DE519962C - Empfangsanordnung fuer eine nach dem Kompensationsverfahren fernuebertragene Messgroesse - Google Patents
Empfangsanordnung fuer eine nach dem Kompensationsverfahren fernuebertragene MessgroesseInfo
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Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AH
16. MÄRZ 1931
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
M 519962 KLASSE 74 b GRUPPE
F. E. H. Edy Velander in Stockholm
Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Juli 1927 ab
In Fernanzeigegeräten und anderen Einrichtungen zur Ferneinstellung, wo die Übertragungsentfernung
mäßig ist, wird allgemein eine Meßbrücke oder ein. ähnlicher Kompensator
für Gleichstrom verwendet und statt des Nullinstrumentes ein Relais eingeschaltet,
das in der einen Richtung Kontakt macht, wenn die Einstellung des Kompensators (der
Brücke) auf der einen Seite der Nullage liegt, und in der anderen Richtung, wenn die
Einstellung auf der anderen Seite der Nulllage liegt. Die beiden Kontakte des Relais
werden dann dazu ausgenutzt, einen kleinen Hilfsmotor in der einen oder anderen Richtung anlaufen zu lassen, wobei die Einstellung
des Kompensators (der Brücke) immer in der Richtung der vollen Abgleichung
verschoben wird, sei es, daß die Abweichung in der einen oder in der anderen Richtung lag. Wenn der Relaisstrom gegen
XuIl absinkt, hält der Motor.
Dergleichen Einrichtungen werden mit Vorteil für verschiedene Fernanzeige- und Fernsteuerungszwecke
verwendet. Wenn die Entfernung dagegen groß ist, wäre Wechselstrom
für die Übertragung vorzuziehen. Eine völlig gleichartige Einrichtung könnte zwar
auch dann zusammengebaut werden, wenn in die Brückenleitung des Kompensators ein
dynamometrisches Relais eingeschaltet würde, aber solche Relais sind teuer, umständlich
und sehr empfindlich.
Die vorliegende Erfindung bezweckt· nun, Wechselstrom für die Übertragung zu verwenden,
dagegen aber gewöhnliche Gleich-Stromrelais für die selbsttätige Einstellung.
Das Prinzip der Erfindung ist folgendes. Es werden zwei getrennte Kompensatoren
verwendet oder ein einziger, der aber mit zwei Anzapfungen für das Nullinstrument
versehen ist, z. B. mit verschiedenen Zweigen einer Wheatstoneschen Brücke, die so abgeglichen
sind, daß ihre Ströme nacheinander den Nullwert durchlaufen, wenn die Einstellung
des Kompensators allmählich geändert wird. Die beiden Nullanzapfungen werden zu zwei Gleichrichtern geführt, und
die gleichgerichteten Ströme werden einem Differentialrelais zugeführt. Dieses Relais
macht nach der einen Seite Kontakt, wenn die Einstellung in einer Richtung von der
Nullage abweicht, und nach der anderen Seite, wenn die Einstellung in der anderen
Richtung abweicht. Die resultierende Nulllage liegt dabei in der Mitte zwischen den
beiden Nulleinstellungen, die für die Anzapfungen einzeln erhalten werden. Das Relais arbeitet also in derselben Weise wie
das Relais in der obenerwähnten Kompensationseinrichtung für Gleichstrom und kann
ebenso zur Steuerung eines Hilfsmotors verwendet werden, zwecks selbsttätiger Einstellung
des Kompensators in der Richtung voller Abgleichung.
Man kann auch drei Kompensatoren verwenden bzw. ' einen Kompensator mit drei
Anzapfungen und kann den Strom der dritten Anzapfung zu einem Gleichrichter führen,
von dem ein Vorrelais gespeist wird, das den Hilfsmotor abschaltet, sobald der Relaisstrom
einen gewissen Wert unterschreitet, d. h. sobald die Einstellung des !Compensators
innerhalb eines gewissen Gebietes auf beiden Seiten der resultierenden Nulllage liegt. Die resultierende Nullage wird
liier mit der Einzelnullage der mittleren Anzapfung übereinstimmen. Das Vorrelais gibt
ίο dem Apparat ein größeres Toleranzgebiet,
dafür aber ruhigere Arbeit und sichert einen kräftigen Kontaktdruck im Hauptrelais, solange
der Einstellungsmotor überhaupt arbeitet. Der dritte Gleichrichter mit seinem Hilfsrelais
ist aber für die Erfindung nicht wesentlich, sondern kann ganz vermieden bzw. durch
verschiedene andere Anordnungen ersetzt werden, wovon einige unten beschrieben werden. .
