DE1210576B

DE1210576B - Anzeige- oder Registrierinstrument mit rueckwirkungsfreien Abgriffen der Zeigerstellung

Info

Publication number: DE1210576B
Application number: DES52923A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Viktor Stigler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-03-29
Filing date: 1957-03-29
Publication date: 1966-02-10

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOId

Deutsche KL: 42 d-1/12

Nummer: 1210 576

Aktenzeichen: S 52923IX b/42 d

Anmeldetag: 29. März 1957

Auslegetag: 10. Februar 1966

Es sind rückwirkungsfreie Abgriffe an Anzeigebzw. Regelinstrumenten bekannt, die eine HF-Schwingschaltung benutzen. Ein solcher Oszillator besteht aus einer Schwingkreis- und einer Rückkopplungsspule und einem verstärkenden Element, z.B. einer Röhre oder einem Transistor. Es läßt sich dann z.B. bei Meßinstrumenten am beweglichen Organ ein Schirmfähnchen anbringen, das bei der Zeigerbewegung zwischen die Schwingkreis- und Rückkopplungsspule eintritt und so den Schwingzustand der Schaltung ändert. Mit dieser Änderung lassen sich Schaltvorgänge auslösen. Es läßt sich eine solche Anordnung z.B. als Maximalkontakt verwenden. Dabei kann dann der Oszillator im nicht schwingenden Zustand sein, wenn ein eingestellter Maximalwert ereicht ist. Steigt die Meßgröße und dabei die Zeigerstellung weiter an, so tritt das bewegliche Organ mit dem Schirmfähnchen aus dem Bereich der Spulen heraus und der Oszillator schwingt wieder. Eventuell nachgeschaltte Einrichtungen können nicht unterscheiden, ob beim Schwingungszustand des Oszillators das bewegliche Organ mit dem Schirmfähnchen vor oder hinter dem eingestellten Maximalwert liegt. Das Signal geht also beim Überschreiten des Maximalwertes verloren. In vielen Fällen ist es aber wünschenswert, die Lage des beweglichen Organs vor oder nach einer festgelegten Stellung zu wissen. Zum Beispiel dann, wenn nach Überschreiten einer bestimmten Stellung ein dauerndes Warnsignal ausgelöst oder eine Regeleinrichtung gesteuert werden soll.

Es ist ein Regelabgriff an einem Ausschlagsinstrument bekannt, der im Prinzip aus einem Hallblättchen besteht, dessen sogenannte Hallspannung durch Eintreten des Blättchens in ein magnetisches Feld geändert wird. Die Hallspannung kann dabei, je nach Richtung des Magnetfeldes, verschiedene Vorzeichen annehmen, so daß ein nachfolgendes bistabiles Element, z. B. ein polarisiertes Relais, nur einen Eingang benötigt, auch wenn zwei verschiedene Abgriffe abgetastet werden. Die Abtastung des Zeigerausschlags mit Hilfe einer Hallsonde hat jedoch zwei andere Nachteile. Entweder muß das Hallblättchen bewegt werden, dann sind insgesamt vier bewegliche Stromzuführungen allein für das Hallblättchen notwendig, im anderen Fall muß die Magnetfeldanordnung bewegt werden. Die dazu notwendigen Permanentmagnete bilden für das bewegliche System eines Instrumentes eine in den meisten Fällen unzuträgliche Massevermehrung.

Die Erfindung geht demgegenüber von einem Anzeige- oder Registrierinstrument mit zwei längs des Anzeige- oder Registrierinstrument mit
rückwirkungsfreien Abgriffen der Zeigerstellung

Anmelder:

Siemens &Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Viktor Stigler, Karlsruhe

Ausschlagsweges des Zeigers angeordneten berührungs- und rückwirkungsfreien Abgriffen, beispielsweise Hochfrequenzabgriffen aus und ist dadurch

ao gekennzeichnet, daß der Ausgangssignal-Anschluß je eines der Abgriffe mit je einem von zwei, die beiden stabilen Schaltzustände eines bistabilen Elementes bestimmenden Steuereingängen des bistabilen Elementes verbunden ist.

