DE2060399A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung des Drehwinkels einer Zaehlerscheibe in eine Anzahl von Impulsen - Google Patents

Description

DA-7006

Dr. O. Dittmcnn K. L. Schiff Dr. A. ν. Fünar Dipl. Ing. P. Strehl

Hat = _iS:Bn.väil. 2060399

München 9O₁ Mariahiifplatz 2 & 3_t Telefon 45 40 40

Beschreibung

zu der Patentanmeldung

der Firma

Przemysiowy Instytut Automatyki i Pomiarow Warszawa, POLEN

betreffend

Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung des Drehwinkels einer Zählerscheibe in eine

Anzahl von Impulsen, λ

( Priorität: 10. Dez. 1969, Polen, P-137 451)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung des Drehwinkels der Scheibe eines Zählers, insbesondere eines Elektrizitätszählers, in eine Anzahl von Impulsen.

Die bisher verwendeten Umwandlungsverfahren bestehen darin, daß einzelne Marken oder Auskerbungen der rotierenden Zählerscheibe einen Lichtstrahl auf seinem Wege zwischen einer Lichtquelle und einem Photoelement unterbrechen, dämpfen, oder ablenken.

Der Nachteil von nach diesem Prinzip gebauten Wandlerkonstruktionen besteht in ihrer Kompliziertheit, die aus der Notwendigkeit folgt, optische Formungssysteme für einen schmalen Lichtstrahl zu verwenden; einen weiteren Nachteil bildet die verhältnismäßig kleine Funktionszuverlässigkeit, die von der Ausführungsgüte der Zählerscheibe selbst und der darauf angebrachten Marken abhängt. So bewirkt zum Beispiel eine Verunreinigung oder Verstopfung einer oder mehrerer Auskerbungen der Scheibe Umwandlungsfehler. Darüberhinaus macht die Notwendigkeit, einen schmalen Lichtstrahl einer der Marke oder der Scheibenauskerbung entsprechenden Breite zu verwenden, infolge dtr niedrigen Energie dieses Lichtstrahls eine gute Widerstands-

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modulation des Photoelementes unmöglich , wodurch am Ausgang des Wandlers nur ein niedriges Wirksignal erreicht wird. Das zieht die Notwendigkeit nach sich, einen Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad anzuwenden, was die allgemeine Zuverlässigkeit und Beständigkeit des Wandlers gegen Umgebungseinflüsse , insbesondere bei industriellem Einsatz, bedeutend verschlechtert.

Zweck der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile bisher verwendeter Wandler zu beseitigen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Itawandlung des Drehwinkels einer Zählerscheibe in eine Anzahl von Impulsen dadurch, daß der Lichtstrahl zwischen der Lichtquelle und dem Photoelement mittels eines zwischen der rotierenden Scheibe und dem Photoelement angeordneten Rasters gleichzeitig für mindestens einige aufeinanderfolgende Marken oder Auskerbungen der rotierenden Scheibe unterbrochen, gedämpft oder abgelenkt wird. In einem verwendeten Paar von aus Rastern und Photoelementen zusammengesetzten identischen Sätzen werden beide Raster derart gegeneinander eingestellt, daß bei einer gegebenen Stellung der rotierenden Scheibe der erste Raster den Lichtstrahl unterbricht, der zweite ühn dagegen an das zugeordnete Photelement durchläßt, wobei beide Photoelemente in eine Differenz- oder Brückenanordnung eingeschaltet sind.

Die Verwendung eines Rasters - vorzugsweise mit einer der Marken- oder Scheibenauskerbungenteilung gleichen Teilung - dient dazu, den Lichtstrahl bei Drehung der Scheibe gleichzeitig über mehrere Marken oder Scheibenauskerbungen zu unterbrechen. Dank dieser Lösung erzielt man eine bedeutend bessere Widerstandsmodulation mit einem gleichzeitig durch mehrere Auskerbungen auf das Photoelement treffenden Lichtstrahl und somit ein starkes Wandler-Ausgangssignal. Eine Verunreinigung oder Beschädigung von Marken oder Auskerbungen auf der Zählerscheibe bewirkt keinen Eichungsfehler des Elektrizitätszählers, weil der Lichtstrahl noch durch andere, unbeschädigte, innerhalb des Satzes aus Raster und Photoelement vorgesehene Auskerbungen auf das Photoelement trifft. ₁₀9826/1(K6

Um dleunwirksame konstante Komponente des Ausgangssignls des Wandlers zu verringern, werden zwei separate, jedoch identische Paare von Rastern und Photoelementen verwendet. Dreht sich die Zählerscheibe um einen dem Teilungshalbwert gleichen Winkel, so wird immer dann, wenn das Licht auf ein Photoelement fällt , das zweite Photoelement im Bereiche aller Rasterausschneidungen mit den Auskerbungen der Zählerscheibe abgedeckt. Durch die gegeneinander versetzten Raster erfolgt also immer die Abdeckung eines Photoelements und die Aufblendung des zweiten und umgekehrt.

