DE1253796B - Differentialregler - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G05b

G05f
Deutsche Kl: 21c-46/51

Nummer: 1253 796

Aktenzeichen: 8 85007VI

Anmeldetag: 30. April 1963

Auslegetag: 9. November 1967

Die Erfindung betrifft einen Differentialregler mit zwei Photowiderständen, die durch je ein Fenster einer in Abhängigkeithvon der Differenz zweier Meßgrößen drehbaren Scheibe belichtet werden.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung dieser Art beeinflussen die Photowiderstände über Relais die Stellgröße, nämlich einen Leistungsschalter. Die drehbare Scheibe wird mit einer Drehzahl betrieben, deren Größe und Richtung von der Differenz der beiden Meßgrößen, nämlich der Frequenzen zweier parallel zu schaltender Netze, abhängt. Sind die Frequenzen nahezu gleich, so werden die beiden hintereinandergeschalteten Relais nacheinander erregt und bewirken so die Betätigung des Leistungsschalters.

Ferner ist ein Geschwindigkeitsregler bekannt, bei dem ein Photowiderstand und ein ohmscher Widerstand in Reihe geschaltet sind. An dem ohmschen Widerstand kann die Stellgröße abgegriffen werden. Der Photowiderstand wird in Abhängigkeit von der Differenz zweier Meßgrößen belichtet, und zwar geschieht die Differenzbildung mittels zweier unabhängig voneinander angetriebener drehbarer Scheiben, die je ein Fenster aufweisen, so daß die Relativstellung der beiden Fenster für die auf den Photowiderstand gelangende Lichtmenge maßgebend ist. Das Fenster der einen Scheibe weist eine der gewünschten Regelkennlinie angepaßte Gestalt auf. Die Antriebsvorrichtung für diese Scheibe besteht aus einem Elektromotor, dessen Feldspule von einem an den ohmschen Widerstand angeschlossenen Verstärker gespeist wird.

Ferner sind einfache Differentialregler bekannt, bei denen ein Doppelamperemeter zur Differenzbildung von zwei oder mehr Steuergrößen dient. Das Doppelamperemeter verstellt hierbei den Abgriff eines Potentiometers, das zur Gewinnung der Stellgröße dient.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines einfachen und zuverlässigen Differentialreglers, der mindestens ebenso empfindlich ist wie bekannte gleichartige Vorrichtungen und im allgemeinen keine Nachverstärkung erfordert.

Der erfindungsgemäße Differentialregler mit zwei Photowiderständen, die durch je ein Fenster einer in Abhängigkeit von der Differenz zweier Meßgrößen drehbaren Scheibe belichtet werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für die Scheibe aus einem von den Meßgrößen gespeisten Doppelamperemeter besteht, daß die Fenster eine der gewünschten Regelkennlinie angepaßte, zueinander spiegelbildliche Gestalt aufweisen und daß die beiden Photowiderstände, an denen die Stellgröße abgegriffen werden kann, in Reihe geschaltet sind.

Differentialregler

Anmelder:

Fujio Suganuma, Tokio

Vertreter:

Dr. H. Hermelink, Patentanwalt,
München 60, Apolloweg 9

Als Erfinder benannt:
Fujio Suganuma, Tokio

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 30. April 1962 (17 798),
vom 6.Mi 1962 (28485)

Die neue Kombination, für die kein Elementenschutz begehrt wird, ist gegenüber bekannten Differentialreglern dieser Art mechanisch und elektrisch weit einfacher und arbeitet trotzdem genau. Der erfindungsgemäße Differentialregler ist so empfindlich, daß im allgemeinen keine Nachverstärkung erforderlich ist. Durch die Verwendung einer einzigen Scheibe mit zwei spiegelbildlich angeordneten Fenstern kann ein konstanter Eingangswiderstand an der Reihenschaltung der beiden Photowiderstände erzielt werden, was für die Belastung der Spannungsquelle und für die Anzeigegenauigkeit vorteilhaft ist.
Der erfindungsgemäße Differentialregler kann auch dazu verwendet werden, in an sich bekannter Weise mehrere in ihrer Charakteristik verschiedene Ausgangsgrößen gleichzeitig abzuleiten. Hierzu sind weitere Reihenschaltungen von Photowiderständen und ohmschen Widerständen über den Umfang der mit entsprechenden Fenstern von gleicher oder anderer Gestalt versehenen Scheibe verteilt und stehen zugehörigen Lichtquellen gegenüber.

