DE527786C - Verfahren zur Bestimmung des Kurvenverlaufs von periodischen elektrischen Vorgaengen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bestimmung des Kurvenverlaufs von periodischen elektrischen Vorgängen Es ist bekannt, die Untersuchung von periodischen Vorgängen dadurch vorzunehmen, daß man ein kleines Zeitelement periodisch ausblendet und die Phase des Zeitelementes beliebig einstellbar gestaltet, so daß man auf diese Weise den Momentanwert an jeder Phasenstelle ermitteln kann. Die bisher bekannt gewordenen Hilfsmittel hierfür sind mechanischer Art, z. B. die sogenannte Joubertsche Scheibe.
• Derartige mechanische Einrichtungen haben, abgesehen von ihrer Kompliziertheit, den Nachteil, daß sie nur in Verbindung mit mechanischen Rotationsvorgängen anwendbar sind.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Kurvenverlaufes von periodischen elektrischen Vorgängen, bei dem erfindungsgemäß in der Nähe jedes Scheitels der zu untersuchenden Schwingung ein kleines Zeitelement mit Hilfe eines bzw. mehrerer elektrischer Ventile ausgeblendet wird und diese Scheitelimpulse mit Hilfe eines Phasenschiebers durch Veränderung der Einstellung desselben für jeden beliebigen Phasenwert derart in Zusammenwirkung mit der zu untersuchenden Schwingung gebracht werden, daß die Zusammenwirkung ein Maß für den Momentanwert der zu untersuchenden Schwingung an der betreffenden Phasenstelle ergibt. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
• Aus der Leitung L in Abb. z wird der zu untersuchende Strom entnommen und zwei Kreisen zugeführt. Der erste Kreis dient zur Bildung periodischer kurzer Zeitelemente, während der zweite Stromzweig den zu untersuchenden Strom liefert. Der zur Bildung der Zeitelemente dienende Strom wird zunächst über einen Transformator T geführt und dann zweckmäßigerweise mit Hilfe einer an sich bekannten Siebkette D von seinen Oberschwingungen gereinigt; diese Maßnahme ist aber nur bei verhältnismäßig stark verzerrten Kurven erforderlich. Der gereinigte Strom durchfließt einen Phasenschieber; in dem Ausführungsbeispiel wird eine Brücke nach Deguisne als Phasenschieber verwendet, welche bei konstanter Amplitude der zugeführten Wechselspannung die Einstellung jeder beliebigen Phase gestattet. Um eine Rückwirkung des durch die Phaseneinstellung veränderlichen Gesamtwiderstandes der Brückenkombination auf den zu untersuchenden Strom in der Leitung L zu vermeiden, wählt man die Widerstände r1 und r2 zweckmäßigerweise klein gegenüber r3. Wenn die Belastung der Leitung L durch die Brücke eine Rolle spielt, kann man vor die Drosselkette D noch einen Proportionalverstärker einschalten.
• Die Einstellung der Phasenverschiebung geschieht durch Einstellen des Kondensators C, dessen Platten zweckmäßigerweise nach der Art der bekannten Frequenzkondensatoren so geformt sind, daß die Kondensatoreinstellung proportional der Phasenverschiebung ist. Man kann aber auch bei beliebiger Kondensatorform einen beliebigen Indikator für die Phase, z. B. eine Elektronenröhre, verwenden, deren Gitter von der Hilfsphase und deren Anode von der Grundphase erregt wird. Bekanntlich hängt die Phasenverschiebung bei gegebenem Wirkwiderstand y3 von der Frequenz ab. Um die Vorrichtung für die verschiedensten Frequenzen brauchbar zu machen, wird daher der Widerstand y3 zweckmäßigerweise derart veränderlich ausgebildet, daß für jede zu untersuchende Grundfrequenz ein Wert für den Widerstand y3 bestimmt wird, für welchen die Eichung des Kondensators C nach der Phase richtig ist.
• Der mit beliebiger Phasenverschiebung einstellbare Strom wird auf den Gitterkreis einer negativ vorgespannten Verstärkerröhre R1 gebracht. Die Gittervorspannung ist so gewählt, daß nur die Scheitel der Wechselspannung eben gerade in den Steuerbereich der Charakteristik fallen. Die in der Röhre R1 verstärkten Scheitelimpulse werden in an sich bekannter Weise auf das Gitter einer zweiten Röhre R2 zur Wirkung gebracht. Diese Röhre ist ihrerseits wieder so weit negativ vorgespannt, daß wiederum nur die Spitzen der Impulse in den Steuerbereich der Röhre fallen. Man kann das Verfahren der Spitzenbildung beliebig fortsetzen, um beliebig kleine Zeitelemete in der Nähe des Scheitels auszublenden. Im vorliegenden Beispiel 'sind der Einfachheit halber nur zwei derartige Stufen angenommen.
• Diese Scheitelimpulse wirken auf das Gitter einer Röhre R3, welche ungefähr bis zum Verriegelungspunkt negativ vorgespannt ist. Die Scheitelimpulse geben also den Anodenkreis der Röhre R3 stoßweise frei. Dem Anodenkreis wird die zu untersuchende Schwingung über ein Anzeigeinstrument M, z. B. ein zweckmäßigerweise selbstregistrierendes Gleichstromgalvanometer, zugeführt. Die Ausschläge des Indikators M bilden ungefähr ein Maß für den Momentanwert der Schwingungen in dem durch die Einstellung des Kondensators C bestimmten Phasenmoment.
