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Verfahren zur Unterscheidung positiver und negativer Messbereiche bei nach dem Impulsfrequenz- verfahren arbeitenden Fernmesseinrichtungen.
Zur dauernden Fernanzeige des Wertes von Messgrössen, insbesondere von elektrischen Grössen, wird mit Vorteil das Impulsfrequenzverfahren benützt. Bei diesem erfolgt auf der Geberseite eine Uniwandlung der Messgrösse in eine Impulsfolge, wobei die Häufigkeit der Impulse in der Zeiteinheit ein Mass für den Messwert darstellt. Als Gebergerät dient in der Regel ein dauernd umlaufendes Messwerk, welches eine Kontaktvorrichtung betätigt. Hiebei ist es nicht immer ohne weiteres möglich, eine ein- deutige Zuordnung von Messwert und Impulsfrequenz zu erzielen. Beispielsweise gibt ein derartiges Gebergerät bei verschiedener Drehrichtung und gleicher Drehzahl die gleiche Impulsfrequenz ab, so dass eine Unterscheidung von positiven und negativen Werten der Messgrössen einer zusätzlichen Einrichtung bedarf.
Hiezu sind verschiedene Mittel bekanntgeworden, wovon nur jene praktische Bedeutung haben, welche keine zusätzlichen Fernleitungen benötigen. Beispielsweise versieht man das Gebergerät mit einem Vortrieb, wobei die hiedureh erzielte zusätzliche Drehgeschwindigkeit vom Messwert unabhängig ist. Hiemit sind auch negative Messwerte durch eindeutige Frequenzzuordnung messbar, doch wird das Gebergerät beträchtlich kompliziert und velteuert. Ein zweites bekanntes Verfahren besteht darin, dass jeder vom Gebergerät abgegebene Impuls mittels eines Relaissatzes in zwei aufeinanderfolgende Teilimpulse zerlegt wird und dass diese in beliebiger Weise, z. B. durch verschiedene Polarität oder verschiedene Frequenz, gesondert übertragen werden.
Nach jedem solchen Doppelimpuls wird eine Impulspause eingeschaltet, und der positive oder negative Wert der Messgrösse unterscheidet sich durch die Reihenfolge der beiden Teilimpulse. Dieses Verfahren kommt zwar mit einem einfachen umlaufenden
Messwerk aus, benötigt aber eine komplizierte zusätzliche Relaiseinrichtung für die Sendung und den
Empfang verschiedenartiger Impulse wechselnder Reihenfolge. Vor allem aber ergibt sich bei der Ver- wendung von Doppelimpulsen mit darauffolgender Pause eine beträchtliche Vergrösserung der Über- tragungsdauer bei sonst gleichen Verhältnissen. Dies ist besonders dann sehr störend, wenn als Anzeige- gerät ein elektrisches Messgerät verwendet wird, da dieses dann zur Vermeidung von Zeigerpendelungen aussergewöhnlich stark gedämpft sein muss.
Es ist auch bekannt, die Messbereiche durch verschiedene
Frequenzen des Impulsträgerstromes voneinander zu unterscheiden oder die Messbereichumschaltung durch Schaltströme verschiedener Frequenz zu bewerkstelligen. Auch diese Verfahren bedingen einen beträchtlichen Aufwand an Apparaten zur Erzeugung und zum selektiven Empfang der verschiedenen Frequenzen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, welches die beschriebene Aufgabe mit wesentlich einfacheren Mitteln und ohne Beeinträchtigung der guten messteehnischen Eigenschaften des Impulsfrequenzverfahrens löst. Erfindungsgemäss werden Messwerte, welchen gleiche Impulsfrequenzen zugeordnet sind, dadurch voneinander unterschieden, dass innerhalb eines bestimmten Messbereiches, z. B. im negativen Bereiche, während der Impulspausen ein Strom gleicher Art, aber anderer Intensität oder Polarität übertragen wird.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird innerhalb eines bestimmten Messbereiches den Messimpulsen ein derselben Stromquelle entnommener Dauerstrom unterlagert. Die hiezu notwendige zusätzliche Einrichtung besteht ausschliesslich aus einem Sehaltorgan, welches zur Wirkung gebracht wird, sobald sich der Messwert innerhalb des zu kennzeichnenden Messbereiches befindet, und einem Empfangsorgan, dvs zwar auf den Dauerstrom, aber nicht auf die Messimpulse allein reagiert.
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Als Schalteinrichtung kann je nach dem Verwendungszweck eine am umlaufenden Messwerk selbst angebrachte, an sich bekannte Kontaktvorrichtung oder aber ein getrenntes, von der Messgrösse beeinflusstes Kontaktinstrument verwendet werden. Dieses schaltet beim Ansprechen eine Dauerstrom- quelle der Fernleitung zu. Die einfachste Ausführungsform besteht darin, dass für die Messimpulse und den Dauerstrom die gleiche Stromart verwendet wird, z. B. 50-periodiger Wechselstrom. Die einzelnen
Impulse bestehen dann aus 50-periodigen Wellenzügen, welche sich jeweils über mehrere Perioden er- strecken, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser ist ein Stromzeitdiagramm dargestellt, in welchem der Stromverlauf für einen bestimmten Messwert, d. h. eine bestimmte Impulsfrequenz eingetragen ist.
