DE1212736B - Messgeraet mit grossem, insbesondere ueber 180íÒ hinausgehendem Anzeigebereich mit einer induktiven Kontakteinrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOId

Deutsche Kl.: 42 d-2/01

Nummer: 1 212 736

Aktenzeichen: V 24862 IXb/42 d

Anmeldetag: 13. November 1963

Auslegetag: 17. März 1966

Die Erfindung betrifft Meßgeräte mit großem Anzeigebereich, insbesondere größer als 180°, mit einer induktiven Kontakteinrichtung, die beim Erreichen eines einstellbaren Sollwertes durch das Meßwerk einen Signal- oder Steuerstromkreis durch Beeinflussen eines elektrischen Schwingkreises schaltet und die mit Hilfsmittel die Aufrechterhaltung dieses Söhaltzustandes nach dem Überschreiten des Sollwertes unter Verwendung eines zweiten elektrischen Schwingkreises bewirken.

Zum Auslösen eines Signals oder einer Steuerfunktion durch ein Meßgerät, wenn dessen Meßwerk mit dem Istwertzeiger einen bestimmten, durch einen verstellbaren Sollwertzeiger einstellbaren Meßwert erreicht, sind eine Reihe von Ausführungen bekannt, die auf mechanischem Wege eine Kontaktgabe bewirken. Um die bei mechanischer Kontaktsteuerung unvermeidliche Beeinflussung der Anzeigegenauigkeit des Meßgerätes auszuschalten, sind auch bereits vom Istwertzeiger magnetisch oder induktiv gesteuerte, auf dem Sollwertzeiger angeordnete Kontakteinrichtungen bekannt. Zur induktiven Steuerung einer Kontakteinrichtung verwendet man metallische, mit dem Istwertzeiger bzw. mit dessen Achse verbundene Dämpfungsfahnen, die z. B. einen elektrischen Schaltkreis beim Erreichen des eingestellten Sollwertes beeinflussen. Soll diese Kontaktsteuerung über den ganzen Meßbereich des Meßgerätes aufrechterhalten werden, dann müssen die die Kontaktgabe auslösenden, mit dem Istwertzeiger verbundenen Mittel eine entsprechende Länge haben. Aus diesem Grund sind solche Kontaktsteuerungen für einen großen Anzeigebereich ungünstig und für einen Anzeigebereich über 180° ungeeignet.

Um eine induktive Kontaktsteuerung über einen Meßbereich größer als 180° durchzuführen und aufrechterhalten zu können, wurde auch bereits vorgeschlagen, die die Beeinflussung eines elektrischen Schwingkreises bewirkenden Mittel relativ klein auszubilden und diese mit der Achse des Istwertzeigers nicht fest, sondern über eine Spiralfeder federnd zu verbinden. Beim Erreichen des Sollwertes wird dieses Mittel, z. B. eine kleine Blechfahne, die in dieser Stellung zwischen den Spulen eines Schwingkreises eintaucht, durch einen Anschlag am Sollwertzeiger festgehalten, während sich der Istwertzeiger unter Spannen der Spiralfeder weiterdrehen kann. Mit dieser Ausführung kann zwar die Kontaktsteuerung über einen Meßbereich größer als 180° aufrechterhalten werden, sie hat aber den Nachteil, daß das Spannen der Spiralfeder eine mit steigenden Meßwerten zunehmende Beeinflussung der Anzeige zur Meßgerät mit großem, insbesondere über 180°
hinausgehendem Anzeigebereich mit einer
induktiven Kontakteinrichtung

Anmelder:

ίο VDO Tachometer Werke Adolf Schindling
G.m.b.H.,
Frankfurt/M. W 13, Gräfstr. 103

Als Erfinder benannt:

Günter Joost, Frankfurt/M.-Eschersheim

Folge hat. Außerdem ist eine solche Anordnung recht empfindlich und störanfällig, da man die Spiralfeder möglichst schwach wählt, um die Anzeigebeeinflussung klein zu halten.

