DE1566780B2

DE1566780B2 - Messwert-Übertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE1566780B2
Application number: DE1566780A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-El.Ing. Zug Buzay; Ferdinand Baar Huegin
Original assignee: FRANZ RITTMEYER AG BAAR (SCHWEIZ)
Current assignee: FRANZ RITTMEYER AG BAAR (SCHWEIZ)
Priority date: 1967-03-30
Filing date: 1967-08-10
Publication date: 1975-03-27
Also published as: NL6712815A; DE1566780C3; DE1566780A1; CH472655A; AT283490B; FR1557597A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßwert-Übertragungseinrichtung, welche den Absolutwert der Meßgröße in digitaler Form überträgt, mit einem senderseitigen und einem empfängerseitigen Köder, welche Köder gleicher Art sind und mittels einer Eingangswelle betätigbare Kontakte aufweisen, die über eine Vergleichsschaltung miteinander verbunden sind, welche mit einem empfängerseitig vorgesehenen Servomotor zu einer Nachlaufschaltung verbunden

ist, die die Lage der Eingangswelle des Empf ängerkoders mit derjenigen der Eingangswelle des Senderkoders in Übereinstimmung bringt.

Bei einer aus der britischen Patentschrift 8 18 397 bekannten Einrichtung der genannten Art ist es zwar möglich, jede beliebige Stellung der Eingangswelle des senderseitigen Köders an der Eingangswelle des empfängerseitigen Köders zu reproduzieren. Bei der bekannten Einrichtung wird jedoch nur eine einzige Drehung der Eingangswelle in Betracht gezogen; der Drehwinkel kann also höchstens zwischen 0 und 360° variieren. Dementsprechend werden alle Umschaltkontakte eines Köders durch auf dessen Eingangswelle selbst befestigte Nocken betätigt.

In dem Buch »Fernmeßeinrichtungen« von M. W. Maxi mow, erschienen im Fachbuchverlag GmbH, Leipzig, 1953, ist ein Kode-Impulssystem für eine kodierte Übertragung elektrischer Meßwerte beschrieben. Bei diesem bekannten System ist jedoch nicht vorgesehen, die durch Umdrehungen einer mechanischen Achse dargebotenen Meßwerte zu übertragen und auf der Empfangsseite diese Achse durch einen Servomotor wiederherzustellen. Wollte man die im genannten Buch beschriebenen elektrischen Maßnahmen verwenden, so müßte der gegebene, mechanische Eingangswert vorerst auf einen elektrischen Analogwert umgeformt werden. Eine solche analoge Umformung mit einer Genauigkeit von beispielsweise etwa 0,06 °/oo entsprechend 14 Binärstufen oder 16834 Meßwertschritten ist aber nicht realisierbar, insbesondere im Hinblick auf die erforderliche Genauigkeit und Konstanz der Bauteile wie der Stromquellen, Spannungsteiler und Stromgewichtswiderstände. Zudem ist in dem bekannten Kode-Impulssystem auf der Empfangsseite keine Vergleichsschaltung, sondern eine Stromgewichtsschaltung vorgesehen, die ein Analogsignal für ein Strommeßinstrument liefert. Die Genauigkeit einer solchen Einrichtung kann nicht besser als etwa 1 %o werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Meßwerte mit sehr hoher Auflösung auf einen Meßwertschritt genau als Kode abzubilden und empfängerseitig wiederzugewinnen.

Erfindungsgemäß ist eine Meßwert-Übertragungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Köder m — 1 hintereinander mit dessen Eingangswelle gekuppelte, diskontinuierlich arbeitende Zahnradübersetzungen mit dem momentanen Mitnehmer-Übersetzungsverhältnis von nacheinander 1:0 und 1 : 1 und somit dem durchschnittlichen Übersetzungsverhältnis von 1: 0,5 oder 2: 1 vorgesehen sind, daß allen Getriebestufen, d. i. den m—l Untersetzungsstufen und der Eingangswelle je ein gleiches Schaltelement zugeordnet ist, das bei jeder Halbumdrehung einen Umschaltkontakt auf einen »0«-Kontakt oder einen »!«-Kontakt umlegt, und daß die Vergleichsschaltung nur aus einer Verdrahtung der Kontakte des Empfängerkoders mit den Kontakten des Senderkoders oder mit den letztgenannten Kontakten über eine Fernsteuervorrichtung in Übereinstimmung gebrachten Kontakten besteht und der Ausgang der Vergleichsschaltung über eine Steuerschaltung mit dem Servomotor verbunden ist.

Eine mit Übersetzungen versehene Gebereinrichtung ist an sich aus der deutschen Patentschrift 9 42252 bekannt. Diese bekannte Einrichtung sieht aber keinen gleich wie der Geber ausgebildeten Empfänger vor. Zudem ist bei der bekannten Einrichtung auch nicht jeder Getriebestufe je ein gleiches Schaltelement zugeordnet, so daß die Genauigkeit in einem kleinen Bereich groß, in einem erweiterten Bereich jedoch reduziert ist.

Die bei der erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung vorgesehenen Köder sind außerordentlich betriebssicher und können mit relativ geringen Kosten ίο hergestellt werden. Auch die übrigen Elemente der' erfindungsgemäßen Einrichtung bedingen in der Praxis einen vergleichsweise bloß geringen Aufwand. Die erreichbare Übertragungsgenauigkeit, d. h. die Reproduziergenauigkeit des Gebers durch den Empfänger, beträgt bei der erfindungsgemäßen Einrichtung bis 14 Binärstufen entsprechend 16384 Meßwertstufen, wobei im ganzen Anzeigebereich die gleiche Genauigkeit bei der Stellenübertragung resultiert. Dies wird dank der erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Untersetzung zwischen den Getriebestufen erreicht. Bei einer kontinuierlichen Untersetzung würde die durch entsprechende Herstellungsverfahren erzielbare Bearbeitungsgenauigkeit nicht ausreichen, um die Umschaltung der am stärksten untersetzten Schaltstufe, z. B. der 14. Stufe, mit derjenigen der schnellsten, d. h. ersten Schaltstufe beim gleichen Meßwertschritt der Eingangswelle realisieren zu können.

An Hand der Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es ist

Fig. 1 ein Längsschnitt gemäß Linie I-I von F i g. 2 durch eine elektrische Kontaktvorrichtung, die zu einer üblicherweise als »Kodierung« bezeichneten Umsetzung eines Analogwertes in einen Digitalwert dient und daher nachfolgend kurz »Köder« genannt wird,
. F i g. 2 ein Querschnitt durch den Köder gemäß LinieH-II von Fig. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Untersetzungsstufe eines im Köder enthaltenen, mehrere solche Stufen aufweisenden Zahnradgetriebes, Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Zahnrad, Fig. 5 ein Schnitt gemäß Linie V-V von Fig. 4, F i g. 6 eine Draufsicht auf ein anderes Zahnrad,

Fig. 7 ein Schnitt gemäß Linie VII-VII von F i g. 6,

F i g. 8 ein Schema einer ersten Übertragungseinrichtung unmittelbar nach einer Änderung eines zu übertragenden Meßwertes,

Fi g. 9 dasselbe Schema nach Vollzug der Übertragung,

Fig. 10 ein Schema einer zweiten Übertragungseinrichtung,

Fig. 11 eine Variante der Einrichtungen nach Fig. 8, 10,

Fig. 12 eine weitere Variante dieser Einrichtungen,

Fig. 13 eine schematische Darstellung einer gegebenenfalls am senderseitigen Köder angebrachten Rastvorrichtung.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Köder 1 weist.ein Gestell 2 auf, in welchem eine Eingangswelle 3 drehbar gelagert ist. Auf der Welle 3 sitzt ein Zahnrad 4, das in einen Zahnkranz 5 von gleicher Zähnezahl eingreift, der auf einem Zahnrad O₁ befestigt ist, das lose auf einer gestellfesten Achse 7 sitzt. Das Zahnrad 6j weist eine Verzahnung S₁ auf, die mit einem

Zahnrad 9_ί zusammenarbeitet, das lose auf einer ebenfalls gestellfesten Achse 10 sitzt. Das Zahnrad 9_X greift in einen Zahnkranz H₂ eines Zahnrades 6₂ ein, das wieder mit einer Verzahnung 8₂ versehen ist, die mit einem weiteren Zahnrad 9₂ zusammenarbeitet usw. Auf der Achse 7 sind beispielsweise m = 8 lose Zahnräder O₁ bis 6₈ vorgesehen und auf der Achse 10 sieben lose Zahnräder 9_t bis 9₇.

