DE1028469B

DE1028469B - Method and device for the simultaneous electrical transmission of several mechanical measured quantities by means of a continuously repeating sequence of position-modulated pulses

Info

Publication number: DE1028469B
Application number: DEA22542A
Authority: DE
Original assignee: Antargaz Distribution de Gaz SA
Current assignee: Antargaz Distribution de Gaz SA
Priority date: 1954-05-04
Filing date: 1955-04-25
Publication date: 1958-04-17

Description

Verfahren und Einrichtung zur gleichzeitigen elektrischen Übertragung mehrerer, mechanischer Meßgrößen mittels einer sich ständig wiederholenden Folge lagemodulierter Impulse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen elektrischen Übertragung der Augenblickswerte mehrerer, beispielsweise mechanischer Meßgrößen mittels einer sich ständig wiederholenden Folge lagemodulierter Impulse, wobei die Impulse durch Induktionsspulen und gegenüber den Induktionsspulen bewegte Anker erzeugt werden und jede Impulsfolge einen innerhalb aller Folgen festen Bezugsimpuls sowie für je eine Meßgröße einen lagemodulierten Impuls enthält und der Abstand der lagemodulierten Impulse von dem Bezugsimpuls innerhalb einer Folge dem jeweiligen Augenblickswert der zugeordneten Meßgröße entspricht.Method and device for simultaneous electrical transmission several mechanical measured variables by means of a continuously repeating sequence position-modulated pulses The invention relates to a method for simultaneous electrical transmission of the instantaneous values of several, for example mechanical Measured variables by means of a continuously repeating sequence of position-modulated pulses, the pulses moving through induction coils and opposite the induction coils Anchors are generated and each pulse sequence has a fixed reference pulse within all sequences as well as contains a position-modulated pulse for each measured variable and the distance of the position-modulated pulses from the reference pulse within a sequence of the respective The instantaneous value corresponds to the assigned measured variable.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Einrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren in zweckmäßiger Weise durchgeführt werden kann.The invention also relates to a device with which the Process according to the invention can be carried out in an expedient manner.

Es ist bekannt, die Augenblickstellung beweglicher Teile mittels lagemodulierter elektrischer Impulse zu übertragen. Hierbei kennzeichnet die Lage eines elektrischen Impulses bzw. der zeitliche Abstand zwischen zwei elektrischen Impulsen die augenblickliche Stellung des beweglichen Teiles. Zu diesem Zweck wird in regelmäßigen Abständen ein Bezugsimpuls ausgesandt, wobei der zeitliche Abstand zwischen diesen Bezugsimpulsen und dem eigentlichen Meßimpuls dein zu übertragenden Meßwert entspricht.It is known to modulate the instantaneous position of moving parts by means of position-modulated to transmit electrical impulses. This indicates the position of an electrical Impulse or the time interval between two electrical impulses the instantaneous Position of the moving part. This is done on a regular basis emitted a reference pulse, the time interval between these reference pulses and the measured value to be transmitted corresponds to the actual measuring pulse.

Bei einer bekannten, nach diesem Prinzip arbeitenden Vorrichtung wird die augenblickliche Stellung des Zeigers eines Meßinstrumentes fernübertragen. Zu diesem Zweck ist eine Verzögerungsleitung so angeordnet, daß sich der Zeiger des Meßinstrumentes bei seiner Verstellung längs dieser Verzögerungsleitung bewegt. An den Eingang der Verzögerungsleitung wird eine regelmäßige Folge von elektrischen Impulsen gegeben, die einen konstanten gegenseitigen Abstand haben und von einem Oszillator erzeugt werden.In a known device operating on this principle remotely transmit the instantaneous position of the pointer of a measuring instrument. to for this purpose a delay line is arranged so that the pointer of the Measuring instrument moved along this delay line during its adjustment. At the input of the delay line is a regular sequence of electrical Given pulses that have a constant mutual distance and from one Oscillator can be generated.

An dem Zeiger des Meßinstrumentes ist eine Platte befestigt, die eine kapazitative Kopplung mit der Verzögerungsleitung herstellt. Je nach der Stellung des Zeigers ändert sich der Abstand dieser Platte von dem Eingang der Verzögerungsleitung und damit auch die Zeit, die der auf den Eingang gegebene Impuls benötigt, um bis zu der Stelle der Verzögerungsleitung zu gelangen, wo sich die Platte gerade befindet und wo der Impuls von der Platte kapazitativ abgenommen wird.A plate is attached to the pointer of the measuring instrument, the one establishes capacitive coupling with the delay line. Depending on the position of the pointer changes the distance of this plate from the input of the delay line and thus also the time that the pulse given to the input needs to reach up to to get to the point on the delay line where the disk is currently located and where the momentum is capacitively taken from the plate.

Am Anfang der Verzögerungsleitung, nahe deren Eingang, sind feste Kondensatorplatten angebracht, die den Bezugsimpuls auf kapazitativem Wege abnehmen. Der von der am Zeiger befestigten Platte abgenommene Meßimpuls hat von dem von den festen Kondensatorplatten abgenommenen Bezugsimpuls einen zeitlichen Abstand, der proportional dem räumliehen Abstand der Platte am Zeiger von den feststelzenden Kondensatorplatten ist.At the beginning of the delay line, near its entrance, are fixed Capacitor plates attached, which remove the reference pulse in a capacitive way. The measurement pulse taken from the plate attached to the pointer has differentiated from that of the fixed capacitor plates removed reference pulse a time interval that proportional to the spatial distance between the plate on the pointer and the stilted ones Capacitor plates is.

