DE1816139A1 - Fernmesssystem - Google Patents

Description

• Fernmeßsystem Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernmeßsystem zum Übertragen eines elektrischen Signalen, das einer an eines entfernten Ort gemessenen Größe wie etwa einer temperatur oder einem Fluß proportional iat, an eine zentrale Überwachnungsstation.
• Ganz allgemein ist es häufig erforderlich, Größen wie etwa Temperaturen oder Flüsse an einer bestimmten Stelle zu ermitteln und an Instrumenten anzuzeigen oder aufzuzeichnen, die in einer zentralen Überwachungsstation stehen, die sehr als einige Kilometer von den Detektoren ftir die Temperatur oder den Pluß entfernt ist. Zur Erfüllung solcher Forderungen sind die Bogenannten Zweileiter-Übertragungssysteme in Vorschlag gebracht worden, bei denen ein Paar von Übertragungsleitungen nicht nur zur Lieferung einer Antriebs- und Arbeitsspannung von der zentralen Überwachungsstation zu an der Meßstelle befindlichen Detektoren und Verstärker, sondern auch zur Übertragung eines einer Temperatur oder einen Flußproportionalenv von den Detektoren ermittelten Signale an ein in der zentralen Überwachungsstation aufgestelltes Meßinstrument dient.
• Nun sind Jedoch die bisher Ublichen Fernmeßeinrichtungen insofern mangelhaft, als bei ihnen eine sogenannte Nadelspannung, d.h. ein nadelförmiger Spannungsimpuls, der während der Erzeugung der rechteckigen Spannung für den Betrieb des Detektors und des Verstärkers entsteht, verstärkt und zu dem in der zentralen Überwachungsstation stehenden Meßinstrument übertragen wird. Eine derartige Nadelspannung birgt aber die Gefahr für ein fehlerhaftes Arbeiten des Fernießsysteis in sich und muß daher insbesondere dann vermieden werden, wenn fur die Verarbeitung des Meßsignals in der zentralen Überwachungsstation ein digital arbeit endes Gerät vorgesehen ist.
• Haupt ziel der Erfindung ist es daher, zu vermeiden, daß eine derartige Nadelspannung in der oben beschriebenen Weis an die zentrale Überwachungsstation weitergegeben wird, und damit die ungünstigen Auswirkungen auszuschalten, die eine solche Nadelspannung für das gesamte Fernmeßsystem haben kann. Daneben soll mit der Erfindung ein Fernmeßsystem geschaffen werden, das relativ wenig kostspielig ist und sich durch ein genaues und stabiles Arbeiten auszeichnet.
• Zur weiteren Erläuterung der Ziele, Merkmale und Vorteile der Brfindung sollen nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung einige Ausführungsvarianten für ein erfindungsgemäßes Fernmeßsystem näher beschrieben werden. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild für den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Fernmeßsystems; Pig. 2 bis 5 Schaltbilder für verschiedene Ausführungsformen von ii Rahmen eines erfindungsgemäßen Fernmeßsystems verwendbaren Konstantstromquellen; Fig. 6 bis 8 Schaltbilder für verschiedene Ausführungsformen von im Rahmen eines erfindungsgemäßen Fernameßsystems verwendbaren Rechteckwellengeneratoren Fig. 9 bis 11 Schaltbilder für verschiedene Ausführungsformen von im Bahmen eines erfindungsgemäßen Fernmeßsystems verwendbaren Detektorens Verstärker und Rückkopplungsschaltungen; und Fig. 12 Diagramme zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der in Fig. 9 dargestellten Schaltung.
• In Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau eines Fernmeßsystems gemäß der Erfindung veranschaulicht. Dabei befinden sich die mit den Bezugszahlen 1 bis 6 bezeichneten Baueinheiten an der Meßstelle und stehen mit den Bezugazahlen 8 und 9 bezeichneten und in einer zentralen Überwachungsstation angeordneten Baueinheiten Uber ein Paar von Übertragungsleitungen 7 in Verbindung.
