DE582327C - Verfahren zur Fernuebertragung von Messgroessen, Stellungen beweglicher Organe oder anderer durch Zahlen ausdrueckbarer Werte - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 14. AUGUST 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 582327 KLASSE 74b GRUPPE 8o5

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Juli 1928 ab

Es ist bekannt, um den Wert einer gemessenen

Größe oder die Stellung eines beweglichen Organs zu einer entfernten Stelle zu übertragen, eine Anordnung zu verwenden, bei welcher der Zeiger eines Gebers auf einen Widerstand je nach seiner Stellung verschiedene Teilbeträge abgreift, deren Größe dann von einem Empfän-. germeßgerät gemessen und angezeigt werden.

Andere bekannte Verfahren zur Fernübertragung von Meßwerten benutzen eine Wheatstonsche Brückenschaltung, um an einer Empfangsstelle einen Zeiger entsprechend den Bewegungen des Zeigers an einer entfernten Meßstelle einzustellen. Auch Übertragungen mittels veränderlicher Spannungen sind bekannt, wobei die Spannung sich entsprechend der Größe des zu .übertragenden Meßwertes ändert.

Im folgenden wird ein neuer Weg zur Übertragung von Zeigerstellungen angegeben, bei welchem ein Anzeigegerät vermittels Impulskombinationen dem Betrag einer gemessenen Größe oder der Stellung beweglicher Organe entsprechend eingestellt wird.

Gemäß der Erfindung wird der fernzuübertragende Wert durch eine Kompensationsvorrichtung in Teilwerte zerlegt, die durch Vergleich des fernzuübertragenden Wertes mit bestimmten Teilwerten feststellt, welche Teilwerte in dem zu übertragenden Wert enthalten sind und die so gefundenen Teilwerte nach dem Empfangsort mittels Impulskombinationen meldet. Die zu überbrückende Entfernung ist für das Verfahren gleichgültig. Es kann sowohl eine Fernübertragung von Unterstationen zu einer Hauptstation benutzt werden als auch von einer an sich schlecht zugänglichen oder aus anderen Gründen schlecht zu beobachtenden Stelle aus bis zu einer Stelle, wo das Anzeigegerät leichter zu beobachten ist. Auch kann an Stelle eines einzigen eine Mehrzahl von Anzeigegeräten angeordnet werden, welche an mehreren Stellen, z. B. für das Bedienungspersonal wie auch in einem Kontrollraum, das gleiche anzeigen.

Die Aufgabe, Meßwerte durch Impulskombinationen zu einem Anzeigegerät zu übertragen, zerfällt in zwei Grundaufgaben. Die erste besteht darin, daß eine Meßgröße in Impulse, z. B.· Stromimpulse, übersetzt werden muß, und die zweite besteht darin, daß die beim Empfangsgerät ankommenden Impulse wiederum in einen anzeigbaren Wert übersetzt werden müssen. Beide Aufgaben lassen sich mit gleichen Mitteln durchführen. Die Übersetzung eines gemessenen Betrages in Impulse geschieht gemaß der Erfindung in folgender Weise:

Der zu übertragende Meßwert, ζ. Β. eine Stromstärke, wird von einem Meßgerät, von einem Amperemeter, gemessen. Das auf die Achse des Amperemeters ausgeübte Dreh'

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr,-Ing. Fritz Fischer und Dipl.-Ing. H. Schuchmann in Berlin-Charlottenburg.

moment ist ein Maß für die Stärke des gemessenen Stromes.

Gemäß der Erfindung wird das von dem Strom hervorgerufene Drehmoment durch eine Summe ungleich großer Einzelmomente derart kompensiert, daß ein an der Drehachse des Meßinstrumentes befestigter Zeigerarm nach der Kompensation in der Nullage steht. Zu diesem Zweck greift an der Achse des Meßgerätes eine to Vorrichtung an, mit deren Hilfe verschieden große Einzelmomente auf die Drehachse übertragen werden können. Dies kann z. B. so geschehen, daß die Achse des Meßgerätes starr mit - der Achse eines Drehspulgerätes verbunden ist, und daß die Stromstärke in der Drehspule auf einen solchen Gesamtwert gesteigert wird, daß das Drehspulsystem ein Drehmoment entwickelt, welches genau so groß wie das von dem Meßgerät entwickelte Moment ist, aber von ao entgegengesetzter Richtung. Die Kompensierung des Drehmomentes des Meßgerätes kann auch mechanisch geschehen, indem man beispielsweise eine Reihe von ungleich starken Federkräften auf die Achse des Meßgerätes zur Wirkung bringt. Um alle Drehmomente, welche der innerhalb eines bestimmten Bereiches veränderliche Strom in dem Meßgerät auslöst, möglichst gut kombinieren zu können, werden die Einzelmomente so abgestuft, daß ihre Größen sich wie die Potenzen von Zwei verhalten. Es lassen sich dann beispielsweise, wenn sechs derart abgestufte Einzelmomente verfügbar sind, 63 verschiedene Gesamtdrehmomente neben dem Drehmomente Null zusammenstellen; dadurch ist man in der Lage, eine Skala von 120 Strichen mit derartiger Genauigkeit zu übertragen, daß die Einstellung des Zeigers des Anzeigegerätes um allerhöchstens einen Skalenstrich von dem genau gemessenen Wert abweicht. Jedem der wirksamen Einzelmomente entspricht nun ein Impuls, der über die Übertragungsverbindung zum Empfangsgerät gesendet wird. Die Übertragungsgenauigkeit ist außerordentlich hoch, und für die Übertragung ⁴S von 64 unterschiedlichen Meßwerten sind, wenn die Einzelmomente in einfachster Weise durch je ein Relais ausgelöst werden, nur sechs Relais erforderlich. Die Erregung des Relais kann z. B. durch elektrische oder pneumatische oder andere Impulse, welche über die Übertragungsverbindung gesandt werden, oder durch irgendeine an der Meßstelle aufgestellte geeignete Vorrichtung eingeschaltet werden.