Im Bereiche A sind mir die mit der Intensität J1 übertragenen Messimpulse vorhanden, während im
Intervall B, welches einem zweiten Messwert gleicher Impulsfrequenz, aber anderm Messbereich ent- spricht, die Impulspausen durch einen gleichfrequenten Wechselstrom der Intensität J2 ausgefüllt sind.
Fig. 2 zeigt eine Messübertragung mit Gleichstrom, wobei sich die Impulse vom Dauerstrom durch ihre
Intensität unterscheiden, während Fig. 3 einen Dauerstrom anderer Polarität veranschaulicht. In diesem
Falle können drei verschiedene Messbereiche, A, B, 0, unterschieden werden.
Als Empfangseinrichtung für den unterlagerten Dauerstrom genügt im allgemeinen ein einziges
Relais. Für den Fall gemäss Fig. 1 kann man entweder ein Relais mit Ansprechverzögerung verwenden oder aber man benützt ein unverzögertes Relais, welches über einen Ausschaltkontakt des Impuls- empfangsrelais an die Fernleitung angeschlossen ist. Fig. 4 zeigt diese Schaltung des für die Messbereich- umsehaltung bestimmten Relais Bit. Dieses Relais trägt ausser seinem zur Umsehaltung des Anzeige- gerätes dienenden unteren Kontakt noch einen Selbsthaltekontakt.
Seine Einschaltung erfolgt über den oberen als Ruhekontakt ausgebildeten Kontakt des Impulsempfangsrelais Ri, wobei dieses Relais noch den unten gezeichneten Sehliesskontakt für die Betätigung des Anzeigegerätes aufweist. Das Relais Ri ist so bemessen, dass es zwar auf die Impulsströme grösserer Intensität anspricht, auf den Dauerstrom aber nicht reagiert. Durch die Kaskadenschaltung der beiden Relais Ri und Ru wird erreicht, dass die
Impulse von letzterem ferngehalten werden und seine Einschaltung nur dann erfolgt, wenn während der Impulspausen Spannung an der Fernleitung ist. Der Selbsthaltekontakt des Relais Ru dient dazu, um ein dauerndes Spiel des Relais zu vermeiden.
Bei dem Verfahren gemäss den Fig. 2 und 3 genügen zwei auf verschiedene Anspreehspannungen eingestellte, voneinander unabhängige Empfangsrelais, wobei diese bei Verwendung gemäss Fig. 2 nicht polarisiert sein müssen, während bei einem Verfahren gemäss Fig. 3 eines davon als polarisiertes Relais ausgebildet werden muss.
Für die Sendeeinrichtung ist jede an sich bekannte Uberlagerungssehaltung verwendbar, z. B. eine periodische Kurzsehliessung eines Vorwiderstandes der Fernleitung durch den impulsgebenden
Kontakt. Es kann aber auch an Stelle einer Überlagerung eine Umschaltung im Takte der Impulsfolge derartig vorgenommen werden, dass die Fernleitung bei Übertragung von Werten innerhalb eines bestimmten Messbereiches periodisch an zwei verschiedene Spannungsquellen angeschaltet wird. Als Beispiel sei die Unterscheidung von Lieferung und Bezug bei einer Leistungsfernmessung angenommen.
In diesem Falle wird der umlaufende Geber mit einer Umschaltvorriehtung ausgestattet, welche bei Drehung des Messwerkes zwei Kontakte abwechselnd schliesst. Die beiden Kontakte sind an zwei Anzapfungen einer Batterie angeschlossen oder aber der eine Kontakt ist mit dem Batteriepol unmittelbar und der zweite Kontakt über einen Vorschaltwiderstand verbunden. Bei Drehung des Messwerkes fliessen daher in der Fernleitung abwechselnd Ströme verschiedener Intensität. Die Zuleitung zum zweiten Kontakt ist über ein wattmetrisches Relais, welches seinen Kontakt bei positiver Energieriehtung schliesst und bei negativer Richtung öffnet, geführt.
In diesem Falle ist der Dauerstrom kein reiner Gleich-oder Wechselstrom, sondern ebenfalls ein Impulsstrom, welcher gleiche Impulsfrequenz hat wie der Messstrom, aber gegen diesen so phasenverschoben ist, dass die Messbereichimpulse in die Impulspausen der Messwertimpulse fallen und diese ganz oder teilweise ausfüllen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Unterscheidung positiver und negativer Messbereiche bei nach dem Impulsfrequenzverfahren arbeitenden Fernmesseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines bestimmten Messbereiches während der Impulspausen ein Strom gleicher Art, aber anderer Intensität oder Polarität übertragen wird.