Durch Zusammenschalten beider Photoelemente in eine elektrische Differenz- oder Brückenschaltung wird bei entsprechender Wahl der Widerstände in den Brückenzweigen sowohl eine Kompensation | der Konstantkomponente des Ausgangssignals als auch eine Verdoppelung des effektiven Signals im Vergleich zu einer Anordnung mit einfachem Raster-Photoelement-Paar erzielt. Darüberhinaus läßt sich durch Verwendung der genannten Anordnung ein weiterer

Toleranzbereich der Einstellung des mechanischen Wandlers relativ zu der bewegbaren Zählerscheibe erreichen, was bei Ver-

Wendung des Wandlers unter normalen Betriebsbedingungen vorteilhaft ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fragmentes « der Elektrizitätszählerscheibe;

Fig. 2 das Wirkungsprinzip des Raster-Photoelement-Satzes; und

Fig. 3 den Stromlauf plan des Wandlers.

Unter der Scheibe 1 des Elektrizitätszählers mit Auskerbungen 2 ist ein Raster 3 mit gleicher Teilung wie die Auskerbungen der Zählerscheibe angeordnet. Unterhalb des Rasters 3 befindet sich ein Photoelement 4. Das in der Zeichnung durch Pfeile dargestellte, von einer Quelle, z.B. einer Glühbirne, kommende Licht fällt auf die Auskerbungen 2 der Zählerscheibe 1. Wird es, wie in Fig. gezeigt, von einem Raster 3 zu dem zugehörigen Photoelement 4 durchgelassen, so wird es durch den anderen Raster 3'gegenüber

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dem zugehörigen Photoelement 4'abgeblendet.

Die in Fig. 2 gezeigte Stellung ist in Fig. 3 in Verbindung mit einer Brückenschaltung des Wandlers dargestellt. Beide Photoelemente te 4 und 4J die in dem Ausführungsbeispiel Photodioden sind, bilden mit einem Potentiometer 5 die entsprechenden Brückenzweige. Eine Drehung der Elektrizitätszählerscheibe 1 bewirkt die aufeinanderfolgende Aktivierung der beiden Raster-Photoelement-Sätze 3, 4 und 3t 4\ wodurch am Wandlerausgang entsprechende elektrische Signale erzeugt werden.

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Claims (5)

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   Patentansprüche

   , Verfahren zur Umwandlung des Drehwinkels einer Zählerscheibe in eine Anzahl von Impulsen durch Unterbrechen, Dämpfen oder Ablenken eines auf ein Photoelement treffenden Lichtstrahls mit auf dem Umfang der Zählerscheibe angeordneten Marken oder Auskerbungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl mittels eines Rasters gleichzeitig über mindestens einige aufeinanderfolgende Marken oder Auskerbungen der Scheibe unterbrochen, gedämpft oder abgelenkt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch "J, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von identischen, jeweils aus einem Raster und einem Photoelement zusammengesetzten Sätzen verwendet wird und die Sätze so eingestellt werden, daß in einer gegebenen Stellung der Scheibe immer einer der Raster den Lichtstrahl gegenüber dem zugehörenden Photoelement abblendet ..und der andere Raster den Lichtstrahl zu dem zugehörenden Photoelement zuläßt, wobei beide Photoelemente in eine Differenz- oder Brückenschaltung eingeschaltet werden.
3. 3. Vorrichtung zur Umwandlung des Drehwinkels . einer Zählerscheibe in eine Anzahl von Impulsen gemäß den ersten beiden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zählerscheibe (1) und dem Photoele-

   \ Tient (4) ein Raster (3) mit einer der Teilung der Marken oder Auskerbungen an der Scheibe entsprechenden Teilung angeordnet ist, der den Lichtstrahl gleichzeitig über mehrere aufeinander-

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   folgende Marken oder Auskerbungen beeinflußt.
4. 4.Vorrichtung nach Anspruch 3_t gekennzeichnet durch ein Paar von jeweils aus einem Raster (3, 5')und einem zugehörigen Photoelement (4, 4') bestehenden Sätzen, wobei die beiden Raster derart relativ zueinander versetzt sind, daß immer einer der Raster den Lichtstrahl abblendet und der andere ihn gleichzeitig- auf das zugehörige Photoelement durchläßt,
5. 5.Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Photoelemente (4,4') in eine Brükkenschaltung eingeschaltet sind.

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