as Im einzelnen beeinflußt dabei ein bewegliches Organ eine gewählte Grenzstellung einschließende Fühlorgane, die wiederum ein bistabiles Schaltelement so steuern, daß dessen jeweiliger Schaltungszustand Auskunft über die Lage des beweglichen Organs rechts oder links von der Grenzstellung gibt. Das bistabile Schaltelement kann dann entweder Regeleinrichtungen steuern, die dafür sorgen, daß ζ. Β. bei Überschreiten eines festgelegten Meßwertes die Meßgröße so lange zurückgeregelt wird, bis der festgelegte Wert wieder unterschritten ist. Die Fühlorgane werden zweckmäßigerweise durch je eine Schwingkreis- und Rückkopplungsspule zweier Hochfrequenzoszillatoren gebildet. Das bewegliche Organ kann dann mit einem Schirmfähnchen ausgestattet sein, das die Schwingkreisspulen gegen die Rückkopplungsspulen je nach seiner Stellung abschirmt und so den Schwingungszustand der Oszillatoren ändert bzw. unterbricht. Es läßt sich natürlich auch denken, als Fühlorgane lichtelektrische Wandler anzuordnen. Die Kombinationen der Schwingkreisspulen mit den zugehörigen Oszillatorspulen können längs einer Skala verschiebbar eingerichtet werden, so daß beliebige Werte mit ihnen eingegrenzt werden können. Als bistabiles Element läßt sich z.B. ein polarisiertes Relais mit zwei Wicklungen in entgegengesetztem Wicklungssinn verwenden. Es kann aber auch ein polarisiertes Relais und zwei nachfolgende

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Relais so geschaltet werden, daß die Wirkung eines bistabilen Kreises hervorgerufen wird. Selbstverständlich können auch rein elektronische bistabile Kippschaltungen mit Elektronenröhren oder Transistoren verwendet werden. Insbesondere bei der Verwendung von Transistoren sowohl für die Oszillatorschaltungen als auch für das bistabile Schaltelement lassen sich die ganzen Zusatzeinrichtungen im Gehäuse eines normalen Meßinstrumentes unterbringen. Der beschriebene Grenzstellungsabgrifl läßt sich nach geringfügiger Abwandlung auch als ein Anzeigemittel für Richtungsänderungen benutzen. Werden die beiden Fühlorgane, die die Grenzstellung einschließen, über einen größeren Bereich einer Instrumentenskala voneinander getrennt, so kann die damit gewonnene Anordnung in Verbindung mit dem geschilderten bistabilen Element dazu benutzt werden, eine automatische Umschaltung verschiedener Anzeigebereiche eines Meßinstrumentes zu bewirken. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung mit zwei Figuren näher erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und sollen die Erfindung nicht auf diese eine Ausführung beschränken. In der F i g. 2 wird die Anwendung des rückwirkungsfreien Stellungsabgriffes bei einem Anzeigeinstrument mit verschiedenen Meßbereichen gezeigt. F i g. 1 zeigt im wesentlichen zwei gleichartig aufgebaute Oszillatoren 1, deren Schwingspule 2 und Rückkopplungsspule 3 so angeordnet sind, daß das elektromagnetische Feld zwischen Rückkopplungsspule und Schwingspule von einem Schirmfähnchen 4 unterbrochen werden kann. Das Schirmfähnchen 4 wird von einem nicht gezeichneten beweglichen Organ längs einer ebenfalls gedachten Skala geführt. Den Oszillatoren 1 sind Gleichrichter 5 nachgeschaltet, die die jeweiligen Schwingströme der Oszillatoren gleichrichten und den Wicklungen 6 eines polarisierten Relais mit zwei Ruhelagen zuführen. Je nach Schwingzustand des einen oder anderen Oszillators ist dann entweder der Kontakt Z oder T des polarisierten Relais geschlossen. F i g. 2 zeigt in schematischer Weise ein Drehspulinstrument, bei dem ein Zeiger 7 längs einer Skala 8 durch eine Drehspule 9 bewegt wird. Verschiedene Empfindlichkeitsbereiche können durch zwei Serienwiderstände zur Drehspule A₁ und R₂ eingestellt werden. Am Ende der Skala ist die beschriebene Anordnung eines Oszillators 10 mit Schwingspule 11 und Rückkopplungsspule 12 angebracht. Im ersten Drittel der Skala ist ein zweiter Oszillator 13 mit einer Schwing- und Rückkopplungsspule 14 und 15 angeordnet. Die Schwingströme der Oszillatoren werden über Gleichrichter den zwei Wicklungen W₁, W₂ eines polarisierten Relais 19 mit den Kontakten T und Z zugeführt. Über die Kontakte T, Z werden jeweils ein Relais B bzw. A unter Strom gesetzt. Das Relais B bedient den Ruhekontaktb_r Relais^ besitzt den Arbeitskontakt O₁ und den Rühekontakt a₂. Die übrigen dargestellten Schaltungseinzelheiten dienen der Stromversorgung. Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende:

Beim Anlegen einer Meßspannung soll zuerst der empfindliche Bereich eingeschaltet sein, d. h. der Vorschaltwiderstand R₂ ist durch den Ruhekontakt a₂ des Relais A kurzgeschlossen. Beim Durchtritt eines Schirmfähnchens20 durch die Spulen des Oszillators 13 wird der Schwingungszustand dieses Oszillators unterbrochen. Es wirkt nur der Strom des anderen Oszillators 10 in W₂ und Kontakt T wird geschlossen. Relais B öffnet den Kontakt b_v Damit wird keine Wirkung auf die Schaltung hervorgerufen. Sobald das Schinnfähnchen die beiden Spulen verlassen hat, schwingt Oszillator 13 wieder. Kontakt T öffnet sich, B fällt ab, b₁ ist wieder geschlossen. Tritt nun das Schirmfähnchen bei weiterer Erhöhung der Meßgröße zwischen die Spulen des Oszillators 10, dann schwingt nur noch der andere

ίο Oszillator. Über die Wicklung^ wird der KontaktZ geschlossen, damit wird Relais A unter Strom gesetzt, A schließt den Kontakt a_x und hält sich damit selbst; öffnet a₂ und schaltet dadurch den unempfindlichen Meßbereich ein. Der Zeiger geht nun zurück und kann auf der unempfindlichen Einteilung der Skala anzeigen. Es muß nur dafür gesorgt werden, daß die Stellung der Fühlorgane und die Anzeigebereiche sich nicht überschneiden. Beim Sinken des Meßwertes und Unterbrechung des Oszillators

ao 13 wird das Instrument in gleicher Weise wieder auf den empfindlichen Bereich geschaltet.

Claims

Patentansprüche:

1. Anzeige- oder Registrierinstrument mit zwei längs des Ausschlagweges des Zeigers angeordneten berührungs- und rückwirkungsfreien Abgriffen, beispielsweise Hochfrequenzabgriffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangssignal-Anschluß je eines der Abgriffe (10,

13) mit je einem von zwei, die beiden stabilen Schaltzustände eines bistabilen Elementes (19) bestimmenden Steuereingängen des bistabilen Elementes (19) verbunden ist.

2. Anzeige- oder Registrierinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktgeber je eine Schwingkreis- und Rückkopplungsspule (11, 12; 14, 15) zweier Hochfrequenzoszillatoren (10, 13) verwendet sind.

3. Anzeige- oder Registrierinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches Organ (9) mit einer zwischen zwei Spulen (11,12; 14,15) tretenden Fahne (20) einen Einfluß beider Spulen aufeinander ändert.

4. Anzeige- oder Registrierinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktgeber zwei lichtelektrische Wandler angeordnet sind.

5. Anzeige- oder Registrierinstrument nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeich-

net, daß Kontaktgeber auf einer Skala (8) eines Anzeigeinstrumentes verschiebbar angeordnet sind.

6. Anzeige- oder Registrierinstrument nach Ansprach 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein polarisiertes Relais (19) mit zwei Wicklungen (W₁, W₂) als bistabiles Schaltelement verwendet ist.

7. Anzeige- oder Registrierinstrument nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als bistabiles Schaltelement eine Multivibratorschaltung mit Röhren oder Transistoren zugeordnet ist.

8. Anzeige- oder Registrierinstrument nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeich-

net, daß Hochfrequenzoszillatoren (10,13) innerhalb des Instrumentengehäuses angeordnet sind.

9. Anzeige- oder Registrierinstrument nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeich-

net, daß zwei Hochfrequenzkontaktgeber (11, 12; 14, 15) und ein bistabiles Schaltelement (19) zur automatischen Meßbereichsumschaltung eines Meßinstrumentes dienen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 366 223, 732218; USA.-Patentschrift Nr. 2 536 806;

Siemens-Zeitschrift, Band 20 (1940), Heft 3, S. 93 bis 98;

Elektronik (1955), Nr. 8, S. 185 bis 188;

P. G or lieh: Die Anwendung der Photozellen, Band 7 der Technisch-Physikalischen Monographien, Leipzig (1954), S. 36 bis 46 und 58.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen