Anordnung zum gleichzeitigen Messen zweier unabhängig -voneinander veränderlicher Grössen über eine gemeinsame Leitungsstrecke: In dem Hauptpatent ist eine Anordnung zum gleichzeitigen Messen zweier veränder licher Grössen über eine gemeinsame Lei tungsstrecke beschrieben, wobei zwei um<B>90'</B> in der Phase gegeneinander verschobene Wechselspannungen erzeugt werden, die je einer der beiden Messgrössen zugeordnet sind.
Diese beiden Wechselspannungen bilden eine resultierende Spannung, die über einen Ver stärker, vorzugsweise einem selbsttätigen komplexen Kompensator, derart zugeführt wird, dass die beiden den Messgrössen entspre chenden Komponenten der resultierenden Spannung getrennt voneinander abgebildet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterbildung des in dem Hauptpatent unter Schutz gestellten Erfindungsgegenstandes in der Weise, dass die Abgleichung durch zwei Gleichstrom-Abgleichschaltungen erfolgt. Da bei, werden die in den beiden Nullstromkrei- sen der genannten Messschaltungen fliessen den Ausgleichströme gemäss der Erfindung durch zwei mit um<B>90'</B> gegeneinander phasenverschobenen Erregerströmen synchron gespeiste Unterbrecher zerhackt und über einen oder mehrere Transformatoren einem gemeinsamen Verstärker zugeführt.
Dadurch erhält man in allen den Fällen wesentlich einfachere Anordnungen, wo es sich um die Messung von Gleichstromgrössen bandelt oder andern Messgrössen, die sich vor teilhaft auf Gleichstromgrössen zurückführen lassen.
Vorzugsweise erfolgt der Abgleich selbsttätig mittels gleichzeitig als phasen abhängige Nullindikatoren und Umkehr motoren wirkender Induktionszählermess- werke. Man erhält dadurch insbesondere die Möglichkeit, zwei gleich- oder verschieden artige Messgrössen der genannten Art mittels zweier Schreibgeräte mit Tintenschrift gleich zeitig über einen gemeinsamen Röhren-
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\,ehstärl@er <SEP> ohne <SEP> zegcn@citige <SEP> sse < #int'lussun;
<tb> auf'l. <SEP> <B>e <SEP> n.</B>
<tb>
11s <SEP> Unterbrecher <SEP> werden <SEP> vorzugs@s <SEP> eise
<tb> Sehwiiiglkontal.#t-Svnehroilscllalter <SEP> benutzt,
<tb> leiclirich ,vie <SEP> sie <SEP> zielfach <SEP> als <SEP> mechanische <SEP> G
<tb> ter <SEP> benutzt <SEP> werden. <SEP> Diese <SEP> haben <SEP> den <SEP> Vorzug,
<tb> dass <SEP> sie <SEP> sehr <SEP> genau <SEP> arbeiten <SEP> und <SEP> da.ss <SEP> bei
<tb> der <SEP> schwingenden <SEP> Zlziige <SEP> keine.
<tb>
Störungen <SEP> durch <SEP> Kontaktpotentiale <SEP> auf treten. <SEP> Die <SEP> bei <SEP> einer <SEP> derartigen <SEP> Anordnung
<tb> zu <SEP> berücksichtigenden <SEP> kapazitiven <SEP> Störströme
<tb> können <SEP> durch <SEP> Erdung <SEP> und <SEP> elektrostatiselie
<tb> 3hschirniuli- <SEP> in <SEP> der <SEP> üblichen <SEP> Weise <SEP> unsc@iäd lieh <SEP> gemacht <SEP> werden.
<tb>
Je <SEP> nach <SEP> der <SEP> Natur <SEP> der <SEP> zu <SEP> messenden <SEP> G <SEP> rö ssen <SEP> können <SEP> diese <SEP> entweder <SEP> durch <SEP> zwei <SEP> Span nungskompensationsscha.ltungen, <SEP> zwei <SEP> Strom kompensat-ionsschaltungen <SEP> oder <SEP> zwei. <SEP> Gleich strom-Briickenschaltungeii <SEP> abgeglichen <SEP> wer den. <SEP> Gegebenenfalls <SEP> können <SEP> aber <SEP> zum <SEP> <B>Ab-</B>
<tb> t' <SEP> der <SEP> beiden <SEP> IVlessgrö <SEP> ssen <SEP> auch <SEP> un gleichartige <SEP> Messscha.ltungen <SEP> der <SEP> genannten
<tb> Art <SEP> benutzt <SEP> werden.
<tb>
In <SEP> der <SEP> Zeichnung <SEP> sind <SEP> einige <SEP> Ausfüll rungsbeispiele <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> in <SEP> Schaltbil dern <SEP> dargestellt. <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> zeigt <SEP> eine <SEP> Anordnung
<tb> zum <SEP> Messen <SEP> zweier <SEP> beliebiger <SEP> Gleichspan nungen, <SEP> Fig. <SEP> \? <SEP> eine <SEP> Anordnung <SEP> zum <SEP> Messen
<tb> der <SEP> Stromstärke <SEP> und <SEP> der <SEP> Spannung <SEP> in <SEP> einem
<tb> Gleichstromkreise <SEP> und <SEP> Fig. <SEP> 3 <SEP> eine <SEP> Nilord nung <SEP> zum <SEP> Messen <SEP> zweier <SEP> Widerstände <SEP> oder
<tb> solcher <SEP> Grüssen, <SEP> deren <SEP> Änderungen <SEP> auf <SEP> Xn derungen <SEP> von <SEP> Widerständen <SEP> ziiriickgefiilirt
<tb> sind.