• Von einer Gleichspannungsspannungsquelle 8 in der zentralen Überwachungsstation wird eine Gleichspannung auggesandt und einer an der Meßstelle angeordneten Konstantstromquelle 2 als Betriebsspannung zugeführt. An der Ausgangsklemme 0 der Konstantstromquelle 2 wird dann unabhängig von irgendwelchen Änderungen in der Spannung zwischen den Anschlußklemmen A und B stets ein konstanter Strom von fester Größe abgegeben. Dieser konstante Strom wird einem Generator 1 zur Erzeugung einer Rechteckwellenspannung als Speiseenergie zugeführt. Der Generator 1 gibt daraufhin rechteckförmige Wellenzüge x und y ab, die um 180° gegeneinander phasenverschoben sind. Der Wellenzug x wird einem Detektor 9 und einem Verstärker 4 als Antriebsspannung zugeführt, während der Wellenzug y einer RUckkoplungsschaltung 5 ebenfalls als Antriebsspannung zugeführt wird. Der Detektor 5 wandelt eine zu messende Eingangsgröße, wie Bo einen Fluß, eine Temperatur oder einen Druck, in ein dazu proportionales elektrisches Signal um. Das so durch den Detektor 3 gewonnene Signal wird in dem Verstärker 4 verstärkt und anschließend über die Übertragungsleitungen 7 zu der zentralen Überwachungsstation übertragen und einem dort aufgestellten Meßinstrument 9 zugeführt. In die eine der Übertragungsleitungen 7 ist eine Rückkopplungsimpedanz 6 in der Weise eingeschaltet, daß ein Spannungsabfall über diese Impedanz 6 durch die Rückkopplungsschaltung 5 in eine Wechselspannung umgewandelt und negativ auf den Eingang des Verstärkers 4 rückgekoppelt wird. Der dem Detektor 9 zuge führte rechteckförmige Wellenzug x wird als Antriebsspannung für diesen Detektor 3 benutzt, der beispielsweise eine Dehnungsmeßbrücke sein kann. In ähnlicher Weise dient der reohteokförmige Wellenzug y als Antriebsspannung für einen Gleichspannungs-Wechselspannungswandler in der Rückkopplungsschaltung 5. Der dem Verstärker 4 zugeführte rechteckförmige Wellenzug x dient als Synchronisierspannung für einen Synchrongleichrichter in dem Verstärker 40 In einem in dieser Weise aufgebauten Fernmeßsystem werden sowohl die für die Meßgröße repräsentativen elektrischen 8ignale als auch die Betriebsgleichspannung über das gleiche Paar von Übertragungsleitungen 7 übertragen. Ist nun mit der von des Generator 1 erzeugten Rechteckspannung eine Xadelspannung verknüpft, so wird diese bei den bisher bekannten Anordnungen unvermeidlich an das in der zentralen Überwachungsstation aufgestellte Meßinstrument 9 weitergegeben und führt dort zum Auftreten eineo unerwünschten und das Meßergebnis verfälschenden Effekts. Bei dem erfindungsgemäßen Fernmeßsystem dagegen kann eine solche unerwünschte Beeinflussung kaum auftreten. Genauer gesagt, wird nämlich selbst dann, wenn durch den Generator 1 eine Nadelspannung erzeugt werden sollte, diese Nadelspannung dem Xeßinstrument 9 nur ii Verhältnis der Summe aus den Eigenimpedanzen der Konstantstromquelle 2 und der Gleichspannungsquelle 8 und der Größe der Rückkopplungsimpedanz 6 einerseits zu der Eigenimpedanz des Meßinstruments 9 andererseits untersetzt zugeführt. Da nun die Eigenimpedanz der Konstantstromquelle 2 sehr grob ist, liegt nahezu die gesamte Nadelspannung an der Konstantstromquelle 2 und wird von dieser vernichtet.
• Als nächstes sollen nun die das erfindungsgemäße Rerameßsystem aufbauenden Baueinheit in einzelnen beschrieben werden.
• 1. Die Konstantstromquelle.
• Pig. 2 bis 5 veranschaulichen verschiedene prsktisoh ausgeführte Schaltungen für die Konstantstromquelle, die in Pig. 1 allgenein mit der Bezugszahl 2 bezeichnet ist.
