DE1498163C

DE1498163C - Device for differentiating a measurement voltage with respect to time

Info

Publication number: DE1498163C
Application number: DE19651498163
Authority: DE
Inventors: Walter 8500 Nürnberg März
Original assignee: Noris Tachometerwerk GmbH, 8500 Nürnberg
Priority date: 1965-01-07
Filing date: 1965-01-07
Publication date: 1973-01-25

Description

und ein Folgerelais eingebaut sind und zum Ein- Es ist ferner eine Vorrichtung zum Differenzierenand a sequence relay are built in and for switching on. It is also a device for differentiating

stellen des Sollwertes für das Ansprechen des 60 einer gegebenen Wechselspannung bekannt (deutscheset the setpoint for the response of the 60 of a given alternating voltage known (German

Kippverstärkers ein Potentiometer vorgesehen ist. - Patentschrift 892 480), die ein von der gegebenenA potentiometer is provided for the tilt amplifier. - Patent 892 480), which is one of the given

Wechselspannung betätigtes Potentiometer, zweiAC voltage operated potentiometer, two

Übertrager, eine Gleichrichterschaltung und zweiTransformers, a rectifier circuit and two

Kondensatoren zur Differenzierung der Wechselspan-Capacitors for differentiating the AC voltage

65 nung aufweist. Diese bekannte Vorrichtung ist also65 voltage. This known device is so

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sehr aufwendig und nur zum Differenzieren einerThe invention relates to a device very complex and only for differentiating one

zum Differenzieren einer gegebenen Meßspannung Wechselspannung geeignet,suitable for differentiating a given measuring voltage alternating voltage,

nach der Zeit, insbesondere einer geschwindigkeits- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die be-according to the time, in particular a speed- The invention is based on the object

kannte Vorrichtung der oben bezeichneten Art zu Beide Zeigermeßinstrumente der erfindungsgemä-known device of the type described above for both pointer measuring instruments of the

vereinfachen sowie zu verbilligen und so auszubilden, ßen Vorrichtung können Drehspulinstrumente sein,Simplify as well as cheaper and so train, ßen device can be moving coil instruments,

daß eine beschleunigungsproportionale Spannung ge- deren miteinander gekuppelte bewegliche. Systemethat a voltage proportional to acceleration due to their coupled movable ones. Systems

liefert wird, die vollkommen oberwellenfrei und ein mit ihren Achsen fluchten. Infolge dieser Ausbildungis supplied that are completely free of harmonics and are aligned with their axes. As a result of this training

getreues Abbild der Beschleunigung und Verzöge- 5 läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung beson-true image of the acceleration and deceleration, the device according to the invention can be particularly

rung ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung ders schmäl ausbilden, wobei die Breite durch dention is. This object will form according to the invention ders narrow, the width by the

dadurch:gelöst, daß als Motor und Generator zwei Durchmesser der beiden Drehspulinstrumente gege-in this way: solved by having two diameters of the two moving-coil instruments as the motor and generator

gleiche übliche, als Spannungsmesser ausgebildete ben ist. Es besteht auch die Möglichkeit, die Achsensame usual, trained as a tension meter ben is. There is also the option of the axes

Zeigermeßinstrumente vorgesehen und ihre bewegli- der Zeigermeßinstrumente exzentrisch anzuordnen,Pointer measuring instruments provided and their moving pointer measuring instruments to be arranged eccentrically,

chen Systeme miteinander gekuppelt sind. io um auf' diese Weise die vom Generator erzeugtechen systems are coupled to one another. io around in this way the generated by the generator

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist also aus ein- Spannung in verzerrter Form zu erhalten. ...The device according to the invention can therefore be obtained in a distorted form from a single voltage. ...

fachen bekannten Bauelementen zusammengesetzt Wird als Meßspannung eine Wechselspannung ver-multiple known components. If an alternating voltage is used as the measuring voltage

und läßt sich deshalb in einfacher Weise raumspa- wendet, dann wird diese bei Verwendung eines Dreh-and can therefore be used in a simple manner to save space, then this is done when using a rotary

rend und billig herstellen. Die vom Generator er- Spulinstrumentes als Meßinstrument durch einenrend and cheap to manufacture. The from the generator he coil instrument as a measuring instrument by a

zeugte Spannung ist. dör Änderung der Meßspannung, 15 Gleichrichter gleichgerichtet.generated tension is. dör change of measuring voltage, 15 rectifiers rectified.

z. B. der geschwindigkeitsproportionalen Meßspan- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung braucht nung, innerhalb der Zeiteinheit direkt proportional nur ein als Motor dienendes Drehspulinstrument vor- und damit ein getreues Abbild der Beschleunigung gesehen zu sein, dessen bewegliches System eine wei- und Verzögerung. Die Generatorspännung ist voll- tere, als Generatorwicklung dienende Wicklung trägt, kommen oberwellenfrei, auch' wenn die Meßspan- ao die von der Drehspulinstrumentenwicklung galvanung Oberwellen aufweist. - . nisch getrennt ist. Beide Wicklungen können auf demz. B. the speed-proportional measuring span in a further embodiment of the invention needs voltage, within the unit of time, in direct proportion, only one moving-coil instrument serving as a motor and thus to be seen a true image of the acceleration, the moving system of which has a wide and delay. The generator voltage is fuller, as the generator winding carries, come free of harmonics, even if the measuring span is galvanized from the moving coil instrument winding Has harmonics. -. niche is separated. Both windings can be on the

Es ist eine Vorrichtung zum Nachweis von Störun- ' üblichen Rähmchen galvanisch voneinander getrennt gen in elektrischen Netzen bekannt (deutsche Patent- angeordnet sein, wobei ein besonderer Generator entschrift 635 224), die z. B. plötzliche Änderungen des fällt. ; . . ■,
Stromes eines elektrischen Kreises anzeigen kann. Zu 25 Da die vom Generator bzw. der Generatorwickdiesem.Zweck ist-ein Ferrarismeßwerk vorgesehen, lung erzeugte Spannung relativ klein ist, wird ein dessen Magnetspule von dem zu beobachtenden Verstärker zur Verstärkung dieser Generatorspan-Strom gespeist wird und dessen Welle unter Wirkung nung vorgesehen, an die ein Anzeigeinstrument, z. B. einer Spiralfeder steht. Auf dieser Welle ist eine ein Drehspulinstrument, angeschlossen werden kann. Wicklung angeordnet, die sich in dem Gleichfeld 30 Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einem eines durch Gleichstrom erregten Elektromagneten geschlossenen Einbaugehäuse angeordnet sein, das an bewegen kann. Wenn sich nun der zu kontrollierende seiner Stirnseite ein an den Generator angeschlosse-Strom ändert, erfolgt eine Drehung der Welle·, wo- nes Anzeigeinstrument, vorzugsweise ein Drehspulindurch in der auf der Welle angeordneten Spule eine strument trägt. Hierbei ist im Gehäuse ein Rahmen Spannung induziert wird. Diese Spannung wird dem 35 zur Befestigung aller Teile vorgesehen, in dem die Gitter einer Entladungsröhre zugeführt und steuert beiden Meßinstrumente senkrecht übereinander in dadurch den Stromdurchgang in der Röhre. Im An- einem getrennten Raum von den gegenüberliegenden odenkreis der Röhre ist ein Relais angeordnet, das Seiten leicht zugänglich angeordnet sind,
einen Signalkreis oder einen Steuerstromkreis steuert. In das Einbaugehäuse können ein Kippverstärker Bei dieser bekannten Vorrichtung bildet zwar die 40 und ein Folgerelais eingebaut sein, wobei zum Ein-Spule mit dem Gleichstromelektromagneten ein Meß- stellen des Sollwertes für das Ansprechen des Kippinstrument, jedoch handelt es sich hierbei im Gegen- Verstärkers ein Potentiometer vorgesehen ist.
satz zur erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht um ein Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den übliches Zeigermeßinstrument, weil ja seine Welle Figuren dargestellt. Es zeigtThere is a device for the detection of Störun- 'usual frames galvanically separated from each other gene in electrical networks known (German patent to be arranged, with a special generator entschrift 635 224), the z. B. sudden changes in falls. ; . . ■,
Can display the current of an electrical circuit. To 25 Since the voltage generated by the generator or the generator winding is provided for a Ferraris measuring mechanism, its magnet coil is fed by the amplifier to be observed to amplify this generator voltage and its shaft is provided under the effect. to which a display instrument, e.g. B. a coil spring. On this shaft is a moving coil instrument that can be connected. The device according to the invention can be arranged in a built-in housing which is closed by an electromagnet excited by direct current and which can move. If the current connected to the generator on its end face changes, the shaft rotates, where the display instrument, preferably a moving coil, carries an instrument through the coil arranged on the shaft. Here a frame voltage is induced in the housing. This voltage is provided to the 35 for fastening all parts, in which the grid is fed to a discharge tube and controls the two measuring instruments vertically one above the other in this way the passage of current in the tube. A relay is arranged in a separate space from the opposite ore circle of the tube, the sides are arranged to be easily accessible,
controls a signal circuit or a control circuit. A tilting amplifier can be built into the built-in housing. In this known device, the 40 and a slave relay can be built in, with a measuring point of the setpoint for the response of the tilting instrument for the on-coil with the direct current electromagnet, but this is in the counter-amplifier Potentiometer is provided.
set for the device according to the invention does not include an An embodiment of the invention is in the usual pointer measuring instrument, because its shaft figures are shown. It shows

