DE536863C

DE536863C - Device for remote reading of data from measuring devices or the position of movable organs using piezoelectric crystals

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Publication number: DE536863C
Application number: DEL65880D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-05-16
Filing date: 1926-05-16
Publication date: 1931-10-28

Description

Es ist bekannt, die Stellung von Meßgerätzeigern durch Ströme von der Zeigerstellung entsprechender Frequenz fernzuübertragen. Erfindungsgemäß werden bei einer Einrichtung zur Fernablesung der Angaben von Meßgeräten oder der Stellung beweglicher Organe unter Verwendung von piezoelektrischen Kristallen, deren Eigenfrequenzen in Abhängigkeit von der Zeigerstellung des zu überwachenden Meßgerätes o. dgl. gebracht ist, die auf der zu überwachenden Station angeordneten piezoelektrischen Kristalle mit Hilfe eines auf der Überwachungsstelle angeordneten geeichten, in seiner Frequenz regelbaren Senders (schwingenden Empfängers) in Abhängigkeit von der Zeigerstellung des abzulesenden Meßgerätes in ihrer elastischen Eigenschwingung erregt und die so entstehenden Wellen von der Zeigerstellung entsprechen-It is known that measuring device pointers are positioned by currents from the pointer position to transmit remotely at the appropriate frequency. According to the invention in a device for remote reading of data from measuring devices or the position of movable organs using piezoelectric crystals, their natural frequencies as a function of from the pointer position of the measuring device to be monitored o. The like. Is brought to the station to be monitored piezoelectric crystals with the help of a arranged on the monitoring point calibrated transmitter (oscillating receiver) whose frequency can be regulated as a function of the pointer position of the measuring device to be read in its elastic natural oscillation excited and the resulting waves from the pointer position

ao der Länge auf der Überwachungsstelle zur Anzeige gebracht.ao of the length on the monitoring point for display.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird nachstehend der Erfindungsgegenstand erläutert. The subject matter of the invention is explained below using an exemplary embodiment.

as Bei Überlandzentralen befinden sich in größerer oder geringerer Entfernung von der Zentrale Unterstationen, an denen z. B. Transformatoren aufgestellt sind. Häufig laufen an solchen Unterstationen von verschiedenen Zentralen gespeiste Netze zusammen, deren Belastung schwankt. Auf der Unterstation sind dann Meßinstrumente angebracht, welche den Belastungszustand' der verschiedenen Zweige anzeigen. Es ist nun notwendig", auf der Zentrale den Stand der Meßinstrumente feststellen zu können, um entsprechend dem Bedarf die Leistung der Zentrale zu steigern oder zu verringern. Hierzu war es bisher nötig, auf der Unterstation Beobachtungspersonal zu haben, welches den jeweiligen Stand der Meßinstrumente telephonisch oder telegraphisch nach der Zentrale meldete. Es ist auf die nachstehend beschriebene Art möglich, den Stand der Meßinstrumente von der Zentrale selbst aus festzustellen, ohne daß es notwendig ist, daß ein Beobachter auf der Unterstation anwesend ist.at intercity centers are located in greater or lesser distance from the control center substations where z. B. Transformers are set up. Often, networks fed by different control centers converge at such substations, their Load fluctuates. Measuring instruments are then attached to the substation, which show the load status' of the various branches. It is now necessary, "on the control center to be able to determine the status of the measuring instruments in order to Need to increase or decrease the performance of the headquarters. This has been the case so far necessary to have observation personnel on the substation, which the respective Reported the status of the measuring instruments by telephone or telegraph to the control center. It is possible in the way described below, the level of the measuring instruments from the Central itself can be determined without the need for an observer to be on the Substation is present.

In Fig. ι bedeutet Z die Zentrale oder die Überwachungsstelle, welche durch Fernleitungen ι mit einer Unterstation CZ₁ und durch weitere Fernleitungen 2 mit einer zweiten Unterstation U₂ verbunden ist. Von den Unterstationen U₁, U₂ gehen, wie durch Leitungen 3, 4 und 5, 6 angedeutet ist, weitere Leitungen zu den Verbrauchsstellen oder Zentralen benachbarter Netze ab. Auf U₁ und U₂ befinden sich Meßinstrumente, z. B. Spannungsmesser, welche den Belastungszustand anzeigen. Die Aufgabe besteht nun darin, den Stand dieser Meßinstrumente von der Zentrale Z aus feststellen zu können. Die hierzu geeignete Einrichtung ist in der Fig. 2 erläutert. _{In FIG. 1} , Z denotes the control center or the monitoring station, which is connected to a substation CZ 1 by long-distance lines and to a second substation U ₂ by further long-distance lines 2. From the substations U ₁ , U ₂ , as indicated by lines 3, 4 and 5, 6, further lines go to the consumption points or control centers of neighboring networks. On U ₁ and U ₂ there are measuring instruments such. B. Tension meters, which show the load status. The task now is to be able to determine the status of these measuring instruments from the control center Z. The device suitable for this is explained in FIG.

