DE1028681B - Phase meter with follow-up control - Google Patents

Phase meter with follow-up control

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DE1028681B
DE1028681B DEC12941A DEC0012941A DE1028681B DE 1028681 B DE1028681 B DE 1028681B DE C12941 A DEC12941 A DE C12941A DE C0012941 A DEC0012941 A DE C0012941A DE 1028681 B DE1028681 B DE 1028681B
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phase
voltage
phase shifter
detector
variable
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Inventor
Andre Cazalas
Jean Delibrias
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Compteurs Schlumberger SA
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D3/00Control of position or direction
    • G05D3/12Control of position or direction using feedback
    • G05D3/14Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
    • G05D3/1418Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device with ac amplifier chain
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R25/00Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

Phasenmesser mit Nachlaufsteuerung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Phasenmesser mit Nachlaufsteuerung, durch welche eine Regelgröße eingeführt werden kann. Derartige Systeme ermöglichen den Antrieb einer beliebigen Last, wobei die Bewegung dieser Last eine bestimmte Beziehung zu der Phasendifferenz darstellt, welche zwischen zwei Sinusspannungen der gleichen Frequenz besteht.Tracking Phase Meter The present invention relates to a phase meter with follow-up control, through which a controlled variable is introduced can be. Such systems allow any load to be driven, with the movement of this load has a certain relationship to the phase difference, which exists between two sinusoidal voltages of the same frequency.

Es ist bereits bekannt, einen Phasenmesser in einer Regeleinrichtung zum Antrieb einer mechanischen Last, einer Anzeigevorrichtung od. dgl. zu verwenden, wobei die Regelwirkung durch Vergleich der Phasenlage zweier Spannungen zustande kommt, Die bisher bekannten Phasenmesser besitzen verschiedene unerwünschte Eigenschaften, welche sie insbesondere für den zuletzt genannten Zweck ungeeignet machen. Einige sind für die verschiedenen Oberwellen der Signale empfindlich. Die Phasenmessung stellt dann in Wirklichkeit eine Messung des Zeitintervalls dar, welches zwei Stellen voneinander trennt, an welchen die beiden periodischen Signale den gleichen Wert haben.It is already known to use a phase meter in a control device to drive a mechanical load, a display device or the like, where the control effect comes about by comparing the phase position of two voltages comes, The previously known phase meters have various undesirable properties, which make them particularly unsuitable for the last-mentioned purpose. Some are sensitive to the different harmonics of the signals. The phase measurement then actually represents a measurement of the time interval, which is two digits separates from each other at which the two periodic signals have the same value to have.

Die Phasenmesser, welche die Phasenverschiebung zwischen den Grundwellen der Signale messen, enthalten im allgemeinen ein Filter. Dieses beschränkt ihre Verwendung auf eine bestimmte Frequenz. Der Zweiphasenmotor, welcher gleichzeitig als Motor- und als Phasendetektor dient, ermöglicht die Vermeidung dieser Einschränkung, jedoch ist sein Leistungsfaktor gering. Dies erschwert seine Verwendung als Phasendetektor in einer nachlaufgesteuerten Anordnung.The phase meter, which measures the phase shift between the fundamental waves of measuring signals generally contain a filter. This limits theirs Use on a specific frequency. The two-phase motor, which simultaneously serves as a motor and phase detector, enables this restriction to be avoided, however, its power factor is low. This makes it difficult to use as a phase detector in a follow-up arrangement.

