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Schaltungsanordnung zur Anzeige des Sättigungszustandes eines Zählkernes
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Anzeige des Sättigungszustandes eines Zählkernes, der mehrere stabile Magnetisierungszustände aufweist und durch Impulse konstanten SpannungsZeit-Integrals in die Sättigung gebracht wird. Als Zählkern werden vorwiegend Magnetkerne mit annähernd rechteckförmiger Hysteresisschleife verwendet, die durch die Zählimpulse von einem Remanenzzustand in den andern gebracht werden. Dabei ist eine Anzahl von definierten Impulsen, die von einem Impulsformerkem geliefert werden, erforderlich. Werden Zählschaltungen mit derartigen Zählkemen aufgebaut, dann ist ein Ausgangssignal erforderlich, das anzeigt, dass der Zählkem seine Endstellung erreicht hat.
Es ist eine Anordnung bekannt, die zwei Wicklungen pro Zählkern vorsieht. Die Magnetisierungs-
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werden gleichzeitig vom Impulsformerkem gespeist. Im ungesättigten Zustand wird der Kern über den ersten Zweig magnetisiert. Dabei wird in der zweiten Wicklung zusätzlich noch eine gegenphasige Spannung induziert, deren Amplitude annähernd gleich gross ist, wie die von dem Impulsformerkern gelieferte Eingangsspannung, so dass die Spannungen im Indikatorzweig sich nahezu aufheben. Der Kondensator wird daher nicht aufgeladen und es entsteht kein Ausgangssignal. Nachdem eine bestimmte Anzahl von Zählimpulsen angelegt worden ist, kommt der Zählkern in die Sättigung. Die beiden Wicklungen sind gegeneinander entkoppelt und die in den Indikatorzweig induzierte Gegenspannung fällt weg.
Der vom Impulsformerkem kommende Zählimpuls greift durch und der Kondensator wird aufgeladen. An Stelle des Kondensators kann auch direkt ein Indikator eingesetzt werden. An dem Indikator wird im nichtgesättigten Zustand jedoch stets eine kleine Restspannung stehen bleiben. Die Grösse der Restspannung ist sehr stark von den Toleranzen der Bauelemente abhängig. Eine einwandfreie Anzeige des Sättigungszustandes lässt sich nur bei grosser zugeführter Leistung erreichen und bei entsprechenden Fehlstrombedingungen für den Indikator.
Diesen Nachteil vermeidet eine andere bekannte Anordnung, die ebenfalls zwei parallelgeschaltete Zweige aufweist. In jedem Zweig ist zusätzlich ein Gleichrichter eingesetzt, der für die Zählströme in Durchlassrichtung betrieben wird. Die Dimensionierung und Einschaltung der beiden Wicklungen des Zählkernes ist so, dass die induzierte Spannung im Indikatorkreis grösser ist als die anliegende Eingangsspannung vom Impulsformerkern. Solange der Zählkern im nichtgesättigten Zustand ist, ist der Gleichrichter im Indikatorkreis stets gesperrt. Damit ist sichergestellt, dass der Indikator vollkommen stromlos bleibt und nur dann erregt wird, wenn der Zählkern gesättigt ist und die Eingangsspannung vom Impulsformerkern durchgreift. Diese Anordnung hat jedoch noch den Nachteil, dass der Impulsformerkern soviel Leistung abgeben muss, dass der Indikator anspricht.
Bei einer sehr grossen Zählrate des Zählkernes ist der Zählimpuls entsprechend klein und kurz, so dass ein empfindlicher schnell ansprechender Indikator vorgesehen werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Indikatorschaltung für einen Zählkem anzugeben, die unabhängig von der Grösse und Dauer des Zählimpulses einen unempfindlichen billigen Indikator verwenden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die zur stufenweisen Magnetisierung vorgesehenen Impulse von einem Impulsformkern auf die Reihenschaltung der Zählkernwicklung und einer Überwachungswicklung eines zusätzlichen Anzeigekernes einwirken, dass diese Wicklung so dimensioniert ist,
dass die durch einen Zählimpuls erzeugte Feldstärke im nicht gesättigten Zustand des Zählkemes kleiner und im gesättigten Zustand grösser als die Koerzitivkraft des Anzeigekernes ist und damit der Anzeigekern erst beim Erreichen des Sättigungszustandes des Zählkernes ummagnetisiert wird und dass über eine nach jedem Impuls erregte getrennte Rückstellwicklung der Anzeigekern unter Abgabe eines Impulses zum Ansprechen eines Indikators wieder in die Ausgangslage gebracht wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rückstellimpuls eine Zeitkonstante aufweist, die zum Ansprechen des Indikators ausreicht.
