Elektrische Anzeigevorrichtung für veränderliche mechanische Vorgänge mit mindestens einem auf letztere ansprechenden elektromechanischen Wandler.
Die Erfindullg betrifft eine Anzeigevorrichtung für veränderliche niechanisehe Vorgänge mit mindestens einem auf letztere ansprechenden elektromechanischen Wandler, der derart mit einem ihm zugehörigen Oszillator verbunden ist, dass derselbe eine frequenzmodulierte Schwingung erzeugt, die einem Empfänger zugeführt ist, der einen Frequenzmodulator und einen auf letzteren folgenden Verstärker, dessen Ansganrsspan- nung einem Indikator zugeführt ist, aufweist.
Vorrichtungen dieser Art haben einen Nachteil, der ihre praktische Verwendbarkeit stark beschränkt. Diese Vorirchtungen könne z. B. zur Verwendung für die Anzeige des Druk- kes in Zylindern von Diese] motoren ausgebildet sein, und in diesem Falle ist es erforderlich, dass jeder Zylinder des Motors mit einen eingebauten, als Drucksonde dienenden elek- tromechanischen Wandler mit zugehörigem Oszillator versehen ist.
Damit die Vorrichtung nicht unnötig vertenert wird, verwelldet man einen Zähler oder Schalter mit welchem irgendiner der Oxzillatoren mit einem für sie alle gemeinsamen Empfänger verbunden werden kann, der aus dem Frequenzmodu- lator, dem Ausgangsverstärker und dme Indikator, der eine Kathodenstrahlröhre sein kann, besteht. Es ist praktisch unmöglich zu erreichen, dass alle Oszillatoren während des Arbeitens des Motors konstant die gleiche mittlere Frequenz abgeben, unter anderem infolge der Temperaturveränderungen in den Zylinderwandungen,
in denen die Druckson- den eingebaut sind, und das richtige Fnnktio- nieren des Frequenzmodulators ist in hohem tIasse davon abhängig, ob die frequenzmodu- lierte Schwingung genau mit der mittleren Frequenz zugeführt wird, auf die er auge- passt ist Jedesmal, wenn in einem Zylinder die Druekschwankungen kontrolliert werden sollen, ist es deshalb notwendig, zuerst zum Zylinder zu gehen und die mittlere Frequenz seines Oszillators auf die Arbeitssollfrequenz des Frequenzdemodulators einzustellen, was sehr unpraktisch ist.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, diesen Nachteil auszusehalten, und das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Empfänger vor dem Frequenzmodulator eine Mischstufe aufweist, der einerseits die frequenzmodulierte Schwhgun g und anderseits von einem Hilfsgenerator eine örtlich erzeugte, in der Frequenz einstellbare Hilfsschwingung zugeführt sind, um eine transponierte frequenzmoduliterte Schwingung zu erzeugen.
IIierbei ist es durch Anpassung der Frequenz des Hilfsgenerators möglich, die mittlere Frequenz der transponierten, fre- quenzmodulierten Sclnviiigung mit der Arbeitssollfrequenz des Frequenzmodulators in Übereinstimmung zu bringen, und da die Mischstufe mit dem Hilfsgenerator sich in dem Empfänger befindet, ist es möglich, Ungenauigkeiten in der mittleren Frequenz des Senderoszillators oder der Sonderoszillatoren und etwa auftretende Schwankungen am Platz des Empfängers auszugleichen.
Zweckmässigerweise ist zwischen Misch- stufe nnd Frequenzdemodulator ein Amplitudenbegrenzer vorgesehen, um etwa auftretende Amplitudenmodulationen, die entweder vom Senderoszillator oder von der Mischstufe oder von Störgeräuschen herriihren können, auszusieben. Bei gemäss der Erfindung ausgebildeten Vorrichtungen, die, wie oben beschrieben, mehrere mit den zugehörigen Oszillatoren vereinigte elektromecha- nische Wandler besitzen, ist es von besonderem Vorteil, wenn man einen Wähler verwendet, mit welchem irgendeiner dieser Oszillatoren mit dem Eingangsstromkreis der Mischstufe verbunden werden kann.
