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Elektromagnetisches Registriergerät
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Der Anfang derToroidwicklung--41 ist mit einem Ende der Aufnahmespule 10 verbunden, deren anderes Ende an den Verbindungspunkten zwischen den weiteren toroidalen Wicklungen 62 und 63 angeschlossen ist. Diese toroidalen Wicklungen 62 und 63 sind mit ähnlichen Toroidwicklungen 61 und 64 der benachbarten ringförmigen Kerne 11 und 14 seriengeschaltet und dienen zur Hervorrufung einer Polarisationsspannung im Kreis der Aufnahmespule 10. Der Anfang der toroidalen Wicklung 61 bzw. das Ende der toroidalen Wicklung 64 sind über Einwegstromrichter 230 bzw. 220 an die beiden Enden des Potentiometers 200 angeschlossen.
Die zu messende, fallweise zu registrierende Spannung wird den Klemmen 300 zugeführt und von diesen dann in vier seriengeschaltete toroidale Wicklungen 51,52, 53,54 geleitet. Diese Toroidwicklungen sind folgendermassen verbunden : Die Enden der Wicklungen 51 und 52 sowie die Anfänge der Wicklungen 53 und 54 sind miteinander verbunden, während der Anfang der Wicklung 52 und das Ende der Wicklung 53 angeschlossen ist.
Die beschriebene Schaltung wirkt folgendermassen :
Durch den Erregungswechselstrom aus der Sekundärwicklung 102 des Umspanners 100 wird mittels der toroidalenErregerwicklungen 21,22, 23 und 24 in dem Torsionsrohr 86 ein Wechselstrom induziert, dennwie bereits im einleitenden Teil dargelegt wurde-das Torsionsrohr 86 zusammen mit den beiden Böden 80,82 und dem Leiter 81 bilden eine alle ringförmigen Kerne 11,12, 13 und 14 umgebende Kurzschlusswindung. Dadurch entsteht in dem Torsionsrohr 86 ein zylindrisches magnetisches Wechselfeld.
Bei der Verdrehung des Torsionsrohres 86 durch ein gegebenes Drehmoment wird das magnetische Feld derart deformiert, dass es auch eine Längskomponente enthält, die dem Drehmoment proportional ist und in der Aufnahmespule 10 eine Spannung induziert, die diesem Drehmoment direkt proportional ist.
Die Aufnahmespule 10 ist in dem Kreis eines Diskriminators geschaltet, welcher durch das Potentiometer 200, die beiden Einwegstromrichter 220,230 und alle Toroidwicklungen 61,62, 63 und 64 gebildet wird. Diese Wicklungen führen dem Stromkreis eine solche Polarisationsspannung zu, die zur Verschiebung der Arbeitspunkte der beiden Stromrichter 220 und 230 in die lineare Zone ihrer Charakteristiken erforderlich ist.
Mittels der aus der Gleichstromquelle 105 gespeisten Toroidwicklungen 31, 32, 33 und 34 werden in den ringförmigen Kernen 11,12, 13 und 14 gleichfalls magnetische Gleichstromfelder gebildet. Wenn den Klemmen 300 eine bestimmte Spannung zugeführt wird, fliesst durch die Toroidwicklungen 51,52, 53 und 54 ein dieser Spannung proportionaler Gleichstrom. Im Hinblick auf die Schaltung der Toroidwicklungen 51 - 54 wird durch diesen Strom das magnetische Gleichstromfeld in den Kernen 11 und 12 vergrössert und im Gegenteil in den Kernen 13 und 14 verringert. Dadurch werden natürlich auch die Induk-
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lungen 21 und 22 verringert werden, während die induktiven Widerstände der Wicklungen 23 und 24 vergrössert werden.
Diese Widerstandsänderungen der Toroidwicklungen 21 - 24 rufen einen Wechselstrom zwischen dem Knotenpunkt 106 und der Mitte der Sekundärwicklung 102 hervor. Dieser Wechselstrom fliesst durch die eine Steuerwicklung 710 des Servomotors 71, dessen andere Steuerwicklung aus einer weiteren sekundären Hilfswicklung 103 des Umspanners 100 dauernd gespeist wird.
Dieser Wechselstrom setzt daher den Servomotor 71 in Gang, welcher den Registrierwagen entlang der Schiene 84 zu bewegen beginnt. Es sei angenommen, dass das Gewicht des Wagens 90 samt der Belastung 93 "P" ist (siehe Fig. 3). Das Drehmoment ist durch das Produkt P. a gegeben, wobei sich die Entfernung "a" mit der Verschiebung des Wagens 90 ändert. Diese Verschiebung findet so lange statt, bis das Drehmoment in der Aufnahmespule 10 eine solche Spannung hervorruft, dass der in dem Diskriminator 3
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des Gleichgewichtes der besagten magnetischen Gleichstromfelder erlischt auch der Strom in der Wicklung 710 des Servomotors 71, wodurch derselbe zum Stillstand kommt.
Vermittels der Toroidwicklungen 41 und 42 verringert nämlich der Strom aus der Aufnahmespule 10 das magnetische Gleichstromfeld in den ringförmigen Kernen 11 und 12. Im Gegensatz dazu erhöht derselbe durch die Toroidwicklungen 43 und 44 hindurchtretende Strom aus der Aufnahmespule 10 in den verbleibenden ringförmigen Kernen 13 und 14 das entsprechende magnetische Gleichstromfeld.
Die Lage des Wagens 90, welche durch die Entfernung "a" und das dieser Entfernung entsprechende Drehmoment gegeben ist, stellt daher einen Massstab der auf die Klemmen 300 des Gerätes zugeführten Gleichstromspannung dar.
Die Wirkungen dieser gemessenen Spannung bzw. der Spannung der Aufnahmespule 10 werden noch weiter dadurch verstärkt, dass sich auch die in den Toroidwicklungen 61 - 64 induzierte Polarisationsspan -
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Rückkopplung im Hinblick auf die gemessene Spannung bzw. Spannung der Aufnahmespule 10 wirkt.
Durch Verschiebung des mittleren Kontaktes 210 des Potentiometers 200 kann auf der Schiene 84 die Ruhelage des Wagens 90 eingestellt und dadurch die Nulleinstellung des ganzen Gerätes vorgenommen werden.
Die soeben beschriebene Anordnung wird zur Messung der den Klemmen 300 zugeführten Spannung verwendet, wobei durch die mittels des Servomotors, 7-1 hervorgerufene Verschiebung des Wagens 90 die ganze Vorrichtung in den Ruhezustand gebracht wird. Es ist natürlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, diese Ruheeinstellung des Gerätes auch mechanisch auszuführen, u. zw. dadurch, dass das Torsionsrohr 86 mit einem äusseren Drehmoment belastet wird, welches z. B. durch eine in einer Entfernung"b"von der Mitte der Schiene 84 wirkende Kraft"Q"hervorgerufen ist (siehe Fig. 3). Dieses äussere Drehmoment wird dann automatisch durch das Gesamtgewicht des Wagens 90 und dessen Entfernung"a" von der Mitte der Schiene 84 ausgewuchtet.
Die Entfernung" a" bildet dann einen Massstab für die äussere
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hältnismässig hohen Belastung schwingt die Schiene nur in unbedeutendem Masse aus und dies nur im Bereich der elastischen Deformationen des Torsionsrohres 86. im Falle, dass im Hinblick auf die Art und Weise der Belastung mit äusseren Kräften der Servomechanismus die Neigung zeigt, Schwingungen auszuführen, kann eine Dämpfung derselben unter Verwendung der üblichen Dämpfungsmittel, wie z. B. mittels eines in den mittlerenzweig desDiskriminators geschalteten Dynamos oder eines Zweigstromkreises ausgeführt werden.
Die vorliegendeErfindung ist keineswegs nur auf die beschriebene Schaltung beschränkt. Alle Toroidwicklungen können im Rahmen der Erfindung auch auf andere, z. B. beimagnetischen Verstärkern, verwendete Weise geschaltet werden.
Das erfindungsgemässe Gerät ist höchst einfach und betriebssicher, denn es weist keine Reibungskontakte od. dgl. Elemente auf. Das Gerät kann nicht nur als unmittelbares Registriergerät für elektrische Grössen, sondern auch zur Aufzeichnung aller sich durch eine Kraftwirkung offenbarenden Grössen, wie z. B. Gewicht, Druck, Lage u. dgl., verwendet werden. Das Gerät kann auch ohne jedwelche Schwierigkeiten als Regelelement Verwendung finden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetisches Registriergerät mit einem eine Schreibeinrichtung tragenden Registrierwagen, der mittels eines Servomotors eingestellt wird, und mit einem ferromagnetischen Torsionsrohr, in welchem ringförmige, Toroidwicklungen tragende Kerne angeordnet sind und welches zusammen mit dem in seiner Achse angeordneten Leiter und den Abschlussflächen eine Kurzschlusswindung darstellt, wobei das Torsionsrohr durch den in denErregerwicklungen fliessenden Strom zylindrisch magnetisiert istund eine Aufnahmespule zur Bestimmung der durch die Verformung des magnetischen Feldes bei Torsion entstehenden elektro- motorischen Kraft trägt, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionsrohr (86) eine Schiene (84) trägt, auf welcher der Registrierwagen (90) läuft,
der infolge seines Gewichtes ein seinem jeweiligen Abstand vom Torsionsrohr (86) proportionales Drehmoment auf dieses ausübt, wobei im Torsionsrohr (86) mindestens vier ringförmige Kerne (11-14) vorgesehen sind, die mit ihren Toroidwicklungen (21-24) als magnetische Verstärker geschaltet sind und zwischen dem Verbindungspunkt zweier Toroidwicklungen (22, 23) und der Mitte der Sekundärwicklung (102) des Speisetransformators (100) der Servomotor (71) liegt, der die Grösse des das Torsionsrohr (86) belastenden Drehmomentes beeinflusst.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.