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Elektrische Mehrfachmeßanordnung zum aufeinanderfolgenden Messen und
gleichzeitigen Anzeigen mehrerer physikalischer Größen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Meßanordnung mit mehreren Meßkanälen zum aufeinanderfolgenden Messen und
gleichzeitigen Anzeigen mehrerer veränderlicher, physikalischer Größen, in welcher
für jede Meßgröße ein Meßkanal mit einer Wheatstoneschen, vorzugsweisen kapazitiven
Brückenschaltung vorgesehen und ein elektrisches Meßgerät in einem Zweig jeder Brückenschaltung
eingeschaltet ist, wobei die aus den Störungen des Gleichgewichts der Brückenschaltung
resultierenden elektrischen Veränderungen auf dem Bildschirm eines Kathodenstrahloszillographen
angezeigt werden.
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Die gemessenen Größen brauchen für die Durchführbarkeit der Erfindung
nicht notwendig gleichartig zu sein. Es genügt vielmehr, daß sämtliche gemessenen
Größen in elektrische Größen umwandelbar sind.
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Die Verwendung von abgestimmten Brücken, bei denen die Abweichung
aus der Abstimmung ein Maß für die zu messende veränderliche Größe darstellt, ist
bekannt. Derartige Brückenanordnungen werden bekannterweise in einer Vielzahl von
Meßanordnungen verwendet.
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Auch sind Meßanordnungen bekannt, bei denen nur eine Größe gemessen
werden kann und für die Messung einer neuen Größe die eingesetzte Meßbrücke gegen
eine neue ausgetauscht werden muß.
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Bei einer derartigen Anordnung zeigt der Oszillograph nur die Veränderungen
einer einzigen Meßgröße, nicht aber die Veränderungen einer Mehrzahl von Meßgrößen.
Bei einer derart bekannten Anordnung ist der Meßbrückeneingang mit einer sinusförmigen,
in einer Oszillatorschaltung erzeugten Spannung beaufschlagt, wobei der Ausgang
der Meßbrücke über einen Verstärker und einen Demodulator zum Anzeigegerät führt.
Bei dieser Anordnung handelt es sich um eine trägerfrequenzmodulierte Meßanordnung
mit einem Anzeigegerät, welches mit einem Phasendreher ausgestattet ist. Bei dieser
bekannten Anordnung geht es nicht um die Verknüpfung der Oszillatorschaltung mit
der Modulatorschaltung in einer einzigen Mehrgitterröhre.
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Weiterhin ist bereits eine Mehrfachkontrolleinrichtung beschrieben,
bei welcher die gewünschte Anzahl sogenannter Profilgalvanometer eines neben dem
anderen aufgestellt ist, die alle unabhängig voneinander arbeiten können. Die Vereinigung
der abzulesenden Angaben zu dem Zweck, ein einziges Signalminimum und ein einziges
Signalmaximum zu geben, wenn irgendeine der abzulesenden Größen die eine oder andere
dieser Grenzen erreicht, ist durch eine zusätzliche photoelektrische Einrichtung
verwirklicht. Wenn sich eine derartige Vorrichtung auch für die Praxis als ausreichend
erwiesen hat, so weist sie doch Nachteile auf, wenn man die Zahl der gleichzeitigen
Kontrollen vervielfacht. Hierdurch werden aber die Gestehungskosten wegen der Vielzahl
der vollständigen Zellen und der Notwendigkeit einer sorgfältigen mechanischen Verwirklichung,
welche die Aufstellung in einer geraden Reihe gewährleistet, wie es wegen der photoelektrischen
Einrichtung erforderlich ist, verhältnismäßig hoch.
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Darüber hinaus gilt es, die Aufgabe zu lösen, die Angaben eines in
der Luft befindlichen Flugzeuges zu übermitteln, was sich nicht ohne Hilfe zusätzlicher
Einrichtungen verwirklichen läßt, da die radioelektrische Übermittlung es nicht
gestattet, mit einfachen Mitteln eine konstante Relation zwischen der Intensität
des empfangenen Signals sowie dem ausgestrahlten Signal zu gewährleisten, was den
Schwankungen der Verluste bei der Funkübertragung zuzuschreiben ist.
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Auch sind Anordnungen bekannt, bei denen eine Reihe von Meßkanälen
aus einzelnen Brückenschaltungen bestehen, wobei die Eingänge der Brückenschaltungen
nacheinander mit Impulsen beaufschlagt werden. Die Impulszüge werden in den einzelnen
Brückenschaltungen zugeordneten Oszillatoren er-
zeugt, die miteinander
derart verbunden sind, daß die Löschspannung des vorhergehenden Oszillators den
nächstfolgenden Oszillator zündet. Der letzte Oszillator zündet wiederum den ersten,
so daß die zugehörigen Brückenschaltungen in einem umlaufenden Zyklus mit Impulsen
beaufschlagt werden. Die Impulsform wird durch einen Formungskreis gesteuert, der
von einem Hauptoszillator beaufschlagt ist.
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Hieraus ergibt sich bereits eine wesentlich aufwendigere Bauweise
als beim Erfindungsgegenstand.
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Außerdem wird der Ausgang der einzelnen Meßbrükken nicht wie beim
Erfindungsgegenstand in den Modulations- und Oszillatorstromkreis zurückgeführt,
sondern unmittelbar über einen getrennten Verstärker auf die Anzeigevorrichtung
gegeben. Ferner ist kein Bezugsgrößenkanal vorgesehen, sondern es liegt ein zusätzlicher
Impulsgenerator vor, der eine Aussetzperiode von der Dauer eines Impulses vorsieht,
während der der Rücklauf des Kathodenstrahls sich vollziehen kann. Durch die Schaltung
wird keine zusammenhängende Darstellung der einzelnen Meßgrößen erzielt. Alle auf
dem Bildschirm sichtbaren horizontalen Linien stellen entweder Meßgrößen oder die
Bezugsgröße dar. Außerdem sind die Amplituden der einzelnen veränderlichen Meßgrößen
in bezug auf die Bezugsgröße durch irgendwelche in die Schaltung eingeführten Fehlergrößen,
z. B. Temperaturkonstanten der für die Schaltung verwendeten Elemente, nicht anzeigbar,
da es überhaupt keine Bezugsgröße gibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Meßanordnung mit mehreren
Meßkanälen zum aufeinanderfolgenden Messen und gleichzeitigen Anzeigen mehrerer
veränderlicher physikalischer Größen zu schaffen, bei der stets die wahren Werte
der Amplituden der gemessenen Größen angezeigt werden, und zwar ohne Rücksicht auf
die Verstärkung oder Dämpfung des Systems, die sich zwischen dem Meßgerät und dem
Kathodenröhrenanzeigeschirm ereignet Dies wird dadurch erreicht, daß a) den Meßkanälen
in an sich bekannter Weise wenigstens ein Bezugsgrößenkanal gleichzeitig parallel
geschaltet ist; b) jeder Meßkanal eine Hochfrequenzoszillatortriode enthält, deren
Ausgang gleichzeitig an den Eingang der dazugehörigen Brückenschaltung und an das
erste Gitter der Mehrgitterröhre angeschlossen ist, während der Ausgang der Brückenschaltung
mit dem zweiten Gitter der Mehrgitterröhre verbunden ist; c) eine Kommutatorschaltung
für die Sperrung der Eingänge und Ausgänge aller Kanäle bis auf einen vorgesehen
ist, demzufolge nacheinander die Ausgänge je eines Meßkanals und des Bezugsgrößenkanals
an den Kathodenstrahloszillographen angeschlossen werden.
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Hierdurch wird es möglich sein, daß der auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre
erzeugte Linienzug durch den Rücklauf des Kathodenstrahles geschlossen wird, wobei
die Amplituden oder besser die senkrechten Ablenkungen dieser Rückläufe den Bezugsgrößen
direkt proportional sind, welche beispielsweise durch die Einstellung eines Potentiometers
vorgegeben sind. Mit dem jetzt möglichen Schließen des Linienzuges auf dem Bildschirm
durch das tÇbertragen der Bezugsgrößen wird sichergestellt, daß stets die wahren
Werte der Amplituden oder Ablenkungen
der gemessenen Größen angezeigt werden, unabhängig
von einer Verstärkung oder Schwächung bzw.
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Dämpfung des zwischen der Meßvorrichtung und dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre
liegenden Systems, da die Amplituden oder Ablenkungen der Meßwerte und der Bezugswerte
jeweils um denselben Betrag verstärkt oder gedämpft werden.
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Es werden hochfrequente Schwingungen von einer Oszillatortriode in
eine abgeglichene Brücke gegeben, die anschließend dann durch die Meßgröße ausgelenkt
werden. Außerdem wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine einzige Röhre als
kombinierte Oszillatortriode und Modulatorheptode verwendet, was eine völlige Stabilität,
Betriebssicherheit und aber auch geringe Kosten und größte Einfachheit gewährleistet.
Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung in einfacher Weise am Ausgang
des Meßkanals, nämlich der Anode der Mehrgitterröhre, eine modulierte hochfrequente
Spannung erhalten, welche über einen Verstärker auf einen Oszillographen gegeben
werden kann. Die am Ausgang des Meßkanals auftretende Spannung wird durch ein RC-Glied
auf ein bestimmtes Gleichspannungspotential angehoben. Die Kurve, welche auf dem
Schirm der Kathodenstrahlröhre erzeugt wird, wird durch den Rückweg oder die Rückwege
der Lichtmarke geschlossen, wobei die Amplituden dieser Rückwege die Bezugsgrößen
darstellen, die durch die Einstellung des Potentiometers in der festen Kapazitätsbrücke
festgelegt sind. In der nachfolgenden Beschreibung ist die Messung verschiedener
physikalischer Größen, wie z. B. Kräfte, Massen, Beschleunigungen, Temperaturen,
beschrieben, welche leicht in dimensionelle Veränderungen übertragen werden können.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Kommutatorschaltung
als mechanisch angetriebener Kommutator ausgebildet. Weiterhin kann vorteilhafterweise
jeder Kanal eine Kippschaltung für die Sperrspannung des Kanals enthalten. Darüber
hinaus kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Mehrgitterhöhe in sich die
Oszillatortriode und Modulatorheptode vereinigen. Auch sind gemäß einer weiteren
vorteilhaften Ausbildung der Erfindung der Meßkanal und Bezugsgrößenkanal an ein
gemeinsames RC-Kopplungsglied angeschlossen.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt das Schaltschema eines Meßelementes, welches einen der
Meßkanäle nach der Erfindung darstellt; Fig.2 zeigt die charakteristischen Kurven
der verwendeten Elektronenröhren, welche die geraden Teile der genannten Kurven
darstellen, welche durch die den zu messenden Größen entsprechenden Spannungsveränderungen
nutzbar gemacht worden sind; F i g. 3 zeigt ein Schaltschema der Gesamtheit der
mehreren Meßelemente nach F i g. 1 in Verbindung mit einer Sperrvorrichtung für
die Meßkanäle sowie einer Kathodenstrahlröhre für die gleichzeitige Ablesung der
gemessenen Größen; F i g. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer elektronischen
Sperrvorrichtung für die Meßkanäle; F i g. 5 stellt die gleichzeitige Anzeige der
gemessenen Größen auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre gemäß Fig. 3 dar, wobei
die Veränderungen der Lichtmarke als mittlere Bezugslinien dienen;
Fig.
6 zeigt die Verwendung eines weißen Leuchtschirms mit gestrichelten Blenden, die
auf der Kathodenstrahlröhre angeordnet sind, um die den gemessenen Größen auferlegten
Maximal- und Minimalgrenzen zu markieren; F i g. 7 stellt die gleichzeitige Wiedergabe
der Größen dar, damit die Rücksendungslinie der Lichtmarke als untere Bezugslinie
dient; F i g. 8 gibt die gleichzeitige Anzeige mit abwechselnd verschobenen Rücksendungslinien
der Lichtmarke dar, um die oberen und unteren Bezugslinien zu bilden: Nach F i g.
