Fernmessvorricshtnng. Zur Fernmessung elektrischer Leistungen wurden bisher vielfach Verfahren verwendet, bei denen die Zeigerstellung eines Messinstru- mentes fernübertragen wurde.
In graftversorgungsnetzen mit konstan ter oder sehr langsam schwankender Be lastung befriedigen solche Einrichtungen alle praktischen Bedürfnisse; anders steht es jedoch, wenn Verbraucher mit stark schwan kendem Leistungsbedarf angesclilossen sind, wie zum Beispiel Walzwerke oder elektrische Bahnen. In diesen Fällen ist mit der Über tragung der Schwankungen nicht gedient, sondern es ist erwünscht, an der Ablese stelle nicht sämtliche Schwankungen, also die Augenblickswerte, sondern den Mittelwert über einen längeren Zeitraum, etwa über mehrere Minuten, zu kennen.
Die vorliegende Erfindung gibt eine be sonders vorteilhafte Lösung zur Mittelwerts- Fernmessung.
Grundsätzlich besteht die Lösung darin, dass während einer konstanten Zeit ein Zeiger mit einer der Messgrösse proportionalen Ge schwindigkeit hochläuft und infolgedessen am Ende des genannten Zeitabschnittes ein Zeigerausschlag erreicht ist, der der gesuch ten durchschnittlichen Messgrösse proportio nal ist. Der so erzeugte Zeigerausschlag kann nunmehr in verschiedener Weise fern übertragen werden.
Ein besonderer Vorteil dieser Vorrich tung besteht darin, dass die Fernmessung von Mittelwerten auf dieselben Hilfsmittel zu rückgeführt werden kann, die bei der Fern übertragung der Zeigestellungen gewöhn licher Messinstrumente verwendet werden, so dass genau dieselben Empfängerinstrumente registrierende oder anzeigende, verwendet werden können.
Ein weiterer wichtiger Vorteil ist der, dass in Anlagen, wo sowohl Augenblicks werte wie Mittelwerte über dieselben Leitun gen und Hochfrequenzsender übertragen wer den müssen, die entsprechenden Instrumente ohne zusätzliche Einrichtungen ohne weiteres parallel arbeiten können.
Die Fernmeldung der erzeugten Zeiger ausschläge kann, wie oben erwähnt, in ver schiedener Weise geschehen. Zum Beispiel kann man den während der konstanten Zeit aufgelaufenen Zeiger mit einer konstanten, bekannten Geschwindigkeit zurücklaufen lassen. Die dazu nötige Zeit gibt dann ein Mass für die gesuchte Messgrösse. Die Zeit zur Zurücklegung des erzeugten Zeigeraus schlages kann auch gemessen werden, indem man einen Hilfszeiger mit konstanter, be kannter Geschwindigkeit den Ausschlags winkel ablaufen lässt und den aufgelaufenen Zeiger erst nachher in seine Anfangsstellung zurückbewegt. Dies letztere Verfahren ist in dem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die Erfindung beschränkt sich aber- nicht auf diese zwei Methoden der Übertragung der er zeugten Zeigerstellung, sondern ist in der Fernmessung von Mittelwerten auf dem Wege über Zeigerstellungen zu erblicken.
Das Ausführungsbeispiel gemäss der Zeichnung stellen eine Leistungs--Fernmes: sung dar.
Die Apparatur am Messorte besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen Einem Zähler 1, dem Hebel mit Klinke 2, dem Klinkenrad 3, dem Zeiger 4, dem Hilfszeiger 5, einem Synchronmotor 6 und dem Senderelais 7.
Die Apparatur am Ableseorte besteht im wesentlichen aus.: Dem Empfangsrelais 8, dem Synchron motor 9. Mit 10 ist das Registerpapier, das vom Uhrwerk angetrieben wird, bezeichnet, 11 ist der Registrierzeiger.