Diese bekannte Anordnung ist in ihrem Aufbau umständlich und empfindlich und besitzt nicht die für viele in der Praxis auszuführende mechanische Messungen erforderliche Robustheit. Der Bau einer geeigneten elektrischen Verzögerungsleitung bereitet bekanntlich Schwierigkeiten. Außerdem sind die kapazitativ gewonnenen Impulse recht schwach und müssen erheblich verstärkt werden, bevor sie über einen längeren Übertragungsweg gegeben werden können. Sollen mit dieser bekannten Vorrichtung gleichzeitig zwei oder noch mehr Meßwerte übertragen werden, so besteht keine Möglichkeit, die den verschiedenen Meßgrößen zugeordneten Meßimpulse voneinander, z. B. durch unterschiedliche Richtung, zu unterscheiden.This known arrangement is cumbersome and sensitive in its construction and does not have the mechanical measurements required for many in the field required robustness. Building a suitable electrical delay line is known to cause difficulties. In addition, the impulses obtained capacitively quite weak and need to be amplified considerably before going on for a long period Transmission path can be given. Shall use this known device at the same time two or more measured values are transmitted, there is no possibility of the the different measured variables associated measuring pulses from each other, z. B. by different Direction to distinguish.

Demgegenüber schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, das sich dadurch auszeichnet, daß es außerordentlich wenig störanfällig ist und sich zur Übertragung beliebig vieler Meßgrößen eignet.In contrast, the invention proposes a method that thereby is characterized by the fact that it is extremely little susceptible to interference and that it is suitable for transmission any number of measured variables is suitable.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß jede Meßgröße so auf die Winkelstellung je einer um eine zu ihrer Längsrichtung senkrechte Achse schwenkbaren Induktionsspule einwirkt, daß jedem Augenblickswert der Meßgröße eine bestimmte- Winkelstellung der Induktionsspule entspricht, wobei alle Induktionsspulen um die gleiche Achse schwenkbar sind und konzentrisch zu dieser Achse synchron und mit einer der Frequenz der Impulsfolgen entsprechenden konstanten Geschwindigkeit Anker umlaufen, von denen jeder je einer Induktionsspule zugeordnet ist und bei einer bestimmten Wizikelstellung zur Induktionsspule in dieser einen Spannungsimpuls erzeugt, während der Bezugsimpuls durch einen vor einer feststehenden Induktionsspule umlaufenden Anker erzeugt wird.The inventive method is that each measured variable so on the angular position one around an axis perpendicular to its longitudinal direction swivel induction coil that acts on each Instantaneous value the measured variable corresponds to a certain angular position of the induction coil, with all induction coils can be pivoted about the same axis and are concentric to this Axis synchronous and with a constant corresponding to the frequency of the pulse trains Speed armature revolve, each of which is assigned to an induction coil is and at a certain Wizikelstellung to the induction coil in this one Voltage pulse generated while the reference pulse by a fixed in front of a Induction coil rotating armature is generated.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich also von dem bekannten Stand der Technik durch die Art aus, in der die den einzelnen Meßgrößen zugeordneten Impulse lagemoduliert werden. Das wesentliche Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, daß die Augenblickswerte der zu übertragenden, beispielsweise mechanischen Meßgrößen die Winkelstellungen einer entsprechenden Anzahl von Induktionsspulen beeinflussen. Es werden so viele um eine zu ihrer Längsrichtung senkrechte Achse schwenkbare Induktionsspulen verwendet, als Meßgrößen übertragen werden sollen. Außerdem wird eine feststehende Induktionsspule vorgesehen, die zur Erzeugung eines zeitlich konstanten Bezugsimpulses dient. Alle Induktionsspulen sind um eine gemeinsame Achse auf Kreisbögen schwenkbar. Jede Winkelstellung einer Induktionsspule auf einem Kreisbogen entspricht einem bestimmten Momentanwert der zu übertragenden Meßj röß e.The method according to the invention is thus distinguished from the known one State of the art characterized by the way in which the assigned to the individual measured variables Pulses are position-modulated. The main feature of this procedure is in that the instantaneous values of the to be transmitted, for example mechanical Measured variables are the angular positions of a corresponding number of induction coils influence. There will be so many around an axis perpendicular to its longitudinal direction swiveling induction coils are used as measured variables are to be transmitted. In addition, a fixed induction coil is provided, which is used to generate a time-constant reference pulse is used. All induction coils are around one common Axis can be swiveled on circular arcs. Every angular position of an induction coil on one The arc of a circle corresponds to a certain instantaneous value of the measured value to be transmitted e.

Alle Kreisbögen, auf denen die Induktionsspulen schwenkbar sind, haben die gleiche Achse. Zentrisch in diesen Kreisbögen laufen auf einer `Felle festsitzende Anker aus permanentmagnetischem Material mit konstanter Geschwindigkeit um. Diese Anker haben einen spiralförmigen Umfang und besitzen an einer Stelle des Umfangs eine stufenförmige Unstetigkeit, die beim Vorbeigang an der dem betreffenden Anker zugeordneten Induktionsspule in dieser einen Impuls erzeugt.Have all arcs on which the induction coils can be swiveled the same axis. Centered in these arcs run on a `skins fixed Armature made of permanent magnetic material at constant speed. These Anchors have a spiral-shaped circumference and have one point on the circumference a step-like discontinuity that occurs when passing the anchor in question associated induction coil in this generates a pulse.

Die von den einzelnen Induktionsspulen erzeugten und den verschiedenen Meßgrößen zugeordneten Impulse kann man dadurch unterscheiden, daß man ihnen beispielsweise unterschiedliche Längen oder verschiedene Richtungen von einer Bezugslinie aus oder unterschiedliche Amplituden gibt.Those generated by the individual induction coils and the various Impulses assigned to measured variables can be distinguished by, for example different lengths or different directions from a reference line or different amplitudes exist.

Es ist zwar bekannt, daß man in Induktionsspulen Impulse erzeugen kann, indem man einen ferromagnetischen Körper an ihnen vorbeibewegt. Jedoch ist dieses Prinzip bisher noch nicht in der Weise zur Übertragung von Meßgrößen ausgenutzt worden wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.It is known that pulses can be generated in induction coils by moving a ferromagnetic body past them. However is this principle has not yet been exploited in such a way as to transmit measured variables as in the method according to the invention.

