CH330173A - Anordnung zur Messung von Geschwindigkeitsverhältnissen - Google Patents

Description

  



  Anordnung zur Messung von Geschwindigkeitsverhältnissen
Bei vielen Arbeitsmasehinen, bei denen mehrere elelitromotorisch angetriebene Teile zusammenarbeiten, ist es wichtig, die Drehzahlen solcher Teile stets mit mögliehst grosser Genauigkeit in einem bestimmten Verhältnis zu halten. So ist beispielsweise bei Textil-, Papier- und Ïhnlichen Maschinen, welche auf kontinuierlichen Warenbahnen arbeiten, es   wiehtig,    dass das Drehzahlverhältnis der Walzen, iiber die die Warenbahn geführt ist, konstant bleibt. Für solehe und ähnliche   Zweeke    ist es wertvoll, eine mögliehst genaue Messung des Drehzahlverhältnisses. und zwar   nnathängig    von der H¯he der Drehzahlen, durchzuführen.

   Hierfür sind bereits Anord  ntngen vorgesehlagen worden,    bei denen die   Gesehwindigkeitsmessung durch    eine Wegmessung in einer Zeiteinheit vorgenommen wird. Das Verhältnis zweier Geschwindigkeiten oder Drehzahlen wird dadurch   gebil-    det, dass die von beiden in der gleiehen Zeit   zurückgelegten Längen    oder Drehwinkel gemessen und verglichen werden. Dieses   Verfah-       ren liefert den Mittelwert der Geschwindigkeit    üler die Messzeit, und ist um so genauer, je genauer der Weg in der Messzeit gemessen wird, das heisst bei gegebenem absolutem Feh  ler um so genauer je grösser    die Messzeit ist.



  Mechanische Anordnungen erfordern lange Messzeiten oder hohen Aufwand für Präzision und   Versehleissfestigkeit,    insbesondere bei grossen Drehzahlbereichen.



   Nach der Erfindung kann eine derartige Messanordnung dadurch erheblich verbessert werden, dass die Bewegungen in Wegeinheiten entsprechende Impulse umgesetzt werden, die mit Hilfe von elektronischen Zählwerken gezählt und die so gewonnenen   Integralwerte    zueinander ins Verhältnis gesetzt werden. Dadurch wird die Möglichkeit gegeben, die bei gegebener Genauigkeit erforderliche Zählzeit erheblich herabzusetzen, wobei keine mechanischen Übertragungselemente, die dem Ver  schleiss unterworfen    sind, notwendig sind und grosse   Drehzahlbereiehe    auf einfache Weise erfasst werden können.



   Besondere Vorteile bietet es hierbei, die Zähleinrichtung so auszubilden, dass, sobald an dem einen Zählwerk eine bestimmte runde   Vergleichszahl,      z.    B. 100 oder   1000, erreicht    ist, die an den andern zu vergleichenden    Zählwerken erreichten Zählwerte festgehalten    werden. Diese dr cken dann direkt in Dezi  malzahlen    das Verhältnis zwisehen den zu vergleichenden Werten aus.

   Das Festhalten dieser Zahlen kann in vielen Fällen in einfacher Weise dadurch erreicht werden, dass, sobald an dem einen Zählwerk die   Vergleichs-    zahl erreicht ist, auf sämtliehe   zusammenarbei-    tenden Zählwerke eine Sperre zur   Einwirkuiig    gebracht wird, durch die der dort erreichte Zählwert festgehalten und später eintreffende Impulse nicht melir berücksichtigt werden. 



   Die Umwandlung der Drehwinkel oder LÏngen in Impulse kann auf beliebige Weise erfolgen. So können beispielsweise Kontakte angeordnet werden, die mit Hilfe von Bürsten abgegriffen werden. Man kann auch auf photoclektrischem Wege, beispielsweise durch Unter  brechung    des Lichtes an einer Lochscheibe oder durch Änderung der Reflektionsverhältnisse an umlaufenden, mit   Teilstriehen    ver  sehenen    Teilen solche Impulse erzeugen.



   Eine andere   Mögliehkeit    besteht darin, mit ¯nderung der InduktivitÏt oder auch der Kapazität, beispielsweise durch umlaufende Scheiben, an denen sich am Umfang kleine Teile befinden, die in die Nähe von   Indukti-       vitäten bzw. Gegenelektroden gebracht werden    und dadurch den   Seheinwiderstand    verändern, zu arbeiten. Man kann auch die Eigenschaft von magnetfeldabhÏngigen WiderstÏnden wie   z.    B.   Indium-Antimonid    ausnutzen, da¯ sich   in Abhängigkeit der Magnetinduktion    die Leitfähigkeit oder die Hallspannung   trägheitslos    Ïndert. Endlieh kann man auch nach Art von Tonbändern oder Tondrähten umlaufende Teile zur Erzeugung der Impulse   herbeifüh-    ren.

   Es ist auch möglich, solehe Impulse auf   magnetelektrischem. Wege,    beispielsweise durch Auswertung der einzelnen Perioden eines mit der zu messenden Drehzahl umlaufenden Wechselstrom-Tachometerdynamos zu   erzeu-    gen.



   Gegebenenfalls kann zur Erhöhung der Zählfrequenz die abgetastete Impulsfrequenz durch geeignete Frequenzvervielfaehungsschaltung vervielfacht werden, eine Verdoppelung bei sinusförmigen Impulsen zum Beispiel durch einfaehe Gleichrichterschaltungen. Da bei gleicher Messzeit also die Genauigkeit mit der   Floche    der Zählfrequenz abnimmt, empfiehlt es sich, diese hoch zu halten, was   dureh    entsprechende Wahl der Zahl der Pole, Strichmarken bzw. Lochscheiben oder Kontakte gesehehen kann. Die Impulse können im Bedarfsfall auch verstärkt werden sowie gegebenenfalls auch auf die erforderliche Kurvenform gebracht werden, beispielsweise wenn die verwendeten Zählgeräte eine von der   Gesehwin-    digkeit unabhängige bestimmte Steilheit der   Impulsflächen verla. ngen.   



   Die Impulse werden mit I-lilfe von   elektro-    nischen ZÏhlschaltungen gezÏhlt, wobei vor  zugsweise Zählröhren verwendet werden,    die im   dekadischen      Systemzählen    und den gezählten   Wert nach aussen siehtbar werden lassen.   



   Unter ¸elektronischen ZÏhlschaltungen¯ sind hierbei elektrische   Schaltungen beliebiger    Art zu verstehen, bei denen die Zahl von Impulsen entweder pro Zeiteinheit oder während einer bestimmten Zeit gezählt werden, wobei nicht nur Anordnungen in Betraeht kommen. die mit Elektronenr¯hren arbeiten, sondern auch solche mit   Halbleitern,wieTransistoren    z. B. in Kippschaltungen und ähnliche, bei denen eine   Zählung möglichst ohne Betätigung    mechanischer Teile mit überaus grosser Folgegeschwindigkeit durchgef hrt werden kann.



   Ein Ausf hrungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an IIand der Zeichnung näher erläutert.



   Ein Sehema einer derartigen Anlage, bei der zwei Drehzahlen n1 und n2 miteinander zu vergleichen sind, ist in der Abb. l dargestellt. Hierbei werden von den   linsichtlich    ihrer Drehzahl zu   veryleiehenden    Teilen zwei Tachometerdynamos T1 und   T.,    mit den   Dreh-    zahlen n1 und n2 angetrieben.



   In Vorstufen   Vj    und V2 werden die von den Taehos kommenden Impulse in eine f r die   elektronisehen    ZÏhlwerke Zl1 und Zl2 geeignete Form gebracht.   lait    dem Zählwerk   Zll    ist hierbei eine Sperre S verbunden, die, sobald der Vergleichszählwert, z. B. 1   000.    erreicht ist, auf die beiden Vorstufen in der Weise einwirkt, dass keine Impulse mehr   wei-    tergegeben werden. Es kann dann an dem Zählwerk Zl.,   unmittelbar die Verhältniszahl    abgelesen werden.

   In dem hier angenommenen Fall beträgt das Verhältnis   0,      7315.    Die   Sperr-    schaltung kann so ausgebildet werden, dass nach einer vorgegebenen Zeit, die zur   Ah-      lesung ausreicht,    die   Zählwerke selbsttätig    auf Null zur ckgestellt werden und für eine neue   Zählperiode    freigegeben werden.



   Hierbei kann es in manehen Fällen   zweek-    mässig sein, vor der Zurückstellung auf Null den Stand   aufzuzeiclmen,    so dass er auch    spater noch abgelesen werden kann. Auch un-    abhÏngig von einer derartigen   Zurückstellung    kann eine fortlaufende oder auch   intermittie-    rende Registrierung der Zahl der Impulse unter Festhaltung der zugehörigen Zeitpunkte zweckmässig'sein.



   Es lässt sich somit ein auf dem Integrationsverfahren beruhender   Vergleieh    von Drehzahlen bzw. Wegstrecken in bisher nieht erreichbar kurzen Zeiten mit grösster   Genauig-    keit erreichen, der hierbei von Temperaturkennlinienkrümmung oder ähnliehen   Einflüs-      sen völlig unabhängig    ist, also mit sehr hoher Genauigkeit arbeitet. Aus diesem Grunde lässt sieh eine derartige Anordnung auch f r die exakte   Eiehung von beliebigen Quotienten-    Messgeräten verwenden.

   Dank der hohen Ar  beitsgeschwindigkeit    ist es auch möglieh, die auf cliese Weise gewonnenen Messwerte f r eine Regelung auszuwerten, beispielsweise in der Form, dass bei Abweichungen von dem   ge-      wünschten Verhältnis    eine dieser   entgegenwir-    kende Regelung erfolgt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zur Messung von Gesehwin digkeitsverhältnissen von motorisch angetriebenen Teilen, dadureh gekennzeiehnet, dass die Bewegungen in Wegeinheiten entspreehende Impulse umgesetzt werden, die mit Hilfe von elektronischen Zählwerken gezählt und die so gewonnenen Integralwerte zuein- ander ins Verhältnis gesetzt werden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass jeder der ins Ver hältnis zu setzenden Bewegungen ein besonderes Zählwerk zugeordnet ist, womit die ein zelnen Impulse von einem bestimmten Zeitpunkt an fortlaufend gleiehzeitig gezählt werden, so da¯ die während der gleichen Zähl- zeit gewonnenen Zählergebnisse das Verhältnis wiedergeben.

   2. Anordnung nach Patentanspruch, da dnrch. gekennzeiehnet, dass fiir die Anzeige Elektronenröhren verwendet werden, die ohne Zuhilfenahme mechanisch bewegter Teile die Zahl erkennen lassen.

   3. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählwerke als dekadische Zählröhren ausgebildet sind.

   4. Anordnung nach Patentanspruch, dadureh gekFmzeiehnet, dass die Zähleinrieh- tung mit einer Sperre versehen ist, die in Wirkung gesetzt wird, sobald eines der Zählwerke eine bestimmte Vergleichszahl. erreicht hat.

   5. Anordnung naeh Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zur Registrierung der in einzelnen Zeitperioden erreichten Zahlen vorgesehen sind.

   6. Anordnung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da¯ ein zeitabhängiges Element vorgesehen ist, wodurch nach einer einstellbaren Zeit naeh der Sperrung die Zählwerke auf Null zurückgestellt und für eine neue Zählung freigegeben werden.

   7. Anordnung naeh Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Impulse ein induktiver Geber verwendet ist.

   8. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Impulse ein kapazitiver Geber verwendet ist.

   9. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geber verwen det ist, der mit magnetfeldabhängigen Widerständen arbeitet.

   10. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse mit : Hilfe von Tonaufzeichnungsträgern erzeugt werden.

   11. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse auf photoelektrischem Wege mit Hilfe von Licht- strahlen erzeugt werden, die intermittierend auf photoelektrische Elemente gerichtet werden.

   12. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse durch Frequenzvervielf acher vervielfacht werden.

   13. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse ber Verstärkereinriehtungen geführt werden.

   14. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse ber Einrichtungen geführt werden, die ihnen eine bestimmte, f r die verwendeten Zählwerke erforderliche Kurvenform aufdrücken.

   15. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählwerke mit Regeleinrichtungen zusammenarbeiten, die bei Abweichungen von einem einstellbaren Ver hältniswert eine den Abweiehungen entgegen- gerichtete Beeinflussung der Antriebe auslost.