• Die in Pig. 2 dargestellte Schaltung besitzt zwei in Darlingtonschaltung zusammengeschaltete Transistoren Q1 und Q2 und eine zwischen den Emitter des Transistors Q1 und die Basis des Transistors Q2 eingefügte Zenerdiode Dzio In dieser Schaltung ist die Klemmenspannung über der Zenerdiode DZ1 konstant und unabhängig von irgendwelchen Änderungen in der zwisehen den Klemmen A und B anliegenden Spannung. Auf diese Weise wird das Basispotential für den Transistor Q2 auf einem festen Wert gehalten, und dementsprechend läßt sich an der Klemme C ein Strom von fest vorgegebener Größe abnehmen.
• Die in Fig. 3 gezeigte Schaltung stellt eine Verbesserung der Schaltung nach Pig. 2 dar. Genau genommen wird bei der Anordnung nach Fig. 3 die Klemmenspannung über die Zenerdiode DZ1 duroh einen veränderlichen Widerstand R3 unterteilt, so daß zwischen den Emitter und der Basis des Transistors Q2 eine solche Spannung herrseht. Außerdem ist zwischen einen Widerstand R1 und der Zenerdiode DZ1 eine Diode D1 eingefügt.
• Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung ist im Vergleich zu der Schaltung nach Pig. 2 insofern vorteilhafter, als sich bei ersterer der Ausgangsstrom der Transistoren Q1 und Q2 dureh Einstellung des Widerstandes R3 variieren läßt, während bei letzterer der Ausgangsstrom der Transistoren Q1 und R2 dureh die Zenerspannung der Zenerdiode DZ1 als in Falle der Sohaltung nach Fig. 3 der festgelegte Wert für den Ausgangsstrom unabhängig von Änderungen in der Zenerspannung der Zenerdiode Dz1 variieren, indem man die Größe des Widerstandes R3 entsprechend einotellt. außerdem dient die Diode D1 bei der Schaltung nach Fig. 3 als Kompensationselement, das thermische Xnderungen in den Spannungen über die Basis-Emitter-Sperrschichten der Transistoren Q1 und Q2 ausgleicht.
• Fig. 4 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform für eine in Rahmen des erfindungsgemäßen Fernmeßsystems einsetzbare Konstantstromquelle. Bei dieser Schaltung wird eine duroh die Teilung der Zenerspannung über die Zenerdiode DZ1 durch den Widerstand R3 gewonnene Spannung an die Basis eines Translsterg Q4 angelegt und an die Basis eines Transistors Q3 der Spannungsabfall über einen Widerstand 21. Die Transistoren Q3 und Q4 bilden dabei einen Differenzverstärker. Auf diese Weise fließt am Kollektor des Transistors Q4 ein der Differenz zwisehen den an der Basis der Transistoren Q3 und Q4 anliegenden Eingangsspannungen proportionaler Strom. Ein Transistor Q1 dient dazu, den durch den Widerstand R1 fließenden Strom so zu variieren, daß die Differenz zwischen den oben erwähnten Eingangsspannungen Null wird. Dementsprechend ist im Normalzustand der Spannungsabfall über den Widerstand R1 gleich der dureh den Widerstand R3 unterteilten Zenerspannung, so daß sich der duroh den Widerstand R1 fließende Strom, der im wesentlizehen gleich den an der Klemme C abnehmbaren Ausgangsstrom ist, auf diese Weise auf einen festen Wert halten läßt.
• Eine in dieser Weise aufgebaute Konstantstromquelle arbeitet sehr stabil, da die Schaltung sogar dann, wenn sich der Ausgangsstrom aus irgendeinen Grunde ändert, die Tendenz hat, den Ausgangs strom wieder auf den festgelegten und im Normalzustand von ihr abgegebenen Wert zurückzuführen. Außerdem lassen sich als Transistoren Q3 und Q4 Transistoren gleicher Art verwenden und unter gleichen Bedingungen betreiben, so daß man zu einer Temperaturkompensation kommt und unabhängig von Temperaturänderungen über einen weiten Bereich zufriedenstellende Arbeitsbedingungen erhält.
• Eine Änderung in der Spannung VAB über den Klemmen A und B kann sich aus einer Änderung im Ausgangssignal des Verstärkers 4, d.h.einem von dem Verstärker 4 in Fig. 1 abgegebenen Signalstrom 1o ergeben. Auf diese Weise läßt sich die Änderung in dem Signalstrom Io positiv zur Erzielung eine konstanten Stromes benutzen, der noch stabiler ist als bei der in Fig. 4 veranschaulichten Schaltung.
• Die Hauptteile einer nach diesem Prinzip arbeitenden Schaltung sind in Fig. 5 dargestellt, die eine Abwandlung der Schaltung von Fig. 4 darstellt. Bei einer in der dargestellten Weise aufgebauten Schaltung führt eine Änderung in dem Ausgangs strom Io des Verstärker 4 zu einer Änderung in der Klemmenspannung über einen Widerstand 25. Wenn beispielsweise ein durch die Übertragungsleitung fließender Strom 11 aus irgendeinem Grunde zunimmt, so nimmt der Ausgangsstrom 1o zu, und daraus ergibt sich eine Herabsetzung der Spannung über den Klenen A und B. Dementsprechend ninmt der durch die Zenerdiode DZ1 fließende Betriebs strom ein wenig ab und wird auch die Zenerspannung kleiner, obwohl diese Spannungsabnahme geringfügig ist. Die Klemmenspannung über den Widerstand R5 dagegen nimmt als Ergebnis der Zunahme des Ausgangsstromes 10 zu, und die Spannung über der Serienschaltung aus dem Widerstand R5 und der Zenerdiode Dzi wird auf einem im wesentlichen festen Wert gehalten. Da dadurch der Eingangs strom für den Transistor Q4 auf einem im wesentlichen festen Wert gehalten werden kann, läßt sich auch am Ausgang des Transistors Q4 ein etabiler Konstant strom abnehmen.
• Ungeachtet dessen, daß vorstehend einige für einen Einsatz bei einem erfindungsgemäßen Fernmeßsystem besondere geeignete Bauformen für Konstantstromquellen veranschaulicht worden sind, versteht es sich doch von selbst, daß die Erfindung keineswegs auf die Verwendung derartiger Konstantstromquellen beschränkt iet, sondern daß stattdessen auch beliebige andere Konstant stromquellen eingesetzt werden können.
• 2. Der Rechteckwellen-Generator.
• Der Generator 1 erhält bei dem erfindungsgemäßen Fernmeßsystem das Ausgangssignal der Konstantstromquelle 2 als Betriebsenergie zugeführt und erzeugt daraus Reehteokspannungen.
• Eine mögliche Bauform für den Generator 1 ist in Fig. 6 dargestellt. Dies Bauform wird üblicherweise als CR-Multivibrator bezeichnet. Die Schaltung weist ein Paar von Transistoren Q5 und Q6 auf. Ein positiver Rückkopplungszweig mit einem Kondensator C1 verbindet den Kollektor des Transistors Q5 mit der Basis des Transistors C6, und ein ähnlicher positiver Rückkopplungszweig mit e einem Kondensator a2 verbindet den ollektor des Transistors Q6 mit der Basis des Transistors Q5, Durch diese Schaltungsanordnung werden die Transistoren Q5 und 46 alternierend ein- und ausgeschaltet, so daß sich an Klemmen X und Y Rechteckspannungen abnehmen lassen, die einander in ihrer Phase entgegengesetzt sind.
• Wie sich diese Rechteckspannungen in bestimmten Schaltungen verwenden lassen, wird weiter unten beschrieben werden.
• Die in Fig. 6 veranschaulichte Schaltung befriedigt hinsichtlich der Anstiegseigenschaften der erzeugten Rechteckspannung noch nicht. Eine von diesem Mangel freie Schaltung für den Generator 1 ist in Fig. 7 dargestellt. In dieser Schaltung ist der Kollektor des Transistors Q6 über einen positiven Rückkopplungszweig mit einem Kondensator C2 unmittelbar mit der Basis des Transistors Q5 verbunden. Andererseits wird das am Kollektor des Transistors Q5 abgenommene Ausgangssignal der Basis eines Transistors Q7 zugeführt und ist der Emitter dieses Transistors Q7 mit der Basis des Transistors Q6 über einem Rückkopplungszweig mit einem Kondensator C1 verbunden. Das am Kollektor des Transistors Q5 auftretende Signal wird außerdem Transistoren Q8 und Q9 zugeführt, so daß das eine Ausgangssignal am Kollektor des Transistors Q8 abgenommen werden kann, während das andere Ausgangssignal am Emitter des Transistors C9 zur Verfügung steht. Diese Ausgangssignale haben die Form von Rechteckwellen, die in ihrer Phase einander entgegengesetzt sind.
• Bei dieser Schaltung wird dei Zeitkonstante für das Einschaltverhalten des Transistors Q5 durch das Produkt aus der Kapazität des Kondensators C1 und der Größe eines Widerstandes R10 bestimmt. Die Größe des Widerstandes R10 läßt sich unabhängig von den Werten für die anderen Bauelemente der Schaltung festlegen. Dementsprechend läßt sich auch die Zeitkonstante C1 x R10 verringern und damit das Einschaltverhalten des Transistors Q5 verbessern. Daher zeigt das am Kollektor des Transistors Q5 in der Schaltung von Fig. 7 abnehmbare Signal im Vergleich zu dem Ausgangssignal der Schaltung nach Fig. 6 ein verbessertes Anstiegsverhalten.
• Eine andere Bauform für einen Generator zur Erzeugung derartiger Rechteckspannungen ist in Fig. 8 dargestellt. Die in Fig. 8 veranschaulichte Schaltung stellt praktisch eine vereinfachte Abwandlung der in Fig. 7 dargestellten Schaltung dar.
• Genauer gesagt ist in Fig. 8 der Transistor Q7 durch eine Diode D2 ersetzt und verbindet ein positiver Rückkopplungszweig mit einem Kondensator C1 die Basis des Transistors Q6 mit dem Verbindungspunkt zwischen der Diode D2 und einem Widerstand R14.
• Die Zeitkonstante für das Einschaltverhalten des Transistors Q5 wird auch bei dieser Schaltung durch die Kapazität dse Kondensators C1 und die Größe der Widerstandes R14 bestimmt. Diese Zeitkonstante läßt sich daher ohne weiteres herabsetzen, da die Größe des Widerstandes R14 frei wählbar ist.
• Ungeachtet dessen, daß oben einige Ausführungsformen von Generatoren beschrieben sind, die sich befriedigend im Rahmen eines erfindungsgemäßen Fernmeßsystems verwenden lassen, versteht es sich von selbst, daß sich stattdessen auch andere Generatoren für Rechteckwellen einsetzen lassen und beispielsweise ein Oszillator verwendbar ist, der allgemein als Royer-Schaltung bezeichnet wird.
• 3. Detektor, Verstärker und Rückkopplungsschaltung.
• In Pia. 9 bis 11 sind einige praktisch erprobt Schaltungen für den Detektor 3, den Verstärker 4 und die Rückkopplungsschaltung 5 von Fig. 1 veranschaulicht.
• Wie Fig. 9 zeigt, weist der Detektor eine Drückenschaltung aus Widerständen R15 bis R18 auf. Praktisch ändert sich die Größe eines dieser Widerstände in Abhängigkeit von einer Temperatur, einem Druck oder irgendeiner anderen zu messenden Größe, wodurch die Brücke aus dem Gleichgewicht gerät und ein für die zu messende Größe repräsentatives elektrisches Ausgangssignal abgibt. Dieses Ausgangssignal wird über einen Transformator T1 dem Verstärker 4 zugeführt. Zu dem Verstärker 4 gehören ein Wechselstromverstärkerteil mit Transistoren Q10, Q11, Q12 und Q13, ein Synchrongleichrichterteil mit einem Transistor Q14, einer Gleichrichterdiode D3 und einem Glättungskondensator C3 und ein Gleichspannungsverstärkerteil mit Transistoren Q15 und Q16. Zur Festlegung des Arbeitspunktes für den Transistor Q13 auf einen passenden Wert ist eine Zenerdiode DZ2 vorgesehen. Das an dem Transistor Q16 abgenommene Ausgangssignal wird der zentralen Überwachungsstation über die Übertragungsleitungen 7 zugeführt. Der Spannungsabfall über einer in eine der Übertragungsleitungen 7 eingefügte Rückkopplungsimpedanz 6 wird durch einen Transistorzerhacker Q17 in eine Wechselspannung umgewandelt und über einen Transformator T2 negativ auf den Eingang des Verstärkers 4 rückgekoppelt, Diese negative Rückkopplung erweist sich als nützlich sowohl für die Stabilisierung der Arbeitsweise des Gesamtsystems als auch für eine Linearitätsverbesserung.
• Als nächstes soll nun die Arbeitsweise der in Fig, 9 veranschaulichten Schaltung unter Bezugnahme auf Pig. 12 näher beschrieben werden.
• Der oben beschriebene Generator 1 liefert die Antriebsspannung für die Brückenschaltung. Da der Generator 1 ein rechteckförmiges Ausgangssignal abgibt, liefert auch die Brückenschaltung ein rechteckförmiges Ausgangssignal, wie es in Zeile (a) in rig. 12 dargestellt ist Nimmt man nun an, daß der Spannungsabfall über der Rückkopplungsimpedanz 6 einen Wert hat, wie er in Zeile (b) in Fig. 12 dargestellt ist, dann ergibt sich als Ausgangssignal für den Transistorzerhacker Q17 ein Signal, wie es in Zeile (c) in Fig. 12 dargestellt ist.
• Aus Fig. 12 ersicht man, daß das rechteckförmige Ausgangssignal der Brückenschaltung dem rechteckigen Ausgangssignal des Transistorzerhackers Q17 in seiner Phase entgegengesetzt ist, da die Antriebsspannung x für die Brückenschaltung phasenverkehrt ist gegenüber der Antriebsspannung für den Zerhackerf Q17.
• Das Eingangssignal für den Verstärker 4 hat die in Zeile (d) in Fig. 12 verenschauliche Form, da es sich aus der Kombination der Wellenformen von Zeile (a) in Fig. 12 und Zeile (c) in Fig. 12 ergibt. Nach einer Wechselspannungsverstärkung ergibt sich eine Spannung mit einer Wellenform, wie sie in Zeile (d) in Fig. 12 dargestellt ist, und diese Spannung wird dem Transistor Q14 zugeführt. Der Transistor Q14 wird durch die Antriebsspannung x abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Dabei erfolgt keine Signalübertragung an die nächstfolgende Stufe, wenn der Transistor Q14 eingeschaltet ist. Dementsprechend hat das Ausgangssignal des Transistors Q14 nur eine einzige Polarität, wie dies in Zeile (e) in Fig. 12 dargestellt ist. Dieses Bignal wird durch den Kondensator O3 geglättet, anschließend einer Gleichspannungsverstärkung durch die Transistoren Q15 und Q16 unterworfen und schließlich dem Meßinstrument 9 zugeführt.
• Obzwar in Fig. 12 eine Antriebsspannung mit gleichen Einsohalt- und Ausschaltperioden dargeetellt ist, läßt sich gewünschtenfalle auch eine Wellenform mit unterschiedlichen Einsohalt- und Ausschaltperioden verwenden, die gegebenenfalls su einer Verringerung in dem erforderlichen Leißtungsbedarf führt.
• In Fig. 10 ist eine Abwandlung der Schaltung von Fig. 9 veranschaulicht. In Fig. 10 wird das Ausgangssignal des ransistorzerhackers Q17 in Überlagerung mit der Treiberspannung x der Brückenschaltung in dem Detektor 3 über veränderliche Widerstände R20 und R21 zugeführt. Bei dieser Anordnung laesen sich die Größenverhältnisse für die Widerstände R20, R22, R23 und R6 so wählen, daß R20 und R6 klein sind gegen R22 und R23, so daß die Verstärkung des Verstärkers 4 unabhängig von der Nullpunkteinstellung durch bloße Änderung der Größe des Widerstandes R20 variiert werden kann. Außerdem ist es möglich, durch Änderung der Größe des Widerstandes R21 den Nullpunkt unabhängig von der Verstärkung des Verstärkers 4 einzustellen.
• In Fig. 9 und 10 wird in der Rückkopplungsschaltung 6 ein lineares Bauelement verwendet. Nun ist es Jedoch häufig erforderlich, in dieser Rückkopplungsschaltung ein nichtlineares Bauelement einzusetzen, um die Proportionalität des Ausgangss'ignals des Verstärkers 4 mit der zu messenden Größe zu gewährleisten. Dann muß aber, da die fur den Betrieb einen nichtlinearen Bauelementes erforderliche Spannung im allgemeinen größer ist als die für den Betrieb einen linearen Bauelementes erforderliche Spannung, die Spannung der Gleichspannungsquel-10 in der zentralen Überwachungsstation einen höheren Wert annehmen, wenn solche nichtlineare Bauelemente an der gleichen Stelle in die. Schaltung eingefügt werden, wie ihn in den oben beschriebenen Schaltungen die linearen Bauelemente einnehmen.
• Ein Schaltung, die das sich daraus ergebende Problem löst., ist in Pig. 11 dargestellt, und diese Schaltung stellt insoweit eine Verbesserung der Rückkopplungsschaltung gemäß Pig. 9 und 10 dar.
• Wie man aus Fig. 11 ersieht, sind ein lineares Rückkopplungselement 61 und ein nichtlineares Rückkopplungselement 62 getrennt voneinander an verschiedenen Stellen in die Schaltung eingefügt. Das nichtlineare Rückkopplungselement 62 ist dabei in Porm einer Zenerdiode Dz3 ausgeführt, Jedoch lassen sich stattdessen ohne weiteres auch übliche Dioden mit nichtlinearer Kennlinie verwenden.
• Bei einem solchen Schaltungsaufbau liegt der Spannungsabfall über dem Element 61 und'der Spannungsabfall über den Element 62 in Überlagerung an dem Transistorzerhacker Q17 an, und eine von dem Zerhacker Q17 abgegebene Ausgangswachselspannung wird auf den Eingang des Verstärkers 4 rückgekoppelt.
• Weiter liegen bei dieser Schaltung der Generator 1 und die eine hohe Spannung erfordernde Konstantstromquelle 2 in Serie mit den linearen Rückkopplungselement 61, das nur eine kleine Spannung verlangt, während das nichtlineare Rückkopplungselenent 62, das einen hohen Spannungsbedarf hat, auf der Ausgangsseite der Gleichrichter des Verstärkers 4 eingesetzt ist, die einen kleinen Spannungsbedarf haben. Auf diese Weise wird die erforderliche Spannung über das Übertragungsleitungspaar ii wesentlichen gleich den bei der in Fig. 10 dargestellten Sohiltung erforderlichen Wert.
• Das erfindungsgemäße Fernmeßsystem läßt sich durch eine geeignete Kombination einer der Konstantstromquellen der Pig. 2 bis 5, einea der in Fig. 6 bis 8 dargestellten Generatoren und einer der in Pig. 9 bis 11 gezeigten Schaltungen aufbauen.
• Dabei versteht es sich Jedoch von selbst, daß das erfindungsgemäße Fernmeßsystem ohne weiteres auch mit Hilfe anderer geeigneter Schaltungen aufgebaut werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (8)

Patentanuprüche

1. Fernmeßsystem mit einem Paar von an einer Meßstelle angeordnete Geräte mit in einer zentralen Überwachungsstation aufgestellten Geräten verbindenden Übertragungsleitungen für die Übertragung eines an der Meßstelle ermittelten, einer Meßgröße proportionalen elektrischen Signale zu der Meßstation d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t, daß an der Meßstelle ein Detektor zum Umwandeln der Meßgröße in ein elektrisches Signal, ein Verstärker zum Veretärken des elektrischen Signals und zum Übertragen des verstärkten Ausgangssignals über die Übertragungsleitungen zu der Überwachungsstation, eine Rückkopplungsschaltung für die negative RUckkopplung eines Teiles des Verstärkerausgangsignals auf den Verstärkereingang, eine Konstantstromquelle und ein Rechteckwellengenerator und in der zentralen Überwachung. station eine Gleichspannungsquelle und ein Meßinstrument angeordnet sind und daß die Gleichstromquelle über die Übertragungsleitungen die Konstantstromquelle mit einer Gleichspannung speist, die Konstantstromquelle mit ihrem konstanten Strom den Reohteckwellengenerator für die Erzeugung von Rechteckspannungen antreibt, die ihrerseits als Antriebsspannung für den Detektor, den Verstärker und die Rückkopplungsschaltung dienen.

2. Fernmeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckwellengenerator Rechteckspannungen mit einander entgegengesetzter Phasenlage erzeugt, von denen die eine in den Detektor und den Verstärker und die andere in die Rückkopplungsschaltung eingespeist wird.

3. Fernmeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckwellengenerator einen ersten und einen zweiten Transistor gleichen Leitfähigkeitstyps, einen den Kollektor les zweiten Transistors mit der Basis des ersten Transistors verbindenden ersten positiven Rückkopplungszweig mit einen ersten Kondensator und einen einen dritten Transistor und einen zweiten Kondensator enthaltenden zweiten positiven Rüokkopplungszweig aufweist, daß der dritte Transistor in seinem Leitfähigkeitstyp des ersten und des zweiten Transistors entgegengesetzt und als Emitterfolger geschaltet ist, daß die Basis des dritten Transistors mit den Kollektor des ersten Transistors verbunden ist und daß der zweite Kondensator zwirohen dem Emitter des dritten Transistors und der Basis des zweiten Transistors eingefügt ist.

4. Fenrmeßsystem nach Anepruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß der Rechteckwellengenerator einen ersten und einen zweiten Transistor gleiohen Leitfähigkeitstyps, einen den Kollektor des zweiten Transistors mit der Basis des eraten Transistors verbindenden ersten positiven Rückkopplungszweig nit einem ersten Kondensator und einen eine Diode, einen Widerstand und einen zweiten Kondensator enthaltenden zweiten positiven Rückkopplungszweig aufweist und daß die Diode und der Widerstand in Serie zueinander im Kollektorzweig aee ersten Transistors liegen und der zweite Kondensator zwischen der Basis des zweiten Transistors und den Verbindungspunkt zwischen der Diode und dem Widerstand eingefügt ist.

5. Fernmeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschaltung ein in Serie in eine Übertragungsleitung des Übertragungsleitungspaares eingefügte Rückkopplungsimpedanz, einen mit dem Spannungsabfall über dieser Rückkopplungsimpedanz gespeisten Synchronzerhacker, der die Spannung über der Rückkopplungsimpedanz synchron zu den von dem Rechteckwellengenerator erzeugten Rechteckwellen zerhackt, und einen mit der Ausgangs spannung des Zerhackers gespeisten Transformator für die negative Rückkopplung der zerhackten Spannung auf den Eingang des Verstärkers aufweist.

6. Fernmeßsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zerhacker zugeführte Rechteckspannung in ihrer Phase der an dem Detektor und dem Verstärker anliegenden Rechteckspannung entgegengesetzt ist.

7. Fernmeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstant stromquelle einen ersten und einen zweiten in Darlington-Sohaltung zusammengeschalteten Transistor und parallel zu dem Ausgang des Verstärkers liegende Yorspannungserzeugungseinrichtungen mit einer Zenerdiode für die Erzeugung eines konstanten Spannungsabfalis aufweist und der von der Zenerdiode erzeugte Spannungsabfall der Darlingtonschaltung an ihrem Basisanschluß zugeführt wird, 80 daß diese unabhängig von änderungen im Ausgangsignal des Verstärkers einen konstanten Strom abgibt.

8. Fernmeßsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle außerdem einen zu der Zenerdiode parallel liegenden variablen Widerstand für die Erzeugung einer einstellbaren, in die Darlingtonschaltung einspeisbaren Zenerspannung aufweist.