Schliesslich ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Indikator z. B. an die Reihenschaltung der Überwachungswicklung mit einer zusätzlichen Anzeigewicklung angeschaltet
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ist, und dass die Anschaltung über einen Kontakt erfolgt, der bei der Zurückstellung des Impulsformkernes und Anzeigekernes geschlossen ist.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 die prinzipielle Zählschaltung und Fig. 2 die Zählschaltung mit Anzeigekern und Indikator.
In Fig. 1 ist eine multistabile Zählschaltung mit Impulsformerkern K'und Zählkem ZK* angegeben.
Beide Kerne sind aus ferromagnetischem Material mit annähernd rechteckförmiger Hysteresisschleife.
Der ImpulsfbrmkemyK'wird durch das gleichzeitige Arbeiten der Kontakte sv und sk ständig ummagnetisiert. Beim Schliessen der Schalter sv und sk wird der Kern über die Vorklappwicklung wv magnetisiert und nach dem Öffnen der Kontakte über die Rückklappwicklung wr zurückgestellt. An der Ausgangswicklung tritt bei jedem Impuls (sv und sk geschlossen) ein Ausgangsimpuls mit konstantem Spannungszeitintegral auf. Dieser Impuls gelangt gleichzeitig auf die Zählkemwicklung, deren Windungszahl so dimensioniert ist, dass der Zählkern nach einer ganz bestimmten Anzahl derartiger Impulse in die Sättigung kommt.
Fig. 2 zeigt die Einschaltung eines besonderen Anzeigekernes AK in die Zählschaltung und die Anschaltung eines unempfindlichen Indikators P. Die Impulse mit konstantem Spannungszeitintegral werden auf die Reihenschaltung aus Zählkernwicklung ZK und einer Überwachungswicklung zo des Anzeigekernes AK gegeben. Solange der Zählkern sich im nichtgesättigten Zustand befindet nimmt der Zählkern infolge seines grossen Eingangswiderstandes den Hauptteil der Impulsenergie auf. Der auch den Anzeigekern AK durchfliessende Magnetisierungsstrom reicht nicht aus, um den Kern ! umzuklappen.
Hat der Zählkern seine Endstellung erreicht, dann wird er niederohmig und beim nächsten Impuls wird die Hauptenergie dem Anzeigekern zugeführt, der daraufhin in die andere Sättigungslage umkippt. Während dieses Vorganges ist die Rückstellwicklung w 2 und die Anzeigewicklung w 3 durch sk-Kontakte abgeschaltet. Bei der folgenden Zurückstellung des Impulsformerkernes wird die Rückstellwicklung w 2 des Anzeigekernes in dem entgegengesetzten Sinne erregt. Über den Anzeigekern sk-Kontakt wurde inzwischen auch der Indikator P an die Anzeigewicklung w 3 und die Überwachungswicklung w 1 angeschaltet. Durch entsprechende Dimensionierung der Wicklungen des Anzeigekernes steht genügend Energie zur Verfügung um auch unempfindliche Indikatoren zu betätigen.
Die Rückstellzeit des Anzeigekernes wird so gewählt, dass der Rückstellimpuls lange genug ansteht und der Indikator sicher ansprechen kann. Wesentlich bei einer derartigen Indikatoranschaltung ist, dass die Zeitkonstante im Rückstellkreis unabhängig von den Verhältnissen der eigentlichen Zählschaltung gewählt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, dass der Zählschaltung nur sehr wenig Energie zum Umklappen eines unbelasteten Anzeigekernes entzogen wird, denn während des Zählimpulses ist der Indikator P und die Rückstellwicklung w 2 des Anzeigekernes abgeschaltet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Anzeige des Sättigungszustandes eines stufenweise magnetisierbaren
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des Zählkemes (ZK) kleiner und im gesättigten Zustand grösser als die Koerzitivkraft des Anzeigekernes (AK) ist und damit der Anzeigekern (AK) erst beim Erreichen des Sättigungszustandes des Zähl- kernes (ZK) ummagnetisiert wird und dass über eine nach jedem Impuls erregte getrennte Rückstellwicklung (W 2) der Anzeigekern unter Abgabe eines Impulses zum Ansprechen eines Indikators (P) wieder in die Ausgangslage gebracht wird.
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Circuit arrangement for displaying the saturation state of a counter core
The invention relates to a circuit arrangement for displaying the saturation state of a counter core which has several stable magnetization states and is brought into saturation by pulses of constant voltage-time integral. Magnetic cores with an approximately rectangular hysteresis loop, which are brought from one remanence state to the other by the counting pulses, are mainly used as the counter core. A number of defined pulses, which are supplied by a pulse shaping core, are required. If counting circuits are set up with such counting cores, an output signal is required which indicates that the counting core has reached its end position.
An arrangement is known which provides two windings per counter core. The magnetization
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are fed simultaneously from the pulse forming core. In the unsaturated state, the core is magnetized via the first branch. An anti-phase voltage is also induced in the second winding, the amplitude of which is approximately the same as the input voltage supplied by the pulse shaper core, so that the voltages in the indicator branch almost cancel each other out. The capacitor is therefore not charged and there is no output signal. After a certain number of counting pulses has been applied, the counting core saturates. The two windings are decoupled from each other and the counter voltage induced in the indicator branch is eliminated.
The counting pulse coming from the pulse former takes effect and the capacitor is charged. An indicator can also be used directly instead of the capacitor. In the unsaturated state, however, a small residual voltage will always remain on the indicator. The size of the residual stress is very much dependent on the tolerances of the components. A flawless display of the saturation state can only be achieved with a high power input and with corresponding fault current conditions for the indicator.
Another known arrangement, which also has two branches connected in parallel, avoids this disadvantage. A rectifier is also used in each branch, which is operated in the forward direction for the counting currents. The dimensioning and connection of the two windings of the counter core is such that the induced voltage in the indicator circuit is greater than the applied input voltage from the pulse shaper core. As long as the counter core is in the unsaturated state, the rectifier in the indicator circuit is always blocked. This ensures that the indicator remains completely currentless and is only excited when the counter core is saturated and the input voltage from the pulse shaper core is applied. However, this arrangement still has the disadvantage that the pulse shaper core has to deliver so much power that the indicator responds.
If the counting core has a very high counting rate, the counting pulse is correspondingly small and short, so that a sensitive, quickly responding indicator must be provided.
The object of the invention is to provide an indicator circuit for a counting core which can use an insensitive, cheap indicator regardless of the size and duration of the counting pulse. This is achieved by the fact that the pulses provided for the gradual magnetization from a pulse shaping core act on the series connection of the counter core winding and a monitoring winding of an additional display core that this winding is dimensioned so that
that the field strength generated by a counting pulse in the unsaturated state of the counting core is smaller and in the saturated state greater than the coercive force of the display core and thus the display core is only remagnetized when the counter core has reached its saturation state and that the display core is via a separate reset winding excited after each pulse is brought back to the starting position with the emission of a pulse to respond to an indicator.
In a further development of the invention it is provided that the reset pulse has a time constant which is sufficient to respond to the indicator.
Finally, according to a further embodiment of the invention, it is provided that the indicator z. B. connected to the series connection of the monitoring winding with an additional display winding
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and that the connection takes place via a contact that is closed when the pulse shaping core and display core are reset.
The invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2. They show: FIG. 1 the basic counting circuit and FIG. 2 the counting circuit with display core and indicator.
1 shows a multistable counting circuit with pulse shaper core K 'and counting core ZK *.
Both cores are made of ferromagnetic material with an approximately rectangular hysteresis loop.
The impulse brmkemyK 'is constantly remagnetized by the simultaneous operation of the contacts sv and sk. When the switches sv and sk are closed, the core is magnetized via the fold-forward winding wv and, after the contacts have opened, is reset via the fold-back winding wr. At the output winding, with every pulse (sv and sk closed) an output pulse with a constant voltage time integral occurs. This pulse reaches the counting core winding at the same time, the number of turns of which is dimensioned so that the counting core saturates after a very specific number of such pulses.
Fig. 2 shows the connection of a special display core AK in the counting circuit and the connection of an insensitive indicator P. The pulses with a constant voltage time integral are given to the series circuit of the counter core winding ZK and a monitoring winding zo of the display core AK. As long as the counter core is in the unsaturated state, the counter core absorbs the majority of the pulse energy due to its large input resistance. The magnetizing current flowing through the display core AK is not sufficient to generate the core! to fold down.
Once the counter core has reached its end position, it becomes low-resistance and with the next pulse the main energy is fed to the display core, which then switches to the other saturation position. During this process, the reset winding w 2 and the display winding w 3 are switched off by sk contacts. When the pulse shaper core is subsequently reset, the reset winding w 2 of the display core is excited in the opposite direction. The indicator P has meanwhile also been connected to the display winding w 3 and the monitoring winding w 1 via the display core sk contact. By appropriately dimensioning the windings of the display core, enough energy is available to operate even insensitive indicators.
The reset time of the display core is chosen so that the reset pulse is present long enough and the indicator can respond reliably. It is essential with such an indicator connection that the time constant in the reset circuit can be selected independently of the conditions of the actual counting circuit. Another advantage of the arrangement is that very little energy is withdrawn from the counting circuit to flip an unloaded display core, because the indicator P and the reset winding w 2 of the display core are switched off during the counting pulse.
PATENT CLAIMS:
1. Circuit arrangement for displaying the saturation state of a gradually magnetizable
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of the counter core (ZK) is smaller and, in the saturated state, greater than the coercive force of the display core (AK) and thus the display core (AK) is only remagnetized when the counter core (ZK) reaches the saturation state and that a separate Reset winding (W 2) of the display core is brought back into the initial position by emitting a pulse to respond to an indicator (P).