Die zweite Aufgabe, welche bei der Fernübertragung zu lösen ist, besteht, wie schon gezeigt, darin, daß beim Empfangsgerät die ankommenden Impulse benutzt werden müssen, um den Zeiger des Anzeigegerätes einzustellen. In Umkehrung der schon für die Übersetzung des Meßwertes in Impulse gekennzeichneten Verfahrens werden beim Empfänger, der beispielsweise ein Voltmeter oder Amperemeter normaler Bauart sein kann, entsprechend den ankommenden Impulsen Relais erregt, welche durch Einschalten von hintereinandergeschalteten oder parallel geschalteten Widerständen den Ausschlag des Zeigers des Anzeigegerätes zu ändern vermögen. An Stelle eines elektrischen Anzeigegerätes ist selbstverständlich auch ein Meßgerät verwendbar, bei welchem durch die ankommenden Impulse Einzelmomente verschiedener Größe mechanisch auf die Achse übertragen werden, die außerdem noch unter der Einwirkung einer Direktionskraft, z. B. einer Federkraft, steht und sich so einstellt, daß die Summe der Einzelmomente gleich dem Drehmoment, der Direktionskraft, ist.

Auf welche Weise die Drehmomente zur Kompensation des Drehmomentes des Meßgerätes an der Sendestelle und die Drehmomente zur Einstellung des Anzeigegerätes hervorgerufen werden, ist für die Erfindung gleichgültig. Außer elektrisch oder mechanisch kann dies z. B. auch pneumatisch geschehen. Es können auch an der Sende- und der Empfangsstelle verschiedene Mittel dafür benutzt werden. An Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels werden im folgenden noch weitere Einzelheiten der Erfindung beschrieben werden. Zur Vereinfachung der Darstellung besitzt die gezeichnete Anordnung nur drei Relais, mit deren Hilfe drei Einzelmomente gesteuert werden können. Mit drei Einzehnomenten lassen sich sieben verschiedene Gesamtmomente neben dem Werte Null zusammenstellen.

Die Kompensation des Meßgerätes ist veran-. schaulicht in Abb. 1. Das Meßgerät ist als Drehspulgerät 1 gezeichnet mit dem permanenten Magneten 2 und dem auf der Achse 3 des Drehsystems befestigten Zeiger 4. Auf der Achse des Meßgerätes befindet sich noch ein Bügel 5, auf welchen sich drei Spiralfedern 6,7, 8 (Abb. 2) mit ihren freien Enden dann auflegen, wenn sie von drei Stoßstangen 9, 10, 11 bei Erregung der Relais 12, 13, 14 freigegeben werden. Die Spiralfedern 6,7, 8 sind mit ihren anderen Enden auf dem äußeren Umfang einer Buchse 15 befestigt, in welcher die Achse 3 des Meßgerätes drehbar gelagert ist. Die Stärke der Federn 6, 7, 8 ist, wie aus Abb. 2 zu ersehen ist, abgestuft, und zwar derart, daß sich ihre Kräfte zueinander verhalten wie 2:4:8. Die von dem Drehspulgerät gemessene Größe, beispielsweise eine Stromstärke, entwickelt ein Drehmoment, welches den Zeiger 4 und mit ihm den Bügel 5 im Sinne des Uhrzeigers zu verdrehen sucht. Die Spiralfedern 6, 7, 8 dagegen drücken derart auf den Bügels, daß sie die Drehachse des Systems und damit auch den Zeiger 4 entgegensetzt dem Uhrzeigersinn zu bewegen suchen. Welche von den Federn 6, 7 und 8 wirksam sind, hängt davon ab, welche von den Relais 12,13,14

