhren mit einer zulässigen Anodenverlustleistung von etwa 3 Watt und etwa 10% Durchgriff der Anodenstrom sich beim Ein-und Aussetzen der Schwingungen zwischen 0'5 und 10 Milliampere ändert. Dabei ist der Wert von 10 Milliampere vorhanden, wenn der Generator nicht schwingt, dagegen stellt sich der Wert von 0'5 Milliampere ein, wenn der Generator schwingt. Bei dem erwähnten Beispiel genügt eine maximale Kapazität zwischen den Platten 4 und 6 von etwa 50 cm. Die Grösse der Induktivität 2 kann etwa 1'10-4 Henry und die Grösse
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung wird bei jeder Umdrehung der Welle 1 nur je ein Impuls ausgesandt. Es ist leicht einzusehen, dass man auch mehrere Impulse bei jeder Umdrehung aussenden kann, wenn man die Platten 4 und 6 und 8 auf einen kleineren Winkelraum zusammendrängt und an Stelle der Scheibe 8 eine Scheibe mit mehreren Sektoren verwendet.
In allen Fällen muss man dafür sorgen, dass der Widerstand 7 so bemessen ist, dass die Zeitkonstante des aus dem Kondensator 5 und dem Widerstand 7 bestehenden Stromkreises so klein ist im Vergleich zum Zeitabstand zwischen der Beendigung des vorangehenden und dem Beginn des folgenden Impulses bzw. der kürzesten Impulsdauer, dass sich der Kondensator 5 über den Widerstand in so kurzer Zeit entladen kann, dass die elektrischen Verhältnisse sich genügend rasch dem jeweiligen Stande der Platte 8 anpassen können. Diese Überlegungen sind auch für die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausfiihrungsbeispiele gültig.
Wenn es sich darum handelt, Impulse mit Hilfe eines Gleichstromzählers zu geben, so kann man die Röhre 1 sinngemäss an die Klemmen der Spannungsspule des Zählers anschliessen. Auch die Heizenergie wird unter Benutzung indirekt geheizter Röhren zweckmässig durch Anschluss an die Spannungsspule dem Netz entnommen.
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Da bei der Verwendung von Wechselstrom zur Speisung der Röhre 1 die Schwingungen von selbst nach Ablauf jeder positiven Halbwelle abreissen, so genügt es, wenn bei der Bemessung des veränderlichen Kondensators 5 nur die Grösse der zum Einsetzen der Schwingungen notwendigen Kapazität berücksichtigt wird. Die Minimalkapazität des Kondensators braucht daher nicht so klein zu sein, dass während der positiven Halbwelle auch die Schwingungen von selbst aussetzen. Bei der Gleichstromspeisung dagegen muss der Kondensator 5 aber auch so bemessen sein, dass die Schwingungen mit Sicherheit aus- setzen, wenn sieh die Platte 5 der Stellung nähert, in welcher zwischen 4 und 6 die kleinste Kapazität herrscht.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel empfiehlt es sich, die Scheibe 8 gegenüber der Welle 9 zu isolieren, damit nicht unnötig viel Schwingungsenergie gegen Erde abgeleitet wird. Diese Isolation, welche die serienmässige Herstellung erschwert, kann man umgehen, wenn man den Rück- kopplungsgrad dadurch verändert, dass man zwischen die Rüekkopplungsspule und Schwingungskreisspule einen Kmzschlussstrompfad einführt und auf diese Weise den Rückkopplungsgrad ändert.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Gitterkondensator 5. nicht veränderlich. Er ist unmittelbar an die Spule 2 angeschlossen. Die Rückkopplungsspule 13 ist im Abstand von 2 bis 5 mm gegenüber der Sehwingspule 2 angeordnet. Die beiden Spulen sowie die Kondensatoren 3 und 5 können die für das Ausführung- beispiel 1 angegebenen Dimensionen erhalten. Zwischen den Spulen ist beweglich eine Metallscheibe 25, z. B. eine Aluminiumseheibe, angeordnet, die in Fig. 3 von oben gesehen dargestellt ist. Die Scheibe ist mit Aussparungen 26 versehen. Die Lappen werden zweckmässig so gross gehalten, dass sie an allen Seiten über die Spulen 2 und 13 wenigstens 1-2 mm hinausreichen. Die Aussparungen 26 werden zweckmässig ebenso gross gehalten.
