Fernniesseinrichtung mit einem Nessgerät finit umlautendem Anker. Gegenstand der Erfindung ist eine Fern- inessein richtung mit einem Messgerät mit um laufendem Anker und Fernübertragung der gemessenen Grösse mit Hilfe von Impulsen, deren Zahl in der Zeiteinheit der Messgrösse proportional ist.
Gemäss der Erfindung ist <B>en</B> Sendegerät eine Tachometermaschine vor- t;esehen und die Schwankungen .der von die ser Tachometermaschine gelieferten Span nung werden als Impulse zur Betätigung einer Empfangseinrichtung verwendet.
Diese Finrichtung kann ausser zum Fernübertragen der Messgrösse mit Hilfe des Impulsfrequenz- verfahrens auch zum gleichzeitigen Übermit teln der Messgrössen auf geringe Entfernuu- nen ausgebildet sein, indem man die von. :der 'fachometermaschine gelieferte Spannung fberträgt und ihre Grösse misst.
Es ist zweckmässig, die von der Tacho metermaschine gelieferten Spannungsschwan kungen mit Hilfe eines Transformators von der gelieferten Gleichspannung zu trennen. Ein erstes Ausführungsbeispiel fier Erfin- dung ist in der Abb. 1 dargestellt. Mit 1. ist ein F'ernmesssender üblicher Bauart be zeichnet, bei dem von dein Ferraristrieb- system 2 .der Anker 3 einer Taehometer- maschine üblicher Bauart angetrieben wird.
An den auf dem Kollektor der Tachometer maschine schleifenden Bürsten .1 wird eine der Messgrösse proportionale Spannung abge griffen. Bei dem in Abb. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Spannung für die Zwecke der Nahmessung über die Leitung 5, den Transformator 7 einem Span nungsmessgerät 6 zugeleitet. Die Fernmess- sender 1 kann beispielsweise an einer belie bigen Stelle eines Kraftwerkes aufgestellt sein, während sich das Anzeigegerät 6 an der Schalttafel eines Kommandoraumes befindet..
Um gleichzeitig a11eh an einem weit entfern ten Ort, zum Beispiel in einem andern Kraft werk, :den vom lfessberät 6 angezeigten Wert anzuzeigen, werden die von der Tachometer- maschine gelieferten Spannungsschwankun gen bezw. Stromschwankungen mit Hilfe des Transformators 7 von :dem Gleichstrom ge trennt und der Fernleitung 8 zugeleitet. In die Fernleitung 8 kann auch der Verstärker 9 eingeschaltet sein.
Die an der Sekundär seite des Transformators 7 erzeugte Wechsel spannung kann am Empfangsort 10 zur Um schaltung eines Relais .dienen, welches in an sich bekannter Weise ,einen Kondensator über das Messgerät 11 umlädt, so dass der Zeiger ausschlag des Messgerätes der Häufigkeit der Stromimpulse bezw. der Umlaufsgeschwin- digkeit .des Ankers '3 des Fernmesssenders 1 entspricht.
In der Abbildung ist die Emp fangseinrichtung, welche das Relais, die Kon densatoren, die Batterie usw. enthält, durch .das Viereclz 12 dargestellt. Um die Span nungsschwankungen vom Messgerät 6 fernzu- halten, kann es .sich empfehlen, parallel zum Messgerät einen Kondensator zu schalten.
Bei dem in Abb. 1 dargestellten Ausfüh- rungsbeispielder Erfindung ist die Frequenz der Spannungsschwankungen verhältnismässig gering. Man benötigt deshalb ziemlich grosse Transformatoren, um die, Spannungsschwan kungen von der erzeugten Grundspannung zu trennen. Man kann mit wesentlich kleineren Transformatoren auskommen. -,venn man im Anker der Tachometermaschine eine Wech selspannung höherer Frequenz erzeugt.
Die Amplitude dieser Wechselspannung ändert sich periodisch entsprechend der Dreh geschwindigkeit des Ankers. Ein derartiger Sender ist in Abb. 2; ,dargestellt.
Die mit Abb. 1 übereinstimmenden Teile tragen die gleichen Bezugszeichen. Gegen über der Einrichtung nach Abb. 1 unterscUei- det sich .das Beispiel nach Abb. 2 zunächst dadurch, dass auf den Anker 3 der Wechsel strommagnet 14 einwirkt. Die an den Bür- sten entstehende Spannung wird :dann, den durch Abb. 3 dargestellten Verlauf zeigen.
Die mit 15 bezeichnete Linie ,stellt den Ver lauf der Spannung der Tachometermaschine dar, wie sie ohne,den Wechselstrommagneten. 14 entstehen würde. Unter dem Einfluss des Wechselstrommagnetes 14 wird der erzeugten Spannung eine Wechselspannung überlagert, deren Amplitude periodisch steigt lind sinkt.
Anstatt einen besonderen Wechselstrom magneten 14 zu benutzen, um in der Wick lung der Ta.chometermasehine eine Wechsel- spannung zu induzieren, kann das hierzu notwendige Wechselfeld auch vom Wechsel- stromtriebsystem 2 des Zählers abgeleitet werden. Zu diesem Zwecke kann man bei spielsweise mit Hilfe eines magnetischen Bleches einen Teil des Spannungsflusses des Triebsystems .durch den Anker der Tacho- metermaschine leiten.
Der überlagerte Wechselstrom ist in Abb. 4 getrennt von der von der Tachometer maschine gelieferten Grundspannung darge stellt. Die Trennung der Grundspannung vom überlagerten Wechselstrom wird mit Hilfe des Transformators 7 vorgenommen, der nur für die Frequenz .des Magnetes 14, zum Bei spiel 50 Per., zu bemessen ist.
U m die Wech selspannung von dem Anzeigegerät 6 fernzu- ha,lten, kann man einen Kurzschlusskreis 1.1; verwenden., der aus einer mit einer Induktivi- tät in Reihe geschalteten Kapazität besteht, die auf die überlagerte Frequenz abgestimmt sind. Da das Anzeigegerät 6 nur auf Gleich strom anspricht, werden durch die überlager ten Wechselströme keine Messfehler verur sacht.
Die Wechselspannung, welche im Trans formator 7 von .der Grundspannung getrennt wird, welche die Tachometermaschine liefert, wird über den Verstärker 9 und die Fernlei tung 8 ,dein Empfangsgerät 10 zugeführt. In .diesem. Empfangsgerät werden die ankom inenden Wechselströme gleichgerichtet.
Der auf diese Weise entstehende Strom entspricht der Amplitudenkurve ,des in Abb. 4 darge stellten Wechselstromes. Er weist also Schwankungen auf, welche der Drehzahl des Ankers des Sendegerätes entsprechen. Wenn man .diesen Strom einem Relais zuleitet, wel ches ein geeignetes Anzeigeinstrument steuert, so erhält man einen Zeigerausschlag, welcher .der Häufigkeit der Schwankungen ,
des gleichgerichteten Stromes und damit der Messgrösse proportional ist. Anstatt den am Empfangsort ankommenden @%Tec-hselstrom gleichzurichten. kann man ihn auch unmit telbar einem auf den quadratischen Mittel wert ansprechenden Relais zuführen, das das Anzeigeinstrument beeinflusst. Das auf den quadratischen Mittelwert. ansprechende Relais inuss so träge sein, da.ss sein Anker den ein zelnen Halbwellen des Wechselstromes nicht folgen kann.
Es muss aber den periodischen Schwankungen der Amplitude des zur Über- tr < iguiig dienenden Wechselstromes folgen können.
Damit in dem Anker der Tachometer- niaschine möglichst hohe Wechselspannungen erzeugt werden, empfiehlt es sich, die Spulen des Ankers mit Haltern aus Isoliermaterial zu befestigen oder die zur Befestigung die nenden Metallteile so auszubilden (zum Bei- spiel zu schlitzen), dass keine wesentlichen Wirbelströme in ihnen erzeugt werden. Man wird deshalb die Bremstrommel nicht a15 Halter für die Spulen verwenden.
Es gelingt auf die beschriebene Weise verhältnismässig hohe Wechselspannungen in den Bürsten d der Tachometermaschine zu erzeugen, so dass die Cbertragung der Wechselstromimpulse nach dem weit entfernten Empfangsort keine Schwierigkeiten bereitet.
Um Rückwirkungen zwischen dem Wech- .elstrommagneten und dem Anker zu vermei den, kann es sich empfehlen, einen zweiten Anker anzuordnen, der so gegenüber dem ersten Anker versetzt ist und mit einem \Vechselstrommagneten zusammenarbeitet, dass sich die Wirkungen der beiden Magnete ;iiif .den Anker aufheben. Die Wechselwir kung zwischen Wechselstrommagneten 1.1 und dem Anker kann weiterhin herabgesetzt -erden, Renn man ein Wechselfeld möglichst hoher Frequenz anwendet. Man kann bei spielsweise Tonfrequenz verwenden.
Auch kann man ganzzahlige Vielfache der Netz frequenz, beispielsweise Ströme doppelter Netzfrequenz, benutzen, .die sich auf einfache Weise mit Hilfe ruhender Frequenzumformer herstellen lassen. Es. kann zweckmässig sein, den von dein Fernmesssender gesendeten )Vellenzügen an genähert rechteckige Form zu geben. Dies kann man erreichen, wenn man die Polbreite des Wechselstrommagnetes 14 klein im Ver gleich zu .der Ausdehnung der Spulen der Tachonietermaschine macht.
Sofern hohe Frequenzen verwendet werden, kann es aber auch angezeigt sein, dafür-zu sorgen, dass der Wechselstrom während jedes Impulses, in seiner Stärke allmählich ansteigt und all mählich absinkt. Auf diese Weise lässt sich der Einfluss von Einschwingvorgänben am leichtesten beheben.
Bei der Übertragung der Messfrequenz über Leitungen oder mit Hilfe von Kabeln macht sich bei grösseren Leitungslängen unter Umständen die Leitungskapazität störend bemerkbar, weil :dann der Fernmessgeber stark, kapazitiv belastet ist. Man kann die kapazitive Belastung des Fernmessgebers be seitigen, wenn man die Kapazität der Lei tung mit Hilfe von In.duktivität kompen siert.
Diese Induktivitäten .sind unter den gleichen Gesichtspunkten zu bemessen wie die Induktivitäten, die zur Kompensation der Kapazität von Starkstromleitungen bezw. Fernsprechleitungen dienen.
Remote monitoring device with a measuring device with a finite anchor. The subject of the invention is a remote inessein direction with a measuring device with a rotating armature and remote transmission of the measured variable with the aid of pulses, the number of which is proportional to the measured variable in the unit of time.
According to the invention, a transmission device is provided with a tachometer machine, and the fluctuations in the voltage supplied by this tachometer machine are used as pulses for actuating a receiving device.
In addition to the remote transmission of the measured variable with the aid of the pulse frequency method, this fin device can also be designed for the simultaneous transmission of the measured variables over short distances. : the 'fachometer machine transmits the voltage supplied and measures its size.
It is advisable to use a transformer to separate the voltage fluctuations supplied by the speedometer machine from the DC voltage supplied. A first embodiment of the invention is shown in FIG. 1. A remote measuring transmitter of the usual type is identified, in which the armature 3 of a tae-meter machine of the usual type is driven by your Ferrari drive system 2.
A voltage proportional to the measured variable is picked up on the brushes .1 sliding on the collector of the speedometer machine. In the embodiment shown in Fig. 1, this voltage is fed to a voltage measuring device 6 via the line 5, the transformer 7 for the purpose of close-up measurements. The telemetry transmitter 1 can, for example, be set up at any point in a power plant, while the display device 6 is located on the control panel of a control room.
In order to simultaneously display the value displayed by the measuring device 6 at a distant location, for example in another power plant, the voltage fluctuations or voltage fluctuations supplied by the speedometer machine are displayed. Current fluctuations with the help of the transformer 7 of: the direct current ge separates and the transmission line 8 is fed. The amplifier 9 can also be switched into the long-distance line 8.
The alternating voltage generated on the secondary side of the transformer 7 can be used at the receiving location 10 to switch a relay, which reloads a capacitor via the measuring device 11 in a manner known per se, so that the pointer deflection of the measuring device of the frequency of the current pulses respectively . the rotation speed of the armature 3 of the telemetry transmitter 1 corresponds.
In the figure, the receiving device, which contains the relay, the capacitors, the battery, etc., is represented by .das Viereclz 12. In order to keep the voltage fluctuations away from the measuring device 6, it may be advisable to connect a capacitor in parallel to the measuring device.