Um ein richtiges Fiinktionieren des Amplitudenbegrenzers zu gewährleisten, kann man zwischen die Mischstufe und dem Amplitudenbegrenzer eine Hochfrequenzvrestärkerstufe, in an sich für frequenzmodulierte Empfänger bekannter Weise, einfügen.
Um die Frequenzeinstellnng des Eilfs- generators zu erleichtern, kann man mit dem auf die Demodulator-Arbeitssollfrequenz abgestimmten Hochfrequenzverstärker einen Abstimmanzeiger, vorzugsweise einen Elektronenstrahl-Abstimmanzeiger (magisches Auge) verbinden, welcher ein Mass für die Abweichung der mittleren Frequenz der von der Mischstufe abgegebenen frequenzmodulierten Schwingung von der Demodulator-Arbeitssollfrequenz anzeigt. Dadurch wird eine geeignete, sichtbare Anzeige erreicht, welche angibt, ob der Hilfsgenerator so eingestellt ist, dass der Frequenzdemodulator richtig arbeitet, was eine Bedingung für das verzerrungsfreie Arbeiten der gesamten Anzeigevorrichtung ist.
Im nachstehenden wird ein Ausfülirimgs- beispiel des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnung, welche ein Blockschema für eine Druekanzeigevorrieh- tung darstellt, näher beschrieben.
In der Zeichnung bedeutet 1 die Drucksonden, die beispielsweise als elektrostatisehe Wandler nach Art der Sondensatormikro- phone ausgebildet sein können, und die in bekannter Weise so beschaffen sind, dass sie die Druckschwankungen, denen sie während ihrer Anwendung, für welehe die Vorrichtung vorgesehen ist, aushalten und wiedergeben können. Jede Drucksonde 1 ist mit je einem Röhrenoszillator 2 derart vereinigt, dass beide zusammen einen Sender für frequenzmodulierte Schwingungen bilden. Durch den Wäh ler 11 kann jeder der dargestellten Sender mit den Eingangsklemmen eines Empfängers verbunden werden.
Diese Eingangsklemmen leiten die frequenzmodulierte Schwingung zu einer Misehstufe A, die ausserdem eine Schwin giing von konstanter, einstellbarer Frequenz von einem Hilfsgenerator 3 empfängt, wodurch eine transponente frequenzmodulierte Schwingung erzeugt wird, die in einem hoch- frequenzverstärker 5 verstärkt wird.
Um unerwünschte Amplitudenmodulationen, die von mangelhaftem Funktonieren, sei es des Oszillators 2 oder der Misehstufe 4, herrühren können, zu unterdrücken, werden die im Eochfrequenzverstärker 5 verstärkten Schwingungen zu einem Amplitudenbegrenzer 6 geleitet, der in an sich bekannter Weise bewirkt, dass die vom Ausgang des letzteren stammende Schwingung eine nahezu vollkommen konstante Amplitude aufweist.
Diese amplitudenbegrenzte, frequenzmodulierte hochfrequente Schwingung wird einem Frequenzmodulator 7 zugeführt, der in bekannter Weise ausgebildet sein kann, vorzugsweise jedoch von der Phasensprung-Diskrimi natortype ist. Dabei wird eine niederfrequente Schwingung erzeugt, deren Amplitude stets der Druckamplitude entspricht und deren Frequenz die gleiehe ist wie die Frequenz der Druckänderungen oder Vibrationen, welche die angeschlossene Drucksonde empfängt.
Diese Schwingung wird über einen Ausgangsverstärker 8 einem Indikator zugeführt, der bei der dargestellten Ausführungsform eine Kathodenstrahlröhre 9 ist.
Mit dem Hoehfrequenzverstärker 5 ist ein Abstintinanzeiger 10 verbunden, der die ein zustehende Frequenz des Hilfsgenerators 3 anzeigt, der so abgestimmt werden muss, dass die aus seiner Frequenz und der mittleren Frequenz des Oszillators 2 gebildete Kombi nationsfrcqucnz die mittlere Frequenz ergibt, auf welche der Hochfrequenzverstärker 5 sowie der Frequenzdemodulator 7 abgestimmt sind.