Wenn sich die Scheibe 25 dreht, so wird abwechselnd das Magnetfeld der Spule 13 abgeschirmt und dadurch der Rückkopplungsgrad beeinflusst.
Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 2 stimmt weitgehend mit der nach Fig. 1 überein.
Ein Unterschied besteht lediglich in der Art der Änderung des Rückkopplungsgrades. Solange eine der Aussparungen 26 zwischen den Spulen liegt, ist der Rückkopplungsgrad gross, und es setzen daher Schwingungen ein. Dabei findet eine negative Aufladung des Gitters der Röhre 1 in der bei der Erläuterung der Fig. 1 beschriebenen Weise statt. Steht dagegen einer der Lappen 27 zwischen den Spulen, dann reissen die Schwingungen ab und der Anodenstrom steigt auf den Wert des Ruhestromes.
Hinsichtlich der Entnahme der Schwingungsenergie bei Gleichstrom gilt das bereits bezüglich Fig. 1 Gesagte.
Es ist in vielen Fällen erwünscht, dass durch den Fernmesssender abwechselnd positive und negative Impulse gegeben werden. Dies hat den Vorteil, dass für die Bewegung des Ankers des Empfangsrelais stets die gleichen Bedingungen vorliegen und insbesondere die Abfall-und Ansprechzeiten gleich gross sind. Die Aussendung von positiven und negativen Impulsen lässt sich mit Hilfe einer Schaltanordnung gemäss der Erfindung dadurch erreichen, dass man zwei Schwingungserzeuger verwendet, deren Entladungsgefässe in entgegengesetzter Richtung in den Fernmessstromkreis eingeschaltet sind.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Fig. 4 dargestellt. Die Teile des zweiten Schwingungs- erzeugers sind mit den Bezugszeichen 1'. 2', 5'usw. bezeichnet. Die Zahlen stimmen mit der Bezeichnung des ersten Sehwingungskreises überein. Zur Heizung der Röhre l'ist eine besondere Heizwicklung 15 am Transformator 14 angebracht. Das Empfangsrelais 28 wird zweckmässig als polarisiertes Relais ausgebildet. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 werden durch die Kontakte dieses Relais abwechselnd die Kondensatoren 29 und 30 über das Messgerät 31 aufgeladen. Während der Aufladung des einen Kondensators wird der andere durch einen der Widerstände 32 und 33 entladen. 34 ist die zur Speisung der Empfangsapparatur dienende Batterie.
In Fig. 5 ist die zur Erzeugung der Impulse dienende Scheibe 25 von oben dargestellt. Die Spulensätze 2, 13 und 2', 13'sind so gegeneinander versetzt, dass zwischen dem einen Spulenpaar sich ein Lappen 27 der Scheibe 25, zwischen dem andern Paar eine Aussparung 26 befindet. (In Fig. 4 ist die gegenseitige Lage der Spulensätze nicht zu erkennen.) Auf diese Weise wird erreicht, dass abwechselnd bei einem der Schwingungserzeuger der Kopplungsgrad gross, beim andern klein ist, so dass die Schwingungen abwechselnd, u. zw. im Rhythmus der zwischen die Spulensätze gelangenden Lappen 27, ein-und wieder aussetzen.
Während der Schwingungen im Schwingungserzeuger 7 fliesst durch die Röhre 1 nur ein kleiner
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der Differenzstrom in der Grösse von 9'5 Milliampere, u. zw. in Richtung des Pfeiles 35. Wenn nun unter dem Einfluss der Drehung der Scheibe 25 einer der Lappen 27 zwischen die Spulen 2 und 13 kommt und eine Aussparung 26 zwischen die Spulen 2'und 13'tritt, setzen die Schwingungen im Schwingungerzeuger 1 aus, dagegen im Schwingungserzeuger l'ein. Es fliesst dann durch die Röhre 1 ein ziemlich Ideiner Strom, z. B. 0'5 Milliampere, während durch die Röhre 1 ein grosser Strom, z. B. 10 Milliampere,
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Wenn es darauf ankommt, eine verhältnismässig grosse Anzahl von Impulsen je Sekunde, z. B.