Gemäß Fig. 3 bis 7 weist das Zahnrad 9 eine gerade Anzahl Zähne 9' und 9" von abwechselnd größerer und kleinerer Dicke auf. Das Zahnrad 11 weist 16 Zähne auf, die mit allen Zähnen 9' und 9" kämmen. Die Verzahnung 8 weist vier Paare von um 90° gegeneinander versetzten Zähnen 8' auf, die nur mit den Zähnen 9' kämmen, und vier bogenförmige Schultern 8", welche eine Sperrung des Zahnrades 9 bewirken, solange einer der dickeren Zähne 9' nicht in die Lücke zwischen zwei Zähnen 8' eintreten kann. In F i g. 3 ist die Verzahnung 8 lediglich der Übersichtlichkeit halber nicht auf derselben Achse gezeichnet wie das Zahnrad 11. Es ist ersichtlich, daß das Zahnrad 6„ bei jeder Vierteldrehung über das Zahnrad 9„ das Zahnrad 6„ _{+ 1} um eine Achteldrehung weiterdreht und daß m — 1 = 7 solche Untersetzungsstufen vorhanden sind.

Das Mitdrehen des Zahnrades 6„ _{+ x} ist aber dabei nicht kontinuierlich, sondern findet nur während der Hälfte der Vierteldrehung von 6„ statt. Somit hat die momentane Übersetzung jeder Untersetzungsstufe während des Mitdrehens von 6_{n + 1} das Verhältnis 1:1, die durchschnittliche Übersetzung der Stufen hingegen 2:1.

Das Getriebe kann als Variante auch nach dem Verzahnungsschema entsprechend F i g. 3 A ausgeführt werden. Nach dieser Variante wechseln am, Zahnrad 9 α jeweils drei Zähne 9' α größerer mit je einem Zahn 9" α kleinerer Dicke ab. Die Verzahnung 8 α weist zweimal vier um 180° gegeneinander versetzte Zähne 8'α auf, die nur mit den Zähnen 9'α kämmen, und zwei bogenförmige Schultern 8" α, welche eine Sperrung des Zahnrades 9 α bewirken, solange nicht einer der dickeren Zähne 9'α in die Lücke zwischen zwei Zähnen 8'α eintreten kann. Es ist ersichtlich, daß bei jeder halben Drehung der Verzahnung 8_no bzw. des Zahnrades 6„ über das Zahnrad 9_na die Verzahnung H_{n +1} bzw. das Zahnrad 6„ ₊ j um eine Vierteldrehung weiterdreht.

Jedes Zahnrad 6„ ist mit einer Nockenscheibe 12„ versehen, die zwei an diametralen Stellen ineinander übergehende Umfangsteile 13 und 14 von verschiedenem Radius hat. An der Nockenscheibe 12 liegt (s. F i g. 2) der Taster 15_t eines Umschaltkontaktes 1O₁ an, der während einer halben Umdrehung der Nockenscheibe 12, einen federnden, nachfolgend als »0«-Kontakt bezeichneten Kontakt H₁ und während der anderen halben Umdrehung einen federnden nachfolgend als »1 «-Kontakt bezeichneten Kontakt 18j berührt. Die Kontaktsätze 16„, 17„ und 18„ sind , je zur Hälfte auf verschiedenen Seiten der Nockenscheiben 12„ angeordnet, um mit Rücksicht auf die axiale Ausdehnung der nicht näher dargestellten Ein-Sp an- und Anschlußvorrichtungen der Kontaktfedern Platz zu sparen. Ein Köder mit "i = 8 Nockenscheiben gestattet 2⁸ = 256 verschiedene Amplitudenstufen des zu übertragenden Meßwertes digital durch Kodewörter mit je 8 Bits darzustellen. Je nach der Anordnung der aufeinanderfolgenden Nockenscheiben können die Amplitudenstufen im gewöhnlichen oder reflektierten Binärkode dargestellt werden. Angenommen, daß der Zustand des Kontaktsatzes 16„, 17„ und 18„ mit »0« bezeichnet wird, wenn der Kontakt 16„ den Ruhekontakt 17„ berührt, und mit »1«, wenn der Kontakt 16„ den Arbeitskontakt 18„ berührt, so zeigt folgende Tabelle die Zuordnung von Amplitudenstufen und Kodewörtern im gewöhnlichen Binärkode und im reflektierten Kode, für den Fall, daß m = 4 ist:

Amplitudenstufe	Gewöhnlicher	Reflektierter
des Meßwertes	Binärkode	Binärkode
0	0000	0000
1	0001	0001
2	0010	0011
3	0011	0010
4	0100	0110
5	0101	Olli
6	0110	0101
7	Olli	0100
8	1000	1100
9	1001	1101
10	1010	1111
11	ton	1110
12	1100	1010
13	1101	1011
14	1110	1001
15	1111	1000
	4.3.2.1.	4.3.2.1.
	Kodestelle	Kodestelle

Vorzugsweise werden die Nockenscheiben 12„ im Köder 1 so angeordnet, wie es dem reflektierten Binärkode entspricht, weil bei diesem Kode die zwei aufeinanderfolgenden Amplitudenstufen entsprechenden Kodewörter sich immer nur durch einen einzigen Bit (also 0 oder 1) unterscheiden. Da für den Übergang von 0 auf 1 der federnd an die Nockenscheibe 12„ angedrückte Taster 15 von dem niedrigeren Umfangsteil 14 auf den höheren Umfangsteil 13 steigen muß, ergibt sich bei diesem Übergang ein erhöhter Widerstand gegen die Drehung des Zahnrades 6„; durch die Anwendung des reflektierten Kodes wird nun vermieden, daß dieser erhöhte Widerstand gleichzeitig an mehreren Zahnrädern 6„ auftreten kann.

An Hand von F i g. 8 und 9 wird nun eine Übertragungseinrichtung beschrieben, bei welcher zwei Köder der beschriebenen Art benützt werden, die zur Vereinfachung der Darstellung nur je m = 4 Nockenscheiben aufweisen, so daß nur 16 Amplitudenstufen des Meßwertes übertragen werden können. Es wird aber ohne weiteres ersichtlich sein, wie die Einrichtung für m > 4 auszubilden ist.

Es wird angenommen, daß der Pegel 19 eines Flusses oder Sees mittels eines Schwimmers 20 gemessen wird, der über eine Kette 21, die über ein Kettenrad 22 geführt ist, mit einem Gegengewicht 23 verbunden ist. Das Kettenrad 22 sitzt auf der Eingangswelle 3_S eines senderseitigen Köders l_s, dessen Welle 3_S und 10_s schematisch durch eine einzige Strichpunktierte dargestellt sind, auf welcher sich die Achsen des Kettenrades 22 und der vier Nockenscheiben 12_sn befinden, welche die Umschaltkontakte 16_sn steuern, die mit den Gegenkontakten 17_S„ und %S_sn zusammenarbeiten.

Empfangsseitig ist ein Köder l_e gleicher Art vorgesehen, dessen Eingangswelle 3_C von einem Gleichstrommotor 24 angetrieben werden kann. Die Kontakte 16_en, n_cn und 18_cn anderseits sind durch Leiter 25„, 26„, 27_n und 28„ zu einer Vergleichsschaltung

29 verbunden, welche die Zustände der Köder l_s und l_e miteinander vergleicht. Es ist ersichtlich, daß die Leiter 2S_n und 27„ die Kontakte 18_sn, 17_en und 1O_5n+1 miteinander verbinden. Die Vergleichsschaltung 29 hat zwei Eingangsleiter 30 und 30', die mit den Kontakten 16_e j und 16_S1 verbunden und gemeinsam an den positiven Pol einer Stromquelle angeschlossen sind, sowie zwei Ausgangsleiter 31 und 31', welche mit den Leitern 25₄ bzw. 26₄ verbunden sind. Die Ausgangsleiter 31 und 31' sind mit einer Steuerschaltung 32 verbunden, die über einen Leiter 33 an den negativen Pol der Stromquelle angeschlossen und über zwei Leiter 34 und 34' mit dem Motor 24 verbunden ist.

Die Steuerschaltung 32 ist eine logische Schaltun'g, die, wenn beide Ausgangsleiter 31 und 31' positiv sind, dem Motor 24 keinen Strom zuführt; wenn nur der Ausgangsleiter 31 mit dem Plus-Pol verbunden ist, fließt ein Strom in Richtung der in F i g. 5 eingezeichneten Pfeile durch den Motor 24, während, wenn nur der Ausgangsleiter 31' mit dem Plus-Pol verbunden ist, ein Strom in der entgegengesetzten Richtung durch denselben fließt. Der Motor 24 ist z. B. unter Anwendung eines permanentmagnetischen Stators so ausgebildet, daß sich seine Drehrichtung bei Umkehrung der Stromrichtung ebenfalls umkehrt.

Die Schaltung 32 weist hierzu eine Diode 35 auf, die einerseits mit dem Ausgangsleiter 31 und anderseits mit dem Leiter 34 und mit dem Emitter 35' eines Transistors 36 verbunden ist, dessen Basis an den Ausgangsleiter 31 angeschlossen ist. Zwischen dem Ausgangsleiter 31 und dem Anschlußleiter 33 liegt ferner ein relativ hoher Widerstand 37, z. B. etwa 1500 Ω bei einer Spannung der Stromquelle von etwa 50 V. Die Schaltung 32 ist symmetrisch, und die zwischen dem Ausgangsleiter 31' und dem Anschlußleiter 33 befindlichen Elemente sind entsprechend mit 35' bis 37' bezeichnet. Die Kollektoren der Transistoren 36 und 36' sind gemeinsam über einen relativ niedrigen Widerstand 38 von z. B. etwa

30 Ω mit dem Anschlußleiter 33 verbunden. Der Transistor 36 ist gesperrt, da sein Emitter gegenüber der Basis nicht positiv, sondern im Gegenteil durch den Spannungsabfall an der Diode 35 negativ vorgespannt ist. Der Transistor 36' ist dagegen leitend. Der größte Teil des vom Ausgangsleiter 31 kommenden Stromes fließt über 35, 34, 24, 34', 36', 38, 33 zum negativen Pol. Kleine Ströme fließen auch über die hohen Widerstände 37 und 37' zum negativen Pol.

In F i g. 5 ist angenommen, daß infolge einer soeben erfolgten Veränderung des Pegels 19 die Eingangswelle 3_S eine Drehung erfahren hat, wobei die Amplitude des Meßwertes, d. h. der Pegelhöhe, von einer Stufe 12 auf eine Stufe 13 zugenommen hat. Das entspricht im reflektierten Binärkode einer Änderung des Kodewortes von 1010 auf 1011. Der Köder l_s befindet sich somit im Zustand 1011, während der Köder I^ sich noch· im Zustand 1010 befindet. Infolge des Unterschiedes der Koderzustände wird durch die früher erwähnte Verbindung des Plus-Pols mit dem Ausgangsleiter 31 die Vergleichsschaltung hergestellt. Es fließt nun ein Strom, dessen Weg einerseits durch Pfeile und anderseits auch dadurch hervorgehoben wird, daß die stromführenden Leiter mit dickeren Strichen gezeichnet sind als die nicht stromführenden Leiter. Der Motor 24 dreht die Eingangswelle 3_e in demselben Sinne, in dem die Eingangswelle 3_S durch das Kettenrad 22 gedreht worden ist, so daß der Köder l_e in den gleichen Zustand kommt wie der Köder I₅, d. h. in den Zustand 1011.

F i g. 9 zeigt die Einrichtung in dem auf obige Weise erreichten Ruhezustand. Vom Plus-Pol fließen nun zwei gleiche Ströme in Parallelschaltung über die Ausgangsleiter 31 bzw. 31' und die Widerstände 37 bzw. 37' zum Minus-Pol. Ein Stromweg ist durch einzelne Pfeile, der andere durch Doppelpfeile gekennzeichnet. Beide Transistoren 36 und 36' sind gesperrt, und der Motor 24 erhält keinen Strom. Der Stromverbrauch ist im Ruhezustand sehr gering, da die Widerstände 37 und 37' groß sind.

Wäre die Amplitude des Meßwertes von der Stufe 12 auf die Stufe 11 gesunken, so wäre durch die Vergleichsschaltung der Ausgangsleiter 31' mit dem Plus-Pol verbunden worden, und der Motor 24 wäre im entgegengesetzten Sinne in Drehung versetzt worden bis zur Erreichung der Gleichheit der Koderzustände. Es ist ersichtlich, daß die Vergleichsschaltung 29 und die Steuerschaltung 32 mit dem als Servomotor dienenden Motor 24 eine Nachlaufschaltung bilden.