Wesentlich für die Erfindung ist aber, daß in einem Wechselstromkomp ensat or, 2. B
einer Impedanzbrücke, zwei Anschlüsse für das Brückeninstrument vorgesehen sind, einer
auf jeder Seite des wahren Brückenpunktes. Diese beiden Nullanschlüsse werden dann
zwei um eine Kleinigkeit verschiedenen Nulleinstellungen des Kompensators entsprechen.
Nun werden die beiden Restspannungen, die an diesen Anzapfungen entstehen, nachdem
sie zuerst gleichgerichtet worden sind, einem gemeinsamen Relais in entgegenwirkender
Richtung zugeführt. Es braucht natürlich nicht immer ein Relais mit zwei entgegengeschalteten
Wicklungen (Differentialrelais) verwendet zu werden, sondern es kann auch
ein Relais mit nur einer Wicklung, z. B. ein Drehspulrelais, in zweckmäßiger Schaltung
verwendet werden. Es ist auch nicht notwendig, einen Elektromotor als Hilfsmotor zu
verwenden, sondern es kann jede andere reversible Einstellungsvorrichtung benutzt werden,
wenn sie sich nur von einem Relais steuern läßt.
Eine Anzahl Ferneins tellungsgeräte, die verschiedene Ausführungen der vorliegenden
Erfindung darstellen, sind in Abb. 1 bis 11
erläutert, und zwar zeigt
Abb. 1 eine Wechselstrombrücke mit besonderen Anzapfungen auf jeder Seite des
Nullpunktes der Brücke,
Abb. 2 eine ähnliche Brücke, wo aber zwei Sätze von Brückenwiderständen gebraucht
werden und das Verhältnis je zweier Widerstände um eine Kleinigkeit verschieden ist.
Abb. 3 gibt eine allgemeinere schematische Darstellung eines Doppelkompensators für
Ferneinstellung und
Abb. 4 desgleichen mit Vorrelais. Abb. 5 dient zur Erläuterung der Arbeitsweise des Differentialrelais.
Abb. 4 desgleichen mit Vorrelais. Abb. 5 dient zur Erläuterung der Arbeitsweise des Differentialrelais.
Abb. 6 gibt eine ausführlichere Darstellung der Schaltung einer automatischen Frequenzbrücke,
die zur Fernanzeigung mittels variierender Frequenz gebraucht werden kann.
Abb. 7 zeigt einen ähnlichen Apparat, dessen Wirkung aber auf dem Resonanzphänomen
in etwas ungleich abgestimmten Kreisen basiert ist, und
Abb. 8 erklärt die Arbeitsweise des Relais in diesem Falle. Eine Einrichtung, wo die
Richtung eines drehbaren Raumfeldes angezeigt wird, ist in
Abb. 9 dargestellt, und durch Abb. 10 wird ersichtlich, wie die Relais
dabei einwirken.
Abb. 11 zeigt eine Ausführungsform eines
Kompensators,
In Abb. ι ist eine Wechselstrombrücke
gezeigt, bei der rechts und links von einem Diagonalpunkt elektrisch naheliegende Anzapfungen
angeordnet sind. Diese sind an Gleichrichter L1, L2 angeschlossen. Die beiden
anderen Brückenzweige sind hier Kondensatoren C1, C2, und zwar kann z. B. C1
ein Drehkondensator sein, der von einem Meßinstrument oder einer Fernanzeigekurbel
MI beeinflußt wird. Die Spannung an jeder Anzapfung, die bei Abgleich der Brücke
als unbalanderte Restspannung aufgefaßt werden muß, gibt jetzt durch den Gleichrichter
einen. Strom. Die Ströme L1 und L2 wirken
dabei auf das Differentialrelais in entgegengesetzter
Richtung. Wie später auseinandergesetzt, wird der Motor dabei so gesteuert,
daß der Kondensator C2 den Bewegungen des Kondensators C1 folgen muß und so die
Änderungen des Instrumentes MI nachmacht. Die eigentliche Nullanzapfung der Brücke
wird an einen dritten Gleichrichter L0 angeschlossen,
um die Abschaltung des Motors in der Nähe voller Abgleichung zu bewirken,
wie später ausführlicher gezeigt wird.
