DE1923473C3 - Magnetic field operated measuring point switch for multiple recorders - Google Patents
Magnetic field operated measuring point switch for multiple recordersInfo
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Description
4545
Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetfeldbetätigten Meßstellenumschalter für Mehrfach-Registriergeräte mit ringförmig angeordneten, hermetisch gekapselten Schutzrohrkontakten (Reed-Kontakten), die durch einen zentralen, drehbaren Permanentmagneten paarweise geschaltet werden und die zur Vermeidung von Fehlschaltungen durch Weicheisenstäbe abgeschirmt sind.The invention relates to a magnetic field operated measuring point switch for multiple recording devices with ring-shaped, hermetically encapsulated protective tube contacts (reed contacts), which are switched in pairs by a central, rotatable permanent magnet and the are shielded by soft iron rods to avoid incorrect switching.
Solche hermetisch in einem Glasröhrchen gekapselte Kontakte können entweder durch das Magnetfeld eines von außen herangeführten Permanentmagneten oder durch das Magnetfeld einer Erregerspule geschaltet werden, innerhalb welcher sich der Schutzgaskontakt befindet. Die. beiden aus ferromagnetischem Material bestehenden Kontaktzungen sind so in die Glasampulle eingeschmolzen, daß sich die Zungenenden in der Mitte des Schutzrohres überlappen und durch einen kleinen Luftspalt getrennt sind. Wird parallel zu den Kontaktzungen ein magnetisches Feld aufgebaut, so werden die Kontaktzungen zu Leitern des magnetischen Kraftflusses, die sich überlappenden Enden der Kontaktzungen bilden Magnete ungleicher Polarität aus und ziehen sich an.Such contacts, hermetically encapsulated in a glass tube, can either be caused by the magnetic field a permanent magnet brought in from the outside or by the magnetic field of an excitation coil within which the inert gas contact is located. The. both made of ferromagnetic Material existing contact tongues are fused into the glass ampoule in such a way that the tongue ends overlap in the middle of the protective tube and separated by a small air gap are. If a magnetic field is built up parallel to the contact tongues, the contact tongues become to conductors of the magnetic flux, the overlapping ends of the contact tongues form magnets unequal polarity and attract each other.
Aus dem Prospekt der Firma EMS, Elektromechanik Dipl.-Ing. Schmidt, Berlin, »Präzise Messung« vom Januar 1968, geht beispielsweise auf S. V/I ein Meßstellenumschalter mit ringförmig aufgebauten, aus Schutzrohrkontakten bestehenden Schaltern hervor, weiche durch einen zentral angebrauhten Permanentmagneten geschaltet werden.From the brochure of the company EMS, Elektromechanik Dipl.-Ing. Schmidt, Berlin, »Precise Measurement «from January 1968, for example, on p. V / I there is a measuring point switch with a ring-shaped, switches consisting of protective tube contacts emerge, soft through a centrally screwed one Permanent magnets are switched.
Die Verwendung einer solchen bekannten Einrichtung bei sehr genau messenden Mehrfach-Registriergerälen, beispielsweise bei Zwölffach-Kompensationsschreibern, die insbesondere auch zur Messung sehr kleiner Spannungen, wie Thermospannungen u.dgl. bestimmt sind, stößt jedoch auf Schwierigkeilen, da durch die einpolige Verbindung der jeweiligen Meßstelle mit dem Meßgerät Thermospannungen an den Anschlußstellen der Meßleitung mit dem Schutzrohrkontakt und des Schutzrohrkontaktes mit der Eingangsleitung zum Registriergerät auftreten können, die, da die Entstehungsherde nicht räumlich unmittelbar benachbart sind, zu erheblichen Verfälschungen des Meßergebnisses führen können.The use of such a known device for very precisely measuring multiple registration devices, For example, with twelve-way compensation recorders, which are also used in particular for measurement Very small voltages, such as thermal voltages and the like, are determined, however, encountered difficulties, because of the unipolar connection of the respective measuring point with the measuring device thermal voltages at the connection points of the measuring line with the protective tube contact and the protective tube contact with the input line to the recorder, which, because the sources of origin are not spatial are immediately adjacent, can lead to significant falsifications of the measurement result.