Die beschriebene Anzeigevorrichtung wird wie folgt betrieben: Eine der Drucksonden, welche benutzt werden soll, wird durch den Zähler 11 mit dem Empfänger verbunden.
Die Frequenz des Hilfsgenerators 3 wird ab gestimmt, indem man den Abstimmanzeiger 10 beobachtet, wonach die Wathodenstrahl- röhre den Drtwk oder die Druckvibrationen anzeigt, welche die damit verbundene Druck- sonde beeinflussen. Durch Umschalten des Wählers 11 auf eine andere Sonde 1 wird der Generator 3 von neuem, wie oben beschrieben, abgestimmt.
Die Anzeigevorriehtung ermöglicht deshalb eine genaue Angabe von Drucken, Druck änderungen oder Druekvibrationen, ohne dass es notwendig wäre, dass alle Oszillatoren 2 mit genau der gleichen mittleren Frequenz arbeiten. Man muss auch nicht zu den Sendern 1, 2 gehen, um die mittlere Frequenz der Oszillatoren 2 wieder abzustimmen, wenn dieselbe während des Betriebes schwanken sollte. Dabei ist es möglich, die Sender 1, 2 vom Empfänger 3 bis 11 örtlich getrennt anzuordnen, was sich z. B. dann ergibt, wenn die Sonden in den Zylin- stern der Dieselmotoren eines Motorbootes angebracht sind und der Empfänger am. Arbeitsplatz des MAschinisten.
Wenn auch im vorstehenden die Erfindung hauptsächlich für derartige Anwen dungsgebiete beschrieben wurde, ist das An- wendungsgebiet keinesfalls darauf beschränkt.
Beispielsweise kann erwähnt werden, dass eine Anzeigevorrichtung gemäss der Erfin dung auch zur Anzeigung der transversalen oder longitudinalen Kräfte, denen der Drehstahl einer Drehbank ausgesetzt ist, ausgebildet werden kann.
Electrical display device for variable mechanical processes with at least one electromechanical transducer responsive to the latter.
The invention relates to a display device for variable mechanical processes with at least one electromechanical transducer responsive to the latter, which is connected to an oscillator belonging to it in such a way that the same generates a frequency-modulated oscillation which is fed to a receiver which has a frequency modulator and an amplifier following the latter , whose starting voltage is fed to an indicator.
Devices of this type have a disadvantage that severely limits their practical use. These Vorirchtungen could z. For example, it can be used to display the pressure in cylinders of these engines, and in this case it is necessary that each cylinder of the engine is provided with a built-in electromechanical transducer serving as a pressure probe with an associated oscillator.
So that the device is not unnecessarily verted, a counter or switch is used with which any of the oscillators can be connected to a receiver common to all of them, which consists of the frequency modulator, the output amplifier and the indicator, which can be a cathode ray tube . It is practically impossible to achieve that all oscillators constantly emit the same average frequency while the engine is working, among other things as a result of the temperature changes in the cylinder walls,
in which the pressure probes are built-in, and the correct functioning of the frequency modulator depends to a large extent on whether the frequency-modulated oscillation is supplied with exactly the mean frequency to which it is tuned. Every time in one Cylinders that are to be controlled for pressure fluctuations, it is therefore necessary to go to the cylinder first and set the mean frequency of its oscillator to the working frequency of the frequency demodulator, which is very impractical.
The purpose of the present invention is to avoid this disadvantage, and this is achieved according to the invention in that the receiver has a mixer stage in front of the frequency modulator, which on the one hand supplies the frequency-modulated oscillation and on the other hand a locally generated, frequency-adjustable auxiliary oscillation from an auxiliary generator are to generate a transposed frequency-modulated oscillation.
By adapting the frequency of the auxiliary generator, it is possible to bring the mean frequency of the transposed, frequency-modulated oscillation into agreement with the target working frequency of the frequency modulator, and since the mixer with the auxiliary generator is located in the receiver, it is possible to detect inaccuracies in compensate for the mean frequency of the transmitter oscillator or the special oscillators and any fluctuations that occur at the location of the receiver.