<tb>
In <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> sind <SEP> die <SEP> zu <SEP> messenden <SEP> C-leieh spa.nnungen <SEP> mit <SEP> T', <SEP> und <SEP> T'-, <SEP> bezeichnet. <SEP> _411
<tb> die <SEP> Spannung <SEP> LT, <SEP> ist <SEP> über <SEP> den <SEP> Kontakt <SEP> 1
<tb> eines <SEP> Synchron <SEP> schalters <SEP> 2 <SEP> tut <SEP> d <SEP> einen <SEP> durch <SEP> den
<tb> Schleifkontakt <SEP> 3 <SEP> entsprechend <SEP> der <SEP> Winkel stellung <SEP> u, <SEP> abgegriffenen <SEP> Teil <SEP> eines <SEP> Schleif drahtes <SEP> 4 <SEP> die <SEP> eine <SEP> von <SEP> zwei <SEP> Primärwicklun gen <SEP> 5 <SEP> eines <SEP> Transformators <SEP> 6 <SEP> angeschlossen.
<tb> Ebenso <SEP> ist:
<SEP> die <SEP> Spannung <SEP> U., <SEP> über <SEP> den <SEP> Kon takt <SEP> 1' <SEP> eines <SEP> Synchronschalters <SEP> 2' <SEP> und <SEP> einen
<tb> Schleifdraht <SEP> 4' <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Kontakt <SEP> 3' <SEP> an. <SEP> eilte
<tb> zweite <SEP> Primärwicklung <SEP> 5' <SEP> des <SEP> Transforma tors <SEP> 6 <SEP> anbeschlossen. <SEP> Dem <SEP> Sehleifdralit <SEP> 4
<tb> wird <SEP> ein <SEP> Gleichstrom. <SEP> aus <SEP> einer <SEP> Batterie <SEP> 7
EMI0002.0002
Über <SEP> ein <SEP> lilessg8 <SEP> lind <SEP> eüiell <SEP> <B>Zum</B>
<tb> 11,11t4,11 <SEP> des <SEP> .Batt < @riestronles <SEP> dienenden <SEP> @itgel widerstand <SEP> <B>9</B> <SEP> zugeführt. <SEP> Ebenso <SEP> wird <SEP> sl"rn
<tb> Schleifdraht;
<SEP> 4' <SEP> ein <SEP> ('ileichstroni <SEP> aus <SEP> einer
<tb> Batlerie <SEP> 7' <SEP> über <SEP> ciii <SEP> Messgeriit. <SEP> 8' <SEP> und <SEP> einen
<tb> Regcrl iderst;tncl <SEP> 9' <SEP> zugeführt. <SEP> Die <SEP> Schleif kontaktc <SEP> :i <SEP> wild <SEP> 3' <SEP> werden <SEP> tltircll <SEP> je <SEP> ein <SEP> <B>fi</B>iduk t;ionszülil@#rlnesswcrk <SEP> 10 <SEP> bezw. <SEP> 10' <SEP> verstellt:,
<tb> #,N,olie <SEP> i <SEP> die <SEP> @el < l@@-ichlungen <SEP> derlessct-erhe
<tb> über <SEP> cuien <SEP> Pliasenrugler <SEP> 11 <SEP> aus <SEP> einem <SEP> Dreh stroinnetz <SEP> h, <SEP> .<B>'#</B>. <SEP> 1' <SEP> derart <SEP> gespeist <SEP> werden,
<tb> dass <SEP> die <SEP> h@eld@@@ichlung <SEP> 12 <SEP> des <SEP> Messwerkes <SEP> 1(f
<tb> an <SEP> eine <SEP> I'h;
tsenspannung, <SEP> die <SEP> Feldwicklun <SEP> g@
<tb> 12' <SEP> des <SEP> 11lesswerkes <SEP> 10' <SEP> dagegen <SEP> an <SEP> eilte <SEP> vcr kettete <SEP> Spamintig <SEP> angeschlossen <SEP> ist.
<tb>
Die <SEP> geinf,insanieckundär@aichlung <SEP> 13 <SEP> des
<tb> 'fransfolni < ttors <SEP> f) <SEP> ist <SEP> mit <SEP> den <SEP> Eingan;,sklem inen <SEP> eines <SEP> Verstärkers <SEP> 1-1 <SEP> verbiniden, <SEP> dessen
<tb> Ansgangskleminen <SEP> an <SEP> die <SEP> in <SEP> Eeilie <SEP> gesehalte tenAnkerwicklungen <SEP> 1.5 <SEP> und <SEP> 15' <SEP> der <SEP> lIcss werke <SEP> 10 <SEP> bezw. <SEP> 10' <SEP> allgeschlossen <SEP> sind. <SEP> Die
<tb> Erregerwicklungen <SEP> der <SEP> Sv <SEP> iichronsahalter
<tb> lind <SEP> 2' <SEP> sind <SEP> an <SEP> die <SEP> @eittmgen <SEP> r.
<SEP> S <SEP> des <SEP> Dreh stromnetzes <SEP> aligescldossen- <SEP> Dabei <SEP> ist- <SEP> in <SEP> deii
<tb> Stromkreis <SEP> der, <SEP> Erregerwicklung <SEP> 16 <SEP> des <SEP> Syn chroiischalters <SEP> 2 <SEP> eine <SEP> Drosselspiele <SEP> <B>17</B> <SEP> und <SEP> in
<tb> den <SEP> Stromkreis <SEP> der <SEP> Erregerwicklung <SEP> 16' <SEP> des
<tb> Syncbronschalters <SEP> 2' <SEP> die <SEP> Parallelschaltung
<tb> eines <SEP> ohmschen <SEP> Widerstandes <SEP> 18 <SEP> -und <SEP> eines
<tb> Kondensators <SEP> 19 <SEP> eingeschaltet.