angesprochen haben. Die Auswahl zwischen den Federn 6, 7 und 8 wird nun, wie weiter unten beschrieben ist, so getroffen, daß das von dem Strom hervorgerufene Drehmoment des Meßgerätes kompensiert wird. Der Zeiger 4 kann sich über zwei Kontaktstücken 17 und 18 einstellen, welche unterhalb der Zeigerbahn liegen und voneinander isoliert sind. Ein Fallbügel 19 drückt den Zeiger 4 von Zeit zu Zeit auf seine Unterlage nieder. Je nachdem, ob der Zeiger auf den Kontakt 17 oder 18 niedergedrückt wird, fließt über den Zeiger aus einer nicht dargestellten Stromquelle ein Strom von positiver oder negativer Richtung.

Die Kompensation des Meßgerätes erfolgt nun in der Weise, daß mittels einer Kontaktvorrichtung nacheinander die Relais 12, 13, 14 in der genannten Reihenfolge erregt werden, so daß zuerst das größte der Einzelmomente auf den

ao Bügel 5 zur Einwirkung kommt, dann das nächstkleinere usf.

Mittels einer besonderen Vorrichtung, für welche in Abb. 3 ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, und der vom Zeiger 4 zu schließenden Kontakte 17 und 18 wird jetzt dafür gesorgt, daß zwar alle Relais einmal erregt werden, daß aber am Schluß, der Kompensation nur noch diejenigen Relais eingeschaltet geblieben sind, deren Summe zur Kompensation des Momentes des Meßgerätes gerade ausreicht. Die Anordnung zur Erregung der Relais 12,13,14 in Abb. 3 besitzt eine isolierende Grundplatte 30, auf welcher sich zwei voneinander isolierte Ringe 31 und 32 aus leitendem Material befinden, die sich zusammen mit der Scheibe 30 in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung bewegen. Der Ring 31 ist über einen Schleifkontakt 37 mit dem positiven Pol einer Stromquelle verbunden und der Ring 32 über einen Schleifkontakt 38 ebenfalls, wenn ein Kontakt 35 durch ein polarisiertes Relais 34 geschlossen wird. Relais 34 wird über den Zeiger 4 (Abb. 1) in dem einen oder anderen Sinne erregt, je nachdem, ob der Zeiger mit dem Kontaktstück 17 oder 18 in Berührung kommt. Der Ring 31 berührt bei seiner Umdrehung mittels einer vorspringenden Fahne 33 nacheinander die Kontakte 121, 131, 141, welche leitend mit dem einen Ende der Wicklungen der Relais 12, 13, 14 verbunden sind, und verbindet diese dadurch kurzzeitig mit dem positiven Pol der Stromquelle. Die anderen Enden aller Relaiswicklungen sind mit der negativen Polklemme derselbenStromquelle dauernd verbunden. Die Relais 12, 13, 14 werden daher kurzzeitig erregt und lassen, da sich die Stoßstangen 9, 10, 11 (Abb. 1) infolgedessen versuchsweise nach unten bewegen, die freien Enden der Spiralfedern 6, 7, 8 auf den Bügel 5 des Meßgerätes fallen. Wenn das zuerst, nämlich vom Relais 12, ausgelöste Drehmoment der stärksten Feder 8 nicht ausreicht, um das Drehmoment des Meßgerätes zu kompensieren, wird der Zeiger 4 durch den Fallbügel 19 auf den Kontakt 18 seiner Unterlage gedrückt. Dadurch wird das polarisierte Relais 34 (Abb. 3) erregt, welches durch seinen Anker 35 den Ring 32 an die Stromquelle anschließt. Als das Relais 12 über den Kontakt 121 und die Fahne · 33 angeworfen wurde, hat es einen Anker 122 in einen über einen Kontakt 123 und Ring 31 verlaufenden Haltekreis für Relais 12 geschlossen; wenn kurz darauf die Fahne 33 den Kontakt 121 verläßt, berührt eine Fahne 36, welche an dem Ring 32 befestigt ist, den Kontakt 123. Ist in diesem Augenblick Relais 34 erregt, weil das Drehmoment der Feder 8 nicht ausgereicht hat, den Zeiger 4 in seine Nullage über Kontakt 17 zurückzudrehen, so ist der positive Pol der Erregerstromquelle für Relais 12 leitend über den geschlossenen Kontakt 35, Schleifkontakt 38, Ring 32, die Fahne 36 und Kontakt 123 und 122 mit dem einen Ende der Wicklung des Relais 12 verbunden. Relais 12 bleibt erregt, zuerst über Fahne 36 und Kontakt 35 und dann bei Weiterdrehen der Scheibe 30 wieder über Ring 31. Auf dem weiteren Wege wird genau wie für Relais 12 beschrieben, das Relais 13 angeworfen, und falls die Kraft der Federn 7 und 8 zusammen nicht stark genug ist, um das Drehmoment des Meßgerätes 1 zu kompensieren, bleibt auch Relais 13 eingeschaltet, und auf die Achse des Meßgerätes bleiben die Federn 7 und 8 beide wirksam. Wenn jetzt angenommen wird, daß durch die Federn 7 und 8 die Kompensation des Meßgerätes so weit bereits erreicht worden ist, daß durch Hinzufügen des Drehmomentes der Feder 6 die Summe der Einzelmomente größer als das Drehmoment des Meßgerätes ist, so wird, nachdem Relais 14 angeworfen worden ist, der Zeiger 4 des Meßgerätes auf den Kontakt 17 seiner Unterlagen gepreßt. Dadurch wird Relais 34 derart erregt, daß sich sein Anker 35 gegen den oberen Anschlag legt, und der Haltestromkreis für Relais 14 wird unterbrochen, wenn die Fahne 36 den Kontakt 143 erreicht. Die Kompensation ist also durch die von dem Relais 12 und Relais 13 zur Wirkung gebrachten Einzelmomente vollzogen. Die Relais 12 und 13 sind erregt. Wie aus der beschriebenen Wirkungsweise bereits hervorgeht, muß der Fall- no bügel 19 (Abb. 1) mit der in Abb. 3 gezeichneten Kontakteinrichtung derart zusammenarbeiten, daß er den Zeiger 4 in den Augenblicken niederdrückt, in denen die Fahne 36 gerade mit den Kontakten 123, 133 bzw. 143 "5 in Berührung ist. Jedesmal aber, wenn ein Relais versuchsweise erregt wird, um das von ihm ausgelöste Drehmoment auf die Instrumentenachse zur Wirkung zu bringen, ist der Zeiger 4 frei beweglich und stellt sich über den Kontakten 17, 18 von neuem ein.
Wenn beispielsweise die schwächste Feder 6

