DE1077300B

DE1077300B - Device for the automatic interpolation of control commands represented as voltage

Info

Publication number: DE1077300B
Application number: DEE10110A
Authority: DE
Inventors: Rolf Edmund Spencer; Geoffrey Huson Stephenson
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1954-01-27
Filing date: 1955-01-19
Publication date: 1960-03-10

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die automatische Interpolation von Steuerbefehlen, welche als Spannung dargestellt sind, bei der mittels eines angezapften Transformators und einer Wählvorrichtung eine Auswahl unter den Spannungswerten vorgenommen, durch weitere Spannungsteiler die ausgewählte Spannung unterteilt und die so erhaltene Spannung der ursprünglich ausgewählten Spannung hinzugefügt wird.The invention relates to a device for the automatic interpolation of control commands, which are shown as a voltage by means of a tapped transformer and a selector a selection is made among the voltage values, the selected one by further voltage dividers Voltage divided and the voltage thus obtained is the voltage originally selected will be added.

In einem automatischen Steuersystem, wie es z. B. für die Steuerung von Werkzeugmaschinen gebraucht wird, ist es oft erforderlich, eine Spannung abzuleiten, die eine Funktion von der Verschiebung eines Maschinenteiles, beispielsweise einer Welle oder eines anderen Elementes, ist. Um diese Bedingung zu erfüllen, kann das betreffende Maschinenteil mit dem Wähler eines Spannungsteilers gekoppelt sein. Praktische Überlegungen machen normalerweise die Benutzung eines Spannungsteilers mit mehreren gesonderten Abgriffen erforderlich, was natürlich bewirkt, daß die Spannung, die von den Abgriffen abgeleitet wird, Sprünge besitzt. Dies bewirkt nicht nur eine Begrenzung der Genauigkeit, mit der die Funktionswerte dargestellt werden, sondern bringt auch Schwierigkeiten mit sich, wenn der Spannungsteiler ein Teil eines automatischen Steuersystems ist, in dem fortlaufende, gleichmäßige Steuerung erwünscht ist. Um eine hohe Genauigkeit zu erzielen, ist es deshalb not- -wendig, zwischen den Spannungen, die von den Abgriffen auf dem Spannungsteiler abgeleitet werden, zu interpolieren. Es ist bekannt, eine solche Interpolation auszuführen, indem man einen weiteren Spannungsteiler zwischen zwei Abgriffe des ersten Spannungsteilers schaltet. Hierdurch entsteht jedoch der Nachteil, daß der zweite Spannungsteiler den ersten Spannungsteiler teilweise oder ungleichmäßig belastet und so die Genauigkeit des Ausganges stört.In an automatic control system as e.g. B. used for the control of machine tools it is often necessary to derive a voltage that is a function of the displacement of a machine part, for example a shaft or another element. To meet this condition, the machine part in question can be coupled to the selector of a voltage divider. Practical Considerations usually make the use of a voltage divider with several separate ones Taps required, which of course causes the voltage to be derived from the taps becomes, has jumps. This not only limits the accuracy with which the function values are represented, but also creates difficulties with itself if the voltage divider is part of an automatic control system in which continuous, uniform control is desired. In order to achieve a high level of accuracy, it is therefore necessary -necessarily, between the tensions from the taps derived on the voltage divider, interpolate. It is known such an interpolation run by adding another voltage divider between two taps of the first Voltage divider switches. However, this creates the disadvantage that the second voltage divider is the first voltage divider partially or unevenly loaded and so the accuracy of the output disturbs.

Gegenstand der Erfindung ist eine verbesserte Interpolationsvorrichtung, bei der der aufgezeigte Nachteil verringert wird. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die zusätzlichen Spannungsteiler von der angelegten Bezugsspannung gespeist werden, so daß der erste Transformator nicht ungleichmäßig belastet wird.The invention relates to an improved interpolation device, in which the indicated disadvantage is reduced. The invention is characterized in that that the additional voltage dividers are fed by the applied reference voltage, so that the first transformer is not loaded unevenly.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:Further advantages and details of the invention are explained in more detail with reference to the drawings in exemplary embodiments. Put in the drawings dar:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer sogenannten »Nachschalt-Interpolation«, bei der der Interpolationsfaktor explizite erhalten wird,1 shows an embodiment of a device according to the invention with a so-called "post-interpolation", where the interpolation factor is explicitly obtained,

Fig. 2 eine Abwandlung von Fig. 1, Vorrichtung zur selbsttätigen Interpolation von als Spannung dargestelltenFIG. 2 shows a modification of FIG. 1, a device for automatic interpolation of represented as voltage

Steuerb ef ehlenControl tax

Anmelder:Applicant:

Electric & Musical Industries Limited, Hayes (Großbritannien)Electric & Musical Industries Limited, Hayes (Great Britain)

Vertreter: Dr. K.-R. Eikenberg, Patentanwalt, Hannover, Am Klagesmarkt 10/11Representative: Dr. K.-R. Eikenberg, patent attorney, Hanover, Am Klagesmarkt 10/11

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 27. Januar 1954 und 13. Januar 1955Claimed priority: Great Britain January 27, 1954 and January 13, 1955

Rolf Edmund Spencer und Geoffrey Huson Stephenson,Rolf Edmund Spencer and Geoffrey Huson Stephenson,

London,
sind als Erfinder genannt wordenLondon,
have been named as inventors

Fig. 3 eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,3 shows a further embodiment of the device according to the invention,

Fig. 4 ein Beispiel einer Interpolationsvorrichtung gemäß der Erfindung mit sogenannter »Vorschall-Interpolation«, 4 shows an example of an interpolation device according to the invention with so-called "pre-sound interpolation",

Fig. 5 eine andere Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Vorschalt-Interpolation,5 shows another device according to the invention with upstream interpolation,

Fig. 6 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Interpolation zwischen Bezugswerten einer Funktion von zwei Variablen,6 shows a device according to the invention for interpolation between reference values of a function of two variables,

Fig. 7 eine Abwandlung von Fig. 6, Fig. 8 eine Abwandlung von Fig. 4,FIG. 7 shows a modification of FIG. 6, FIG. 8 shows a modification of FIG. 4,

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 8, Fig. 10 eine Variante von Fig. 8, Fig. 11 eine Abwandlung von Fig. 1.FIG. 9 shows a graphic representation of the mode of operation of the device according to FIG. 8, FIG. 10 shows a variant of FIG. 8, FIG. 11 shows a modification of FIG. 1.

Die Anordnung nach Fig. 1 enthält einen angezapften Spartransformator 1, der durch eine konstante Bezugswechselspannung gespeist wird, wobei die Bezugsspannung zwischen den Klemmen 13-und 14 angelegt wird. Die Anzapfungen des Transformators 1 sind mit einer Reihe von Kontakten al bis <z9 verbunden. Sie sind in zwei Gruppen geteilt. Die Kontakte jeder Gruppe sind kreisförmig angeordnet, obwohl sie der Einfachheit der Darstellung wegen in. der Zeichnung in geraden Linien dargestellt sind. Die ungeradzahligen Kontakte liegen auf einem Kreis und die geradzahligen auf einem anderen. Die Kontakte sind mit gleichem Abstand angeordnet, so daß ihreThe arrangement according to FIG. 1 contains a tapped autotransformer 1, which is driven by a constant Reference AC voltage is fed, the reference voltage being applied between terminals 13-14 will. The taps of the transformer 1 are connected to a number of contacts a1 to <z9. They are divided into two groups. The contacts of each group are arranged in a circle, though they are shown in straight lines in the drawing for the sake of simplicity of illustration. The odd ones Contacts are on one circle and the even-numbered ones on another. The contacts are equally spaced so that their

90S 759/32190S 759/321

3 43 4

Mittelpunkte aufeinanderfolgende diskrete Werte einer Durch den Transformator 6 wird der Spannung am unabhängigen Variablen in gleichen Intervallen dar- Kontakt α 3 eine Zusatzspannung hinzugefügt, welche stellen. Sie bilden einen Teil eines Wählschalters, der das Produkt des ersten Differentials der Funktion einen beweglichen Kontakt in Form von zwei Bürsten (im vorliegenden Beispiel als konstant angenommen) 25 und 26 besitzt. Die ungeradzahligen Kontakte wer- 5 mit der Differenz ist, die zwischen dem Momentanden durch die Bürste 25 überstrichen, während die wert der Variablen und dem diskreten, durch den geradzahligen Kontakte durch die Bürste 26 über- Kontakt α 3 dargestellten Wert herrscht. Diese Diffestrichen werden. Die Bürsten sind auf einer drehbaren renz wird im folgenden als »unabhängiges Inkrement« Welle montiert, so daß sie ihre zugehörigen Kontakt- bezeichnet. Wenn die niedrigtourige Welle ihre Drebahnen abtasten können, wobei die Winkelverschie- io hung fortsetzt und die Bürsten 25 und 26 in der durch bung der Welle und damit der Bürsten von einem Be- den Pfeil 15 dargestellten Richtung bewegt, wird zugswinkel aus den momentanen Wert der Variablen durch Drehung der Bürste 8 in der gewünschten Weise darstellt. Wie in Fig. 1 angegeben, sind die Bürsten 25 das Zusatzsignal proportional dem unabhängigen In- und 26 in äquivalenten Winkelstellungen montiert. Die krement gehalten.Center points of successive discrete values of a through the transformer 6 is the voltage on independent variables at equal intervals represent- Contact α 3 an additional voltage added, which place. They form part of a selector switch that is the product of the first differential of the function a moving contact in the form of two brushes (assumed to be constant in the present example) 25 and 26 owns. The odd numbered contacts will be 5 with the difference that is between the instantaneous swept by the brush 25 while the value of the variable and the discrete, by the Even-numbered contacts through the brush 26 over-contact α 3 value shown prevails. This differs will. The brushes are on a rotatable renz is hereinafter referred to as "independent increment" Shaft mounted so that it designates its associated contact. When the low-speed wave is turning can scan, the Winkelverschie- io hung continues and the brushes 25 and 26 through Exercise of the shaft and thus the brushes from a direction shown by arrow 15 is moved draw angle from the instantaneous value of the variable by rotating the brush 8 in the desired manner represents. As indicated in Fig. 1, the brushes 25 are the additional signal proportional to the independent in- and 26 mounted in equivalent angular positions. The krement held.

Bürste 25 ist mit dem Mittelabgriff eines Spar trans- 15 Bevor die Bürste 25 den Kontakt α 3 verläßt, beformators 6 und die Bürste 26 ebenso mit dem Mittel- rührt die Bürste 26 den Kontakt α 4. Die Ausgangsabgriff eines Spartransformators 7 verbunden. Die spannung wird indessen so lange von der Bürste 25 Transformatoren 6 und 7 werden jeweils von der Be- abgenommen, bis die Bürste 8 sich zum Transformazugsspannungsquelle, die mit den Klemmen 13 und 14 tor 7 hinbewegt. Sodann wird die Ausgangsspannung verbunden ist, gespeist. Hierzu sind zwei Sekundär- 20 von der Bürste 26 abgenommen, wobei die Verschiewicklungen 23 und 24 mit dem Transformator 1 ge- bung der Bürste 8 den Wert des unabhängigen Inkoppelt. Die Einspulentransformatoren 6 und 7 kön- krements darstellt, gemessen in bezug auf den diskrenen auf denselben Kern gewickelt sein. ten Wert der Variablen, welche durch den Kontakt α 4Brush 25 is with the center tap of a spar trans- 15 Before the brush 25 leaves the contact α 3, beformators 6 and the brush 26 also with the middle one, the brush 26 touches the contact α 4. The output tap an autotransformer 7 connected. The voltage is, however, so long from the brush 25 Transformers 6 and 7 are each removed from the operator until the brush 8 becomes the transformer train voltage source, the gate 7 with the terminals 13 and 14 moves there. Then the output voltage is connected, fed. For this purpose, two secondary 20 are removed from the brush 26, with the shift windings 23 and 24 with the transformer 1 give the brush 8 the value of the independent coupling. The single coil transformers 6 and 7 represent krements, measured with respect to the discrete wound on the same core. th value of the variable, which is caused by the contact α 4

Die Transformatoren 6 und 7 bilden zusammen dargestellt wird. Die Bürste 8 berührt ebenfalls den einen zweiten Spannungsteiler. Sie werden wechsel- 25 nächsten Kontakt, bevor sie den vorhergehenden verweise von einem Wählerarm in Form einer auf einer läßt. Es tritt somit in der Ausgangsspannung der AnWelle 9 montierten Kontaktbürste 8 abgetastet. In der Ordnung keine Diskontinuität auf. Die Umschaltzeit Praxis wird die Abtastung der Transformatoren so von einem der Kontakte al bis α 9 zum nächsten Kondurchgeführt, daß man Anzapfungen der Transfer- takt wird durch die Bürste 8 an der hochtourigen matorwindungen mit kreisförmig angeordneten Kon- 30 Welle bestimmt, und infolgedessen entsteht niemals takten verbindet, wobei diese Kontakte jeweils einen eine Ungewißheit, ob die Zusatzspannung zu dem Bogen von ungefähr 180° um die Welle 9 bilden. Die einen oder anderen Kontakt des Langsamschalters Welle 9 ist über ein Getriebe mit der Welle verbunden, gehört.The transformers 6 and 7 form together is shown. The brush 8 also touches the a second voltage divider. They will alternate 25 next contact before referring the previous one from a voter arm in the form of one on one lets. It thus occurs in the output voltage of the AnWelle 9 mounted contact brush 8 scanned. No discontinuity in the order. The switching time In practice, the transformers are scanned from one of the contacts a1 to α 9 to the next conduit, that one taps the transfer clock is through the brush 8 at the high-speed mator windings with circular waves are determined, and as a result never arises clocks connects, these contacts each providing an uncertainty as to whether the additional voltage to the Form an arc of approximately 180 ° around the shaft 9. One or the other contact of the slow switch Shaft 9 is connected to the shaft via a gear unit.

welche die Bürsten 25 und 26 antreibt, so daß die Es wurde bereits erwähnt, daß die Zusatzspannungwhich drives the brushes 25 and 26 so that the It has already been mentioned that the additional voltage

Welle 9 eine halbe Umdrehung macht, während die 35 stets das Produkt der Differenz zwischen den SignalenShaft 9 makes half a turn while 35 is always the product of the difference between the signals

Welle, welche die Bürsten 25 und 26 trägt, eine Dre- an zwei aufeinanderfolgenden Kontakten in derShaft carrying the brushes 25 and 26, a Dre- to two consecutive contacts in the

hung ausführt, die dem Abstand zwischen zwei be- Reihe al bis a 9 und dem unabhängigen Inkrementhung, which is the distance between two rows al to a 9 and the independent increment

nachbarten Kontakten α 1,α2... entspricht. Die Welle 9 ist, das durch die Verschiebung der Bürste 8 darge-adjacent contacts α 1, α2 ... corresponds. The shaft 9 is represented by the displacement of the brush 8

wird infolgedessen als die hochtourige Welle der An- stellt wird. Das abgenommene Differenzsignal wirdis consequently called the high-speed wave of employment. The difference signal taken is

Ordnung, die andere Welle als die niedrigtourige 40 als »Interpolationsfaktor« bezeichnet. Der Interpola-Order, the other wave than the low-speed 40 is called the "interpolation factor". The Interpola

bezeichnet. Die Bürste 8 an der Welle 9 liegt am tionsfaktor kann als explizite abgeleitet angesehen wer-designated. The brush 8 on the shaft 9 lies on the tion factor can be viewed as an explicit derived

Mittelabgriff des Transformators 6, wenn sich die den, d. h., er ist unabhängig von den Signalen einge-Center tap of the transformer 6 when the, d. i.e. it is set independently of the signals

Bürste25 am Mittelpunkt eines der ungeradzahligen stellt, die der Reihe der Kontakte al bis α9 zugeführtBürste25 at the center of one of the odd-numbered places, which is fed to the series of contacts al to α9

Kontakte al, α3 ... und die Bürste26 in der Mitte werden.Contacts al, α3 ... and the brush26 in the middle will be.

zwischen zweien der geradzahligen Kontakte befin- 45 Auf diese Art und Weise stört die durch die Transdet. Entsprechend liegt die Bürste 8 am Mittelabgriff formatoren 6 und 7 bewirkte Interpolation nicht die des Transformators 7, wenn die Bürste 26 am Mittel- Genauigkeit der Spannungsteilung durch den Transpunkt eines der geradzahligen Kontakte α 2, α 4 ... formator 1, da keiner der beiden Transformatoren G und wenn die Bürste 25 in der Mitte zwischen zwei und 7 eine teilweise oder ungleichmäßige Belastung ungeradzahligen Kontakten liegt. 50 des Einspulentransformators 1 hervorruft.between two of the even-numbered contacts are 45 In this way the interferes with the Transdet. Correspondingly, the brush 8 is on the center tap formators 6 and 7 not caused the interpolation of the transformer 7 when the brush 26 is at the mean accuracy of the voltage division through the trans point of one of the even-numbered contacts α 2, α 4 ... transformer 1, since neither of the two transformers G and when the brush 25 is in the middle between two and 7 a partial or uneven load odd-numbered contacts. 50 of the single coil transformer 1 causes.