Die Skala des Meßinstruments in der Unterstation U₁ sei beispielsweise in 10 Teile (o bis 100) geteilt. Der Zeiger des MeßinstrumentsThe scale of the measuring instrument in the substation U ₁ is for example divided into 10 parts (0 to 100). The pointer of the meter

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stehe auf dem Strich 50. Es genügt, die Zeigerstellung auf 10 Teilstriche genau zu kennen. Um die jeweilige Zeigerstellung auf den Unterstationen U₁, U₂ von der Zentrale Z aus ermitteln zu können, wird auf ihr eine Sendeeinrichtung für hochfrequente Schwingungen vorgesehen, deren Frequenz in bestimmten Grenzen veränderlich ist. Die auf der Zentrale Z erzeugte Hochfrequenzschwingung wird in der aus der leitungsgerichteten Hochfrequenztelegraphie oder -telephonie bekannten Weise über die Leitungen 1 bzw. 2 zu den Unterstationen U₁ oder U₂ geschickt. Auf den Unterstationen befinden sich piezoelekirische Quarzresonatoren verschiedener Frequenz, und zwar in solcher Anzahl, als Zeigerstellungen übertragen werden sollen. Entsprechend obiger Annahme wären für 100 Skalenteile 10 Resonatoren erforderlich. Es steht jedoch nichts im Wege, die Zahl beliebig zu vergrößern oder zu verkleinern. Die zu den verschiedenen Zeigerstellungen gehörigen Quarzresonatoren verschiedener Frequenz sind in Fig. 2 durch die Buchstaben a, b, c, d, e, /, g, hj i, k angedeutet. Es wird nun ein Zusammenhang zwischen der Zeigerstellung und dem jeweilig angeschalteten Quarzresonator geschaffen. In Fig. 2 ist dies dadurch angedeutet, daß der Zeiger nach unten verlängert ist und eine Kapazitätsbelegung C₁ trägt. Die zweite Belegung dieser Kapazität kann für alle Quarze gemeinsam sein und ist durch C₃ angedeutet. Spielt nun der Zeiger über der Skala, so gelangen nacheinander die verschiedenen Quarzresonatoren, α bis k zwischen die Kapazitätsbelegungen C₁ und C₂. Von den Leitungen i, über welche der in der Zentrale Z erzeugte regelbare Hochfrequenzstrom direkt geleitet werden kann, sind nun unter Anwendung der üblichen Vorsichtsmaßnahmen Leitungen 1' abgezweigt, welche also im wesentlichen den von der Zentrale Z ausgesandten Hochfrequenzstrom zu den Belegungen C₁, C₂ führen.stand on line 50. It is sufficient to know the pointer position exactly to 10 graduation lines. In order to be able to determine the respective pointer position on the substations U ₁ , U ₂ from the control center Z, a transmission device for high-frequency oscillations is provided on it, the frequency of which can be varied within certain limits. The high-frequency oscillation generated on the control center Z is sent in the manner known from line-directed high-frequency telegraphy or telephony via the lines 1 or 2 to the substations U ₁ or U ₂ . Piezoelectric quartz resonators of different frequencies are located on the substations, in such a number as the pointer positions are to be transmitted. According to the above assumption, 10 resonators would be required for 100 scale divisions. However, nothing stands in the way of increasing or decreasing the number at will. The quartz resonators of different frequencies belonging to the different pointer positions are indicated in FIG. 2 by the letters a, b, c, d, e, /, g, hj i, k . A relationship is now created between the pointer position and the quartz resonator that is switched on. In Fig. 2 this is indicated by the fact that the pointer is extended downwards and carries _{a capacity allocation C 1.} The second assignment of this capacity can be common for all crystals and is indicated _{by C 3.} If the pointer now plays over the scale, the various quartz resonators, α to k, move one after the other between the capacitance assignments C ₁ and C ₂ . From the lines i over which the controllable high-frequency current generated in the central station Z can be fed directly, are lines 1 now diverted using the usual precautions' which thus essentially the light emitted by the central station Z high-frequency current to the assignments C _1, C ₂ lead.

Dies ist in Fig. 2 gezeigt. Dort sind I₁ 1 die Fernleitungen, von welchen in der Zentrale über Hochspannungskondensatoren 7, 8 die Abzweigung in den Sender S erfolgt, während die Fernleitung 1, 1 über Hochfrequenzdrosseln 9, 10 mit der Sekundärwicklung 11 eines Transformators 12 verbunden ist. Die Primärwicklung 13 des Transformators ist nun direkt mit den Sammelschienen der Zentralstation bzw. mit einem Generator 14 verbunden. This is shown in FIG. There I ₁ 1 are the long-distance lines from which the branch-off into the transmitter S takes place in the control center via high-voltage capacitors 7, 8, while the long-distance line 1, 1 is connected to the secondary winding 11 of a transformer 12 via high-frequency chokes 9, 10. The primary winding 13 of the transformer is now directly connected to the busbars of the central station or to a generator 14.