gleichzeitig die Welle des Ferrarismeßwerkes bildet. 45 Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßenat the same time forms the shaft of the Ferrari measuring mechanism. 45 Fig. 1 is a side view of an inventive

Außerdem ist dieses aus der Spule und dem Gleich- Vorrichtung mit Gehäuse,In addition, this is made up of the coil and the same device with housing,

Stromelektromagneten gebildete Meßwerk gänzlich Fig. 2 eine Ansicht von links gemäß Fig. 1,Measuring mechanism formed by current electromagnets entirely. FIG. 2 is a view from the left according to FIG. 1,

anders aufgebaut als das Ferrarismeßwerk. Bei der Fig. 3 die gleiche Seitenansicht wie Fig. 1 ohneconstructed differently than the Ferrari measuring mechanism. In FIG. 3, the same side view as FIG. 1 without

erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dagegen die Gehäuse undIn contrast, the device according to the invention are the housing and

beiden Meßwerke gleiche übliche, als Spannungsmes- 50 F i g. 4 einen Ausschnitt aus F i g. 3 in vergrößer-both measuring mechanisms are the same as usual, as voltages 50 F i g. 4 shows an excerpt from FIG. 3 in enlarged

ser ausgebildete Zeigermeßinstrumente. Im Gegen- tem Maßstabe. . .ser trained pointer measuring instruments. In the opposite measure. . .

satz zur erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die be- Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung weist kannte Vorrichtung nicht zum Differenzieren einer einen Rahmen 1 auf, der aus vier Platten 2 bis 5 begegebenen Meßspannung nach der Zeit verwendet, steht. Die Platten 2 bis 4 können aus einem isolierensondern lediglich zum Nachweis von Störungen in 55 den Werkstoff und die Stirnplatte 5 aus Metall hergeelektrischen Netzen, z. B. zur Anzeige von plötzli- stellt sein. In der Stirnplatte 5 ist ein als Anzeigeinchen Änderungen des Stromes eines elektrischen strument dienendes Drehspulinstrument 6 befestigt. Kreises. An den beiden gegenüberliegenden waagerechtenThe device shown in the figures does not have known devices for differentiating a frame 1, which uses four plates 2 to 5 applied measuring voltage according to the time. The plates 2 to 4 can isolate from an isolate only for the detection of disturbances in 55 the material and the front plate 5 from metal herge Elektrischen nets, z. B. to display suddenly be. In the face plate 5 a moving coil instrument 6 serving as a display unit changes in the current of an electrical instrument is attached. Circle. On the two opposite horizontal ones