<tb>
Unter <SEP> dem <SEP> Einfluss <SEP> der <SEP> Spannung <SEP> T-",
<tb> fliesst <SEP> in <SEP> dem <SEP> betreffenden <SEP> Teile <SEP> des <SEP> Schleif dl;nhtes <SEP> a <SEP> ein <SEP> Strom, <SEP> der <SEP> einen <SEP> der <SEP> Grösse <SEP> des
<tb> Winkels <SEP> a, <SEP> entsprechenden <SEP> Spannungsabfall
<tb> erzeugt. <SEP> Dieseln <SEP> wirkt <SEP> ein <SEP> voll <SEP> dem <SEP> Strom <SEP> der
<tb> Batterie <SEP> 7 <SEP> in <SEP> deal <SEP> Sehleifdraht <SEP> 4 <SEP> erzeugter
<tb> Spannungsabfall <SEP> enlg-egen. <SEP> Ist <SEP> die <SEP> so <SEP> gebil dete <SEP> Spannungskompensationsscllaltung <SEP> ab geglichen, <SEP> so <SEP> dass <SEP> im <SEP> Nullstroh <SEP> kreis, <SEP> d. <SEP> h.
<SEP> in
<tb> der <SEP> Primär@cicklung <SEP> 5, <SEP> kein <SEP> Strom <SEP> fliesst, <SEP> so
<tb> ist <SEP> der <SEP> vom <SEP> Schleifkontakt <SEP> 3 <SEP> jeweils <SEP> ab gegriffene <SEP> Teilwiderstand <SEP> und <SEP> damit <SEP> der
<tb> Winkel <SEP> a <SEP> dein <SEP> betreffenden <SEP> Spannzuigsabfall
<tb> und <SEP> somit <SEP> auch <SEP> der <SEP> zu <SEP> messenden <SEP> Spannung
<tb> Z', <SEP> proportional. <SEP> vorausgesetzt, <SEP> dass <SEP> der <SEP> Bat teriestrom <SEP> finit <SEP> Hilfe <SEP> des <SEP> Regelwiderstandes <SEP> 9
<tb> und <SEP> des <SEP> Kontrollinstrumentes <SEP> 8 <SEP> konstant <SEP> ge halten <SEP> wird.
<SEP> Wenn <SEP> nun <SEP> durch <SEP> eine <SEP> lnderung der Spannung U, der Kompensationszustand gestört wird, so fliesst im Nullstromkreis ein Strom, der durch den von dem Wechselstrom netz B, S über die Drosselspule 17 erregten fungenunterbreeher 2 synchron mit der Netzfrequenz zerhackt wird.
Der zerhackte Strom durchfliesst die Primärwicklung 5 und erzeugt somit in der Sekundärwicklung 13 eine der Wechselstromkomponente des zer hackten Stromes entsprechende Wechselspan nung U,', deren Phasenlage von der Richtung des Nullstromes entsprechend der Richtung der Abweichung von dem Kompensations zustand abhängig ist.
In ähnlicher Weise kann die Spannung (r. durch den Spannungsabfall kompensiert werden, der dem Winkel a., der Einstellung des Schleifkontaktes 3' entspricht. Bei nicht abgeglichener Schaltung fliesst in dem be treffenden Nullstromkreis ein Strom, der durch den Kontakt 1' des Synchronschalters 2' zerhackt wird und in der Sekundärwick lung 13 des Transformators 6 eine entspre chende Wechselspannung U.,' erzeugt.
Die beiden Spannungen U,.' und UZ' setzen sich zu einer resultierenden Spannung zu sammen, die in dem Verstärker 14 verstärkt und den Ankerwicklungen 15 und 15' zu geleitet wird. Dadurch, dass die Feldwicklun gen 12 und 12' an eine Phasenspannung bezw. eine verkettete Spannung angeschlos sen sind, ergibt sich eine Phasenverschiebung von 90 zwischen den betreffenden Feld strömen.
Ebenso ist die Drosselspule 17 einerseits und die Widerstandskombination 18, 19 anderseits so bemessen, dass auch die Erregerströme der beiden Synchronschalter 2 und 2' in der Phase um<B>90'</B> gegeneinander verschoben sind.
Durch entsprechende Einstel lung des Phasenreglers 11 kann nun die Phasenlage der Ströme in den Feldwicklun gen 12 und 12' so gewählt werden, dass der ,,Nullmotor" 10 auf den gewissermassen mit der Phase 0 zerhackten Gleichstrom in der Primärwicklung 5 mit grösster Empfindlich keit und auf den mit der Phase 90 zer hackten Gleichstrom in der Primärwicklung 5' überhaupt nicht anspricht, und dass um- gekehrt der Nullmotor 10' nur auf den Strom in der Primärwicklung 5', nicht aber auf den Strom in der Primärwicklung 5 anspricht.
Ist diese Bedingung erfüllt, so werden die Span nungen U, und Uz durch die Einstellung der Schleifkontakte 3 bezw. 3' bezw. die Dreh winkel a, und a2 linear abgebildet.
Man kann nun zum Beispiel mit den Schleifkontakten Schreibvorrichtungen kuppeln, die dann ohne gegenseitige Beeinflussung die beiden Span nungen U1 bezw. U. gleichzeitig mit Tinten schrift aufzeichnen. Durch Kondensatoren 20 und 21 im Ein gangs- bezw. Ausgangskreis des Verstärkers 14 kann in an sich bekannter Weise eine Abstimmung auf die Frequenz des die Syn chronschalter erregenden Netzes erfolgen. Dadurch wird in an sich bekannter Weise der Verstärkungsgrad erhöht.