In ähnlicher Weise sind auf der Unterstation U₁ von den Fernleitungen 1, 1 über Hochspannungskondensatoren 1S, 16 die Leitungen i', i' zu dem überwachenden Instrument abgezweigt. Ferner ist in analoger Weise über Hochfrequenzdrosseln 17, 18 die Primärwicklung 19 des Transformators 20 angeordnet, mit dem einzigen Unterschied, daß nun auf der Sekundärseite die Spannung herabtransformiert wird. Die Sekundärwicklung 21 des Transformators 20 hat also entsprechend weniger Windungen und ist auf irgendein Verbrauchernetz, beispielsweise den Motor 22 und die Glühkörper 23, geschaltet.In a similar way, the lines i ', i' to the monitoring instrument are branched off on the substation U ₁ from the long-distance lines 1, 1 via high-voltage capacitors 1S, 16. Furthermore, the primary winding 19 of the transformer 20 is arranged in an analogous manner via high-frequency chokes 17, 18, with the only difference that the voltage is now stepped down on the secondary side. The secondary winding 21 of the transformer 20 thus has correspondingly fewer turns and is connected to any consumer network, for example the motor 22 and the incandescent bodies 23.

In Fig. 2 ist links der auf der Zentrale Z angeordnete Hochfrequenzsender S angedeutet. Die Frequenz dieses Senders ist regelbar. Es sei angenommen, daß die Regelung mit Hilfe einer Kurbel K, erfolgt, welche über einer ebenfalls in 100 Teile geteilten Skala spielt. Durch Drehung der Kurbel K. von ο bis 100 wird die Senderfrequenz in bestimmten Grenzen verändert und ein HochfrequenzstiOm entsprechend veränderlicher Frequenz über die Leitungen 1 bzw. 1' gesandt. Die Quarzkristalle α bis k besitzen eine Anzahl Stufen von verschiedener Resonanzfrequenz, beispielsweise möge der Kristall« eine Eigenfrequenz entsprechend 2000 m Wellenlänge besitzen, der Kristall k eine solche von 2090 m. Die zwischenliegenden Kristalle & bis / haben innerhalb dieser Grenzen abgestufte Eigenfrequenzen, beispielsweise entsprechend einer Eigenwellendifferenz von je 10 m. Der Kristall/z wird also immer dann zu Resonanzschwingungen angeregt, wenn der Sender S der Station Z genau auf 2000 m eingestellt ist, der Kristall b bei 2010, der Kristall c bei 2Q20 und so fort. Es ist nicht nötig, daß diese Stufen gleich sind oder etwa auf bestimmten Werten liegen. Zweckmäßig werden jedoch die Kristalle so angeordnet, daß ihre Eigenfrequenz vom einen zum anderen abnimmt oder zunimmt, wenn der Zeiger vom kleinsten auf den größten Ausschlag geht. Die Kristalle könnten also ebensogut in dem Intervall von 2000 bis 2090 m unregelmäßig ansteigende Eigemvellen haben, beispielsweise Kristallb 2005m, Kristalle 2025m, Kristallίί 2028 m und so fort. Bei der in der Fig. 2 angenommenen Zeigerstellung auf dem Skalenteil 50 ist beispielsweise der Quarzkristall e zwischen den Belegungen C₁ und C₂ angeordnet. Dieser Kristall besitze eine Eigenwelle von 2040 m. Wenn der Sender S bei Drehung der Kurbel K. zwischen o° und ioo° die Wellenlänge von 2000 bis 2090 m überstreicht, so wird bei einer bestimmten Stellung der Kurbel K, beispielsweise der in Fig. 2 gezeichneten, die Welle 2040 m erzeugt werden und der Kristall e in Resonanzschwingungen geraten. Es ist also nötig, einerseits anzuzeigen, daß ein Kristall angesprochen hat, und darüber hinaus weiterhin festzustellen, daß gerade der besondere Kristalle angesprochen hat. Es ist nun verhältnismäßig leicht, auf der SendestationZ festzustellen, wenn irgendeiner derIn FIG. 2, the radio-frequency transmitter S arranged on the control center Z is indicated on the left. The frequency of this transmitter is adjustable. It is assumed that the regulation takes place with the aid of a crank K , which plays over a scale also divided into 100 parts. By turning the crank K. from ο to 100, the transmitter frequency is changed within certain limits and a high frequency signal corresponding to a variable frequency is sent over the lines 1 or 1 '. The quartz crystals α to k have a number of levels of different resonance frequencies, for example the crystal may have a natural frequency corresponding to 2000 m wavelength, the crystal k one of 2090 m a natural wave difference of 10 m each. The crystal / z is therefore always excited to resonance vibrations when the transmitter S of station Z is set to exactly 2000 m, crystal b at 2010, crystal c at 2Q20 and so on. It is not necessary for these levels to be the same or to be at specific values. However, the crystals are expediently arranged in such a way that their natural frequency decreases or increases from one to the other when the pointer goes from the smallest to the largest deflection. The crystals could just as well have in the interval from 2000 to 2090 m irregularly rising Eigemvellen, for example crystal b 2005m, crystals 2025m, crystal 2028 m and so on. In the pointer position assumed in FIG. 2 on the scale part 50, for example, the quartz crystal e is arranged between the assignments C ₁ and C ₂ . This crystal has a natural wave of 2040 m. If the transmitter S sweeps the wavelength from 2000 to 2090 m when the crank K. is rotated between 0 ° and 100 °, then at a certain position of the crank K, for example that in FIG drawn, the wave 2040 m are generated and the crystal e get into resonance oscillations. It is therefore necessary, on the one hand, to indicate that a crystal has responded and, on the other hand, to establish that the particular crystal has responded. It is now relatively easy to determine on the transmitting station Z if any of the

