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Österreichische PATENTSCHRIFT ? 17240.
ELEKTRIZITATS-AKTIEN-GESELLSCHAFT VORM. W. LAHMEYER & Co. IN'FRANKFURT A. M.
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Schliesst man den durch eine Gleichstromquelle und eine Spule mit Selbstinduktion gebildeten Stromkreis, so tritt bekanntlich nicht sofort die durch das Ohmsche Gesetz bestimmte Stromstärke auf, sondern dieselbe steigt wegen der bekannten Wirkungen der Selbstinduktion allmählich an. Ebenso verschwindet beim Unterbrechen des Stromkreises der Strom nicht plötzlich, sondern strebt nach einer theoretisch bestimmten Kurve dem Nullwert zu. Wenn man die Unterbrechung und Wiedereinschaltung des Stromkreises periodisch in rascher Aufeinanderfolge eintreten lässt, so wird die Stromaufnahme der Spule geringer werden. Dieselbe wird u. a. abhängen von der Häufigkeit der Unterbrechungen, d. h. von der Höhe der Stromstärke, die in dem Moment der Unterbrechung erreicht ist.
Schaltet man nun ein Messinstrument in den Stromkreis ein, mit welchem man den durch die Spule gehenden Strom misst, so hat man ein Mittel in der Hand, die Häufigkeit der Unterbrechung an der Grosse des durch die Spule gehenden Stromes festzustellen.
Will man nun von irgendeinem bewegten Körper die Geschwindigkeit messen, so hat man nur nötig, einen Stromunterbrecher mit demselben in geeigneter Weise zu verbinden und durch diesen einen Stromkreis der oben bezeichneten Art öffnen oder schliessen zu lassen.
Aus der durch die Spule gehenden Stromstärke, die durch das vorher entsprechend geaichte Messinstrument angezeigt wird, kann man dann einen Rückschluss auf die Häufigkeit der
Unterbrechungen, d. h. die Geschwindigkeit des Körpers ziehen. Diese Methode der Ge- schwindigkeitsmessung ist anwendbar für geradlinige wie auch rotierende Bewegungen. In
Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines solchen Unterbrechers gezeichnet in Verbindung mit einer mit Selbstinduktion behafteten Spule und einem Messinstrument. Es bedeuten At A2 die Schleifbürsten, welche auf dem aus den Segmenten Bunter Zwischenschiebuug der Isolation C bestehenden Unterbrecher schleifen.
Von der Bürste A2 gelangt der Strom zu der Induktionsspule D, von welcher er durch das Messinstrument E nach dem-Pol zurück- kehrt. Das vorstehend beschriebene Prinzip, welches eine äusserst einfache Methode der
Geschwindigkeitsmessung darstellt, hat, noch eine Unvollkommenheit, welche darin besteht, dass die Stromstärke, welche durch die Selbstinduktionsspule geht, umso kleiner wird, in je kürzeren Intervallen die Unterbrechungen aufeinander folgen, d. h. je grösser die zu messende Geschwindigkeit ist. Dieser Nachteil lässt sich in folgender Weise (s.
Fig. 2) beseitigen : Nimmt man als Messinstrument ein sogenanntes elektromagnetisches Instrument, d. h. ein solches, welches nicht allein von der Stromstärke abhängig ist (Hitzdrahtinstrument u. s. w.), sondern welches abhängig ist von der Anzahl der Ampèrewindungen
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des Instrumentes direkt an die Gleichstromquelle anzuschliessen, den zweiten Teil durch den Kommutator und die Selbstinduktionsspule hindurch zu speisen. Da jetzt eine konstante Amperewindungszahl und eine mit zunehmender Geschwindigkeit abnehmende, der ersteren entgegengesetzt gerichtete Ampèrewirkungszahl zur Wirkung kommen, so hat man es in der Hand, durch geeignete Dimensionierung der Wicklung eine beliebige Zunahme der
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Gesamt-Amperewindungszahl zu erreichen.
Fig. 2 stellt diese Schaltung im Prinzip dar. Dieselbe hat noch einen weiteren Vorteil, welcher darin besteht, dass die Vorrichtung weniger von Schwankungen der zur Messung benutzten Gleichstromspannung abhängt als bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung. Es leuchtet ein, dass, wenn die Gleichstromspannung, welche für die Messung zur Verfügung steht, um beispielsweise 100/0 schwankt, auch der Ausschlag des Messinstrumentes bei der Schaltung der Fig. 1 um 100/0 schwanken wird. Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist jedoch die Schwankung am Messinstrument eine erheblich kleinere, da beide Wicklungen in gleichem Masse schwanken und somit der Fehler zum Teile sich aufhebt. Durch die in Fig. 2 dargestellte Schaltung wird daher die Messgenauigkeit erhöht.
Die beiden vorstehend beschriebenen Methoden können natürlich dahin abgeändert werden, dass der Gleichstrom nicht nur unterbrochen, sondern auch noch umgekehrt eingeschaltet wird. Damit erhöht man die Wirkung der Selbstinduktionsspule, d. h. man benötigt eine kleinere Selbstinduktionsspulo zur Erreichung des gleichen Zweckes.
Fig. 3 stellt eine Ausfilhrungsweise eines solchen Kommutators dar und Fig. 4 gibt die dazugehörige Schaltung. Wickelt man auf, unter oder neben die oben besprochene Selbstinduktionsspule H (deren Stromaufnahme von der zu messenden Geschwindigkeit beeinfluss wird) eine zweite Wicklung J, die von der ersteren induktiv beeinflusst wird, so wird in dieser das gleiche induziert wie in der ersteren. Man kann daher das Messverfahren auch dahin abändern, dass man die in dieser zweiten Wicklung induzierte Spannung misst. Fig. 5 und 6 geben, entsprechend Fig. 1 und 4, zwei der verschiedenen möglichen Schaltungen an.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Messung von Geschwindigkeit, Umdrehungszahl u. s. w. bewegter
Körper, gekennzeichnet durch die Anordnung eines mit Selbstinduktion behafteten Strom- kreises, welcher durch den Körper, dessen Geschwindigkeit gemessen werden soll, direkt oder indirekt periodisch ein-und ausgeschaltet wird, wobei der, von einem in diesen Strom- kreis eingeschalteten Messinstrument angegebene Ausschlag, ein Mass für die Geschwindig- keit abgibt.