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Verfahren zum Anzeigen des Augenblickwertes einer Meßgröße Es ist
ein Verfahren zur Fernanzeige von Meßgrößen mit mindestens einem Impulssende- und
einem Impulsempfangszähler bekannt, bei dem die Impulsfolgen bzw. -aufnahmen durch
aufeinanderfolgende Hin- und Rückläufe der Zähler und durch eine einfache Kontaktgabe
des Sendezählers am Schluß eines jeden Hin- bzw. Rücklaufes bestimmt sind. Dabei
ist die Kompensation der durch die Impulse des Sendezählers gegebenen Meßgröße dadurch
gegeben, daß durch eine entsprechende Verstellung eines Widerstandes die Zahl der
vom Empfangszähler während des Hinlaufes und des Rücklaufes ausgeführten Umdrehungen
gleich groß gemacht wird, wobei die Stellung des den Empfangszähler steuernden Widerstandes
gleichzeitig ein Maß für die den Sendezähler beeinflussende Meßgröße ist.
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Sollen Meßgrößen übertragen werden, bei denen wegen ihrer in weiten
Grenzen erfolgenden Veränderung eine gleichzeitig vorgeschriebene hohe Meß genauigkeit
mit den üblichen Fernanzeigemitteln nicht zu erreichen ist, wie es z. B. bei der
Pegelstandsanzeige zutrifft, wird zweckmäßigerweise der Gesamtbereich unterteilt.
Dies erfolgt beispielsweise durch Aufgliederung des Meßwertes in einen Grob- und
einen Feinwert, die mittels zweier Impulssendezähler zum Empfänger übertragen werden.
Auf der Empfängerseite sind analog der Impulssendeeinrichtung wiederum zwei Impulsempfangszähler
notwendig, die den Grob- und Feinwert getrennt zur Anzeige bringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fernanzeige eines Meßwertes
mit in weiten Grenzen erfolgender Veränderung seiner Größe, bei gleichzeitig hoher
Anzeigegenauigkeit zu ermöglichen, wobei der Aufwand an technischen Mitteln (wie
Grob-und Feinwertgeber, mehrere Impulssende- und -empfangszähler usw.), weitgehend
eingeschränkt werden soll. Bei Erfüllung dieser Bedingungen ergibt sich weiterhin
der Vorteil, daß die Störanfälligkeit vermindert und die Betriebssicherheit wesentlich
erhöht wird.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die gesendete Impulsfrequenz
in Abhängigkeit von der Meßgröße stufenweise durch an sich bekannte Impulswandlung
verändert wird.
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Dabei kann die Impulshäufigkeit im unteren Teil des 11 eßbereiches
des Gebers zur Vergrößerung der Anzeigeempfindlichkeit erhöht oder zur Erweiterung
bzw. Unterteilung des Meßbereiches erniedrigt werden, und zwar vorzugsweise in einem
ganzzahligen Verhältnis.
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Es sind zwar bereits Fernmeßeinrichtungen, die nach dem Impulsfrequenzverfahren
arbeiten, bekannt, bei denen ebenfalls die ankommenden Impulse in einem bestimmten
Verhältnis gewandelt werden. Eine solche Einrichtung ist aber so aufgebaut, daß
mehrere durch eine Impulsfrequenz ausgedrückte Meßgrößen summiert und nach Impulsverminderung
in stets gleichbleibendem Verhältnis einem Anzeigegerät zugeführt werden. Ganz allgemein
dient eine solche Einrichtung dazu, mehrere durch Impulsfrequenz ausgedrückte Meßgrößen
in einen Wert irgendeiner anderen Form zusammenzufassen, was etwa durch Differenz-,
Produkt- oder Quotientenbildung erfolgen kann, um den so gebildeten neuen Ausdruck
auf ein Anzeigegerät zu übertragen. Eine Umwandlung der Impulsfrequenz im Sinne
der vorliegenden Erfindung, bei der die Impulse nur eines Meßwertes in eine andere
Frequenz umgeformt werden, insbesondere in Abhängigkeit von der Meßgröße selbst,
ohne daß infolge der beliebigen Umwandlung ein anderer Wert ausgedrückt wird, findet
dabei nicht statt. Bei der bekannten Einrichtung erfolgt lediglich die Zusammenfassung
von verschiedenen Meßwerten entsprechenden Impulsen zum Zwecke der gemeinsamen Anzeige
derselben.
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Bei einer anderen bekannten Einrichtung, die sich die Aufgabe stellt,
die Angaben von Zählern stark verschiedenen Nennwertes zu summieren, ist die Schaltung
so getroffen, daß bei den Zählern kleineren Nennwertes die Impulse zunächst in einer
Speichereinrichtung summiert werden und erst, wenn diese Summe einen Betrag erreicht
hat, der dem Wert eines oder mehrerer Impulse der Gruppe nächst höheren Nennwertes
entspricht, der Speichereinrichtung dieser Gruppe zugeführt wird. Mit einer solchen
Einrichtung ist es jedoch nicht möglich, den Augenblickswert einer Meßgröße anzuzeigen,
die in weiten Bereichen schwankt. Gemäß der vom Erfindungsgegenstand abweichenden
Aufgabenstellung ist es mit ihr lediglich möglich, die von mehreren Impulssendern
gegebenen
Impulse zu speichern, zu summieren und in einem bestimmten
Verhältnis zu verändern zum Zwecke der gemeinsamen Zählung mehrerer, verschiedene
Meßgrößen ausdrückende Impulse.