Ausserdem hat dies den Vorteil, dass der Ausgangsstrom einen sinusförmigen Verlauf nimmt.
Die gleiche Anordnung kann benutzt werden, um zwei Messgrössen gleichzeitig auf zuzeichnen, die sich, wie z. B. Temperaturen durch Thermoelemente, auf Gleichspan nungen zurückführen. lassen: Wenn es sich um die Messung von elektrischen Strömen handelt, so wird man zweckmässig die be kannte von Merz und Stanek als "Saug- schaltung" bezeichnete Stromkompensations- schaltung benutzen.
Das Gleiche gilt zum Beispiel für den Fall, dass Lichtströme mit tels Photozellen gemessen werden sollen, da es hier vorteilhaft ist, die Photoströme zu kompensieren.
Man kann aber auch einen Strom und eine Spannung gleichzeitig messen oder aufzeich nen, indem man zum Abgleich des Stromes eine Stromkompensationsschaltung und zum Abgleich der Spannung eine Spannungs- kompensationsschaltung benutzt. Auf diese Weise kann man zum Beispiel gleichzeitig den Strom und die Spannung in einem Gleich stromkreise messen oder aufzeichnen.
Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn in dem Stromkreis stromabhängige Widerstände wie Beissleiter oder Kaltleiter vorhanden sind. Ein Beispiel dieser Art ist in Fig. 2 dar gestellt. Dort ist mit 22 eine Gleichstrom quelle bezeichnet, die über einen Widerstand 23 geschlossen ist. Von einem Teile dieses Widerstandes wird mittels eines Schleifkon taktes 24 eine Spannung U abgegriffen, an die ein Spannungsteilerwiderstand 25, 26 an geschlossen ist. Die Spannung LT erzeugt nun einen Strom J. der durch einen Heissleiter, z.
B. einen Silitwiderstand 27, den Kontakt 28 eines Synchronschalters 29 und die eine Primärwicklung 30 eines Transformators 31 fliesst.
An der Reihenschaltung der Primäwick- lung 30 und des Kontaktes 28 zweigt sich ein Strom J,- ab, der über einen Vor ider- stand 32 und einen von einem Schleifkontakt 33 entsprechend dem Winkel ss abgegriffenen Teil eines Schleifdrahtes 34 fliesst. Im übri gen wird der Schleifdraht über einen zum Gleichhalten des Batteriestromes dienenden Regelwiderstand 35 und ein Kontrollmess- gerät 36 von einer Batterie 3 7 gespeist.
Zum -Messen der Spannung U ist eine Span nungskompensationssehaltung vorgesehen, die an den Widerstand 26 angeschlossen ist und im übrigen mit \der in Fig. 1 dargestellten übereinstimmt. Dementsprechend sind die be treffenden Schaltungselemente auch in Fig. 2 mit den gleichen Ziffern bezeichnet wie in Fig. 1. Ebenso ist die Schaltung des Trans formators 31. sowie die Anordnung und Schaltung der übrigen Teile die gleiche wie in Fig. 1.
Infolge der zum Messen der Stromstärke .7 benutzten Stromkompensationssehaltung wird der zu messende Strom in an sich be kannter Weise kompensiert durch den die Primärwicklung 30 und den Kontakt 28 des Synchronschalters 29 in entgegengesetzter Richtung durchfliessenden Vergleichstrom J,., der durch die von dem Nullmotor 10 ge steuerte Sehleifdrahtanordnung 33, 34 selbst tätig so eingestellt wird, dass der zerhackte Gleichstrom -- = J - Jv- = 0 wird.
Der den Schleifdraht 34 durchfliessende Batterie strom muss wieder mit Hilfe des Regelwider standes 35 und des Kontrollinstrumentes 36 auf den der Eichung entsprechenden Wert eingestellt oder durch einen Spannungsgleich halter selbsttätig konstant gehalten werden. Der in dem vergleichsweise hoehohmigen Widerstand 32 fliessende Vergleichsstrom J#- ist gegenüber dem Batteriestrom sehr klein und infolgedessen dem von dem Schleifkon takt 33 abgegriffenen Teilwiderstand bezw. dem Winkel ss proportional.
Bei dieser iMess- anordnung tritt nach der Abgleichung an den Teilen 28 und 30 kein Spannungsabfall auf, so dass in dem Stromkreis J tatsächlich der Silitwiderstand 27 allein wirksam ist.
Im übrigen muss ebenso wie bei dem Bei spiel nach Fig. 1 durch den Ansehluss der Feldwicklungen 12 und 12' über einen Phasenregler 11, die Einschaltung einer Drosselspule 17 in den Stromkreis der Er- regerwiekliing 16 des Synchronschalters 29 lind einer Widerstandskombination 1.8, 19 in den Stromkreis der Erregerwicklung 16' des Synchronschalters 2' oder auf andere Weise dafür gesorgt werden,
dass der Nullmotor 10 nur auf den mit der Phase 0 zerhackten, der Stromstärke J entsprechenden Strom J@.- und der Nullmotor 10' nur auf den mit der Phase 90 zerhackten, der Spannung U entspre chenden Strom anspricht. Dann wird der zu messende Strom J an dem Einstellwinkel ss des Schleifdrahtes 33 und die zu messende Spannung ('gleichzeitig an dem Einstell winkel a des Schleifkontaktes 3' abgebildet.