In the embodiment of the invention shown in Fig. 1, the frequency of the voltage fluctuations is relatively low. You therefore need fairly large transformers to separate the voltage fluctuations from the generated base voltage. You can get by with much smaller transformers. - if an alternating voltage of higher frequency is generated in the armature of the tachometer machine.
The amplitude of this alternating voltage changes periodically according to the rotation speed of the armature. Such a transmitter is shown in Fig. 2; , shown.
The parts that correspond to Fig. 1 have the same reference numerals. Compared to the device according to FIG. 1, the example according to FIG. 2 initially differs in that the alternating current magnet 14 acts on the armature 3. The voltage generated at the brushes will: then show the curve shown in Fig. 3.
The line denoted by 15 represents the course of the voltage of the speedometer machine, as it is without the AC magnet. 14 would arise. Under the influence of the alternating current magnet 14, an alternating voltage is superimposed on the generated voltage, the amplitude of which increases and decreases periodically.
Instead of using a special alternating current magnet 14 to induce an alternating voltage in the winding of the Ta.chometermasehine, the alternating field required for this can also be derived from the alternating current drive system 2 of the meter. For this purpose, for example, with the help of a magnetic sheet, part of the voltage flow of the drive system can be passed through the armature of the speedometer machine.
The superimposed alternating current is shown in Fig. 4 separately from the basic voltage supplied by the tachometer machine. The separation of the basic voltage from the superimposed alternating current is carried out with the aid of the transformer 7, which is only dimensioned for the frequency of the magnet 14, for example 50 people.
In order to keep the alternating voltage away from the display device 6, a short circuit 1.1; use., which consists of a capacitance connected in series with an inductance, which is tuned to the superimposed frequency. Since the display device 6 only responds to direct current, no measurement errors are caused by the superimposed alternating currents.
The alternating voltage, which is separated from the basic voltage in the transformer 7, which the tachometer machine supplies, is fed to the receiver 10 via the amplifier 9 and the Fernlei device 8. In this. The incoming alternating currents are rectified in the receiving device.
The resulting current corresponds to the amplitude curve of the alternating current shown in Fig. 4. So it has fluctuations which correspond to the speed of the armature of the transmitter. If you feed this current to a relay which controls a suitable display instrument, you get a pointer deflection, which shows the frequency of the fluctuations,
of the rectified current and therefore proportional to the measured variable. Instead of rectifying the @% Tec-hselstrom arriving at the receiving location. it can also be fed directly to a relay that responds to the square mean value and influences the display instrument. That on the root mean square. Responding relay must be so slow that its armature cannot follow the individual half-waves of the alternating current.
However, it must be able to follow the periodic fluctuations in the amplitude of the alternating current which is used for excess.
So that the highest possible alternating voltages are generated in the armature of the speedometer machine, it is advisable to fasten the armature coils with holders made of insulating material or to design the metal parts for fastening in such a way (for example, to slit) that no significant eddy currents are generated in them. You will therefore not use the brake drum as a 15 holder for the coils.
In the manner described, it is possible to generate relatively high alternating voltages in the brushes d of the tachometer machine, so that the transmission of the alternating current pulses to the far-away receiving location does not cause any difficulties.
In order to avoid repercussions between the AC magnet and the armature, it may be advisable to arrange a second armature which is offset from the first armature and works with an AC magnet so that the effects of the two magnets are mutually exclusive. raise the anchor. The interaction between AC magnets 1.1 and the armature can continue to be reduced if an alternating field is used as high as possible. You can use audio frequency for example.
It is also possible to use integer multiples of the network frequency, for example currents of double the network frequency, which can be produced in a simple manner using static frequency converters. It. It can be useful to give the wave trains sent by your telemetry transmitter to an approximately rectangular shape. This can be achieved if you make the pole width of the alternating current magnet 14 small compared to .der expansion of the coils of the tachometer machine.
If high frequencies are used, however, it may also be advisable to ensure that the strength of the alternating current increases gradually during each impulse and gradually decreases. This is the easiest way to remove the influence of transient processes.
When the measuring frequency is transmitted via lines or with the help of cables, the line capacitance may be noticeable in some circumstances and disturbing when the line lengths are longer, because: the telemeter is then heavily, capacitively loaded. The capacitive load on the telemeter can be eliminated if the capacitance of the line is compensated with the aid of inductivity.
These inductances .sind are to be measured under the same criteria as the inductances that are used to compensate for the capacitance of power lines respectively. Serve telephone lines.