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Einrichtung zum Summieren von Impulsen
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Summieren von Impulsen, die durch voneinander unabhän- gige Geberinstrumente - wie z. B. durch mit Geberkontakten versehene Elektrizitätszähler -, abgegeben werden und ganz oder teilweise zusammenfallen können, wobei jedem Impulsgeber eine Speichervorrichtung und allen diesen eine gemeinsame Abtastvorrichtung zugeordnet ist.
Derartige Einrichtungen wurden bisher als elektromechanischeGeräte ausgeführt, bei denen durch die
Impulse den einzelnen Geberinstrumenten zugeordnete Relais betätigt und diese dann periodisch durch eine Abtasteinrichtung auf ihre Stellung geprüft werden. Falls sich eines der Relais während des Abtastens in der dem Empfang eines Impulses entsprechenden Stellung befindet, wird eine gemeinsame Zahlvor- richtung betätigt, die jedoch verhältnismässig kompliziert und wegen der beweglichen mechanischen Teile auch dem Verschleiss ausgesetzt ist.
Es wurde auch bereits eine Summiereinrichtung für Impulse vorgeschlagen, bei welcher der Speichersowie auch der Abtastvorgang elektronisch mittels Entladungsröhren durchgeführt wird ; diese Einrichtung ist jedoch ebenfalls verhältnismässig kompliziert und umfangreich, sowie vor allem auch durch die beschränkte Lebensdauer der Röhren beeinträchtigt.
Nach der Erfindung werden nun bei Einrichtungen der eingangs beschriebenen Art zum Summieren von Impulsen diese erwähnten Nachteile dadurch behoben, dass jedem Impulsgeber als Impulsspeicher ein drei Wicklungen, aufweisender Speichermagnetkem zugeordnet ist, dessen erste Wicklung Eingangsimpulse und die zweite periodische Ableseimpulse erhält und dessen dritte Wicklung Ausgangsimpuls über einen Verstärker an ein Zählwerk abgibt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist je Impulsgeber ein zwei Wicklungen aufweisender Eingangsmagnetkem vorgesehen, dessen erster Wicklung die Eingangsimpulse als Rechteckspannungsimpulse zugeführt und in dessen zweiter Wicklung, die mit der Eingangswicklung des Speichermagnetkemes über einen Gleichrichter verbunden ist, den Eingangsimpulsen entsprechende Impulse erzeugt werden.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden nun an Hand der beispielsweise dargestellten Summiereinrichtung für Impulse beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 eine Einrichtung zum Summieren von zwei Impulsen ; sowie Fig. 2 eine zugehörige Abtastvorrichtung.
Die in der Ausführungsform gemäss Fig. 1 einfachheitshalber für nur zwei Impulsgeber ausgelegte Summiereinrichtung kann selbstverständlich ohne Schwierigkeiten auch für beliebig viele Summanden ausgebaut werden.
Von je einem-nicht dargestellten-mit einer Gebereinrichtung versehenen Elektrizitätszähler werden Rechteckspannungsimpulse über Klemmen 1 und 2 einem Stromkreis zugeführt, der aus einer ersten Wicklung 3 eines Eingangsmagnetkemes 4 mit rechteckiger Hysteresisschleife und einem Kondensator 5 gebildet ist, welchen beiden Teilen ein Widerstand 6 parallelgeschaltet ist ; eine zweite Wicklung 7 des Eingangsmagnetkemes4 ist über einen Gleichrichter 8 an eine Eingangswicklung 9 eines Speichermagnetkernes 10 angeschlossen, dessen eine Ablesewicklung 11 über einen Gleichrichter 12 mit einer Wicklung 13 eines Ablesemagnetkernes 14 verbunden ist.