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Schließlich ist auch eine Anordnung zur Warnung bzw. Alarmierung bekannt;
bei der in Abhängigkeit von einem Sollwert eine Warnsignalfolge gegebener Frequenzen
ausgelöst wird, die mit steigender Annäherung an den Sollwert stufenweise verändert
wird. Auf Grund der besonderen Schaltungsart und Anordnung dieser Warneinrichtung
ist es mit ihr jedoch auch nicht möglich, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
zu lösen, nämlich den Augenblickswert einer durch eine Impulsfrequenz ausgedrückten
Meßgröße zur Anzeige zu bringen.
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Demgegenüber ist der Empfangszähler gemäß der Erfindung so ausgebildet,
daß falls die Impulsfrequenz eine Größe erreicht hat, die dem maximalen Anzeigewert
des unteren Meßbereiches entspricht, ein Relais anspricht, das den Impulswandler
steuert. Die Impulse werden dabei vorzugsweise in einem ganzzahligen Verhältnis
von 2, 5 oder 10 verändert, wie dies z. B. bei Fernzählanlagen bekannt ist. Ist
beispielsweise der untere Meßwert für eine Anzeige von 1,5 bis 10 Einheiten ausgelegt,
so erfolgt nach Durchlauf des gesamten Meßbereiches die Umwandlung der Impulse nach
Erreichen des maximalen Anzeigewertes von 10, beispielsweise im Verhältnis 5 : 1.
Der nunmehr auf dem zweiten Anzeigebereich dargestellte Meßwert bewegt sich auf
Grund der fünffachen Untersetzung nunmehr zwischen 7;5 und 50 Einheiten. Damit ist
gleichzeitig die oft geforderte Überlappung der beiden Meßbereiche gegeben.
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Ein weiteres Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
dann eröffnet, wenn sich beispielsweise bei einer fertigen Anlage nachträglich herausstellt,
daß die Impulshäufigkeit im praktischen Betrieb geringer ist, als es der Auslegung
der unteren Meßbereichgrenze entspricht. In diesem Fall ist eine Erhöhung der Impulshäufigkeit
wünschenswert, welche z. B. durch eine einfache Verdoppelung der Impulshäufigkeit
durch Einschaltung zusätzlicher Impulse durchgeführt wird. Dies geschieht in zweckmäßiger
Weise dadurch, daß nach jedem von der Gebereinrichtung ausgehenden Impuls nach Ablauf
einer bestimmten Zeitspanne durch eine zeitverzögernde Relaiskombination ein zusätzlicher
Impuls ausgelöst und von dem Auswertgerät erfaßt wird. Soll die sich hierbei ergebende
(meßwertabhängige), ungleichmäßige Impulsfolge vermieden werden, so ist es auch
möglich, die Zeitverzögerung in Abhängigkeit von der Meßgröße zu verändern, um damit
zu erreichen, daß nach eingetretener Kompensation die Zeitspanne zwischen zwei von
der Gebereinrichtung kommenden Impulsen durch die Zusatzimpulse wenigstens annähernd
halbiert wird. Zweckmäßigerweise wird auch diese Impulsvervielfachung dann selbsttätig
eingeschaltet, wenn die Meßgröße, also die Impulshäufigkeit des Gebergerätes, eine
gewisse Häufigkeit unterschreitet und ebenso selbsttätig wieder abgeschaltet, wenn
eine vorgegebene Häufigkeitsgrenze überschritten wird.
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In der Zeichnung ist als Beispiel das erfindungsgemäße Verfahren an
einem Impulsempfangszähler im Prinzip dargestellt.
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Abb. 1 zeigt die Grundschaltung des Impulsauswertgerätes mit dem Impulswandler
zur Unterteilung bzw. Erweiterung des Meßbereiches; Abb.2 zeigt die Schaltung zur
Impulsvervielfachung. Die Scheibe des Ferrarismeßwerkes 1, die in bekannter Weise
durch das in den Strom- und Spannungsspulen 2 und 3 erzeugte Wechselfeld angetrieben
wird, verdreht über den Schneckentrieb 4 die an der Welle 5 befestigten Mitnehmerarme
6. Die eine Drehrichtung, etwa der Vorlauf der Scheibe 1 wird dabei eingeleitet
durch den vom Sender ausgehenden Impuls, der über das Relais 7 den Schalter B für
eine stets konstante Zeit in die eine Schaltlage bringt. Dabei ist die Drehgeschwindigkeit
der Scheibe und somit die Anzahl ihrer Umdrehungen abhängig von dem im Stromkreis
2 liegenden Teilwiderstand 9, der von dem Schleifkontakt 10 abgegriffen wird. Die
andere Drehrichtung der Scheibe 1, etwa der Rücklauf, ist gegeben durch die Zeit,
während der der Schalter 8 nicht von dem vom Sender ausgehenden Impuls beeinflußt
wird, also von der Zeit zwischen zwei Impulsen. Die Drehgeschwindigkeit und somit
auch die Anzahl der Scheibenumdrehungen während des Rücklaufes sind abhängig von
dem im Stromkreis liegenden Teilwiderstand 11.
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Je nach der Häufigkeit der von der Meßgröße abhängigen, am Empfangszähler
eintreffenden Impulse wird auch die Anzahl der Scheibendrehungen in der einen oder
anderen Richtung überwiegen, so daß nach Durchlauf des zwischen den beiden Mitnehmerarmen
6 liegenden toten Ganges über den Hebel 12 der Abgriff 10 verstellt wird, wodurch
die oben beschriebene Kompensationswirkung eintritt.
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Erhöht sich die Impulsfrequenz so weit, daß der Schleifkontakt 10
seine Endstellung erreicht hat, so ist damit auch der an derselben Nachstellwelle
13 befestigte Schleifkontakt 14 in seine Endstellung gelangt und der Zeiger des
Anzeigegerätes 15. hat den Meßbereich bis zum Maximalwert durchlaufen. An der Nachstellwelle
13 befindet sich auch noch der Kontakthebel 16, der in der einen Endstellung den
Kontakt 17 betätigt. Dadurch spricht das Relais 18 an, das die über die Fernleitung
26 kommenden Impulse, die bisher dem Relais 7 direkt zugeleitet wurden, dem Impulswandlerrelais
19 zuführt. Dort erfolgt eine Untersetzung der Impulse in einem beliebigen Verhältnis,
beispielsweise 5:1, etwa mit Hilfe eines Schrittschaltwerkes 20 mit Nockenscheibe
21 und von dieser betätigtem Kontaktfedersatz 22. Auf diese Weise gelangt erst jeder
fünfte Impuls zum Relais 7. Beim Schließen des Kontaktes 17 wird vorteilhaft auch
noch ein weiterer Stromkreis geschlossen, durch den am Anzeigeinstrument 15 ein
Merkzeichen gegeben wird, das den zur Zeit anliegenden Meßbereich kenntlich macht.
Außer durch die Kontakteinrichtung 16, 17, 36 am Auswertgerät kann die Umschaltung
der Impulshäufigkeit auch derart vorgenommen werden, daß ein am Anzeigegerät angebrachter
Kontaktarm den unteren oder oberen Grenzkontakt betätigt.
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Am Hebel 12 ist ein Kontakt vorgesehen, der bei Verstellung der Nachstellwelle
13 betätigt wird und ein Relais 23 auslöst, das den Vorwiderstand 24 über den Schalter
25 überbrückt. Der nunmehr im Stromkreis fließende stärkere Strom erhöht das Drehmoment
an der Scheibe 1 und gibt die notwendige Kraft zum Verstellen der Schleifer 10 und
14 und zum Betätigen des Kontaktes 17.
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Eine Schaltung zur Erhöhung der Impulszahl bei niedrigen Meßwerten
zwecks Erhöhung der Anzeigeempfindlichkeit ist in Abb. 2 im Prinzip gezeigt.
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In dem von der Batterie 27 gespeisten Stromkreis liegt der von dem
Relais 28 betätigte Quecksilberschalter 29. Nachdem bei niedrigem Meßwert der Kontakt
36 durch den Kontakthebel 16 (Abb. 1) betätigt
ist, wird durch
einen über die Fernleitung 26 ankommenden Impuls der Kontakt 29 geschlossen. Das
Relais 30 spricht an und gibt über den Schalter 31 und das Relais 7 mit konstanter
Abfallverzögerung einen Impuls konstanter Dauer in der oben beschriebenen Weise
an das Auswertgerät weiter. Gleichzeitig erhält aber auch Relais 32 einen Impuls;
es hat jedoch eine so große Anzugsverzögerung, daß es den Schalter 33 erst schließt,
wenn der Schalter 8 wieder vom Relais 7 abgefallen ist. Daraufhin betätigt das Relais
34 den Wischkontakt 35, der das Relais 30 ein zweites Mal ansprechen läßt.
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Die oben beschriebene Impulsverminderungseinrichtung nach Abb. 1 ist
durch das Symbol 37 dargestellt. Die Schaltung nach Abb. 2 kann auch so ausgelegt
werden, daß die Anzugsverzögerung des Relais 32 nicht einen stets konstanten Wert
hat, sondern daß die Verzögerung in Abhängigkeit von der Größe des jeweiligen Meßwertes
veränderlich ist.