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Schaltungsanordnung zur Anzeige des Sättigungszustandes eines stufenweise
magnetisierbaren Zählkernes Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur
Anzeige des Sättigungszustandes eines Zählkernes, der mehrere stabile Magnetisierungszustände
aufweist und durch Impulse konstanten Spannungs-Zeit-Integrals in die Sättigung
gebracht wird. Als Zählkern werden vorwiegend Magnetkerne mit annähernd rechteckförmiger
Hysteresisschleife verwendet, die durch die Zählimpulse von einem Remanenzzustand
in den anderen gebracht werden. Dabei ist eine Anzahl von definierten Impulsen,
die von einem Impulsformerkern geliefert werden, erforderlich. Werden Zählschaltungen
mit derartigen Zählkernen aufgebaut, dann ist ein Ausgangssignal erforderlich, das
anzeigt, daß der Zählkern seine Endstellung erreicht hat.
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Es ist eine Anordnung bekannt, die zwei Wicklungen pro Zählkern vorsieht.
Die Magnetisierungswicklung des Zählkernes ist mit einem Widerstand in Reihe geschaltet,
und die Indikatorwicklung ist mit einem Kondensator in Reihe geschaltet. Die beiden
Zweige des Zählkernes sind parallel geschaltet und werden gleichzeitig im Impulsformerkern
gespeist. Im ungesättigten Zustand wird der Kern über den ersten Zweig magnetisiert.
Dabei wird in der zweiten Wicklung zusätzlich noch eine gegenphasige Spannung induziert,
deren Amplitude annähernd gleich groß ist wie die von dem Impulsformerkern gelieferte
Eingangsspannung, so daß die Spannungen im Indikatorzweig sich nahezu aufheben.
Der Kondensator wird daher nicht aufgeladen, und es entsteht kein Ausgangssignal.
Nachdem eine bestimmte Anzahl von Zählimpulsen angelegt worden ist, kommt der Zählkern
in die Sättigung. Die beiden Wicklungen sind gegeneinander entkoppelt, und die in
den Indikatorzwei- induzierte Gegenspannung fällt weg. Der vom Impulsformerkern
kommende Zählimpuls greift durch, und der Kondensator wird aufgeladen. An Stelle
des Kondensators kann auch direkt ein Indikator eingesetzt werden. An dem Indikator
wird im nichtgesättigten Zustand jedoch stets eine kleine Restspannung stehenbleiben.
Die Größe der Restspannung ist sehr stark von den Toleranzen der Bauelemente abhängig.
Eine einwandfreie Anzeige des Sättigungszustandes läßt sich nur bei großer zugeführter
Leistung erreichen und bei entsprechenden Fehlstrombedingungen für den Indikator.
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Diesen Nachteil vermeidet eine andere bekannte Anordnung, die ebenfalls
zwei parallel geschaltete Zweige aufweist. In jedem Zweig ist zusätzlich ein Gleichrichter
eingesetzt, der für die Zählströme in Durchlaßrichtung betrieben wird. Die Dimensionierung
und Einschaltung der beiden Wicklungen des Zählkernes ist so, daß die induzierte
Spannung im Indikatorkreis größer ist als die anliegende Eingangsspannung vom Impulsformerkern.
Solange der Zählkern im nichtgesättigten Zustand ist, ist der Gleichrichter im Indikatorkreis
stets gesperrt. Damit ist sichergestellt, daß der Indikator vollkommen stromlos
bleibt und nur dann erregt wird, wenn der Zählkern gesättigt ist und die Eingangsspannung
vom Impulsformerkern durchgreift. Diese Anordnung hat jedoch noch den Nachteil,
daß der Impulsformerkern so viel Leistung abgeben muß, daß der Indikator anspricht.
Bei einer sehr großen Zählrate des Zählkernes ist der Zählimpuls entsprechend klein
und kurz, so daß ein empfindlicher schnell ansprechender Indikator vorgesehen werden
muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Indikatorschaltung für einen Zählkern
anzugeben, die unabhängig von der Größe und Dauer des Zählimpulses einen unempfindlichen
billigen Indikator verwenden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die zur stufenweisen
Magnetisierung vorgesehenen Impulse vom Impulsformerkern auf die Reihenschaltung
der Zählkernwicklung und einer Überwachungswicklung eines zusätzlichen Anzeigekernes
einwirken, daß der Anzeigekern erst beim Erreichen des Sättigungszustandes des Zählkernes
ummagnetisiert und danach über eine Rückstellwicklung wieder in die Ausgangslage
gebracht wird und daß der dabei entstehende Rückstellimpuls zum Ansprechen eines
Indikators führt. Die
Zurückstellung des Anzeigekernes kann z. B:
mit der Rückstellung des Impulsfortnerkernes erfolgen. Aus dem Impulsformerkern
wird nur die Leistung abgegriffen, die zur Ummagnetisierung des Anzeigekernes erforderlich
ist. Im nichtgesättigten Zustand des Zählkernes erzeugt der Zählstrom in der überwachungswicklung
des Anzeigekernes eine Feldstärke, die nicht zur Ummagnetisierung des Kernes ausreicht.
Dies läßt sich durch entsprechende Dimensionierung der Überwachungswicklung erreichen.
Nach jedem Zählimpuls wird eine Rückstellwicklung des Anzeigekernes in entgegengesetzter
Richtung wie die überwachungswicklung erregt. Der Rückstellstromkreis des Anzeigekernes
ist unabhängig von der eigentlichen Zählschaltung und ist erfindungsgemäß mit einer
entsprechenden Zeitkonstanten versehen und leistungsmäßig so ausgelegt, daß der
auftretende Rückstellimpuls zum Ansprechen des Indikators ausreicht. Der Indikator
ist dabei an die Reihenschaltung der Überwachungswicklung und einer zusätzlichen
Anzeigewicklung des Anzeigekernes angeschaltet. Die Aasschaltung des Indikators
erfolgt nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nur dann, wenn der Kontakt
geschlossen ist, der auch die Zurückstellung des Impulsformerkernes einleitet.
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Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 und 2 näher erläutert: Es zeigt
Fig. 1 die prinzipielle Zählschaltung und Fig. 2 die Zählschaltung mit Anzeigekern
und Indikator.
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In Fig.l ist eine multistabile Zählschaltung mit Impulsformerkern
JK und Zählkern ZK angegeben. Beide Kerne sind aus ferromagnetischem Material mit
annähernd rechteckförmiger Hysteresisschleife. Der Impulsformerkern JK wird durch
das gleichzeitige Arbeiten der Kontakte sv und sk ständig ummagnetisiert. Beim Schließen
der Schalter sv und sk wird der Kern über die Vorklappwicklung Wv magnetisiert und
nach dem Öffnen der Kontakte über die Rückklappwicklung Wr zurückgestellt. An der
Ausgangswicklung Wa des Impulsformerkernes tritt bei jedem Impuls (sv und sk geschlossen)
ein Ausgangsimpuls mit konstantem Spannungszeitintegral auf. Dieser Impuls gelangt
gleichzeitig auf die Zählkernwicklung, deren Windungszahl so dimensioniert ist,
daß der Zählkern nach einer ganz bestimmten Anzahl- derartiger Impulse in die Sättigung
kommt.
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Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Einschaltung eines besonderen Anzeigekernes
AK in die Zählschaltung und die Aasschaltung eines unempfindlichen Indikators P.
Die Impulse mit konstantem Spannungs-Zeit-Integral werden auf die Reihenschaltung
aus Zählkernwicklungen ZK und einer Überwachungswicklung w1 des Anzeigekernes AK
gegeben. Solange der Zählkern sich im nichtgesättigten Zustand befindet, nimmt der
Zählkern infolge seines großen Eingangswiderstandes den Hauptteil der Impulsenergie
auf. Der auch den AnzeigekernAK durchfließende Magnetisierungsstrom reicht nicht
aus, um den Kern umzuklappen. Hat der Zählkern seine Endstellung erreicht, dann
wird er niederohmig, und beim nächsten Impuls wird die Hauptenergie dem Anzeigekern
zugeführt, der daraufhin in die andere Sättigungslage umkippt. Während dieses Vorganges
sind die Rückstellwicklung W 2 und .die Anzeigewicklung W 3 durch sk-Kontakte abgeschaltet.
Bei der folgenden Zurückstellung des Impulsformerkernes wird die Rückstellwicklung
W 2 des Anzeigekernes in dem entgegengesetzten Sinne erregt. Der Anzeigekern
AK
wird dadurch wieder in den Ausgangszustand zurückgestellt. Über den sk-Kontakt
wurde inzwischen auch der Indikator P an die Anzeigewicklung W 3 und die Überwachungswicklung
W 1 angeschaltet. Durch entsprechende Dimensionierung der Wicklungen des Anzeigekernes
steht genügend Energie zur Verfügung, um auch unempfindliche Indikatoren zu betätigen.
Die Rückstellzeit des Anzeigekernes wird so gewählt, daß der Rückstellimpuls lange
genug ansteht und der Indikator sicher ansprechen kann. Wesentlich bei einer derartigen
Indikatoranschaltung ist, daß die Zeitkonstante im Rückstellkreis unabhängig von
den Verhältnissen der eigentlichen Zählschaltung gewählt werden kann. Ein weiterer
Vorteil der Anordnung besteht darin, daß der Zählschaltung nur sehr wenig Energie
zum Umklappen eines unbelasteten Anzeigekernes entzogen wird, denn während des Zählimpulses
sind der Indikator P und die Rückstellwicklung W 2 des Anzeigekernes abgeschaltet.