DE475186C

DE475186C - Electrical instrument measuring to zero

Info

Publication number: DE475186C
Application number: DEI28962D
Authority: DE
Original assignee: INSTR DI MISURA C G S SOC AN
Current assignee: INSTR DI MISURA C G S SOC AN
Priority date: 1925-09-24
Filing date: 1926-09-03
Publication date: 1929-04-19

Description

Elektrisches bis Null messendes Instrument Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen für bis Null messende Instrumente, bei denen die zur Anzeige und Eintragung bestimmten Organe nicht direkt von einem beweglichen Teil, sondern mit Hilfe eines entsprechenden Servomotors beeinflußt werden, der von einer elektromotorischen Hilfsquelle aus gespeist wird. Die Ausführung gemäß der Erfindung bezweckt, die Nachbeile zu beseitigen, die auf die durch die Reibung der auf dem Papier gleitenden Feder erforderlichen Kraft zurückzuführen sind, um damit mehrere Ausführungen der- Registriermeßinstrm-nente möglich zu machen, wie z. B. die Einschaltung von Relais oder von Schaltern oder die Ausführung anderer Betätigungsvorrichtungen. Bei den bis jetzt bekannten Bauarten der Instrumente schließt der bewegliche Teil bei einer durch eine Veränderung der zu messenden Größe verursachten Verstellung aus seiner Gleichgewichtslage einen Stromkreis, welcher einen Hilfsmotor in einen bestimmten Sinne in Umdrehung versetzt. -Dieser läßt mit Hilfe eines geeigneten Getriebes das Widerstandspaar mit der Gegenfeder verändern, indem er zu gleicher Zeit die Anzeige- und Registrierorgane verstellt. Die Tätigkeit des Servomotors hört nur dann auf, wenn das Widerstandspaar mit der Feder einen Wert erreicht, der der Zugkraft entspricht, die von dem beweglichen Teil hervorgerufen wird. Dieser Teil wird in seine Gleichgewichtslage zurückgebracht, wodurch der Stromkreis geöffnet und der Stillstand des Hilfsmotors herbeigeführt wird.Electrical Instrument Measuring to Zero The invention relates to on improvements for instruments measuring to zero that are used for display and registration of certain organs not directly from a moving part but rather be influenced with the help of a corresponding servomotor, which is controlled by an electric motor Auxiliary source is fed from. The embodiment according to the invention aims that Eliminate lagging behind caused by the friction of sliding on the paper Spring necessary force are to be attributed to so that several versions of the Register measuring instruments to make possible such. B. the activation of relays or of switches or the execution of other actuating devices. Both hitherto known types of instruments includes the movable part in a caused by a change in the size to be measured from its adjustment Equilibrium position a circuit, which an auxiliary engine in a certain Senses set in rotation. -This can with the help of a suitable gear Change the pair of resistors with the return spring by simultaneously pressing the display and registration organs adjusted. The servomotor will only stop working when the pair of resistors with the spring reaches a value that corresponds to the tensile force, caused by the moving part. This part is in its equilibrium position brought back, opening the circuit and stopping the auxiliary engine is brought about.

Die so ausgebildete Vorrichtung stellt theoretisch ein Meßinstrument mit absoluter Genauigkeit dat, d. h.die Verstellung der Anzeige- und Registrierorgane ist genau proportional der Zugkraft des beweglichen Teiles. So wird bei einem elektrodynamischen Wattmeter oder bei einem Amperemeter oder Voltmeter mit permanentem Magneten die Teilung der Skala genau gleichförmig sein. Bei einem elektrodynamischen Ampere- oder -Voltmeter wird die Teilung der Skala genau- quadratisch sein.The device thus constructed is theoretically a measuring instrument with absolute accuracy dat, d. i.e. the adjustment of the display and registration organs is exactly proportional to the tensile force of the moving part. So is the case with an electrodynamic Wattmeter or, in the case of an ammeter or voltmeter with a permanent magnet, the Division of the scale must be exactly uniform. For an electrodynamic ampere or -Voltmeter, the division of the scale will be exactly- square.

Indessen weisen diese Apparate noch Nachteile auf, die schwer zu beseitigen sind. Der wesentliche Nachteil liegt in dein unvermeidlichen Spiel in dem erforderlichen Getriebe für die Cbertragung der Bewegung des Hilfsmotors auf die Feder und des Motors auf die Anzeige- und Registrierorgane. Ein anderer Nachteil liegt in der verwickelten Bauart und in dem dadurch bedingten hohen Preis der Apparate.However, these devices still have disadvantages which are difficult to eliminate are. The main disadvantage lies in your inevitable game in the required Gearbox for transmitting the movement of the auxiliary motor to the spring and the Motor on the display and registration organs. Another disadvantage lies in the intricate design and the resulting high price of the devices.