Es sind ferner kontaktgebende Meßgeräte bekannt, bei welchen die Kontaktgabe den Zeigerausschlag nicht beeinflußt und zwei Schaltkreise benutzt werden, die sich mittels je eines Relais gegenseitig zur Aufrechterhaltung eines Schaltzustandes verriegeln können. Auch wurde bereits vorgeschlagen, für einen richtungsempfindlichen Sollwertabgriff zwei elektrische Schwingkreise zu benutzen, die mittels einer Relaisschaltung gegenseitig beeinflußbar sind. Diese bekannten Ausführungen haben den Nachteil der mechanischen Relaiskontakte und des relativ großen Aufwandes durch die notwendigen Verstärker für die Relaissteuerung.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und löst die Aufgabe einer für das Meßwerk völlig belastungsfreien Kontaktsteuerung über einen Meßbereich größer als 180° unter Verwendung von zwei elektrischen Oszillatoren durch eine rein elektrische Verriegelung der Oszillatoren zur Aufrechterhaltung der Schaltzustände. Sie besteht in der Vereinigung der Merkmale, daß die induktive Kontakteinrichtung aus zwei einem Sollwertzeiger zugeordneten Oszillatoren, einem Hauptoszillator und einem Hilfsoszillator, die beide jeweils ein einen Luftspalt aufweisendes Spulenpaar beinhalten, und aus zwei einem Istwertzeiger zugeordneten, metallischen, gegeneinander versetzten Dämpfungsfahnen besteht, daß bei ansteigenden Meßwerten erst die mit dem Hilfsoszillator und

609 538/180

dann die mit dem Hauptoszillator zusammenwirkende Dämpfungsfahne durch den Luftspalt des entsprechenden Spulenpaares taucht und dabei die Schwingungen unterbricht, daß in der Versorgungsleitung zum Hüfsoszillator ein vom nicht schwingenden Hauptoszillator in Durchlaßrichtung geschalteter Transistor liegt und daß der Hüfsoszillator über eine Diode mit der Basis des Transistors des Hauptoszillators verbunden ist und denselben durch Anlegen einer Sperrgleichspannung an der Basis des Transistors verriegelt.

Zur Regelung der vom Hüfsoszillator dem Hauptoszillator zu dessen Verriegelung zugeführten Sperrspannung kann eine Zenerdiode dienen. In einer besonderen Ausführungsform des Meßgerätes mit auf der Zeigerachse des Meßwerkes befestigten Dämpfungsfahnen zur Beeinflussung der. Oszülatoren beim Erreichen des Sollwertes durch Eintauchen in einen Luftspalt zwischen je zwei mit dem Sollwertzeiger fest verbundenen Spulen der Oszillatoren sind die Spulen beider Oszillatoren und die Dämpfungsfahnen derart angeordnet und bemessen, daß die eine Dämpfungsfahne noch vor dem Erreichen des Sollwertes in den Luftspalt zwischen den Spulen des Hilfsoszillators und erst beim Erreichen des Sollwertes die andere Dämpfungsfahne in den Luftspalt zwischen den Spulen des Hauptoszillators eintaucht und dadurch die Schaltung des Signal- oder Steuerstromkreises bewirkt, und daß beim Überschreiten des Sollwertes zuerst die eine Dämpfungsfahne aus dem Luftspalt zwischen den Spulen des Hilfsoszillators austaucht, dieser anschwingt und dadurch die Verriegelung des Hauptoszillators bewirkt und daß erst danach die andere Dämpfungsfahne aus dem Luftspalt zwischen den Spulen des Hauptoszillators austaucht.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar in

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Meßinstruments mit Soll- und Istwertzeiger mit teilweise ausgebrochenem Zifferblatt und in

Fig. 2 ein Schaltbild der elektronischen Schalt- und Verriegelungseinrichtung.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Röhrenfedermanometer 1 gewählt, dessen Meßwerkachse 2 den über dem Zifferblatt 3 spielenden Istwertzeiger 4 trägt. Koaxial zur Zeigerachse 2 sind die Sollwertzeiger S und 6 verstellbar. Fest mit den Sollwertzeigern verbunden sind die z. B. in Kunststoff eingegossenen Schaltmittel von Oszülatoren, von denen die auf dem Sollwertzeiger S angeordneten Oszillatoren O₁ und O₂ dargestellt sind. In den bei jedem Spulenpaar 7 und 8 eines Oszillators gebildeten Luftspalt können metallische Dämpfungsbahnen 9 bzw. 10 eintauchen, die auf der Zeigerachse 2 befestigt sind.

Die schaltungstechnische Anordnung in Fig. 2 zeigt zwei an sich bekannte selbsterregte Oszillatoren, einen Hauptoszillator O₁ mit dem Spulenpaar 7 und dem Transistor T₁ sowie einen Hilfsoszülator O₂ mit dem Spulenpaar 8 und dem Transistor T₄. Dem Hauptoszillator ist eine Verstärkerstufe mit den Transistoren T₂ und T₃ und einem Relais R als Schaltglied nachgeschaltet. Der Hüfsoszillator O₂ ist einerseits über einen Transistor T₅ mit dem Pluspol einer Stromquelle und andererseits über eine Zenerdiode Z mit der Basis des Transistors T₁ des Hauptoszillators O₁ elektrisch verbunden.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Solange der Istwertzeiger 4 mit den Dämpfungsfahnen 9 und 10 zwischen Null und dem eingestellten Sollwert des Zeigers 5 spielt, schwingt der selbsterregte Hauptoszillator O₁. Das Schaltrelais R ist über den Verstärkerteü stromdurchflossen und der Relaisanker angezogen. Der Transistor T₅ ist durch eine vom Hauptoszillator O₁ gelieferte Sperrspannung gesperrt und hält den Hüfsoszillator O₂ stromlos, so

ίο daß er nicht schwingen kann. Die Dämpfungsfahnen 9 und 10 sind auf der Zeigerachse 2 derart versetzt angeordnet, daß die Dämpfungsfahne 10 in den Luftspalt zwischen den Spulen 8 des Hilfsoszillators O₂ eintaucht, bevor der Istwertzeiger den Sollwert erreicht hat. Die Dämpfungsfahne 9 taucht in den Luftspalt des Spulenpaares 7 des Hauptoszillators O₁ erst ein, wenn der Istwertzeiger 4 den durch den Sollwertzeiger 5 eingestellten Meßwert erreicht.

. Durch das Eintauchen der Dämpfungsfahne 10 in

ao den Luftspalt zwischen den Spulen 8 des Hilfsoszillators O₂ ändert sich an dem gegebenen Schaltzustand nichts, da der Hüfsoszillator O₂ zu diesem Zeitpunkt stromlos ist und somit nicht schwingen kann. Sobald jedoch die Dämpfungsfahne 9 in den

as Luftspalt zwischen den Spulen 7 des Hauptoszillators

0₁ eintaucht, wird die Schwingung des Hauptoszillators O₁ durch die bewirkte Dämpfung unterbrochen. Das Relais R wird damit stromlos, der Relaiskontakt fällt ab und löst ein Warnsignal oder einen Steuer-Vorgang aus. Gleichzeitig liegt an dem Transistor T. keine Sperrspannung mehr an. Der Transistor T₅ schaltet in Durchlaßrichtung, und der Hüfsoszillator

0₂ erhält Spannung. Seine Schwingung kann jedoch nicht einsetzen, weil er durch die Dämpfungsfahne 10 gedämpft ist. Bei weiterem Ansteigen des Meßwertes über den Sollwert hinaus verläßt zunächst die Dämpfungsfahne 10 den Luftspalt zwischen den Spulen 8 des Hüfsoszillators O₂, dessen Schwingung sofort einsetzt, wodurch über die Zenerdiode Z eine Sperrspannung auf die Basis des Transistors T₁ des Hauptoszillators O₁ gelegt ist. Dadurch kann bei weiterem Ansteigen des Meßwertes, wenn auch die Dämpfungsfahne 9 den Luftspalt zwischen dem Spulenpaar 7 des Hauptoszillators O₁ verlassen hat, bei diesem die Schwingung nicht wieder einsetzen. Der durch das Erreichen des Sollwertes durch den Istwertzeiger eingetretene Schaltzustand bleibt also auch bei weiterem Ansteigen des Meßwertes aufrechterhalten, da nun beide Dämpfungsfahnen 9 und 10 die Luftspalte verlassen haben und nicht mehr wirksam sind.

Der gleiche Vorgang wiederholt sich, wenn der Istwertzeiger mit den Dämpfungsfahnen 9 und 10 die Stellung des zweiten Sollwertzeigers 6 erreicht und einen zweiten Schaltvorgang über gleichartige Schaltmittel auslöst.

Beim Rückgang des Istwertzeigers unter den eingestellten Sollwert ist die Wirkungsweise der Schaltung gleichartig, aber in umgekehrter Reihenfolge.

Zunächst tritt nun die Dämpfungsfahne 9 in den Luftspalt des Spulenpaares 7 des Hauptoszillators O₁. Anschließend tritt auch die Dämpfungsfahne 10 in den Luftspalt des Spulenpaares 8 des Hüfsoszülators O₂. Dadurch wird die Schwingung des Hilfsoszülators O₁ durch die Dämpfung unterbrochen, und die Sperrspannung am Transistor T₁ des Hauptoszillators O₁ über die Zenerdiode Z entfällt. Die Schwingung des Hauptoszillators O₁ kann aber

wegen der Dämpfungsfahne 9 im Luftspalt zwischen den Spulen 7 noch nicht wieder einsetzen. Erst wenn die Dämpfungsfahne 9 beim Unterschreiten des Sollwertes durch den Istwertzeiger den Luftspalt zwischen dem Spulenpaar 7 verläßt, setzt die Schwingung des Hauptoszillators wieder ein, das Schaltrelais R zieht an und beendet die Warn- oder Steuerfunktion. Der Transistor T₅ erhält Sperrspannung und unterbricht die Stromversorgung des Hilfsoszillators O₂.

Im Ausführungsbeispiel sind die Schaltmittel der Oszillatoren auf dem Sollwertzeiger übereinanderliegend angeordnet und zwei Dämpfungsfahnen 9 und 10 verwendet, wobei diese aus einem Blechstück entsprechend gebogen sein können. Die Schaltmittel oder nur die Spulen der beiden Oszillatoren können auf dem Sollwertzeiger oder in fester Verbindung mit diesem auch nebeneinanderliegend angeordnet sein, so daß ihre Luftspalte in einer Ebene liegen und eine gemeinsame Dämpfungsfahne verwendet werden kann. Dabei liegen in Richtung steigender Meßwerte zuerst die Spulen des Hilfs- und dann die des Hauptoszillators, so daß die gemeinsame Dämpfungsfahne zuerst in den Luftspalt des Hilfs- und anschließend in den des Hauptoszillators eintaucht und entsprechend wieder austaucht. Die Schalt- und Verriegelungsfunktion ist dabei völlig die gleiche.

Claims (5)

Patentansprüche: 30

1. Meßgerät mit großem, insbesondere über 180° hinausgehendem Anzeigebereich, mit einer induktiven Kontakteinrichtung, zwei durch diese Kontakteinrichtung geschalteten, sich gegenseitig verriegelnden Oszillatoren, von denen der Hauptoszillator einen Signal- oder Steuerstromkreis schaltet, gekennzeichnet durch die Vereinigung der Merkmale, daß die induktive Kontakteinrichtung aus zwei einem Sollwertzeiger (5) zugeordneten Oszillatoren (O₁ und O₂), einem Hauptoszillator (O₁) und einem Hilfsoszillator (O₂), die beide jeweils ein einen Luftspalt aufweisendes Spulenpaar beinhalten, und aus zwei einem Istwertzeiger (4) zugeordneten, metallischen, gegeneinander versetzten Dämpfungsfahnen (9 und 10) besteht, daß bei ansteigenden Meßwerten erst die mit dem Hüfsoszillator (O₂) und dann die mit dem Hauptoszillator (O₁) zusammenwirkende Dämpfungsfahne durch den Luftspalt des entsprechenden Spulenpaares taucht und dabei die Schwingungen unterbricht, daß in der Versorgungsleitung zum Hilf soszillator (O₂) ein vom nicht schwingenden Hauptoszillator (O₁) in Durchlaßrichtung geschalteter Transistor (T₅) liegt und daß der Hilfsoszillator (O₂) über eine Diode mit der Basis des Transistors (Z₁) des Hauptoszillators (O₁) verbunden ist und denselben durch Anlegen einer Sperrgleichspannung an der Basis des Transistors (T₁) verriegelt.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsoszillator (O₂) zur Verriegelung des Hauptoszillators (O₁) über eine Zenerdiode (Z) mit der Basis des Transistors (T₁) des Hauptoszillators (O₁) verbunden ist.

3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsfahnen (9 und 10) auf der Zeigerachse des Istwertzeigers befestigt und in ihrer Bemessung und gegenseitigen Zuordnung so bestimmt sind, daß die dem Hilfsoszillator (O₂) zugeordnete Dämpfungsfahne (10) vor Erreichen des Sollwertes durch den Istwertzeiger in den entsprechenden Luftspalt taucht und die dem Hauptoszillator (O₁) zugeordnete Dämpfungsfahne (9) erst bei Erreichen des Sollwertes in den zugehörigen Luftspalt taucht und damit den Steuer- oder Signalstromkreis schaltet, und daß nach Überschreiten des Sollwertes erst die Dämpfungsfahne (10) aus dem Luftspalt der Spulen (8) des Hilfsoszillators (O₂) austritt und damit der Hilfsoszillator (O₂) anschwingt und den Hauptoszillator (O₁) über die Diodenverbindung verriegelt.

4. Meßgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenpaare (7 und 8) der beiden Oszillatoren (O₁ und O₂) mit den in gleicher Ebene liegenden Luftspalten nebeneinander angeordnet sind und eine gemeinsame Dämpfungsfahne (9, 10) in gegebener Reihenfolge entsprechend den ansteigenden oder abfallenden Meßwerten in die Luftspalten ein- bzw. austaucht.

5. Meßgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite in wählbarem Abstand von der ersten angebrachte induktive Kontakteinrichtung einen zweiten als oberen Grenzwert festlegbaren Sollwert ergibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1159 176;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1155 917;
österreichische Patentschrift Nr. 199 264;
»Regelungstechnische Praxis«, 1960, S. 5 bis 17.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 538/180 3.66 © Bundesdruckerei Berlin