Die gezeichnete Stellung der einzelnen Teile entspricht einem Augenblick innerhalb der zur Mittelwertbildung benutzten Zeit. Der Zähler 1, der zur Vermeidung der Auf stellung eines besonderen Zählers zweck mässig der Verrechnungszähler der Station sein kann, betätigt bei jeder Umdrehung den Klinkenhebel 2, wodurch das Klinkenrad 3 jeweils gleich grosse Stücke verdreht wird. In dieser Weise bewegt sich der Zeiger 4 in der Pfeilrichtung und hat, wie oben aus einandergesetzt, am Ende der genannten Zeit einen dem Mittelwert proportionalen Ausschlag.
Jetzt überbrückt eine in der Zeichnung weggelassene Schaltuhr den Kon takt 12, so dass der Synchronmotor 6 den Hilfkzeiger 5 einmal im Kreise herumführt im Sinne des gezeichneten Pfeils. Auf die sem Wege berührt der Zeiger 5 den Zeiger 4 und erregt damit die untere Spule des Kipp- relais 13 für einen Augenblick. Dieses schliesst seinen Kontakt und das Senderelais 7 wird damit erregt. Nach Durchlaufen des Zeigerausschlages berührt der Hilfszeiger 5 den Kontakt 14, die obere Kipprelaisspule wird erregt und damit das Senderelais 7 wie der ausgeschaltet.
Der Zeiger 5 betätigt auf seinem Wege vor Erreichen der Ruhestellung noch einen weiteren Kontakt 15, wodurch ein Bremsrelais 16 die Achse 17 freigibt, so dass der Zeiger 4 von der Spiralfeder 18 wie der in seine Anfangslage, zurückgezogen wird. Der Rücklauf erfolgt dabei ohne Be hinderung durch die Klinke 2, da die Klinken radeinrichtung in an sich bekannter Weise derartig ausgebildet ist, dass die Klinke 2 mit dem Klinkenrad 3 nur in Eingriff kommt, wenn der Zähler 1 eine volle Umdrehung zurückgelegt hat, im übrigen jedoch eine freie Bewegung des Klinkenrades 3' erlaubt.
Damit ist im wesentlichen die Mittelwerts- bildung und Übertragung für den Messort beschrieben; am Ableseorte geht die Regi strierung in folgender Weise vor sich: Das Relais 8 kuppelt während der Im pulsdauer den Synchronmotor 9 mit der Regi- striervorrichtung, die so arbeitet, dass der Registrierzeiger 11 nicht seinen ganzen Weg, sondern nur seinen Höchstpunkt auf dem Registrierpapier markiert.
In der Zeichnung sind noch einige Ver vollkommnungen der Einrichtung enthalten. Der Kontakt 19 dient in Verbindung mit einem, wie ein Energierichtungsrelais wir kenden Kontakt 20 dazu, ein Minussignal aus zusenden, wenn die zu übertragende Leistung in umgekehrter Richtung fliesst, also nega- tives Vorzeichen hat. Dann dreht nämlich der Zähler 1 seine Drehrichtung um und der Kontakt 20 ist geschlossen, so dass der Hilfs zeiger 5 über die Kontakte 19 und 20 das Senderelais 7 zu einer kurzen Signalgabe er regt.
Am Ableseorte wird durch dieses kurze Signal der Registrierzeiger noch nicht bis zum Skalenanfange bewegt, das heisst auf dem Rand des Papiers ein Minussignal aufge zeichnet. Eine weitere Vorrichtung besteht am Messorte in dem Kontakt 21, der eben falls vom Hilfszeiger 5 bestrichen wird. Die ser Kontakt dient dazu, um das Signal eines bestimmten Instrumentes von denen anderer Instrumente zu unterscheiden, die auf der gleichen Messleitung nach dem Ableseort hin gemeldet werden.
In welcher Weise dieser dem Messimpulse folgende Kennzeichnungs impuls ab Ableseort benützt wird, ist für die vorliegende Erfindung gleichgültig, die beschriebene Anordnung bezieht sich nur auf die Unterscheidung zweier Messsignale da durch, da.ss am Geberinstrument zwangläufig und in einfacher Weise ein Kennzeichnungs impuls mitgegeben wird.
Die Registrierung von Minussignalen auf dem Rande des Registrierpapiers hat aller dings zur Voraussetzung, dass die übertrage nen Stromimpulse alle um eine bestimmte Zeitdauer verlängert werden. Dann ent spricht also der Messgrösse Null eine Impuls dauer, in welcher der Registrieranzeiger 11 den Weg von der gezeichneten Stellung bis zum Skalenanfang zurücklegt. Es ist ohne weiteres möglich, diese verlängerte Impuls dauer dadurch zu gewinnen, dass man dem Kontakt 14 am Messort den entsprechenden Abstand vor der Nullage des Zeigers 4 gibt.
In dem Ausführungsbeispiel treibt der Zähler den Zeiger auf mechanische Weise an. Es kann natürlich auch ein elektrischer An trieb vorgesehen werden, da auch auf diese Weise der fragliche Zeigerausschlag sich er zeugen lässt. Zu diesem Zweck wäre etwa die Zähleraehse mit . einer Kontaktvorrichtung auszurüsten, durch die bei jeder Umdrehung ein Relais erregt wird, welches das auf der Zeigerachse sitzende Klinkenrad vorwärts schaltet.
Ferner gelten die bisherigen Ausführun gen sowohl für Messwerke mit der ersten Potenz der Messgrösse proportionaler Ge schwindigkeit (zum Beispiel Wattstunden zähler), als auch für solche mit der zweiten Potenz proportionaler (zum Beispiel elektro dynamische Amperestundenzähler). Im erste ren Falle wird der arithmetische, im letz teren Falle der quadratische Mittelwert fern übertragen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Fernübertragung elektrischer hIessgrössen beschränkt, sondern kann auf beliebige Messgrössen ausgedehnt werden, auch wenn statt rotierender etwa oszil lierende Instrumente vorliegen.
Ausserdem kann statt der Übertragung des negativen Vorzeichens der Messgrösse in der aus dem Ausführungsbeispiel hervor gehenden Weise etwa die Stellung eines Relaiskontaktes oder dergleichen mitüber- tragen und registriert werden, die im Zu sammenhang mit der aufgezeichneten Mess- grösse von Interesse ist.
Telemetry device. For remote measurement of electrical power, methods have so far been used in which the pointer position of a measuring instrument was transmitted remotely.
In graft supply networks with constant or very slowly fluctuating loading, such facilities satisfy all practical needs; The situation is different, however, when consumers with strongly fluctuating power requirements, such as rolling mills or electric railways, are connected. In these cases, the transmission of the fluctuations is not used, but it is desirable not to know all the fluctuations, i.e. the instantaneous values, at the reading point, but rather the mean value over a longer period of time, for example over several minutes.
The present invention provides a particularly advantageous solution for remote average measurement.
Basically, the solution is that, for a constant time, a pointer runs up at a speed proportional to the measured variable and consequently a pointer deflection is reached at the end of the specified time segment that is proportional to the average measured variable sought. The pointer deflection generated in this way can now be transmitted remotely in various ways.
A particular advantage of this Vorrich device is that the remote measurement of mean values can be traced back to the same tools that are used in the remote transmission of the display positions ordinary measuring instruments, so that exactly the same receiver instruments can be used to register or display.
Another important advantage is that in systems where both instantaneous values and mean values have to be transmitted via the same lines and high-frequency transmitters, the corresponding instruments can easily work in parallel without additional equipment.
The remote reporting of the generated pointer rashes can, as mentioned above, happen in different ways. For example, the pointer that has accumulated during the constant time can be run back at a constant, known speed. The time required for this then provides a measure for the measured variable sought. The time to cover the generated pointer deflection can also be measured by using an auxiliary pointer at a constant, known speed to run the deflection angle and only afterwards move the accrued pointer back to its starting position. This latter method is shown in the exemplary embodiment.
However, the invention is not limited to these two methods of transferring the pointer position generated, but can be seen in the remote measurement of mean values by way of pointer positions.
The exemplary embodiment according to the drawing represent a power telemetry: solution.
The apparatus at the measuring site essentially consists of the following parts: a counter 1, the lever with pawl 2, the ratchet wheel 3, the pointer 4, the auxiliary pointer 5, a synchronous motor 6 and the transmitter relay 7.