12 Impulse je Sekunde, zu übertragen, so muss die Steuerscheibe 25 mit 12 Lappen und 12 Aussparungen versehen sein. Bei einem Scheibendurehmesser von etwa 12 cm erhält man dann eine Breite der Lappen und Aussparungen von 1'5 cm. Der Durchmesser der Spulen 2 und 13 bzw. 2'und 13'darf in diesem Falle ebenfalls nicht grösser sein. Sofern die Unterbringung einer genügend grossen Windungszahl in einem Falle Schwierigkeiten bereitet, kann man (wie dies in Fig. 6 dargestellt ist) zwei oder mehrere, um je eine Teilung der Impnlsgeberscheibe 25 versetzte, in Reihe geschaltete Spulen verwenden, um auf diese Weise eine genügende Induktivität zu erzielen. Nötigenfalls kann man ebensoviel Spulen benutzen wie Lappen 27 vorhanden sind.
Es ist nicht erforderlich, dass die von den Röhren der Schwingungserzeuger gelieferten Ströme unmittelbar über den Fernmesskanal gesandt werden. Es kann in besonderen Fällen auch zweckmässig sein, besondere Zwischenrelais oder Transformatoren zu verwenden.
Da bei Impulsgeberseheiben 25 mit verhältnismässig grosser Zahl der Lappen 27 die Breite der Lappen nur 1-1'5 cm beträgt und deshalb auch die Tiefe der Aussparungen etwa gleich gross ist, so kann man die Scheiben 25 auch gleichzeitig als Bremsscheibe für den Zähler benutzen. Es ist dabei nur zu beachten, dass der Bremsmagnet so weit vom Rande der Scheibe nach der Scheibenmitte gerückt ist, dass die Lappen 27 nicht stören. Man kann bei Verwendung genügend grosser Scheiben auch den Zähleranker 10 mit Lappen versehen, durch welche die Kopplung zwischen der Rückkopplungs- und Schwingungskreisspule der Röhrengeneratoren verändert wird. Bei genügend langen Leitungen kann man auf den in Fig. 1 mit 22 bezeichneten Kondensator verzichten, weil dann die Leitungskapazität die Rolle dieses Kondensators übernimmt.
Der Gegenstand der Erfindung ist überall anwendbar, wo man mit Hilfe des Messwertes eine Drehbewegung erzeugen oder einen Zeiger auf einen bestimmten Wert einstellen kann. Man kann deshalb den Gegenstand der Erfindung auch zur Übertragung von Messwerten nach dem Impulszeitverfahren benutzen, beispielsweise in der Weise, dass man durch ein mit konstanter Geschwindigkeit bewegtes Abtastorgan für den Messgerätzeiger die Kopplung eines Röhrengenerators verändert. Man kann zu diesem Zwecke beispielsweise an dem Abtastorgan die Spulen 2 und 13 nach Fig. 3 befestigen und den Zeiger mit einem Kurzsehlussring versehen, durch den die Schwingungen zum Aussetzen gebracht werden. sobald das Abtastorgan mit der Lage des Messzeigers übereinstimmt.
Durch einen weiteren, im Nullpunkt angebrachten Kurzsehlussring kann man erreichen, dass auch beim Nulldurchgang des Abtastzeigers ein Impuls gegeben wird. Der Zeitabschnitt der beiden Impulse ist dann der Messgrösse proportional.
