Einrichtung zum Messen und Regeln.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen und Regeln mit einem Fühler-, einem Abgleieh-, einem Regler- und einem Einstellgeber und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine nachlaufgesteuerte Messeinrichtung mit einer Regeleinrichtung zusammenwirkt und beide Einrichtungen von einem Fühler der Messeinriehtnng gemeinsam gesteuert werden.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Mess-Regel-Einriehtung, bei weleher zwei Kontaktinstrumente in Differentialschaltung mit Doppeldrosselgebern angeordnet sind, und
Fig. 2 eine D/less-Regel-Einriehtung, bei weleher zwei Kontaktinstrumente in Nullstromschaltung mit Doppeldrosseln und Taueh- spulengebern angeordnet sind.
In der Fig. 1 ist 1 bis 27 eine nachlaufgesteuerte Messeinriehtnng und 28 bis 47 eine Reglereinrichtung und bedeutet 1 einen Tem peraturfühler mit aufgebautem Doppeldrosselgeber 2 bekannter Art, wobei der Temperaturfühler 1 aus einem Messingrohr 3 und Invarstab 3a besteht, während der Doppeldrosselgeber 2 einen verschiebbaren Anker 4 und Drosselspulen 5 und 6 aufweist. Mit 7 ist ein gleich aufgebauter Abgleiehgeber bezeichnet, mit Anker 8 und Drosselspulen 9, 10. Der Anker 8 wird beim Abgleichgeber 7 durch eine Spindel 11, die im Gehäuse des Gebers 7 als Gewinde ausgebildet ist, parallel Zll sich selbst verschoben.
Die Drosselspulen 5 und 9 und eine Stromspule 12 eines beispielsweise als Kontaktinstrument dienenden Ferrariswattmeters 13 liegen in Reihe am Netz a, b, desgleichen die beiden Drosselspulen 6 und 8 mit einer zweiten Stromspule 14. Eine Spannungsspule 15 des Ferrariswattmeters liegt direkt an der Netzspannung. Die nicht ge zeichnete Ferrarisseheibe des Wattmeters trägt auf ihrer Achse 16 einen Kontaktarm 17, weleher unter dem Einfluss einer Steilfeder 18, die gleichzeitig als Stromzuführung dient, im spannungslosen Zustand des Wattmeters die gezeichnete Mittellage zwischen zwei Aussenkontakten 19 und 20 einnimmt.
Durch deren Kontaktsehluss werden zwei Nachlaufmotoren 21 bzw. 22 mit verschiedenen Drehriehtungen erregt, wodurch über eine Schnecke 24 und ein Sehneekenrad 23 die Spindel 11 verdreht und gleichzeitig über eine Gewindespindel 25 eine mandermutter 26 mit daran befestigter Sehreibvorriehtnng verstellt wird, derart, dass die Messgrösse auf einem Papierstreifen 27 registriert wird. Die Spindel 11 ist nun nach unten verlängert und im Gehäuse eines Regelgebers 28 gelagert. Der Regelgeber 28 weist ebenfalls einen parallel zu sieh selbst verstellbaren Anker 29 und zwei Drosselspulen 30 und 31 auf.
Letztere sind, ähnlich wie im obern Teil der Einrichtung, mit zwei Drosselspulen 32 und 33 eines Einstellgebers 34 und mit zwei Stromspulen 35 bzw. 36 eines zweiten, ebenfalls als Ferrariswattmeter ausgebildeten Kont akt instrumentes 37 in Differentialsehal timg geschaltet. Der Anker 38 des Einstellgebers 34 kann dureh einen auf einer Skala 39 einstellbaren Drehknopf 40 gegenüber den Polen der beiden Drosseln 32 und 33 entsprechend den Skalawerten eingestellt werden.
Das Ferrariswattmeter 37 ist genau gleich aufgebaut wie das Ferrariswattmeter 13, hat also ebenfalls eine Spanmmgsspule 41, eine Achse 42, eine Stellfeder 43, einen Kontakt- arm 44 und zwei Aussenkontakte 45 und 46.
