CH287600A - Direkt zeigender Frequenzmesser. - Google Patents

Description

  



  Direkt zeigender Frequenzmesser.



   Es sind direkt zeigende Frequenzmesser bekannt, bei denen die Amplitude eines   abge-    stimmten Schwingungskörpers, beispielsweise Stimmgabel, in eine elektrische Grösse umgeformt und auf ein Zeigerinstrument übertragen wird. Ferner ist es bekannt, zwei Stimmgabeln vorzusehen, von   denen die    eine etwas tiefer und die andere etwas höher als die Soll-Frequenz abgestimmt ist und deren mit der   Fnequenz  -eehselnde    Amplitude das Verhältnis zweier   Stromstärlien ändert.    Bei diesen Vorschlägen wird das Messinstrument   durez    proportional der Amplitude der Schwingung der Stimmgabel geänderte Ströme   ge-    steuert.

   Da sich die Amplitude im Resonanzpunkt   nicht ändert, mvss    man hierbei auf der steilen Flanke der Resonanzkurve arbeiten, die bekanntlich keine Gerade, sondern eine Kurve mit einem Wendepunkt ist. Die sich mit der Frequenz ändernde Amplitude weist also keine   lineare Clarakteristik auF, und    die Skala ist   naeh ohen    und unten   versehieden.   



     Durci    die Erfindung, die einen direkt zeigenden   Freqnenzmesser mit    einer auf die Soll Frequenz abgestimmten und von einem Strom der zu messenden Frequenz erregten   Stimm-      gahel hetrifft, wird    dieser Nachteil dadurch behoben, dass in einem Quotienten-Messgerät die Phasenlage eines der Stimmgabelschwin  gung    zum mindesten angenähert proportionalen Wechselstroms mit der Phasenloage der Erregung verglichen wird. Hierbei kann in der unmittelbaren   Umgebung    des Resonanzpunkttes gearbeitet   werden.

   Bekanntlich ändert    sich aber   die Phasenlage    in der Nähe des Resonanzpunktes weitgehend linear mit der   Abwei-    chung von der   Resonanzfreqttenz.   



   In der Zeichnung sind in Fig. 1 bis 4   nier    Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Einander entsprechende Teile sind mit demselben Bezugszeichen versehen.    luit    1 ist die Stimmgabel., mit 2 ihre Erregerspule und mit 3 das Messinstrument bezeichnet.

   Die Stimmgabel ist genau auf die Soll-Frequenz, beispielsweise 50   Hz,      abge-    stimmt, und damit sie bei der   Erreglmg dureh    einen Strom derselben Frequenz mit dieser   Trequenz    und   nichet    wie bei reiner Wechselstromerregung mit der doppelten Frequenz schwingt, ist der Wechsel. stromerregung ihrer Erregerspule in allen Fällen ein   zusätzliehes      Gleichstromfeld überlagert,    das beispielsweise von   einem permanenten Magneten erzeugt      lvird und    das nur wenig grösser als das   Weeh-    selfeld zu sein braucht.



   In   Fig. 1    ist mit der Stimmgabel eine Spule 4 verbunden, die in ein durch den permanenten Magneten 5   erzengtes homogenes Magnet-    feld eintaucht und in der beim Schwingen der Stimmgabel ein Wechselstrom induziert wird, der   proportional der Geschwindigkeit    der Stimmgabelschwingung ist. Dieser Wechselstrom wird in dem Quotienten-Messgerät 3 mit der Spannung der Erregung   verglichen,    und ihre gegenseitige Phasenlage stellt ein   Mass für    die Frequenz des Erregerstromes dar. Bei Ab weichung der Frequenz der Erregung   voni    Sollwert tritt eine   Phasenversehiebung lmd    ein entsprechender Ausschlag des Messinstrumentes ein.



   Nach Fig. 2 wird eine Stimmgabel mit starker   Rüekwirkung auf    die   Induk : tion    der Erregerspule verwendet und die Phasenlage der Spannung und des Stromes der Erregung im   llessinstrument    3 gemessen. Die Rückwirkung der   Stimmgabel alif    die Induktion der Erregerspule und damit die Phasenlage zwischen Spannung und Strom der   Erregung ändern    sich mit der Frequenz der Erregung.



   Um einen   grösseren Frequenzbereieh    oder eine raschere Einstellung zu erhalten, kann die Stimmgabel mit einer Dämpfung versehen sein, die als Luftdämpfung, Magnetdämpfung oder   Flüssigkeitsdämpflmg ausgeführt    sein kann. Besonders zweckmässig ist die in Fig. 2 dargestellte Art der Dämpfung durch zwei Dämpferkolben 6 und 7, da hierbei Parallelschwingungen der Stimmgabelenden mitgedämpft werden. Derartige Dämpfungen können bei allen Ausführungen der Erfindung vorgesehen sein.



   In Fig. 3 ist zur lichtelektrischen Abtastung der Auslenkung der Stimmgabel   these    mit einer Blende 11 und einem   Spiegel L9 ver-    sehen, die so angeordnet sind, dass in der Ruhelage der Stimmgabel die Blende 11 den Lichtstrahl von der   Liehtquelle gerade noeh    gegenüher der Photozelle 9 freigibt. Die   Photo-    zellenströme werden über einen Verstärker 10 zum Quotienten-Messgerät 3 geleitet, dem auch die Erregerspannung zugeführt wird.   Im Mess    instrument wird   aneth    in diesel Falle die Phasenlage der Erregerspannung mit der der Photozellenstromstösse, die bei der periodische Abdeckung und Freigabe der Photozelle gegenüber der Lichtquelle entstehen, verlichen.



   An Stelle der Photozelle   kaiin    ein Photoelement vorgesehen sein, wobei der Verstärker   v-egfallen    kann.



   Bei dem   Ausführungsbeispiel naeh Fig. 4    ist an Stelle der Photozelle oder des Photoelementes ein Photowiderstand, beispielsweise aus Cadmiumsulfid   bestehend, vorgesehen,    der   belkanntlich    die Eigenschaft hat, bei Belich  t-long    seinen Widerstandswert verhältnismässig sehr stark zu ändern. Die Erregerspannung liegt   einerseits lmmittelbar und anderseits      tuber    den Photowiderstand an dem Messinstrument, in dem die Phasenlage der   Erreglmg      mit der Phasenlage cler d-Lirch    das periodische   Belichten    des   Photouiderstandes entstandenen    Stromänderung verglichen wird.

   Die Spannung an der Lichtquelle und die Erregerspannung müssen konstant gehalten bzw. die Spannungsschwankungen durch Verhältnisbildung in bezug auf das Messinstrument kompensiert werden.



   Bei   allen vorstehend besehriebenen Aus      fiihrungsbeispielen    der Erfindung wird   zweck-    mässig zur Kompensation der Blindleistung der   Erregiing    der   Sp-Lile    2 ein Kondensator   vor-oder    parallel geschaltet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Direkt zeigender Frequenzmesser mit einer auf die Soll-Frequenz abp, estimmten und von einem Strom der zu messenden Frequenz erregten Stimmgabel. dadurch gekennzeichnet, dass in einem Quotienten-Messgerät die Pha- senlage eines der Stimmyabelschwinyng zu- mindest angenähert proportionalen Wechsel- stromes mit der Phasenlage der Erreglmg ver wird.

   UNTERANSPRÜCHE : 1. Frequenzmesser nach dem Patentaspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vergrösserung des Frequenzbereiches die Stimm label mit einer Dämpfung versehen ist.

   2. Frequenzmesser iiaeh Unteranspruch 1, daudrch gekennzeichnet, dass die Dämpfung als luftdämpfung ausgeführt ist.

   3. Frequenzmesser nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfung als Magnetdämpfung ansgeführt ist.

   4 Frequenzmesser naeh Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfung als Flüssigkeitsdämpfung ausgeführt ist.

   5. Frequenzmesser nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfung so angeordnet ist, dass das Parallelschwingen der Enden der Stimmgabel mitgedämpft wird.

   G. Fnequenzmesser nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Kondensatoren zur Kompensation der Blindleistung der Erreung.

   7. Frequenzmesser nach den Unteransprü- ehen a und 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Quotienten-Messgerät die Phasenlage eines von der Geschwindigkeit der Stimmgabelschwingung proportionalen Wechselstromes mit der Phasenlage der Erregung verglichen wird.

   8. Frequenzmesser nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage des in einer mit der Stimmgabel verbundenen und in einem permanenten lVIagnetfeld schwin- genden Spule erzeugten Wechselstromes mit der Phasenlage der Erregmg verglichen wird.

   9. Frequenzmesser nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeiehnet, dass die Stimmgabel eine starke Rückwirkung auf die Induktion der Erregerspule ausübt und die sich infolgedessen mit aiidernder Frequenz sich ändernde Phasenlage zwischen devin Strom und der Spannung der Erregung verglichen wird.

   10. Frequenzmesser nach Unteransprüchen und 6, dadurch geliennzeichnet, dass die Schwingung der Stimmgabel durch lichtelek trische Abtastung in der Auslenkung der Stimmgabel proportionale Ströme umgesetzt und deren Phasenlage mit der Phasenlage der Spannung der Erregung verglichen wird.

   11. Frequenzmesser nach Unteranspruch l0, dadurch gekennzeichnet, dass zur lichtelek- trischen Abtastung eine Photozelle mit Verstärker für den Photozellenstrom vorgesehen lut.

   12. Frequenzmesser nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur lichtelektrischen Abtastung ein Photoelement vorgesehen ist.

   13. Frequenzmesser nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur lichtelektrischen Abtastung ein Photowiderstand vorgesehen ist, der zusammen mit dem Messinstrument im Erregerkreis angeordnet ist.