• Um einen Phasenwechsel von z8o° hervorzurufen, ist vorteilhaft ein Polwender W einzuschalten.
• In der Abb. 2 sind die Schwingungsvorgänge in den beiden Zweigen der Schaltung als Kurven dargestellt. Die Kurve i stellt eine zu untersuchende Kurve dar. Kurve :z der Abb. 2 bebedeutet in jeder Periode eine andere Phase der Scheitelimpulse, welche mit Hilfe des Phasenreglers auf jede beliebige Phase in bezug auf die zu untersuchende Schwingung eingestellt werden können. Die Kurve 3 der Abb. 2 zeigt endlich die Summenwerte, welche in der Elektronenröhre entstehen. Aus diesen Summenwerten kann die zu untersuchende Kurve in der erwähnten Weise zeichnerisch oder mit Hilfe von Registrierinstrumenten ermittelt werden. In Kurve 3 der Abb. 2 ist dies angedeutet, indem die in den einzelnen Perioden sich ergebenden Summenwerte auf eine Periode (in der Zeichnung die erste) übertragen werden. Selbstverständlich wird man in der Praxis die Phasenunterschiede von einem der Untersuchung dienenden Scheitelimpuls zum nächsten viel enger legen, als dies in der Abb. 2 im Interesse einer deutlichen Darstellung angenommen ist, und zwar wird man die Phasenwerte um so enger aneinanderlegen müssen, je komplizierter die zu untersuchende Kurve ist.
• Selbstverständlich kann das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel in beliebiger Hinsicht verändert werden; insbesondere kann an Stelle der Deguisneschen Brücke jeder andere Phasenschieber benutzt werden. An Stelle der Verstärkerröhren Ri, R2 können andere elektrische Ventile, z. B. negativ vorgespannte Gleichrichter, ' verwendet werden. Ferner kann als Indikator z. B. eine stroboskopische Einrichtung verwendet werden, um die Kurven als Linienzug wie bei den bekannten Schleifenoszillographen sichtbar' zu machen.
• Die Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren sind wesentlich größer als diejenigen der gewöhnlichen Oszillographen, da das Verfahren bis auf die durch innere Röhrenkapazität entstehenden Fehler unabhängig von der Frequenz, also auch bei hohen Frequenzen anwendbar ist. Aus 'dem gleichen Grunde ist das Verfahren auch wesentlich anpassungsfähiger bei ungünstigen Verhältnissen. Insbesondere ist das Verfahren auch zur Untersuchung anderer als elektrischer periodischer Vorgänge geeignet, sofern solche Vorgänge mit anderen Hilfsmitteln, z. B. Mikrophonen, umgewandeltwerden können.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i.
2. Verfahren zur Bestimmung des Kurvenverlaufs von periodischen elektrischen Vorgängen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe jedes Scheitels der zu untersuchenden Schwingung ein kleines Zeitelement mit Hilfe eines bzw. mehrerer elektrischer Ventile ausgeblendet wird und daß diese Scheitelimpulse mit Hilfe eines Phasenschiebers (P) durch Verändern der Einstellung desselben für jeden beliebigen Phasenwert derart in Zusammenwirkung mit der zu untersuchenden Schwingung gebracht werden, daß die Zusammenwirkung ein Maß für den Momentanwert der zu untersuchenden Schwingung an der betreffenden Phasenstelle ergibt. ?-Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Bildung der Scheitelimpulse dienenden Stromkreis eine Siebkette liegt, derart, daß der durch den Phasenschieber gehende Strom vor seiner Zusammenwirkung mit der zu untersuchenden Schwingung in den elektrischen Ventilen frei von Oberschwingungen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Scheitelimpulse eine oder mehrere in Kaskade geschaltete, derart stark negativ vorgespannte Verstärkerröhren verwendet werden, daß bei jeder Röhre nur die Scheitelwerte der auf das Gitter wirkenden Schwingungen in den Steuerbcreich der Charakteristik fallen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer in Kaskade geschalteter Verstärkerröhren die negative Vorspannung jeder nachfolgenden Röhre so gewählt wird, daß von dem in der Vorstufe bereits ausgeblendeten Scheitelimpuls wiederum nur ein prozentual geringerer Scheitelimpuls in den Steuerbereich der Charakteristik fällt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu untersuchende Schwingung über einen Indikator dem Anodenkreis und die Scheitelimpulse dem Gitterkreis einer Verstärkerröhre zugeführt sind oder umgekehrt.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zusammenwirkung der zu untersuchenden Schwingung und der Scheitelimpulse eine bZehrgitterröhre verwendet ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Phasenschieber eine Deguisnesche Brücke verwendet ist. B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrehungswinkel des in einem Brückenzweige befindlichen veränderlichen Kondensators proportional der Phasenverschiebung ist. g. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber mit einem besonderen Indikator zur Kenntlichmachung der Phasenverschiebung versehen ist. io. Einrichtung nach Anspruch 7 bis g, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkwiderstand (r3) der Brücke für verschiedene Grundfrequenzen derart einstellbar ausgebildet ist, daß der Verdrehungswinkel des Kondensators (C) mit der jeweiligen Größe der Phasenverschiebung proportional ist. i i. Verfahren zur Bestimmung des Kurvenverlaufs von nicht elektrischen periodischen Vorgängen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorgänge zuerst in formgetreue elektrische Schwingungen umgewandelt werden und sodann der Verlauf dieser elektrischen Vorgänge nach dem Verfahren nach Anspruch i bzw. mit der Einrichtung nach Anspruch 2 bis io ermittelt wird.