Bei anderen Bauarten hat man diese Nachteile mittels geeigneter zwangläufiger Vorrichtungen zu beseitigen gesucht, die mit profilierten und kalibrierben, drehbaren Führungen versehen sind. Um das gewünschte Verhältnis zu .erreichen, mußßten sehr mühsame Versuche angestellt werden.With other types of construction, these disadvantages are achieved by means of suitable inevitable Wanted to eliminate devices that are profiled and calibrated, rotatable Guides are provided. To the desired ratio to reach, very laborious experiments had to be made.

Der den Gegenstand der Erfindung bildende Apparat strebt danach, dasselbe Ziel zu erreichen. Das Wesen der Erfindung liegt in einer zwangläufigen Vereinigung von Einzelteilen, welche vollkommen geometrisch festgelegt sind.The apparatus object of the invention seeks to do the same Goal to achieve. The essence of the invention lies in an inevitable union of individual parts, which are completely geometrically defined.

In. der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i ein Instrument gemäß der Erfindun.9, Abb. z einen Quersch;niittdurch die elastisch angeordnete Führungsmutter, 'Abt. 3 einen Querschnitteiner anderen Ausführung der Führungsmutter und Abb. q. ein Fehlerdiagramm für die- Anzeigen, die durch einen in den angegebenen Abmessungen gehaltenen Apparat hervorgerufen werden.In. the drawing is the subject matter of the invention in an exemplary manner Embodiment shown, namely shows: Fig. I an instrument according to the invention. 9, Fig.z a cross section through the elastically arranged guide nut, 'Abt. 3 shows a cross-section of another embodiment of the guide nut and fig. Q. an error diagram for the- ads made by an apparatus held in the specified dimensions be evoked.

Wie Abb. ' i zeigt, besteht das Instrument im wesentlichen aus einem doppelten Elektrodynamometer A, der im Gleichgewichtszustände nach Kelvin angeordnet ist. An einem bestimmten Punkt B des beweglichen Teiles ist eine SpiTalfeder C angeschlossen, deren anderes äußeres Ende D an dem kürzeren Arm E eines Winkelhebels F befestigt ist. Dieser Hebel ist drehbar um eine Achse G gelagert, die in der vertikalen,-durch die Rotationsachse des beweglichen Teiles gehenden Ebene angeordnet ist. Der längere Arm H des Hebels trägt an seinem äußeren Ende einen Anschlag J, der sich beständig gegen die geradlinige Führungsstange L abstützt. Die ständige Berührung d-es Anschlages J mit der Führungsstange L wird durch die Spannung der Feder C gesichert. In Abb. i stellen die mit den Buchstaben O, R, S bezeichneten Teile nacheinander den Anker, den Magneten des Hilfsmotors und die Widerstände dar, die so ausgebildet sind, daß die Umdrehung des Hilfsmotors in dem einen oder anderen Sinne veranlaßt wird, j e nachdem, ob der Stromkreis bei P oder P' geschlossen wird. Wenn das Instrument an Stelle eines Elektrodynamometers ein Amperemeter oder ein Voltmeter mit permanentem Magneten aufweist, werden die festen Wicklunen des Elektrodynamom@eters .li nach Abb. i durch permanente Magnete ersetzt.As Fig. 'I shows, the instrument consists essentially of one double electrodynamometer A, which is arranged in the states of equilibrium according to Kelvin is. At a certain point B of the moving part a spiral spring C is connected, the other outer end D attached to the shorter arm E of an angle lever F. is. This lever is rotatably mounted about an axis G, which in the vertical, -through the axis of rotation of the movable part is arranged going plane. The longer one Arm H of the lever carries at its outer end a stop J, which is permanent against the straight guide rod L. The constant touch of the stop J with the guide rod L is secured by the tension of the spring C. In fig. i the parts marked with the letters O, R, S one after the other represent the anchor, represents the magnet of the auxiliary motor and the resistors, which are designed so that the rotation of the auxiliary motor is caused in one sense or the other, j depending on whether the circuit is closed at P or P '. When the instrument Instead of an electrodynamometer, an ammeter or a voltmeter with a permanent one Has magnets, the solid windings of the electrodynamom @ eters .li are after Fig. I replaced by permanent magnets.