Mit den von den einzelnen Impulserzeugern gelieferten kleßimpulsen sowie dem Bezugsimpuls kann man nun in an sich bekannter Weise eine Hochfrequenzschwingung modulieren, so daß sämtliche Impulse mittels einer einzigen Trägerfrequenz, z. B. über eine einzelne Leitung, übertragen werden können. Die Umlaufsgeschwindigkeit der allen Ankern gemeinsamen Welle bestimmt die Impulsfolgefrequenz, d. h. den Abstand zwischen zwei gleichartigen Impulsen, z. B. zwischen zwei Bezugsimpulsen, und kann den jeweiligen Bedürfnissen und Bedingungen angepaßt werden.With the glue pulses supplied by the individual pulse generators as well as the reference pulse, a high-frequency oscillation can now be achieved in a manner known per se modulate so that all pulses by means of a single carrier frequency, e.g. B. over a single line. The speed of rotation the wave common to all armatures determines the pulse repetition frequency, i. H. the distance between two similar impulses, e.g. B. between two reference pulses, and can be adapted to the respective needs and conditions.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für die elektrische Übertragung der Anzeige eines mit einer Skala versehenen Meßinstrumentes, wobei der Abstand der lagemodulierten Impulse von einem festen Bezugsimpuls den vom Meßinstrument angezeigten Skalenwert angibt. Eine für diesen Zweck besonders geeignete Einrichtung besteht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus einem Impulserzeuger mit einer mit konstanter Drehgeschwindigkeit umlaufenden Welle, auf der mit axialem Abstand mindestens zwei scheibenförmige Anker aus magne-. tischen Material befestigt sind, deren sonst vorzugsweise spiralförmiger Umfang an einer Stelle eine stufenförmige Unstetigkeit des Radius hat, wobei jedem Anker je ein von der Welle unabhängiger magnetischer Tastkopf, z. B. in Form einer Induktionsspule, so zugeordnet ist, daß er bei dem Vorbei-' gang der Unstetigkeit des zugehörigen Ankers einen. Spannungsimpuls erzeugt, wobei der eine Tastkopf ortsfest ist und den Bezugsimpuls liefert, während die anderen Tastköpfe auf zur Welle konzentrischen Kreisbögen schwenkbar sind und auf diesen Kreisbögen winkelmäßig in Abhängigkeit von den zu übertragenden Skalenwerten verstellt werden.The inventive method is particularly suitable for electrical Transmission of the reading of a measuring instrument provided with a scale, wherein the distance between the position-modulated pulses and a fixed reference pulse from the measuring instrument indicated scale value. A facility particularly suitable for this purpose consists according to a further feature of the invention from a pulse generator with a shaft rotating at constant speed, on the one with axial distance at least two disc-shaped armatures made of magnet. tables material are attached, whose otherwise preferably spiral circumference is stepped at one point Discontinuity of the radius, with each anchor being independent of the wave magnetic probe head, e.g. B. in the form of an induction coil, is assigned so that he one at the passing of the discontinuity of the associated anchor. Voltage pulse generated, the one probe being stationary and delivering the reference pulse while the other probes can be pivoted on arcs concentric to the shaft and on these arcs in terms of angle depending on the scale values to be transferred adjusted.

Da es mit Hilfe der Erfindung keine Schwierigkeiten bereitet, gleichzeitig zwei Meßwerte bzw. zwei Meßgrößen zu übertragen, läßt sich dieErfindung auch zur Erhöhung der Meß- bzw. Ablesegenauigkeit benutzen, indem man in an sich bekannter Weise den gesamten Meßbereich in mehrere einzelne Bereiche unterteilt und zwei Größen überträgt, von denen die eine angibt, in welchem der einzelnen Meßberenche die augenblickliche Meßgröße liegt, und die andere die: genaue Lage der Meßgröße innerhalb des Bereichs kennzeichnet. Auf diese Weise lassen sich mit der erfindungsgemäßen Einrichtung die Augenblickswerte einer Meßgröße mit außerordentlich großer. Genauigkeit übertragen, wie an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden soll.Since it does not cause any difficulties with the aid of the invention, at the same time To transmit two measured values or two measured variables, the invention can also be used for Use to increase the accuracy of the measurement or reading by using a known per se Way, the entire measuring range divided into several individual areas and two sizes transmits, one of which indicates in which of the individual measuring areas the current one Measured variable lies, and the other is the exact position of the measured variable within the range indicates. In this way, with the device according to the invention the instantaneous values of a measured variable with an extraordinarily large one. Transfer accuracy, as will be explained using an exemplary embodiment.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Einrichtung, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines nach der Erfindung ausgebildeten Impulserzeugers, der insbesondere bei Flüssigkeitsstandmessungen Verwendung finden kann.Further details and advantages of the invention emerge from the following description of an embodiment of the device according to the invention, which is shown in the drawing. 1 shows a schematic perspective Representation of a pulse generator designed according to the invention, which in particular can be used for liquid level measurements.

Fig. 2 eine Ansicht eines Teiles des in Fig. 1 dargestellten Impulserzeugers, Fig. 3 Oszillogramme der vom Impulserzeuger erzeugten Impulse (Fig. 3 a) und einer mit diesen Impulsenmodulierten Hochfrequenzschwingung (Fig. 3 b) ; Fig.4 ein Schaltschema eines geeigneten Hochfrequenzgenerators, der durch die Impulse des Impulserzeugers moduliert wird, Fig. 5 das Schaltschema eines Empfängers für die Wiedergabe der Impulse auf dem Bildschirm eines Oszillographen und Fig. 6 den Bildschirm dieses Oszillographen.Fig. 2 is a view of part of the pulse generator shown in Fig. 1, Fig. 3 oscillograms of the pulses generated by the pulse generator (Fig. 3a) and one with these pulse-modulated high-frequency oscillation (FIG. 3 b); Fig. 4 is a circuit diagram a suitable high-frequency generator, which is generated by the pulses of the pulse generator is modulated, Fig. 5 shows the circuit diagram of a receiver for the reproduction of the Pulses on the screen of an oscilloscope and Fig. 6 the screen of this Oscilloscope.

In Fig. 1 ist 1 eine drehbare Scheibe, an der ein Anzeigewert mittels eines feststehenden Zeigers 2 abgelesen werden kann. Diese Messung soll zu einer entfernten Stelle mit möglichst großer Genauigkeit (in der Größenordnung von etwa 1/looo) übertragen werden. Die Scheibe 1 sitzt starr auf einer Spule 3, auf der eine weitere Scheibe 4 festgekeilt ist. Im gezeigten Beispiel wird angenommen, daß die Anzeige des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter 5 übertragen werden soll. Der Flüssigkeitsstand wird durch einen Schwimmer 6 abgetastet, der an einem Ende eines über die Scheibe 4 laufenden Drahtes aufgehängt ist, an dessen anderem Ende ein mit einem Zeiger versehenes Gegengewicht 8 befestigt ist. Der Draht wird auf diese Weise ständig straff gehalten, und der Flüssigkeitsstand kann auf einer Skala. 9 abgelesen werden.In Fig. 1, 1 is a rotatable disk on which a display value by means of a fixed pointer 2 can be read. This measurement is intended to be a remote point with the greatest possible accuracy (in the order of magnitude of about 1 / looo). The disc 1 sits rigidly on a spool 3 on which another disk 4 is wedged. In the example shown it is assumed that the display of the liquid level in a container 5 is to be transmitted. The liquid level is sensed by a float 6, which is at one end a wire running over the disk 4 is suspended from the other end a counterweight 8 provided with a pointer is attached. The wire will open this way constantly kept taut, and the fluid level can on a scale. 9 can be read.

Dieser Teil der Einrichtung ist stark vereinfacht dargestellt, da er kein Bestandteil der Erfindung ist und durch jede ähnliche mechanische Vorrichtung ersetzt werden kann. Falls sich auf andere veränderbare N@"erte beziehende #:lessungen übertragen werden sollen (beispielsweise Strömungen, Stromstärken, Kräfte usw.), so inüßte gegebenenfalls zum Drehen der Spindel 3 eine geeignete Vorrichtung verwendet werden, nötigenfalls unter Zwischenschaltung eines Verstärkers bekannter Bauart, damit ein ausreichendes Drehmoment entsteht, Die Drehung der Scheibe 1 und der Spindel 3 wird mittels Zahnräder 10, 11 auf eine Welle 12 übertragen. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 10, 11 ist derart gewählt, daß bei Drehung der Scheibe 1 aus der Nullstellung (0) in die maximale Stellung (1f1) des Meßbereichs die Welle 12 so, viele voll ständige Umdrehungen ausführt, wie derMeßbereich Abschnitte, d. h. die Scheibe 1 Teilstriche hat, also im gezeugten Beispiel fünfundzwanzig Umdrehungen. Auf der Welle 12 sind ein Zahnrad 13 und eine mit einem Antriebsfinger 15 versehene Scheibe 14 festgekeilt. Das Zahnrad 13 kämmt mit einer außenverzahnten Hohltrommel 16 gleichen Durchmessers und treibt diese an, so daß sie beispielsweise fünfundzwanzig Umdrehungen ausführt, wenn sich die Scheibe 1 von 0 bis ild dreht.This part of the facility is greatly simplified because it does not form part of the invention and by any similar mechanical device can be replaced. If #: lessons referring to other changeable values are to be transmitted (e.g. currents, currents, forces, etc.), a suitable device would possibly have to be used to rotate the spindle 3 if necessary with the interposition of an amplifier of known type, so that there is sufficient torque, the rotation of the disc 1 and the spindle 3 is transmitted to a shaft 12 by means of gears 10, 11. The gear ratio the gears 10, 11 is chosen so that when the disk 1 rotates from the zero position (0) in the maximum position (1f1) of the measuring range the shaft 12 so, many fully constant Revolutions, as the measurement area makes sections, i.e. H. the disc 1 tick marks has, so in the example shown, twenty-five revolutions. On the shaft 12 are a gear 13 and a disk 14 provided with a drive finger 15 are keyed. The gear 13 meshes with an externally toothed hollow drum 16 of the same diameter and drives it so that it executes twenty-five revolutions, for example, when the disk 1 rotates from 0 to ild.

Jedesmal, wenn die Scheibe 14 (und somit die Welle 12 und die verzahnte Trommel 16) eine volle Umdrehung macht, bewegt der Antriebsfinger 15 eine Kerbscheibe 17 um einen Schritt vorwärts oder rückwärts. Ein fest mit der Kerbscheibe 17 verbundenes Ritzel 18 treibt eine außenverzahnte Trommel 19, die der Trommel 16 gleich ist und koaxial zu dieser liegt. Die Anzahl der Einkerbungen in der Scheibe 17 und das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Ritzel 18 und der Trommel 19 sind so gewählt, daß die Trominel 19 sich bei einer Drehung der Scheibe 1 von 0 bis 111 um einen Winkel dreht, der gleich dem ganzen Winkelbereich der Kreisskala der Scheibe 1 ist, während die Trommel 16 fünfundzwanzig vollständige Umdrehungen macht. Die Drehung der Trommel 19 findet stufenweise statt, wobei sie sechsundzwanzig verschiedene Stellungen einnehmen kann, die den sechsundzwanzig Teilstrichen entsprechen, die die fünfundzwanzig Teile der kreisförmigen Skala der Scheibe 1 begrenzen. Eine bestimmte Winkelstellung der Scheibe 1 hat somit eine dem nächsten vor dem Zeiger 2 liegenden Teilstrich der Scheibe 1 entsprechende Stellung der Trommel 19 zur Folge und eine genau den Winkel zwischen diesem Teilstrich und dem Zeiger 2 anzeigende Winkelstellung der Trommel 16.Each time the disk 14 (and thus the shaft 12 and the toothed drum 16) makes a full revolution, the drive finger 15 moves a notch disk 17 forward or backward by one step. A pinion 18 fixedly connected to the notched disk 17 drives an externally toothed drum 19 which is identical to the drum 16 and is coaxial therewith. The number of notches in the disk 17 and the transmission ratio between the pinion 18 and the drum 19 are chosen so that the drum 19 rotates when the disk 1 rotates from 0 to 111 by an angle equal to the entire angular range of the circular scale of disk 1 while drum 16 makes twenty-five complete revolutions. The rotation of the drum 19 takes place in stages, whereby it can assume twenty-six different positions which correspond to the twenty-six graduation marks which delimit the twenty-five parts of the circular scale of the disk 1. A certain angular position of the disc 1 thus results in a position of the drum 19 corresponding to the next graduation of the disc 1 lying in front of the pointer 2 and an angular position of the drum 16 which precisely indicates the angle between this graduation and the pointer 2.

Wenn z. B. die Winkelstellung der Scheibe 1 einem Flüssigkeitsstand im Behälter 5 entspricht, so würde die Trommel 19 in der dreizehnten Stufe ihrer Winkelstellung stehen (wobei sie die Zahl »Zwölf« kennzeichnet, da die erste Stellung »Null« entspricht), während die Trommel 16 zwei Fünftel einer vollen 'Umdrehung von ihrer Nullstellung aus ausgeführt hat.If z. B. the angular position of the disc 1 a liquid level corresponds in the container 5, the drum 19 would be in the thirteenth stage of their Angular position (where it denotes the number "twelve" because the first position "Zero" corresponds), while the drum 16 is two fifths of a full revolution executed from its zero position.

Im Innern der verzahnten Hohltrommeln 16 und 19 ist je ein magnetischer Tastkopf 20 und 21 in Form einer auf einem Dauermagneten gewickelten Induktionsspule fest angebracht. Außerdem sind feststehende Tastköpfe 22 und 62 vorgesehen. Gegenüber den Tastköpfen 20, 21, 22 und 62 laufen scheibenförmige Anker 23. 24, 25 um, die aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität bestehen und auf einer gemeinsamen Welle 26 befestigt sind, die zentrisch in den Trommelei 16 und 19 gelagert ist und mit hoher Geschwindigkeit durch einen Motor, vorzugsweise einen Svnchrontnotor 27 mit praktisch konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Anker haben einen spiralförmigen Umfang mit einer stufenförmigen Unstetigkeit 28 (Feg. 2). In dem Augenblick, da die Unstetigkeit 28 an einem Tastkopf vorbeigeht, wird ein Impuls in der Induktionsspule des entsprechendem Tastkopfes induziert. Demzufolge erzeugen vier Tastköpfe bei jeder Umdrehung der Welle 26 je einen Impuls, so daß vier Impulsfolgen entstehen.Inside each of the toothed hollow drums 16 and 19 is a magnetic one Probe heads 20 and 21 in the form of an induction coil wound on a permanent magnet firmly attached. Fixed probe heads 22 and 62 are also provided. Opposite to the probes 20, 21, 22 and 62 run disk-shaped armature 23, 24, 25 to, the consist of a material of high magnetic permeability and on a common Shaft 26 are attached, which is mounted centrally in the drum egg 16 and 19 and at high speed by a motor, preferably a synchronous motor 27 is driven at a practically constant speed. The anchors have one spiral-shaped circumference with a step-shaped discontinuity 28 (Fig. 2). By doing The moment the discontinuity 28 passes a probe head, it becomes an impulse induced in the induction coil of the corresponding probe head. Generate accordingly four probes with each revolution of the shaft 26 one pulse each, so that four pulse trains develop.

Der minimale Zwischenraum zwischen dem größten Radius der Anker 23, 24, 25 und den Tastköpfen 20, 21, 22 und 26 ist sehr gering. Durch geeignete Wahl der Impedanz der Induktionsspulen und der Stärke der Dauermagnete können bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 1500 Umdrehungen pro Minute Impulse von 30 bis 40 Volt erzielt werden. Die Winkeleinstellung des Tastkopfes 62 gegen den Tastkopf 22 von z. B. 90° C wird ein für allemal festgelegt. Der Tastkopf 62 erzeugt einen Eichimpuls, dessen Zweck noch erläutert wird.The minimum gap between the largest radius of the armature 23, 24, 25 and the probes 20, 21, 22 and 26 is very small. By appropriate choice the impedance of the induction coils and the strength of the permanent magnets can be used in a Revolution speed of 1500 revolutions per minute pulses from 30 to 40 Volts can be achieved. The angular adjustment of the probe head 62 relative to the probe head 22 of z. B. 90 ° C is set once and for all. The probe head 62 generates a Calibration pulse, the purpose of which will be explained later.

Die von den Tastköpfen 20 und 21 erzeugten Impulse haben eine zeitliche Phasenverschiebung gegenüber dem vom festen Tastkopf 22 erzeugten Bezugsimpuls, die von der Winkelstellung der Tastköpfe 20 und 21 gegenüber dem feststehenden Tastkopf 22 abhängt. Die Lage der Meßimpulse ist daher von den Stellungen der Trommeln 16 und 19 und somit von der Stellung der Scheibe 1 abhängig.The pulses generated by the probes 20 and 21 are temporal Phase shift with respect to the reference pulse generated by the fixed probe head 22, that of the angular position of the probe heads 20 and 21 with respect to the fixed probe head 22 depends. The position of the measuring pulses therefore depends on the positions of the drums 16 and 19 and thus dependent on the position of the disk 1.

Die Impulse werden an den Anschlüssen 22' des Tastkopfes 22, an den Anschlüssen 62' des Tastkopfes 62 und den Anschlüssen 20' und 21' der Tastköpfe 20, 21 abgenommen. Durch geeignete Wahl der Meßimpulslage können drei periodische Impulsfolgen erzielt werden nach Form und Phase, wie in Fig. 3 angedeutet. In dieser Figur bedeutet 29 die vom festen Tastkopf 22 erzeugten Bezugsimpulse, 30 die von dem Tastkopf 20 erzeugten Meßimpulse, 31 die von dem Tastkopf 21 erzeugten Meßimpulse und. 63 die vom festen Tastkopf 62 erzeugten Eichimpulse. Der Abstand zwischen den Impulsen 29 und 31, der beim Drehen der Scheibe 1 schrittweise verändert wird, zeigt den Abschnitt der Scheibe 1 an, in dem die Messung liegt, während der Abstand zwischen den Impulsen 29 und 30 die genaue Stellung der Scheibe 1 innerhalb dieses Abschnittes, d. h. den Winkel zwischen dem vorderen Teilstrich des betreffenden Abschnittes und der genauen Stellung der Scheibe 1, angibt.The pulses are transmitted to the connections 22 'of the probe head 22, to the Connections 62 'of the probe head 62 and the connections 20' and 21 'of the probe heads 20, 21 removed. By suitable choice of the measuring pulse position, three periodic Pulse trains are obtained according to shape and phase, as indicated in FIG. 3. In this FIG. 29 denotes the reference pulses generated by the fixed probe head 22, and 30 those of the measuring pulses generated by the probe head 20, 31 the measuring pulses generated by the probe head 21 and. 63 the calibration pulses generated by the fixed probe head 62. The distance between the Pulses 29 and 31, which is changed step by step when the disk 1 is rotated, shows the section of the disc 1 in which the measurement is located, while the distance between the pulses 29 and 30 the exact position of the disc 1 within this section, d. H. the angle between the front graduation of the relevant section and the exact position of the disc 1 indicates.

Für die Übertragung der Meßwerte wird eine Hochfrequenzschwingung durch die vier Impulse 29, 30, 31 und 63 in einem Hochfrequenzgenerator 32 moduliert. Die modulierte Hochfrequenzschwingung ist in Fig. 3 b zu sehen. Der negativ gerichtete Bezugsinipuis 29 sperrt die Hochfrequenz in 29'. während die positiv gerichteten Impulse 30 und 63 eine Vergrößerung der Amplituden bei 30' und 63' und der negative Impuls 31 eine Verringerung der Amplituden bei 31' verursachen.A high-frequency oscillation is used for the transmission of the measured values modulated by the four pulses 29, 30, 31 and 63 in a high frequency generator 32. The modulated high-frequency oscillation can be seen in Fig. 3b. The negative one Reference inipuis 29 blocks the high frequency in 29 '. while the positive ones Pulses 30 and 63 increase the amplitudes at 30 'and 63' and the negative Pulse 31 cause a decrease in the amplitudes at 31 '.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform (Feg. 4) besteht der Hochfrequenzgenerator 32 aus einer Doppelröhre, nämlich einer Triode-Pentode 35, deren Triodenteil als durch einen Quarz 36 stabilisierter Oszillato,r arbeitet, während der Pentodentell als Mischverstärker dient, der eine ausreichende Ausgangsleistung (etwa in der Größenordnung von 3 Watt) abgibt. Die Hochfrequenzspannung gelangt über einen schematisch angedeuteten Anpassungskreis 34 in die Übertragungsleitung 33.In an expedient embodiment (Fig. 4) there is the high-frequency generator 32 from a double tube, namely a triode pentode 35, the triode part as Oscillato stabilized by a quartz 36, r works while the pentodell serves as a mixer amplifier, which has a sufficient output power (roughly in the order of magnitude of 3 watts). The high frequency voltage arrives about a schematically indicated matching circuit 34 into the transmission line 33.

Der von dem festen Tastkopf 22 erzeugte negative Bezugsimpuls 29 wird über den Kreis 37 dem Schirmgitter 38 des Pentodenteils der Röhre 35 aufgedrückt und sperrt den Anodenstrom während der Dauer des Impulses 29. Der ebenfalls zu dem Schirmgitter 38 gelangende positive Eichimpuls 63 erhöht dagegen den Anodenstrom.The negative reference pulse 29 generated by the fixed probe head 22 becomes Pressed onto the screen grid 38 of the pentode part of the tube 35 via the circle 37 and blocks the anode current for the duration of the pulse 29. The also to the On the other hand, positive calibration pulse 63 reaching the screen grid 38 increases the anode current.

Die beiden Meßimpulse 30 und 31, die durch geeignete Wahl der Magnetköpfe 20 und 21 verschiedene Richtungen von einer Bezugslinie aus haben, werden über eine gemeinsame Leitung 39 dem Steuergitter 40 des Pentodenteils zugeleitet, das normalerweise so stark negativ vorgespannt ist, daß die Hochfrequenzschwingung eine Amplitude von nur etwa der Hälfte bis einem Drittel der maximalen Amplitude hat, solange keine Impulse eintreffen. Ein positiver Impuls erhöht die Amplitude, während ein negativer Impuls die Amplitude vermindert, so daß die Hochfrequenzimpulse 30' und 31' (Fig. 3 b) entstehen. Ein Netzanschlußgerät 41 (Fig. 4) enthält wie üblich einen Netztransformator, einen Doppeldiodengleichrichter und ein Siebfilter.The two measuring pulses 30 and 31, which by suitable choice of the magnetic heads 20 and 21 have different directions from a reference line are indicated by a common line 39 fed to the control grid 40 of the pentode part, which is normally is so strongly negatively biased that the high frequency oscillation has an amplitude from only about half to a third of the maximum amplitude, as long as none Impulses arrive. A positive pulse increases the amplitude, while a negative one Pulse reduces the amplitude, so that the high-frequency pulses 30 'and 31' (Fig. 3 b) arise. A mains connection device 41 (Fig. 4) contains, as usual, a mains transformer, a double diode rectifier and a mesh filter.

Für die Wiedergabe der übertragenen Meßwerte ist ein einfacher Empfänger vorgesehen (Fig. 5), der nacheinander die von einigen entfernt gelegenen Impulserzeugern P1, P2 gelieferten und mittels impulsmodulierter Hochfreqenzen F1 bzw. F2 übertragenen Werte anzeigt. Nach ihrer Verstärkung werden die empfangenen modulierten Hochfrequezschwingungen mit der Frequenz eines lokalen Oszillators gemischt, der auf genaue feste Frequenzen f1, f2 eingestellt werden kann, so daß feste Zwischenfrequenzen F1 ± f l, F2 ± f2 entstehen.A simple receiver is provided for reproducing the transmitted measured values (FIG. 5), which successively displays the values supplied by some remote pulse generators P1, P2 and transmitted by means of pulse-modulated high frequencies F1 and F2. After amplification, the received modulated high-frequency oscillations are mixed with the frequency of a local oscillator, which can be set to precise fixed frequencies f1, f2, so that fixed intermediate frequencies F1 ± fl, F2 ± f2 arise.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform werden die von den Impulserzeugern modulierten Hochfrequenzschwingungen über die Leitung 33 (Fig. 5) dem Empfänger über Kondensatoren 42 zugeleitet, die als Sperrkondensator wirken, wenn beispielsweise eine gewöhnliche Licht- oder Kraftleitung als Übertragungsleitung benutzt wird. Dann werden sie über einen Anpassungstransformator 43 einer Vorverstärkerröhre 44 zugeführt, deren Ausgang mit dem Steuergitter des Hexodenteiles einer Triode-Hexode 45 verbunden ist. Der Triodenteil der Röhre 45 dient als Oszillator, während der Hexodenteil als Mischröhre dient. In dem Oszillatorkreis gestattet ein Mehrfachschalter 46 ein wahlweises Umschalten auf einen der Quarze 471, 472 zur Abstimmung des Kreises auf die Frequenzen f l, f 2 USW., so daß eine impulsmodulierte feste Zwischenfrequenz am Ausgang der Mischhexode entsteht. Die Zwischenfrequenz wird in einem üblichen Zwischenfrequenzverstärker 48 verstärkt. Der Ausgang des Verstärkers. 48 führt zu einem aus einer Doppeldiode 49 gebildeten Gleichrichter, der in zwei Ausgangskreisen einerseits die ursprünglichen Impulse 29, 30, 31, 63 und andererseits die gleichen, aber entgegengesetzt gerichteten Impulse 29", 30", 31", 63" liefert.In an expedient embodiment, the high-frequency oscillations modulated by the pulse generators are fed to the receiver via line 33 (FIG. 5) via capacitors 42, which act as blocking capacitors if, for example, an ordinary light or power line is used as the transmission line. Then they are fed via a matching transformer 43 to a preamplifier tube 44, the output of which is connected to the control grid of the hexode part of a triode-hexode 45. The triode part of the tube 45 serves as an oscillator, while the hexode part serves as a mixer tube. In the oscillator circuit, a multiple switch 46 allows optional switching to one of the crystals 471, 472 to tune the circuit to the frequencies fl, f 2, etc., so that a pulse-modulated fixed intermediate frequency is produced at the output of the mixed hexode. The intermediate frequency is amplified in a conventional intermediate frequency amplifier 48. The output of the amplifier. 48 leads to a rectifier formed from a double diode 49, which supplies the original pulses 29, 30, 31, 63 and the same but oppositely directed pulses 29 ", 30", 31 ", 63" in two output circuits.

Diese Impulse werden getrennt in einer Doppeltriode 50-50" verstärkt, deren Ausgang zu zwei Verstärkern 52 bzw. 52" führt. Der Verstärker 52" ist so vorgespannt, daß er nur den Durchgang der positiven Impulse mit großer Amplitude gestattet. Er sperrt also die negativen Impulse 30" und 63" (d. h. die umgekehrten Impulse 30 und 63) sowie den positiven Impuls 31" mit kleiner Amplitude und nimmt nur den großen positiven Bezugsimpuls 29" auf. Der Bezugsimpuls 29" wird über 53" zum Kipposzillator eines Zeitablenkungsgenerators 54 gefühlt, der eine Sägezahuspannung 55 mit gleicher Periode wie die der Impulse liefert. Die Sägezahnspannung 55 wird über 56 den vertikalen Ablenkplatten 57-57' einer Kathodenstrahlröhre 58 zugeführt.These pulses are amplified separately in a 50-50 "double triode, the output of which leads to two amplifiers 52 and 52 ". The amplifier 52" is biased so that that it only allows the passage of the positive pulses of great amplitude. He thus disables negative pulses 30 "and 63" (i.e., reverse pulses 30 and 63) as well as the positive pulse 31 "with a small amplitude and only takes the large one positive reference pulse 29 ". The reference pulse 29" becomes a relaxation oscillator via 53 " a time deflection generator 54 felt, which a sawtooth voltage 55 with the same Period like that of the pulse supplies. The sawtooth voltage 55 is above 56 the vertical Deflection plates 57-57 'are fed to a cathode ray tube 58.

Wenn keine horizontale Ablenkung vorhanden ist, läuft der Leuchtpunkt der Kathodenstrahlröhre entsprechend der Impulsfrequenz auf einer vertikale Linie. Die Meßimpulse 30, 31 sowie die Bezugs- und Eichimpulse 29 bzw. 63 werden nach ihrer Verstärkung in 50 bis 52 über die Leitung 53 den horizontalen Ablenkplatten 59-59' der Kathodenstrahlröhre zugeführt. Demzufolge schreibt der Leuchtpunkt entsprechend den ankommenden Impulsen 29, 30, 31, 63 auf dem Schirm 60 vier Zacken 29"', 30"', 31"', 63"' (s. Fig. 6). Die Bezugszacke 29"' dient als Zeitmaßstab und Abgrenzung der Skala. Die Phasenverschiebung der Zacken 30"' und 31"' gegen 29"' ist proportional dem Abstand zwischen diesen Zacken und der Zacke 29"'. Bei Verwendung von zwei geeigneten Skalen (Fig. 6) 61 und 61' ist es möglich, an der Zacke 31"' den in Betracht kommenden Abschnitt des Meßbereiches und an der Zacke 30" den Meßwert innerhalb dieses Bereiches unmittelbar abzulesen.If there is no horizontal deflection, the illuminated dot moves of the cathode ray tube according to the pulse frequency on a vertical line. The measuring pulses 30, 31 and the reference and calibration pulses 29 and 63 are after their Reinforcement in 50 to 52 via line 53 to the horizontal baffles 59-59 ' fed to the cathode ray tube. As a result, the illuminated dot writes accordingly the incoming pulses 29, 30, 31, 63 on the screen 60 four points 29 "', 30"', 31 "', 63"' (see Fig. 6). The reference point 29 "'serves as a time scale and delimitation the scale. The phase shift of the tines 30 "'and 31"' relative to 29 "'is proportional the distance between these prongs and the prong 29 "'. If two suitable Scales (Fig. 6) 61 and 61 'it is possible on the prong 31' '' the relevant Section of the measuring range and at the point 30 ″ the measured value within this range read immediately.

Die vertikale Ablenkspannung kann nun geringfügigen Schwankungen unterliegen, die eine Differenz zwischen dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Bezugsimpulse 29"' und der Länge der Ableseskale verursachen würden. Es kommt aber selten vor, daß zwei Bezugsimpulse gleichzeitig auf dem Schirm sichtbar sind, so daß diese Differenz nicht festgestellt werden kann. Aus diesem Grunde ist der Eichimpuls 63"' vorgesehen. Wenn einer der Bezugsimpulse 29"' beispielsweise dem Nullpunkt der Skalen gegenübergestellt wird, so zeigt die Lage des Eichimpulses 63"', der eine feste Phasenlage hat, an, ob- die Abdesun:gen richtig sind oder in welchem Umfange sie zu korrigieren sind.The vertical deflection voltage can now be subject to slight fluctuations, which is a difference between the distance between two successive reference pulses 29 "'and the length of the reading scale. However, it rarely happens that two reference pulses are visible on the screen at the same time, so that this difference cannot be determined. For this reason the calibration pulse 63 '' 'is provided. If one of the reference pulses 29 '' 'is compared, for example, to the zero point of the scales the position of the calibration pulse 63 '' ', which has a fixed phase position, indicates whether the statements are correct or to what extent they should be corrected.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for simultaneous electrical transmission the instantaneous values of several mechanical measured variables by means of a constantly repetitive sequence of position-modulated pulses, the pulses through induction coils and anchors moving with respect to the induction coils are generated and each pulse sequence a fixed reference pulse within all sequences as well as one for each measured variable Contains position-modulated pulse and the distance of the position-modulated pulses from the Reference pulse within a sequence of the respective instantaneous value of the assigned Measured variable, characterized in that each measured variable is based on the angular position one induction coil each pivotable about an axis perpendicular to its longitudinal direction has the effect that each instantaneous value of the measured variable has a certain angular position Induction coil, with all induction coils pivotable about the same axis are synchronous and concentric with this axis and with one of the frequency of the pulse trains corresponding constant speed anchor orbiting, each of which one Induction coil is assigned and- at a certain angular position to the induction coil in this a voltage pulse is generated, while the reference pulse is generated by a front a stationary induction coil rotating armature is generated.

2. Procedure according to claim 1, characterized by the use of disc-shaped anchors material high magnetic permeability, which at one point on its circumference has a step-shaped Have discontinuity in their radius.

3. The method according to claim 1, characterized in that that the pulses assigned to the various measured quantities have different lengths to have.

4. The method according to claim 1, characterized in that the pulses for the purpose Differentiation between two measured quantities in different directions from a reference line to have.

5. The method according to claim 1, characterized in that the pulses for the purpose Differentiating between several measured variables have different amplitudes.

6. Procedure according to claim 1, characterized in that together with the reference pulse and the a further calibration pulse is transmitted to the pulses corresponding to the measured variables.

7. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5 for the electrical transmission of the display of a measuring instrument provided with a scale by means of position-modulated pulses whose distance from a fixed reference pulse indicates the scale value displayed by the measuring instrument, characterized by a pulse generator with a constant rotational speed rotating shaft (26), on which at least two disk-shaped armatures (23, 24, 25) made of magnetic material are attached at an axial distance, the otherwise spiral circumference of which has a step-shaped discontinuity (28) of the radius at one point, each Anchors each have a magnetic probe head (20, 21, 22) that is independent of the shaft, e.g. B. in the form of an induction coil, is assigned so that it generates a voltage pulse when the discontinuity of the associated armature passes, one probe head (22) being stationary and providing the reference pulse, while the other probes (20, 21) open to Shaft concentric arcs are pivotable and are adjusted in terms of angle on these arcs depending on the scale values to be transmitted. Considered publications: German Patent Nos. 911 594, 234 974, 862 110, 895 176, 894 257, 859 636, 906 343, 905 235.