DE1466735A1

DE1466735A1 - Nullpunktdrift-Kompensationseinrichtung fuer selbstabgleichende Instrumente

Info

Publication number: DE1466735A1
Application number: DE19641466735
Authority: DE
Inventors: Masaharu Nishimura; Toshio Numakura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1963-07-04
Filing date: 1964-07-03
Publication date: 1968-12-19
Also published as: NL6407611A; US3405335A

Description

A 28064 5. Juli 1964

EM/Ki/Bi

Firma KABUSHIKI KAISHA HITACHI SEISAKUSHO 4, 1-Chome, Marunouchi, Chiyoda-Ku, Tokyo-To, Japan

Nullpunktdrift-Kompensationseinrichtung für selbstabgleichende Inatrumente

Die Erfindung betrifft aelbstabgleichende Instrumente, inabesondere eine neue und verbesserte Nullpunktdrift-Kompenaationseinrichtung, die automatisch in der Anzeige eines Schreibgeräts auftretende HullptinktSchwankungen kompensiert, die beispielsweise auf eine thermische elektromotorische Kraft des Eingangskreises eine auf Bestandteile wie Leistungstransformatoren oder Stellmotoren zurückzuführende Induktion oder die Drift eines Gleichstrom-Wechselstrom-Umformers in einem selbstabgleichenden Inatrument, beispielsweise einem selbstabgleichenden Schreibgerät, zurückzuführen sind.

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Die Erfindung bezweckt, eine Nullpunktdrift-Kompensationseinrichtung der vorstehend angegebenen Art zu schaffen, die in den üblichen selbstabgleichenden Instrumenten auftretende Anzeigefehler, die nachstehend genauer erläutert werden, automatisch kompensiert.

Ein weiterer Zweck besteht in der Schaffung einer Kompensationseinrichtung der genannten Art, die mit geringen Kosten hergestellt werden kann und sehr zuverlässig ist.

Das Wesen und das Prinzip, sowie die Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes gehen am"besten aus der nachstehenden Beschreibung an Hand der beigefügten Zeichnungen hervor, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 in einem Schaltschema eine Ausführungsform eines üblichen selbstabgleichenden Instruments, und

Fig. 2, 3, 4 und 5 Schaltschemata von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kompensationseinrichtung.

Zur E_rläuterung des Lesens des Fehlers, der erfindungsgemäß beseitigt werden soll, sei nachstehend

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ein Beispiel eines üblichen selbstabgleichenden Instruments kurz beschrieben.

Daa in lig. 1 gezeigte selbstabgleichende Instrument üblicher Art besteht im wesentlichen aus einer Eingangsspannungsquelle E., einem Eingangswiderstand Ε., einem Potentiometer P, dessen Schleifkontakt in Reihe mit dem Widerstand R^ an einen Pol der Eingangsspannungsquelle E. angeschlossen und mit einem Stellmotor SM gekuppelt ist, mit einer Brückenschaltung, die das Potentiometer P, einen regelbaren Widerstand R- zur Nullpunkteinstellung und einen Widerstand Rp aufweist, einer Bezugsspannungsquelle E, die an die festen Klemmen des Potentiometers P angeschlossen ist, und einen Regelverstärker SA, dessen Eingang an die "Verbindung zwischen den Widerständen R- und R₂ und an den anderen Pol der Eingangsspannungsquelle E. und dessen Ausgang an den Stellmotor SM angeschlossen ist.

In dieser Schaltung verstärkt der Regelverstärker SA die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung, , welche die Bezugsspannungsquelle E an die Stellen a und b der Brückenschaltung anlegt, und der Spannung der Eingangsspannungsquelle E₁. Der Ausgang des Regelverstärkers

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SA speist den Stellmotor SM derart, daß diese Spannungsdifferenz gleich Null wird. Wenn jedoch in dem Regelverstärker und in dem Eingangskreis wie vorstehend erwähnt eine thermische elektromotorische Kraft erzeugt oder eine induktionsbedingte Störene/rgi empfangen wird, überlagert sich die resultierende Spannung der Eingangsspannung, so daß ein Anzeigefehler erhalten wird.

Die Erfindung bezweckt nun eine Beseitigung des vorstehend erläuterten Fehlers durch eine neuartige Einrichtung zur automatischen Kompensation des Fehlers.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen Einrichtung sind eine Eingangsspannungsquelle E₁, ein Eingangswiderstand B.^, ein Potentiometer P, ein Widerstand Rp, ^β^-^Ώ Regelverstärker SA und ein Stellmotor SM als Bestandteile der vorstehend beschriebenen selbstabgleichenden Schaltung angeordnet. Die erfindungsgemäße Schaltung ist jedoch zusätzlich mit einem Kompensations-Potentiometer P_o

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versehen, das einen Teil der Brückenschaltung der dargestellten Einrichtung bildet, ferner mit Schaltern SW., und SWp zum Kurzschließen des Einganges und mit einem Schalter SW, zum wahlweisen Koppeln des Potentiometers mit dem vorstehend genannten Stellmotor SM.

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Wenn die vorstehend beschriebene Einrichtung zur Durchführung von Messungen verwendet wird, bringt man die Umschalter SW₁, SWp und SW, zunächst in die Stellung (2), so daß der Ausgang des Kompensations-Potentiometers P₀ und die Gesamtdrift des Eingangskreises abgeglichen werden und der Schleifkontakt des Potentioneters P_& stillsteht. Wenn dann die Schalter SW₁, SW₂ und SW, in die Stellung (1) umgeschaltet werden, wird die der Eingangs spannung überlagerte Gesamtdrift des Eingangskreises durch das Potentiometer P_ kompensiert. Die Anzeige des nicht gezeigten Schreibgeräts entspricht daher nur der Eingangsspannung und wird von Störungen, wie thermischen elektromotorischen Kräften und induktionsbedingter Störenergie, nicht beeinflußt.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung auf selbstabgleichende Vielfachschreiber ist in Pig. 3 an Hand einer anderen Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Diese Einrichtung besitzt zusätzlich zu den vorstehend an Hand der Einrichtung der Fig. 2 beschriebenen Teilen mehrere Eingangsquellen B^₁, E^₂ ... E. , einen Drehschalter RSW und einen Synchronmotor SM. Wenn der Drehschalter RSW nacheinander die Kontakte 1 - η abgreift, befinden sich die Schalter ₁ und SW, in der Stellung (1). Diese Schalter werden

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Ln die StelLung (2) umgeschaltet, wenn der DrehschaL bee RiiW an dem Kontakt rif ! liegt.

In dieser Anordnung wird eine Kompensation periodisch und automatisch erzielt, üo laß die Herabsetzung eineß auf die Drift surückzufiihrenden Anzeigefehlers noch zuverlässiger erfoLgt.

B'ür den uchuL ter SW, kann beispielsweise ei ine federbelaatäte iu;haL tkupplung, eine mechanLsche Eielbscheibe odsr eine magnetische Kupp Lung vorwendet werden· Das Potentiometer E^J kann ständig mit dem Stellmotor SM gekoppelt «ein und nur das Kompsrisatlona-Poteritiometer P mit dem Schalter S7/- ein- und ausgesehaLtet werden.

In einer in Pig. 4 gezeigten, weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der mechanische Schalter SW, der in B¹Ig, 2 gezeigten Scha-ltung durch einen rein elektrischen Schalter ersetzt. Anstelle des ocnalters SW, sind ein Stellmotor SMo und ein elektrischer Schalter SW. vorgesehen. Der Stellmotor SM. in Fig. 4 entspricht dem Stellmotor SM in Pig. 2. In dieser Anordnung ist der Stellmotor SM^ mechanisch nur mit dem Schleifkontakt des Potentiometers P und der Stellmotor

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t dem 'vijjj i (·■ i fkontahl des Κοπφ<?ιΐ!>;ϊϋ oi^-p

Wenn ro oh die Schal.tar SW₁, SW,, und SW₄ in dc-r Mi-iluri^ (;·) befinden, erfolgt eine Driftkompenaoti'üi.' Wenn sie in die Stellung (1) umgeschaltet werden, erfolgt ein« Driftkompensation, worauf ein autonr ti: oher Abgleich mit dem Eingang du2\:h(U;führt wird« hiiK: ihnliche Anordnung kann natürlich auch auf ein aelbi:tabgl ei chondfu; Schreibgerät mit mehreren Eingängen ,μ η geweih" ei werden, wie es in Fifc.. - gezeigt ist.

Die iii Fig. .5 gezeigte Ausführungsform der Erfindung erläutert ein Beispiel, in dem die mechanischeBetätigung des Umschalters SW., elektrisch herbeigel uhrt wird. Auüer den Teilen der in Fig. 3 gezeigten Einrichtung sind ein Widerstand R und ein Kondensator C ΛίΟϊ handen, die ein RC-Glied mit einer großen Zeitkojiiitante bilden. Ferner sind eine Leistungsquelle

E i'ür das Koinpensations-Totentiometer P und ein Schala a

ter SVZ₁- zum i.fjnen und Schließen des Kreises des Potentiometerü 1\ vorgesehen.

venn sich der Drehschalter RSW in der Stellung n+1 befindet:, sind die Schalter SW.. und SWc in der Stellung {2). I),U3 Korapensationspotentiometer P wird

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daher so eingestellt, daß die G-esamtdrift des Eingangskreises gleich der Klemmenspannung des Widerstandes R₁ ist. Der Kondensator C wird jetzt mit der Ausgangsspannung des Potentiometers P aufgeladen.

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Wenn dann der Drehschalter RSW die Kontakte 1 - η abgreift, werden die Schalter SW₁ und SWp. in die Stellung 1 gebracht. Die in dem Kondensator C gespeicherte Ladung wird daher über die Widerstände R und R^ langsam entladen, so daß die Klemmenspannung des Widerstandes R. die Gresamtdrift kompensieren kann. In dieser Anordnung muß der Ladekreis eine große Zeitkonstante haben. Da das Verhältnis der Kompensationsspannung zu der Ausgangsspannung des Potentiometers P_ den Wert

' — hat, muß die Spannung der Leistungsquelle E entsprechend hoch sein.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ermöglicht die erfindungsgemäße Einrichtung eine automatische Κοπίτ-pensation von Anzeigefehlern, die auf eine Drift zurückzuführen sind, wenn beispielsweise ein Regelverstärker mit einer starken Drift und ein Eingangskreis mit einer starken thermischen elektromotorischen h.raft verwendet werden. Aus diesem Grunde braucht für den Regelverstärker, insbesondere für den Gleichstron-.

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Wechselstrom-Umformer, kein Element mit hohem Gütefaktor verwendet zu werden, so daß die Einrichtung bei wirtschaftlicher Herstellung eine hohe Zuverlässigkeit hat.

Die vorstehende Beschreibung betrifft nur bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die auch alle Abänderungen der hier zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiele im Rahmen des in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindungsgedankens mit umfaßt.

Patentansprüche:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

1. i3elbstabgleichende Einrichtung, in welcher die Spannungsdifferenz zwischen einer gemessenen Spannung und einer festen Bezugsspannung verstärkt und an einen Stellmotor angelegt wird, der mit dem Schleifkontakt eines Hauptpotentiometers gekuppelt ist und dieses abgleicht, gekennzeichnet durch eine Nullpunktdrift-Kompensationseinrichtung für selbstabgleichende Instrumente, mit Mitteln zum periodischen Kurzschließen des Einganges, einem mit dem Stellmotor gekoppelten Kompensationspotentiometer, Mitteln zum Einstellen der Ausgangsdriftspannung an dem Kompensationspotentiometer beim Kurzschließen des Einganges, und Mitteln zum Anlegen der Ausgangsspannung des Kompensationspofcentiometers beim Anlegen des Einganges derart, daß die Driftspannung kompensiert wird.

2. Selbstabgleichendes Instrument,- gekennzeichnet durch ein Hauptpotentiometer und ein Kompensationspotentiometer, die beide an einer Quelle einer festen Bezugsspannung angeschlossen sind, einen Regelverstärker zur Verstärkung der Spannungsdifferenz zwischen einer gemessenen Eingangsspannung und einer

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Spannung, die durch die Subtraktion des Ausganges zwischen dem Schleifkontakt und einem festen Anschluß des Kompensationspotentiometers von dem Ausgang zwischen dem Schleifkontakt und einem festen Anschluß des Hauptpotentiometers erhalten wird, einen von dem Ausgang des Regelveretärkers gespeisten Stellmotor, dessen Läuferwelle mit dem Schleifkontakt des Hauptpotentiometers gekuppelt ist, und eine Schalteinrichtung zum Kurzschließen des gemessenen Eingangs und des Ausgangs des Hauptpotentiometers und zum gleichzeitigen Kuppeln der Lauferwv.-i.le des Stellmotors mit dem Schleifkontakt des Kompensationspotentiometers.

3. Selbstabgleichendes Instrument, gekennzeichnet durch ein Hauptpotentiometer und ein Kompensationspotentiometer, die beide an eine Quelle einer festen Bezugsspannung angeschlossen sind, einen Regelverstärker zur Verstärkung der Spannungsdifferenz zwischen einer gemessenen Eingangsspannung und einer Spannung, die durch die Subtraktion des Ausganges zwischen dem Schleifkontakt und einem festen Anschluß des Kompensationspotentiometers von dem Ausgang zwischen dem Schleifkontakt und einem festen Kontakt des Hauptpotentiometers erhalten wird, einen von dem Ausgang des Regelverstärkers gespeisten ersten Stellmotor, dessen Läuferwelle mit dem Schleifkontakt des Haupt-

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potentiometers gekuppelt ist, Mittel zum gleichzeitigen Kurzschließen des gemessenen Eingangs und des Ausganges des Hauptpotentiometers und einen zweiten Stellmotor, der während des Kurzschlusses von dem Ausgang des Regelverstärkers gespeist wird und dessen läuferwelle mit dem Schleifkontakt des Kompensationspotentiometers gekuppelt ist.

4. Selbstabgleichende Einrichtung, in welcher die Spannungsdifferenz zwischen einer gemessenen Spannung und einer festen Bezugsspannung verstärkt und an einen Stellmotor angelegt wird, der mit dem Schleifkontakt eines Hauptpotentiometers gekuppelt ist und dieses abgleicht, gekennzeichnet durch eine Fullpunktdrift-Kompensationseinrichtung für selbstab&leiehende Instrumente, mit Mitteln zum periodischen Kurzschließen des Einganges, ein ebenfalls mit dem Stellmotor gekoppeltes Kompensationspotentiometer, Mittel zur Betätigung des Kompensationspotentiometers in Abhängigkeit von der Ausgangsdrift während des Kurzschlusses des Einganges, einen von der Ausgangsspannung des Kompensationspotentiometer geladenen Kondensator und Mittel zum Anlegen der in dem Kondensator gespeicherten Ladespannung beim Anlegen des Einganges derart, daß die Driftspannung kompensiert wird.

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