Zwar können curch die ebenfalls, beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 238 565 bekannte Maßnahme, Umschaltungen innerhalb eines Meßstromkreises donpelpolig auszuführen, Thermostörspannungen eliminiert werden, wenn die Kontakte unmittelbar benachbart sind; eine solche Maßnahme kann jedoch bei der bekannten Einrichtung nicht getroffen werden, da einmal die Kontakte zu weit auseinanderstehen, so daß nicht unter allen Umständen gleiche Temperaturverhältnisse an jeweils sich entsprechenden Kontakten eines Meßstromkreises garantiert sind; außerdem ist ein doppelpoliges Schalten wegen der großen Entfernungen in der bekannten Anordnung ohnehin nicht möglich, weil der Schaltmagnet nicht zwei Schutzrohrkontakte gleichzeitig erreicht. It is true that they can also be used, for example, from the German Auslegeschrift 1 238 565 Measure to carry out switchovers within a measuring circuit with double poles, thermal interference voltages eliminated when the contacts are immediately adjacent; such a measure However, this cannot be done with the known device because the contacts are too far apart, so that the same temperature conditions do not correspond to each other under all circumstances Contacts of a measuring circuit are guaranteed; there is also double-pole switching because of the large distances in the known arrangement not possible anyway because of the switching magnet two protective tube contacts are not reached at the same time.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 223 022 ist ein· Meßstellenumschalter unter Verwendung von Schutzrohrkontakten bekanntgeworden, bei dem die Schutzrohrkontakte paarweise in zwei konzentrischen 'Kreisen angeordnet sind. Ein an einem rotierenden Schwenkarm befestigter Dauermagnet läuft zwischen den beiden Reihen von Schutzrohrkontakten hindurch. Er ist so ausgebildet, daß in jeder Schaltstell'ing jeweils die radial gegenüberliegenden Kontaktzungen zweier Schutzrohrkontakte gleichzeitig ansprechen. Zwischen den auf dem inneren und äußeren Kreis nebeneinander angeordneten Schutzrohrkontakten befinden sich ferromagnetische Stäbe, deren Längsachse zu den Längsachsen der Schutzrohrkontakte parallel liegen. Die ferromagnetischen Stäbe bewirken ein sicheres öffnen des einen Kontaktpaares, bevor das nächste schließt. Durch die räumliche Trennung der auf zwei Kreisbahnen liegenden Schutzrohrkontakte eines Kontaktpaares herrschen an den Kontakten unterschiedliche Temperaturverhältnisse, so daß an den Anschlüssen zu den einzelnen Meßsteüen Thermostörspannungen auftreten, die die Meßergebnisse verfälschen.From the German Auslegeschrift 1 223 022 there is a measuring point switch using protective tube contacts became known, in which the protective tube contacts in pairs in two concentric 'Circles are arranged. A permanent magnet attached to a rotating swivel arm runs between through the two rows of protective tube contacts. It is designed so that in every switching position address the radially opposite contact tongues of two protective tube contacts at the same time. Between the protective tube contacts arranged next to one another on the inner and outer circle there are ferromagnetic rods whose longitudinal axis corresponds to the longitudinal axes of the protective tube contacts lie parallel. The ferromagnetic rods cause a safe opening of one contact pair, before the next one closes. Due to the spatial separation of the two circular paths The thermowell contacts of a contact pair have different temperature conditions at the contacts, so that thermal interference voltages occur at the connections to the individual measuring units falsify the measurement results.
Um die bekannten Einrichtungen auch zur Verwendung als Meßstellenumschalter bei sehr empfindlichen Meßgeräten, wie Mehrfach-Registriergeräte, nutzbar zu machen und die erwähnten Nachteile zuTo the known devices for use as measuring point switch for very sensitive To make measuring devices, such as multiple recording devices, usable and the disadvantages mentioned
beseitigen und um die Vorteile, die die bekannten Schutzrohrkontakte gegenüber herkömmlichen Kontaktanordnungen aufweisen, zu nutzen, besteht der magnetieldbetätigte MeßstellenumNchalter für Mehrfach-Registriergeräte mit ringförmig angeordneten, hermetisch gekapselten Schutzrohrkontakten erfindungsgemüB darin, daß für jede .Meßstelle zwei zusammenstehende Schutzrohrkontakte auf dem gleichen Radius vorgesehen sind und daß zwischen jeweils zwei zu einer Meßstelle gehörende Schutzrohrkontakte ein Weicheisenstab auf einem größeren Radius angeordnet ist.and eliminate the benefits that the well-known To have protective tube contacts compared to conventional contact arrangements to use, consists of Magnetic operated measuring point switch for multiple recorders with ring-shaped, hermetically encapsulated protective tube contacts according to the invention in that for each .Meßstelle two standing together Protective tube contacts are provided on the same radius and that between each two protective tube contacts belonging to a measuring point a soft iron rod is arranged on a larger radius.
In einer vorteilhaften Ausführung besteht der Meßstellenumschalter aus einem Γ istikgehau.se, in dem die Weicheisenstäbc gleich bei der Herstellung eingegossen bzw eingebracht sind und in dem für die einzubringenden Sehutzrohrkontakte, bei einem Zwölffach-Punktschreiber beispielsweise vierundzwanzig einzelne Sehutzrohrkontakte, entsprechende Freistellen vorgesehen sind, in welche die Sehutzrohrkontakte eingeschoben werden.In an advantageous embodiment, there is a measuring point switch from a Γ istikgehau.se, in which the soft iron rods are cast during manufacture or are introduced and in the one for the protective tube contacts to be introduced Twelve point recorders, for example, twenty-four individual protective tube contacts, corresponding Free spaces are provided into which the protective tube contacts are inserted.
Zur Weiterverbindung der jeweils duichgeschalteten Meßstelle an das Meßgerat ist dann noch am unteren Teil des Meßstellenumschaltergehäuses ein Flansch vorgesehen, auf den zwei elektrisch voneinander isolierte, leitende Scheiben aufgeschoben sind, welche an ihrem Rand Ausnehmungen aufweisen und mit denen die jeweils paarweise für eine Meßstelle bestimmten Sehutzrohrkontakte abwechselnd verbunden sind.For further connection of the respectively duichgeschalten The measuring point on the measuring device is then still on the lower part of the measuring point switch housing A flange is provided on which two electrically isolated, conductive discs are pushed, which have recesses at their edge and with which they are each paired for a measuring point certain protective tube contacts are alternately connected.
An Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels wird im folgenden Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigtOn the basis of an embodiment shown in the figures, the following structure and Operation of the invention explained in more detail. It shows
Fig. I einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Meßstellenumschalter,Fig. I a longitudinal section through the invention Measuring point switch,
F i g. 1 a im verkleinerten Maßstab dazu eine der Scheiber., mit denen die Sehutzrohrkontakte abwechselnd verbunden sind,F i g. 1 a on a reduced scale to one of the Scheiber., With which the protective tube contacts alternate are connected,
F i g. 2 den Meßstellenumschalter im Querschnitt,F i g. 2 the measuring point switch in cross section,
Fig. 3 den Verlauf der magnetischen Feldlinien an zwei Schutzrohrkontakten als Ausschnitt.3 shows the course of the magnetic field lines on two protective tube contacts as a detail.