In diesem Falle kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass der eine der beiden Schleifkontakte. z. B. 3', mit einer Schreibtrommel gekuppelt wird, auf der eine mit dem Schleifkontakt 33 gekuppelte Schreibvorrichtung dann ein den Zusammen hang zwischen der Stromstärke J und der Spannung (T darstellendes Diagramm auf zeichnet. Auf diese Weise kann die Ab hängigkeit :einer beliebigen Messgrösse von einer beliebigen andern dargestellt werden. z.
B. die Änderung des Anodenstromes einer Ver:stärkerriihre bei Änderungen .des Gitter stromes oder dergl. Bei einem solchen "Koor- dinatschreiber" kann natürlich auch die eine der beiden Messgrössen, vorzugsweise die die Schreibvorrichtung bewegende, durch ein unmittelbar anzeigendes Messwerk erfasst werden.
In Fig. 3 ist der Fall dargestellt, dass zum Abgleich der Messgrösse Brückenschal tungen benutzt werden. Dies wird sich beson ders dann empfehlen, wenn es sich um die Messung von Widerständen handeln z. B. um die spannungsunabhängige Messung und Aufzeichnung von Messwerten, die mit Hilfe von Widerstandsgebern übertragen werden, oder um Temperaturmessungen mit Wider standsthermometern.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Anord nung ist angenommen, dass es sich um die gleichzeitige Aufzeichnung von zwei Wider standswerten 38 und 38' handelt. Diese liegen mit festen Widerständen 39, 40, 41 bezw. 39', 40', 41' zusammen in je einer Brücken- schaltung, die durch Schleifdrähte 42 bezw. 42' ergänzt werden. Jede Brückenschaltung wird durch eine Batterie 43 bezw. 43' über einen Vorwiderstand 44 bezw. 44' gespeist.
In die Diagonalzweige sind je eine Primär wicklung 45 bezw. 45' eines gemeinsamen Transformatoros 46 über je einen Synchron schalterkontakt 47 bezw. 47' eingeschaltet.
Die Sekundärwicklung 13 des Transforma tors 46 ist wie in den vorbeschriebenen Bei spielen über einen Verstärker 14 an die Ankerwicklungen 15 -und 15' von Induktions- zählermesswerken 10 bezw. 10' angeschlossen, die zum Verstellen der Schleifkontakte 48 bezw. 48' der Schleifdrähte 42 bezw. 42' dienen.
Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 3 der Anschluss der Erregerwicklungen 49 und 49', der Synchronschalter und der Feldwick lungen 12 und 12' der Messwerke 10 bezw. 10' nicht gezeichnet. Er kann in der gleichen Weise erfolgen wie in Fig. 2 dargestellt. Die Phasenzugehörigkeit ist deshalb in Fig. 3 nur durch die Bezeichnungen 0 und<B>90'</B> an gedeutet.
Bei richtiger Einstellung werden die Widerstände 38 und 38' an den Dreh- winkeln y, bezw. y. der Schleifkontakte 48 bezw. 48' abgebildet.
Arrangement for the simultaneous measurement of two independently variable quantities over a common line path: The main patent describes an arrangement for the simultaneous measurement of two variable quantities over a common line path, with two in phase by <B> 90 '</B> Alternating voltages shifted from one another are generated, each of which is assigned to one of the two measured variables.
These two alternating voltages form a resultant voltage which is fed via an amplifier, preferably an automatic complex compensator, in such a way that the two components of the resultant voltage corresponding to the measured variables are mapped separately from one another.
The present invention relates to a further development of the subject matter of the invention which is protected in the main patent in such a way that the adjustment is carried out by two direct current adjustment circuits. In the two zero-current circuits of the measuring circuits mentioned, the equalizing currents are chopped up according to the invention by two interrupters fed synchronously with excitation currents phase-shifted by <B> 90 '</B> and fed to a common amplifier via one or more transformers .
This results in much simpler arrangements in all cases where the measurement of direct current quantities or other measured quantities which can be traced back to direct current quantities before geous.
The comparison is preferably carried out automatically by means of induction counter measuring units that act as phase-dependent zero indicators and reversing motors. In particular, this gives the possibility of two identical or different types of measurement of the type mentioned using two writing instruments with ink writing at the same time via a common tube
EMI0002.0001
\, ehstarkl @ er <SEP> without <SEP> zegcn @ citige <SEP> sse <# int'lussun;
<tb> auf'l. <SEP> <B> e <SEP> n. </B>
<tb>
11s <SEP> Interrupters <SEP> are <SEP> preferential @ s <SEP>
<tb> Sehwiiiglkontal. # t-Svnehroilscllalter <SEP> used,
<tb> leiclirich, see <SEP> you <SEP> target subject <SEP> as <SEP> mechanical <SEP> G
<tb> ter <SEP> can be used <SEP>. <SEP> These <SEP> have <SEP> the <SEP> preference,
<tb> that <SEP> they work <SEP> very <SEP> exactly <SEP> <SEP> and <SEP> da.ss <SEP> at
<tb> the <SEP> swinging <SEP> number <SEP> none.
<tb>
Faults <SEP> occur through <SEP> contact potentials <SEP>. <SEP> The <SEP> for <SEP> a <SEP> such a <SEP> arrangement
<tb> to <SEP> taking into account <SEP> capacitive <SEP> interference currents
<tb> can <SEP> through <SEP> grounding <SEP> and <SEP> electrostatic
<tb> 3hschirniuli- <SEP> in <SEP> the <SEP> usual <SEP> way <SEP> unsc @ iäd borrowed <SEP> can be made <SEP>.