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ein Kontakt ersetzt wird, kann der Anmeldungsgegenstand überall angewendet werden, wo man einen Kontakt durch ein reibungsfrei arbeitendes Element ersetzen will. Man kann beispielsweise durch eine Röhrengeneratoranordnung auch den Kontakt von einer selbsttätig arbeitenden Kompensationsfernmessanordnung ersetzen.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Fig. 7 dargestellt. Mit 36 ist ein Messgerät, beispielsweise ein Spannungsmesser, bezeichnet, der an das Netz 37 angeschlossen ist. Die Achse dieses Messgerätes ist über die Feder 38 mit der Achse eines Messsystems gekuppelt. Das Messsystem enthält das Drehspul- rähmchen 40, welches sich im Felde eines nicht dargestellten Magneten bewegen kann. 41 ist eine Feder, welche das Rähmchen 40 in einer bestimmten Ruhelage hält. Am Messsystem ist eine Metallfahne 42 befestigt, welche zwischen den Spulen 2 und 13 beweglich ist. Diese Spulen sind mit der Röhre in der in Fig. 2 dargestellten Weise zusammengeschaltet.
Mit der Spule 13 ist das Rähmchen 40, die Fernleitung 20, das Messinstrument 43, die Fernleitung 19 und die verhältnismässig grosse Induktivität 44 in Reihe geschaltet. Die Anordnung arbeitet nun in folgender Weise :
Entsprechend der Stellung des Messsystems des Gerätes 36 wird ein bestimmtes Drehmoment auf das Messsystem ausgeübt. Dadurch wird die Fahne in den Raum zwischen den Spulen 2 und 3 bewegt, so dass die Schwingungen des Röhrengenerators aussetzen. Der durch die Röhre 1 fliessende Strom wird dann ansteigen, u. zw. nach Massgabe der Zeitkonstante des die Induktivität 44 enthaltenden Stromkreises. Durch diesen Strom wird auf das Rähmchen 40 eine Kraft entgegen dem vom Messgerät. 36 ausgeübten Drehmoment erzeugt, so dass die Fahne sich wieder aus dem Spalt zwischen den Spulen 2 und 3 herausbewegt.
Bei einer bestimmten Stellung der Fahne 42 werden die Schwingungen wieder einsetzen und die Stärke des Stromes, der durch die Röhre 1, die Leitungen 19, 20 und das Messgerät 43 fliesst, wird wieder fallen, u. zw. so lange, bis durch die Bewegungen der Fahne 42 die Schwingungen wieder zum Einsetzen gebracht werden. Wie bei den bekannten Impulskompensationsverfahren stellt sich bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung in den Leitungen 19, 20 ein pulsierender Strom ein, dessen Mittelwert
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Impulse ist von der Messgrösse ebenfalls abhängig, so dass man in den Stromkreis 19, 20 auch ein Relais 44 einfügen kann, welches die Impulse nach einem weiteren Ort überträgt.
Die Zahl der Impulse pro Zeiteinheit kann dann dort in bekannter Weise gemessen und angezeigt werden. Man kann auf diese Weise mit Hilfe der Kompensationseinrichtung auch die Messgrösse nach dem Impulshäufigkeitsverfahren über-
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anordnung zu benutzen, weil, wie im vorstehenden bereits erwähnt, bei Wechselstrom das Einsetzen der Schwingungen bei einer ganz bestimmten Stellung der Kurzschlusswindung geschieht. Um die durch die Halbwelle des Wechselstromes hervorgerufenen Pulsationen zu unterdrücken, wird ein Kondensator 45 vorgesehen.
Die Schaltanordnung nach Fig. 7 lässt sich auch durch einen zweiten Röhrengenerator in der durch Fig. 4 dargestellten Weise ergänzen. In diesem Falle würde die Fahne 42 normalerweise zwischen den beiden Spulenpaaren 2, 13 bzw. 2', 13' liegen und beim Arbeiten der Anordnung sich abwechselnd mehr oder weniger zwischen das eine oder das andere Spulenpaar schieben.
Die meisten bekannten Fernmessverfahren arbeiten in der Weise, dass durch die über die Fernleitung fliessenden Ströme am Empfangsort ein Relais betätigt wird, welches Kondensatoren über ein Messgerät umlädt, dessen Anschlag dann der Impulshäufigkeit proportional ist. An Stelle der Kondensatoren kann man auch Drosselspulen in bekannter Weise verwenden. Da man mit Hilfe des Anmeldungsgegenstandes verhältnismässig grosse Energiemenge kontaktlos steuern kann, kann man die über die Leitungen 19, 20 fliessenden Impulse auch unmittelbar zur Erregung einer Drosselspule benutzen, deren Sekundärwicklung zweckmässig über einen Gleichrichter an ein Anzeigegerät angeschlossen ist.