Die zweite Wicklung 15 dieses Magnetkernes 14 liegt zusammen mit einem Kondensator 16 und einer Induktivität 17 in einem über einen Gleichrichter 18 an eine Wechselstromquelle 19 angeschlossenen Stromkreis. Weiters ist der Wicklung 15 und dem Kondensator 16 ein Photowiderstand 20 parallelgeschaltet, der in der Nähe einer mit gleichmässiger Geschwindigkeit drehbaren, mit einer Öffnung 22 versehenen Trommel 21 angeordnet ist, in deren Innerem sich eine
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Strahlungsquelle 23 befindet. Der Speichermagnetkem 10 ist mit einer Ausgangswicklung 24 versehen, die über einen Gleichrichter 25 an eine Parallelschaltung, bestehend einerseits aus einem Kondensator 26 und anderseits dem Widerstand 27, einem Gleichrichter 28 sowie einer Steuerwicklung 29 eines Magnetver stärkers 30, angeschlossen ist.
Im Stromkreis der Arbeitswicklung 31 des Magnetverstärkers 30 befindet
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sichtung 34 der Wicklung 7 mit der Eingangswicklung 9 ist über einen Gleichrichter 35 eine Wicklung 36 eines
Koinzidenzmagnetkemes 37 und mit dieser in Reihe eine zweite Wicklung 38 desselben Koinzidenzma- gnetkemes 37 geschaltet und über einen Gleichrichter 39 an einen Pol des Kondensators 26 angeschlossen ; die Verbindung 40 beider Wicklungen 36 und 38 ist mit der Verbindungsleitung 41 der Wicklungen 11 ) und 13 des Magnetkernes 10 bzw. 14 und schliesslich Verbindung 42 der Wicklungen 7 und 9 mit derjeni- gen 43 der Wicklungen 11 und 13 sowie mit dem andern Pol des Kondensators 26 verbunden.
Die Wirkungsweise dieser beschriebenen Summiereinrichtung für Impulse ist folgende : Trifft ein
Rechteckspannungsimpuls von der Gebereinrichtung eines der Elektrizitätszähler an den Klemmen 1 und 2 ein, so wird im zugeordneten Stromkreis-z. B. in Fig. 1 links-der Kondensator 5 kurzzeitig unter Span- ! nung gesetzt, d. h. aufgeladen und entlädt sich nach dem Impuls über den Widerstand 6 ; der Eingangs- magnetkern 4 wird somit zuerst in der einen und dann in der andern Richtung magnetisiert (Vorwärts-und
Rückwärtsmagnetisierung).
Zufolge der annähernd rechteckigen Hysteresisschleife des Eingangsmagnetkemes 4 wird während der Vonrärtsmagnetisierung in der Wicklung 7 ein sehr kurzer Impuls gewonnen, welcher über die Eingangs- ) wicklung 9 den Speichermagnetkern 10 ummagnetisiert ; eine Auswirkung der Rückwärtsmagnetisierung des Eingangsmagnetkemes 4 wird jedoch durch den Gleichrichter 8 verhindert. In gleicher Weise werden die übrigen Speichermagnetkerne 10 durch ihnen zugeführte Impulse magnetisiert.
Durch die sich dauernd drehende Trommel 21 mit der Öffnung 22 werden nun alle Photowiderstän- de 20 der Reihe nach kurzzeitig durch die Strahlungsquelle 23 bestrahlt, wodurch ihr Widerstand kurzzei- tig beträchtlich sinkt. Dadurch werden jeweils die Kondensatoren 16 entladen und kurz nachher durch die
Stromquelle 19 sofort wieder auf geladen. Die Ablesemagnetkeme 14 werden dabei zuerst in der einen und dann in der andern Richtung magnetisiert. Wegen des Gleichrichters 12 wird nur der erste der jeweils in der Wicklung 13 entstehenden Impulse der Ablesewicklung 11 des Speichermagnetkemes 10 zugeleitet.
Die Anordnung ist so getroffen, dass die Wicklungen 9 und 11 den Speichermagnetkem 10 in entgegenge- setzten Richtungen magnetisieren. War der Speichermagnetkem 10 durch einen Eingangsimpuls der Wick- lung 9 bereits magnetisiert, so wird er durch einen in der Ablesewicklung 11 wirksam werdenden Ablese- impuls ummagnetisiert. Durch diese Ummagnetisierung entsteht in der Ausgangswicklung 24 ein Aus- gangsimpuls, der dem Kondensator 26 zugeleitet wird und diesen auflädt. Anschliessend entlädt sich der
Kondensator 26 verhältnismässig langsam über den Widerstand 27 und die Steuerwicklung 29 des Magnet- verstärkers 30 und der durch die Arbeitswicklung 31 des Magnetverstärkers 30 fliessende Strom betätigt über die Wicklung 32 das Zählwerk 33.
War der Speichermagnetkem 10 vor dem Eintreffen des betrachteten Ableseimpulses nicht durch einen vorangehenden Eingangsimpuls der Eingangswicklung 9 magnetisiert, so wird der Speichermagnet- keml0 durch den Ableseimpuls in der Ablesewicklungl1 nicht ummagnetisiert und in der Ausgangswick- lung 24 entsteht kein Ausgangsimpuls, was zur Folge hat, dass das Zählwerk 35 in diesem Fall nicht betä- tigt wird.
Treffen in den Wicklungen 9 und 11 des Speichermagnetkemes 10 die Eingangs- und Ableseimpu1se gleichzeitig ein, so heben sich ihre Wirkungen auf den Speichermagnetkern 10 gegenseitig auf, und in der Ausgangswicklung 24 entsteht kein Impuls, wodurch sich eine Fehlzahlung ergeben würde. Um auch in diesem Fall eine Betätigung des Zählwerkes zu erhalten, ist die Einrichtung mit einer mit Hilfe des
Koinzidenzmagnetkemes 37 aufgebauten Koinzidenzschaltung versehen, die folgende Wirkung hat.
Der in der Wicklung 13 des Ablesemagnetkemes 14 bei der Entladung des Kondensators 16 entstehen- de Ableseimpuls wird nicht nur der Ablesewicklung 11, sondern auch dem Koinzidenzmagnetkem 37 der
Koinzidenzschaltung zugeleitet und fliesst zufolge der Polung der Gleichrichter 35, 39 durch die Wick- lung 36. Dadurch wird der Koinzidenzmagnetkern 37 ummagnetisiert. Der nachfolgende, durch den Lade- strom des Kondensators 16 entstehende Impuls entgegengesetzter Polarität fliesst dagegen durch die Wick- lung 38 und der Koinzidenzmagnetkem 37 wird durch diesen Impuls ummagnetisiert. Durch die so erfolg- te Ummagnetisierung entsteht in der Wicklung 38 eine Gegenspannung, die der des zweiten Impulses ent- gegenwirkt, so dass der Kondensator 26 nicht aufgeladen wird.
Werden jedoch zwei Impulse den Eingangs- und Ablesewicklungen 9, 11 gleichzeitig zugeführt, so resultiert bei geeigneter Bemessung der Impulsspan- nungen der Wicklungen 7 und 13 in der Wicklung 36 kein Strom und eine Ummagnetisierung des Koinzi-
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denzmagnetkernes 37 findet nicht statt. Der nachfolgende, durch den Ladestrom des Kondensators 16 entstehende Ableseimpuls umgekehrter Polarität führt daher keine weitere Ummagnetisierung des Koinzidenzmagnetkernes 37 durch. An der Wicklung 38 entsteht somit kein Spannungsabfall, so dass jetzt der
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die zugeführten Zählimpulse gespeichert werden. Diese Zählimpulse werden durch die Eingangsmagnet- kerne 4 jeweils nach dem Eintreffen eines Eingangsimpulses erzeugt, der vom zugeordneten Elektrizität- zähler herrührt.
Dem Speichermagnetkern 10 werden vom Ablesemagnetkern 14 periodisch erzeugte Ab- leseimpulse zugeleitet, welche in der Ausgangswicklung 24 Ausgangsimpulse erzeugen, die an den durch ) die Teile 26-33 gebildeten Ausgangsteil weitergeleitet werden.