Handelt es sich nicht um die Messung von Gleichstromgrößen, sondern von Wechselstromgrößen, so wird den Spulen des Doppelamperemeters in bekannter Weise je ein Zweiwegegleichrichter vorgeschaltet. Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Hierin ist

A b b. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Differentialreglers,

709 687/305

Claims (3)

A b b. 2 eine Darstellung der verwendeten Scheibe, A b b. 3 ein Schaltbild der Photowiderstände und A b b. 4 die Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In A b b. 1 sind 0 und 1 die Eingangsklemmen und 0 und 2 die Ausgangsklemmen des Reglers. S1 und S2 sind Photowiderstände, z. B. aus Cadmiumsulfid. Sie sind in Reihe geschaltet, und die äußeren Klemmen der Reihenschaltung stellen die Eingangsklemmen dar, während die Ausgangsspannung zwischen der Mittelanzapfung und einer Außenklemme abgenommen wird. Ein Doppelamperemeter M besitzt zwei Spulen, an welche die Steuersignale ^1 und g., angelegt werden können. Auf der Achse des Amperemeters sitzt eine Scheibe D. Diese Scheibe besitzt zwei Fenster W1 und W.„ deren Gestalt sich mit dem Drehwinkel der Scheibe ändert. Sie stehen zwei Lampen L1 und L., gegenüber, die von einer konstanten Spannungsquelle E betrieben werden. Die Lampen L1 und L., sind so angeordnet, daß ihr Licht die Photowiderstände S1 und S2 durch die Fenster in der Scheibe D erreichen kann und daß die Lichtmenge sich je nach dem Drehwinkel ändert. Wenn die Signale ^1 und g.? eine bestimmte Größe haben, steht die Scheibe gemäß A b b. 2 in einer entsprechenden Stellung hinsichtlich der Photowiderstände. Nimmt nun das Signal ^1 etwas zu, so dreht sich die Achse des Doppelamperemeters M in Richtung des PfeilesX in Abb. 1, wodurch die auf den Photowiderstand S1 fallende Lichtmenge abnimmt und die auf den Photowiderstand S2 fallende Lichtmenge zunimmt. Dadurch erhöht sich der Widerstandsvvert von S1, und der Widerstandswert von S2 verringert sich, wodurch sich eine der durch die Drehung der Scheibe verursachten Flächenänderung der Fensteröffnung entsprechende Spannungsänderung zwischen den Ausgangsklemmen 0 und 2 ergibt. Die an die Eingangsklemmen 0 und 1 angelegten zu regelnden Signale werden also durch den Unterschied zwischen den Signalen ^1 und g2 gesteuert, und an den Ausgangsklemmen 0 und 2 tritt das geregelte Signal auf. A b b. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Hierbei sind die Photowiderstände S1 und S2 nicht in Reihe geschaltet, sondern liegen je in Reihe mit einem Widerstand R bzw. R'. Die Anordnung ist nicht auf zwei derartige Reihenschaltungen beschränkt, sondern es können noch weitere Photowiderstände S mit zugehörigen Widerständen R auf dem Umfang der Scheibe verteilt sein. Die Enden 0 und 1 der Reihenschaltung sind wieder die Eingangsklemmen und die Enden 0 und 2 der Photowiderstände die Ausgangsklemmen. Die verschiedenen Fenster W1 und W9 können hier verschiedene Formen haben. So ist z. B. das Fenster W1 stufenförmig und das Fenster w» stetig verlaufend gezeichnet. Auf diese Weise können verschiedene von der Differenz zweier Führungsgrößen g1 und g., abhängige Signale gleichzeitig gewonnen werden. Falls die Führungsgröße ein Wechselstrom ist, so wird den beiden Spulen des Doppelamperemeters je ein Zweiwegegleichrichter vorgeschaltet. Damit ist die Differentialregelung unabhängig von der Schwingungsform oder Phase der Führungsgröße. Die Empfindlichkeit der Einrichtung hängt von der Empfindlichkeit des Doppelamperemeters ab. Da solche Strommesser sehr empfindlich gebaut werden können, ist häufig kein Verstärker erforderlich. Patentansprüche:

1. Differentialregler mit zwei Photo widerständen, die durch je ein Fenster einer in Abhängigkeit von der Differenz zweier Meßgrößen drehbaren Scheibe belichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für die Scheibe (D) aus einem von den Meßgrößen (g_v £0) gespeisten Doppelamperemeter (M) besteht, daß die Fenster (W₁, W₂) eine der gewünschten Regelkennlinie angepaßte, zueinander spiegelbildliche Gestalt aufweisen und daß die beiden Photowiderstände (S₁, S.,), an denen die Stellgröße abgegriffen werden kann, in Reihe geschaltet sind.

2. Differentialregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Reihenschaltungen von Photowiderständen und ohmschen Widerständen über den Umfang der mit entsprechenden Fenstern von gleicher oder anderer Gestalt versehenen Scheibe verteilt sind und zugehörigen Lichtquellen gegenüberstehen.

3. Differentialregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Spulen des Doppelamperemeters je ein Zweiwegegleichrichter vorgeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 196 023,480 912,
632;

schweizerische Patentschrift Nr. 202 951;
USA.-Patentschrift Nr. 2 262 361;
VDI-Zeitschrift, Jg. 1960, S. 344/345.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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