Man kann durch entsprechende Bemessung der Windungszahl erreichen, dass die Spule bei jedem Impuls gesättigt wird und somit die an der Spule aufgespeicherte Energiemenge praktisch in genügend weiten Grenzen von der Intensität der Impulse unabhängig wird. Man erhält dann eine Fernmessanordnung, die ohne Kontakte arbeitet.
In den Ausführungsbeispielen wurden Anordnungen gezeigt, bei welchen zur Speisung der Schwinganordnung Wechselstrom verwendet wird. Man kann natürlich auch die Schwinganordnung mit Gleichstrom speisen, wenn man zwischen die Wechselstromquelle und die Sehwinganordnung eine Ein-oder Mehrweggleichrichtung einschaltet. Bei einer derartigen Schaltung gelingt es in bekannter Weise mit Hilfe von Kondensatoren und gegebenenfalls Drosseln oder Widerständen leicht, eine verhältnismässig konstante, genügend wellenfreie Gleichspannung zu erzeugen, so dass auch die Fernmessimpulse keine störenden Schwingungen der Netzfrequenz oder ganzzahligen Vielfachen der Netzfrequenz enthalten. Eine derartige Anordnung mit Gleichrichtern kommt hauptsächlich dann in Betracht, wenn Messwerte über Telephonleitungen übertragen werden sollen.
Es ist vielfach erwünscht, die Fernmessimpulse nicht als Gleichstromimpulse nach dem Empfangsolt zu übermitteln, sondern in Form von Wechselstromimpulsen.
Ein Bedürfnis nach derartigen Anlagen liegt beispielsweise vor, wenn die Übertragungsleitung durch Übertrager für Gleichstrom unterbrochen ist. Die im vorstehenden beschriebenen Einrichtungen lassen sich auch zur Übertragung von Impulsen mit Hilfe von Wechselstrom (Wechselstromwellenzügen) benutzen. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zwischen Sender und Fernleitung 19, 20 einen Transformator einschalten. Dieser Transformator hält dann von der Fernleitung die Gleichstromkomponente fern, während die Wechselstromkomponente nach dem Empfangsort übertragen wird. Die Frequenz des übei tragenden Wechselstromes wird durch die Frequenz des Netzes bestimmt, welches die Impulsgeberschaltung speist.
Bei Verwendung von nur einer Röhre als Impulsgeber stimmt die Frequenz des über die Fernleitung fliessenden Stromes mit der Frequenz der speisenden Stromquelle überein. Bei der Verwendung von zwei im entgegengesetzten Sinne geschalteten Röhren findet eine Frequenzverdoppelung statt. In der beschriebenen Schaltung stellt die Röhre des Impulsgebers selbst eine Modulationseinrichtung für einen zur Messwertübertragung dienenden Niederbzw. Tonfrequenzsender dar. Der Tonfrequenzsender wird im beschriebenen Falle durch das Energieverteilungsnetz dargestellt. Es ist leicht einzusehen, dass man auch mit andern Frequenzen als der üblichen Netzfrequenz arbeiten kann, wenn man die Impulsgeberschaltung mit einer andern, vorzugsweise höheren Frequenz speist. Diese Frequenz kann beispielsweise aus der Netzfrequenz mit Hilfe ruhender Umformer gewonnen werden.
Das beschriebene Verfahren ist anwendbar, solange die Messwertübertragung mit verhältnismässig niedriger Frequenz-etwa unter 5000 Hertz-geschieht. Bei höheren Frequenzen, insbesondere bei der Übertragung von Messwerten mit Hochfrequenz drahtlos oder längs Leitung, bereitet die unmittelbare Steuerung eines Hochfrequenzstromes mit Hilfe des eigentlichen Impulsgeberrohres erhebliche Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten bestehen darin, dass man keine genügend grosse Energiemenge mit Hilfe des Impulsgeberrohres selbst steuern kann und weil anderseits die Leitungsverlegung bei Hochfrequenz besondere Massnahmen erfordert, die den Bau und die Montage der Messgeräte erschweren. Ein weiteres Hindernis besteht darin, dass man meist ein und dieselbe Hochfrequenzapparatur gleichzeitig zum Fernmessen, Fernsteuern und Fernsprechen verwenden will.
Man könnte dann an Stelle der Fernleitung ein Relais einschalten, welches in bekannter Weise einen Hoch-oder Tonfrequenzsender steuert. Abgesehen davon, dass diese Relais zusätzliche Kosten verursachen, kann eine bestimmte Impulshäufigkeit wegen der Trägheit der Relais nicht überschritten werden. Gemäss der Erfindung wird daher die Modulationseinrichtung eines Hoch-oder Tonfrequenzsenders unmittelbar von einer Spannung gesteuert, die durch die Impulse erregt wird.
In den meisten Fällen genügt es zu diesem Zwecke, an Stelle der Fernleitung eine Impedanz (Widerstand, Drosselspulen) einzuschalten und den an dieser Impedanz auftretenden Spannungsabfall auf die Modulationseinrichtung zu übertragen.
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wenn man nämlich-wie dies eingangs beschrieben-mit Hilfe eines Transformators oder eines Kondensators die Gleichstromkomponente, die der Impulsgeber liefert, von der Modulationseinriehtung fernhält. Die Siebmittel (21, 22, 23), welche zur Beseitigung der Wechselstromkomponenten vorgeschlagen wurden, sind in diesem Falle entbehrlich. Es empfiehlt sich aber, die Impedanz, welche durch den Transformator selbst gebildet werden kann, für Hochfrequenz zu überbrücken.
Die Modulationsfrequenz kann so tief gelegt werden, dass sie unterhalb des zur Sprachübermittlung notwendigen Frequenzbereiches, z. B. unterhalb 300 Hertz, liegt. Damit die Sprache die Messeinrichtung nicht stört, können durch Siebeinrichtungen die zur Sprachübermittlung dienenden Frequenzen auf ein Frequenzband zwischen 300 und 2000 Hertz begrenzt werden.
Durch die mit Hilfe der beschriebenen Schaltanordnungen erzeugten Fernmessimpulse, welche eine fast rechteckige Form besitzen, kann die Sprachübertragung sowohl bei der Hochfrequenz als auch bei der Leitungsübeitragung beeinträchtigt werden. Um solche Störungen zu vermeiden, kann man in bekannter Weise Kettenleiter anwenden, welche die Stromkurve abflachen.
Diese Kettenleiter können gemäss der Erfindung dadurch entbehrlich gemacht werden, dass man durch entsprechende Dimensionierung der Teile des Impulsgebers dafür sorgt, dass der Impulsstrom allmählich ansteigt und abfällt. Diesen allmählichen Anstieg und Abfall kann man durch Verwendung von Gliihkathodenröhren mit entsprechender Charakteristik herbeiführen. Auch lässt sich der Anstieg und Abfall des Impulsstromes dadurch beeinflussen, dass man in den Ladestromkreis des zur Abregelung des Gittels dienenden Kondensators einen Widerstand einschaltet oder den Ableitewiderstand entsprechend bemisst.
Ein weiteres Mittel zur Beeinflussung des Stromanstieges und Abfalles besteht in der Formgebung der die Impulse steuernden Vorspannungen am umlaufenden Anker des Sendegerätes (Lappen 25, Fig. 5 und 6).
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltanordnung zur Erzeugung von Impulsen für die Zwecke der Fernmessung, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Abhängigkeit vom Messwert bewegter Körper durch Beeinflussung ruhender Schaltelemente den Rückkopplungsgrad eines selbsterregten Röhrensenders verändert, dessen Gitter durch einen Kondensator von der Kathode für Gleichstrom abgeriegelt ist.