1 wird eine Frequenzumwandlerröhre (Triode-Heptode) verwendet, welche entsprechend
dem Schema der Figur geschaltet ist. Das Triodenelement ist entsprechend einem klassischen
Schaltschema in einem Oszillator angeordnet. Das Gitter 60 der Triode ist auf ein
Gitter G3 der Heptode H geschaltet, welche so auf die Frequenz des Oszillators moduliert
ist. Die Schwingungsspule 1a ist magnetisch mit einer anderen Spule 1b gekuppelt,
welche den Speisetransformator der Brücke S,-S2 bildet. Die aus der Verstimmung
resultierende Spannung der kapazitiven Wheatstone-Brücke wird auf das Gitter G1
der Heptode mittels eines Potentiometers P geleitet, welches einen Spannungsteiler
bildet, wodurch es möglich ist, die Verstärkung derart zu reduzieren, daß der Ablesemaßstab
jedes einzelnen Meßelements variiert werden kann, um sie der zulässigen Toleranz
anzugleichen.
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Die Arbeitsweise ist wie folgt: Am Eingang der Brücke S1-S2 steht
eine Wechselspannung mit veränderlicher Spannung zur Verfügung, welche sich in Phase
oder Gegenphase zum Oszillator befindet. Die Ausgangsspannung des Oszillators ist
auf das Gitter G3 geschaltet, welches die Funktion eines Phasendiskriminators erfüllt,
sobald das Ausgangssignal der Brücke auf das Eingangsgitter G, geschaltet wird.
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Die Veränderung der Gleichspannung der Anode ist eine lineare Funktion
der Verschiebungen der beweglichen Elektrode der Meßlehre S1-S2. Sie resultiert
aus der doppelten Modulation der Anodenspannung der Heptode durch die Gitter G1
und G3.
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Die Wechselspannung, welche den Anodenstrom der Heptode moduliert,
kann auch vorher entnommen werden. Sie ist gleichfalls eine lineare Funktion der
Verschiebungen, was zwei Verwendungsmöglichkeiten des Signals gibt, die durch die
beiden Stellungen HF und CC des Kommutators A dargestellt sind.
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Die Spannungskurve (F i g. 2) ist auf einem langen Abschnitt, welcher
allein verwendbar ist, eine Gerade, während sie sich wegen der Verwendungsgrenzen
der Röhren gegen ihre beiden Enden hin zu krümmen beginnt.
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Man sieht, daß die Spannungen entsprechend der nutzbaren Zone sich
zwischen zwei Begrenzungen Uinax und Umin befinden, die verhältnismäßig weit vom
Abschaltpunkt entfernt sind. Diese Besonderheit wird als Kontrollmittel für die
Verstärkung benutzt, indem die Spannungen Urnax, Umtn mit einer Bezugsspannung Uref
verglichen werden, die im allgemeinen mit einem mittleren Wert gewählt ist.
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Die verschiedenen Funktionen können durch getrennte Röhren verwirklicht
werden. Man kann eine zusätzliche Verstärkung benutzen, indem das Potentiometer
durch einen Verstärkerkreis ersetzt wird.
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Der besondere Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, ein Signal
zu bilden, welches am Nullpunkt der
Brücke verwendbar ist, ein Signal also, welches
dann allein von der Speisespannung des Oszillators abhängig ist und mit einer Gleichspannung
verglichen werden kann, die gleichfalls abhängig ist von der Spannung des Oszillators,
und zwar wiederum nach der Nullmethode, wie der Kommutator A auf den Stromkreis
CC der Fig. 1 geschaltet ist. Man verwirklicht auf diese Weise ein selbststabiles
Ganzes, was in einem elektronischen Meßgerät von grundlegender Bedeutung ist. Dieser
Vergleich nach der Nullmethode kann später durchgeführt werden, nämlich nach der
Verstärkung. Man verwendet zu diesem Zweck die Schaltung HF des Kommutators A gemäß
F i g. 1, welche nach Verstärkung und Gleichrichtung erneut einen Gleichstrom gibt.
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Wenn man darüber hinaus eine ausreichend negative Spannung auf die
Gitter G0 und G3 schaltet -Sperrstellung 1 des Kommutators B -, kann man die Röhre
auf Abschaltung einschalten, was es gestattet, so viel Elemente wie nötig parallel
zu schalten, wobei die Platten untereinander verbunden sind und auf einen gemeinsamen
Widerstand geschaltet sind, wodurch die Röhren nacheinander jede für sich über die
Abschaltung hinaus geschaltet werden.