`Die Führungsstange L steht in fester Verbindung mit der beweglichen Führungsmutter M und ist senkrecht zu der Achse der Schraube N angeordnet. Diese kann direkt oder mittels einfies geeigneten Getri-eb'es von dem Hilfsmotor O im einen oder andern Sinne gedreht werden, je nachdem auf Grund einer Vermehrung :oder Verminderung des Drehmoments, dessen Einwirkung dier bewegliche Teil untersteht, der eine oder der andere der beiden Kontakte P oder P' von dem beweglichen Teil geschlossen wird.The guide rod L is firmly connected to the movable guide nut M and is arranged perpendicular to the axis of the screw N. This can be rotated directly or by means of suitable gears by the auxiliary motor O in one sense or the other, depending on an increase or decrease in the torque whose action the moving part is subject to, one or the other of the two Contacts P or P 'is closed by the moving part.

Die Schraube N verstellt beim Drehen die Führungsmutter M und ruft infolgedessen mittels der Führungsstange L und des Hebels F eine Veränderung .der Spannung in der Feder C hervor und infolgedessen auch eine Veränderung der Einwirkung dar Feder auf den beweglichen Teil. Hierbei kann der bewegliche Teil im. seine Gleichgewichtslage zurückgeführt werden, indem er gleichzeitig die Öffnung des Stromkreises und infolgedessen den Stillstand des Hilfsmotors bewirkt.When turning, the screw N adjusts the guide nut M and calls As a result, by means of the guide rod L and the lever F a change .der Tension in the spring C and consequently also a change in the action dar spring on the moving part. Here, the moving part in the. its equilibrium be returned by simultaneously opening the circuit and as a result causes the auxiliary engine to come to a standstill.

Bei. der in Frage stehenden Vorrichtung besteht keine einfache proportionale Beziehung zwischen der Zugkraft des beweglichen Tees und der Lage der Anzeige- und Registrierorgane, welsche bei -den bisher bekannten Ausführungen nur eine Funktion der Konstante der Feder war. Indessen gibt .es eine unendliche Zahl von Beziehungsreihen zwischen den Abmessungen, den Entfernungen und den relativen Stellungen der verschiedenen zu der Vorrichtung gehörenden Elemente, so da:ß ,die in Frage stehende Proportionalität praktisch .gesichert wird.At. the device in question does not have a simple proportional one Relationship between the pulling force of the movable tee and the location of the display and Registration organs, welsche only one function in the previously known versions was the constant of the spring. There are, however, an infinite number of series of relationships between the dimensions, distances and relative positions of the various elements belonging to the device, so that: ß, the proportionality in question is practically .sured.

In Abt. q. ist im oberen Teil ein Schema der mechanischen Teile des Instruments nach Abb. i - unter Weglassung der ,elektrischen Teile dargestellt. Die . verschiedenen gezeichneten Organe sind -so abgemessen und angeordnet, wie es denn- Ausführungsbeispiel nach Abb. i entspricht. -Die Zahlen entsprechen den-Längenabmessungen im irgendeiner Maßeinheit. Im unteren Teil der Abb. ¢ ist ein Diagramm der Fehlerkurve angegelben, das man bei` dieser besonderen Ausführung erhalten würde, und das in übereinstimmung zu den verschiedenen Stellungen des beweglichen Armes H bestimmt worden ist. Die Stellungen des Armes H sind abhängig von den von der Schraubenunuffe M eingenommenen Lagen. Die Skala ist entsprechend der Linie x-x entwickelt. Im besonderen entspricht jeder Stellung der Muffe M längs der Linie x-x ein Punkt der Abszissenachse, -auf dien man als Ordinaten, positiv oder negativ, die Werte der Fehlerkoeffizienten in Tausendstel aufgetragen hat. Infolgedessen stellen die in den sich ergebenden Diagrammen einbetragenen Ordinaten einen, zwei, drei Fehler dar, deren wirklicher Wert o,ooi, o,ooz, o,oo3... der entsprechenden Skala ist. Die Fehlerkoeffizienten werden dadurch erhalten, daß man die Differenz bestimmt, welche zwischen dem wirklich von dem Instrument auf der Skala. angezeigten Wert des Paares. M, H in irgendeiner Stellung und dem Wert vorhanden ist; den dieses Paar in derselben Stellung anzeigen müßte, wenn das Instrument vollkommen genau arbeiten würde, und indem man diese Differenz durch den zuletztangegebenen Wert des Paares bei einem ganz genauen Instrument unterteilt.In department q. in the upper part is a schematic of the mechanical parts of the Instrument according to Fig. I - shown omitting the electrical parts. The . various drawn organs are -as measured and arranged as it then corresponds to the embodiment according to Fig. i. -The numbers correspond to the -length dimensions im any unit of measure. In the lower part of Fig. ¢ is a diagram of the error curve indicated that one would get with this particular execution, and that in Correspondence to the various positions of the movable arm H is determined has been. The positions of the arm H are dependent on those of the screw socket M positions taken. The scale is developed according to the line x-x. In particular Each position of the socket M along the line x-x corresponds to a point on the abscissa axis, -on the ordinates, positive or negative, are the values of the error coefficients applied in thousandths. As a result, put in the resulting The ordinates shown in the diagrams represent one, two, or three errors, the real one Value is o, ooi, o, ooz, o, oo3 ... of the corresponding scale. The error coefficients are obtained by determining the difference between the real from the instrument on the scale. indicated value of the pair. M, H in any Position and value is present; that this couple in the same Position would have to indicate if the instrument would work perfectly accurately, and by dividing this difference by the last given value of the pair at a very precise instrument divided.