genügt hätte, um den Zeiger in die Nullstellung zurückzubringen, wäre Relais 12 nach seiner Erregung wieder abgefallen, weil die Feder 8 den Zeiger 4 über die Nullage hinaus nach links gedrückt hätte, so daß Relais 34 nicht erregt wurde. Das gleiche hätte sich wiederholt, als Relais 13 eingeschaltet wurde. Erst wenn Relais 14 an die Reihe kommt, wird der Zeiger 4 nicht wieder über die Nullage hinaus zurückgestoßen, und Relais 34 erhält Strom, so daß Relais 14 allein erregt bleibt.

Für die Übertragung des Meßwertes zum Empfangsgerät wird zweckmäßig eine Kontakteinrichtung benutzt, welche für jedes eingeschaltete Relais 12, 13, 14 einen Stromimpuls über die Fernleitung sendet, und durch eine synchrone Kontakteinrichtung auf der Empfangsseite werden dort genau entsprechende Relais zur Einstellung des Anzeigegerätes erregt. Es ist natürlich auch möglich, für jedes der nicht erregten Relais 12, 13, 14 einen Stromimpuls zur Empfangsstelle zu senden, wobei jeder Impuls auf der Empfangsstelle die Aberregung eines entsprechenden Relais bzw. die Verkleinerung der auf die Achse des Anzeigegerätes einwirkenden Summe von Einzelmomenten herbeiführt. Die Erregerkreise für die Empfangsstelle können über Kontakte 124, 134, 144 (Abb. 1), die von den Relais 12, 13, 14 gesteuert werden, und über die Fernleitung geführt werden. Es werden sich dann in der Empfangsstelle diejenigen Relais erregen, deren Erregerkreis an der Sendestelle geschlossen ist. In der Empfangsstelle kann dann, wie schon angedeutet, ein Anzeigegerät vorgesehen sein, auf dessen Drehachse zwei entgegengesetzte Drehmomente zur Einwirkung kommen. Das eine Drehmoment wird beispielsweise gebildet durch eine Federkraft, das andere Drehmoment wird genau, wie an der Sendestelle, aus einer Summe von Einzelmomenten aufgebaut.

