DE1907876U - Messgroessenumformer zum umformen eines quotienten von zwei eingangsgroessen oder der wurzel einer eingangsgroesse nach dem prinzip der drehmomentkompensation. - Google Patents

Description

PA-flü97557-2S.tt

Lieentia Pat ent»Verwaltungs=»GiabH₀

Frankfurt/Main _? Theo&or-Stern-Kai 1

Sb 64-/504 26 c 8.1964

Meßgrößenumformer aum Umformen eines Quotient an τοπ swei Eingangs= größea oder der Wurzel einer· Eingangsgröße nach, des Prinzip der

Die Heuerung betrifft einen Meßgroßenumformer stm Umformen eines Quo«= tienten fön eto± Eingangsgrößen ©der der Wuraei einer Eingangsgröße in winen ©ingeprägten Gleichstrom oder eine eingeprägte Gleiohepsa= nung nach dem Prinzip der Drehiiomentkompensation mit einem ©iektrofiy=» namieehen Meßwerk und einem mit diesem dureh eine -isolierend© Kupplung gekuppelten DrehspulmeßTOrk,, einem Abgr-iff mit Steuerorgan und ©inta Verstärker_β

Die lfeutfung "besteht darin, daß das Steuerorgan starr mit Dreiisystem desjenigen Meß^erkes Terbraiden ist₉ auf das die größe rückgeführt istο

Zum Dividieren Ton Meßgrößen oder sum Radizieren einer Meßgröße ύ.η& Meßgrößenumformer mit einem elektrodynamischen Meßwerk, eine® Brell·? spulmeßwerk und einem-Abgriff mit Steuerorgan sowie einem ¥erstarker bekannt» Das Steuerorgan des Abgriffes steuert den Verstärker., de Ausgangsstrom auf das ©Isktr©dynamische Meß^erk rückgeführt wird_e Es stellt sich im eingeschwungenen Zustand so ein_? daß sieh dae moment d@s elektrodynamischen Meßwerkes und das entgegeagesetst wirkende Drehmoment des Drehspulmeßwerkes kampensiereno Wenn sum Dividieren slider Gleichströme ein Pfad des~elektrodynamischen Meßwertes mit dem Siagaagsstrom, der dem Divisor entspricht _? und das Dreiispul·= meßwerk mit dem Eingangsstrom„ der dam Dividenden entspricht, g©~ speist werden und der Ausgangsstrom auf den zweiten Pfad des elektro dynamischen Meßw.erkes rückgeführt wird_? dann ist der eingsprägte

Ausgangsstrom proportional dem Quotienten der beiden Wird zum Radigieren eines Gleichstromes das Drehspulmeßwerk mit' d@m Eingangsstrom gespeist und der Ausgangsstrom über beide Pfade des elektrodynamischen Meßwerkes rückgeführt_s dann ist der eingeprägte ^angsström proportional der Wurzel des Eingangsstromes < >

Konstruktiv können derartige Meßgrößenumformer bekanntlich so aus= geführt sein, daß die beiden Rahmehen und das Steuerorgan an eiaer gemeinsamen Welle befestigt sind₉ so daß also nur ein einziges Dreh=· system vorhanden ist₀ Diese konstruktive Lösung ist aufwendig und für die Montage der Meßgrößenumformer ungünstige Besonders nachteilig ist sie, wenn sur Anpassung-der Meßgrößenumformer an vielseitige Meßaufgaben besondere Meßwerk-=Baugruppen jeweils in kleinen Serien vorausehen

Es ist auch nicht mehr neu, das elektrodynamische Meßwerk und das Drehspulmeßwerlc mit getrennten Drehsystemen auf zubauen und die Welles der Drehsysteme durch ein© Kupplung au verbinden» Die Kupplung hat einerseits die Aufgabe,, kleine Lageabweiehungen der Drehsystemwellen aussugleichen^ andererseits läßt sich mit ihr leicht eine galvanik sehe Trennung der beiden Drehsysteme 'durchfuhren_β Die Kupplung "best©! üblicherweise aus einer metallischen Gabel an der einen Walle und einem in dia Gabel eingreifenden Stift aus Isoliermaterial an der anderen WeIIe₀

Bei bekannten Meßgrößenumformers&um Dividieren von swei Meßgröße» oder sum Radizieren einer Meßgröße mit gekuppelten Meßf?erk©a ist mm das Steuerorgan an dem Drehsystem d£s Dr'ehspulmeßwerte befestigte Die Kupplung zwischen den beiden Meßwerken hat eine geringe Loseο Dies© macht sieh in der lull=Lage störend bemerkbar, dalbu dann,, wenn das Drehmoment des Drehspulmeßwerkes Hull ist» In diesem Falle müßte sich aas Steuerorgan in der Stellung befinden^ für die der Ausgangs·= strom des Verstärkers Hull ist'_β Infolge der Lose .zwischen dem Dreh=» system des elektrodynamischen Meßwerkes und dem Steuerorgan stellt sieh aber das Steuerorgan höchstens nur sehr kurae !Seit so ©in₉ daß

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der Ausgangsstrom vsrscSxsrln&et _β Dabei ist vorausgesetzt ₉ daß beim Divi dieren der d@m Divisor entsprechende Eingangsstrom nicht Hull ist«, Es fließt praktisch immer ein Ausgangsstrom, der im elektrodynamisches Meßwerk ein unbestimmtes Moment erzeugt und damit dessen Drehsystem solange verdreht, bis sieh die beiden Eupplungshälften berühren_β Bei der Berührung ändert sich das Einstelliaoment des Meßgrößenumf©m©rs von Hull auf einen endliehen Wert und sobald im Verlauf der Drehung beider Drehsysteme in Richtung Hull oder darüber hinaus die Berührung wieder aufgehoben wird j von einem endliehen Wert auf 35TuIl₀ Die Baw®= gung der beiden Drehsystem® wird in komplizierter Weise außer von der Lose der Kupplung noch von dem auftretenden Einstellmomsst, dem !Trägheitsmoment der Drehsysteme, der elektrischen beziehungsweise magnetischen Dämpfung der Meßwerk©, der Reibung der Drehsysteme in den Lagern sowie anderen Paktoren bestimmt= Bei einer kleinen Zeitkonstante des Meßgrößenumformers äußert sich die Bewegung der Drehsysterne um den Nullpunkt als Pendelungo Der Umformer ist also instabil _o

"Versucht man nun, dies© störende Instabilität durch Verminderung Lose su"beseitigen, so werden di© Kupplungsteile ^eg©a der großen Anforderungen an die Soieraashaltigkeit der beiden Kupplungshälftes, teuere Außerdem können in Umformers mit solchen Kupplungen beträeht liehe Reifeunggfeiiler¹ auftrat©n_o

Eine bekannt© Maßnahme _s die Lose der Kupplung unschädlich gu besteht darin_? die beiden Drehsystem© mit gleichartigen_? gegensinnig um deft gleichen Winkel vorgespannten Spiralfedern aussurü.sten_o Die Spiralfedern dEÜ&adie beiden Eupplungshälften gegeneinaader₉ so daß stets eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Kupplungs·*· hälften besteht= Dies© Maßnahme vermindert aber die Genauigkeit das Meßgrößenuiaformers ₉ da die ausätsuchen₃ winkelabhängigen Drehmomente der Federn das Drehmomeatgleichgewieht fälschen=

;■ -o,rüh eine Yerminderung des Einstellmomentes des Meßgrößenumformers .1:.;3Γ·. man unt@r Umständen ebenfalls die Instabilität beseitigen^ Diese

igliehkeit scheidet aber im besonderen beim Dividieren wegen der damit verbundenen Vergrößerung des Reibungsfehlers und der Zeitkon·- stante sowie der Erschütterungsempfindliehkeit des Umformers aus«

Aueh die Möglichkeit _s die Instabilität des Meßgrößenumforiners durch einen Tropfen einer Flüssigkeit mit niedrigem Dampfdruck an der Kupplungssteile ssu beseitigen, führt nieht su einer DguerlÖsungo Die Flüssigkeit dämpft swar₅ wenn sie sah. genug ist, die Bewegung des Kupplungsstiftes in der Kupplungsgabel ausreichende Verschmutzen und Verspritzen der Dämpfsrflüssigkeit bei einem mechanischen Stoß auf den Umformer beziehungsweise bei einem Überlaststoß läßt sich kaum verhindernο

Der feuerung liegt die Aufgabe sugrunde_? die Ntxllpunktinstabilität von M©ßgrößenumfonaern sum Dividieren oder Radisieren nach dam sip der Drehmomentkompensation aussuschalten_o Die Beseitigung fi© Instabilität soll kein© Verschlechterung der Genauigkeit und des* Zeitkonstaate sur Folge haben und möglichst aueh keinen Aufwand bedingen»

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Feuerung werden, an Hand' einer Zeichnnmg mit swei Figuren beschrieben« In Figur 1 ist ein Meßgrößenumformer mit einem Hochfrequensabgyiff und in Figur 2 eia Meßgrößenumformer mit einem elektrodynamischen

In Figur 1 ist mit 1 ein elektrodynamisches Maßwerk und mit 2 eia Drehspulaeßwerk eines Meßgrößentimformers bezeichnet« Die Maßwerk© 1 und 2 sind über eine isolierende Kupplung 3 gekuppelte Ein Abgriff mit einer Aluminiuxafahn® 5 als Steuerorgan ist als Hochfrequeasab·= griff ausgebildet„ Das Steuerorgan ist starr mit dem Di?.ehsyst@m des elektrodynamischen Meßwerkes 1 Terbunden_o Die beiden Eingangsgrößen worden als Gleichströme auf di@ Meßwerk© 1 und 2 aufg©geben_E Das Btmierorgan steuert einen nicht dargestellten Verstärker/dessen Atisgangsstrom sum Beispiel über ein Amseigeinstrument auf das elektrodynamisch© Meßwerk rüekgeführt wird«

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Bei Drehmomentgleiehgewioht wird also eine Division der beiden · Eingangsgrößen durchgeführt „ Wesentlich ist dabei _s daB eine.Drehung des Drehsystems-des elektrodynamisches, Meß^erkes auch am Hullpvmkt zwangsläufig di@ gleiche Drehung des Steuerorgans bedingte Sine Ia= Stabilität in der Hull-Lage tritt deshalb nicht aufο

In ligur 2 ist mit 11 ein elektrodynamisches Meßwerk und mit 12 ein Drehspulmeßwerk bezeichnet_o Beide Meßwerke sind wie in dem Ausführungsbeispiel naeh Figur 1 über eine isolierende Kupplung -1J. ' gekuppelt ο Der Abgriff 14 mit dem Steuerorgan 15 ist in diesem Falle ein elektrodynamischer Abgriff mit fremderregtem Wechselfelde. Er bildet mit dem Meßwerk 1 eine konstruktive Einheit (sweisystemiges Elektrodynamometer)ο Die Drehspule des Abgriffes als Steuerorgan ist wieder starr mit dem Drehsystem des elektrodynamischen Meßwerkes 11 verbunden» Die Eingangsgröße wird als Gleichstrom sum Beispiel am in das Meßwerk 12 eingespeiste Das Steuerorgan steuert einen Yerstär= ker„ dessen Ausgangsstrom wiederum auf das Meßwerk 11 rückgeführt wii Bei Drehmomentgleiehge^icht ist der Ausgangsstrom ein Maß für die Quadratwurzel des Eingangs ströme S₀ Der Meßgrößenumforaier radiziert also die Eingangsgröße_o Das Verhalten des Umformers in der Kull-Lage ist auch hier stabil.

Die Ausgangsgröße der beschriebenen Meßgrößemimformer kann auch eine eingeprägte Gleichspannung sein, aus der der rückgeführte Strom ab= geleitet wirdο

5 Seiten Beschreibung
3 Sehnt Liansprüche

1 Blatt Zeichnungen mit zwei Figuren

Claims (1)

1. Λ-Β097557--2 9.

   1 ο Meßgrößemamfona©r sum Umformen eines Quotienten won zwei "Ein·= gangsgrößen oder der Wursel ©iner Eingangsgröße in einen eingepräg ten Gleichstrom oder' eine eingesprägte CKLeichspasnung naeh dem &ip .der Drehmomentkompensation mit einem elektrodynami und einem mit diesem dur©h eine isolierende Kupplung gekuppelten DrehspulmeßTOrk, einem Abgriff mit Steuerorgan und einem Verstärker daduroh gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (5 in ligur 1 wnd 15 in Figur 2) starr mit dem Drehsystem desjenigea, Meßwerkes Cl in Figur und 11 in tfigur 2) verbunden ist, auf das die Eingangsgröße rückg©«- führt istο

   2ο Meßgrößenumformer naeh Anspruch 1_S dadurcli gekennzeichnet ₅ daß ein Hofthfre<3.u©naabgriff (4·) mit einer Aluminiumfahne (5) als organ verwendet wird (Figur 1)_O

   3 c Meßgrößenumformer naelb. Anspruch 1_S dadurch gekennzeichnet ₉ daß ein elektrodynamischer Abgriff (14) mit einer Drehspule (I5) als Steuerorgan verwendet wird unß. daß dieser Abgriff mit dea el©ktr©i Harnischen Meßwerk (11) ©ine konstruktive Eiaheit bildet (Figur 2).°

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