Es ist schließlich eine Vorrichtung zur Bildung des Platten 2 und 4 sind innen zwei gleich ausgebildete Differentialquotienten einer Spannung bekannt (deut- 60 Drehspulinstrumente 7 und 8 angeschraubt. Das besehe Patentschrift 611 580), die zwei Elektronenröh- ' wegliche System 7' des oberen Drehspulinstrumenren und ein Drehspulinstrument oder einen Drehnia- tes 7 weist einen Arm 9 mit einer radialen Abbiegung gneten aufweist. Das Drehspulinstrument oder der 10 auf, die an einem kurbeiförmigen Ansatz 11 des Drehmagnet ist mit zwei Spulen versehen. Diese be- beweglichen Systems 8' des unteren Drehspulinstrukannte Vorrichtung ist also kompliziert ausgebildet 65 mentes 8 anliegt. Auf dem kurbelförmigen Ansatz 11 im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Vorrichtung, sitzt im Bereiche der Abbiegung 10 eine Isolierhülse die aus zwei gleichen üblichen, als Spannungsmesser 12. Die beiden Drehspulinstrumente 7 und 8, deren ausgebildeten Zeigermeßinstrumenten besteht. Mittelachsen miteinander fluchten, sind gegenüberFinally, it is a device for forming the plates 2 and 4 are internally two identical Differential quotient of a voltage known (German 60 moving-coil instruments 7 and 8 screwed on Patent 611 580), the two electron tubes 'wegliche System 7' of the upper moving coil instruments and a moving coil instrument or a rotary blade 7 has an arm 9 with a radial bend has grace. The moving coil instrument or the 10, which is attached to a crank-shaped extension 11 of the The rotary magnet is provided with two coils. This moving system 8 'of the lower moving coil structure The device is so complicated 65 Mentes 8 is applied. On the crank-shaped extension 11 In contrast to the device according to the invention, there is an insulating sleeve in the area of the bend 10 the two of the same usual, as a voltmeter 12. The two moving-coil instruments 7 and 8, their trained pointer measuring instruments. Central axes aligned with each other are opposite

den anderen gemäß Fig. 3 links nebenihnen befindlichen Teilen durch eine Trennwand 13, z.B. aus Aluminium, abgetrennt. Im Raum zwischen dieser Trennwand 13 ,und der Stirnplatte 5 befinden sich ein Transformator 14 und ein Verstärker sowie ein Gleichrichter, die zur Verstärkung der vom Drehspulinstrument 8 erzeugten Spannung und zur Gleichrichtung der geschwindigkeitsproportionalen Wechselspannung dienen. Zum elektrischen Anschluß der dargestellten Vorrichtung ist an der Platte 3 eine Klemmleiste 15 befestigt.the other according to FIG. 3 to the left of them Parts separated by a partition 13, e.g. made of aluminum. In the space between these Partition 13, and the face plate 5 are a Transformer 14 and an amplifier and a rectifier, which are used to amplify the moving coil instrument 8 generated voltage and to rectify the speed-proportional alternating voltage serve. For the electrical connection of the device shown is on the plate 3 a Terminal strip 15 attached.

Der in Fig. 3 dargestellte, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehene Rahmen 1 wird, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, von einem Gehäuse 16, z. B. aus Blech, abgedeckt, das mittels Schrauben 17 mit einem Isolierrahmen 18 verbunden ist, der das Anzeigeinstrument 6 zur Beobachtung frei läßt.The one shown in Fig. 3, with the inventive Device provided frame 1, as shown in FIGS. 1 and 2, from a housing 16, for. B. made of sheet metal, covered, which is connected by means of screws 17 to an insulating frame 18, which the display instrument 6 leaves free for observation.

Die Wirkungsweise der dargestellten Vorrichtung ist folgende: Es sei angenommen, daß die Beschleunigung und Verzögerung einer Maschine gemessen und angezeigt werden soll. -The mode of operation of the device shown is as follows: It is assumed that the acceleration and deceleration of a machine is to be measured and displayed. -

Die Drehgeschwindigkeit der Maschine wird mittels eines Wechselstromgenerators in eine Wechselspannung umgewandelt. Diese Wechselspannung wird gleichgerichtet und auf das Drehspulinstrument 7 übertragen. Bei konstanter Drehgeschwindigkeit der Maschine steht das bewegliche System des Drehspulinstrumentes 7 bei einem bestimmten Ausschlag still. Sobald die Geschwindigkeit der Maschine erhöht oder verringert wird, wird die erzeugte Wechselspannung und damit auch die Gleichspannung größer bzw. kleiner, so daß das bewegliche System 7' des Drehspulinstrumentes 7 einen Ausschlag nach der einen oder nach der anderen Seite ausführt. Bei die-The speed of rotation of the machine is converted into an alternating voltage by means of an alternating current generator. This alternating voltage is rectified and transmitted to the moving-coil instrument 7. When the machine is rotating at a constant speed, the moving system of the Moving coil instrument 7 still at a certain deflection. Once the speed of the machine is increased or decreased, the generated AC voltage and thus also the DC voltage increases or smaller, so that the movable system 7 'of the moving coil instrument 7 a deflection after the one or the other. At the-

- sem Ausschlag wird mittels des radial gerichteten Armes 10 des beweglichen Systems 7' des Drehspulinstrumentes 7 der kurbeiförmige Ansatz 11 des beweg- liehen Systems 8' des Drehspulinstrumentes 8 mitge-, nommen. Hierbei wird im beweglichen System 8' des Drehspulinstrumentes 8 eine Spannung erzeugt, die- This deflection is made by means of the radially directed arm 10 of the movable system 7 'of the moving coil instrument 7 of the crank-shaped extension 11 of the movable borrowed system 8 'of the moving coil instrument 8, took. Here, a voltage is generated in the movable system 8 'of the moving-coil instrument 8, which

_ ein Maß für die Beschleunigung bzw. Verzögerung der Maschine ist und gegebenenfalls nach Verstärkung einen bestimmten Ausschlag des Anzeigeinstrumentes 6 bewirkt. Die Beschleunigung bzw. Verzögerung kann also unmittelbar 'an einer Skala 19 mit Hilfe eines Zeigers 20 (F i g. 2) abgelesen werden.
Die dargestellte Vorrichtung kann nicht nur zur Anzeige der Beschleunigung und Verzögerung von Bewegungen dienen, sondern auch zur Schaltung beim Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes der der Beschleunigung oder Verzögerung entsprechenden Spannung. In die Vorrichtung kann ein Kippverstärker und ein Folgerelais sowie ein Potentiometer eingebaut sein, an dem der Sollwert, für das Ansprechen des Kippverstärkers beliebig einstellbar ist. ' ' '_ is a measure for the acceleration or deceleration of the machine and, if necessary, after amplification, causes a certain deflection of the display instrument 6. The acceleration or deceleration can therefore be read off directly on a scale 19 with the aid of a pointer 20 (FIG. 2).
The device shown can serve not only to display the acceleration and deceleration of movements, but also for switching when a certain limit value of the voltage corresponding to the acceleration or deceleration is exceeded. A trigger amplifier and a sequence relay as well as a potentiometer can be built into the device, on which the setpoint value for the response of the trigger amplifier can be set as desired. '''

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

proportional measuring voltage for generating a patent claim: the acceleration and / or deceleration of movements proportional voltage, with one of

1. Device for differentiating a motor driven against the measuring voltage and a benen measuring voltage according to the time, in particular 5 coupled with this, the differentiated measuring span one speed-proportional measuring voltage generating generator: ·

A device of this type is known (USA.- and / or deceleration of movements propor- Patent 2 915'247), which is installed "in" a target device with a voltage of the measuring span and two servomotors, two potentiometer driven motor and one with this io meter and two tachometers. The first serge coupled, the differentiated measuring voltage from the motor drives a potentiometer and a generator producing a tachometer, which is characterized by this. The tachometer generates a speed indicator that two proportional voltages are supplied as motor and generator, which the usual second servomotor, designed as a voltmeter, is supplied. This second servomotor drives pointer measuring instruments (moving coil instruments 7, 15 the second potentiometer and the second tachometer 8) and their movable systems (T ,. This second tachometer generates an accelerator 8 ') are coupled to one another. Tension proportional to slope. Speedometer generator

2. Apparatus according to claim 1, characterized gates have the disadvantage that their voltage upper characterizes that both pointer measuring instruments have waves. These harmonics occur particularly with slowly running moving coil instruments (7, 8) and their mitein- 20 tachometer generators. other coupled moving systems (7 ', 8') Such a slow running speedometer generator align their axes. the second speedometer generator of the

3. Device according to claim 1, characterized by said target device. The of this second indicates that the axes of the pointer measuring tachometer generator is the result of the voltage supplied instruments (moving coil instruments 7, 8) eccentrically 25 of the harmonics not a true representation of the acceleration are. supply. In addition, tachometer generators are expensive.

4. Device according to one of the preceding also are relative to the operation of servomotors Claims, characterized in that necessary for large services that are not always to Use a speed proportion- are available.

len alternating voltage for their rectification ₃₀ There is also a device for differentiating

Rectifier is provided. _ren a test voltage after the time known (German

5. Device according to one of the preceding see Auslegeschrift 1 170 688), in which the ge. Claims, characterized in that only a speed-proportional measuring voltage a Ma-

Moving coil instrument serving as a motor is excited ~ magnet armature system, which is used for pivoting

hen is, whose movable system is another, _{35 of} a gimbal, in which a gyro with around

Serving as a generator winding winding mounted 90 ° to the axis of rotation rotated axes

wearing. is. When pivoting this gimbal, the leads

6. Device according to one of the preceding gyro axis precision movements from which directly claims, characterized in that a proportional to the accelerations or decelerations amplifier for amplifying the generator _{voltages 40 are} ments and a corresponding voltage conversion is provided. to be converted. This known device has

7. Device according to one of the preceding the disadvantage that it _; as a result of the use of a claim, characterized in that it has a complicated structure in gyroscope, so that its. In a closed built-in housing (housing position is difficult and expensive. In addition, it causes 16), which on its end face an at ₄₅ the migration, the gyro axis, especially with the generator (moving coil instrument 8), vibrations, errors "

closed display instrument, preferably an accelerometer

Moving coil instrument (6) carries. (ATM V 146-1, May 1952, pp. 103, 104), the

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that in the housing (16) there is a frame ₅₀ chometermeßwerke whose axes miteinan- (1) is provided for fastening all parts in the alignment. Here, the second tachometer differentiates the two measuring instruments (rotating coil instrument measuring unit the angular speed of the first element 7, 8) vertically one above the other in a tachometer measuring unit, so that the second tachometer separating space from the opposite semimeter measuring unit shows the angular acceleration. In th are easily accessible. J ': ■.? ■ - ■ ;,: _55. Contrary to the known device of the above

9. Device according to one of the preceding designated type, the known acceleration claims, characterized in that a given measuring voltage is neither on-built-in housing in the tension meter (Housing 16) take a flip-flop amplifier to differentiate according to the time.