Die Ausgangsspannung der iVnordnung wird zwi- Fig. 2 stellt eine andere Anordnung dar, bei der sehen den Klemmen 10 und 11 abgenommen, von de- zwei Bürsten 27 und 28 an der hochtourigen Welle 9 nen eine mit der Bürste 8 und die andere mit der vorgesehen und die beiden Transformatoren 6 und 7 Stromzuführungsklemme 14 verbunden ist. Die Aus- nach Fig. 1 durch einen einzigen Transformator 29 gangsspannung wird an einen geeigneten Belastungs- 55 ersetzt sind. Dieser Transformator soll Abgriffswiderstand angelegt, der durch den Widerstand 12 kontakte besitzen, welche einen Kreisbogen bilden, der dargestellt ist und beispielsweise ein Sendverstärker einem Winkel von etwas mehr als 180° an der Welle 9 sein kann. entspricht. Zu den Zeiten, zu denen die schnellen Bür-The output voltage of the arrangement is between FIG. 2 shows another arrangement in which see the terminals 10 and 11 removed from the two brushes 27 and 28 on the high-speed shaft 9 nen one with the brush 8 and the other with the provided and the two transformers 6 and 7 Power supply terminal 14 is connected. The circuit according to FIG. 1 by a single transformer 29 output voltage is replaced at a suitable load 55. This transformer is to apply tap resistance, which have contacts through the resistor 12, which form an arc of a circle is shown and, for example, a transmission amplifier at an angle of slightly more than 180 ° on the shaft 9 can be. is equivalent to. At the times when the quick bureau

Bei der Beschreibung der Wirkungsweise der An- sten 27 und 28 beide gleichzeitig mit dem Transordnung wird zunächst angenommen, daß sich die 60 formator 29 in Berührung stehen, berühren beide Bürsten in den in Fig. 1 dargestellten Stellungen be- Langsambürsten 25 und 26 einen Kontakt auf der finden. Die Amplitude der an die Ausgangsbelastung jeweiligen Bahn.When describing the mode of operation of the rods 27 and 28, both simultaneously with the transorder, it is initially assumed that the formators 29 are in contact and both touch Brushes in the positions shown in Fig. 1, slow brushes 25 and 26 make a contact on the Find. The amplitude of the path corresponding to the initial load.

12 angelegten Spannung ist gleich der Summe der an Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur Durchführung12 applied voltage is equal to the sum of the at Fig. 3 shows an arrangement for implementation

dem Kontakt α3 abgenommenen Spannung und der einer linearen Interpolation, bei der das erste Diffe-the voltage taken from the contact α3 and that of a linear interpolation, in which the first difference

zwischen dem Mittelpunkt des Transformators 6 und 65 rential nicht konstant ist und bei der der Inter-between the center of the transformer 6 and 65 rential is not constant and at which the inter-

der Bürste 8 abgenommenen Zusatzspannung. Diese polationsfaktor wiederum explizite abgeleitet wird. Diethe brush 8 removed additional voltage. This polation factor in turn is explicitly derived. the

Zusatzspannung ist gleich Null, wenn die Bürste 8 am die Werte der Funktion für aufeinanderfolgende, imAdditional voltage is zero when the brush 8 on the values of the function for successive, im

Mittelpunkt des Transformators 6 steht. Die Aus- gleichen Abstand befindliche diskrete Werte der Va-The center of the transformer 6 is. The discrete values of the Va-

gangsspannung ist deshalb in der dargestellten Stel- riablen darstellenden Signale erscheinen wieder anThe output voltage is therefore in the displayed variable. Signals appear again

lung gleich der am Kontakt a3 anliegenden Spannung. 70 den Kontakten al, a2, a3 .. . und werden grob vondevelopment equal to the voltage applied to contact a 3. 70 the contacts a1, a2, a3 ... and get rude from

Abgriffen des Spartransformators 1 abgeleitet. Der Transformator 1 kann jedoch nicht in passender Weise in einem Bruchteil einer Windung angezapft werden. Um die erreichbare Genauigkeit in den Signalen zu erhöhen, werden daher die von dem Transformator 1 abgegriffenen Spannungen durch Spannungen verändert, die über ein System von Sekundärwicklungen bl, b2, b3 . . . induziert werden. Diese Sekundärwicklungen besitzen eine gemeinsame Primärwicklung 30, welche durch eine konstante Wechselspannung ge- ίο speist wird, die von einer auf denselben Kern wie der Transformator 1 gewickelten Wicklung 31 herrührt. Die Primärwicklung 30 und das System von Sekundärwicklungen bl, b2, δ3 ... werden durch das gestrichelt gezeichnete Rechteck 32 zusammengefaßt und im folgenden als »Injektor« bezeichnet.Taps of the autotransformer 1 derived. However, the transformer 1 cannot be properly tapped in a fraction of a turn. In order to increase the accuracy that can be achieved in the signals, the voltages tapped off by the transformer 1 are therefore changed by voltages that are generated via a system of secondary windings b1, b2, b3. . . be induced. These secondary windings have a common primary winding 30, which is fed by a constant alternating voltage, which comes from a winding 31 wound on the same core as the transformer 1. The primary winding 30 and the system of secondary windings b1, b2, δ3.

Im vorliegenden Falle sind die injizierten Signale konstant, da die Primärwicklung 30 durch eine konstante Spannung gespeist wird. Der Transformator 1 und der Transformator 32 bilden zusammen einen Spannungsteiler, der die gewünschten Bruchteile der Bezugsspannung an die Kontakte öl, a2,a3 ... liefert.In the present case, the injected signals are constant since the primary winding 30 is fed by a constant voltage. The transformer 1 and the transformer 32 together form a voltage divider which supplies the desired fractions of the reference voltage to the contacts oil, a2, a3 .

Da im vorliegenden Beispiel die Funktion nicht linear ist, sind die Differentialquotienten der Funktion bei verschiedenen diskreten Werten der Variablen verschieden, und die Interpolationsfaktoren werden durch eine Schaltung eingestellt, die ähnlich der Schaltung ist, mit der die Funktionswerte selbst eingestellt werden. Diese Schaltung enthält einen Spartransformator 33, dessen Anzapfungen mit einer Reihe von Kontakten el, c2, c3 ... verbunden sind, die in derselben Weise wie die Kontakte al, a2, a3 ... in zwei getrennten Bahnen angeordnet sind. An den Transformator 33 wird die aus einer mit dem Transformator 1 gekoppelten Sekundärwicklung 34 erhaltene Spannung angelegt. Die zwei Bahnen, in die die Kontakte el, c2, c3 . . . aufgeteilt sind, werden durch zwei Bürsten 35 und 36 abgetastet. Diese Bürsten sind auf derselben Welle befestigt wie die Bürsten 25 und 26. Die Ausgangsspannung der Bürste 35 wird über einen Kopplungstransformator 37 an den Interpolationstransformator 6 gelegt, während die Ausgangsspannung der Bürste 36 über einen Kopplungstransformator 38 an den zweiten Interpolationstransformator 7 gelegt wird. Die Transformatoren 6 und 7 sind in der in Fig. 1 beschriebenen Weise angeordnet und werden, durch die Bürste 8, die auf der hochtourigen Welle 9 sitzt, abgetastet.In the present example, since the function is not linear, the differential quotients of the function are different for different discrete values of the variable, and the interpolation factors are set by a circuit similar to the circuit used to set the function values themselves. This circuit contains an autotransformer 33, the taps of which are connected to a series of contacts el, c2, c3 ... which are arranged in two separate tracks in the same way as the contacts a1, a2, a3 .... The voltage obtained from a secondary winding 34 coupled to the transformer 1 is applied to the transformer 33. The two tracks into which the contacts el, c2, c3. . . are scanned by two brushes 35 and 36. These brushes are mounted on the same shaft as the brushes 25 and 26. The output voltage of the brush 35 is applied to the interpolation transformer 6 via a coupling transformer 37, while the output voltage of the brush 36 is applied to the second interpolation transformer 7 via a coupling transformer 38. The transformers 6 and 7 are arranged in the manner described in FIG. 1 and are scanned by the brush 8 which sits on the high-speed shaft 9.

Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 3 ist ähnlich der von Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die Interpolationsfaktoren veränderlich sind. Während der Überlappungszeiten, bei denen die Bürsten 35 und 36 gleichzeitig an Kontakten in den entsprechenden Bahnen anliegen, sind die an die Transformatoren 6 und 7 angelegten Spannungen verschieden. Die Transformatoren 6 und 7 müssen infolgedessen auf verschiedene Kerne gewickelt sein oder mit einer Flußabschirmung versehen sein, so daß sie keine merkliche Kopplung miteinander haben. Die Schaltung zum Einstellen der Interpolationsfaktoren kann einen dem Injektor 32 ähnlichen Injektor 39 enthalten, damit eine größere Genauigkeit erzielt wird.The operation of the arrangement according to FIG. 3 is similar to that of FIG. 1 with the exception that the Interpolation factors are variable. During the overlap times when the brushes 35 and 36 are at the same time on contacts in the corresponding tracks, are those on the transformers 6 and 7 applied voltages different. The transformers 6 and 7 must consequently on different Cores be wound or provided with a flux shield so that they are not noticeable Have coupling with each other. The circuit for setting the interpolation factors can be one Contain injector 39 similar to injector 32 so that greater accuracy is achieved.

Fig. 4 zeigt eine andere Anordnung, hei der die zur Interpolation benötigten Zusatzspannungen in die Leitungen zu den Kontakten α 1, α 2, a 3 ... eingespeist werden. Durch den Spartransformator 1 und den Injektor 32 werden an die Kontakte a 1, a2, α3 . .. Spannungen angelegt, die Werte einer Funktion für die zugehörigen diskreten Werte der Variablen darstellen. Die Kontakte αϊ, α 2, α 3 ... sind in Fig. 4 in einer einzigen Bahn angeordnet und werden durch eine einzige Bürste 40 abgetastet. Es wird nur eine Bürste benötigt, da, wie sich im folgenden zeigt, die an die Kontakte angelegten Spannungen schon interpoliert sind, so daß die Bürste 40 beim Abtasten der Kontakte keinen plötzlichen Spannungssprung liefert, wenn sie von einem Kontakt zum nächsten gleitet.FIG. 4 shows another arrangement in which the additional voltages required for interpolation are fed into the lines to the contacts α 1, α 2, a 3. The autotransformer 1 and the injector 32 are connected to the contacts a 1, a2, α3. .. voltages are applied that represent values of a function for the associated discrete values of the variables. The contacts αϊ, α 2, α 3... Are arranged in a single track in FIG. 4 and are scanned by a single brush 40. Only one brush is required because, as will be seen below, the voltages applied to the contacts are already interpolated so that the brush 40 does not provide a sudden voltage jump when scanning the contacts as it slides from one contact to the next.

Die Interpolationsfaktoren werden vorher den Kontakten al, a2, a3 .. . zugeführt. Dies geschieht durch zwei Injektoren 41 und 42, die sich von dem Injektor 32 dadurch unterscheiden, daß sie durch Spannungen gespeist werden, deren Amplituden sich ändern und das unabhängige Inkrement darstellen. Der Injektor 41 führt den Leitungen zu den geradzahligen Kontakten der Interpolationsfaktoren proportionale Spannungen zu. Er enthält ein System von Sekundärwicklungen d2, d4:, d6 . . ., welche in Reihe mit den entsprechenden Leitungen geschaltet sind. Die Windungszahl jeder dieser Sekundärwicklungen entspricht der Größe des Differentialquotienten der Funktion für den diskreten Wert der Variablen, welcher durch den betreffenden Kontakt dargestellt wird. Ebenso führt der Injektor 42 den Leitungen zu den ungeradzahligen Kontakten den Interpolationsfaktoren proportionale Spannungen zu und enthält ein System von Sekundärwicklungen dl, d3, d5 . .., die in die entsprechenden Leitungen eingeschaltet sind. Die Windungszahl jeder der Sekundärwicklungen dl, d3, d5 . . . enspricht wieder der Größe des Differentialquotienten der Funktion für den zugehörigen diskreten Wert der Variablen.The interpolation factors are previously assigned to the contacts a1, a2, a3 ... fed. This is done by two injectors 41 and 42, which differ from the injector 32 in that they are fed by voltages, the amplitudes of which change and represent the independent increment. The injector 41 supplies voltages proportional to the lines to the even-numbered contacts of the interpolation factors. It contains a system of secondary windings d2, d4 :, d6. . ., which are connected in series with the corresponding lines. The number of turns of each of these secondary windings corresponds to the size of the differential quotient of the function for the discrete value of the variable which is represented by the relevant contact. The injector 42 also supplies voltages proportional to the interpolation factors to the lines to the odd-numbered contacts and contains a system of secondary windings d1, d3, d5. .. that are switched into the corresponding lines. The number of turns of each of the secondary windings dl, d3, d5. . . corresponds again to the size of the differential quotient of the function for the associated discrete value of the variable.

An die Primärwicklung 43 für den Injektor 41 ist die Spannung angelegt, welche von einer Bürste 44 auf der hochtourigen Welle 9 der Anordnung eingestellt wird, während die Primärwicklung 45 des Injektors 42 mit der von einer auf der Welle 9 befestigten Bürste 46 eingestellten Spannung gespeist wird. Die Bürste 46 ist um 180° gegenüber der Bürste 44 verschoben. Beide Bürsten tasten einen Spartransformator 47 ab, der durch eine feste Bezugs spannung gespeist wird, die von einer im Mittelpunkt angezapften und auf denselben Kern wie der Transformator 1 gewickelten Wicklung 48 erhalten wird. Die Windungszahl der Wicklung 48 ist so abgemessen, daß die Spannungen, die von den Bürsten 44 und 46 eingestellt werden, das unabhängige Inkrement darstellen. Die Teile 41 bis 48 zusammen können deshalb als ein Spannungsteiler mit veränderlichem Teilverhältnis angesehen werden, mit dem eine zusätzliche Spannung abgeleitet wird, die gleich einem veränderlichen Bruchteil der Spannung zwischen dem von der Bürste 40 gewählten Kontakt und einem Nachbarkontakt ist.The voltage, which is generated by a brush 44, is applied to the primary winding 43 for the injector 41 is set on the high-speed shaft 9 of the arrangement, while the primary winding 45 of the injector 42 is fed with the voltage set by a brush 46 attached to the shaft 9. The brush 46 is shifted by 180 ° with respect to the brush 44. Both brushes touch an autotransformer 47, which is fed by a fixed reference voltage that is tapped from a center point and winding 48 wound on the same core as the transformer 1 is obtained. The number of turns the winding 48 is dimensioned so that the voltages exerted by the brushes 44 and 46 are set represent the independent increment. The parts 41 to 48 together can therefore be used as one Voltage divider with variable division ratio can be considered, with which an additional voltage which is equal to a variable fraction of the voltage between that selected by the brush 40 Contact and a neighbor contact.

Wenn die auf der niedrigtourigen Welle befestigte Bürste 40 auf einen der Kontakte al, a2, a3 . .. trifft, besteht die abgenommene Spannung aus dem diskreten Wert der Funktion und einer Zusatzspannung, welche das Produkt aus dem zugehörigen Differentialquotienten und dem unabhängigen Inkrement darstellt. Die zu dem Transformator 47 gehörigen Kontakte bilden einen Kreisbogen von etwas mehr als 180°, damit jede Unbestimmtheit hinsichtlich des Kontaktes, von dem die Bürste 40 das Ausgangssignal ableitet, vermieden wird. Während der Zeiträume, in denen die Bürste 40 zwei Kontakte berührt, sind die Signale an beiden Kontakten gleich; infolgedessen tritt keine Diskontinuität in der Ausgangsspannung auf.When the brush 40 attached to the low-speed shaft is applied to one of the contacts a1, a2, a3. .. meets, the voltage taken off consists of the discrete value of the function and an additional voltage, which represents the product of the associated differential quotient and the independent increment. The contacts belonging to the transformer 47 form an arc of a little more than 180 °, so that any uncertainty as to the contact from which the brush 40 is the output signal derived, is avoided. During the periods in which the brush 40 touches two contacts, the Signals at both contacts the same; as a result, there is no discontinuity in the output voltage on.

Die Anordnung in Fig. 4 führt eine sogenannte Vorschalt-Interpolation aus, da das vollständige Interpolationsinkrement oder, wie es bezeichnet werden kann, das abhängige Inkrement in die Zuleitungen zuThe arrangement in FIG. 4 carries out what is known as an upstream interpolation off as the full interpolation increment or as it is called can, the dependent increment in the supply lines to

I 077I 077

dem Wählerschalter eingeführt wird, von dem das gewünschte Ausgangssignal abgenommen wird.the selector switch is inserted, from which the desired output signal is taken.

Wenn es sich um eine lineare Funktion handelt, so daß der Interpolationsfaktor konstant ist, wird vorzugsweise eine Anordnungsform mit Vorschalt-Interpolation verwendet, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, da sie die große Anzahl von Sekundärwicklungen in den Injektoren vermeidet.If it is a linear function so that the interpolation factor is constant, then is preferred an arrangement form with upstream interpolation is used, as shown in FIG. 5, as it avoids the large number of secondary windings in the injectors.

Bei der Anordnung nach Fig. 5 werden die an die Kontakte al, a2, ö3 ... angelegten Signale abwechselnd von zwei Spartransformatoren 49 und 50 abgenommen, die dem einzelnen Spartransformator 1 der Fig. 1 entsprechen. Die oberen Enden der Transformatoren 49 und 50 werden mit der Stromzuführungsklemme 13 über Sekundärwicklungen 51 bzw. 52 verbunden, während die unteren Enden der Transformatoren 49 und 50 mit der Stromzuführungsklemme 14 über die Sekundärwicklungen 53 bzw. 54 verbunden sind. Die Wicklungen 51 und 53 sind induktiv mit der Primärwicklung 55 gekoppelt, welche zwischen den Mittelabgriff eines Spartransformators 56 und eine Bürste 57, die den Transformator 56 abtastet, geschaltet ist. Ebenso sind die Wicklungen 52 und 54 induktiv mit einer Primärwicklung 58 gekoppelt, welche zwischen den Mittelabgriff des TransformatorsIn the arrangement according to FIG. 5, the signals applied to the contacts a1, a2, ö3 ... are alternating of two autotransformers 49 and 50 removed, the individual autotransformer 1 of the Fig. 1 correspond. The upper ends of the transformers 49 and 50 are connected to the power supply terminal 13 connected via secondary windings 51 and 52, respectively, while the lower ends of the transformers 49 and 50 are connected to the power supply terminal 14 via the secondary windings 53 and 54, respectively are. The windings 51 and 53 are inductively coupled to the primary winding 55, which between the center tap of an autotransformer 56 and a brush 57, which scans the transformer 56, switched is. The windings 52 and 54 are also inductively coupled to a primary winding 58, which between the center tap of the transformer

56 und eine zweite Bürste 59 geschaltet ist. Die Bürsten 57 und 59 sind um 180° gegeneinander verschoben auf der hochtourigen Welle 9 befestigt. Die von den Bürsten 57 und 59 gelieferte Spannung stellt das unabhängige Inkrement dar. Die Schaltung ist so> angeordnet, daß die Spannung an jeder der Sekundärwicklungen 51, 53, 52, 54 in jedem Augenblick eine das abhängige Inkrement darstellende Amplitude besitzt. Infolgedessen wird die mittlere Spannung desjenigen der beiden Transformatoren 49 oder 50, von dem die Ausgangsspannung abgenommen wird, in jedem Augenblick um einen Betrag, der dem gewünschten abhängigen Inkrement entspricht, erhöht oder erniedrigt, so daß die Spannung zwischen den Ausgangskontakten 10 und 11 voll interpoliert ist. Der Transformator 56 ist in einem Kreisbogen, der genügend größer ist als 180°, angeordnet, so daß jeder Unbestimmtheitszeitraum, in dem es nicht sicher ist, ob die Bürste 40 entweder den einen oder den nächsten Kontakt berührt, überdeckt wird. Die beiden Bürsten56 and a second brush 59 is connected. The brushes 57 and 59 are attached to the high-speed shaft 9, shifted by 180 ° in relation to one another. The from voltage supplied to brushes 57 and 59 represents the independent increment. The circuit is like this> arranged that the voltage on each of the secondary windings 51, 53, 52, 54 at each instant has the amplitude representing the dependent increment. As a result, the mean tension of the one becomes of the two transformers 49 or 50, from which the output voltage is taken, in increased every instant by an amount equal to the desired dependent increment or decreased so that the voltage between the output contacts 10 and 11 is fully interpolated. Of the Transformer 56 is arranged in an arc of a circle which is sufficiently larger than 180 ° so that each Period of uncertainty in which it is not certain whether the brush 40 is either one or the next Contact is touched, covered. The two brushes

57 und 59 leisten somit auch dann Spannungen von dem Transformator 56 ab, wenn die Bürste 40 gerade von einem Kontakt zum nächsten überwechselt. Wenn die Ausgangsspannung von beiden Transformatoren 49 und 50 abgeleitet wird, sind die Spannungen an den zwei von der Bürste 40 berührten Kontakten der Reihe al, a2, a3 ... gleich.57 and 59 thus also dissipate voltages from the transformer 56 when the brush 40 is just changing over from one contact to the next. If the output voltage is derived from both transformers 49 and 50, the voltages at the two contacts of the row a1, a2, a3 ... contacted by the brush 40 are the same.

Die Anordnung nach Fig. 5 hat den Vorteil im Vergleich zu der nach Fig. 4, daß nur zwei Sekundärwicklungen, beispielsweise 51 und 53, an Stelle des Systems von Sekundärwicklungen in dem Injektor 41 oder 42 benötigt werden. Diese beiden Wicklungen können weiterhin eine viel niedrigere Reihenimpedanz haben als die vielen einzelnen Wicklungen nach Fig. 4.The arrangement according to FIG. 5 has the advantage compared to that according to FIG. 4 that only two secondary windings, for example 51 and 53, instead of the system of secondary windings in the injector 41 or 42 are required. These two windings can still have a much lower series impedance than the many individual windings according to FIG. 4.

Anstatt einen Winkel größer als 180° bei dem Transformator 56 zu verwenden, damit sichergestellt wird, daß beide Bürsten 57 und 59 während der Zeit, zu der die Bürste 40 von einem Kontakt zum anderen überwechselt, auf der Kontaktbahn sind, können die Kontakte al, a2, a3 wie in Fig. 2 in zwei Bahnen angeordnet werden. Die Bahnen werden durch gesonderte Bürsten in der beschriebenen Weise abgetastet, die hierbei von einem Präzisionsumschalter eingeschaltet werden, der von der hochtourigen Welle aus betätigt wird.Instead of using an angle greater than 180 ° with the transformer 56, this ensures will that both brushes 57 and 59 during the time that the brush 40 is from one contact to the other changed over, are on the contact track, the contacts a1, a2, a3 can be arranged in two tracks as in FIG will. The webs are scanned by separate brushes in the manner described, the be switched on by a precision switch operated from the high-speed shaft will.

Fig. 6 hat Ähnlichkeit mit Fig. 4. Die Anordnung nach Fig. 6 dient jedoch zur Interpolation einer Funktiozn von zwei Variablen. Die Kontakte des niedrigtourigen Schalters sind, j etzt in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet, die aus den Zeilen xl, χ 2, χ Ζ .. . und den Spaltenyl y2, y3 . .. besteht, wobei die beiden Variablen der Funktion durch χ und y dargestellt werden. Der Kontakt y 1, χ 5 ist mit einer Anzapfung des Spartransformators 1 verbunden; hier wird eine Spannung abgenommen, die den Wert der Funktion darstellt, wenn y gleich yl und χ gleich χ5 ist. An Kontakt ν2, χ 5 ist eine Spannung angelegt, welche den Wert der Funktion darstellt, wenn 3; gleich ν 2 und χ gleich χ 5 ist. Ebenso stellen die anderen Kontakte in der Zeilen5 Werte der Funktion für aufeinanderfolgende Werte von y dar, wobei χ bei χ 5 bleibt. Die Verbindung der Kontakte in den anderen Zeilen ist entsprechend. Die niedrigtourige Bürste, die sich gemäß der Vektorsumme von χ und y in zwei Richtungen bewegen kann, ist durch das gestrichelte Rechteck 60 dargestellt.FIG. 6 is similar to FIG. 4. However, the arrangement according to FIG. 6 is used to interpolate a function of two variables. The contacts of the low-speed switch are now arranged in a two-dimensional matrix consisting of the rows xl, χ 2, χ Ζ ... and the columns yl y2, y3. .. , where the two variables of the function are represented by χ and y . The contact y 1, χ 5 is connected to a tap of the autotransformer 1; here a voltage is taken which represents the value of the function when y equals yl and χ equals χ5 . A voltage is applied to contact ν2, χ 5 which represents the value of the function if 3; is equal to ν 2 and χ is equal to χ 5 . Likewise, the other contacts in line 5 represent values of the function for successive values of y , with χ remaining at χ 5. The connection of the contacts in the other lines is the same. The low-speed brush, which can move in two directions according to the vector sum of χ and y , is represented by the dashed rectangle 60.

Zwischen dem Transformator 1 und der Kontaktmatrix sind vier Interpolationsinjektoren 61, 62, 63 und 64 angeordnet. Die Injektoren 61 und 62 werden durch die Ausgangsspannung eines Spartransformators 65 gespeist, der mit Bürsten 66 und 67 versehen ist, welche wiederum durch eine hochtourige Welle 68 angetrieben werden, so daß die Spannungen an den Bürsten das unabhängige Inkrement von χ darstellen.Four interpolation injectors 61, 62, 63 and 64 are arranged between the transformer 1 and the contact matrix. The injectors 61 and 62 are fed by the output voltage of an autotransformer 65, which is provided with brushes 66 and 67, which in turn are driven by a high-speed shaft 68 so that the voltages on the brushes represent the independent increment of χ .