The apparatus at the reading point consists essentially of: the receiving relay 8, the synchronous motor 9. 10 is the register paper, which is driven by the clockwork, designated, 11 is the register pointer.
The drawn position of the individual parts corresponds to a moment within the time used for averaging. The counter 1, which can be useful to avoid the setting up of a special counter, the billing counter of the station, actuates the ratchet lever 2 with each revolution, whereby the ratchet wheel 3 is rotated equally large pieces. In this way, the pointer 4 moves in the direction of the arrow and, as set out above, has a deflection proportional to the mean value at the end of the time mentioned.
Now a time switch omitted in the drawing bridges the contact 12, so that the synchronous motor 6 leads the auxiliary pointer 5 around once in a circle in the sense of the arrow drawn. In this way, the pointer 5 touches the pointer 4 and thus energizes the lower coil of the toggle relay 13 for a moment. This closes its contact and the transmitter relay 7 is thus excited. After passing through the pointer deflection, the auxiliary pointer 5 touches the contact 14, the upper Kipprelaisspule is excited and thus the transmitter relay 7 is switched off again.
The pointer 5 actuates a further contact 15 on its way before reaching the rest position, whereby a brake relay 16 releases the axis 17, so that the pointer 4 is retracted by the spiral spring 18 to its starting position. The return takes place without obstruction by the pawl 2, since the ratchet wheel device is designed in a known manner such that the pawl 2 only comes into engagement with the ratchet wheel 3 when the counter 1 has completed a full revolution, otherwise however, free movement of the ratchet wheel 3 'is allowed.
This essentially describes the averaging and transmission for the measurement location; At the reading point the registration takes place in the following way: During the pulse duration, the relay 8 couples the synchronous motor 9 to the registration device, which works so that the registration pointer 11 does not mark its entire path, but only its highest point on the recording paper .
In the drawing there are still some perfections of the facility. The contact 19 is used in conjunction with a contact 20 acting like an energy direction relay to send a minus signal when the power to be transmitted flows in the opposite direction, ie has a negative sign. Then namely the counter 1 reverses its direction of rotation and the contact 20 is closed, so that the auxiliary pointer 5 via the contacts 19 and 20, the relay 7 to a brief signaling it excites.
At the reading point, this short signal does not move the registration pointer to the start of the scale, i.e. a minus signal is recorded on the edge of the paper. Another device is the contact 21 at the measuring location, which is also swept by the auxiliary pointer 5. This contact is used to distinguish the signal of a certain instrument from those of other instruments that are reported on the same measuring line after the reading point.
The way in which this identification pulse following the measurement pulse is used from the reading point is irrelevant to the present invention, the described arrangement only relates to the distinction between two measurement signals because a identification pulse is inevitably and simply given on the transmitter instrument .
However, the registration of minus signals on the edge of the recording paper is a prerequisite that the transmitted current pulses are all extended by a certain period of time. Then the measured variable zero corresponds to a pulse duration in which the registration indicator 11 covers the path from the position shown to the start of the scale. It is easily possible to obtain this extended pulse duration by giving the contact 14 at the measurement location the corresponding distance from the zero position of the pointer 4.
In the exemplary embodiment, the counter drives the pointer in a mechanical manner. Of course, an electric drive can also be provided, since the pointer deflection in question can also be generated in this way. For this purpose the counter rake would be with. to equip a contact device through which a relay is energized with each rotation, which switches the ratchet wheel sitting on the pointer axis forward.
Furthermore, the previous statements apply both to measuring mechanisms with the first power of the measured variable proportional to the speed (for example watt-hour meters) and for those with the second power proportional (for example electro-dynamic ampere-hour meters). In the first case, the arithmetic, in the latter case, the root mean square is transmitted remotely.
Of course, the invention is not restricted to the remote transmission of electrical measured variables, but can be extended to any desired measured variables, even if instead of rotating instruments, for example, oscillating instruments are present.
In addition, instead of transmitting the negative sign of the measured variable in the manner shown in the exemplary embodiment, the position of a relay contact or the like can also be transmitted and recorded, which is of interest in connection with the recorded measured variable.