Schaltungsanordnung zur Anzeige des Sättigungszustandes eines Zählkernes Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Anzeige des Sättigungszustandes eines Zählker nes, der mehrere stabile Magnetisierungszustände auf weist und durch Impulse konstanten Spannungs-Zeit- Integrals in die Sättigung gebracht wird. Als Zähl kerne werden vorwiegend Magnetkerne mit an nähernd rechteckförmiger Hysteresisschleife verwen det, die durch die Zählimpulse von einem Remanenz- zustand in den anderen gebracht werden.
Dabei ist eine Anzahl von definierten Impulsen, die von einem Impulsformerkern geliefert werden, erforderlich. Wer den Zählschaltungen mit derartigen Zählkernen auf gebaut, dann ist ein Ausgangssignal erforderlich, das anzeigt, dass der Zählkern seine Endstellung erreicht hat.
Es ist eine Anordnung bekannt, die zwei Wicklun gen pro Zählkern vorsieht. Die Magnetisierungswick- lung des Zählkernes ist mit einem Widerstand in Reihe geschaltet, und die Indikatorwicklung ist mit einem Kondensator in Reihe geschaltet. Die beiden Zweige des Zählkernes sind parallel geschaltet und werden gleichzeitig vom Impulsformkern gespeist. Im ungesättigten Zustand wird der Kern über den ersten Zweig magnetisiert.
Dabei wird in der zweiten Wicklung zusätzlich noch eine gegenphasige Span nung induziert, deren Amplitude annähernd gleich gross ist, wie die von dem Impulsformerkern gelieferte Eingangsspannung, so dass die Spannungen im In dikatorzweig sich nahezu aufheben. Der Kondensator wird daher nicht aufgeladen, und es entsteht kein Ausgangssignal. Nachdem eine bestimmte Anzahl von Zählimpulsen angelegt worden ist, kommt der Zähl kern in die Sättigung. Die beiden Wicklungen sind gegeneinander entkoppelt, und die in den Indikator zweig induzierte Gegenspannung fällt weg. Der vom Impulsformerkern kommende Zählimpuls greift durch, und der Kondensator wird aufgeladen.
An stelle des Kondensators kann auch direkt ein In dikator eingesetzt werden. An dem Indikator wird im nichtgesättigten Zustand jedoch stets eine kleine Restspannung stehenbleiben. Die Grösse der Rest spannung ist sehr stark von den Toleranzen der Bauelemente abhängig. Eine einwandfreie Anzeige des Sättigungszustandes lässt sich nur bei grosser zugeführter Leistung erreichen und bei entsprechen den Fehlstrombedingungen für den Indikator.
Diesen Nachteil vermeidet eine andere bekannte Anordnung, die ebenfalls zwei parallel geschaltete Zweige aufweist. In jedem Zweig ist zusätzlich ein Gleichrichter eingesetzt, der für die Zählströme in Durchlassrichtung betrieben wird.
Die Dimensionie rung und Einschaltung der beiden Wicklungen des Zählkernes ist so, dass die induzierte Spannung im Indikatorkreis grösser ist als die anliegende Eingangs- ,spannung vom Impulsformerkern. Solange der Zähl kern im nichtgesättigten Zustand ist, ist der Gleich richter im Indikatorkreis stets gepserrt. Damit ist sichergestellt, dass der Indikator vollkommen stromlos bleibt und nur dann erregt wird,
wenn der Zähl kern gesättigt ist und die Eingangsspannung vom Impulsformerkern durchgreift. Diese Anordnung hat jedoch noch den Nachteil, dass der Impulsformerkern so viel Leistung abgeben muss, dass der Indikator an spricht. Bei einer sehr grossen Zählrate des Zähl kernes ist der Zählimpuls entsprechend klein und kurz, so dass ein empfindlicher, schnell ansprechender Indikator vorgesehen werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Indikator schaltung für einen Zählkern anzugeben, die un abhängig von der Grösse und Dauer des Zählimpulses einen unempfindlichen billigen Indikator verwenden kann.
Dies wird dadurch erreicht, dass zur stufen- weisen Magnetisierung des Zählkernes vorgesehene Impulse über einen Impulsformerkern auf die Reihen schaltung einer Zählkernwicklung und einer über- wachungswicklung eines zusätzlichen Anzeigekernes einwirken, dass der Anzeigekern erst beim Erreichen des Sättigungszustandes des Zählkernes ummagneti siert und danach über eine Rückstellwicklung wieder in die Ausgangslage gebracht wird,
und dass der dabei entstehende Rückstellimpuls zum Ansprechen eines Indikators führt. Die Zurückstellung des An zeigekernes kann z. B. mit der Rückstellung des Impulsformerkernes erfolgen. Aus dem Impulsfor- merkern wird nur die Leistung abgegriffen, die zur Ummagnetisierung des Anzeigekernes erforderlich ist.