Die Arbeitsweise eines elektrischen Empfangsgerätes ist durch die Abb. 4 beispielsweise erläutert. Das Anzeigegerät ist ein Spannungsmesser V. Gemessen wird die Spannung an einer Serienschaltung von Widerständen 54, 55, 56. Es sind noch drei weitere "Widerstände 51, 5²i 53 von solcher Größe vorgesehen, daß die Widerstände 51 und 54, 52 und 55 sowie 53 und 56 paarweise gleich sind. Unter sich sind die Widerstände so abgestuft, daß sie sich verhalten wie 2:4:8. Durch Relais 61, 62 und 63 werden die Widerstände vermittels der Relaisanker 611, 612, 621, 622, 631, 632 gesteuert. Die Relais 61, 62 und 63 sind die Empfangsrelais, und zwar wird das Relais 61 erregt, wenn an der Sendestelle das Relais 12 erregt ist. Relais 62 gehört gleicherweise zu Relais 13 in der Sendestelle und Relais 63 entsprechend zu Relais 14. Damit der Strom, welcher die Widerstände von 51 bis 56 in Reihenschaltung durchfließt, seine Größe nicht ändert, wenn die Empfangsrelais ansprechen, ist die Schaltung so getroffen, daß die Summe der Widerstände 51 bis 56 unverändert bleibt. Zu diesem Zweck schließen die Relais 61, 62, 63 durch ihre Anker 611, 621, 631 und 6i2, 622, 632 stets einen der Widerstände 51, 52 und 53 kurz, wenn sie einen gleich großen der Widerstände 54, 55 und 56 einschalten und umgekehrt. Damit die Angaben des Anzeigegerätes V von Schwankungen der an der Reihenschaltung der Widerstände liegenden Spannung unabhängig sind, ist es zweckmäßig, als Anzeigegerät ein Quotientengerät, z. B. ein Kreuzspulgerät, zu verwenden.

Man kann weiterhin auch die Sicherheit der Übertragung durch besondere Mittel erhöhen. Bei der Übertragung der Impulskombinationen von der Sendestelle zur Empfangsstelle können Fehler dadurch entstehen, daß einzelne von der Sendestelle gesendete Impulse in der Empfangsstelle nicht ankommen oder daß umgekehrt von irgendwelchen Störeinflüssen her den Übertragungsleitungen Spannungen aufgedrückt werden. Soweit derartige Fehler zufällig und vorübergehend nur entstehen, sind sie ohne weiteres nicht immer zu erkennen. Aber man kann trotzdem die richtige Übertragung dadurch wirksam schützen, daß jeder Impuls von der Sendestelle wiederholt gegeben wird. Man kann z. B. jeden Impuls dreimal senden und dafür sorgen, daß an der Empfangsstelle jedes der Empfangsrelais 61, 62, 63 sich nur dann erregt, wenn alle drei Impulse oder mindestens zwei Impulse übereinstimmend ankommen. Desgleichen kann man die Anordnung so treffen, daß von der Sendestelle aus jeder Impuls aus _ zwei Impulsen entgegengesetzter Richtung besteht, z. B. aus einem positiven und einem nachfolgenden negativen Stromkreis oder umgekehrt. An der Empfangsstelle wird dann von jedem Stromstoß vermittels je eines polarisierten Relais der eine oder der andere von zwei Wechselkontakten geschlossen. Nur wenn alle ankommenden Zeichen aus zwei entgegengesetzten Stromstößen bestehen, wird das Anzeigegerät der Empfangsstelle eingestellt. Eine Empfangsschaltung, welche in dieser Weise arbeitet, ist beispielsweise in Abb. 5 dargestellt.

In der darin gezeichneten Anordnung wird mittels einer Kontaktvorrichtung 100 entsprechend den über das Eingangsrelais 101 ankommenden Stromimpulsen ein Anzeigegerät V ausgewählt und eingestellt. Zu diesem Zweck besitzt die Kontaktvorrichtung 10p einen Kontaktarm 102, welcher drei voneinander isolierte Kontaktstücke 103, 104 und 105 trägt. Das Kontaktstück 105 ist mit der positiven Klemme der Ortsbatterie verbunden und schleift während des größten Teiles seines Umlaufes auf einer Kontaktschiene 106. Das Kontaktstück schleift über Kontakte 201 bis 206 und das

Kontaktstück 103 über Kontakte 301 bis 306. Mit den Kontakten 201 bis 206 sind die Relais 211, 221 usw. bis 261 verbunden. Die Relais 211, 221 und 231 dienen für die Einstellung und die Relais 241, 251 und 261 für die Auswahl eines Anzeigegerätes V. Die Bewegung des Kontaktarmes 102 ist entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne gerichtet. Wenn in der gezeichneten Ruhestellung des Kontaktarmes 102 durch das polarisierte Relais 101 das Kontaktstück 104 mit dem positiven Pol der Ortsbatterie verbunden wird, wird dadurch ein Anlaufrelais 107 erregt, welches den Kontaktarm 102 zum Umlauf freigibt. Auf der Sendestelle bewegt sich von demselben Augenblick an ebenfalls ein Kontaktarm mit gleicher Geschwindigkeit vorwärts, welcher dafür sorgt, daß in den Augenblicken, wo der Kontaktarm 102 an der Empfangsstelle seine Kontakte berührt, das Relais 101 über entsprechende Kontakte in der Sendestelle erregt werden kann. Jedes der Relais 211, 221 und 231 erregt sich, wenn durch den Kontakt 104 und den Anker des Relais 101 der positive Pol der Ortsbatterie an den zugehörigen Kontakt 201, 202 oder 203 gelegt wird. Sie schließen durch ihre Anker 2ii^a, 221°, 231° je einen Haltekreis für sich, welcher vom Minuspol der Ortsbatterie durch die betreffende Relaiswicklung den zugehörigen Anker jedes erregten Relais über die Leitung 110, die Kontaktschiene 106 und den Kontakt 105 des Kontaktarmes 102 zur positiven Klemme der Ortsbatterie geschlossen ist. Je nachdem, welches von den Senderrelais 12, 13, 14 (Abb. 1) für die Kompensation des Meßgerätes 1 eingeschaltet ist, wird das polarisierte Eingangsrelais 101 der Empfangsstelle in dem einen oder anderen Sinne erregt. Zu dem Zweck sind die Relaiskontakte 124, 134 und 144 abweichend von der Darstellung in Abb. 1 so ausgebildet, daß sie bei Erregung ihrer Relais eine Verbindung zum positiven Pol der Ortsbatterie und bei Nichterregung zum negativen Pol schließen. Die Anordnung wird in der Sendestelle nun so getroffen, daß für jedes Relais 12, 13, 14, welches eingeschaltet bleibt, eine Impulskombination, bestehend aus einem positiven und einem nachfolgenden negativen Stromstoß, über die Fernleitung zum Relais 201 gesandt wird. Für jedes von den Relais 12, 13, 14, welches nicht erregt ist, wird umgekehrt zuerst ein negativer und dann ein positiver Stromstoß gesendet. In der Empfangsstelle haben diese ankommenden Stromzeichen die Wirkung, daß die Kontakte 301, 302 oder 303, 304 oder 305, 306 über den Kontakt 104 des Kontaktarmes 102 paarweise erst positives und dann negatives Potential erhalten oder umgekehrt. Dadurch werden die an diese Kontakte angeschlossenen Relais 301°, 302⁰, 303° usw. bis 306° entweder von einem positiven oder einem negativen Stromstoß erregt.

Wenn alle Impulse richtig übertragen worden sind, werden dadurch die Anker dieser Relais 3OI⁶, 3O2⁵ bis 306* paarweise gegen ihre äußeren oder inneren Gegenkontakte gelegt, so daß ein geschlossener Stromkreis vom Anker 3οι⁶ bis zum Anker 306* zustande kommt. Bleibt einer der zu übertragenden Impulse aus, oder erhält " er durch fremde Einflüsse in der Übertragungsleitung falsche Stromrichtung oder überlagert sich den Impulsen infolge Isolationsfehlers oder durch Einwirkung benachbarter Stromkreise ein Dauerstrom, so bleibt an wenigstens einem der genannten Anker 3οι⁶ bis 3θ6^δ der Stromkreis unterbrochen. Dies hat die Wirkung, daß kein Anzeigegerät auf der Empfangsstelle ausgewählt wird, in welchem die eingelaufene Impulskombination eine Anzeige hervorrufen könnte.

Die Auswahl des Anzeigegerätes V vollführt der Kontaktarm 102 auf der zweiten Hälfte seines Weges. Wenn er die Kontakte 204, 205 und 206 überstreicht, werden die Erregerwicklungen der Wählrelais 241, 251 und 261 mit dem Anker des Empfangsrelais 101 verbunden, und diejenigen der drei Wählrelais, welche über den Anker des Empfangsrelais 101 an die positive Klemme der Ortsbatterie angeschlossen werden, erregen sich. Genau wie die Relais 211, 221 und 231 schaltet sich jedes erregte Wählrelais vermittels seines Ankers 241°, 251° oder 261⁰ in einen Haltestromkreis ein, der über die Leitung 110, über die Kontaktschiene 106 und den Kontakt 105 des Kontaktarmes 102 zum positiven Pol der Ortsbatterie geführt ist. Den Wählrelais 241, 251 und 261 sind Wechselkontakte 24I⁶, 251* und 251" sowie 26ΐ^δ bis 261" zugeordnet.

Wenn man den Stromkreis des Relais R in Abb. 5 verfolgt, durch das die das Meßinstrument V beeinflussenden Stromkreise geschlossen werden, so erkennt man, daß das Relais R nur erregt werden kann, wenn die Relais 241 und 261 ihre Anker angezogen haben, so daß sie mit den oberen Kontakten in Berührung stehen und wenn gleichzeitig das Relais 251 nicht erregt worden ist, so daß sein Anker mit dem unteren Kontakt in Berührung steht. Damit die den Meßwert kennzeichnende Impulskombination also dem Empfangsgerät V zugeführt wird, muß no den Kontakten 204 bis 206 des Empfängers eine solche Impulskombination zugeführt werden, daß nur die Relais 241 und 261 ansprechen. Sollen die Fernmeßimpulse einem anderen Anzeigeinstrument zugeleitet werden, deren Relais R an einen der übrigen Kontakte des Relais 261 angeschlossen sind, so muß den Kontakten 204 bis 206 die diesem Anzeigeinstrument zugeordnete Impulskombination zugeleitet werden.