In Fig. 1 sind die Sehutzrohrkontakte, jeweils paarweise zusammengefaßt, einer bestimmten Meßstelle zugeordnet, beispielsweise der Meßstelle MS, die Sehutzrohrkontakte 1, Γ, der Meßstelle MSl die Sehutzrohrkontakte Z, 2' usw. Zwischen den paarweise zusammengefaßten Schutzrohrkontakten sind Weichencisenstäbe 5, 6 ... in rechteckiger oder runder Ausführung angeordnet. Die paarweise zusammengefaßten Sehutzrohrkontakte sowie die Stäbe sind ringförmig mii unterschiedlichen Radien (s. Fig. 2 Radius rx und r.,) in einem Plastikgehäuse 7 angeordnet bzw. untergebracht, welches zweckmäßigerweise aus einem Stück besteht. In der Mitte ist beispielsweise über eine Welle 16 ein drehbarer Permanentmagnet 4 angebracht, dessen von ihm ausgehender Magnetfluß so dimensioniert ist, daß er die seinem Nord- und seinem Südpol gegenüberliegenden Sehutzrohrkontakte zum Schließen bringt.In Fig. 1, the protective tube contacts, combined in pairs, are assigned to a specific measuring point, for example the measuring point MS, the protective tube contacts 1, Γ, the measuring point MSl the protective tube contacts Z, 2 ', etc. Between the protective tube contacts combined in pairs are soft iron rods 5, 6. .. arranged in a rectangular or round design. The protective tube contacts combined in pairs and the rods are arranged or housed in a ring with different radii (see Fig. 2, radius r x and r.) In a plastic housing 7, which expediently consists of one piece. In the middle, a rotatable permanent magnet 4 is attached, for example via a shaft 16, whose magnetic flux emanating from it is dimensioned so that it closes the protective tube contacts opposite its north and south poles.
Durch die Verwendung der an sich sehr vorteilhaften Schuizmhrkontakte — sie besitzen keine mechanisch anzutreibenden Teile und sind durch die hermetische Kapselung der Kontakte vor äußeren Einflüssen geschützt und erlauben darüber hinaus eine außerordentlich hohe Anzahl von Schaltungen, die mit normalen Relais bzw. Kontakten nicht erreicht wird — treten jedoch Störspannungen in Form von Thermospannungen auf, die bei entsprechenden Temperaturunterschieden in der Größenordnung von einigen 100 Mikrovolt beträchtliche Feldmessungen zur Folge haben können. Die parasitären Thermospannungen sind deshalb so hoch, weil die Kontaktzunt>en aus ferromagnetischem Material besteher., die Anschlüsse zum Meßgerät bzw. zu den einzelnen Meßstellen jedoch üblicherweise in Kupfer ausgefülirL sind, so daß die Thermokraft von Kupfer gegenBy using the Schuizmhrkontakte, which are very advantageous in themselves - they do not have any mechanically driven parts and are hermetically sealed from the outside Protected against influences and also allow an extraordinarily high number of circuits, which cannot be achieved with normal relays or contacts - however, interference voltages occur of thermal voltages, which with corresponding temperature differences in the order of magnitude of a few hundred microvolts can result in substantial field measurements. The parasitic thermal voltages are so high because the contact points are made of ferromagnetic material Connections to the measuring device or to the individual measuring points, however, are usually made of copper are so that the thermopower of copper is against
ίο Eisenlegierung auftrin Zwar sind bei Verwendung eines Schutzrohrkontaktes die Thermospannungen einer Leitung, nämlich Kupfer gegen F.isen und Eisen gegen Kupfer, ohnehin gegeneinander geschaltet, es ist jedoch bei der Länge der vorher verwenuct-'π Kontakte, nämlich etwa 5 cm, nicht sichergestellt, daß an den beiden Anschlußstellen gleiche Temperaturverteilung herrscht. Aus diesem Grunde wird im Ausführungsbeispiel zweipolig geschaltet, wobei die Anschlußstellen / einer Meßstelle (beispielsweise der Meßstelle MSx nit den Kontakten I und 1') so eng benachbart sind, daß gleiche Temperatur hierbei vorausgesetzt werden kann. Damit ist sichergestellt, daß sich die entstehenden Thermosp mnungen völlig bzw. bis auf einen ganz verschwindenden Rest aufheben und die Messung nicht mehr verfälschen können. Ein weiterer Vorteil des doppelpoligen Schaltens ist in der völligen galvanischen Trennung der jeweils nicht abgefragten Meßstellen zu sehen.