Wenn einmal die Betriebsspannung ausfällt, können sich die Zustände des Senderkoders l_s und des Empfängerkoders l_s in beliebiger Weise unterscheiden. Der Servomotor 24 dreht die Welle 3_S bei Wiederauftreten der Spannung stets so lange, bis der Ruhezustand erreicht ist und also der richtige Meßwert angezeigt wird. Bei dem in F i g. 8 dargestellten Zustand der Vergleichsschaltung 29 ist nur der Ausgangsleiter 31 mit dem Plus-Pol verbunden.

Die jeweilige Stellung der Welle 3_e des Köders l_e wird durch eine z. B. über den Motor 24 mit derselben gekuppelten Anzeigevorrichtung 39 angezeigt, die z. B. aus einem Zähler bestehen kann, der die Anzahl der Vierteldrehungen der Welle 3_C bzw. direkt die Amplidutenwerte der Pegelhöher ziffermäßig anzeigt. Es kann auch ein "Zeiger vorgesehen werden, dessen Ausschlag sich proportional zur Pegelhöhe ändert, selbstverständlich stufenweise, entsprechend der vorgenommenen Digitalisierung. Ein solcher Zeiger kann auch mit einer Schreibspitze versehen werden, um den Verlauf der Pegelhöhe in Funktion der Zeit zu registrieren.

Bei den an Hand von F i g. 8 und 9 beschriebenen Ubertragungseinrichtungen ist es notwendig, daß die beiden Köder I₅ und l_e dauernd durch Leitungen 25 und 26 miteinander verbunden sind. Bei großem Abstand der beiden Köder ist der hierzu erforderliche Aufwand zu groß, so daß für Fernübertragungen die Einrichtung nach Fig. 10 vorgesehen ist. Bei dieser Einrichtung ist eine bekannte Vielfach- z. B. Zeitmultiplex-Übertragungsvorrichtung 40 vorgesehen, die einen Sender 41 umfaßt, welcher nacheinander die Zustände der Umschaltkontakte 16_sn feststellt und entsprechende Signale über einen einzigen Kanal' 42, z. B. eine in gewissen Zeitintervallen zur Verfügung stehende Telephonleitung, einem Empfänger 43 zuführt. Der Empfänger 43 steht auf bekannte Weise mit m Relais 44„ in Verbindung, die Kontakte 16_rn, 17_rn und 18_rn aufweisen, wobei durch die

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Übertragungsvorrichtung 40 die Kontakte 16_rn genauso eingestellt und so gehalten werden wie die entsprechenden Kontakte 16_sn des Köders l_s.

Die Relaiskontakte sind nun mit den Kontakten des Köders l_s in genau gleicher Weise zu einer Vergleichsschaltung 29 a verbunden wie früher die Kontakte des Köders l_s selbst. Die Vergleichsschaltung 29 a ist in der Ruhelage für die Amplitudenstufe 13 dargestellt.

In F i g. 11 ist der empfangsseitige Teil einer Übertragungseinrichtung dargestellt, bei welcher die Vergleichsschaltung 29 oder 29 α über eine sehr einfache logische Steuerschaltung 326 mit dem Motor 24 verbunden ist. Die Vergleichsschaltungs-Ausgangsleiter 31 und 31' sind unmittelbar an die zum Motor 24 führenden Leiter 34 und 34' und an zwei gleiche Widerstände 37 6 und 37 6' angeschlossen, die anderseits mit dem Minus-Pol der Stromquelle verbunden sind.

Wenn nur der Ausgangsleiter 31 mit dem Plus¹ Pol verbunden ist, so fließt durch denselben ein Strom, der teilweise über 37 b und teilweise über 34, Motor 24, 34', 376' zum Minus-Pol gelangt, wie durch Pfeile angedeutet ist. Wenn nur der Ausgangsleiter 31' am Plus-Pol liegt, fließt der Strom in entgegengesetzter Richtung durch den Motor 24. Im Ruhezustand, d. h., wenn beide Ausgangsleiter 31 und 31' am Plus-Pol anliegen, kann offensichtlich kein Strom durch den Motor 24 fließen.

Da die Widerstände 37 b und 376' relativ klein sein müssen, damit der durch den Stromzweig 24, 376 oder 24, 376' fließende Strom zum Antrieb des Motors 24 genügt, ist die im Ruhezustand von diesen beiden Widerständen verbrauchte Verlustleistung wesentlich höher als diejenige der Widerstände 37 und 37' von Fig. 9. Die Schaltung 32 wird daher trotz des durch die Dioden und Transistoren bedingten größeren Aufwandes im allgemeinen bevorzugt-

Fig. 12 zeigt eine logische Steuerschaltung 32c, bei welcher die an die Ausgangsleiter 31 und 31' angeschlossenen Widerstände 37 c und 37 c' nicht mit einem Pol der Stromquelle verbunden sind, sondern über eine Leitung 45 mit dem Motor 24, der anderseits über eine Leitung 46 mit dem Minus-Pol und dem Plus-Pol zweier gleicher Stromquellen 47 und 47' verbunden ist, die ihrerseits an die Eingangsleiter 30 und 30' angeschlossen sind. Es ist ersichtlich, daß im Ruhezustand, d. h. wenn 30 mit 31 und 30' mit 31' verbunden ist, nur der Stromkreis 47, 30, 31, 37 c, 37 c', 31', 30', 47' durchflossen wird, nicht aber der Motor 24.

ίο Sind nur 30 und 31 oder nur 30' und 31' miteinander verbunden, so fließt dagegen ein Strom in der einen oder anderen Richtung durch den Motor 24 und den einen oder anderen der Widerstände 37 c oder 37 c'. Die Verlustleistung dieser ebenfalls ohne Dioden oder Transistoren aufgebauten Schaltung 32c ist viel geringer als diejenige der Schaltung 32 6, so daß sie praktisch gut brauchbar ist. Selbstverständlich könnten auch noch andere Steuerschaltungen vorgesehen werden.

Um bei kleinen Schwankungen des zu übertragenden Meßwertes im Bereiche des Überganges des Tasters 15_t (F i g. 2) des Köders l_s vom Umfangsteil 14 zu verhindern, daß der Motor 24 dauernd vorwärts und wieder rückwärts geschaltet wird, kann die Eingangswelle 3_S des Sendekoders l_s mit einer Rastvorrichtung, z.B. mit der in Fig. 13 dargestellten Rastvorrichtung 48 versehen sein. Dieselbe weist ein fast auf der Welle 3_S sitzendes Vierkant 49 auf, gegen welches zwei bei 50 und 50' gestellfest gelagerte Arme 51 und 51' durch eine an deren Enden befestigte Zugfeder 52 gedrückt werden, so daß kleine Druckmomente nicht genügen, um die Welle 1 aus einer ihrer vier Rastlager herauszudrehen. Zur Vermeidung der Übertragung kleiner Schwankungen ,des Meßwertes kann statt dessen oder auch zusätzlich zu einer Rastvorrichtung das Zahnrad 4 so mit der Welle 3_S oder einem auf derselben festsitzenden Teil verbunden sein, daß sich die Welle 3_S in einem kleinen Winkelbereich hin und her drehen kann, ohne das Zahnrad 4 zu drehen. Eine solche Maßnahme kann auch im Empfangskoder l_s von Nutzen sein.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßwert-Übertragungseinrichtung, welche den Absolutwert der Meßgröße in digitaler Form überträgt, mit einem senderseitigen und einem empfängerseitigen. Köder, welche Köder gleicher Art sind und mittels einer Eingangswelle betätigbare Kontakte aufweisen, die über eine Vergleichsschaltung miteinander verbunden sind, welche mit einem empfängerseitig vorgesehenen Servomotor zu einer Nachlaufschaltung verbunden ist, die die Lage der Eingangswelle des Empfängerkoders mit derjenigen der Eingangswelle des Senderkoders in Übereinstimmung bringt, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Köder (1) m — 1 hintereinander mit dessen Eingangswelle (3) gekuppelte, diskontinuierlich arbeitende Zahnradübersetzungen mit dem momentanen Mitnehmer-Übersetzungsverhältnis von nacheinander 1 :0 und 1 : 1 und somit dem durchschnittlichen Übersetzungsverhältnis von 1 :0,5 oder 2: 1 vorgesehen sind, daß allen Getriebestufen, die in den m — 1 Untersetzungsstufen und der Eingangswelle je ein gleiches Schaltelement (12) zugeordnet ist, das bei jeder Halbumdrehung einen Umschaltkontakt (16) auf einen »0«-Kontakt (17) oder einen »1 «-Kontakt (18) umlegt, und daß die Vergleichsschaltung (29, 29 a) nur aus einer Verdrahtung der Kontakte (16_e, 17 _e, 18_e) des Empfängerkoders (l_e) mit den Kontakten (16_S, 17_S, 18_S) des Senderkoders (l_s) oder mit den letztgenannten Kontakten über eine Fernsteuervorrichtung (40) in Übereinstimmung gebrachten Kontakten (16,, 17_r, 18_r) besteht und der Ausgang der Vergleichsschaltung über eine Steuerschaltung (32, 326, 32 c) mit dem Servomotor (24) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Zahnrad (6„) ist, welches mit einer Nockenscheibe (12_n) versehen ist, die den Umschaltkontakt (16„) über einen Taster (15„) steuert, und welches innerhalb jeder Halbumdrehung das nächstfolgende Zahnrad (1O_n+1) gleicher Art über ein dazwischenliegendes Zahnrad (9„) um eine Achtelumdrehung dreht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Zahnrad (6„) ist, welches mit einer Nockenscheibe (12„) versehen ist, die den Umschaltkontakt (16„) über einen Taster (15„) steuert, und welches innerhalb jeder Halbumdrehung das nächstfolgende Zahnrad (16_{n + 1}) gleicher Art über ein dazwischenliegendes Zahnrad (9_na) um eine Viertel-Umdrehung dreht.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (29 a) Umschaltkontakte (16_r) von m Relais (44) umfaßt, die durch eine Vielfach-Übertragungsvorrichtung (40) in die gleiche Lage gebracht werden wie die Umschaltkontakte (16_S) des Senderkoders (l_s).

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltkontakte (16) der Eingangswelle und den Untersetzungsstufen so zugeordnet sind, daß die Lage dieser Kontakte den Absolutwert der Meßgröße nach dem reflektierten Binärkode in digitaler Form darstellt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (29, 29 a) zwei Eingangsleiter (30, 30') und zwei Ausgangsleiter (31, 31') aufweist, an welche mindestens eine Gleichstromquelle und die Steuerschaltung (32, 32 b, 32 c) angeschlossen sind, wobei als Servomotor ein reversibler Gleichstrommotor (24) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsleiter (30, 30') gemeinsam an den ersten Pol(+) der Stromquelle angeschlossen sind, daß die beiden Ausgangsleiter (31, 31') über je einen relativ hohen Widerstand (37, 37') mit dem zweiten Pol(-) der Stromquelle verbunden sind, daß die beiden Ausgangsleiter (31, 31') ferner über je eine Diode (35, 35') mit dem Emitter je eines Transistors (36, 36') und mit dem Motor (24) verbunden sind und daß schließlich die Basen dieser Transistoren mit je einem der Ausgangsleiter und deren Kollektoren über einen gemeinsamen, relativ kleinen Widerstand (38) mit dem zweiten Pol (—) verbunden sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (24) einerseits über je einen Widerstand (37 c, 37 c') mit den beiden Ausgangsleitern (31, 31') und andererseits über je eine Stromquelle (47, 47') mit den Eingangsleitern (30, 30') verbunden ist, wobei diese Stromquellen gleiche Spannungen haben und zwischen den Eingangsleitern additiv gepolt sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltkontakte 16_a, 1... mi die »0«-Kontakte 17_C _lmm._m und die >1 «-Kontakte 18,

e, l..

(l_e) sowie die Umschaltkontakte 16
»0«-Kontakte 17,

des Empfängerkoders k 6

_S ^ _{t m}, die

_S _{r t} _m des Senderkoders (l_s), oder entsprechender m-Relais (44), wie folgt verbunden sind: die Kontakte 16_S _t und 16_{S r x} je mit einem der Eingangsleiter (30, 30');' jeder Kontakt 16 17

_cn

mit den Kontakten 17₀„ und

_{sr n};
k 1

jeder Kontakt 16_{S r>} „ ₊₁ mit den Kon7 d 18 di Kk 17 d

18 _> „ ₊₁

takten 17_{Si Γι} „ und 18_e> „; die Kontakte 17,, _m und 18_Si _{T m} mit dem einen Ausgangsleiter (31) und die Kontakte 18_e _m und 17_{Si r>} _m mit dem anderen Ausgangsleiter (31'), wobei η (in dem die Rangordnung der Kontakte darstellenden Index 1 bis m) alle Werte unter m darstellt.

10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (3_S) des Senderkoders (l_s) mit einer Rastvorrichtung (48) versehen ist.