<tb>
Depending on <SEP> after <SEP> the <SEP> nature <SEP> the <SEP> to <SEP> measuring <SEP> G <SEP> <SEP> <SEP> these <SEP> can either <SEP> through <SEP> two <SEP> voltage compensation circuits, <SEP> two <SEP> current compensation circuits <SEP> or <SEP> two. <SEP> DC bridge circuit <SEP> are balanced <SEP>. <SEP> If necessary <SEP> can <SEP> but <SEP> to <SEP> <B> Ab- </B>
<tb> t '<SEP> of the <SEP> two <SEP> IVlessgrö <SEP> ssen <SEP> also <SEP> and similar <SEP> measuring circuits <SEP> of the <SEP> mentioned
<tb> Type <SEP> can be used <SEP>.
<tb>
In <SEP> the <SEP> drawing <SEP> <SEP> some <SEP> fill-out examples <SEP> of the <SEP> invention <SEP> are shown in <SEP> circuit diagrams <SEP>. <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> shows <SEP> a <SEP> arrangement
<tb> for <SEP> measuring <SEP> two <SEP> any <SEP> direct voltages, <SEP> Fig. <SEP> \? <SEP> a <SEP> arrangement <SEP> for <SEP> measurement
<tb> the <SEP> current <SEP> and <SEP> the <SEP> voltage <SEP> in <SEP> one
<tb> DC circuits <SEP> and <SEP> Fig. <SEP> 3 <SEP> a <SEP> Nilordung <SEP> for <SEP> measuring <SEP> two <SEP> resistances <SEP> or
<tb> such <SEP> greetings, <SEP> their <SEP> changes <SEP> to <SEP> changes <SEP> of <SEP> resistors <SEP> based on
<tb> are.
<tb>
In <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> <SEP> are the <SEP> to <SEP> measuring <SEP> C-borrowings <SEP> with <SEP> T ', <SEP> and < SEP> T'-, <SEP>. <SEP> _411
<tb> the <SEP> voltage <SEP> LT, <SEP> is <SEP> via <SEP> the <SEP> contact <SEP> 1
<tb> of a <SEP> synchronous <SEP> switch <SEP> 2 <SEP> does <SEP> d <SEP> a <SEP> through <SEP>
<tb> Sliding contact <SEP> 3 <SEP> corresponding to <SEP> the <SEP> angle position <SEP> u, <SEP> tapped <SEP> part <SEP> of a <SEP> sliding wire <SEP> 4 <SEP> the <SEP> one <SEP> from <SEP> two <SEP> primary windings <SEP> 5 <SEP> of a <SEP> transformer <SEP> 6 <SEP> connected.
<tb> Likewise <SEP> is:
<SEP> the <SEP> voltage <SEP> U., <SEP> via <SEP> the <SEP> contact <SEP> 1 '<SEP> of a <SEP> synchronous switch <SEP> 2' <SEP> and < SEP> one
<tb> Contact wire <SEP> 4 '<SEP> with <SEP> the <SEP> contact <SEP> 3' <SEP>. <SEP> hurried
<tb> second <SEP> primary winding <SEP> 5 '<SEP> of the <SEP> transformer <SEP> 6 <SEP> connected. <SEP> The <SEP> Sehleifdralit <SEP> 4
<tb> becomes <SEP> a <SEP> direct current. <SEP> from <SEP> from a <SEP> battery <SEP> 7
EMI0002.0002
Via <SEP> a <SEP> lilessg8 <SEP> lind <SEP> eüiell <SEP> <B> Zum </B>
<tb> 11,11t4,11 <SEP> of the <SEP> .Batt <@riestronles <SEP> serving <SEP> @itgel resistance <SEP> <B> 9 </B> <SEP> supplied. <SEP> Likewise <SEP> is <SEP> sl "rn
<tb> grinding wire;
<SEP> 4 '<SEP> a <SEP> (' ileichstroni <SEP> from <SEP> a
<tb> Battery <SEP> 7 '<SEP> via <SEP> ciii <SEP> measuring device. <SEP> 8 '<SEP> and <SEP> one
<tb> Regcrl iderst; tncl <SEP> 9 '<SEP> supplied. <SEP> The <SEP> sliding contactsc <SEP>: i <SEP> wild <SEP> 3 '<SEP> will <SEP> tltircll <SEP> each <SEP> a <SEP> <B> fi </B> iduk t; ionszülil @ # rlnesswcrk <SEP> 10 <SEP> resp. <SEP> 10 '<SEP> adjusted :,
<tb> #, N, olie <SEP> i <SEP> die <SEP> @el <l @@ - ichlungen <SEP> derlessct-erhe
<tb> via <SEP> cuien <SEP> Pliasenrugler <SEP> 11 <SEP> from <SEP> a <SEP> rotary power supply <SEP> h, <SEP>. <B> '# </B>. <SEP> 1 '<SEP> are <SEP> fed <SEP> in such a way that
<tb> that <SEP> the <SEP> h @ eld @@@ ichlung <SEP> 12 <SEP> of the <SEP> measuring mechanism <SEP> 1 (f
<tb> to <SEP> a <SEP> I'h;
voltage, <SEP> die <SEP> field winding <SEP> g @
<tb> 12 '<SEP> of the <SEP> 11lesswerk <SEP> 10' <SEP> on the other hand <SEP> on <SEP> hurried <SEP> chained <SEP> Spamintig <SEP> is connected <SEP>.