An amplitude limiter is expediently provided between the mixer stage and the frequency demodulator in order to filter out any amplitude modulations that may arise either from the transmitter oscillator or from the mixer stage or from interfering noises. In devices designed according to the invention, which, as described above, have several electromechanical converters combined with the associated oscillators, it is particularly advantageous if a selector is used with which any of these oscillators can be connected to the input circuit of the mixer .
To ensure that the amplitude limiter works correctly, a high-frequency amplifier stage can be inserted between the mixer and the amplitude limiter, in a manner known per se for frequency-modulated receivers.
In order to facilitate the frequency setting of the auxiliary generator, a tuning indicator, preferably an electron beam tuning indicator (magic eye) can be connected to the high-frequency amplifier tuned to the demodulator's nominal working frequency, which is a measure of the deviation of the mean frequency of the frequency-modulated output from the mixer Indicates oscillation of the demodulator working target frequency. As a result, a suitable, visible display is achieved, which indicates whether the auxiliary generator is set so that the frequency demodulator works correctly, which is a condition for the distortion-free operation of the entire display device.
In the following, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is described in more detail with reference to the drawing, which shows a block diagram for a pressure display device.
In the drawing, 1 denotes the pressure probes, which can be designed, for example, as electrostatic transducers in the manner of probe microphones, and which are designed in a known manner in such a way that they respond to the pressure fluctuations they encounter during their application for which the device is intended. can withstand and reproduce. Each pressure probe 1 is combined with a tube oscillator 2 in such a way that both together form a transmitter for frequency-modulated oscillations. Through the selector 11, each of the transmitters shown can be connected to the input terminals of a receiver.
These input terminals conduct the frequency-modulated oscillation to a mixing stage A, which also receives an oscillation of a constant, adjustable frequency from an auxiliary generator 3, whereby a transponent frequency-modulated oscillation is generated which is amplified in a high-frequency amplifier 5.
In order to suppress unwanted amplitude modulations, which can result from poor functioning, be it of the oscillator 2 or the mixing stage 4, the vibrations amplified in the high frequency amplifier 5 are passed to an amplitude limiter 6, which in a known manner causes the output the oscillation originating from the latter has an almost completely constant amplitude.
This amplitude-limited, frequency-modulated high-frequency oscillation is fed to a frequency modulator 7, which can be designed in a known manner, but is preferably of the phase jump discriminator type. A low-frequency oscillation is generated, the amplitude of which always corresponds to the pressure amplitude and the frequency of which is the same as the frequency of the pressure changes or vibrations received by the connected pressure probe.
This oscillation is fed via an output amplifier 8 to an indicator which, in the embodiment shown, is a cathode ray tube 9.
A abstinence indicator 10 is connected to the high frequency amplifier 5, which indicates the frequency of the auxiliary generator 3 due, which must be tuned so that the combination frequency formed from its frequency and the average frequency of the oscillator 2 results in the average frequency at which the high frequency amplifier 5 and the frequency demodulator 7 are matched.
The display device described is operated as follows: One of the pressure probes to be used is connected through the counter 11 to the receiver.
The frequency of the auxiliary generator 3 is tuned by observing the tuning indicator 10, after which the cathode ray tube indicates the pressure or the pressure vibrations which affect the pressure probe connected to it. By switching the selector 11 to another probe 1, the generator 3 is tuned anew, as described above.
The display device therefore enables an exact indication of pressure, pressure changes or pressure vibrations without it being necessary for all oscillators 2 to work with exactly the same average frequency. It is also not necessary to go to the transmitters 1, 2 in order to retune the mean frequency of the oscillators 2 if the same should fluctuate during operation. It is possible to arrange the transmitter 1, 2 from the receiver 3 to 11 spatially separated, which z. This results, for example, when the probes are installed in the cylinders of the diesel engines of a motor boat and the receiver is at the machine operator's workplace.
Even if the invention has been described above mainly for such fields of application, the field of application is by no means restricted thereto.
For example, it can be mentioned that a display device according to the invention can also be designed to display the transverse or longitudinal forces to which the turning tool of a lathe is exposed.