DE1061896B - Schaltungsanordnung zum selbsttaetigen Abgleich einer Messschaltung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Abgleich einer Meßschaltung unter Verwendung eines mittels eines Schrittschaltwerkes und eines von diesem angetriebenen Stufenschalters vorzugsweise dekadisch einstellbaren Normals.

Mit derartigen Schaltungen ist es möglich, die Einstellung eines z. B. in einer Brückenschaltung oder Kompensationsschaltung vorhandenen einstellbaren Vergleichsnormals in der Weise selbsttätig vorzunehmen, daß ein Abgleich erzielt wird, ohne daß der Messende seine Arbeitszeit und Arbeitskraft zur sinnvollen Betätigung der Bedienungselemente des Vergleichsnormals aufzuwenden braucht. Durch eine derartige Automatisierung des Abgleichvorganges kann der Messende beispielsweise an mehreren Meßanordnungen zugleich arbeiten oder während der Messung an einer Meßanordnung die Meßergebnisse gleichzeitig auswerten.

Unter einstellbaren Normalien können in diesem Zusammenhang sowohl stufenweise veränderbare Widerstände, Kapazitäten oder Induktivitäten verstanden sein als auch andere, bei Vergleichsmessungen verwendbare, einstellbare Abgleichmittel, wie z. B. Eichleitungen oder ähnliche Meßhilfsgeräte,

Die bisher bekannten Schaltungsanordnungen zur selbsttätigen Einstellung von Normalien in Meßschaltungen weisen jedoch vor allem die Nachteile auf, daß sie entweder in ihrer Wirkungsweise oder in ihrem Aufbau äußerst kompliziert sind. So ist z. B. eine Brückenschaltung bekannt, bei der die selbsttätig einstellbaren Normalien derart gesteuert werden, daß der Reihe nach alle Einstellwerte durchlaufen werden, bis der Abgleich erzielt ist. Ein derartiges Abgleichverfahren kann jedoch bei bestimmten Größen des Abgleichwertes zu relativ langen Abgleidhzeiten führen.

Bei einer anderen bekannten Brückenschaltung wird zum Weiterschalten des stufenweise einstellbaren Normals ein Schrittschaltwerk verwendet, das vom Diagonalzweigstrom betätigt wird. Es ist jedoch hierbei eine Weiterschaltung von mehreren jeweils eine Dekade des einstellbaren Normals regelnden Stufenschaltern in einer sinnvollen zeitlichen Aufeinanderfolge mit dem Ziel einer besonders kurzen und verschleißsparenden Gesamteinstellung nicht möglich. Es ist ferner eine Brückenschaltung bekannt, die eine automatische Anzeige des Unterschiedes der ohmschen Widerstandswerte zweier Brückenzweige ermöglicht. Das wird dadurch erreicht, daß eine größere Anzahl von Hilfszweigen an die Speisediagonale gelegt sind, die jeweils aus einer Serienschaltung von drei Widerständen bestehen, von denen der mittlere mittels einer Umschaltevorriehtung entweder der einen

Schaltungsanordnung zum selbsttätigen.
Abgleich einer Meßschaltung

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Ewald Braun, München,
ist als Erfinder genannt worden

oder der anderen Brückenhälfte zugeordnet werden kann. Es werden dabei über einen Wähler nacheinander die einzelnen Hilfszweige abgetastet, wobei der mittlere Widerstand jeweils in der Weise eingeschaltet wird, daß das Vorzeichen der Diagonalzweigspannung nicht gewechselt wird. Dadurch erfolgf eine allmähliche Annäherung an das optimale Brückengleichgewicht durch entsprechende Zuordnung der mittleren Widerstände in den Hilfszweig. Bei diesem Abgleichvorgang wird zunächst mit Hilfe größerer mittlerer Widerstände der Grobabgleich und sodann durch entsprechende Zuordnung immer kleinerer mittlerer Widerstände der Feinabgleich durchgeführt. Um jedoch eine Feineinstellung innerhalb eines mehrere Dekaden überstreichenden Regelbereiches durch?

führen zu können, sind bei dieser bekannten Schaltung wesentlich mehr Meßwiderstände erforderlich, als es bei einer Anordnung mit mehreren dekadisch geregelten Stufenschaltern der Fall wäre. Auch die zur Abtastung der Hilfszweige notwendige Relaisschaltung ist sehr aufwendig, so- daß die gesamte Meßschaltung einen bedeutenden schaltungstechnischen Aufwand erfordert.