Für die weitere Betrachtung sei angenommen, daß die Relais 241 und 261 erregt sind.

Dann liegt das Relais R in einem geschlossenen Stromkreis, der von dem negativen Pol der Ortsbatterie ausgehend über die Wicklung des Relais R, über den angezogenen Anker 261", den auf seinem unteren Kontakt liegenden Anker 25 i^b, den angezogenen Anker 241^s und über die in Reihe geschalteten Kontakte 306* bis 3Oi^& zum positiven Pol der Ortsbatterie zurückgeführt ist. Wenn die Serienschaltung der Kontakte 301⁶ bis 306* nicht lückenlos ist, kann das Relais R also nicht erregt werden. Es ist nicht notwendig, daß die Relais 301°, 302" usw. in der Reihenfolge erregt werden, wie dies in Abb. 5 beispielsweise dargestellt ist. Beispielsweise kann zuerst die Erregung der Relais 301°, 303° usw. und dann die Erregung der Relais 302°, 304® usw. erfolgen. Die in Abb. 5 dargestellte Anordnung kann auch in der Weise abgeändert werden, daß das Eingangsrelais 101 nicht Stromimpulse beider Richtungen empfängt, sondern nur einer Richtung. Die Zeichenkombination besteht dann aus Stromimpulsen und Pausen. An dem Anker des Eingangsrelais 101 wird dann noch eine Feder anas gebracht, welche den Anker während jeder Strompause auf einen seiner Gegenkontakte zieht.

Das Relais R arbeitet nun mit den Relais 211, 221 und 231 zusammen, um die Einstellung des Anzeigegerätes V zu bewirken. Es ist noch nachzutragen, daß die Relais 211, 221 und 231 noch je einen Anker 211*, 22i⁶ und 231^s steuern. Diejenigen von den Relais 211, 221 und 231, welche vorher einen Haltestromkreis für sich geschlossen haben, halten ihre Anker 2ΐΐ^δ, 22τ^δ und 23I⁶ angezogen und dadurch mit dem positiven Pol der Ortsbatterie verbunden. Das Relais R steuert nun Doppelanker R₁₁, R₁₂, R₂₁, R₂₂, R₃₁, R₃₂. Die Anker R₁₂, R₂₂ und R₃₂ liegen, solange das Relais R nicht erregt ist, an dem positiven Pol der Ortsbatterie. Die Anker R₁₁, R₂₁ und R₃₁ werden bei Erregung des Relais R mit den vorhin erwähnten Ankern 211⁶, 22I⁶ und 231* verbunden, während gleichzeitig die Relaisanker R₁₂, R₂₂ und R₃₂ von ihrer Verbindung mit dem positiven Pol der Verbindung abgelöst werden. Verbunden mit den Ankern R₁₁, R₂₁ und R₃₁ sind die aus Abb·. 5 bekannten Einstellrelais 61, 62 und 63, die bei ihrer Erregung gleichzeitig die Anker 611, 612 bzw. 621, 622 bzw. 631, 632 anziehen. Außer diesen besitzen sie aber noch je einen Anker 610, 620, 630, über welchen sich diejenigen Einstellrelais 61, 62 und 63 in einen Haltekreis schalten, die bei Erregung des Relais R über ihre Anker A₁₁, R₂₁ oder R₃₁ mit denjenigen der Anker 2ΐΐ^δ, 22ΐ^δ oder 231* verbunden werden, die mit dem positiven Pol der Ortsbatterie in Verbindung stehen. Wie weiter oben' auseinandergelegt wurde, sind dies aber nur diejenigen unter den Ankern 2ii⁶, 22i⁶, 231*, deren zugehörige Relais entsprechend der Einstellung der Relais 12, 13, 14 in der Sendestelle ebenfalls erregt sind. Auf diese Weise wird die Einstellung der Relais 12, 13, 14 in der Sendestelle vermittels der Relais 211, 221, 231 auf die Relais 61, 62 und 63 übertragen; denn von diesen letzten können nur solche bei Ansprechen der Relais R erregt werden und sich in einen Haltestromkreis legen, welche einen geschlossenen Stromkreis über einen der Anker 2ii⁶ und 22I⁶ und 231⁶ sowie über die Anker A₁₁, R₂₁ oder A₃₁ vorfinden.