Die periodische Auslösung der durch den Ablesemagnetkern14 erzeugten Ableseimpulse braucht nicht durch die in Fig. 1 dargestellte Strahlungsquelle mit rotierender Blende und durch Photowiderstände zu erfolgen, sondern kann auch auf andere Art bewerkstelligt werden, z. B. durch Kontakte. Man kann auch den Eingangsmagnetkern 4, seine Wicklungen 3 und 7, den Widerstand 6, den Kondensator S, den Gleich- i richter 8, sowie den der Koinzidenzschaltung dienenden Kbinzidenzmagnetkern 37 mit seinen Wicklun- gen 36 und 38, sämtliche dazugehörende Zuleitungen und die Gleichrichter 35 und 39 weglassen.
Die von den Geberzählern herrührenden Rechteckspannungsimpulse gelangen in diesem Fall über die
Klemmen l und 2 direkt an die Eingangswicklung9 des Speichermagnetkernes 10. Damit beim zufälligen zeitlichen Zusammentreffen eines Geberimpulses der Eingangswicklung 9 und eines Ableseimpulses der I Ablesewicklungl1 der Speichermagnetkernl0 dennoch im Sinne der Eingangswicklung9 vorwärts magne- tisiert wird, wird die Durchflutung der Eingangswicklung 9 so viel grösser gemacht als diejenige der Ab- lesewicklung 11, dass die Differenz dieser beiden Durchflutungen den Speichermagnetkem 10 sicher vor- wärts zu magnetisieren vermag.
Der nächste Ableseimpuls in der Ablesewicklung 11, der zeitlich sicher vor dem nächsten Eingangsimpuls eintrifft, kann dann den Speichermagnetkern 10 wieder rückwärts magnetisieren, so dass dann in der Ausgangswicklung 24 ein Ausgangsimpuls gewonnen werden kann, wo- mit der mit einem Ableseimpuls zusammenfallende Eingangsimpuls, der sonst verlorengehen würde, ge- zählt wird.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer kontaktlosen Auslösung für Ableseimpulse dargestellt, wobei soweit möglich die Bezugszeichen der Fig. 1 übernommen wurden. An Stelle der Photowiderstän- de 20 ist hier je ein Transistor 44 mit in Reihe geschalteten Widerständen 45, 46 vorgesehen. Der Basis des
Transistors 44 werden über einen Transformator 47 Ableseimpulse zugeführt, welche periodisch in der
Wicklung 48 eines Magnetkernes 49 bei der Annäherung eines rotierenden Ankers 50 an den Magnetkern49 erzeugt werden. Mit 51 ist ein zur Begrenzung des Rückstromes des Transistors 44 dienender Widerstand bezeichnet. Der Transistor 44 wird bei jedem Impuls leitend, so dass sich der Kondensator 16 Über ihn entladen kann, ähnlich wie über den Photowiderstand 20 in der Schaltung gemäss Fig. 1.
Die erfindungsgemässe Einrichtung hat gegenüber den bekannten den Vorteil einer kompakten, raum- sparenden Bauweise und einer weit grösseren Betriebssicherheit, da zu ihrem Aufbau hur Bauelemente mit praktisch unbegrenzter Lebensdauer verwendet werden. Sie hat weiter den Vorteil, dass die gespeicherten
Impulse bei einer Unterbrechung der Betriebsspannung erhalten bleiben, also nicht, wie dies bei der Ein- richtung mit Entladungsröhren der Fall ist, verloren gehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Summieren von Impulsen, die durch voneinander unabhängige Geberinstrumen- te-wie z. B. durch Elektrizitätszähler - abgegeben werden, wobei jedem Impulsgeber eine Speichervor- richtung und allen diesen eine gemeinsame Abtastvorrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Impulsgeber als Impulsspeicher ein drei Wicklungen (9, 11 und 24) aufweisender Speicherma- gnetkern (10) zugeordnet ist, dessen erste Wicklung (9) Eingangsimpulse und die zweite (11) periodische
Ableseimpulse erhält und dessen dritte Wicklung (24) Ausgangsimpuls aber einen Verstärker (30) an ein
Zählwerk (32 und 33) abgibt.