Die Injektoren sind so angeordnet, daß sie Spannungen einführen, welche dem Produkt aus dem unabhängigen Inkrement von χ und dem entsprechenden Interpolationsfaktor, nämlich (-07-) > entsprechen,The injectors are arranged in such a way that they introduce voltages which correspond to the product of the independent increment of χ and the corresponding interpolation factor, namely (-07-) > ,

wobei Z die zu interpolierende Funktion ist. Ebenso werden die Injektoren 63 und 64 mit Spannungen gespeist, die dem unabhängigen Inkrement von y entsprechen. Dieses Inkrement wird durch eine hochtourige Welle 69 erhalten. Die Anordnung der Injektoren ist so· getroffen, daß sie Spannungen einführen, welche dem Produkt aus dem unabhängigen Inkrement von y mit dem entsprechenden Interpolationsfaktor,where Z is the function to be interpolated. The injectors 63 and 64 are also fed with voltages which correspond to the independent increment of y. This increment is obtained by a high speed shaft 69. The injectors are arranged in such a way that they introduce voltages which correspond to the product of the independent increment of y with the corresponding interpolation factor,

nämlichnamely

\ 0 y Ix \ 0 y Ix

, entsprechen. , correspond.

Die Leitungen zu den Kontakten in der Zeile χ 5 gehen sämtlich durch den Injektor 61 und gehen abwechselnd durch die Injektoren 63 und 64. Ebenso laufen die Leitungen zu den Kontakten in der Zeile χ 4 sämtlich durch den Injektor 62 und laufen abwechselnd durch die Injektoren 63 und 64 usw. Die Bürste 60 ist so groß, daß sie vier Kontakte gleichzeitig bedecken kann. Durch die vier in der dargestellten Weise angeordneten Injektoren sind aber auch die' Spannungen, die von irgendwelchen vier so miteinander verbundenen Kontakten abgenommen werden können, gleich. Die genaue Zeit des Umschaltens ist daher nicht von Bedeutung, im Gegensatz zum Falle einer eindimensionalen Funktion, wie sie in der Anordnung in Fig. 4 verwendet wird.The cables to the contacts in the row χ 5 go all through the injector 61 and proceed alternately through the injectors 63 and 64. Similarly, the lines run to the contacts in the row χ 4 all through the injector 62 and run alternately through the injectors 63 and 64, etc. The brush 60 is large enough to cover four contacts at a time. Due to the four injectors arranged in the manner shown, however, the voltages that can be drawn from any four contacts connected in this way are also the same. The exact time of switching is therefore not important, in contrast to the case of a one-dimensional function as used in the arrangement in FIG.

An Stelle eines Schalters mit einer in zwei Dimensionen beweglichen Bürste 60 können auch zwei in Kaskade geschaltete Eindimensionsschalter verwendet werden, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Bei dieser Anordnung dreht sich eine niedrigtourige, nicht dargestellte Welle, auf der Bürsten el, e2, e3 ... befestigt sind, wobei jede Bürste eine Kontaktreihe abtastet, damit die Variable y dargestellt werden kann. Die Bürsten el, e2, e3 ... sind leitend mit den Kontakten fl, /2, /3 ... des zweiten Schalters verbunden, der eine einzelne, auf einer niedrigtourigen Welle be-Instead of a switch with a brush 60 movable in two dimensions, two one-dimensional switches connected in cascade can also be used, as shown in FIG. 7. In this arrangement, a low-speed shaft, not shown, rotates on which brushes el, e2, e3 ... are attached, each brush scanning a row of contacts so that the variable y can be represented. The brushes el, e2, e3 ... are conductively connected to the contacts fl, / 2, / 3 ... of the second switch, which loads a single, low-speed shaft

I U / / J> U UI U / / J> U U

festigte Bürste 70 besitzt, die die Kontakte fl, /2, /4 ... abtastet. Die Welle der Bürste 70 ist beweglich, damit die Variable χ dargestellt werden kann.Has fixed brush 70, which the contacts fl, / 2, / 4 ... scans. The shaft of the brush 70 is movable so that the variable χ can be represented.

Die Anorndung nach Fig. 7 kann auf drei oder mehr Dimensionen erweitert werden, so daß Funktionen von drei oder mehr Variablen berechnet werden können, indem man so viele Schalter in Kaskade verwendet, wie Variablen der Funktion vorhanden sind.The arrangement of FIG. 7 can be expanded to three or more dimensions, so that functions Three or more variables can be calculated by putting as many switches in cascade uses how variables of the function exist.

In allen bisher beschriebenen Anordnungen wird die Erzeugung des unabhängigen Inkrements dadurch durchgeführt, daß man eine Bürste einen angezapften Spartransformator abtasten läßt, wobei die Wirkung der Bürsten darin besteht, die Anzahl der Windungen auf dem Transformator zu verändern. Die Anordnung hat den Nachteil, daß die Ausgangsspannung nur in kleinen diskreten Stufen veränderlich ist. Es ist aber oft eine kontinuierliche Ausgangsspannung erwünscht, da sie kein Schwingen von benachbarten Kontakten erzeugt, wenn sie dazu benutzt wird, den Eingang eines selbstausgleichenden Servosystems mit hoher Servoschleifenverstärkuiig zu speisen. Außerdem sind die Kontakte, mit denen die Spartransformatoranzapfungen verbunden sind, der Abnutzung unterworfen. In all the arrangements described so far, the generation of the independent increment is thereby carried out that one can scan a tapped autotransformer with a brush, the effect the brush consists in changing the number of turns on the transformer. The order has the disadvantage that the output voltage can only be changed in small discrete steps. But it is Often a continuous output voltage is desired as there is no oscillation of adjacent contacts when used to generate the input of a self-balancing servo system with high To feed servo loop amplification. Also are the contacts to which the autotransformer taps are connected are subject to wear.

Aus diesem Grund ist es oft vorzuziehen, die Spartransformatoren durch kopplungsvariable Transformatoren mit getrennter Primär- und Sekundärwicklung zu ersetzen, die so angeordnet sind, daß die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung sich linear mit der Verschiebung zwischen Primär- und Sekundärwicklung ändert. Ein derartiger Transformator ist keine Schaltvorrichtung und kann offensichtlich keine Umschaltpunkte an dem niedrigtourigen Schalter bestimmen. Ein derartiger kopplungsvariabler Transformator wird infolgedessen mit sehr großem Vorteil in Anordnungen wie in Fig. 4 und 5 verwendet, bei denen, da eine Vorschalt-Interpolation benutzt wird, die genaue Umschaltzeit für die hochtourige Vorrichtung unwichtig ist, vorausgesetzt, daß sie einen ausgedehnten Linearitätsbereich besitzt, so daß jeder Unbestimmtheitszeitraum hinsichtlich der Stellung des niedrigtourigen Schalters überdeckt werden kann. Der benötigte Linearitätsbereich für die hochtourige Vorrichtung ist durchFor this reason it is often preferable to replace the autotransformers with variable coupling transformers with separate primary and secondary windings, which are arranged so that the output voltage the secondary winding changes linearly with the shift between primary and secondary winding changes. Such a transformer is not a switching device and obviously cannot Determine the switching points on the low-speed switch. Such a coupling variable transformer is consequently used with very great advantage in arrangements as in FIGS. 4 and 5, at which, since a pre-interpolation is used, the exact switching time for the high-speed device is unimportant provided that it has an extensive range of linearity such that any period of uncertainty can be covered with regard to the position of the low-speed switch. Of the required linearity range for the high-speed device is through

bestimmt, wobei η die Anzahl der Kontakte ist, die auf dem niedrigtourigen Schalter bei einer Umdrehung der hochtourigen Welle überstrichen werden, und wobei Δ das Inkrement ist, das notwendig ist, um Störungen auf Grund der verhältnismäßig ungenauen Einstellung der Schaltzeit zu vermeiden. Die Anzahl η der Kontakte kann nicht kleiner als 2 sein. Im Falle eines kopplungsvariablen Transformators ist es aber vo'rzuziehen, η größer als 2 zu machen, wobei η = 4 eine geeignete Zahl ist. Der Grund hierfür ist, daß bei η = 2 der Winkel Θ größer als 180° sein muß, so daß die Ausgangsspannung des Spartransformators linear über einen Winkel Verschiebungsbereich, der größer als 180° ist, variieren muß. Das ist schwierig durchzuführen und enthält die weitere Schwierigkeit, daß die Wellenform der Enveloppe der sekundären Ausgangsspannung nicht symmetrisch mit Rücksicht auf irgendeinen Drehwinkel sein kann. Alis diesem Grunde ist es vorzuziehen, η = 4 zu wählen und einen kopplungsvariablen Transformator zu verwenden, der zwei Sekundärwicklungen hat, deren magnetische Achsen im rechten Winkel zueinander stehen.where η is the number of contacts that are swept over on the low-speed switch during one revolution of the high-speed shaft, and where Δ is the increment that is necessary to avoid disturbances due to the relatively imprecise setting of the switching time. The number η of contacts cannot be less than 2. In the case of a variable coupling transformer, however, it is preferable to make η greater than 2, where η = 4 is a suitable number. The reason for this is that at η = 2 the angle Θ must be greater than 180 °, so that the output voltage of the autotransformer must vary linearly over an angular displacement range which is greater than 180 °. This is difficult to do and includes the further problem that the waveform of the envelope of the secondary output voltage cannot be symmetrical with respect to any angle of rotation. For this reason, it is preferable to choose η = 4 and use a variable coupling transformer that has two secondary windings with their magnetic axes at right angles to each other.