Die Brücke wird mit Wechselstrom gespeist, dessen Periodenzahl in diesem Falle
für die Genauigkeit der Einstellung ohne Bedeutung ist.
Abb. 2 zeigt eine andere Ausführungsweise der automatischen Wechselstrombrücke, die
zur Anzeige der Änderungen eines Widerstandes X, der z. B. die Spule eines Widerstandsthermometers sein kann, dient. X bildet den
einen Arm einer Brücke, bei der zwei Sätze von Brücken widerständen Ni-NJ und
N1"-N./' vorgesehen sind, nebst einem veränderriehen
Widerstände R, der als Vergleichswiderstand dient. Die Verhältnisse
N1-N./ und Νχ'-Ν*" sind um eine Kleinigkeit
verschieden, und die Spannungen zwischen Ä und C und zwischen A' und C"
müssen daher den Nullwert bei etwas verschiedenen \yerten von JR. durchlaufen. Eben-
so wie früher werden die Restspannungen durch. Gleichrichter L1, L2 zu einem Differentialrelais
geleitet. Der Motor M wird vom Differentialrelais beeinflußt, so daß der
regelbare Widerstand/? gerade proportional X
verändert wird.
In Abb. 3 wird gezeigt, wie das System weiter ausgebaut werden kann, und zwar in
diesem Falle für selbsttätige Fre.quenzmessung oder Fernanzeigung mittels Frequenzänderungen.
Statt der Wheatstonebrücke sind hier zwei frequenzempfindliche Kompensatoren /C1 und K.2 angeordnet. Jeder Kompensator
gibt an den zugehörigen Gleichrichter L1 bzw. L2 eine Restspannung ab, die für eine
gegebene Frequenz bei einer bestimmten Stellung des Abgleichgriffes einen Mindestwert
durchläuft. Die Abgleichgriffe sind mechanisch zusammengeschaltet, aber so gegeneinander verstellt, daß die beiden Restspannungen
bei etwas verschiedenen Stellungen des gemeinsamen Steuerorganes M den Mindestwert durchlaufen.
Die Kompensatoren können in verschiedener Weise gebaut sein. Um das Bild nicht
unnötig verwickelt zu machen, sind sie nur schematisch durch Rechtecke angedeutet.
Abb. 11 zeigt jedoch eine mögliche Ausführungsform. /? ist hier eine Art von Brückenwiderstand,
P und 5 die Primär- bzw. Sekundärwicklung eines Lufttransformators und C ein Drehkondensator, dessen Knopf die Rolle
des Abgleichgriffes spielt. L ist der zugehörige Gleichrichter. Die Eigenschaften eines
solchen Kompensators werden weiter unten auseinandergesetzt. Hier soll die Schaltung
nur als Beispiel dienen.
Abb. 4 zeigt in ähnlicher Weise schematisch eine Anordnung, wo drei verschiedene Kompensatoren
K1, /C0 un-d Ks verwendet werden.
Die Gleichrichter L1 und L2 sind in gleicher
Weise wie oben mit dem Differentialrelais DR verbunden, der Gleichrichter L0 speist
ein Vorrelais FR.
Die Funktion des Zweifach- oder Dreifachkompensators soll nun an Hand des in Abb. 4
gezeigten Schemas erläutert werden. Die drei Restspannungen gehen bei Verdrehung
des Motors M nacheinander durch ihre NuIl- oder Mindestwerte hindurch. Wenn die Restspannungen
in Abhängigkeit von der Lage des Motors M aufgetragen werden, erhält man Kurven etwa wie E0, E1 und E2 in
Abb. 5. Werden diese Spannungen den Gleichrichtern L0, L1 und L2 zugeführt, so
entstehen entsprechende Gleichströme, und wenn die Ströme L1 und L2 in entgegenwirkender
Richtung im Relais DR fließen, verläuft ihre resultierende Wirkung· im
Relais etwa wie die untere Kurve der Abb. 5. Der Kompensator mag auf der einen oder
anderen Seite der Nullage (wo die
und E2 einander schneiden) eingestellt sein,
der Hilfsmotor M wird doch immer von dem Relais DR so gesteuert, daß der Kompensator
in der Richtung der Nullage gedreht
In Abb. 5 ist noch das Toleranzgebiet T· angedeutet, dessen Breite von der Empfindlichkeit
des Vorrelais FR bestimmt wird. Im Vorrelais wirkt nämlich die Restspannung E0
allein, und wenn das Relais von elektromagnetischer Bauart ist, wird es den Motor abschalten,
sobald die Restspannung E0 dem Nullwert nahe kommt.