Für den vorstehend geschilderten Zweck wurde deshälb bereits die Verwendung eines Phasenmessers vorgeschlagen, bei welchem die beiden Spannungen addiert werden. Man erhält dann in zwei Röhren zwei Ströme, deren algebraische Summe positiv, negativ oder null ist, je nachdem, ob die Phasenverschiebung größer als, kleiner als oder genau gleich 90° ist. Diese Ströme, und somit auch ihre algebraische Summe haben die gleiche Frequenz wie die zu vergleichenden Spannungen. Aus diesem Grund ist es bei der entgegengehaltenen Schaltungsanordnung erforderlich, Relais oder irgendwelche anderen Demodulatoreinrichtungen zwischenzuschalten, wenn eine mit Gleichstrom betriebene Vorrichtung gesteuert werden soll. Auch wenn eine Einrichtung verwendet werden soll, die mit Wechselstromsignalen gespeist wird, deren Frequenz von derjenigen der zu vergleichenden Spannungen verschieden ist, muß gleichfalls eine Detektoreinrichtung vorgesehen werden. Dies ist insbesondere bei schnellen Regelvorgängen störend, da hierdurch eine beträchtliche zeitliche Verzögerung und eine schwer zu korrigierende Instabilität in das System eingebracht wird.The use has therefore already been made for the purpose described above a phase meter is proposed in which the two voltages are added. Two currents are then obtained in two tubes, the algebraic sum of which is positive and negative or zero, depending on whether the phase shift is greater than, less than, or is exactly equal to 90 °. Have these currents, and thus also their algebraic sum the same frequency as the voltages to be compared. This is why it is necessary with the counterposed circuit arrangement, relays or any to interpose other demodulator devices, if one is operated with direct current Device is to be controlled. Even if a facility is to be used, which is fed with alternating current signals whose frequency is different from that of the comparative voltages is different, a detector device must also be used are provided. This is particularly disruptive in the case of fast control processes as a result, there is a considerable delay and one that is difficult to correct Instability is introduced into the system.

Es sind Phasenmesser bekannt, welche auf dem Prinzip der Multiplikation beider Signale beruhen. Diese sind im allgemeinen frequenzunabhängig. Diese Multiplikation liefert ein Signal mit der Frequenz Null, dessen Größe proportional dem Kosinus der zwischen den beiden Signalen bestehenden Phasenverschiebung ist.Phase meters are known which work on the principle of multiplication both signals are based. These are generally independent of frequency. This multiplication supplies a signal with the frequency zero, the size of which is proportional to the cosine is the phase shift existing between the two signals.

Die Komponente des Ausgangssignals mit der Frequenz 2 f kann leicht weggefiltert werden, wenn sich dies als notwendig erweisen sollte. Diese Art des Phasenmessers ist für die Oberwellen weniger empfindlich als die vorgenannten Typen. Der bekannteste Phasenmesser mit Multiplikation ist die Brückenschaltung mit vier Gleichrichterelementen, allgemein als Ringmodulator bezeichnet. Sein hauptsächlicher Nachteil beruht darin, daß die Multiplikation der beiden Signale nur dann einwandfrei stattfindet, wenn diese einen geringen Pegel besitzen. Obwohl in der Nähe der Phasenverschiebung von die Empfindlichkeit ein Maximum ist, besitzt das Nutzsignal einen sehr geringen Absolutwert. Die Erfindung geht aus von einem Phasenmesser mit Nachlaufsteuerung, mit einem Phasendetektor, der aus einer Brückenschaltung von Gleichrichtern besteht, an deren Diagonalen von den Spannungen, deren Phase verglichen werden soll, die eine direkt und die andere über einen elektromechanischen Phasenschieber angelegt werden, wobei die Ausgangsspannung des Detektors einen Motor speist, welcher einerseits ein Anzeigeorgan, eine Fernsteuerungseinrichtung od. dgl. steuert, während er andererseits über eine entsprec'iende Übersetzung den Phasenschieber einstellt.The component of the output signal with the frequency 2 f can easily be filtered out if this should prove necessary. This type of phase meter is less sensitive to harmonics than the aforementioned types. The best-known phase meter with multiplication is the bridge circuit with four rectifier elements, commonly referred to as a ring modulator. Its main disadvantage is that the two signals can only be multiplied properly if they are at a low level. Although close to the phase shift of If the sensitivity is a maximum, the useful signal has a very low absolute value. The invention is based on a phase meter with tracking control, with a phase detector, which consists of a bridge circuit of rectifiers, on the diagonals of which the voltages whose phase is to be compared, one applied directly and the other via an electromechanical phase shifter, the The output voltage of the detector feeds a motor which, on the one hand, controls a display element, a remote control device or the like, while, on the other hand, it adjusts the phase shifter via a corresponding translation.

Das Ziel der Erfindung liegt darin, den oben geschilderten Nachteil der multiplikativ arbeitenden Ringmodulatoren zu vermeiden und die Verwendung hoher Eingangs-und Ausgangspegel der Spannungen zu ermöglichen, ohne daß die zulässige Spannung an den Gleichrichterelementen überschritten wird.The aim of the invention is to overcome the disadvantage outlined above avoiding the multiplicative working ring modulators and the use of higher ones Input and output levels of the voltages allow without affecting the allowable Voltage at the rectifier elements is exceeded.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in jedem Zweig der den Phasendetektor bildenden Brückenschaltung ein nichtlinearer Widerstand, dessen Widerstandswert mit wachsender Spannung steigt, in Serie mit dem Gleichrichter geschaltet ist.This is achieved according to the invention in that in each branch of the the phase detector forming the bridge circuit is a non-linear resistor whose Resistance value increases with increasing voltage, connected in series with the rectifier is.

Wenn der erfindungsgemäße Phasenmesser zum Antrieb einer mechanischen Last verwendet wird, deren Bewegung nach einer bestimmten Funktion von einer physikalischen Regelgröße, z. B. einer Winkelstellung, abhängt, wobei die eine Spannung für den Phasendetektor von einem elektromechanischen Phasenschieber geliefert wird, der von der Regelgröße gesteuert wird, und dem eine Spannung mit einer Bezugsphase zugeführt wird, die außerdem auf den zum Phasenmesser gehörigen Phasenschieber gegeben wird, so wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung so vorgegangen, daß der Motor die Last direkt und den Phasenschieber des Phasenmessers über einen elektrischen oder mechanischen Umsetzer antreibt, der die Bewegung der Last in eine physikalische Größe der gleichen Art wie die Regelgröße umwandelt.If the phase meter according to the invention for driving a mechanical Load is used whose movement according to a certain function of a physical Controlled variable, e.g. B. an angular position, depends on the one voltage for the Phase detector is supplied by an electromechanical phase shifter, the is controlled by the controlled variable, and supplied with a voltage with a reference phase which is also given to the phase shifter belonging to the phase meter, so the procedure is according to a further embodiment of the invention so that the Motor takes the load directly and the phase shifter of the phase meter via an electrical one or mechanical converter that drives the movement of the load into a physical one Size of the same type as the controlled variable converts.

Diese Anordnung ist auch zur Fernübertragung geeignet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird dies dadurch ermöglicht, daß zwischen den von der physikalischen Regelgröße gesteuerten Phasenschieber und den Rest der Anordnung ein Übertragungssystem eingeschaltet ist, welches mit einem Phasenvergleich zwischen einer Spannung mit einer Bezugsphase und einer Spannung mit veränderlicher Phase arbeitet.This arrangement is also suitable for long-distance transmission. According to a Another embodiment of the invention, this is made possible that between the phase shifter controlled by the physical controlled variable and the rest of the Arrangement a transmission system is switched on, which with a phase comparison between a voltage with a reference phase and a voltage with variable Phase works.

Der mit der Erfindung erzielte hohe Ausgangspegel ermöglicht in allen Anwendungsfällen einen sicheren und störungsfreien Betrieb, ohne daß die Genauigkeit der Phasenmessung darunter leidet.The high output level achieved with the invention allows in all Use cases a safe and trouble-free operation without compromising the accuracy the phase measurement suffers.

Es ist offensichtlich, daß zum Antrieb einer mechanischen Last, deren Bewegung eine bestimmte Beziehung zu der Phasenverschiebung zwischen zwei sinusförmigen Spannungen der gleichen Frequenz darstellt, die vom Phasendetektor abgegebenen Signale verstärkt werden müssen, damit der Motor ein zum Antrieb der Last ausreichendes Drehmoment entwickelt. Bei den bisher bekannten Phasenmessern, die mit einer Multiplikation der zu vergleichenden Signale arbeiten, wurde ein korrektes Ergebnis nur dann erhalten, wenn die Pegel der Signale sehr gering waren. Dementsprechend war auch die Gleichspannungskomponente des Ausgangssignals sehr klein, wodurch einerseits die Empfindlichkeit des Geräts herabgesetzt wurde und andererseits die Beseitigung der unerwünschten äußeren Störungen sehr schwierig wurde. Die Verwendung der nichtlinearen Widerstände in Serie mit den Gleichrichtern in der Brückenschaltung ermöglicht die Verwendung von Eingangsspannungen mit sehr viel höheren Pegeln, wodurch auch ein Ausgangssignal mit entsprechend höherem Pegel erhalten wird. Der Einfluß der Störungen wird dadurch wesentlich vermindert, und das Signal kann ohne Beeinträchtigung der Empfindlichkeit der Anordnung sehr stark verstärkt werden.It is obvious that to drive a mechanical load, their Movement has a certain relationship to the phase shift between two sinusoidal Represents voltages of the same frequency, the signals emitted by the phase detector must be reinforced so that the motor is sufficient to drive the load Torque developed. With the previously known phase meters, which have a multiplication of the signals to be compared are working, a correct result was only obtained if when the levels of the signals were very low. The DC voltage component was also corresponding of the output signal is very small, which on the one hand increases the sensitivity of the device and on the other hand the elimination of undesirable external disturbances became very difficult. The use of the non-linear resistors in series with the rectifiers in the bridge circuit enables the use of input voltages with much higher levels, which means that an output signal with a correspondingly higher level is generated Level is obtained. The influence of the disturbances is thereby considerably reduced, and the signal can be very effective without affecting the sensitivity of the arrangement be greatly reinforced.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung der Erfindung, und zwar ist Fig. 1 das Schaltbild eines nachlaufgesteuerten Phasenmessers gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anwendung dieser Vorrichtung für eine Nachlaufsteuerung, welche einem bestimmten Gesetz folgt.The drawing shows an example embodiment of the invention, namely, Fig. 1 is the circuit diagram of a tracking-controlled phase meter according to of the invention and FIG. 2 shows a schematic representation of an application of this device for a follow-up control that follows a certain law.

Der in Fig.1 schematisch dargestellte nachlaufgesteuerte Phasenmesser enthält den Phasendetektor 1, dessen Ausgangssignal im Verstärker 2 verstärkt wird. Dieser speist den Motor 3, welcher mit dem Anzeigeorgan oder der Fernsteuerungseinrichtung 4 gekuppelt ist. Eine Rückkoppelungsschleife enthält die Elemente 5 und 6, welche später genauer beschrieben werden. Die Spannung El und E2 mit gleicher Frequenz, deren Phasen verglichen werden sollen, werden auf den Phasendetektor 1 bzw. auf das Element 6 gegeben, welches ein elektromechanischer Phasenschieber ist.The tracking-controlled phase meter shown schematically in FIG contains the phase detector 1, the output signal of which is amplified in the amplifier 2. This feeds the motor 3, which is connected to the display element or the remote control device 4 is coupled. A feedback loop contains elements 5 and 6, which will be described in more detail later. The voltage El and E2 with the same frequency, whose phases are to be compared are on the phase detector 1 or on given the element 6, which is an electromechanical phase shifter.

Der Phasendetektor 1 besteht aus einer Brückenschaltung von Gleichrichtern, an deren Diagonalen die Spannungen angelegt werden, deren Phasenverschiebung gemessen werden soll. Dabei ist in jedem Brückenzweig ein nichtlinearer Widerstand, dessen Widerstandswert mit wachsender Spannung steigt, in Serie mit dem Gleichrichter geschaltet.The phase detector 1 consists of a bridge circuit of rectifiers, the voltages are applied to the diagonals and the phase shift is measured shall be. There is a non-linear resistance in every branch of the bridge, its Resistance value increases with increasing voltage, connected in series with the rectifier.

Infolge dieser besonderen Schaltung wird die Verwendung sehr hoher Werte der Spannungen El und E2 ermöglicht. Dementsprechend wird die Empfindlichkeit des Detektors erhöht, ohne daß die Genauigkeit der Multiplikation verringert wird.As a result of this particular circuit, the usage becomes very high Values of the voltages El and E2 are possible. Accordingly, the sensitivity becomes of the detector is increased without reducing the accuracy of the multiplication.

Die Spannung EI wird auf die eine der beiden Diagonalen gelegt. Auf die andere Diagonale wird die Ausgangsspannung des elektromechanischen Phasenschiebers 6 gegeben. Dieser besteht beispielsweise aus einem Drehmelder, dessen Stator an ein RC-Netzwerk angeschlossen ist, während die Läuferwicklung von der Spannung EZ gespeist und im vorliegenden Fall über das Element 5 eingestellt wird. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 1 wird dem Verstärker 2 zugeführt. Dieser kann als Gleichstromverstärker ausgeführt sein, wenn die Verwendung eines Gleichstrommotors, z. B. mit Feldregelung, erwünscht ist. Es ist zu bemerken, daß alle in der Technik bekannten Varianten dieses Motortyps in der Erfindung eingeschlossen sind.The voltage EI is placed on one of the two diagonals. on the other diagonal becomes the output voltage of the electromechanical phase shifter 6 given. This consists, for example, of a resolver whose stator is on an RC network is connected, while the rotor winding receives the voltage EZ is fed and set via the element 5 in the present case. The output signal of the phase detector 1 is fed to the amplifier 2. This can be used as a DC amplifier be performed when using a DC motor, e.g. B. with field control, is desirable. It should be noted that all variants known in the art of this Engine types are included in the invention.

Soll ein Wechselstrommotor, z. B. ein Zweiphasenmotor, Verwendung finden, so kann der Ausgang des Phasendetektors auf irgendeinen Modulator geführt werden, dessen Ausgangsspannung in einem Wechselstromverstärker verstärkt wird und den Motor steuert. Auch hier liegen alle möglichen Abänderungen im Rahmen der Erfindung.If an AC motor, e.g. B. a two-phase motor, use find, the output of the phase detector can be routed to any modulator whose output voltage is amplified in an AC amplifier and controls the engine. Here, too, all possible modifications are within the scope of the invention.

Das Element 5, welches von der Antriebsachse des Motors mit angetrieben wird, kann, je nach Lage des Falles, eine Übersetzung, eine Untersetzung oder einfach eine starre Achse sein, durch welche die Antriebsachse des Teiles 3 mit dem Läufer des Phasenschiebers 6 verbunden wird.The element 5, which is driven by the drive shaft of the motor can, depending on the case, be a translation, a reduction or simple be a rigid axle through which the drive axle of the part 3 with the rotor of the phase shifter 6 is connected.

Der nachlaufgesteuerte Phasenmesser arbeitet nach folgendem Prinzip: Der Phasenschieber 6 wird mit der Spannung E2, der Phase (p,; gespeist. Er liefert eine Spannung Ei der Phase pi, welche im Phasendetektor 1 mit der Spannung El der Phase cpl verglichen wird. Der Detektor liefert dann eine Spannung, welche sich wie der Kosinus der Phasenverschiebung zwischen El und Ei verändert. Man verfügt also am Ausgang des Detektors über einen Steuerstrom, welcher auf den Motor einwirkt. Dieser wiederum verdreht den Phasenschieber so, daß die Phasenverschiebung zwischen El und E; gleich wird.The tracking-controlled phase meter works according to the following principle: The phase shifter 6 is fed with the voltage E2, the phase (p ,;. It delivers a voltage Ei of the phase pi, which is compared in the phase detector 1 with the voltage El of the phase cpl. The detector then supplies a voltage which changes like the cosine of the phase shift between El and Ei. At the output of the detector there is therefore a control current which acts on the motor, which in turn rotates the phase shifter in such a way that the phase shift between El and E; same will.

Wenn es erwünscht ist, daß die Phasenverschiebung zwischen El und Ei zu Null wird, so kann man beispielsweise zwischen El und den Phasendetektor eine Vorrichtung einschalten, welche der Spannung El eine feste Phasendrehung um im entsprechenden Sinn erteilt.If it is desired that the phase shift between El and Ei becomes zero, a device can be switched on between El and the phase detector, for example, which changes the voltage El by a fixed phase change granted in the corresponding sense.

Der im vorgehenden beschriebene nachlaufgesteuerte Phasenmesser kann, nach bestimmten Abänderungen, in ,7orteilhafter Weise zum Antrieb irgendeiner mechanischen Last verwendet werden, wobei die Stellung der Last in bestimmter Beziehung zur Phasenverschiebung zwischen den beiden Sinusspannungen der gleichen Frequenz steht. Wenn man die Eingangsgröße mit x und die Ausgangsgröße mit y bezeichnet, so ermöglicht die Nachlaufsteuerung die Realisierung einer Beziehung folgender Art zwischen diesen beiden Größen: y = k - x. Dabei ist k eine beliebige Funktion, welche y mit x verbindet. Es soll eine praktische Anwendung einer derartigen Nachlaufsteuerung zur Übertragung einer Winkelstellung beschrieben werden, wobei jedoch zu bemerken ist, daß dieses Beispiel in keiner Weise einschränkend ist und daß die Eingangsgröße x jede andere Form annehmen kann. In Fig. 2 ist das Schema dieser Übertragung dargestellt, wobei die Teile, welche denen von Fig: 1 entsprechen, die gleichen Bezugszeichen tragen. Das Element 10 ist das Organ, welches die Eingangsgröße x in ein periodisches elektrisches Signal verwandelt, wobei die Phase der ersten Oberwelle sich linear mit der Größe x verändert (Proportionalitätsfaktor z. B. gleich 1). Im vorliegenden Fall kann dieses Organ ein elektromechanischer Phasenschieber von der gleichen Art wie der in Fig. 1 dargestellte Phasenschieber 6 sein. Auf diesen Phasenschieber wird eine Sinusspannung gegeben, die von einem (nicht darg& stellten) Hilfsgenerator erzeugt wird, und deren Phase q:0 als Phase Null angesehen wird und als Bezugsphase dient.The tracking-controlled phase meter described above can, after certain modifications, in an advantageous manner to drive any mechanical Load can be used, the position of the load being related to the phase shift stands between the two sinusoidal voltages of the same frequency. If you consider the input size marked with x and the output variable with y, enables the follow-up control the realization of a relationship of the following kind between these two quantities: y = k - x. Here k is any function that connects y with x. It should a practical application of such a follow-up control for the transmission of a Angular position will be described, but it should be noted that this example is in no way limiting and that the input quantity x take any other form can. In Fig. 2 the scheme of this transfer is shown, the parts, which correspond to those of FIG. 1 have been given the same reference numerals. The element 10 is the organ that converts the input variable x into a periodic electrical signal transformed, whereby the phase of the first harmonic changes linearly with the quantity x (Proportionality factor e.g. equal to 1). In the present case, this body can an electromechanical phase shifter of the same type as that shown in FIG Be phase shifter 6. A sinusoidal voltage is applied to this phase shifter, which is generated by an auxiliary generator (not shown), and their Phase q: 0 is regarded as phase zero and serves as a reference phase.

Die Läuferwicklung des Phasenschiebers wird durch die . am Eingang liegende Winkelinformation eingestellt. Das Ausgangssignal geht auf den Phasendetektor 1.The rotor winding of the phase shifter is through the. at the entrance horizontal angle information set. The output signal goes to the phase detector 1.

Das Element 6 ist die Vorrichtung, welche die Ausgangsgröße des Elements 5 in ein periodisches elektrisches Signal verwandelt, wobei die Phase der ersten Oberwelle linear mit der Ausgangsgröße des Elements 5 veränderbar ist (Proportionalitätsfaktor z. B. gleich 1). Im vorliegenden Fall kann dieses Element ein Phasenschieber der gleichen Art wie das Element 10 sein. Die anderen Elemente der Vorrichtung sind in gleicher Weise wie diejenigen von Fig. 1 miteinander verbunden. Es ` besteht jedoch ein Unterschied darin, daß die Spannung E2 der Phase q92, welche die Läuferwicklung des Phasenschiebers von Fig.1 speiste, hier durch das Signal mit der Bezugsphase 99, ersetzt ist, welches auch ; auf den Phasenschieber 10 gegeben wird.The element 6 is the device which the output of the element 5 is transformed into a periodic electrical signal, the phase being the first Harmonic can be changed linearly with the output size of element 5 (proportionality factor z. B. equal to 1). In the present case, this element can be a phase shifter be of the same type as element 10. The other elements of the device are connected to one another in the same way as those of FIG. It `exists however, one difference is that the voltage E2 of phase q92, which is the armature winding of the phase shifter from Fig. 1, here by the signal with the reference phase 99, is replaced, which one too; is given to the phase shifter 10.

