DE537678C

DE537678C - Verfahren zur Bestimmung der Einfallsebene eines Wechselfeldes

Info

Publication number: DE537678C
Application number: DEL68365D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-04-03
Filing date: 1927-04-03
Publication date: 1931-11-05

Description

Verfahren zur Bestimmung der Einfallsebene eines Wechselfeldes Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Bestimmung der Himmelsrichtungen als Kompaßersatz zwei synchron laufende Induktoren zu verwenden, von denen der eine im erdmagnetischen Felde, der andere dagegen in einem im Fahrzeug festliegenden Felde rotiert. In beiden Induktoren entstehen dann Wechselströme, deren Phasenverschiebung ein Maß für die Kursabweichung des Fahrzeuges bildet. Diese Vorrichtungen waren ausschließlich zur Richtungsbestimmung des Erdfeldes, also eines Gleichstromfeldes, gedacht. Bei ruhendem Induktor entstand daher überhaupt kein Wechselstrom; vielmehr mußte der Induktor erst in verhältnismäßig rasche Drehungen versetzt werden, um meßbaren Strom zu erhalten, und es wurde daher zum Antrieb der beiden Induktoren ein Motor verwendet.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Bestimmung der Einfallsebene eines Wechselfeldes, das beliebig hohe Frequenzen haben kann, und zwar mit Hilfe eines von diesem Felde induzierten Rahmensystems. Auch hier wird eine Phasendifferenz wie bei den eingangs erwähnten Verfahren gemessen; jedoch unterscheidet sich das Verfahren nach der Erfindung von dem Bekannten dadurch, daß hier durch die Drehung des Rahmens, der an Stelle der Induktionsspule tritt, nicht erst ein Strom induziert wird, sondern daß hier die Amplitude des im Rahmen durch den Wechselfluß induzierten Stromes durch die Drehung des Rahmens periodisch geändert, d. h. moduliert wird. Der Rahmen braucht daher nicht so rasch gedreht zu werden wie bei der bekannten Anordnung. Dieser modulierte Wechselstrom würde aber im Phasenmesser keine Wirkung auslösen können, da das auf die Modulationsfrequenz eingestellte Spulensystem des Phasenmessers den im Vergleich zu der Modulationsfrequenz hochfrequenten Wechselstromschwingungen nicht folgen könnte. Die eine Hälfte dieser hochfrequenten Schwingungen wird daher durch Gleichrichtung des Wechselstromes eliminiert; alsdann kann die Phasendifferenz dieses gleichgerichteten Stromes mit einem synchronen Hilfsstrom von der Modulationsfrequenz gemessen werden.
Während das eingangs erwähnte Verfahren durch die ausschließliche Verwendung des Erdfeldes nur darauf beschränkt ist, den unbekannten Standort eines Beobachtungspunktes zu bestimmen, kann das Verfahren nach der Erfindung umgekehrt auch dazu dienen, den Ort der Sendestation zu bestimmen, sofern der des Beobachtungspunktes bekannt ist. Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich daher unter anderem sehr gut zum Anpeilen von See- und Luftfahrzeugen von festgelegten Beobachtungspunkten aus, an denen die Rahmensysteme für das Verfahren nach der Erfindung aufgestellt werden.
Im einzelnen besteht die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aus einem drehbaren Spulenrahmen, der mit gleicher Geschwindigkeit in dem zu untersuchenden Wechselfelde umläuft wie der Anker einer Wechselstromdynamo. Die Wicklungen dieses Ankers sind an die festen Spulen eines Phasenmessers angeschlossen, während dessen bewegliches System über einen Gleichrichter und einen Verstärker mit dem Rahmen in Verbindung steht.
In den beiliegenden Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Auf einer senkrechten Achse i, welche sich in Lagern 2 drehen kann, ist ein Rotor 3 mit vier Polpaaren .4 bzw. 5 befestigt, der in einem waagerechten Stator 6 umläuft. Ferner ist auf der Achse i eine Rahmenantenne i9 mit einer oder mehreren Windungen angebracht, die von einem magnetischen Feld 2o induziert wird. Das Feld 2o ist dasjenige, dessen Einfallsebene bestimmt werden soll.
Die Spulen 4 und 5 der Rotorwicklung sind mit den Schleifringen 7 bis io verbunden, während die Windungen des Rahmens i9 mit Schleifringen i i und i2 in Verbindung stehen. Die Bürsten 13 bis i8 nehmen dort die in den Spulen 4 und 5 und in dem Rahmen i9 induzierten Spannungen ab und sind mit den verschiedenen Stromkreisen eines Phasenmessers 2i verbunden. Der Phasenmesser hat drei Spulen 22, 23, 24, deren Achsen sich in der gleichen waagerechten Ebene befinden. Die Spulen 22 und 23 sind fest und stehen aufeinander senkrecht. Die Spule 24 kann sich um eine Achse drehen, die senkrecht durch den Schnittpunkt dieser beiden Achsen geht. Die Spule 24 ist mit einem Zeiger versehen, welcher über einer zur Ablesung der zur Bestimmung der Einfallsebene dienenden Skala spielt.
Die Spule 24 ist mit Schleifringen 25 und 26 auf ihrer Drehachse und mit Schleifbürsten 27 und 28 verbunden. Diese sind an die Ausgangsklemmen 31, 32 eines Gleichrichters und Verstärkers 33 angeschlossen, während die Eingangsklemmen 29 und 3o des Verstärkers mit den Bürsten 17 und 18 in Verbindung stehen. Die Spulen 22 und 23 sind mit den Bürsten 13 und 14 bzw. 15 und 16 verbunden.
Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Das Wechselfeld 2o induziert in dein Rahmen i9 einen Strom von der Frequenz des Feldes. Der Rahmenkreis kann dabei mittels des Kondensators 34 auf diese Frequenz abgestimmt werden. Durch Drehung des Rahmens wird dieser Hochfrequenzstrom moduliert und im Gleichrichter 33 gleichgerichtet, so daß an den Klemmen 31 und 32 ein Strom abgenommen wird, dessen Frequenz gleich der doppelten Drehzahl des Rahmens ist und jedesmal durch ein Maximum geht, wenn der Rahmen senkrecht zu dem Feld 2o steht.
In dem Wechselstromerzeuger 3 bis 6 entsteht ein Wechselstrom von gleicher Frequenz wie der von den Klemmen 31, 32 -abgenommene, jedoch mit verschobener Phase. Diese Phasenverschiebung ist ein Maß für den Winkel, den die senkrechte Stellung des Rahmens i9 zu dem im Rahmen feststehenden Wechselstromerzeuger bildet. Die Phasenverschiebung und damit der Winkel werden im Phasenmesser 2i gemessen und von der Skala 35 abgelesen. Aus dieser ergibt sich somit auch die Einfallsebene des Feldes 2o.

Claims

hATLNTANSPRÜCHL: z. Verfahren zur Bestimmung der Einfallsebene eines Wechselfeldes mit Hilfe eines von diesem Felde induzierten Rahmensystems, dadurch gekennzeichnet, daß durch Drehung des Rahmens die Amplitude des durch das Wechselfeld im Rahmen induzierten Wechselstromes periodisch geändert, d. h. moduliert, hierauf dieser modulierte Wechselstrom gleichgerichtet und die Phasendifferenz des gleichgerichteten Stromes gegenüber einem synchronen Hilfsstrom von der Modulationsfrequenzgemessen wird.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen drehbaren Spulenrahmen (i9), der mit der gleichen Geschwindigkeit in dem zu untersuchenden Wechselfelde (2o) umläuft wie der Anker (3) einer Wechselstromdynamo, dessen Wicklungen (4, 5) an die festen Spulen (22 und 23) eines Phasenmessers angeschlossen sind und in diesem ein im Raume feststehendes Hilfsfeld erzeugen, während der Rahmen (i9) über einen Gleichrichter (33) und Verstärker an das bewegliche System (24) des gleichen Instruments angeschlossen ist.