In Abb. 6 findet man eine ausführlichere Darstellung der Anwendung der Erfindung
bei einem Ferneinstellgerät, das von einem Signalstrom mit innerhalb gewisser Grenzen
variierender Frequenz gesteuert wird. Der Signalstrom wird bei A zugeführt und fließt
auf zwei Wegen nach B, einmal über die kleine Induktanz / und den großen Widerstand/?
(von dem ein Teil nR angezapft ist) und zweitens über den Kondensator C und die
Primärspule eines Lufttransformators. Die gegenseitige Induktanz des Lufttransformators
sei M, die Induktanz der Primärwicklung L. Schließlich sei r der Widerstand des Stromzweiges
C-L. Der Erfinder hat früher (Journal American Institute Electrical Engineers,
Nov. 1921, Seite 835) gezeigt, daß ein solcher
Kompensator abgeglichen ist, wenn die Kreisfrequenz des Stromes
ist, wenn η das Verhältnis des angezapften
Teils nR zum ganzen Widerstand R bedeu- »00 tet, und daß daneben auch die folgende Bedingung
erfüllt werden muß, obgleich sie in der Praxis nur eine Verfeinerung darstellt:
Wenigstens eine von den Größen n, C, L, M muß veränderlich sein. In Fig. 6 ist
angedeutet, daß der Kondensator C ein Drehkondensator ist. Die Veränderlichkeit kann
aber selbstverständlich ebensogut in- einer der anderen Größen liegen.
Wenn dieser Kompensator nun als automatische Frequenzbrücke gemäß der Erfindung
gebraucht werden soll, wird die Sekundärwicklung des Lufttransformators mit zwei
oder drei Anzapfungen versehen, die, wie in Abb. 6 gezeigt, an die Gleichrichter angeschlossen
werden.
Eine andere Anwendung der Erfindung zwecks selbsttätiger Frequenzeinstellung zeigt
Abb. 7. Drei mechanisch zusammengekuppelte
Schwingungskreise S0, S1 und S2 werden hier
verwendet, die fast auf die gleiche Frequenz abgestimmt sind. Sie sind von einer gemeinsamen
Leitung A1 B gespeist, und jeder wirkt
auf einen der Gleichrichter L1, L2 und L0.
Die gleichgerichteten Ströme sind ungefähr proportional den Quadraten der Resonanzspannungen.
Die Kurven E'\ und Ez in Abb. 8 zeigen, wie die Quadrate der Eimgangsspannungen
von L1 und L2 in Abhängigkeit
von der Stellung des Motors M variieren, und die Kurve I2-I1, unten in Fig1.8, zeigt die
resultierende Stromwirkung im Differentialrelais. Es ist ersichtlich, daß auch in diesem
Falle das Drehkondensatorsystem sich bei entsprechender Schaltung des Hilfsmotors
automatisch in eine Lage stellt, die, abgesehen von dem ToleranzintervallT, das von dem
Vorrelais FR geschaffen wird, der Frequenz
ao des Kontrollstromes entspricht. Wenn statt dessen die Frequenz der Stromquelle von
dem ■ Hilfsmotor beeinflußt wird, kann eine ähnliche Einrichtung zur Konstanthaltung
bzw. Steuerung der Frequenz benutzt werden.
as Abb. 9 zeigt eine Anwendung auf einem
anderen Gebiete. Die Primärspulen P1 undP2,
die unter einem gewissen Winkel im Raum aufgestellt sind und von phasenverschobenen
Strömen durchgeflossen werden, erzeugen ein Raumfeld, dessen Richtung von. der Phasenverschiebung
abhängt und durch Regelung der Ströme oder Einstellung der Lage der Primärspulen beeinflußt werden kann. In den
Sekundärspulen S1 und S2, die gegeneinander
um einen kleinen Winkel ax im Räume verschoben
sind, werden von dem Primärfeld Spannungen E1, E2 induziert, die bei der
Drehung des Sekundärsystemes etwas phasenverschobene Sinuskurven durchlaufen. In
Abb. 10 sind oben Kurven der Spannungsquadrate in Abhängigkeit von der Verdrehung
des Einstellorgans des beweglichen Spulensystems aufgetragen. Auch in diesem Falle
erhält man nach Gleichrichtung der Spannungen die gewünschte Wirkung des Differentialrelais
DR1. Das Relais sucht nämlich die Sekundärspulen immer auf Maximumoder
Minimuminduktionswirkung einzustellen und bewirkt dadurch, daß das Sekundärsystem
automatisch den Drehungen des Primärfeldes folgt. Um ein neues Beispiel zu geben, wurde in Abb. 9 noch angedeutet,
wie das Vorrelais durch ein zweites Doppelwicklungsrelais
DR2 ersetzt werden kann, wo aber die beiden Ströme zusammenwirken.
DR2 wirkt als gewöhnliches elektromagnetisches Relais und schafft ebenso wie das Relais
FR in Abb. 4 ein gewisses Toleranzintervall T (s. Abb. 10 unten), "trotzdem nur zwei
Nullanzapfungen mit zwei Gleichrichtern vorgesehen sind. DR2 kann der Einfachheit halber
als einspuliges Relais ausgebildet werden, das von der Summe der beiden gleichgerichteten
Ströme von L1 und L2 durchflossen
wird, eine Anordnung1, die sich besonders bewahrt, wenn L1 und L2 Glühkathodengleichrichter
sind.
Claims (5)
1. Empfangsanordnung für eine nach dem Kompensationsverfahren fernübertragene
Meßgröße o. dgl. mit Wechselstrom als Übertragungsmittel, gekennzeichnet durch zwei oder mehr Anschlüsse
(C, C") "wenig verschiedenen Potentials an der Komp ensations einrichtung, deren
Restspannungen am Empfangsort über Gleichrichter (L1, L2) einem Verstellorgan
(M) zur selbsttätigen Abgleichung der Kompensationsschaltung zugeführt werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1 für die Übertragung mit verschiedenen Frequenzen,
gekennzeichnet durch zwei oder drei getrennte frequenzempfindüche Kompensatoren
(K1, K2 oder K1, Ko, K2),
deren Verstellorgane mechanisch derart gekuppelt sind, daß die Restspannungen·
bei einer gegebenen Frequenz ihre Mindestwerte bei etwas verschiedener Stellung des gemeinsamen Verstellorgans (M)
durchlaufen.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Kompensatoren
zwei oder drei etwas verstimmte Schwiagungskreise vorgesehen
. sind, deren Kondensatoren als gemeinsames Verstellorgan miteinander gekuppelt
sind und deren Resonanzspannungen nach Gleichrichtung das Verstellorgan beeinflussen.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu komp ensierende
Spannung von zwei Spulen (Si1, S2) abgenommen
wird, die in einem magnetischen Raumfelde aufgestellt sind, auf einem gemeinsamen
Verdrehungsorgan sitzen und dabei einen verhältnismäßig kleinen Raumwinkel miteinander bilden.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei drei das Ver- nc
stellorgan beeinflussenden Kompensationsanschlüssen der mittlere ein besonderes Relais (FR) beeinflußt, welches den Antrieb
des Verstellorgans in der Nähe der Abgleichlage der Kompensationseinrich- iij
tung abschaltet.
FHierzu 2_,Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE519962X | 1926-07-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE519962C true DE519962C (de) | 1931-03-16 |
Family
ID=20311162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEV22745D Expired DE519962C (de) | 1926-07-31 | 1927-07-16 | Empfangsanordnung fuer eine nach dem Kompensationsverfahren fernuebertragene Messgroesse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE519962C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE765774C (de) * | 1938-08-14 | 1952-12-22 | Siemens & Halske A G | Einrichtung zur Steuerung von Grossinstrumenten oder Regelvorrichtungen |
-
1927
- 1927-07-16 DE DEV22745D patent/DE519962C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE765774C (de) * | 1938-08-14 | 1952-12-22 | Siemens & Halske A G | Einrichtung zur Steuerung von Grossinstrumenten oder Regelvorrichtungen |
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