Eine weitere bekannte Schaltungsanordnung zur Einstellung eines dekadisch gestaffelten Normals arbeitet in der Weise, daß, beginnend mit der feinstregelnden Dekade, so viele _:Dekadenschalter zeitlich nacheinander bis zum Endanschlag durchlaufen, bis der einzustellende Abgleichwert um weniger als eine Regeleinheit einer Dekade unterschritten ist. Sodann werden die kleineren Dekaden zeitlich nacheinander in der Weise beeinflußt, daß die weiteren Stellen des Abgleichwertes jeweils erst nach dem vollständigen Durchlaufen jener Dekadenschalter erreicht werden, die feiner regeln als die jeweils einzustellende Dekade.

909 578/182

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Bei einem derart komplizierten Einstellvorgang ist rität der Steuergleichspannung wird dagegen über die jedoch einerseits die Einstellzeit groß und anderer- geschlossenen Kontakte51, bl, bZ die Anschaltung seits die Abnützung der festen und bewegbaren mecha- des Impulsgebers G an die rückstellenden Schrittnischen und elektrischen Bauelemente, insbesondere Schaltwerke I r, Hr, IIIr vorbereitet.
der Kontakte, relativ stark. 5 Die Durchschaltung der Verbindungsleitungen von

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine den Impulsgeber G zu jeweils einem der genannten Schrittgleichen Zweck verfolgende Schaltungsanordnung zu Schaltwerke wird dabei vorzugsweise mit Hilfe weischaffen, die den Abgleich eines einstellbaren Normals terer, in den Verbindungsleitungen angeordneter Konin kürzester Zeit bewältigt, ohne daß dabei unnötige takte c3, c4, d3, di, eZ, eA., f3, /4, g3 einer Hilfs-Kontaktwege durch die einzelnen Stufenschalter zu- io relaiskette C, D, E, F, G vorgenommen. Im einzelnen rückgelegt werden müssen. Damit wird es möglich, läuft der Durchschaltevorgang hierbei wie folgt ab:
sowohl die Einstellzeit der bekannten Anordnungen Über die geschlossenen Ruhekontakte c3 und dZ wesentlich zu unterschreiten als auch den Verschleiß werden die Schrittschaltwerke Iv und Ir des Stufender mechanischen Bauteile herabzusetzen. schalters I, der zur Grobregelung dient, derart an die

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, 15 Verbindungsleitungen zum Impulsgeber G ange-

daß mehreren in an sich bekannter Weise zur Einstel- schaltet, daß beim Auftreten einer Steuergleichspan-

lung mehrerer Stufen eines Normals dienenden Stu- nung je nach ihrer Polarität entweder über den Kon-

fenschaltern jeweils vor- und rückstellende Schritt- takt al das vorstellende Schrittschaltwerk Iv oder

Schaltwerke zugeordnet sind, die über richtungsab- über den geschlossenen Kontakt b 1 das rückstellende

hängige Schaltmittel in Abhängigkeit von der Polari- 20 Schrittschaltwerk I r in Betrieb gesetzt wird. Ist bei-

tat einer mittels Polarität und Größe die Richtung spielsweise über al das Schrittschaltwerk Iν in Gang

und den Betrag des Fehlabgleichs angebenden Steuer- gesetzt worden, so erfolgt beim Erreichen der über

spannung wahlweise an einen Impulsgeber anschalt- dem Abgleichwert liegenden nächsthöheren Regelstufe

bar sind und daß in den Verbindungsleitungen von eine Umkehr der Steuergleichspannung, wodurch^

den Schrittschaltwerken zum Impulsgeber weitere 25 abfällt und der sich öffnende Kontaktal das vorstel-

Schaltorgane in der Weise vorgesehen sind, daß bis lende Schrittschaltwerk Iv abschaltet, während durch

zur Einstellung eines Stufenschalters auf die über das Ansprechen. von B über den sich schließenden

dem Abgleichwert liegende nächsthöhere Stufe sein Kontakt b\ das rückstellende Schrittschaltwerk Ir

vorstellendes, danach für einen Impuls sein rückstel- zum Anlaufen gebracht wird.