Über letztere wird ein elektrisches Reglerorgan 47, welches im vorliegenden Falle beispielsweise als Ventil für die Zufuhr des lleisswassers zu einer thermischen Anlage ausgebildet sein kann, in entsprechendem Sinne beeinflusst. Das Messgerät 25 bis 27 kann auch eine reine Anzeigevorrichtung oder eine Zähleinrichtung sein.
In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Zum Teil werden hier die gleichen Elemente verwendet, wie in der Fig. 1. Der Einfachheit halber wurden dafür weitgehend die Bezugszeichen der Fig. 1 übernommen. Der hauptsächlichste Un tersehied liegt darin, dass teilweise an Stelle der Doppeldrosselgeber Geber mit Tauchspu- len zur Anwendung kommen und dass dieselben in Nullstromsehaltung statt ion Differen tialsehaltlmg mit den entsprechenden Wattmetern zusammengeschaltet sind. Ausserdem dient hier die Einrichtung beispielsweise zur Messung und zur Regulierung eines Flüssigkeitsniveaus.
Ein Schwinnuer 48 verstellt beispielsweise über ein Stahlband 49 und ein Kreissegment 50 die Eintauchtiefe zweier Tauehspulen 51 und 52 eines Fühlergebers 2, die auf einem Doppelhebel 53 mit Drehachse 54 symmetrisch angeordnet sind und von den entsprechenden magnetischen Feldern einer Erregerspule 55 beeinflusst werden. Letztere liegt mit einer Erregerspule 56 eines ähnlich aufgebauten Abgleichgebers 7, der einen Doppelhebel 57, eine Drehachse 58 und Tauehspulen 59 und 60 aufweist, in Reihe an der Netzspannung. Die Spulen 51, 52, 59 und 60 liegen in Niffistromsehaltung mit den Spulen 12, 14.
Die Verdrehung des Doppelhebels 57 findet beim Abgleichgeber 7 über ein Zahnsegment 62 und eine auf der Achse 11 befind liche Schnecke 61 statt. Durch die gleiche Achse 11, eine Schnecke 63 und ein Zahnsegment 64 wird gleichzeitig auch ein uni eine Drehachse 65 drehbar gelagerter Doppelhebel 66 eines Reglergebers 28 mit den beiden Tauehspulen 67, 68 verdreht. Die entsprechende Erregerspule 69 - liegt hier in Reihe mit den linksseitigen Spulen der Drosseln 32 und 33 eines Einstellgebers 34 an der Netzspannung, während die beiden rechtsseitigen Spulen der gleichen Drosseln gegeneinandergeschaltet und mit den beiden Tauehspulen 67, 68 und den beiden Sfromspulen 35, 36 des Wattmeters 37 in Nulistromsehaltung geschaltet sind.
Die Wirlsungsweise der Einrichtung nach der Fig. 1 ist nun folgende: Die nachlaufgesteuerte Messeinriehtung 1 bis 27 und die Reglereinrichtung 28 bis 47 wirken zur am men und werden durch den Fühler 1 wie folgt gemeinsam gesteuert:
Durch eine Änderung der Temperatur am Fühler 1 wird das Wattmeter 13 verstimmt und schaltet über den Kontaktarm 17 und die beiden Aussenkontakte 19, 20 einen der beiden Motoren mit entsprechendem Drehsinn so lange ein, bis der Anker 8 im Abgleiehgeber 7 und der Anker 29 des Reglergebers 28 die spiegelbildliche Lage wie der Anker 4 des Fühlergebers 2 erreicht haben, worauf die Ströme in den beiden Stromspulen 12, 14 des Wattmeters 13 wieder gleich gross sind und der Kontaktarm 17 in die neutrale Mittellage zurüekkehrt. Gleichzeitig wurde dabei die Wandermutter 26 der Registriereinrichtung um einen entsprechenden Betrag verschoben, der in linearer Beziehung zur Temperatur am Fühler 1 steht.
Erreicht der Anker 29 des Reglergebers 28 dabei gerade die spiegelbild liche Stellung des Ankers 38 des Einstellgebers 34, so sind Mess- und Regelvorgang beendet. Ist dies hingegen nicht der Fall, sei es? dass der Regelvorgang noch nicht beendet ist, oder dass der Einstellgeber vermittels des Knopfes 40 auf einen neuen Wert eingestellt wird, so arbeitet die ganze Einrichtung so lange, bis die oben angegebenen gegenseitigen Ankerstellungen in allen vier Gebern erreicht sind.
Die Wirkungsweise der Einrichtung iiaeh Fig. 2 ist ähnlich derjenigen gemäss Fig. 1, so dass sie ii eine Wiederholung erübrigt. Die geringen sehaltungsteehnisehen Unterschiede, die sieh durch die Verwendung von Tauehspulengebern an Stelle von Doppeldrosselgebern und einer Nullstromschaltung an Stelle der Differentialsehallung ergeben, haben auf die ,Yirkungsweise keinen Einfluss und liegen hauptsächlich darin, dass die in den Taueh- spulen der beiden Geber 2, 7 induzierten Spannungen sich im abgegliehenen Zustand aufheben.
Während des Abgleiehvorganges ist das Wattmeter 13 verstimmt und schaltet über den Kontakt 17 und den beiden Aussenkontakten 19, 20 einen der beiden Motoren 21, 22 mit entsprechendem Drehsinn ein, bis die Kreissegmente 62 und 64 im Abgleiehgeber 7 und Reglergeber 28 eine derartige Lage eingenommen haben, dass die einander entgegengeriehteten Spannungen von Fühlerund Abgleichgeber 2 und 7 sich gerade aufheben, worauf die Stromspulen 12, 14 des Wattmeters 13 stromlos werden und der Kontaktarm 17 in die neutrale Lage zurückkehrt.
Geber mit Tauehspulen sind dann angezeigt, wenn wenigstens im abgeglichenen Zustand kleinere, die freie Einstellung des Fühlers hindernde Kräfte auftreten sollen.
Die Rege] einrichtung der beschriebenen Kombination ist mit einer sogenannten Rückführung ausgerüstet, die aber der Einfachheit halber auf der Zeichnung nicht zur Darstellung gekommen ist und an sich beliebiger Ausführung sein kann. Die Rückführung hat bekanntlich den Zweck, den Regler iiaeh Erteilung eines Regelkommandos vorzeitig, das heisst bevor sich dieses Kommando auswirkt, abzugleichen, das heisst ihm einen bereits korrigierten Sollwert vorzutäuschen, so lange, bis sieh das gegebene Kommando am Fühler auswirkt, um ein Überregulieren und damit Un- stabilwerden des Reglers zu verhindern. Wird nun bei einem solchen Regler die Stellung des Instrumentes, welches die entsprechenden Regelkommandos erteilt, gleichzeitig zur Anzeige, Registrierung bzw.
Zählung der Messgrösse herangezogen, wie dies allgemein üb lich ist, so wird während des Regelvorganges infolge des Eingriffes der Rückführung nicht die wahre, sondern die dem Regler durch die Rückführung vorgetäusehte Messgrösse auge- zeigt bzw. registriert. Es ist nun möglich, bei den beschriebenen Einriehtlmgen die Rück füllung des Reglers so einzurichten, dass sie keine Rückwirkung auf die Anzeige-, Regi- strier- oder Zähleinrichtung hat, so dass eine unverfälsehte Messung erfolgt.
Obwohl in beiden Ansführungsbeispielen zwischen dem Abgleiehgeber der Messeinriehtung und dem Reglergeber lediglich eine me- ehanische Verbindung dargestellt wurde, ist es selbstverständlieh, dass diese Verbindung auch anders geartet sein kann.