Fig. 8 stellt eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 4 dar. Die Anordnung nach Fig. 8 verwendet einen nicht angezapften, kopplungsvariablen Transformator. Die Bezugszeichen 71 und 72 bezeichnen die Magnetkerne der Injektoren 41 bzw. 42 für das abhängige Inkrement. Die Primärwicklungen 43 und 45 dieser Injektoren sind mit den Sekundärwicklungen 73 bzw. 74 des kopplungsvariablen Transformators 75 verbunden, wobei die magnetischen Achsen dieser Wicklungen, wie vorher schon angegeben, rechtwinklig zueinander verlaufen. Die Wicklungen 73 und 74 sind so angeordnet, daß sie mit der nicht dargestellten hochtourigen Welle umlaufen, so daß die Winkelverschiebung dem unabhängigen Inkrement entspricht. Der Transformator 75 hat elektrisch gleichsinnige Primärwicklungen 76 und 77, die über die Netzklemmen 13 und 14 gespeist werden. Die aufeinanderfolgenden Sekundärwicklungen der Injektoren 41 und 42 sind jeweils in entgegengesetztem Sinne gewickelt, wobei jede Sekundärwicklung in der Zeichnung als eine einzige Windung gezeichnet ist, die nur dadurch hergestellt ist, daß der entsprechende Leiter durch den Injektorkern hindurchgeht. So läuft die Leitung zu dem Kontakt al in einem Sinne durch den Kern 71., während die Leitung nach α 3 ihn im entgegengesetzten Sinne durchläuft usf. Ähnlich läuft die Leitung nach a2 in einem Sinne durch den Kern 72, während die Leitung nach α4 im entgegengesetzten Sinne verläuft usf.Fig. 8 illustrates a modification of the arrangement of Fig. 4. The arrangement of Fig. 8 uses an untapped variable coupling transformer. The reference numerals 71 and 72 denote the magnetic cores of the injectors 41 and 42, respectively, for the dependent increment. The primary windings 43 and 45 of these injectors are connected to the secondary windings 73 and 74, respectively, of the variable-coupling transformer 75, the magnetic axes of these windings, as previously indicated, being perpendicular to one another. The windings 73 and 74 are arranged to revolve with the high-speed shaft, not shown, so that the angular displacement corresponds to the independent increment. The transformer 75 has primary windings 76 and 77 in the same direction, which are fed via the mains terminals 13 and 14. The successive secondary windings of the injectors 41 and 42 are each wound in opposite directions, each secondary winding being drawn in the drawing as a single turn which is produced only by the fact that the corresponding conductor passes through the injector core. Thus, the line to the contact al runs through the core 71 in one sense, while the line to α 3 runs through it in the opposite sense, and so on. Similarly, the line to a2 runs through the core 72 in one sense, while the line to α4 im opposite sense, etc.

Die Arbeitsweise des kopplungsvariablen Tranformators nach Fig. 8 ist in Fig. 9 dargestellt. Die horizontalen Linien 78, 79, 80 und 81 stellen die Spannungen dar, welche von dem Spartransformator 1 an vier aufeinanderfolgenden Kontakten des niedrigtourigen Schalters, beispielsweise an α\, a2, aZ, a-4, angelegt werden. Die vertikalen Linien stellen aufeinanderfolgende Verschiebungen um 90° der Sekundärwicklungen 73 und 74 von einer Bezugsstellung aus dar, in der die Wicklung 73 mit ihrer magnetischen Achse rechtwinklig zu den magnetischen Achsen der Wicklungen 76 und 77 steht. Die gestrichelte Kurve 82 stellt in bezug auf die Basislinie 78 die Spannung dar, die in die Leitung zu dem Kontakt al durch den Injektor 41 eingeführt wird; sie ist linear proportional der Spannung, die an der Sekundärwicklung 73 erhalten wird. Die Kurve 83 stellt in bezug auf die Basislinie 79 die Spannung dar, welche in die Leitung zu dem Kontakt α2 durch den Injektor 42 eingeführt wird, sie ist linear proportional der Spannung an der Sekundärwicklung 74. Ähnlich stellen die Kurven 84 und 85 in bezug auf die Basislinien 80 und 81 die Spannungen dar, welche in die Zuleitungen zu den Kontakten α 3 und α 4 eingeführt werden, wobei die Kurven 84 und 85 Negative der Kurven 82 und 83 sind, da die entsprechenden Injektor wicklungen umgekehrt sind. Während die niedrigtourige Bürste 40 den Kontakt a 1 überstreicht, ändert sich die von ihm abgenommene Spannung längs der Kurve 82, bis an dem Punkt 86 die Bürste 40 auf den Kontakt a2 übergeht. Die Ausgangsspannung ändert sich dann längs der Kurve 83 bis zum Punkt 87, wo die Bürste 40 auf den Kontakt a3 übergeht. Die Ausgangsspannung ändert sich dann gemäß der Kurve 84 bis zum Punkt 88, von wo an die Ausgangsspannung von dem Kontakt α 4 abgenommen wird usf.The operation of the variable coupling transformer of FIG. 8 is shown in FIG. The horizontal lines 78, 79, 80 and 81 represent the voltages which are applied by the autotransformer 1 to four successive contacts of the low-speed switch, for example to α \, a2, aZ, a-4. The vertical lines represent successive displacements by 90 ° of the secondary windings 73 and 74 from a reference position in which the winding 73 has its magnetic axis at right angles to the magnetic axes of the windings 76 and 77. The dashed curve 82, with respect to the base line 78, represents the voltage introduced into the line to the contact a1 by the injector 41; it is linearly proportional to the voltage obtained across the secondary winding 73. Curve 83 represents, with respect to baseline 79, the voltage introduced into the line to contact α2 by injector 42, it is linearly proportional to the voltage on secondary winding 74. Curves 84 and 85 represent similarly with respect to FIG the base lines 80 and 81 represent the voltages which are introduced into the leads to the contacts α 3 and α 4, the curves 84 and 85 being negatives of the curves 82 and 83, since the corresponding injector windings are reversed. While the low-speed brush 40 sweeps over the contact a 1, the voltage picked up by it changes along the curve 82 until the brush 40 passes over to the contact a2 at the point 86. The output voltage then changes along curve 83 up to point 87, where brush 40 changes over to contact a3. The output voltage then changes according to curve 84 up to point 88, from where the output voltage is taken from contact α 4 and so on.

Hieraus kann ersehen werden, daß die Ausgangsspannung einer jeden Sekundärwicklung auf dem kopplungsvariablen Transformator 75 nur in einer linearen Beziehung zu der Winkelverschiebung über einen Bereich von ± (45° +<5) in bezug auf jede Stel-From this it can be seen that the output voltage of each secondary winding is on the coupling variable transformer 75 only in a linear relationship to the angular displacement across a range of ± (45 ° + <5) with respect to each digit

90Ϊ 759/32190Ϊ 759/321

lung, die einer Nullaus'gängsspannung entspricht, zu stehen braucht. Der Winkelzuwachs δ ist erforderlich, damit jede Unbestimmtheit bezüglich des Übergangszeitpunktes der Bürste 40 von einem niedrigtourigen Schalterkontakt zum nächsten überdeckt wird. Praktisch genügt ein linearer Bereich von etwa ± 60° den Bedingungen.that corresponds to a zero output voltage. The increase in angle δ is necessary so that any uncertainty with regard to the point in time of transition of the brush 40 from one low-speed switch contact to the next is covered. In practice, a linear range of approximately ± 60 ° is sufficient for the conditions.

