DE1566780C3 - Meßwert-Ubertragungseinrlchtung - Google Patents
Meßwert-UbertragungseinrlchtungInfo
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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
3 4
ist, die die Lage der Eingangswelle des Empfänger- aber keinen gleich wie der Geber ausgebildeten
• koders mit derjenigen der Eingangswelle des Sender- Empfänger vor. Zudem ist bei der bekannten Ein-
koders in Übereinstimmung bringt. richtung auch nicht jeder Getriebestufe je ein gleiches
Bei einer aus der britischen Patentschrift 8 18 397 Schaltelement zugeordnet, so daß die Genauigkeit in
bekannten Einrichtung der genannten Art ist es zwar 5 einem kleinen Bereich groß, in einem erweiterten Bemöglich,
jede beliebige Stellung der Eingangswelle reich jedoch reduziert ist.
des senderseitigen Koders an der Eingangswelle des Die bei der erfindungsgemäßen Übertragungsein-
empfängerseitigen Koders zu reproduzieren. Bei der richtung vorgesehenen Köder sind außerordentlich
bekannten Einrichtung wird jedoch nur eine ein- betriebssicher und können mit relativ geringen Kosten
zige Drehung der Eingangswelle in Betracht gezogen; io hergestellt werden. Auch die übrigen Elemente der '
der Drehwinkel kann also höchstens zwischen 0 und erfindungsgemäßen Einrichtung bedingen in der
360° variieren. Dementsprechend werden alle Um- Praxis einen vergleichsweise bloß geringen Aufwand,
schaltkontakte eines Koders durch auf dessen Ein- Die erreichbare Übertragungsgenauigkeit, d. h. die
gangswelle selbst befestigte Nocken betätigt. Reproduziergenauigkeit des Gebers durch den Emp-
In dem Buch »Fernmeßeinrichtungen« von 15 fänger, beträgt bei der erfindungsgemäßen Einrich-M.
W. Maxi mow, erschienen im Fachbuchverlag tung bis 14 Binärstufen entsprechend 16384 Meß-GmbH,
Leipzig, 1953, ist ein Kode-Impulssystem wertstufen, wobei im ganzen Anzeigebereich die
für eine kodierte Übertragung elektrischer Meßwerte gleiche Genauigkeit bei der Stellenübertragung resulbeschrieben.
Bei diesem bekannten System ist jedoch tiert. Dies wird dank der erfindungsgemäßen diskonnicht
vorgesehen, die durch Umdrehungen einer me- 26 tinuierlichen Untersetzung zwischen den Getriebechanischen Achse dargebotenen Meßwerte zu über- stufen erreicht. Bei einer kontinuierlichen Untertragen
und auf der Empfangsseite diese Achse durch Setzung würde die durch entsprechende Herstellungseinen
Servomotor wiederherzustellen. Wollte man verfahren erzielbare Bearbeitungsgenauigkeit nicht
die im genannten Buch beschriebenen elektrischen ausreichen, um die Umschaltung der am stärksten
Maßnahmen verwenden, so müßte der gegebene, me- 25 untersetzten Schaltstufe, z. B. der 14. Stufe, mit derchanische
Eingangswert vorerst auf einen elek- jenigen der schnellsten, d. h. ersten Schaltstufe beim
trischen Analogwert umgeformt werden. Eine solche gleichen Meßwertschritt der Eingangswelle realisieren
analoge Umformung mit einer Genauigkeit von bei- zu können.
spielsweise etwa 0,06 %o entsprechend 14 Binärstufen An Hand der Zeichnung werden nachfolgend Ausoder
16834 Meßwertschritten ist aber nicht realisier- 30 führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes darbar,
insbesondere im Hinblick auf die erforderliche gestellt. Es ist
Genauigkeit und Konstanz der Bauteile wie der Fig. 1 ein Längsschnitt gemäß Linie I-I von
Stromquellen, Spannungsteiler und Stromgewichts- F i g. 2 durch eine elektrische Kontaktvorrichtung,
widerstände. Zudem ist in dem bekannten Kode- die zu einer üblicherweise als »Kodierung« bezeich-
Impulssystem auf der Empfangsseite keine Ver- 35 neten Umsetzung eines Analogwertes in einen Digi-
gleichsschaltung, sondern eine Stromgewichtsschal- talwert dient und daher nachfolgend kurz »Köder«
tung vorgesehen, die ein Analogsignal für ein genannt wird,
Strommeßinstrument liefert. Die Genauigkeit einer - F i g. 2 ein Querschnitt durch den Köder gemäß
solchen Einrichtung kann nicht besser als etwa 1 %o Linie II-II von Fig. 1,
werden. 40 F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Unter-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Meß- setzungsstufe eines im Köder enthaltenen, mehrere
werte mit sehr hoher Auflösung auf einen Meßwert- solche Stufen aufweisenden Zahnradgetriebes,
schritt genau als Kode abzubilden und empfänger- F i g. 4 eine Draufsicht auf ein Zahnrad,
seitig wiederzugewinnen. F i g. 5 ein Schnitt gemäß Linie V-V von F i g. 4,
Erfindungsgemäß ist eine Meßwert-Übertragungs- 45 F i g. 6 eine Draufsicht auf ein anderes Zahnrad,
einrichtung der eingangs genannten Art dadurch ge- F i g. 7 ein Schnitt gemäß Linie VII-VH von
kennzeichnet, daß in jedem Köder m — 1 hinterein- F i g. 6,
ander mit dessen Eingangswelle gekuppelte, diskon- F i g. 8 ein Schema einer ersten Übertragungsein-
tinuierlich arbeitende Zahnradübersetzungen mit dem richtung unmittelbar nach einer Änderung eines zu
momentanen Mitnehmer-Übersetzungsverhältnis von 50 übertragenden Meßwertes,
nacheinander 1 :0 und 1 : 1 und somit dem durch- F i g. 9 dasselbe Schema nach Vollzug der Übertra-
schnittlichen Übersetzungsverhältnis von 1 :0,5 oder gung,
2:1 vorgesehen sind, daß allen Getriebestufen, Fig. 10 ein Schema einer zweiten Übertragungs-
d. i. den m — 1 Untersetzungsstufen und der Ein- einrichtung,
gangswelle je ein gleiches Schaltelement zugeordnet 55 Fig. 11 eine Variante der Einrichtungen nach
ist, das bei jeder Halbumdrehung einen Umschalt- Fig. 8, 10,
kontakt auf einen »0«-Kontakt oder einen »1«-Kon- Fig. 12 eine weitere Variante dieser Einrichtuntakt
umlegt, und daß die Vergleichsschaltung nur aus gen,
einer Verdrahtung der Kontakte des Empfänger- Fig. 13 eine schematische Darstellung einer gegekoders
mit den Kontakten des Senderkoders oder 60 benenfalls am senderseitigen Köder angebrachten
mit den letztgenannten Kontakten über eine Fern- Rastvorrichtung.
steuervorrichtung in Übereinstimmung gebrachten Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Köder 1 weist, ein
Kontakten besteht und der Ausgang der Vergleichs- Gestell 2 auf, in welchem eine Eingangswelle 3 dreh-
schaltung über eine Steuerschaltung mit dem Servo- bar gelagert ist. Auf der Welle 3 sitzt ein Zahnrad 4,
motor verbunden ist. 65 das in einen Zahnkranz 5 von gleicher Zähnezahl ein-
Eine mit Übersetzungen versehene Gebereinrich- greift, der auf einem Zahnrad 6t befestigt ist, das
tung ist an sich aus der deutschen Patentschrift lose auf einer gestellfesten Achse 7 sitzt. Das Zahn-
9 42 252 bekannt. Diese bekannte Einrichtung sieht rad O1 weist eine Verzahnung K1 auf, die mit einem
Zahnrad 9t zusammenarbeitet, das lose auf einer
ebenfalls gestellfesten Achse 10 sitzt. Das Zahnrad 9t
greift in einen Zahnkranz H2 eines Zahnrades 62 ein,
das wieder mit einer Verzahnung 82 versehen ist, die mit einem weiteren Zahnrad 9? zusammenarbeitet
usw. Auf der Achse 7 sind beispielsweise m = 8 lose Zahnräder O1 bis 68 vorgesehen und auf der Achse 10
sieben lose Zahnräder 9X bis 97.