Kristalle α bis k anspricht. Kommt nämlich ein solcher Kristall in Eigenschwingungen, so wirkt er selbst als kleiner Sender für seine Eigenwelle. Diese wird über die Leitungen i' bzw. ι zur Zentrale Z zurückgeleitet und erzeugt in an sich bekannter Art mit der mit der Drehung der Kurbel K, veränderlichen Senderwelle eine Schwebung. Ist die Senderwelle bei der angenommenen Stellung der Kurbel J\ genau gleich 2040 m, so gerät der Kristall e, der durch die zufällige Zeigerstellung gerade eingeschaltet ist, in Resonanzschwingungen. Bewegt man die Kurbel ^ ein wenig hin und her, so entstehen zwischen dem bei dieser "Wellenveränderung abwechselnd an- und abklingenden Quarzkristall und der Senderwelle Schwebungen, welche in einer empfindlichen Empfangsapparatur auf der Sendestelle Z als ein laut hörbares Klingen wahrnehmbar sind. Ist die Skala, über welche die Kurbel K spielt, in Wellenlängen geeicht, so kann bei der angenommenen Einstellung des Zeigers diese Klingerscheinung auf der Sendestelle Z nur dann gehört werden, wenn die Kurbel K sehr nahe auf der Wellenlänge 2040 steht bzw. um diese Einstellung herum in kleinen Grenzen hin und her bewegt wird. Man weiß nunmehr auf der Sendestelle S, daß derjenige Quarzkristall erregt worden ist, dessen Eigenwelle 2040 m beträgt, entsprechend obiger Annahme also der Kristall e. Da man auf der Sendestelle S überdies weiß, daß der Kristall e der Zeigerstellung 50 zugeordnet ist, so weiß man nunmehr auf ihr, daß der Zeiger des Meßinstruments B auf der Unterstation U₁ auf dem Skalenteil 50 'Steht. Geht der Zeiger nunmehr auf den Skalenteil 100, so wird der Kristall« zwischen die Belegungen C₁ und C₂ gebracht. Das vorher bei 2040 m hörbare Klingen tritt nun nicht mehr auf, da der Kristall eine Eigenwelle von 2000 m hat. Man wird daher die Kurbel K verstellen müssen und dann eine Klingerscheinung hören, wenn der Sender gerade auf die Wellenlänge von 2000 m eingestellt wird bzw. in kleinen Grenzen um diese Wellenlänge herum verändert wird. Beobachtet man auf der Sendestelle S die Klingerscheinung in der Nähe der Welle 2000, so weiß man, daß der Zeiger auf dem Skalenstrich 100 steht, da nur dann der Kristall α angeschaltet ist, dessen Eigenwelle 2000 m beträgt. Zur Vereinfachung wird der Nullpunkt der Skala auf der Sendestation S in Übereinstimmung gebracht mit der Eigenfrequenz des Kristalls k. Besitzt dieser beispielsweise die Wellenlänge von 2090 m, so wird die durch die Kurbel K, veränderliche Senderwelle zweckmäßig so einreguliert, daß gerade dann, wenn die Kurbel K auf dem Nullpunkt steht, der Sender genau eine Welle von 2090 m erzeugt. Ebenso wird zweckmäßig dafür gesorgt, daß bei der Stellung der Kurbel /ζ auf ioo° gerade die dem Kristall a entsprechende Wellenlänge erzeugt wird, also 2000 m. Diese Einstellung der Senderskala ist ebenfalls mit Hilfe von Quarzkristallen sehr leicht durchzuführen. Man verwendet hierzu zwei Kristalle, von denen der eine auf 2000 und der andere auf 2090 m abgestimmt ist. Durch die Kurbel/^ wird eines der Abstimmelemente des Senders bedient, z. B. ein Drehkondensator. Man stellt nunmehr den Sender durch eine veränderliche Zusatzkapazität oder Selbstinduktion so ein, daß seine Wellenlänge bei Nullstellung der Kurbel K genau 2090 m beträgt, was mit Hilfe eines Quarzkristalls am Sender leicht zu kontrollieren ist, z. B. in bekannter Weise durch ein Aufleuchten des Quarzkristalls in einem verdünnten Gasraum. Ebenso wird dafür gesorgt, daß bei ϊοο-Stellung der Kurbel K gerade die Welle von 2QQ0 m entsteht. Sind nun etwa die Kristalle λ bis k in gleichmäßigen Stufen in der Frequenz verschieden, so wird die ihm entsprechende Wellenlänge in gleichmäßigen Intervallen über die Skala des Senders S verteilt sein. Eine Wellenmessung ist nunmehr nicht erforderlich. Man kann vielmehr direkt an der Stellung der Kurbel K auf der Senderskala selbst ersehen, wie der Zeiger des Meßinstruments auf der Unterstation, z. B. U₁, steht. Steht der Zeiger auf Zwischenstellungen, so werden zwei benachbarte Kristalle zu Schwingungen angeregt. Man wird daher die Klingerscheinung an zwei Stellen der Kurbei K hören und hieraus feststellen, daß der Zeiger zwischen den zugehörigen Gradzahlen steht. In ähnlicher Weise kann man die Zeigerstellung auf der Unterstation U₂ feststellen. Man hat hierzu nur die in Fig. 2 für die Station U₁ beschriebene Anordnung auf der Station U₂ ebenfalls vorzusehen und mittels eines Umschalters K die auf der Zentrale Z erzeugte Senderwelle nicht über die Leitungen r, 1', sondern über die Leitungen 2 zu senden. Je nach der Einstellung des Meßinstruments B an dieser Stelle wird die Klingerscheinung wiederum auf der Skala der Kurbel,/^ bemerkbar sein. Auf diese Weise lassen sich eine beliebige Anzahl von Unterstationen beobachten.Crystals α to k responds. If such a crystal starts to oscillate, it acts as a small transmitter for its own wave. This is fed back to the control center Z via the lines i 'or ι and generates a beat in a manner known per se with the transmitter shaft that changes with the rotation of the crank K. If the transmitter wave is exactly 2040 m in the assumed position of the crank J \ , then the crystal e, which is currently switched on by the random pointer position, starts to resonate. If the crank is moved back and forth a little, then between the quartz crystal, which alternates between rising and falling during this wave change, and the transmitter wave, beats occur which can be perceived as a loudly audible ringing in a sensitive receiving apparatus at the transmitter point Z. This is the scale , over which the crank K plays, calibrated in wavelengths, so with the assumed setting of the pointer this ringing phenomenon can only be heard at the transmission point Z if the crank K is very close to the wavelength 2040 or around this setting in small amounts Boundaries is moved back and forth. It is now known at the transmission point S that the quartz crystal has been excited whose eigenwave is 2040 m, according to the above assumption that is the crystal E. Since one also knows at the transmission point S that the crystal e is the Pointer position 50 is assigned, so you now know on her that the pointer of the measuring instrument B on the substation U ₁ on the Scale division 50 'Stands. If the pointer now moves to the scale division 100, the crystal is brought between the assignments C ₁ and C ₂ . The sounding that was previously audible at 2040 m no longer occurs because the crystal has a natural wave of 2000 m. You will therefore have to adjust the crank K and then hear a ringing phenomenon when the transmitter is currently set to the wavelength of 2000 m or is changed within small limits around this wavelength. If one observes the ringing phenomenon near the wave 2000 at the transmission point S, one knows that the pointer is on the scale mark 100, since only then is the crystal α switched on, the natural wave of which is 2000 m. To simplify matters, the zero point of the scale on the transmitting station S is brought into agreement with the natural frequency of the crystal k. If this has, for example, the wavelength of 2090 m, the transmitter wave, which can be changed by crank K, is appropriately adjusted so that just when the crank K is at zero, the transmitter generates exactly one wave of 2090 m. It is also useful to ensure that when the crank / ζ is set to 100 °, the wavelength corresponding to crystal a is generated, i.e. 2000 m. This setting of the transmitter scale can also be carried out very easily with the aid of quartz crystals. Two crystals are used for this, one of which is tuned to 2000 m and the other to 2090 m. By the crank / ^ one of the tuning elements of the transmitter is operated, z. B. a variable capacitor. You now set the transmitter by a variable additional capacitance or self-induction so that its wavelength when the crank K is zero is exactly 2090 m, which is easy to control with the help of a quartz crystal on the transmitter, z. B. in a known manner by lighting up the quartz crystal in a dilute gas space. It is also ensured that when the crank K is in the ϊοο position, the wave of 2QQ0 m is created. If, for example, the crystals λ to k differ in frequency in uniform steps, then the wavelength corresponding to it will be distributed over the scale of the transmitter S at uniform intervals. A wave measurement is no longer necessary. Rather, one can see directly from the position of the crank K on the transmitter scale itself how the pointer of the measuring instrument on the substation, z. B. U ₁ , is. If the pointer is on intermediate positions, two neighboring crystals are excited to vibrate. It will therefore hear the Kling appearance in two places of Kurbei K and from this determine that the pointer between the associated degree values is. The pointer position on substation U ₂ can be determined in a similar way. It has for this purpose also to provide only the arrangement described in Fig. 2 for the station U ₁ at the station U ₂ and r not the transmitter wave generated on the central station Z by means of a change-over switch K via the lines, 1 ', but by the lines 2 to send. Depending on the setting of the measuring instrument B at this point, the clinking phenomenon will again be noticeable on the scale of the crank. Any number of substations can be observed in this way.

