Vorrichtung zur elektrischen Anzeige des Quotienten zweier Meßgrößen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektrischen Anzeige des Quotienten
zweier Meßgrößen. Es sind Schaltungen bekannt, durch die eine elektrische Regelung
des Verhältnisses zweier Meßgrößen bewirkt wird. Solche Verhältnisregler, die z.
B. ein vorbestimmtes Verhältnis einer Brennstoffmenge zur Verbrennungsluftmenge
regeln, ermöglichen jedoch keine elektrische Anzeige des Quotienten. In vielen Fällen
ist jedoch eine fernübertragbare und vom Regelungsvorgang unabhängige Quotientenanzeige
erwünscht, wobei die im Zähler oder Nenner auftretenden Meßgrößen auch das Produkt
zweier Meßwerte sein können.Device for the electrical display of the quotient of two measured quantities
The invention relates to a device for the electrical display of the quotient
two measurands. Circuits are known through which an electrical control
the ratio of two measured quantities is effected. Such ratio regulator, the z.
B. a predetermined ratio of an amount of fuel to the amount of combustion air
regulate, but do not allow an electrical display of the quotient. In many cases
However, it is a quotient display that can be transmitted remotely and is independent of the control process
desirable, whereby the measured variables appearing in the numerator or denominator also include the product
can be two measured values.
Eine Aufgabe dieser Art liegt beispielsweise vor, wenn eine auf Normalzustand
reduzierte Dampfmenge angezeigt und gemessen werden soll, wobei bekanntlich außer
dem Mengenmeßwert ein Druck-und ein Temperaturmeßwert berücksichtigt werden müssen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit möglichst einfachen Mitteln den Quotienten
zweier beliebiger Meßgrößen anzuzeigen. Es sind Vorrichtungen zur elektrischen Anzeige
des Quotienten zweier Meßgrößen bekannt, bei welchen die Meßgrößen als EiMtellwerte
eines Einstellwiderstandes dargestellt werden, von denen der eine im Stromkreis
der einen und der andere im Stromkreis der zweiten Wicklung eines Kreuzfeldinstrumentes
liegt. Bei den bekannten Anordnungen dieser Art liegen die beiden Stromkreise, in
denen jeweils ein Einstellwiderstand und eine Kreuzspulwicklung in Reihe liegen,
parallel zueinander an einer gemeinsamen Spannungsquelle an. Nun kommt es bei einer
solchen Quotientenanzeige sehr stark auf eine strenge Proportionalität zwischen
dem Meßwert und der dadurch gestellten elektrischen Stromstärke an. Wenn diese Linearität
nicht in beiden Stromkreisen gegeben ist, dann hängt der angezeigte »Quotientenmeßwertu
nicht nur von dem Quotienten, sondern auch von den Absolutwerten der Meßgrößen ab.
Das ist bei den bekannten Anordnungen nur annähernd und nur dann gegeben, wenn der
Widerstand R bzw. R' der Kreuzspulenwicklungen klein gegen die eingestellten Widerstandswerte
x bzw. y der Einstellwiderstände ist: Die Ströme durch die Kreuzspulen sind nämlich,
wenn U die Spannung der gemeinsamen Spannungsquelle bezeichnet
Somit ist dort auch nur eine angenäherte Quotientenbildung nur für große x und y
gegeben. Es bietet auch in
der Praxig häufig Schwierigkeiten, die Widertände der Kreuzspulwindungen klein genug
gegen die Größe der Einstellwiderstände zu machen, wenn man mit handelsüblichen
BauelenZenten auskommen will. Bei den bekannten Anordnungen handelt es sich nicht
um Kreuzspul-, sondern um Kreuzfeldinstrumente. Das sind aber äquivalente Bauelemente.One task of this type is, for example, when an amount of steam reduced to the normal state is to be displayed and measured, it being known that in addition to the measured amount, a pressure and a temperature value must be taken into account. The object of the invention is to display the quotient of any two measured variables with the simplest possible means. Devices for the electrical display of the quotient of two measured variables are known, in which the measured variables are represented as set values of a setting resistor, one of which is in the circuit of the one and the other in the circuit of the second winding of a cross-field instrument. In the known arrangements of this type, the two circuits, in each of which an adjusting resistor and a cross-coil winding are connected in series, are connected to a common voltage source in parallel with one another. In the case of such a quotient display, a strict proportionality between the measured value and the electrical current strength established thereby is very important. If this linearity is not given in both circuits, then the displayed quotient measured value depends not only on the quotient, but also on the absolute values of the measured quantities. In the known arrangements, this is only approximate and only given if the resistance R or R 'of the cross-coil windings is small compared to the set resistance values x or y of the setting resistors: The currents through the cross-wound coils are namely, if U is the voltage of the common Referred to as voltage source
Thus there is only an approximate formation of the quotient only for large x and y. It also offers in In practice, there are often difficulties in making the resistance of the cross-wound windings small enough compared to the size of the setting resistance if one wants to get by with commercially available components. The known arrangements are not cross-coil instruments, but cross-field instruments. But these are equivalent components.
Es ist ferner eine Anordnung zur Quotientenanzeige mit einem Kreuzspuleninstrument
bekannt, dessen beide Wicklungen in zwei in Reihe an einer Spannungsquelle liegenden,
je einen veränderbaren Stromteiler enthaltenden Stromkreis liegen. Dabei werden
jedoch die Widerstände der Stromteiler nach Maßgabe dei Meßwerte verändert, so daß
der Innenwiderstand der Stromkreise nicht konstant ist. Dadurch wird die Linearität
zwischen Einstellwert und Ström in der zugehörigen Kreuzspulenwicklung gestört.It is also an arrangement for displaying quotients with a cross-coil instrument
known, the two windings of which in two series connected to a voltage source,
each have a circuit containing a variable current divider. Be there
however, the resistances of the current divider changed in accordance with the measured values, so that
the internal resistance of the circuits is not constant. This will make the linearity
Disturbed between the set value and the current in the associated cross-coil winding.
Demgegenüber besteht die Erfindung in der Kombination folgender, an
sich bekannter Merkmale: a) Zwei Wicklungen eines Kreuzspuleninstrumentes liegen
in je einem Stromkreis mit einem veränderbaren Strpinteiler, und die beiden Stromkreise
liegen in Reihe: an einer Spannungsquelle; b) die Stromteiler sind von je einem
Potentiometerwiderstand gebildet, an dessen Schleifer jeweils eine Klemme der Stromquelle
angeschlossen ist.In contrast, the invention consists in the combination of the following
well-known features: a) There are two windings of a cross-coil instrument
in one circuit each with a changeable string divider, and the two circuits
are in series: at a voltage source; b) the flow dividers are each from one
Potentiometer resistance is formed, each of which has a terminal of the power source on its wiper
connected.
Bei einer solchen Anordnung bleibt der Innenwiderstand der beiden
Stromkreise unabhängig vom Einstellwert konstant, so daß strenge Linearität zwischen
den Einstellwerten und den Kreuzspulenströmen, mithin mithin eine einwandfreie Quotientenanzeige
erzielt wird.
A b b . 1 zeigt die einfachste Form einer solchen
Schaltung in üblicher Darstellung; A b b. 2 zeigt die gleiche Schaltung in einer
das Verständnis derselben etwas erleichternden, vereinfachten Darstellung.With such an arrangement, the internal resistance of the two remains
Circuits constant regardless of the setting value, so that strict linearity between
the setting values and the cheese currents, therefore a perfect quotient display
is achieved.
A b b. 1 shows the simplest form of such
Circuit in the usual representation; A b b. 2 shows the same circuit in one
the understanding of the same somewhat facilitating, simplified representation.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 1 und 2 liegen in dem Stromkreis
jeder der beiden Kreuzspulwicklungen 1, 2 ein Potentiometer El, E2 und Festwiderstände
R1, R2, r1, r2, die in A b b. 2 zur Vereinfachung weggelassen worden sind. Die Kreuzspulwicklungen
1, 2 sind bei 3 einseitig miteinander verbunden. Zwischen den Abgriffen der
Spannungsteiler El und EZ liegt eine Spannung einer beliebigen Spannungsquelle an.
Die Meßwerte werden an den Spannungsteilerabgriffen eingestellt. Der eine ist proportional
x, der andere proportional y, wobei x und y die Potentiometer-Einstellwerte sind.
Zwischen Abgriff und dem einen Ende des Potentiometers liegt dann der Widerstand
Elx bzw. EZy und zwischen Abgriff und dem anderen Ende des Widerstandes der Widerstand
El (1 -x) bzw. EZ (1-y). Die Widerstände der beiden Kreuzspulwicklungen seien
mit Rwi und Rwa bezeichnet.In the embodiment according to A b b. 1 and 2 are in the circuit of each of the two cross-coil windings 1, 2, a potentiometer El, E2 and fixed resistors R1, R2, r1, r2, which are shown in A b b. 2 have been omitted for simplicity. The cross-wound windings 1, 2 are connected to one another at 3 on one side. A voltage from any voltage source is present between the taps of the voltage dividers El and EZ. The measured values are set at the voltage divider taps. One is proportional to x and the other is proportional to y, where x and y are the potentiometer setting values. The resistor Elx or EZy is then located between the tap and one end of the potentiometer and the resistor El (1 -x) or EZ (1-y) between the tap and the other end of the resistor. The resistances of the two cheese windings are denoted by Rwi and Rwa.
Die Verhältnisse seien zunächst an Hand der vereinfachten A b b. 2
betrachtet. Darin fließt durch die Schaltung ein Gesamtstrom J, welcher sich an
dem linken Spannungsteilerabgriff (x) verzweigt in zwei Teilströme il und il', welche
sich bei 3 wieder zu einem Strom J vereinigen, der sich wieder in zwei Teilströme
12 und i2' verzweigt. Diese laufen an dem rechten SpannungsteilerabgrifF (y) zusammen.
Es gilt nun
The relationships are initially based on the simplified A b b. 2 considered. A total current J flows through the circuit, which branches at the left voltage divider tap (x) into two partial currents il and il ', which combine again at 3 to form a current J, which branches again into two partial currents 12 and i2'. These converge at the right voltage divider tap F (y). It is now valid