Im nichtgesättigten Zustand des Zählkernes erzeugt der Zählstrom in der überwachungswicklung des An zeigekernes eine Feldstärke, die nicht zur Ummagne- tisierung des Kernes ausreicht. Dies lässt sich durch entsprechende Dimensionierung der überwachungs- wicklung erreichen. Nach jedem Zählimpuls wird eine Rückstellwicklung des Anzeigekernes in ent gegengesetzter Richtung wie die überwachungswick- lung erregt.
Der Rückstellstromkreis des Anzeige kernes ist unabhängig von der eigentlichen Zählschal tung und kann mit einer entsprechenden Zeitkonstan ten versehen und leistungsmässig so ausgelegt sein, dass der auftretende Rückstellimpuls zum Ansprechen des Indikators ausreicht. Der Indikator ist dabei z. B. an die Reihenschaltung der überwachungswicklung und einer zusätzlichen Anzeigewicklung des Anzeige kernes angeschaltet.
Die Anschaltung des Indikators erfolgt nach einer weiteren Ausgestaltung der Er findung nur dann, wenn der Kontakt geschlossen ist, . der auch die Zurückstellung des Impulsformerkernes einleitet.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 und 2 beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine prinzipielle bekannte Zählschaltung und Fig. 2 erfindungsgemäss ausgebildete Schaltungs anordnung mit Anzeigekern und Indikator.
In Fig. 1 ist eine multistabile Zählschaltung mit Impulsformerkern JK und Zählkern ZK angegeben. Beide Kerne sind aus ferromagnetischem Material mit annähernd rechteckförmiger Hysteresisschleife. Der Impulsformerkern JK wird durch das gleich zeitige Arbeiten der Kontakte sv und sk ständig um magnetisiert.
Beim Schliessen der Schalter sv und sk wird der Kern über die Wicklung Wv magnetisiert und nach dem Öffnen der Kontakte über die Wick lung W r zurückgestellt. An der Ausgangswicklung Wa des Impulsformerkernes tritt bei jedem Impuls (sv und sk geschlossen) ein Ausgangsimpuls mit kon stantem Spannungszeitintegral auf.
Dieser Impuls ge langt gleichzeitig auf die Zählkernwicklung, deren Windungszahl so dimensioniert ist, dass der Zählkern nach einer ganz bestimmten Anzahl derartiger Im pulse in die Sättigung kommt.
Fig. 2 zeigt die Einschaltung eines besonderen Anzeigekernes AK in die Zählschaltung und die Anschaltung eines unempfindlichen Indikators P. Die Impulse mit konstantem Spannungszeitintegral wer den auf die Reihenschaltung aus Zählkernwicklung ZK und einer flberwachungswicklung W1 des An zeigekernes AK gegeben. Solange der Zählkern sich im nichtgesättigten Zustand befindet, nimmt der Zählkern infolge seines grossen Eingangswiderstan des den Hauptteil der Impulsenergie auf.
Der auch den Anzeigekern <I>AK</I> durchfliessende Magnetisie- rungsstrom reicht nicht aus, um den Kern umzuklap pen. Hat der Zählkern seine Endstellung erreicht, dann wird er niederohmig, und beim nächsten Impuls wird die Hauptenergie dem Anzeigekern zugeführt, der daraufhin in die andere Sättigungslage umkippt. Während dieses Vorganges ,sind die Rückstellwick- lung W2 und die Anzeigewicklung W3 durch sk-Kon- takte abgeschaltet.
Bei der folgenden Zurückstellung des Impulsformerkernes JK wird die Rückstellwick- lung W2 des Anzeigekernes in dem entgegengesetzten Sinne erregt. Der Anzeigekern AK wird dadurch wieder in den Ausgangszustand zurückgestellt. Über den sk-Kontakt wurde inzwischen auch der Indikator P an die Anzeigewicklung W3 und die über wachungswicklung W1 angeschaltet. Durch entspre chende Dimensionierung der Wicklungen des An zeigekernes steht genügend Energie zur Verfügung, um auch unempfindliche Indikatoren zu betätigen.
Die Rückstellzeit des Anzeigekernes wird so gewählt, dass der Rückstellimpuls lange genug ansteht und der Indikator sicher ansprechen kann. Wesentlich bei einer derartigen Indikatoranschaltung ist, dass die Zeitkonstante im Rückstellkreis unabhängig von den Verhältnissen der eigentlichen Zählschaltung gewählt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, dass der Zählschaltung nur sehr wenig Energie zum Umklappen eines unbelasteten Anzeige kernes entzogen wird, denn während des Zählimpul ses ist der Indikator P und die Rückstellwicklung W2 des Anzeigekernes abgeschaltet.
Circuit arrangement for displaying the saturation state of a counter core The invention relates to a circuit arrangement for displaying the saturation state of a counter core, which has several stable magnetization states and is brought into saturation by pulses of constant voltage-time integral. The counter cores are mainly magnetic cores with an almost rectangular hysteresis loop, which are brought from one remanence state to the other by the counting pulses.
A number of defined pulses, which are supplied by a pulse shaper core, are required. If you built the counting circuits with such counting cores, then an output signal is required that indicates that the counting core has reached its end position.
An arrangement is known which provides two windings per counter core. The magnetization winding of the counting core is connected in series with a resistor, and the indicator winding is connected in series with a capacitor. The two branches of the counter core are connected in parallel and are fed from the pulse shaping core at the same time. In the unsaturated state, the core is magnetized via the first branch.
An anti-phase voltage is also induced in the second winding, the amplitude of which is approximately the same as the input voltage supplied by the pulse shaper core, so that the voltages in the indicator branch almost cancel each other out. The capacitor is therefore not charged and there is no output signal. After a certain number of counting pulses has been applied, the counter core saturates. The two windings are decoupled from each other, and the counter-voltage induced in the indicator branch disappears. The counting pulse coming from the pulse shaper core takes effect and the capacitor is charged.
Instead of the capacitor, an indicator can also be used directly. In the unsaturated state, however, a small residual voltage will always remain on the indicator. The size of the residual voltage is very much dependent on the tolerances of the components. A correct display of the saturation state can only be achieved with a high power input and with corresponding fault current conditions for the indicator.
Another known arrangement which also has two branches connected in parallel avoids this disadvantage. A rectifier is also used in each branch, which is operated in the forward direction for the counting currents.
The dimensioning and activation of the two windings of the counter core is such that the induced voltage in the indicator circuit is greater than the applied input voltage from the pulse shaper core. As long as the counter core is in the unsaturated state, the rectifier in the indicator circuit is always blocked. This ensures that the indicator remains completely de-energized and is only excited when
when the counter core is saturated and the input voltage from the pulse shaper core takes hold. However, this arrangement still has the disadvantage that the pulse shaper core has to deliver so much power that the indicator responds. With a very high counting rate of the counter core, the counting pulse is correspondingly small and short, so that a sensitive, quickly responding indicator must be provided.
The object of the invention is to provide an indicator circuit for a counting core, which can use an insensitive cheap indicator regardless of the size and duration of the counting pulse.
This is achieved in that pulses provided for the gradual magnetization of the counting core act via a pulse shaper core on the series connection of a counting core winding and a monitoring winding of an additional display core Reset winding is brought back to the starting position,
and that the resulting reset pulse leads to an indicator responding. The resetting of the display core can, for. B. be done with the resetting of the pulse shaper core. Only the power that is required to remagnetize the display core is tapped from the pulse former.
In the unsaturated state of the counting core, the counting current in the monitoring winding of the display core generates a field strength that is not sufficient to remagnetize the core. This can be achieved by dimensioning the monitoring winding accordingly. After each counting pulse, a reset winding of the display core is excited in the opposite direction to the monitoring winding.
The reset circuit of the display core is independent of the actual counting circuit and can be provided with a corresponding time constants and designed in terms of performance so that the reset pulse is sufficient to respond to the indicator. The indicator is z. B. connected to the series connection of the monitoring winding and an additional display winding of the display core.
According to a further embodiment of the invention, the indicator is switched on only when the contact is closed. which also initiates the resetting of the pulse former core.
The invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2, for example. The figures show: FIG. 1 a basic known counting circuit and FIG. 2 a circuit arrangement formed according to the invention with a display core and an indicator.
1 shows a multistable counting circuit with a pulse shaper core JK and a counting core ZK. Both cores are made of ferromagnetic material with an approximately rectangular hysteresis loop. The pulse former core JK is constantly magnetized by the simultaneous operation of the contacts sv and sk.
When the switches sv and sk are closed, the core is magnetized via the winding Wv and reset via the winding W r after the contacts are opened. At the output winding Wa of the pulse former core occurs with each pulse (sv and sk closed) an output pulse with a constant voltage time integral.
This pulse simultaneously reaches the counting core winding, the number of turns of which is dimensioned so that the counting core saturates after a very specific number of such pulses.
Fig. 2 shows the connection of a special display core AK in the counting circuit and the connection of an insensitive indicator P. The pulses with constant voltage time integral who are given to the series connection of the counter core winding ZK and a monitoring winding W1 of the display core AK. As long as the counter core is in the unsaturated state, the counter core absorbs most of the pulse energy due to its large input resistance.
The magnetizing current flowing through the display core <I> AK </I> is not sufficient to flip the core over. When the counter core has reached its end position, it becomes low-resistance, and with the next pulse the main energy is fed to the display core, which then switches to the other saturation position. During this process, the reset winding W2 and the display winding W3 are switched off by sk contacts.
When the pulse former core JK is subsequently reset, the reset winding W2 of the display core is excited in the opposite direction. The display core AK is thereby reset to its original state. The indicator P has meanwhile also been connected to the display winding W3 and the monitoring winding W1 via the sk contact. Corresponding dimensioning of the windings of the display core means that there is enough energy available to operate even insensitive indicators.
The reset time of the display core is chosen so that the reset pulse is present long enough and the indicator can respond reliably. It is essential with such an indicator connection that the time constant in the reset circuit can be selected independently of the conditions of the actual counting circuit. Another advantage of the arrangement is that very little energy is withdrawn from the counting circuit to flip an unloaded display core, because the indicator P and the reset winding W2 of the display core are switched off during the counting pulse.