In Fig. 3 ist zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der in Fig. 2 schematisch gezeigten Anordnung ein Ausführungsbeispiel für den Sender S gezeigt. Im einzelnen besteht dieser in an sich bekannter Weise aus einer Dreielektrodenröhre mit einer Kathode 24, einem Gitter 25, einer Anode 26, dem zwischen Kathode und Gitter geschalteten Schwingungskreis mit einem Drehkondensator 27 und iao einer Spule 28, ferner einer Rückkopplungsspule 29. In Fig. 3 is shown in Fig. 2 schematically to clarify the mode of operation Arrangement of an exemplary embodiment for the transmitter S is shown. In detail there is this in a manner known per se from a three-electrode tube with a cathode 24, a grid 25, an anode 26, the oscillating circuit connected between the cathode and the grid with a variable capacitor 27 and generally a coil 28, furthermore a feedback coil 29.

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Das Ausführungsbeispiel ist so gewählt, daß die von dem Sender S über die Kopplungsspule 30 auf die Leitung 1 übertragenen und an einem der piezoelektrischen Kristalle α bis k reflektierten Wellen in dem Sender 5 selbst wahrnehmbar gemacht werden. Zu diesem Zweck wird durch Zwischenschaltung der Gitterableitung 31 und des Gitterblockkondensators 32 eine Audionwirkung erzielt, so daß in dem im Anodenkreis angeordneten Telephon 33 die Schwebung wahrnehmbar ist. Die Einrichtung wird vervollständigt durch die Heizstromquelle 34 und die Anodenstromquelle 35.The exemplary embodiment is chosen so that the waves transmitted from the transmitter S via the coupling coil 30 to the line 1 and reflected at one of the piezoelectric crystals α to k are made perceptible in the transmitter 5 itself. For this purpose, an audio effect is achieved by interposing the grid lead 31 and the grid block capacitor 32, so that the beat can be perceived in the telephone 33 arranged in the anode circuit. The device is completed by the heating current source 34 and the anode current source 35.

Die Kurbel K von Fig. 2 sitzt nun auf der Achse des Rotorpakets des Drehkondensators 27. Bei Drehung der Kurbel wird also die Eigenwelle des Schwingungskreises und damit die Welle des Generators verändert. Erfindungsgemäß handelt es sich insofern um eine besondere Einrichtung zur Fernablesung, als in der Zentrale Z nur ein einziger Sender S vorgesehen ist, während auf den Unterstationen nur . Resonatoren vorgesehen sind. Man könnte, was aber nicht Gegenstand der Erfindung ist, auch umgekehrt vorgehen und die Sender S auf den Unterstationen CZ₁, CZ₂, dagegen die Resonatoren auf der Zentrale anordnen. Dies würde eine so große Anzahl von Sendern erfordern, als Unterstationen vorhanden sind, und demgemäß die Anordnung wesentlich teurer und komplizierter gestalten.The crank K of FIG. 2 is now seated on the axis of the rotor assembly of the variable capacitor 27. When the crank is rotated, the natural wave of the oscillation circuit and thus the wave of the generator are changed. According to the invention, it is a special device for remote reading insofar as only a single transmitter S is provided in the center Z, while only on the substations. Resonators are provided. One could, which is not the subject of the invention, also proceed in reverse and _{arrange the transmitters S on the substations CZ 1} , CZ ₂ , on the other hand, the resonators on the control center. This would require as large a number of transmitters as there are substations and accordingly make the arrangement much more expensive and complicated.

Bei dem Vorgehen nach der Erfindung ist jedoch nur ein zentraler Sender 5 erforderlich, während die verhältnismäßig billigen und keinerlei Wartung und Bedienung erfordernden Resonatoren in beliebiger Anzahl auf den Unterstationen angeordnet sein können. Physikalisch liegt die Besonderheit der Einrichtung darin, daß von der Unterstation her gewissermaßen eine reflektierte Welle nach der Zentrale zurückgeleitet wird.In the procedure according to the invention, however, only one central transmitter 5 is required, while the relatively cheap ones do not require any maintenance or operation Any number of resonators can be arranged on the substations. Physically the peculiarity of the facility is that from the substation to a certain extent a reflected wave is returned to the control center.