lendes und anschließend das vorstellende Schritt- 30 Zugleich mit dem Anlaufen des rückstellenden

schaltwerk des nächstfeinerregelnden, im Ruhezustand Schrittschaltwerkes Ir wird jedoch durch Schließen

auf Null gestellten Stufenschalters zum Impulsgeber des Kontaktes &4 das erste Relais C der Hilfsrelais-

durchgeschaltet sind. kette zum Ansprechen gebracht, welches die Durch-

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung ein be- schaltung des Impulsgebers G zum vorstellenden

vorzugtes Ausführungsbeispiel der Schaltungsanord- 35 Schrittschaltwerk I σ aufhebt und eine Weitersdial-

nung nach der Erfindung eingehender beschrieben. tung an das vorstellende Schrittschaltwerk Hv des

Das einstellbare Normal wird hierbei von drei vor- feinerregelnden Stufenschalters II bewirkt. Dies wird zugsweise dekadischen Stufenschaltern I₁ II, III be- dadurch erreicht, daß sich einerseits der Ruhekontätigt, die zur schrittweisen Drehung ihrer Betäti- takt c3 öffnet, so daß die Schrittschaltwerke des grobgungssachen jeweils vorstellende und rückstellende 40 regelnden Stufenschalters 1 beim Erreichen der unter Schrittschaltwerke Iv, Uv, ITLv bzw. Ir₁ Hr, IHr dem Abgleichwert liegenden nächstkleineren Regelaufweisen, Diese sind wahlweise an einen gemein- stufe, wobei durch Umkehrung der Polarität der samen Impulsgeber G anschaltbar, der zur Weiter- Steuergleichspannung das Steuerrelais B abfällt und schaltung der Schrittschaltwerke geeignete Impulse mittels seines sich öffnenden Kontaktes b 1 das rückaussendet. Die einzelnen Stufenschalter, die in Rieh- 45 stellende Schrittschaltwerk Ir abschaltet, stillgesetzt tung von I nach III jeweils feinregelnder wirken, sind werden und sich andererseits der Arbeitskontakt c4 dabei zweckmäßig nach der einstellbaren Normgröße schließt, wodurch der weitere Abgleich nunmehr von beziffert, beispielsweise bei Einstellung des einge- dem vorstellenden Schrittschaltwerk Hv des feinerschalteten Widerstandes mit λγ·100Ω, Jtr-ΙΟΩ, χΛ Ω regelnden Stufenschalters II übernommen wird. Da- oder bei Einstellung der Durchgangsdämpfung mit 50 _mit eine Annäherung an den Abgleichwert erzielt JIr-I Neper, χ-0,1 Neper und χ·0,01 Neper, sofern eine wird, muß dafür Sorge getragen werden, daß der dekadische Zuordnung der einzelnen Stufenschalter Stufenschalter II im Ruhezustand auf Null gestellt zueinander vorausgesetzt ist. Hierbei ist χ jeweils ist, so daß zunächst das vorstellende Schrittschaltdurch die Stellung des betreffenden Stufenschalters werk IIν zur Herstellung des Abgleichs betätigt wergegeben. 55 den muß. Das Relais C der Hilfsrelaiskette hält sich

Der Abgleich der Meßschaltung, der durch eine be- dabei über seinen Kontakt el selbst,
stimmte Einstellung der Stufenschalter I, II, III her- Mit dem Beginn der Einstellbewegung des vorstel-

beigeführt werden kann, wird durch eine an den lenden Schrittschaltwerkes II ν wird gleichzeitig über

Klemmen 1—1 auftretende Gleichspannung gesteuert, den Arbeitskontakt a4 das zweite Relais D der Hilfs-

deren Polarität und Größe die Richtung und den Be- 60 relaiskette zum Ansprechen gebracht, welches sich

trag des momentanen Fehlabgleichs angibt. über dl weiter hält, über seinen Arbeitskontakt rf4