Gemäß F i g. 3 bis 7 weist das Zahnrad 9 eine gerade Anzahl Zähne 9' und 9" von abwechselnd
größerer und kleinerer Dicke auf. Das Zahnrad Il 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 6n + 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 8a weist zweimal vier um 180° gegeneinander
versetzte Zähne 8'α auf, die nur mit den Zähnen 9'α
kämmen, und zwei bogenförmige Schultern 8" a, welche eine Sperrung des Zahnrades 9 a 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 8πα bzw. des Zahnrades 6„ über das
Zahnrad 9„„ die Verzahnung Hn+1 bzw. das Zahnrad
6„ + j um eine Vierteldrehung weiterdreht.
Jedes Zahnrad 6„ ist mit einer Nockenscheibe Un
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 IS1 eines Umschaltkontaktes
16j an, der während einer halben Umdrehung der
Nockenscheibe 12, einen federnden, nachfolgend als »0«-Kontakt bezeichneten Kontakt 17t und während
der anderen halben Umdrehung einen federnden nachfolgend als »1 «-Kontakt bezeichneten Kontakt
IS1 berührt. Die Kontaktsätze 16„, 17n und 18„ sind
. je zur Hälfte auf verschiedenen Seiten der Nockenscheiben 12„ angeordnet, um mit Rücksicht auf die
axiale Ausdehnung der nicht näher dargestellten EinspTiin-
und Anschlußvorrichtungen der Kontaktfedern Platz zu sparen. Ein Köder mit
m = 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 | 1011 | 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 Über-
tragungseinrichtung 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 3S eines senderseitigen Köders ls, dessen
Welle 3S und 10s schematisch durch eine einzige
Strichpunktierte dargestellt sind, auf welcher sich
die Achsen des Kettenrades 22 und der vier Nockenscheiben 12sn befinden, welche die Umschaltkontakte
16sn steuern, die mit den Gegenkontakten 17S„ und
J.8sn zusammenarbeiten.
Empfangsseitig ist ein Köder le gleicher Art vorgesehen,
dessen Eingangswelle 3„ von einem Gleichstrommotor
24 angetrieben werden kann. Die Kontakte 16en, 17en und 18cn anderseits sind durch Leiter
25„, 26„, 27„ und 28„ zu einer Vergleichsschaltung
29 verbunden, welche die Zustände der Köder I5 und
le miteinander vergleicht. Es ist ersichtlich, daß die
Leiter 25„ und 27„ die Kontakte 18sn, 17en und
16sn+1 miteinander verbinden. Die Vergleichsschaltung
29 hat zwei Eingangsleiter 30 und 30', die mit den Kontakten 16e t und 16S x 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 Schaltung, 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 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 3S 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 I5 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
3C in demselben Sinne, in dem die Eingangswelle
3S durch das Kettenrad 22 gedreht worden ist, so daß der Köder le in den gleichen Zustand
kommt wie der Köder I5, d. h. in den Zustand 1011.
ίο 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 I5 und des
Empfängerkoders ls in beliebiger Weise unterscheiden.
Der Servomotor 24 dreht die Welle 3S bei Wiederauftreten der Spannung stets so lange, bis der
35' 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 3e des Köders le
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 3e 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 ls und le 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 16sn 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 16rn, 17rn und 18rn aufweisen, wobei durch die
509513/291
Übertragungsvorrichtung 40 die Kontakte 16rn genauso
eingestellt und so gehalten werden wie die entsprechenden Kontakte 164„ des Köders ls.
Die Relaiskontakte sind nun mit den Kontakten des Köders ls in genau gleicher Weise zu einer Vergleichsschaltung
29 a verbunden wie früher die Kontakte des Köders I5 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 32 b 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 b und 37 V angeschlossen, die anderseits mit dem Minus-Pol der Stromquelle verbunden
sind.
Wenn nur der Ausgangsleiter 31 mit dem Plus* Pol verbunden ist, so fließt durch denselben ein
Strom, der teilweise über 37 b und teilweise über 34, Motor 24, 34', 37 b' 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 37 b' relativ klein sein müssen, damit der durch den Stromzweig 24,
37 b oder 24, 37 b' 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 32 c ist viel geringer als diejenige der Schaltung 32 b, 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 IS1 (F i g. 2) des Köders ls vom Umfangsteil
14 zu verhindern, daß der Motor 24 dauernd vorwärts und wieder rückwärts geschaltet wird, kann
die Eingangswelle 3S des Sendekoders ls mit einer
Rastvorrichtung, z.B. mit der in Fig. 13 dargestellten
Rastvorrichtung 48 versehen sein. Dieselbe weist ein fast auf der Welle 3S 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 3S oder einem auf derselben festsitzenden Teil verbunden sein, daß sich die Welle 3S in einem
kleinen Winkelbereich hin und her drehen kann, ohne das Zahnrad 4 zu drehen. Eine solche Maßnahme
kann auch im Empfangskoder ls von Nutzen sein.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
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-Übersetzungsverhältnij. 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— \ 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 (16C, 17 e, 18C) des Empfängerkoders (le)
mit den Kontakten (16S, 17S, 18S) des Senderkoders
(ls) oder mit den letztgenannten Kontakten über eine Fernsteuervorrichtung (40) in Übereinstimmung
gebrachten Kontakten (16,, 17r, 18r)
besteht und der Ausgang der Vergleichsschaltung über eine Steuerschaltung (32, 32 b, 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„) versehen ist, die den Umschaltkontakt
(16„) über einen Taster (15n) steuert, und welches
innerhalb jeder Halbumdrehung das nächstfolgende Zahnrad (16n + 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 (ISn) steuert, und welches
innerhalb jeder Halbumdrehung das nächstfolgende Zahnrad (16n + 1) gleicher Art über ein dazwischenliegendes
Zahnrad (9na) um eine Viertel-Umdrehung
dreht.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (29 a)
Umschaltkontakte (16,.) von m Relais (44) umfaßt,
die durch eine Vielfach-Übertragungsvorrichtung (40) in die gleiche Lage gebracht werden
wie die Umschaltkontakte (16S) des Senderkoders (I5).
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
l^o, ι... m>
die »0«-Kontakte 17C t... m und die
»1 «-Kontakte 18e x m des Empfängerkoders
(le) sowie die Umschaltkontakte 16S r>
x m, die »0 «-Kontakte 17sr>
j m des Senderkoders (ls),
oder entsprechender m-Relais (44), wie folgt verbunden
sind: die Kontakte 16S l und 16Si r 1 je
mit einem der Eingangsleiter (30, 30'); jeder Kontakt 16cn + j mit den Kontakten 170 „ und
l^s, r, π 5 jeder Kontakt 16S_ r „ +1 mit den Kontakten
I7s,r,n und 18c,n; die Kontakte 17C m und
18S r m mit dem einen Ausgangsleiter (31) und
dieKontakte 18em und 17Sir_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
(3S) des Senderkoders (ls) mit einer
Rastvorrichtung (48) versehen ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH446967A CH472655A (de) | 1967-03-30 | 1967-03-30 | Messwert-Übertragungseinrichtung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE1566780B2 DE1566780B2 (de) | 1975-03-27 |
DE1566780C3 true DE1566780C3 (de) | 1975-11-06 |
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ID=4276669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1566780A Expired DE1566780C3 (de) | 1967-03-30 | 1967-08-10 | Meßwert-Ubertragungseinrlchtung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
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CH (1) | CH472655A (de) |
DE (1) | DE1566780C3 (de) |
FR (1) | FR1557597A (de) |
NL (1) | NL6712815A (de) |
Families Citing this family (1)
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-
1968
- 1968-02-22 AT AT167468A patent/AT283490B/de not_active IP Right Cessation
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NL6712815A (de) | 1968-10-01 |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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