Es ist eine Besonderheit der erwähnten Klingerscheinung, daß sie nur dann auftritt, wenn eine kleine Veränderung der Sendewelle erfolgt, dagegen nicht, wenn die ,Sendewelle konstant auf der Resonanzfrequenz eines der Quarzkristalle gehalten wird. Diese Schwierigkeit kann auf folgende Weise überwunden werden: Piezoelektrische Kristalle können durch mechanische Erschütterungen oder durch elektrische Anregung mit Feldern beliebig pulsierender Frequenz, mit Ausnahme rein sinusförmig variierender Felder abweichender Frequenz, zu elektrischenEigenschwingungen angeregt werden. Wird beispielsweise die Belegung C₂ kontinuierlich mechanisch erschüttert, so entstehen im gleichen Rhythmus Wellenzüge aller derjenigen Frequenzen, welche den Eigenschwingungen der verschie- | denen Kristalle entsprechen. Auf die Leitungen i, i' wird indessen nur diejenige auf diese Weise mechanisch erzeugte elektrische Welle übertragen, welche von demjenigen Quarzkristall herrührt, der sich gerade zwischen den Belegungen C₁ und C₂ befindet, im Falle der Fig. 2 nur die Eigenschwingung des Kristalls e. In diesem Falle braucht auf der Zentrale Z nur ein Sender sehr schwacher Energie vorhanden zu sein (es genügt ein gewöhnlicher rückgekoppelter Empfänger), der mit schwacher Energie schwingt und der in ähnlicher Weise geeicht sein muß, wie beim Sender 5 beschrieben. Im Telephon dieses Empfängers oder sogar Lautsprechers hört man nun bei Drehung des Abstimmorgans K. des Empfängers eine dauernde Interferenzerscheinung, wenn man sich in der Nähe des Resonanzpunktes mit der durch den Kristalle ausgesandten Frequenz befindet. Bei genauer Gleichstimmung des schwingenden Empfängers mit dem in diesem Falle Schwingungen aussendenden Kristalle tritt allerdings auch keine hörbare Erscheinung ein, da im Schwebungsminimum unhörbar langsame Interferenztöne entstehen. Jedoch ist der ganze Verlauf der Interferenzerscheinung bei Überschreiten des Resonanzpunktes zu beobachten. Wendet man an Stelle eines Kopfhörers oder TeIephons zur Beobachtung der Interferenzerscheinung ein Meßinstrument an, so zeigt dieses allerdings auch genau im Resonanzpunkt eine Wirkung an, und zwar gerade hier die stärkste. Auf diese Weise läßt sich die Indikation leicht zu einer objektiven Anzeigung im Resonanzpunkte selbst ausbilden.It is a peculiarity of the mentioned ringing phenomenon that it only occurs when there is a small change in the transmission wave, but not when the transmission wave is kept constant at the resonance frequency of one of the quartz crystals. This difficulty can be overcome in the following way: Piezoelectric crystals can be excited to natural electrical vibrations by mechanical vibrations or by electrical excitation with fields of any pulsating frequency, with the exception of purely sinusoidally varying fields of differing frequencies. If, for example, the occupancy C _{2 is} continuously mechanically shaken, then wave trains of all of the frequencies that correspond to the natural oscillations of the different | to which crystals correspond. On the lines i, i ', however, only that electrical wave generated mechanically in this way is transmitted which originates from the quartz crystal which is located between the layers C ₁ and C ₂ , in the case of FIG. 2 only the natural oscillation of the crystal e. In this case, only a very weak energy transmitter needs to be present on the center Z (an ordinary feedback receiver is sufficient), which oscillates with weak energy and which has to be calibrated in a similar way as described for transmitter 5. In the telephone of this receiver or even loudspeaker, when the tuning element K. of the receiver is rotated, one hears a permanent interference phenomenon when one is in the vicinity of the resonance point with the frequency emitted by the crystals. If the vibrating receiver is precisely in tune with the crystal, which in this case emits vibrations, no audible phenomenon occurs either, since inaudibly slow interference tones arise in the beat minimum. However, the entire course of the interference phenomenon can be observed when the resonance point is exceeded. If, instead of headphones or a telephone, a measuring instrument is used to observe the interference phenomenon, this will, however, also show an effect precisely at the point of resonance, and precisely here the strongest. In this way, the indication can easily be developed into an objective display in the resonance point itself.

Bei Verwendung der eben beschriebenen Klingerscheinung ist ebenfalls leicht eine Anzeigung im Resonanzpunkt selbst zu erreichen, Im Resonanzpunkt schwingt der gerade eingeschaltete Quarzkristall dauernd und sendet eine der erregenden Wellen gleich rückwärts über die Leitungen zur Zentrale. Das Empfangstelephon auf der Sendestelle S in der Zentrale Z spricht hierauf nicht an, weil bei Frequenzgleichheit nur eine Summierung der Amplituden erfolgt, die Summierung jedoch eine dauernde Verminderung oder Vermehrung des Empfangsstromes im Telephon ergibt, jedoch keine periodisch ihrer Stärke nach wechselnde, wie dies zum Auftreten von Interferenztönen erforderlich ist. Wenn man jedoch auf irgendeine Weise den Quarzkristall unter Erregung genau mit der Resonanzfrequenz periodisch zum An- und Abklingen bringt, so entsteht im Empfangstelephon ein Ton, welcher dieser Periode entspricht. Wird beispielsweise eine rotierende geerdete Blende B verwendet, deren Umfang abwechselnd metallische Abschirmsegmente und Zwischenräume besitzt, so wirkt das Feld zwi-When using the ringing phenomenon just described, a display in the resonance point itself is also easy to achieve. In the resonance point, the quartz crystal that has just been switched on vibrates continuously and sends one of the exciting waves backwards via the lines to the control center. The receiving telephone at the transmission point S in the center Z does not respond to this, because if the frequency is the same, only a summation of the amplitudes takes place, but the summation results in a permanent decrease or increase in the received current in the telephone, but not periodically changing in strength, as is the case with Occurrence of interference tones is required. If, however, one causes the quartz crystal to periodically rise and fall under excitation at precisely the resonance frequency, a tone is produced in the receiving telephone which corresponds to this period. If, for example, a rotating, earthed screen B is used, the circumference of which has alternating metallic shielding segments and spaces, the field acts between

sehen den Belegen C₁ und C₂ auch im Resonanzfalle nicht kontinuierlich auf die Kristalle ein, sondern intermittierend je nach der Zahl der metallischen Segmente und Unterbrechungen der Blende B und ihrer Umdrehungsgeschwindigkeit. Besitzt die Blende B beispielsweise 50 Segmente und dreht sich mit 10 Umdrehungen pro Sekunde, so wird die Erregung des Kristalls e immer dann stattfinden, wenn ein Schlitz der Blende kommt, jedoch immer dann unterbrochen, wenn ein geerdetes Abschirmsegment vor demselben vorbei rotiert. In diesem Falle hört man auf der Sendestelle S in der Zentrale Z genau im Resonanzpunkte am stärksten den Ton 500. Hiermit ist die Fernablesung in einer praktisch brauchbaren Form durchgeführt.see the documents C ₁ and C ₂ not continuously look at the crystals, even in the case of resonance, but intermittently depending on the number of metallic segments and interruptions in the diaphragm B and its speed of rotation. For example, if the diaphragm B has 50 segments and rotates at 10 revolutions per second, the excitation of the crystal e will always take place when a slit in the diaphragm comes, but is always interrupted when a grounded shielding segment rotates past it. In this case, the sound 500 is heard most strongly at the transmission point S in the center Z, precisely at the resonance point. This means that the remote reading is carried out in a practically usable form.

Die Darstellung in Fig. 2 ist natürlich nur schematisch. So braucht z. B. die Belegung C₂ keineswegs alle Quarzresonatoren zu tragen, vielmehr werden beide Belegungen C₁ und C₂, welche nicht breiter sein sollen, als die Ausdehnung des einzelnen Quarzresonators erfordert, isoliert voneinander an dem Zeiger befestigt, da andernfalls durch die Streufelder leicht mehrere Resonatoren erregt werden können.The representation in Fig. 2 is of course only schematic. So z. B. the assignment C ₂ by no means to carry all quartz resonators, rather both assignments C ₁ and C ₂ , which should not be wider than the expansion of the individual quartz resonator requires, attached to the pointer isolated from each other, otherwise several easily due to the stray fields Resonators can be excited.

Im übrigen sei bemerkt, daß das in Fig. 2 dargestellte Prinzip der intermittierenden Erregung von Quarzkristallen zu dem Zwecke, das Auftreten der piezoelektrischen Resonanz auch im Resonanzpunkt selbst wahrnehmbar zu machen, nicht nur für den besonderen, hier beschriebenen Zweck, sondern ganz allgemein in der drahtlosen Empfangstechnik und Meßtechnik verwendbar ist. Auch "braucht selbstverständlich die intermittierende Erregung nicht in der beschriebenen Weise zu erfolgen, vielmehr können beispielsweise besondere Erregungselektroden bekannter Ausführung an den Quarzkristallen vorgesehen sein, welche periodisch kurzgeschlossen und geöffnet werden. It should also be noted that the principle of intermittent excitation shown in FIG of quartz crystals for the purpose of making the occurrence of the piezoelectric resonance perceptible at the resonance point itself to make, not only for the specific purpose described here, but in general can be used in wireless reception technology and measurement technology. Also "needs of course the intermittent excitation not to take place in the manner described, but rather, for example, special excitation electrodes known design can be provided on the quartz crystals, which are periodically short-circuited and opened.

Claims

Patent claims:

i. Device for remote reading of the information from measuring instruments or the position movable organs using piezoelectric crystals, their natural frequencies depending on from the pointer position of the measuring device to be monitored o. The like. Is brought, thereby characterized in that arranged with the help of a on the monitoring point calibrated transmitter (oscillating receiver) with adjustable frequency that is located on the station to be monitored piezoelectric crystals depending on the pointer position of the meter to be read in their elastic Natural oscillation excited and the resulting waves from the pointer position of the corresponding length on the monitoring point be brought to the display.

2. Device according to claim 1, characterized in that the on the Centrally generated calibrated wavelength and depending on the pointer position of the measuring instrument to be read piezoelectrically generated wave passed over the same lines and on the Central to be brought to interference.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the interference phenomenon is brought to the display in a telephone built into the transmitter.

4. Device according to claim 1, characterized in that the different, the piezoelectric waves assigned to the respective pointer positions intermittently are excited for the purpose of allowing a reading in the beat ungsminimum.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the piezoelectric resonators (a to k) or vibration generators associated with the various pointer positions have natural frequencies which gradually increase or decrease as the deflection of the measuring instrument increases.

6. Device according to claim 1 to 5, characterized in that a capacitance assignment (O ₁ ) is attached to the pointer, which switches on different piezoelectric resonators (a to k) according to the different pointer positions.

1 sheet of drawings