DE463076C

DE463076C - Verfahren zur Messung des Phasen- bzw. absoluten Zeitunterschieds zwischen zwei gleichartigen elektrischen Schwingungen

Info

Publication number: DE463076C
Application number: DEA50495D
Authority: DE
Inventors: Dr W Kunze; Dr H Stenzel
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1927-03-31
Filing date: 1927-03-31
Publication date: 1928-07-21

Description

Verfahren zur lnessung des Phasen- bzw. absoluten Zeitunterschieds zwischen zwei gleichartigen elektrischen Schwingungen Es ist bekannt; Phasenunterschiede bzw. absolute Zeitunterschiede zwischen gleichartigen Schwingungen dadurch festzustellen, daß man die Schwingungen getrennten elektrischen Ketten zuführt und durch Ein- oder Abschalten von mehr oder weniger Gliedern der einen oder beider Ketten einen bestehenden Phasen- oder Zeitunterschied zwischen den Schwingungen ausgleicht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß von den vorhandenen Ketten mindestens die Hälfte der Glieder unbenutzt liegenbleibt.
Durch die vorliegende Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Kette zu erzielen. Die Erfindung besteht darin, daß zur Messung des Phasen-bzw. absoluten Zeitunterschieds den Gliedern einer elektrischen Kette (Kondensatorkette, Drosselkette) von beiden Enden hier die Schwingungen zugeleitet und auf der Kette zur Interferenz gebracht werden. Durch Verschieben eines Anzeigeinstrumentes längs der Kette wird dann auf Maximum oder Minimum der Wirkung eingestellt. Der bestehende Phasen- bzw. Zeitunterschied ergibt sich aus der relativen Lage der Punkte maximaler bzw. minimaler Wirkung auf der Kette.
Die Erfindung möge an Hand einer schematischen Abbildung näher beschrieben werden. Die beiden an den Punkten r, a erzeugten gleichartigen elektrischen Schwingungen werden mit Hilfe von Induktionsspulen 3 bzw. 4 einer elektrischen Drosselkette 5 von beiden Enden 6 bzw. 7 her zugeführt und auf der Kette zur Interferenz gebracht. Durch ein Schaltmittel, z. B. Gleitkontakt 8, kann ein Anzeigeinstrument 9 längs der Kette verschoben werden, so daß nach der einen Seite der Kette hin ebensoviel Glieder der Kette zugeschaltet, wie nach der anderen Seite hin abgeschaltet werden. Sind die von i, a kommenden Schwingungen vollkommen gleichphasig, so wird ein Maximum der Wirkung mit dem Anzeigeinstrument 7 beobachtet werden, wenn der Kontakt 8 sich in der Mitte der Kette befindet, wie bei 8' angedeutet, so daß von beiden Seiten her die Schwingungen gleich viel Kettenglieder durchlaufen haben. Die Schaltung für diesen Fall ist in der Zeichnung in strichpunktierten Linien angedeutet.
Zweckmäßig ist es, nicht mit der Beobachtung des Maximums, sondern des Minimums zu arbeiten. Man wird zu diesem Zweck die beiden Schwingungen durch entgegengesetzte Polung der Induktionsspulen 3, d. mit umgekehrter Phase der Kette zuführen. Bei gleichphasigen Schwingungen wird dann in der Mitte der Kette das Minimum der Wirkung auftreten. Dies gilt nicht nur für reine sinusförmige Schwingungen, bei denen man die Kette zweckmäßig nicht länger als eine halbe Wellenlänge macht, sondern für beliebige Schwingungen. Nimmt man die Kette bei sinusförmigen Schwingungen länger als eine halbe Wellenlänge, so kann man zwei oder mehrere Punkte maximaler oder minimaler Wirkung beobachten und aus dem Abstand dieser Punkte die Wellenlänge und damit die Schwingungszahl selbst bestimmen.
Die Genauigkeit der Messung hängt nur ab von der Größe der einzelnen Kettenglieder. Damit die Schwingungen von beiden Seiten her der Kette mit gleicher Intensität zugeführt werden, sind zweckmäßig an einem oder beiden Kreisen Vorrichtungen zur Regulierung der Intensität vorgesehen. Als Anzeigeinstrument kann irgendein elektrisches Meß-oder Anzeigeinstrument, z. B. ein Telephon, dienen.
Das Verfahren kann Anwendung finden zur Messung der Richtung einfallender Schwingungsenergie, seien es nun elektrische oder akustische Schwingungen. Im ersteren Falle würden die Punkte 1, 2 zwei elektrische Empfangsstationen sein. Kommen die elektrischen Schwingungen z. B. früher am Punkt i als am Punkt :2 an, so wird man zur Kompensation dieses Zeitunterschieds ,den Gleitkontakt 6 mehr nach dem Ende 7 der Kette zu verschieben müssen. Aus der Zahl der nach dem einen Ende zugeschalteten und nach dem anderen Ende abgeschalteten Kettenglieder läßt sich dann die Richtung der einfallenden Schwingungen bestimmen.
In ähnlicher Weise läßt sich die Richtung von Schallwellen nach dieser Methode messen. In diesem Fall bedeuten 1, 2 zwei Schallempfänger, z. B. Mikrophone, deren Schwingungen der Kette von beiden Seiten her zugeführt werden. Es ist ersichtlich, daß an sich nach dem Verfahren zunächst eine Zweideutigkeit hinsichtlich der Richtung sich ergibt, da der gleiche Zeitunterschied besteht, wenn die Schwingungen an den Stellen i und 2 von der einen Seite der Kette (in der Zeichnung z. B. der linken Seite) oder unter demselben Winkel von der anderen Seite der Kette her (auf der Zeichnung von rechts) einfallen. Um diese Zweideutigkeit zu beseitigen, müßte man in bekannter Weise einen dritten Empfänger z. B. senkrecht zur Verbindungslinie der Empfänger i und 2 anordnen und diesen mit einem der beiden zusammen ebenfalls auf die Kette schalten. Aus beiden Messungen würde sich dann die Richtung der ankommenden Schwingungen eindeutig ergeben.
Bemerkt sei noch, daß naturgemäß das Verfahren nicht darauf beschränkt ist, die Schwingungen induktiv auf die Kette zu übertragen; die Übertragung könnte auch auf andere (ZVeise, z. B. galvanisch oder kapazitiv, erfolgen.
Ebenso ist es möglich, die Schwingungen nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung von Zwischenkreisen auf die Kette zu leiten.
Um Reflektionen an den Kettenenden zu vermeiden, wird durch Widerstände oder zweckmäßige Bemessung der sekundären Wicklung der Induktionsspulen 3, 4 eine entsprechende Abgleichung bewirkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Messung des Phasen-bzw. absoluten Zeitunterschieds zwischen zwei gleichartigen elektrischen Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwingungen einer elektrischen Kette (Drosselkette, Kondensatorkette) von beiden Enden her zugeleitet wenden und die Lage des Interferenzmaximums oder Minimums festgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i zur Bestimmung der Einfallsrichtungen von Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen, die an zwei in bestimmtem Abstand voneinander angeordneten Empfangsstellen eintreffen, den beiden Enden einer elektrischen Kette zugeleitet werden und aus der Lage des Maximums oder Minimums die Richtung der einfallenden Schwingungen ,zur Verbindungslinie der Empfangsstellen ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwingungen den Kettenenden mit entgegengesetzter Polung zugeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Abstand des Maximums und Minimums oder zweier Maxima bzw. Minima auf der Kette die Wellenlänge der Schwingungen ermittelt wird.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 4, gekennzeichnet durch eine elektrische Kette, deren beide Enden galvanisch, induktiv oder kapazitiv direkt oder über Zwischenkreise mit zwei Wechselstromquellen, drahtlosen Empfangsvorrichtungen, Schallempfängern o. dgl. verbunden sind und bei der eine oder mehrere Anzeigevorrichtungen vorgesehen sind, die wahlweise an beliebigen Punkten der Kette angeschaltet werden.