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Diese Kommutation kann auf mechanischem Wege mit Hilfe einer rotierenden
Vorrichtung verwirklicht werden, ohne daß im Hinblick auf die Kontaktwiderstände
große Sorgfalt angewendet werden müßte. Die Abschaltspannung kann ohne Nachteil
gewählt werden. Eine Veränderung der Spannungen an den Lehren, die dann gesperrt
sind, ist ohne Wirkung auf die Anzeige der einzigen in Betrieb befindlichen Lehre.
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Diese Grundschaltung ist in F i g. 3 dargestellt.
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Jede Schaltung dieser Figur, welche der Gesamtheit der F i g. 1 entspricht,
ist durch ein Rechteck wiedergegeben, wobei die Rechtecke mit Tj, T2, .... . Tret
bezeichnet sind. Die Gruppe Tret ist mit den vorausgehenden bis auf die fehlende
Meßlehre identisch.
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Die Meßlehre ist in Tret durch einen einfachen Satz von zwei Kapazitäten
ersetzt.
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Die Transformationsgruppen Tt, T2, T3 Tret sind derart untereinandergeschaltet,
daß ein gemeinsamer Belastungswiderstand RC benutzt werden kann, welcher auf ACt,
AC2, ACS usw. geschaltet ist.
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Daneben legt man die Sperrstromkreise Bl, B2, B von welchen jede
auf ein Kommutatorelement C geschaltet ist, dessen Rotation durch einen Motor gesteuert
ist, und welches in jeder Winkelposition auf alle Gruppen bis auf eine eine negative
Spannung gibt, die reichlich ausreichend ist, um sie alle bis auf eine zum Abschalten
zu bringen. Die an den Klemmen des Belastungswiderstandes RC abgelesene Spannung
hängt also einzig und allein von der einzigen in Betrieb befindlichen Gruppe ab.
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In einer anderen Ausführungsform kann man auch einen rotierenden
Kommutator verwenden, um nacheinander eine einzige in Betrieb befindliche Gruppe
und den entsprechenden zugeschalteten Kanal auf den Ables-Oszilloskop zu schalten.
Auch in diesem Fall hängt die an den Klemmen des Belastungswiderstandes RC abgelesene
Spannung einzig und allein von der einzigen in Betrieb befindlichen Gruppe ab.
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Der Verstärker D und das synchronisierte Abtastsignalgerät S sind
von klassischer Bauart und auf die Kathodenröhre abgestimmt.
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Die Arbeitsweise ist wie folgt: Da nur eine der Gruppen in der Lage
ist, bei einer bestimmten vorgegebenen Stellung des Kommutators wirksam zu
werden,
ist die Spannungsdifferenz an den Klemmen des Belastungswiderstandes RC von der
Gruppe abhängig, die allein mit dieser Gruppe in Verbindung steht. Die Wechsel-
oder Gleichspannung an den Klemmen des Belastungswiderstandes RC wird angewendet
nach Verstärkung zwischen den vertikalen Platten des Oszilloskops, indem die synchronisierte
Abtastung sie von rechts nach links in Form eines Striches verlegt.
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Im Fall einer Wechselschaltung, was eine gemeinsame Masse erlaubt,
transformiert ein nicht dargestellter Gleichrichter, welcher mit einer gleichfalls
nicht dargestellten Vorrichtung zur Begrenzung der Spannung am Eingang des Verstärkers
D für den Gleichstrom in Verbindung steht, diese Wechselspannung in Gleichstrom,
was das System wieder auf den vorgehenden Anwendungsfall zurückführt.
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Im Laufe der Rotation des Kommutators werden die verschiedenen zu
messenden Werte nacheinander ausgewertet.
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Man kann noch eine elektronische Kommutation verwirklichen, wie sie
in F i g. 4 dargestellt ist, indem man ein Sperrelement der Gesamtvorrichtung C
in F i g. 3 gemäß einer Schaltung ersetzt, die mit einer sogenannten Flip-Flop-Schaltung
zu vergleichen ist.
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In dieser Figur besteht die Schaltung, welche in dem gestrichelten
Rechteck enthalten ist, aus einem Röhrenpaar BF1, BF2 in klassischer Kippschaltung.
Jede Sperrspannung, die durch B1 .... . BR in Fig.3 bezeichnet ist, wird durch ein
Kippelement geliefert, wobei die erwähnte Spannung an dem Punkt abgenommen wird,
welcher durch den Pfeil »Sperrung B1« in Fig.4 gekennzeichnet ist. Es gibt also
für ein System, welches nKanäle umfaßt, n Kippelemente.
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Der Steuerimpuls des ersten Kippelements, welcher in Richtung des
Pfeils ausgeübt wird, wird von einem Sägezahngenerator mit horizontalen Schwingungen
geliefert, welcher schematisch durch die Baueinheit S in F i g. 3 dargestellt ist.
Jedes der anderen Kippelemente wird durch das Ende des Signals des vorausgehenden
Elements gesteuert, wie es durch den Pfeil »Impuls 2« des zweiten Kippelements BF2
der F i g. 4 dargestellt ist.
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Im Fall der elektronischen Kommutation benutzt man für die Synchronisation
das reziproke Verfahren, welches darin besteht, die Synchronisation durch die Abtastung
des Oszillators zu steuern, während im Fall der mechanischen Kommutation der umgekehrte
Vorgang benutzt wird.
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In dem Fall, wo die zu messende Größe eine veränderliche Spannung
ist, wird die Gruppe T durch einen einfachen elektronischen Kommutator ersetzt entsprechend
demjenigen in Fig. 1. Die Schwingungstriode wird nicht mehr benötigt und die zu
messende Spannung am Gitter G1 abgenommen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung verwendet man ein oder zwei
zusätzliche Elemente, die auf den Nullpunkt der Brücke eingeregelt sind, oder gegebenenfalls
ein oder zwei Bezugsspannungen im Gleichstrom, die auf der gleichen Stromzuführungsleftung
abgenommen werden wie diejenige der Gesamtheit der Gruppen.
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Ein Element oder eine zusätzliche Spannung kann man entweder in den
Vorlaufstrom oder vorzugsweise in den Rückstrom der Lichtmarke einschalten, wodurch
auf den Bildschirm des Oszilloskops ein Bild in geschlossenem Umriß geformt wird,
dessen jede horizontale Linie n,, n2, ..... . einer bestimmten
Größe entspricht,
wie in Figur dargestellt. Jeder Niveaupunkt des Vorlaufstroms definiert eine gemessene
Größe, und das Niveau des Rücklaufstroms nR definiert unabhängig von der Lage des
Bildes auf dem Bildschirm eine bekannte Größe, die als Bezugsbasis dient.
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Es ist zu bemerken, wie es bereits im vorstehenden angedeutet worden
ist, daß die Spannung, die der Abschaltung entspricht, so sehr von U=ax und Urnin
abweicht, daß der Bezugspunkt außerhalb des Bildschirmes fällt. Hieraus resultiert,
daß die Spannung UR, die man als dem Nullpunkt der Brücke entsprechend gewählt hat
und die man auf die der Gleichheit der Spannungen nunmehr auf der Ablenkplatte entsprechende
Mittellinie verlegt hat, sich völlig verändert bei einer Veränderung einer selbst
schwachen Verstärkung, während dagegen relativ gesehen Umln und Umax nahe der Bezugslinie
angeordnet sind und ihre Entfernung zu dieser gleichen Linie vorzugsweise wenig
veränderlich haben.
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Die der Abschaltung entsprechende Spannung kann sich so weit entfernt
von der Bezugslinie in den großen Verstärkungen zeigen, wie es gelingt, eine Schwellendiode
zu verwenden, um die Röhre zu schützen. Der Vorteil dieser Anordnung beruht in der
dem Bedienungsmann gegebenen Gewißheit einer unveränderlichen Eichung, so daß die
UR entsprechende Linie auf dem Bildschirm klar definiert bleibt.
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Wenn darüber hinaus für jede der gemessenen Größen Minimal- und Maximalgrößen
festgelegt sind, genügt es, die Verstärkung zu regeln, damit diese Grenzwerte denselben
Werten Umin und Umax für jede der Lehren entsprechen. Diese Aufgabe ist durch das
Potentiometer P (vgl. F i g. 1) verwirklicht, damit die ununterbrochene Kurve, welche
die verschiedenen Parameter zwischen den Grenzen repräsentiert, sich vollständig
zwischen den beiden horizontalen Linien befindet, welche Urntn und Umnx entsprechen,
während jede Überschreitung dieser Grenzen zu einem Überschreiten der einen oder
der anderen dieser Linien führt.
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Im Fall einer Kathodenstrahlröhre mit weißer Lumineszenz gestatten
Farbblenden E, und E2, welche auf der Röhre angeordnet sind, eine leichte Beobachtung
der Überschreitung der Grenzen, wie in F i g. 5 dargestellt.
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Im Fall einer einfarbigen Lumineszenz der Kathodenstrahlröhre benutzt
man Bildschirme mit gestrichelten Streifen F,, F.2, wie in Figur dargestellt, welche
die Linien punktiert erscheinen lassen. Die Überschreitung der Minimal- oder Maximalgrenzlinien
entspricht gleichfalls einer Vergrößerung des Spannungsunterschiedes zwischen den
Ablenkplatten und der Anode, welche im allgemeinen auf die Masse geschaltet sind.
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Im Fall der in F i g. 7 dargestellten Kurve ist das Niveau UR der
Linie, welche durch die Rückkehr der Lichtmarke gebildet wird und als einzige Bezugslinie
verwendet wird, bestimmt durch die Vorregelung eines Kathodenpotentiometers, welcher
in einem Verstärker D angeordnet ist (vgl. F i g. 3). Für diese Ausführungsform
ist es eine wesentliche Bedingung, daß die Summe der zwei Konstanten der Kippelemente
oder der Sperrung der Kanäle für die Vorrichtung C in F i g. 3 niedriger als die
Dauer der horizontalen Abtastung ist.
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Die Kurve in F i g. 8 umfaßt über die Kurve der gemessenen Größen
hinaus zwei Bezugslinien, die auf
jeder Seite der Meßkurve angeordnet
sind. Die Bezugslinie UR ist in der gleichen Weise verwirklicht wie die entsprechende
Linie UR in F i g. 7. Die obere Bezugslinie UR, kann mittels einer Bezugslehre verwirklicht
werden entsprechend der Lehre TR in Fig.3, welche durch einen Kommutator gesteuert
wird, welcher sie beim Rückkehren der Lichtmarke ein über das andere Mal in Tätigkeit
setzt.
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Man kann die auf jeder der Platten geschalteten Spannungen mit zwei
Bezugsspannungen vergleichen mit Hilfe einer entsprechend angeordneten Diode, welche
für jede Überschreitung der Grenze einen Impuls abgibt.
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Die Mittel, die, ausgehend von einem Impuls, ein Signal von genügender
Dauer geben, um die automatischen Kontroll- oder sonstigen Vorrichtungen zu bestätigen,
sind von an sich bekannter Bauart.
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Beispielsweise kann die Vorrichtung bei der Anwendung der Erfindung
zur Kontrolle der Maße mechanischer Werkstücke od. dgl. dazu dienen, um eine Klappe
in Tätigkeit zu setzen, durch welche ein schlechtes Werkstück bei seinem späteren
Transport entfernt wird, oder um eine Unterbrechung des Arbeitszyklus einer Werkzeugmaschine
herbeizuführen, wenn das zuletzt gefertigte Werkstück nicht gut ist.
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Man erkennt die Bedeutung, die Gesamtheit der kontrollierten Parameter
einschließlich der Bezugsbasen durch eine ununterbrochene Kurve darzustellen, die
zu einer Vereinfachung der visuellen Selbstkontroll- und automatischen Steuervorrichtungen
führt, die man verwirklichen kann, wie groß auch die Zahl der zu kontrollierenden
Parameter ist.
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Wenn man die Anzeige auf weite Entfernung übertragen will, z. B.
die Anzeige am Boden im Fall eines in der Luft befindlichen Flugzeugs, wobei einerseits
eine radioelektrische Verbindung für die Dbermittlung des Signals zwischen dem gemeinsamen
Belastungswiderstand und den zahlreichen Lehren sowie andererseits der Anzeigeoszilloskop
verwendet werden, sind große Spannungsveränderungen im Empfangssignal zu befürchten,
die zu einer ständigen Verschiebung der einzigen Bezugslinie führen.
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In diesem Fall benutzt man zwei Elemente oder zwei zusätzliche Spannungen,
die man entweder in den Ausgangskreis oder vorzugsweise in den Rückkehrkreis der
Lichtmarke einschaltet, wodurch auf dem Bildschirm ein Bild mit geschlossenem Umriß
geformt wird, dessen horizontale Spuren alle einer bestimmten Größe entsprechen,
wobei jeder Niveaupunkt des Ausgangskreises eine gemessene Größe oder gegebenenfalls
eine Eichmaßgröße definiert, da nun der Rückkehrlinie, wie auch immer die allgemeine
Lage des Bildschirms ist, eine zweite Bezugslinie definiert.
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Die Bezugspositionen können alle beide auf die Rückkehrlinie geschaltet
werden, wenn man sich einer Kippschaltung bedient, die abwechselnd bei jeder geraden
oder ungeraden Rückkehrlinie die untere oder obere Markierung gibt, entsprechend
den Bezugseichmaßen.
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Man kann übrigens durch Vervielfachung der Kippschaltungen die Zahl
der Bezugslinien vergrößern, wie man ja auch die Abszissen bei der Darstellung der
Kurven auf Papier ändert.
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Zusammenfassend gibt eine Bezugsposition die Lage der Kurve und für
eine unveränderte Situation kann man die Maßstäbe als unverändert betrachten.
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Zwei Bezugspositionen geben unmittelbar den Wert
des Maßstabes und
die Situation. Die Vervielfältigung der Bezugspositionen über zwei hinaus bringt
lediglich zusätzliche Erleichterungen für die Anzeige der Ablesung.
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Sobald die Zahl der Bezugspositionen gleich oder mehr als zwei beträgt,
sind die auf dem Oszilloskop gemachten Angaben stets genau, welches auch immer die
Dämpfungen beim Empfang des Signals sind, weil sie stets auf die Grundlinien bezogen
sind, die man gleichzeitig ablesen kann.
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Unter den zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sollen
genannt werden die gleichzeitige Kontrolle gleicher Größen verschiedener Werkstücke,
die gleichzeitige Kontrolle mehrerer Größen, insbesondere mehrerer Dimensionen von
Werkstücken in Serie. Es kann dabei entweder nur angezeigt werden oder nur der Arbeitsvorgang
unterbrochen werden oder nur eine Aussonderung der Werkstücke nach ihren Maßen außerhalb
der Eichung vorgenommen werden, oder es können die erwähnten Maßnahmen vereinigt
werden. Die gleichzeitige Anzeige einer großen Zahl von Parametern kann auf einem
Bildschirm begrenzten Ausmaßes erfolgen. Die zuletzt erwähnte Anwendung ist von
besonderem Interesse für das Instrumentenbrett an Bord eines Flugzeuges, weil die
erfindungsgemäße Meßanordnung das Ablesen mehrerer Parameter zur gleichen Zeit gestattet,
was die Überwachung durch den Piloten vereinfacht.
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Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet auch sowohl mit großer Einfachheit
als auch mit großer Genauigkeit eine Landehilfe für das Flugzeug, da zu jeder Zeit
die Anzeigen der verschiedenen Bordinstrumente am Boden wiedergegeben werden können.
Bei diesem Anwendungsfall kann die radioelektrische Übertragung mit Hilfe des Bordsenders
durchgeführt werden, wobei die Radiosignale zur gleichzeitigen Übertragung in beiden
Richtungen verwendet werden kann.
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Wegen der außerordentlich einfachen Natur des so übermittelten Signals
können die Signale einfach registriert werden, um eine ständige Relation zu den
Angaben der verschiedenen Instrumente oder anderen Vorrichtungen zu geben, welche
nützliche Parameter des Flugs des Motors und der Temperatur-, Druck- usw. Bedingungen
darstellen.