Natürlich wird die Wirkungsweise des Apparates und infolZedessen die Fehlerkurve Veränderungen erleiden, je nach den relativen Abmessungen der verschiedenen Teile, welche nicht die kinematische Übertragung bilden. Man erreicht eine größere Genauigkeit, wenn man den Winkel zwischen den äußeren Ausschlägen des Winkelhebels vermindert, und wenn man, ohne die andern Bedingungen zu verändern, den Abstand zwischen den Rotationsachsen des beweglichen Teiles und des Winkelhebels vermindert. Wenn man für besondere Zwecke den Maßstab verändern will, genügt es, die Führungsstange L in geeigneter Weise zu profilieren.Of course, the mode of operation of the apparatus and consequently the Error curve will suffer changes depending on the relative dimensions of the various Parts that do not form the kinematic transmission. One achieves a greater one Accuracy when considering the angle between the outer deflections of the bell crank diminishes, and if, without changing the other conditions, the distance between the axes of rotation of the movable part and the angle lever is reduced. If you want to change the scale for special purposes, it is sufficient to use the guide rod L to profile in a suitable manner.

Aus der Beschreibung geht auch hervor, daß ,das Fehlen jedes Spieles zwischen den Anzeige- und Registrieronganen und der Führung der Feder gesichert ist. Das einzig mögliche Spiel ist dasjenige, das auf eine Abnutzung zwischen der Führungsmutter M und der entsprechenden Schraube N zurückzuführen wist, wodurch infolgedessen eine Neigung der Führungsmutter und der die Reg#iatrierungen bewirkenden Feder hexvorgerufen werden kann.The description also shows that, the lack of any game secured between the display and registration keys and the guide of the spring is. The only possible game is the one that will wear out between the Guide nut M and the corresponding screw N due to what as a result, a tendency of the guide nut and the reg # iatrations cause Spring hex can be called.

Um diesem Nachteil zu begegnen, stellt man die Führungsmutter nasch einem der in Abb.2 und 3 gekennzeichneten Ausführungsbeispiele dar. Wie diese zeigen, ist die Führungsmutter in der Längsrichtung in zwei Teile unterteilt, die unter sich nach der in Abb.2 angegebenen Ausführung durch vier mit Federn versehene Schraubenbolzen und bei der Ausführung nach Abb.3 durch eine Blattfeder in Verbindung stehen, so daß die Schraube N zwischen den beiden Teilen mit leichter Reibung angeordnet ist. Hiermit wird die Gefahr jedes Spieles beseitigt, selbst wenn die verschiedenen Teile bei. einem langen Gebrauch verschieden abgenutzt werden.To counter this disadvantage, the guide nut is nibbled one of the embodiments marked in Fig.2 and 3. As these show, the guide nut is divided into two parts in the longitudinal direction, which are below according to the design shown in Fig. 2 by four spring-loaded screw bolts and are connected by a leaf spring in the design according to Fig. 3, see above that the screw N is arranged between the two parts with slight friction. This eliminates the risk of any game, even if the different parts at. will wear out differently over long periods of use.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Electrical instrument measuring to zero below Use of an auxiliary motor, which on the moving part -by, a spiral spring acts, which is influenced by a guide nut which on one of the Auxiliary motor in rotation offset screw is adjustable, characterized in that that for the connection between the guide nut and the spring an angle lever with arms of different lengths are provided in a parallel to the axis of the screw lying plane rotatable and its axis of rotation in the vertical plane of the screw and the axis of rotation of the movable part is arranged such that the shorter Arrn the lever directly with the outer free end of your moving part attached spring, while the longer arm, sliding in a straight line, with a guide rod in which is arranged perpendicular to the screw axis and is rigidly attached to the guide nut.

2. Instrument according to claim z, characterized characterized in that the guide nut is divided into two parts in the longitudinal direction is, which are verbundext among themselves by elastic devices that are easier with Press the friction of the two parts onto the screw.