Durch diese Steuergleichspannung wird ein polari- die Durchschaltung zum rückstellenden Schrittschaltsiertes Relais Q erregt, das in Abhängigkeit von ihrer werk Hr vorbereitet und über seinen Ruhekontakt d 3 Polarität über seinen Umschaltekontakt q das Steuer- die Abschaltung des rückstellenden Schrittschaltwerrelais Λ oder B zum Ansprechen bringt. Für den Fall, 65 kes I r vom Impulsgeber G sichert,
daß das erste Steuerrelais A angesprochen hat, wird Bei der Einstellung des Stufenschalters II wiederüber die geschlossenen Kontakte al, a 2, a3 die An- holt sich nun der gleiche Vorgang. Bei Erreichen der schaltung des Impulsgebers G an die vorstellenden über dem Abgleichwert liegenden nächsthöheren Re-Schrittschaltwerke Iv, Hv₁ HIv der drei Stufen- gelstufe wird infolge der umgepolten Steuergleichschalter I, II, III vorbereitet. Bei umgekehrter PoIa- 70 spannung das rückstellende Schrittschaltwerk Hr über

Claims (3)

den Kontakt & 2 in Betrieb gesetzt, das vorstellende Schrittschaltwerk II ν durch öffnen von ö2 stillgesetzt und über den Ärbeitskontakt b 5 das sich über e 1 selbsthaltende Hilfsrelais E der Hilfsrelaiskette zum Ansprechen gebracht, welches die Abschaltung des vorstellenden Schrittschaltwerkes II ν mittels des sich öffnenden Ruhekontaktes e3 sichert und die Anschaltung des vorstellenden Schrittschaltwerkes IHu des feinerregelnden Stufenschalters III über den geschlossenen Arbeitskontakt e 4 vorbereitet. Nach Rückstellung des Stufenschalters II um eine Regelstufe, wobei die Steuergleichspannung sich wieder umpolt, wird durch Öffnen von bl das Schrittschaltwerk Il r abgeschaltet und durch Schließen des Arbeitskontaktes α 5 das sich über fl selbsthaltende Hilfsrelais F zum Ansprechen gebracht, welches durch Schließen von /4 und Öffnen von /3 den Impulsgeber G von dem rückstellenden Schrittschaltwerk IIr auf IHr umschaltet. Nach vollständiger Abschaltung- des Stufenschalters Il beginnt nun bei auf Null gestelltem Stufenschalter III dessen vorstellendes Schrittschaltwerk III ν zu lauf en, da der Stufenschalter II auf der nächstkleineren, unter dem Abgleichwert befindlichen Regelstufe stehengeblieben ist und die Steuergleich- -25 spannung eine derartige Polarität aufweist, daß das Steuerrelais A erregt wird. Nach Einstellung des feinregelnden Stufenschalters III auf die über dem Abgleichwert liegende, nächsthöhere Regelstufe erfolgt eine Abschaltung von III ν durch Öffnen des Kontaktes ö3 sowie eine Einschaltung von HIr durch Schließen des Kontaktes b3, wobei jedoch gleichzeitig über den Kontakt b 6 das sich über g 1 selbsthaltende Hilfsrelais G zum Ansprechen gebracht wird, das über seinen Ruhekontakt g 3 zur Vermeidung von Regelschwingungen die Abschaltung des vorstellenden Schrittschaltwerkes IHv vom Impulsgeber G sichert. Gleichzeitig wird mit Hilfe des Umschaltkontaktes gl das den abgeglichenen Zustand signalisierende Anzeigemittel (Lampe L 2) eingeschaltet und das den unabgeglichenen Zustand signalisierende Anzeigemittel (Lampe Ll) abgetrennt. Es wird also bei. jedem Umpolen der Steuergleichspannung ein weiteres Relais der Hilfsrelaisketten C, D, E, F und G erregt, wobei durch die in den Erregungsstromkreisen dieser Relais angeordneten Kontakte el, dl, el und fl gewährleistet ist, daß jeweils nur das nächste Hilfsrelais in der genannten Reihenfolge ansprechen kann, da nur der zu diesem Relais gehörende Erregungsstromkreis vorbereitet wird. Wird nun nach erfolgtem Abgleich der Meß schaltung ein anderes Meßobjekt in die Schaltung eingefügt, ohne daß in der Einstellung des Normals etwas verändert wird, so wird durch die erfolgende Erhöhung des Steuergleichstroms ein Relais / zum Ansprechen gebracht, das über einen Ärbeitskontakt il und einen Ruhekontakt j'l das den Fehlabgleich signalisierende Anzeigemittel (L 1) an- und das den Abgleich signalisierende Anzeigemittel (L 2) abschaltet. Die Vorbereitung der Schaltungsanordnung zum Beginn einer neuen Messung wird durch Betätigen der TasteT eingeleitet. Dabei spricht ein Rückstellrelais if an, das sich über seinen Arbeitskontakt h 1 selbst hält und über seine Kontakte h2, A3 die rückstellenden Schrittschaltwerke Hr, IHr bei geöffnetem Kontakt A4 so lange betätigt, bis sie die Nullstellung erreicht haben, worauf vorzugsweise mechanisch die Stirnkontakte IIs, LLLs sowie Hi, HIf geöffnet werden, das Rückstellrelais H abfällt und die Meßbereitschaft wieder hergestellt ist. Durch den beim Anspreeben des Rückstellrelais H öffnenden Kontakt h 5 werden gleichzeitig die Relais C, D, E, F, G der Hilfsrelaiskette, die sich über eigene Arbeitskontakte selbst gehalten hatten, zum Abfall gebracht, so daß auch in den Verbindungsleitungen vom Impulsgeber G zn den Schrittschaltwerken der zum Meßbeginn erforderliche Schaltzustand wiederhergestellt ist. Im Sinne der vorliegenden Erfindung können die einzelnen Schrittschaltwerke sowohl die ruckartige Drehbewegung einer Achse als auch eine schrittweise, insbesondere geradlinige, Fortbewegung eines Abstimmittels bewirken. Insbesondere soll darunter die Einstellbewegung eines für Hochfrequenzzwecke benötigten Abstimmelementes (z. B. Tast- oder Meßsonden, Verschiebung eines Kurzschlußkolbens usw.) verstanden werden. Eine weitergehende Automatisierung des Meß Vorganges im Sinne der Erfindung kann dadurch erreicht werden, daß beispielsweise auf den den einzelnen Stufenschaltern zugeordneten, sich mitbewegenden Achsen Typenräder aufgebracht sind, die nach erfolgter Einstellung des Normals eine der jeweils eingestellten Regelstufen ihres Stufenschalters entsprechende Ziffer abdrucken, so daß der Abgleichwert bzw. das Meßergebnis vorzugsweise auf einem Papierstreifen in Form einer gedruckten Zahl abgelesen werden kann. PATENXANSPBOCHE:

1. Schaltungsariordnung zum selbsttätigen Abgleich einer Meßschaltung unter Verwendung eines mittels eines Schrittschaltwerks und eines von diesem angetriebenen Stufenschalters vorzugsweise dekadisch einstellbaren Normals, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren in an sich bekannter Weise zur Einstellung mehrerer Stufen eines Normals dienenden Stufenschaltern (I, II, III) jeweils vor- und rückstellende Schrittschaltwerke (Lv, IIV₁ HLv, Lr₁ LLr, LLLr) zugeordnet sind, die über richtungsabhängige Schaltmittel in Abhängigkeit von der Polarität einer mittels Polarität und Größe die Richtung und den Betrag des Fehlabgleichs angebenden Steuerspannung wahlweise an einen. Impulsgeber (G) anschaltbar sind, und daß in den Verbindungsleitungen von den Schrittschaltwerken zum Impulsgeber (G) weitere Schaltorgane in der Weise vorgesehen sind, daß bis zur Einstellung eines Stufenschalters auf die über dem Abgleichwert liegende nächsthöhere Stufe sein vorstellendes, danach für einen Impuls sein rückstellendes und anschließend das vorstellende Schrittschaltwerk des nächstfeinerregelnden, im Ruhezustand auf Null gestellten Stufenschalters zum Impulsgeber dürchgesehaltet sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreis der Steuergleichspannung ein polarisiertes Relais (Q) vorgesehen ist, das mit Hilfe eines Umschaltkontaktes (q) eines von zwei Steuerrelais (A₁ B) erregt, deren Kontakte (al, al, α3 bzw. bl, bl, &3) die Anschaltung der vorstellenden (I σ, LLv, LLLv) bzw. der rückstellenden (Lr₁ LLr, LLLr) Schrittschaltwerke der Stufenschalter (I, II, III) an einen Impulsgeber (G) vorbereiten.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindumgsleitungen vom Impulsgeber (G) zu den Schrittschaltwerken, die die Durchschaltung bewirkenden Kontakte (c3, ei, d3, d<k, e3, <?4, f3, f<i, g3) einer Hilfsrelaiskette (C₁ D, E, F, G) angeordnet sind, deren einzelne Glieder der Reihe nach im