Die bezüglich der Elemente 2 und 3 gemachten Bemerkungen bleiben gültig, wobei die Art der Belastung und andere Erwägungen (Genauigkeit, Ansprechgeschwindigkeit, Stabilität usw.) die Wahl eines Wechsel- E strommotors oder eines Gleichstrommotors beeinflussen können.The comments made with regard to elements 2 and 3 remain valid, the nature of the load and other considerations (accuracy, speed of response, Stability etc.) the choice of an AC electric motor or a DC motor can influence.

Es muß noch bemerkt werden, daß das Element 5, welches bisher nur eine einfache mechanische Multiplikation durchführte, auch eine kompliziertere Funktion E haben kann. Dieses Element stellt die inverse Funktion (in symbolischer Schreibweise) der Funktion dar, welche y mit x verbindet. Dies bedeutet, daß es die Ausgangsgröße in eine Größe der gleichen Art und der gleichen Be- 7 schaffenheit wie die Eingangsgröße verwandelt. Wenn beispielsweise die zu realisierende Beziehung eine Integration ist: y = f x (t) - dt, so muß das Element 5 die inverse Operation durchführen und an seinem Ausgang eine Größe folgender Art liefern: Handelt es sich dagegen um eine Differentiation: dann muß am Ausgang von 5 die Größe x = f y (t) - dt abgenommen werden.It must also be noted that the element 5, which so far only carried out a simple mechanical multiplication, can also have a more complicated function E. This element represents the inverse function represents (in symbolic notation) the function that connects y with x. This means that it converts the output variable into a variable of the same type and the same properties as the input variable. If, for example, the relationship to be realized is an integration: y = fx (t) - dt, element 5 must carry out the inverse operation and supply a quantity of the following kind at its output: If, on the other hand, it is a matter of differentiation: then the quantity x = fy (t) - dt must be taken from the output of 5.

Wenn im Falle einer Übertragung der Winkelstellung die Beziehung zwischen x und y so lauten soll: x = y, anders ausgedrückt: k = 1, dann wird das Element 5 einfach eine starre Achse, welche die Ausgangsgröße y mit dem Element 6 verbindet.If in the case of a transfer of the angular position the relationship between x and y should read like this: x = y, in other words: k = 1, then the element 5 simply a rigid axis which connects the output variable y with the element 6.

Da die Arbeitsweise dieser Vorrichtung genau derjenigen des Phasenmessers entspricht, ist es nicht erforderlich, noch näher darauf einzugehen.Since the operation of this device is exactly that of the phase meter it is not necessary to go into further detail.

Die zuletzt beschriebene Vorrichtung kann leicht für eine Fernübertragung verwendet werden, wenn man sie mit einem bereits bekannten, mit Phasenvergleich arbeitenden System verbindet. Die gestrichelten Linien xx deuten an, in welcher Weise dieses System in das Schema von Fig.2 einzufügen ist: Das Ausgangssignal des Phasenschiebers 10 stellt das Informationssignal mit veränderbarer Phase dar, das vom Hilfsgenerator kommende Signal liefert die Bezugsphase. Diese beiden Signale werden auf verschiedene Trägerfrequenzen aufmoduliert, welche zum Empfänger übertragen werden. Dort werden die beiden Signale nach Filterung, Demodulation und Verstärkung wiederhergestellt und auf .die Elemente 1 bzw. 6 des Phasenmessers gegeben, dessen Aufbau und Arbeitsweise unverändert bleibt.The last-described device can easily be used for long-distance transmission be used when you compare them with an already known, with phase comparison working system connects. The dashed lines xx indicate in which The way to insert this system into the scheme of Fig. 2 is: The output of the Phase shifter 10 represents the information signal with variable phase, the The signal coming from the auxiliary generator provides the reference phase. These two signals are modulated onto different carrier frequencies which are transmitted to the receiver will. There the two signals after filtering, demodulation and amplification restored and given to .die elements 1 and 6 of the phase meter, its Structure and mode of operation remain unchanged.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Phasenmesser mit Nachlaufsteuerung, mit einem Phasendetektor, der aus einer Brückenschaltung von Gleichrichtern besteht, an deren Diagonalen von den Spannungen, deren Phase verglichen werden soll, die eine direkt und die andere über einen elektromechanischen Phasenschieber angelegt werden, wobei die Ausgangsspannung des Detektors einen Motor speist, welcher einerseits ein Anzeigeorgan, eine Fernsteuerungseinrichtung od. dgl: steuert, während er andererseits über eine entsprechende Übersetzung den Phasenschieber einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zweig der den Phasendetektor bildenden Brückenschaltung ein nichtlinearer Widerstand, dessen Widerstandswert mit wachsender Spannung steigt, in Serie mit dem Gleichrichter geschaltet ist. 2. Anwendung eines Phasenmessers gemäß Anspruch 1 zum Antrieb einer mechanischen Last, deren Bewegung nach einer bestimmten Funktion von einer physikalischen Regelgröße, z. B. einer Winkelstellung, abhängt, wobei die eine Spannung für den Phasendetektor von einem elektromechanischen Phasenschieber geliefert wird, der von der Regelgröße gesteuert wird und dem eine Spannung mit einer Bezugsphase zugeführt wird,. die außerdem auf den zum Phasenmesser gehörigen Phasenschieber gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor die Last direkt und den Phasenschieber des Phasenmessers über einen elektrischen oder mechanischen Umsetzer antreibt, der die Bewegung der Last in eine physikalische Größe der gleichen Art wie die Regelgröße umwandelt. 3. Anwendung der Anordnung gemäß Anspruch 2 zur Fernübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den von der physikalischen Regelgröße gesteuerten Phasenschieber und den Rest der Anordnung ein Übertragungssystem eingeschaltet ist, welches mit einem Phasenvergleich zwischen einer Spannung mit einer Bezugsphase und einer Spannung mit veränderlicher Phase arbeitet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 661924, 888 133; »Telefunken-Zeitung«, März 1952, S. 30; »Siemens-Zeitschrift«, 1955, H. PATENT CLAIMS: 1. Phase meter with tracking control, with a phase detector consisting of a bridge circuit of rectifiers, on the diagonals of which the voltages whose phase is to be compared, one directly and the other via an electromechanical phase shifter, with the output voltage of the Detector feeds a motor which on the one hand controls a display element, a remote control device or the like, while on the other hand it adjusts the phase shifter via a corresponding translation, characterized in that in each branch of the bridge circuit forming the phase detector there is a non-linear resistor, the resistance value of which increases with increasing voltage is connected in series with the rectifier. 2. Application of a phase meter according to claim 1 for driving a mechanical load whose movement according to a certain function of a physical controlled variable, z. B. an angular position depends, the one voltage for the phase detector is supplied by an electromechanical phase shifter which is controlled by the controlled variable and to which a voltage with a reference phase is supplied. which is also given to the phase shifter belonging to the phase meter, characterized in that the motor drives the load directly and the phase shifter of the phase meter via an electrical or mechanical converter which converts the movement of the load into a physical variable of the same type as the controlled variable. 3. Application of the arrangement according to claim 2 for remote transmission, characterized in that a transmission system is switched on between the phase shifter controlled by the physical controlled variable and the rest of the arrangement, which works with a phase comparison between a voltage with a reference phase and a voltage with a variable phase . Documents considered: German Patent Specifications No. 661 924, 888 133; "Telefunken-Zeitung", March 1952, p. 30; "Siemens-Zeitschrift", 1955, H. 2, S. 55 bis 60.2, pp. 55 to 60.
DEC12941A 1955-06-16 1956-04-26 Phase meter with follow-up control Pending DE1028681B (en)

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Citations (2)

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DE661924C (en) * 1934-02-07 1938-06-30 Telefunken Gmbh Arrangement for measuring the relative phase shift of two alternating voltages of the same frequency by means of two tubes connected in push-pull
DE888133C (en) * 1944-10-31 1953-08-31 Siemens Ag Circuit arrangement for measuring the phase position of two oscillations of the same frequency

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