ίο Iron alloy ontrin Although the thermal voltages of a line, namely copper against iron and iron against copper, are switched against each other anyway when using a protective tube contact, the length of the previously used contacts, namely about 5 cm, is not guaranteed that there is the same temperature distribution at the two connection points. For this reason, two-pole switching is used in the exemplary embodiment, the connection points / a measuring point (for example the measuring point MS x with the contacts I and 1 ') being so closely adjacent that the same temperature can be assumed here. This ensures that the resulting thermal currents cancel each other out completely or apart from a completely vanishing remainder and can no longer falsify the measurement. Another advantage of double-pole switching is the complete galvanic separation of the measuring points that are not queried.
Die Weicheisenstäbe bzw. Schirmungen 5. 6 ... sind vorgesehen, um zu gewährleisten, daß durch den zentralen drehbaren Permanentmagneten 5 immer nur die zwei zu einer einzigen Meßstelle gehörender Sehutzrohrkontakte geschaltet werden und um sicluizusteilen, daß auch nur diese beiden Kontakte durchgeschaltet sind, wenn sich der PeTnan^ntmagnet in einer definierten Stellung befindet. Die Weicheisenstäbe schirmen das weitere Streufeld des Permanentmagneten so wirkungsvoll ab, daß sich ein eindeutiges Schaltverhalten des Meßstellenumschalters ergibt. Insbesondere ist die Schirmung bzw. Absorptionsfähigkeit der Weicheisenstäbe für die von dem Permanentmagneten seitlich ausgehenden Feldlinien so stark, daß auch kein Hängenbleiben der Kontakte bei Weiterschalten um einem Schaltschritt erfolgt, was unter Umständen erwartet werden könnte, da die aufzubringenden Haltekräfte wesentlich geringer sind als die Schaltkräfte. Die schirmenden Weicheisenstäbe saugen jedoch das weitere Streufeld des Permanentmagneten in sich auf und binden auch die letzten ^tieufeldkräfte, so daß auch ein sicheres Lösen der Kontakte voneinander bei Weitcrschalten trotz räum-HcIi gedrängtem Aufbau gewährleistet ist (s. dazu auch Fig. 3, in welcher der Permanentmagnet 4 in einer Schaltstellung gezeichnet ist und wo der Verlauf der Fe'Jlinien dargestellt ist). Aus dieser Figur geht hervor, wie das Streufeld des Permanentmagneten von den Weicheisenstäben abgefangen wird. Die Darstellung der F i g. 3 ist im Sinne der F i g. 2, also als Querschnittsdarstellung von oben zu sehen.The soft iron rods or shields 5. 6 ... are provided to ensure that the central rotatable permanent magnet 5 always only the two belonging to a single measuring point Protective tube contacts are switched and to sicluizusteile, that only these two contacts are switched through when the magnet magnet is in a defined position. The soft iron bars shield the further stray field of the permanent magnet so effectively that there is a clear switching behavior of the measuring point switch. In particular, the shielding or absorption capacity of the soft iron rods for the Permanent magnets laterally emanating field lines so strong that the contacts do not get stuck when switching on by one switching step takes place, which could be expected under certain circumstances, since the The holding forces to be applied are significantly lower than the switching forces. The shielding soft iron bars However, they absorb the further stray field of the permanent magnet and also bind the last ^ low field forces, so that the Contacts from each other when switching on despite the clearance HcIi compact structure is guaranteed (see also Fig. 3, in which the permanent magnet 4 in a switching position is drawn and where the course of the Fe'Jlinien is shown). From this figure shows how the stray field of the permanent magnet is intercepted by the soft iron rods. the Representation of the F i g. 3 is within the meaning of FIG. 2, so to be seen as a cross-sectional view from above.
Die unteren Kontaktzungen der Sehutzrohrkontakte nach Fig. I sind sämtlich nur mit zwei Anschlüssen, die zum Meßgerät weiterführen, zu verbinden. Dazu werden vorteilhafterweise zwei von einer Isolierscheibe!! getrennte Scheiben 12, 13 verwendet, die an ihrem Rand mit Ausnehmungen 14, 15 ... (s. Fig. la) versehen sind, in welche die jeweiligen, mit dieser Scheibe zu verbindenden KontaktzungenThe lower contact tongues of the protective tube contacts according to Fig. I are all only with two connections, that lead to the measuring device. For this purpose, two of an insulating washer are advantageously used! separate disks 12, 13 are used, which at their edge with recesses 14, 15 ... (see Fig. la) are provided, in which the respective, with this disc to be connected contact tongues
eingreifen und festgelötet werden. Die Scheiben sind auf einen Flansch 10 am unteren Ende des Meßstellenumschaltcrgehäuses 7 aufgeschoben. Sie können aus elektrisch leitendem, vorteilhafterweise auch aus gut wärmeleitendem Material bestehen oder mit einem leitenden Belag verschen sein. Die Scheiben sind dann im Hinblick auf ihre Ausnehmungen gegeneinander verdreht, so daß von einem Kontaktpaar jeweils eine Kontaktzunge beispielsweise mit der unteren und die andere Kontaktzunge mit der oberen Scheibe verbunden ist. Dabei muß wiederum darauf geachtet werden, daß die beiden Lötstellen nicht zu weit voneinander entfernt sind, da nur bei gleicher Temperatur eine Kompensation der entstehenden Thermospannungcn an dieser Stelle sichergestellt ist.engage and be soldered in place. The disks are on a flange 10 at the lower end of the measuring point switchover housing 7 postponed. They can be made from electrically conductive, advantageously also from consist of a material that conducts heat well or be given away with a conductive coating. The disks are then rotated against each other with regard to their recesses, so that each of a pair of contacts one contact tongue, for example, with the lower one and the other contact tongue with the upper one Disk is connected. Care must be taken that the two soldering points are not too are far away from each other, since only at the same temperature a compensation of the resulting Thermovoltage is ensured at this point.
Durch die Verwendung von zwei Scheiben, eine davon ist in F i g. 1 a nochmals im verkleinerten Maßstab herausgezeichnet, wird eine praktisch gleiche Temperatur an beiden zum Meßgerät führenden Kontakten erreicht. Die Scheiben selbst sind dann mit zwei zum Meß- bzw. Registriergerät führenden Anschlüssen versehen.By using two discs, one of which is shown in FIG. 1 a again on a reduced scale is drawn out, a practically the same temperature on both leading to the measuring device Contacts reached. The discs themselves are then with two leading to the measuring or recording device Connections.
Zusammenfassend ist zu sagen, daß der vorgeschlagene Meßstellenumschalter den Einsatz vonIn summary, it can be said that the proposed measuring point switch allows the use of
ίο Reed-Kontakten auch in sehr empfindlichen und sehr genau messenden Kompensationsschreibern mit sechs bzw. zwölf Schreibspuren ermöglicht, bei denen schon sehr geringe Thermostörspannungen in der Größenordnung von einigen 100 Mikrovolt beträchtliche Fehlmessungen bewirken können.ίο reed contacts also in very sensitive and very precisely measuring compensation recorder with six or twelve writing tracks, which already allows very low thermal interference voltages on the order of a few 100 microvolt considerable Can cause incorrect measurements.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |