Verfahren und Vorrichtung zum Integrieren von Messwerten einer zeitlich veränderlichen physikalischen Grösse. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Integrieren von zeitlich veränderlichen Messwerten, welche durch eine in dem sehr dünnen Metallbelag eines metalli sierten lsolierstoffbandes erzeugte fortlau fende Schreibspur aufgezeichnet sind, die den Metallbelag in mindestens zwei voneinander isolierte Teilflächen trennt.
Bekanntlich kann eine derartige Schreib spur dadurch hergestellt werden, dass der aus dem Met.allbela;, und dem Isolierstoffband be stehende Aufzeichnungsträger dicht. unter einer Schreibelektrode fortbewegt wird, wobei miter der Wirkun- einer an den Metallbelag 11n(1 die Schreibelektrocle angelegten Span- nLin @g- ein Strom fliesst, der den Metallbelag an der \ Berührungsstelle zwischen Metallbelag und Schreibelektrode wegbrennt und dadurch eine zusammenhängende Schreibspur erzeugt.
Wird die Schreibelektrode entsprechend der @röL@c des darzustellenden Messwertes senk recht zur Bewegungsrichtung des Aufzeicli- nnngsträgers aasgelenkt, so gibt die aufge- zcklinete Kurve den zeitlichen Verlauf der Uesswerte wieder.
Es ist nun häufig sehr erwünscht, ein sich über ein bestimmtes Zeitintervall, also über eine bestimmte Länge des Aufzeiehnungsträ- ";ers erstreckendes Integral von den auf diese Weise dargestellten Messwerten möglichst rasch und einfach zu ermitteln.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass mindestens eine der durch die Schreib spur abgetrennten Teilflächen des Metallbela ges einer elektrisch leitenden Hilfsfläche ge genübergestellt wird, so dass sie mit dieser zu sammen einen elektrischen Kondensator bildet, dessen Kapazität zur Bestimmung des Flä cheninhaltes der Teilfläche gemessen wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher beschrie ben.
Fig. 1 zeigt in raumbildlicher Darstellung einen Aufzeichnungsträger mit einer ausge brannten Schreibspur, wobei die Dickenver hältnisse stark vergrössert dargestellt sind, Fig. 2 eine Messvorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens als Raumbild.
Fig. 3 zeigt einen andern Aufzeichnungs träger mit einem Indikatordiagramm, Fig. 4 einen Teil einer andern Messvorrich- tung mit eingelegtem Aufzeichnungsträger, Fig. 5 diesen Teil und den Aufzeichnungs träger in einem nach der Linie V-V in Fig. 4 geführten Schnitt.
Der Aufzeichnungsträger 10 besteht nach Fig. 1 aus einem Isolierstoffband 11 von etwa 30 u Stärke und einem ursprünglich zusam menhängend auf dieses aufgedampften 0,1,c1 starken Metallbelag 12 aus einer Zink-Cad- mium-Legierung. Der Aufzeichnungsträger 10 hat einen Leistungsschreiber von der eingangs erläuterten Art durchlaufen und sich zwischen den durch punktierte Linien angedeuteten Zeitpunkten t1 und 22 um die Länge b vor geschoben.
Dabei ist aus seinem lleta.llbelag- I'? eine Schreibspur 14 ausgebrannt worden, deren jeweiliger Abstand tc von einer ebenfalls ausgebrannten Bezugslinie 13 den in Kilowatt bzw. Watt gemessenen Augenblickswerten einer von einem nicht gezeichneten Verbrau- eher aufgenommenen Leistung entspricht.
Durch die Schreibspur 14 ist die für die Aufzeichnung zur Verfügung stehende Ober fläche des Metallbelages 12 in zwei elektrisch voneinander getrennte Teilflächen F und C= aufgeteilt, welche in dem zur Auswertung be stimmten Bereich durch die Linien t1 und t2 begrenzt sind.
Der Flächeninhalt der Teilflä- ehe F stellt das Integral der im Intervall von <B>11</B> bis t? aufgenommenen Leistung, also den beispielsweise in Kilowattstunden gemessenen Verbranch dar. Uni diesen rasch ermitteln zu können, wird die Teilfläche F entsprechend Fig. ? der Unterseite einer Metallplatte 20 gegenübergestellt.
Dazu wird der Aufzeich nungsträger 10 mit. der Metallschicht 12 nach oben in einen Isolierkörper 21 eingelegt, mit einer durchsichtigen Polt styrolfolie 22 voll etwa 10 lc Stärke bedeckt und darauf die Me- tallsehielit 20 belegt. Auf diese Weise entsteht eine als elektrischer Kondensator wirkende Anordnung, mit mehreren Teilkapazitäten,
die ausser durch die als gemeinsames Dielektrikum wirkende Polvstvrolfolie nur durch die Flä cheninhalte der von der Metallplatte 20 be deckten Teilflächen des Metallbelages bestimmt sind. Die Breite des Ausschnittes im Isolier- körper 21 ist ebenso wie die der Poly styrol- folie 22 und die Metallplatte 20 der Breite des Aufzeichnungsträgers 10 angepasst.
Die Länge der Metallplatte 20 entspricht dem im Zeitraum von t1 bis t2 erfolgten Vorschub b des Aufzeichnungsträgers, 10.
Mit einer Zuleitung 23 wird die Metall.. platte 20, mit einer Zuleitung 2.1 die Teil fläche F an die Klemmen einer bekannten 1@Iessbrüeke angeschlossen und dann die Ka pazität C1 gemessen. U m Fehler auszuschal ten, werden die übrigen Teile des Metall belages 12 während dieser Messung elektrisch leitend mit der Metallplatte 20 verbunden.
Sinn-emäss wird ebeilso die l@aliazitüt <B>C.,</B> für beide Teilflächen F und<I>Et</I> zusammen ernut- telt. Der Flächeninhalt H der reehteekif@eii, aus den beiden Teilflächen F und C= :,rebilde- teii Summenfläche lässt sieh ohne weiteres direkt messen.
Der esuehte Flächeninhalt F ergibt siele dann zu\
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Die Fläche F gibt unter Beriielsieliti;_nuig des bei der Aufnahme verwendeten Zeit- und Leistungsmassstabes den Verbrauch in dein Zeitintervall t1 bis t? an, aus dem sofort auch der zeitliche Mittelwert der Leistung berech net. werden kann.
Es kann besonders bei Reihenmessungen zweckmässig sein, die Messbriieke neben den oder statt der Kapazitätswerte gleich in den Einheiten der durch die Fläche F dargestellten Grössen zu eichen. Für die Genauigkeit des Verfahrens ist es ausser ordentlich wichtig, dass die Auflagefläche für den Aufzeichnungsträger 10 im Isolierkörper 21 und die Unterseite der lIetallplatte ?0 zu einander parallel sind.
Die als Dielektrikum dienende Isolierstoffolie 22 kann auf der Metallplatte 20 fest angebracht sein. In jeden i Fall soll sie gleichmässig stark und dabei so dünn als möglich sein, damit der Metallbelag <B>12</B> und die als Hilfsfläche dienende Metall platte 20 eine möglichst grosse Kapazität bil den, so dass ihr gegenüber die unvermeid baren Fehler infolge von Schaltkapazitäten und dergleichen vernachlässigt oder gleich eliminiert. werden können.
Es ist natürlich auch möglich, das Isolier stoffband 11 selbst a,ls Dielektrikum zu ver wenden und dabei den Aufzeichnunästrägei' 10 mit der Metallschicht 12 gegen die Isolier körper 21 und mit. der nichtmetallisierten Seite gegen die Metallplatte '?0 zu legen.
Diese sIethode wird vorteilhaft dann angewendet, wenn wie bei dein in Fig. 3 dargestellten In dikatordiagrannn der Vorschub nicht mit gleiehniäl3iger Geschwindigkeit erfolgt ist, sondern ebenfalls eine zeitlich sich ändernde physikaliselie hrrösse angibt, und die zu mes sende Teilfläche J des Metallbelages von der Schreibspur 39 ganz eingeschlossen ist. In diesem Fall sind die übrigen Teile des Auf- zeiehnungsträgers 38 von der Messfläche J elektrisch getrennt.
Der Anschluss der zu messenden Fläche erfolgt dann zweckmässig über mindestens einen von mehreren im Iso- lierkörper versenk- und einstellbar angeord neten federnden Anschlussbo.lzen.
Eine derartige Vorrichtung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Anschlussbolzen 40 bis 49 sind über die Auflagefläche 34 für den Aufzeichnungsträger im Isolierkörper 21 so verteilt, dass mindestens einer von ihnen in eingeschaltetem Zustand nur mit der zu mes senden Teilfläche J des Metallbelages in Be- rührung kommt, keinesfalls aber diese mit den übrigen Flächen des Metallbelages elek trisch leitend verbindet.
Nach Fig. 5 sind die Ansehlussbolzen mit einem zy.lindrisehen Kon taktkopf 50 versehen, der in einer Bohrung '? des Isolierkörperoberteils 31 geführt ist und über eine sehwache Di-tlekfeder mit einem Zuleitungsstreifen 52 in leitender Verbin d ttng steht. Der Schaft 51 ist einerseits mit dem Kontaktkopf 50, anderseits mit einer Vierkantseheibe 54 fest verbunden.
In der gezeichneten Stellung ist. der Ansehlussbolzen 4-1 ausgeschaltet, weil die Vierkantseheibe 54 nicht in den quadratischen Durchbruch 35 im Isolierkörperoberteil 31 eindringen kann und dadurch den Kontaktkopf 50 unterhalb der Auflagefläche 34 für den Aufzeiehnungs- träger festhält.
,Vor dem Einlegen des AuTzeichnungsträ- ,ers 38, dessen Dicke zur deutlicheren Dar stellung in Fisr. 5 stark vergrössert gezeichnet ist, wird mindestens einer der Ansehlussbol- zen 40, -13, 45 und 49 für den Anschluss aus- ,#esueht,während die übrigen in die für den Anschlagbalzen 41 gezeichnete Aussehaltstel- hing gebra.eht werden.
Zu diesem Zweck wird in einen im Kontaktkopf 50 vorgesehenen Schlitz 55 eine Schraubenzieherklinge einge setzt, nach unten gedrückt und um etwa 45 gedreht. Der Anschluss der zu messenden Fläche J an die Messbrücke erfolgt über den mit dem kontaktgebenden Anschlussbolzen verbundenen Anschlussstreifen 52.
Es ist natürlich auch möglich, die aus einer Metallplatte und einem Isolierkörper bestehende Vorrichtung in abgewandelter Form so zu verwenden, dass die Metallplatte unten liegt. und als Auflage für den Auf zeichnungsträger dient, dessen nach oben ge richteter Metallbelag von dem Isolierkörper bedeckt wird. Für diese Anordnung ist ein Isolierkörper aus durchsichtigem Kunststoff, z.
B. den Markenprodukten Plexiglas , Tro- litul , besonders geeignet, in dem ein An schlussbolzen von der beschriebenen Art ange ordnet ist. Ein derartiger Isolierkörper ge stattet es auch, sehr kleine Flächen ohne Be schädigung des Metallbelages sicher anzu schliessen.
In Anwendung des beschriebenen Verfah rens können ohne weiteres auch mehrere nebeneinander auf einem Anfzeiehnungsträ- ger vorhandene Messwertkurven von unterein ander unabhängigen physikalischen Grössen ausgewertet werden.
Es kann in diesem Falle zveekmässig sein, bei der Aufnahme eine oder mehrere Messwertkurven um einen festen Grundbetrag gegeneinander zu verschieben, um zu vermeiden, dass sieh die Messwertluir- ven allzuoft schneiden und eine die Auswer tung erschwerende Vielzahl von kleinen Teil- tläehen erzeugen.
Besonders geeignet ist das beschriebene Verfahren auch zur Messtrog von Verbrauchs spitzen, wobei nur die über einem vorgeschrie benen Sollwert liegenden Flächenteile gemes sen werden.