<tb>
The <SEP> geinf, insanieckundär @ aichlung <SEP> 13 <SEP> des
<tb> 'fransfolni <ttors <SEP> f) <SEP> is <SEP> with <SEP> the <SEP> input; connect the <SEP> of a <SEP> amplifier <SEP> 1-1 <SEP> , <SEP> whose
<tb> Starter terminals <SEP> at <SEP> the <SEP> in <SEP> Eeilie <SEP> held anchor windings <SEP> 1.5 <SEP> and <SEP> 15 '<SEP> of the <SEP> lIcss works <SEP> 10 <SEP> resp. <SEP> 10 '<SEP> are all closed <SEP>. <SEP> The
<tb> excitation windings <SEP> of the <SEP> Sv <SEP> iichronsahhalter
<tb> lind <SEP> 2 '<SEP> are <SEP> at <SEP> the <SEP> @eittmgen <SEP> r.
<SEP> S <SEP> of the <SEP> three-phase network <SEP> aligescldossen- <SEP> where <SEP> is- <SEP> in <SEP> deii
<tb> Circuit <SEP> of, <SEP> excitation winding <SEP> 16 <SEP> of the <SEP> synchro switch <SEP> 2 <SEP> one <SEP> choke cycles <SEP> <B> 17 </B> < SEP> and <SEP> in
<tb> the <SEP> circuit <SEP> of the <SEP> excitation winding <SEP> 16 '<SEP> des
<tb> Syncbron switch <SEP> 2 '<SEP> the <SEP> parallel connection
<tb> of a <SEP> ohmic <SEP> resistor <SEP> 18 <SEP> -and <SEP> one
<tb> capacitor <SEP> 19 <SEP> switched on.
<tb>
Under <SEP> the <SEP> influence <SEP> the <SEP> voltage <SEP> T- ",
<tb> <SEP> flows into <SEP> the <SEP> relevant <SEP> parts <SEP> of the <SEP> grinding dl; next <SEP> a <SEP> a <SEP> current, <SEP> the <SEP > a <SEP> of <SEP> size <SEP> des
<tb> angle <SEP> a, <SEP> corresponding <SEP> voltage drop
<tb> generated. <SEP> diesels <SEP> affects <SEP> on <SEP> full <SEP> the <SEP> current <SEP> the
<tb> Battery <SEP> 7 <SEP> in <SEP> deal <SEP> guide wire <SEP> 4 <SEP> generated
<tb> Voltage drop <SEP> narrow. <SEP> If <SEP> the <SEP> so <SEP> formed <SEP> voltage compensation circuit <SEP> is balanced, <SEP> so <SEP> that <SEP> in the <SEP> zero straw <SEP> circle, <SEP > d. <SEP> h.
<SEP> in
<tb> the <SEP> primary @ cicklung <SEP> 5, <SEP> no <SEP> current <SEP> flows, <SEP> like this
<tb> is <SEP> the <SEP> of the <SEP> sliding contact <SEP> 3 <SEP> each <SEP> picked up <SEP> partial resistance <SEP> and <SEP> thus <SEP> the
<tb> angle <SEP> a <SEP> your <SEP> relevant <SEP> tension drop
<tb> and <SEP> thus <SEP> also <SEP> of the <SEP> to <SEP> measuring <SEP> voltage
<tb> Z ', <SEP> proportional. <SEP> assuming <SEP> that <SEP> the <SEP> battery current <SEP> finite <SEP> help <SEP> of the <SEP> rheostat <SEP> 9
<tb> and <SEP> of the <SEP> control instrument <SEP> 8 <SEP> <SEP> is kept constant <SEP>.
<SEP> If <SEP> now <SEP> through <SEP> a <SEP> change in voltage U, the compensation state is disturbed, a current flows in the neutral circuit, which is carried by the alternating current network B, S via the choke coil 17 excited fungeninterbreeher 2 is chopped synchronously with the network frequency.
The chopped current flows through the primary winding 5 and thus generates in the secondary winding 13 an alternating voltage U, 'corresponding to the alternating current component of the chopped current, the phase position of which depends on the direction of the zero current corresponding to the direction of the deviation from the compensation state.
In a similar way, the voltage (r. Can be compensated for by the voltage drop, which corresponds to the angle a., The setting of the sliding contact 3 '. If the circuit is not balanced, a current flows in the relevant zero-current circuit that flows through contact 1' of the synchronous switch 2 'is chopped up and in the secondary winding 13 of the transformer 6 a corre sponding alternating voltage U.,' generated.
The two voltages U ,. ' and UZ 'put together to a resulting voltage, which is amplified in the amplifier 14 and the armature windings 15 and 15' is conducted. The fact that the Feldwicklun conditions 12 and 12 'to a phase voltage BEZW. a line-to-line voltage is connected, there is a phase shift of 90 between the relevant field currents.
Likewise, the choke coil 17 on the one hand and the resistor combination 18, 19 on the other hand is dimensioned such that the excitation currents of the two synchronous switches 2 and 2 'are also shifted in phase by <B> 90' </B> with respect to one another.
By setting the phase regulator 11 accordingly, the phase position of the currents in the field windings 12 and 12 'can now be selected so that the "zero motor" 10 reacts to the direct current in the primary winding 5, chopped to a certain extent with phase 0, with the greatest sensitivity and does not respond at all to the direct current chopped up with phase 90 in the primary winding 5 ', and that, conversely, the zero motor 10' only responds to the current in the primary winding 5 ', but not to the current in the primary winding 5.
If this condition is met, the voltages U, and Uz by setting the sliding contacts 3 respectively. 3 'resp. the angles of rotation a and a2 are shown linearly.
You can now, for example, couple with the sliding contacts writing devices, which then the two voltages U1 respectively without affecting each other. U. simultaneously record with ink writing. By capacitors 20 and 21 in the input respectively. The output circuit of the amplifier 14 can be tuned in a manner known per se to the frequency of the network which excites the syn chron switch. This increases the degree of gain in a manner known per se.