Der kopplüngsvariable Transformator kann von beliebiger Bauart sein.The coupling variable transformer can be of any type.

In der _in Fig. 8 dargestellten Anordnung ist angenommen worden, daß die Ausgängsspannung der Sekundärwicklungen 73 und 74 von drei Schleifringen abgenommen wird. Anstatt die Richtung aufeinanderfolgender Sekundärwicklungen in den Injektoren jeweils umzukehren, können, wie in Fig. 10 dargestellt, die Ausgangsspannungen der Sekundärwicklungen 73 und 74 von zwei Kommutatoren abgenommen werden, von denen einer die Kontaktbögen 89 und 90 und die Bürsten 91 und 92 und der andere die Kontaktbögen 93 und 94 und die Bürsten 95 und 96 einschließt. Die Primärwicklung 43 des Injektors 41 wird zwischen die Bürsten 95 .und 96 geschaltet, während die Primärwicklung 45 des Injektors 42 zwischen die Bürsten 91 und 92 geschaltet wird. . .The arrangement shown in FIG. 8 is assumed been that the output voltage of the secondary windings 73 and 74 of three slip rings is removed. Instead of the direction of successive secondary windings in the injectors respectively As shown in FIG. 10, the output voltages of the secondary windings 73 can be reversed and 74 are removed from two commutators, one of which the contact arcs 89 and 90 and the Brushes 91 and 92 and the other includes contact sheets 93 and 94 and brushes 95 and 96. the Primary winding 43 of injector 41 is connected between brushes 95 and 96, while the primary winding 45 of the injector 42 is connected between the brushes 91 and 92. . .

Fig. 11 zeigt die Anwendung eines derartigen kopplungsvariablen Transformators auf eine Interpolationsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 wiedergegeben ist. In diesem Falle sind nur die Sekundärwicklungen des kopplungsvariablen Transformators gezeigt. Die Primärwicklungen sollen durch dem Interpolationsfaktor.proportionale Spannungen gespeist werden. Die Kommutatoren schalten die Sekundärwicklungen 73 und 74 wechselweise in die Ausgangsleitungen der Bürsten 25 und 26. . . ■Fig. 11 shows the application of such a coupling variable Transformer to an interpolation device as shown in Fig. 1. In in this case only the secondary windings of the variable coupling transformer are shown. the Primary windings should be fed by the interpolation factor. Proportional voltages. the Commutators switch the secondary windings 73 and 74 alternately into the output lines of the Brushes 25 and 26.. . ■

Bei allen Ausführungsbeispielen ist die Bezugsspannung zwischen die Enden des Hauptspartransformators gelegt. Die Bezugsspannung kann jedoch auch an Abgriffe des Spartransformators angelegt werden, die nicht festzuliegen brauchen.In all exemplary embodiments, the reference voltage is placed between the ends of the main autotransformer. However, the reference voltage can also are applied to taps on the autotransformer that do not need to be fixed.

Weiterhin ist bisher angenommen worden, daß die an den Kontakten auftretenden Spannungen mindestens nominell gleich sind, wenn die Bürste, von der die Ausgangsspannung abgenommen wird, zwei Kontakte überbrückt. Praktisch können indessen die Bezugspünkte derartig gewählt sein, daß eine leichte Diskontinuität zwischen den in Frage kommenden Spannungen auftritt; das bedeutet, daß die Bürste einen Abschnitt des Spartransformators kurzschließt, sofern nicht Vorkehrungen dagegen getroffen worden sind. Derartige Vorkehrungen' können in der Einschaltung von Widerständen in die Leitungen zu den Kontakten bestehen oder "in der Einschaltung von Induktivitäten in die Leitungen, welche auf einen gemeinsamen. Kern gewickelt, sind,,' wobei die Induktivitäten in aufeinanderfolgenden Leitungen jeweils im . entgegengesetzten.-Sinn gewickelt sind. Die Impedanz derartiger. Induktivitäten kann dadurch erhöht werden, daß sie.eme'S'ekundärwicklung, an, deren-Enden ein Belastungswiderstand liegt, auf dem Kern haben.Furthermore, it has hitherto been assumed that the voltages occurring at the contacts are at least nominally the same if the brush from which the output voltage is drawn bridges two contacts. In practice, however, the reference points can be chosen in such a way that a slight discontinuity occurs between the voltages in question; this means that the brush will short-circuit a section of the autotransformer unless precautions have been taken. Such precautions can consist in the connection of resistors in the lines to the contacts or in the connection of inductances in the lines which are wound on a common core, where the inductances in successive lines are in opposite directions . -.. meaning are wound, the impedance of such inductances can be increased in that sie.eme'S'ekundärwicklung, at whose ends there is a load resistance, have on the core.

......

Claims

Patent claims:

,1. Device for the automatic interpolation of control commands, which are dargestell ^ are as voltage, hti. who made a selection among the voltage values by means of a tapped transformer and a selection device, subdivided the selected voltage through further voltage dividers and the so. The voltage obtained ^ is added to the originally selected voltage, characterized in that the additional voltage dividers are fed by the applied reference voltage, so that the first transformer is not unevenly loaded ....

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the additional voltage divider are fed by secondary windings (23,24) which are inductive but not conductive with the tapped transformer are coupled.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in, that the additional voltage divider with injection transformers (41, 42) are connected, which the divided voltage before the Feed the selector.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the selection device contains a brush (40) and a number of contacts (α) and that the additional voltage dividers contain two selector arms (44, 46) on which the brush (40 ) are removed from one contact (a) to the next supplementary voltages, and that the one injection transformer (41) is arranged so that it supplies one of the supplementary voltages in the positive sense before one of the two contacts, which is carried out simultaneously by the brush (40) during the switching time are touched, while the other injection transformer (42) is arranged so that it supplies the other supplementary voltage in the negative sense before the second contact, which is simultaneously touched by the brush.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the injection transformers have secondary windings (d) which are switched on alternately in the lines from the taps of the tapped transformer (1) to the contacts (α),

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that that the contacts (α) of the selector, alternately with taps on, two Transformers (49, 50) are connected and that the injection transformers have secondary windings (51, 53 and 52, 54) that are connected to the two tapped transformers (49 and 50) in Are connected in series.

7. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the. Alternating selector arranged in two tracks. Contacts (#) and a brush (25 or 26) for each lane contains, wherein the brush is arranged so that it touches the one contact before the other brush - the previous contact that leaves the voltage alternately during successive Rounds of the additional Voltage dividers removed by the brushes (25, 26) and that the interval during which the brushes simultaneously make contacts on the concerned, -tracks, touch, sufficient, transitions from "one" circulation to the other in the additional 3pantiungsteieriern to allow.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that 'that the additional voltage dividers include two transformers (6th and 7th) similar voltage sources (23, 24) are fed, and having center taps associated with one of the brushes and the dial of a third Brush (8) connected by the. the output voltage decreased and that. alternately along the transformers (6, 7) is moved.

9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the additional voltage divider comprise a single transformer (29) fed by the voltage source (23) and has a center tap (10) from which the output voltage is taken, and the two has further brushes (27, 28) which are alternately moved along the transformer (29) and are connected to the respective brush (25, 26) of the dialing device.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the voltage dividers are adjustable autotransformers (6, 7) .

11. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the additional voltage dividers have variable coupling transformers with primary and secondary windings (73, 74, 76 and 77) are rotatable against each other and thus perform an essentially stepless voltage division.

12. The device according to claim 11, characterized in that that the magnetic axes of the secondary windings (74, 73) of the coupling variable Transformers are at right angles to each other and that the secondary windings are rotated with each other with respect to the primary windings (76, 77), the secondary windings are connected by a gear to the selector that a rotation of 90 ° of the Secondary windings versus the primary windings moving from one tap to the other next on the tapped transformer (1).

13. The apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the secondary windings (73, 74) of the variable coupling transformer coupled by injection transformers (41, 42) with successive lines from the taps of the transformer (1) to the contacts (a) of the selector are.

14. Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the coupling variable Transformer is provided with switching devices (89, 96) so that the additionally subdivided Voltage can be taken alternately from the secondary windings.

15. The apparatus of claim 1 for interpolating values of a function of two Variable, characterized in that each variable has a separate voltage divider (65 or 69).

16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that a number of transformer secondary windings (b) are turned on in the lines from the taps of the input transformer (1) to the contacts (α) of the selector, the secondary windings having a common one Have primary winding (30) which adds corrective voltages to the voltages drawn from the tapped transformer.

Considered publications:
German patent specifications No. 184 205, 519 562,
347, 647 965, 887 368.

For this purpose 2 sheets of drawings