This also has the advantage that the output current has a sinusoidal profile.
The same arrangement can be used to record two measured quantities at the same time. B. Temperatures through thermocouples, due to DC voltages. let: When it comes to the measurement of electrical currents, it is advisable to use the current compensation circuit known by Merz and Stanek as the "suction circuit".
The same applies, for example, in the event that luminous fluxes are to be measured by means of photocells, since it is advantageous here to compensate for the photocurrents.
But you can also measure or record a current and a voltage at the same time by using a current compensation circuit to adjust the current and a voltage compensation circuit to adjust the voltage. In this way, for example, the current and voltage in a DC circuit can be measured or recorded at the same time.
This is of particular interest when current-dependent resistances such as bit conductors or PTC thermistors are present in the circuit. An example of this type is shown in FIG. There, a direct current source is designated by 22, which is closed via a resistor 23. From a part of this resistor a voltage U is tapped by means of a Schleifkon clock 24, to which a voltage divider resistor 25, 26 is closed. The voltage LT now generates a current J. which is passed through a heat conductor, e.g.
B. a silicon resistor 27, the contact 28 of a synchronous switch 29 and a primary winding 30 of a transformer 31 flows.
At the series connection of the primary winding 30 and the contact 28, a current J 1 branches off, which flows via a front end 32 and a part of a sliding wire 34 tapped by a sliding contact 33 corresponding to the angle Winkel. Otherwise, the contact wire is fed by a battery 37 via a regulating resistor 35, which is used to keep the battery current constant, and a control measuring device 36.
To measure the voltage U, a voltage compensation circuit is provided which is connected to the resistor 26 and otherwise corresponds to that shown in FIG. Accordingly, the relevant circuit elements are also denoted in FIG. 2 by the same numerals as in FIG. 1. The circuit of the transformer 31 and the arrangement and circuit of the other parts are the same as in FIG. 1.
As a result of the current compensation setting used to measure the current intensity .7, the current to be measured is compensated in a manner known per se by the comparison current J,. Flowing through the primary winding 30 and the contact 28 of the synchronous switch 29 in the opposite direction, which is generated by the zero motor 10 ge controlled loop wire arrangement 33, 34 itself is actively adjusted so that the chopped direct current - = J - Jv- = 0.
The battery current flowing through the contact wire 34 must again be set to the value corresponding to the calibration with the help of the control resistor 35 and the control instrument 36 or automatically kept constant by a voltage equalizer. The comparative current J # flowing in the comparatively high resistance 32 - is very small compared to the battery current and, as a result, the partial resistance tapped by the Schleifkon 33 respectively. proportional to the angle ss.
In this measuring arrangement, after the adjustment at the parts 28 and 30, there is no voltage drop, so that in the circuit J actually the silicon resistor 27 alone is effective.
In addition, as in the example according to FIG. 1, by connecting the field windings 12 and 12 'via a phase regulator 11, the switching on of a choke coil 17 in the circuit of the exciter ring 16 of the synchronous switch 29 and a resistor combination 1.8, 19 in the circuit of the excitation winding 16 'of the synchronous switch 2' or in another way are provided for,
that the zero motor 10 only responds to the current J @ .- chopped with phase 0, corresponding to the current intensity J, and the zero motor 10 'only responds to the current corresponding to the voltage U, chopped with phase 90. Then the current to be measured J is mapped at the setting angle ss of the sliding wire 33 and the voltage to be measured ('at the same time on the setting angle a of the sliding contact 3'.
In this case, the arrangement can also be made so that one of the two sliding contacts. z. B. 3 ', is coupled to a writing drum on which a writing device coupled to the sliding contact 33 then records a diagram representing the relationship between the current J and the voltage (T. In this way, the dependency: any measured variable be represented by any other.
B. the change in the anode current of an amplifier with changes. The grid current or the like. With such a "coordinate recorder" one of the two measured variables, preferably the one moving the writing device, can of course be recorded by a directly indicating measuring mechanism.
In Fig. 3 the case is shown in which bridge circuits are used to adjust the measured variable. This is particularly recommended when it comes to measuring resistances z. B. the voltage-independent measurement and recording of measured values that are transmitted with the help of resistance sensors, or temperature measurements with resistance thermometers.
In the arrangement shown in FIG. 8 it is assumed that it is a question of the simultaneous recording of two resistance values 38 and 38 '. These are with fixed resistors 39, 40, 41 respectively. 39 ', 40', 41 'together in a bridge circuit, respectively, which are connected by sliding wires 42. 42 'can be added. Each bridge circuit is BEZW by a battery 43. 43 'via a series resistor 44 respectively. 44 'fed.
In the diagonal branches are a primary winding 45 respectively. 45 'of a common transformer 46 via a synchronous switch contact 47 respectively. 47 'switched on.
The secondary winding 13 of the transformer 46 is as in the previously described case play via an amplifier 14 to the armature windings 15 and 15 'of induction counters 10 and 10 respectively. 10 'connected to adjust the sliding contacts 48 BEZW. 48 'of the sliding wires 42 respectively. 42 'serve.
For the sake of clarity, the connection of the excitation windings 49 and 49 ', the synchronous switch and the field windings 12 and 12' of the measuring units 10 respectively. 10 'not drawn. It can take place in the same way as shown in FIG. The phase affiliation is therefore only indicated in FIG. 3 by the designations 0 and <B> 90 '</B>.
With the correct setting, the resistors 38 and 38 'at the angles of rotation y, respectively. y. the sliding contacts 48 respectively. 48 'pictured.