Die Relais 61, 62, 63 werden' zweckmäßig so ausgebildet, daß die Anker 610, 620, 630 mit Verzögerung abfallen. Dadurch wird erreicht, daß beim Abfallen der Anker R₁₁, R₂₁, R₃₁ die Anker 610, 620, 630 ihren Kontakt so lange geschlossen halten, bis die Anker R₁₂, R₂₂, R₃₂ den Gegenkontakt berühren. Auf diese Weise wird das Zustandekommen eines Haltestromkreises für diejenigen der Relais 61, 62, 63 erreicht, welche über die Anker R₁₁, R₂₁, R_S1 bzw. 2ΐΐ^δ, 22I⁶, 23I⁶ erregt worden sind.

Wie in Abb. 6 beispielsweise dargestellt ist, ist man in der Lage, über eine Hin- und Rückleitung verschiedene Nebenstellen N₁, N₂, N₃ voneiner Zentralstelle Z aus auszuwählen, indem man von dieser Zentralstelle zur Auswahl einer Nebenstelle oder eines bestimmten, in dieser go Nebenstelle angeordneten Meßgerätes M₁, M₂, M₃ Impulskombinationen sendet, wobei jeder der zu wählenden Nebenstelle oder jedem Meßgerät eine solche bestimmte Impulskombination zugewiesen ist. Diese Auswahl kann in der gleichen Weise geschehen wie die Auswahl der. Meßgeräte V, bei der in der Abb. 5 dargestellten Einrichtung. Sowie in Abb. 5 das Relais R nur dann erregt wird, wenn die Relais 241, 251 und 261 in ganz bestimmter Kombination erregt sind, so kann von der Sammelstelle Z ein Relais in einer der Unterstationen N₁ bis N₃ erregt" werden, das die in Abb. 1 bis 3 dargestellte Kompensationsvorrichtung in Gang setzt. Am Schluß einer einmaligen Umdrehung der Kontaktteile 31 bis 32 (Abb. 3) kann die Übertragung der für die Kompensation erforderlichen Drehmomente selbsttätig ausgelöst werden. Man kann jedoch die Anordnung auch so treffen, daß in jeder Nebenstelle z. B. durch ein Uhrwerk die Kompensation des Meßgerätes in regelmäßigen Zeitabständen von neuem vorgenommen wird. Das Kommando zum Anlaufen der Kontaktvorrichtung in Haupt- und Nebenstelle wird dann zweckmäßig von der Nebenstelle aus gegeben. Die einzelnen Vorgänge der Auswahl und der Übertragung eines Meßergebnisses können vorteilhaft derart ineinandergeschachtelt werden, daß von der Hauptstelle aus eine Nebenstelle und ein Meßgerät in dieser ausgewählt wird, während auf einer anderen Nebenstelle die Kompensation

Vor sich geht, welche erst dann übertragen wird, wenn die für den Wahlvorgang von der Hauptstelle gesendeten Impulse beendet sind.

Um eine richtige Übertragung zu erzielen, ist es vorteilhaft, die in der Sendestelle und der Empfangsstelle synchron arbeitenden Kontaktarme, wie bereits erwähnt, von derjenigen Station aus zu steuern, welche eine Sendung überträgt. In der in Abb. 6 dargestellten Kontakteinrichtung 701, 702 der Hauptstelle Z ist ein Magnet 703 dargestellt, der einen Anker 704 anzieht und dadurch ein Brems- oder Sperrglied 705 zurückzieht. Dadurch wird eine Scheibe 706 frei, so daß sich die Kontakteinrichtung 702 zu drehen vermag. Der Impuls, durch den der Magnet 703 erregt wird, ist der Anlaufimpuls. Da alle Nebenstellen N₁ bis N₃ in der Sammelstelle durch Leitungen verbunden sind, kann auch von jeder dieser Stationen dieser Anlauf impuls gesendet werden. Dadurch wird mit Sicherheit erreicht, daß die Schaltvorrichtung in der Hauptstelle Z gleichzeitig mit dem Kontaktarm in der Nebenstelle anläuft, die eine Meldung überträgt.

Mit denselben Geräten, mit denen ein Anzeigegerät für Meßwerte eingestellt wird, ist es auch möglich, von einer Sendestelle aus irgendein sonstiges verstellbares Glied in der Empfangsstelle einzustellen. So können in einer

Überwachungsstelle Stellungszeiger angeordnet sein, welche die jeweiligen Stellungen von an der Sendestelle befindlichen Schaltern anzeigen; es kann aber auch umgekehrt die Überwachungsstelle zur Sendestelle werden, indem beispiels- weiss von ihr aus durch Umlegen eines Kommandoschalters eine entsprechende Verstellung eines Leitungsschalters in der entfernten Empfangsstelle bewirkt wird. Sowohl für die Bedienung von Stellungszeigern wie auch für die Fernsteuerung von Schaltern kann beispielsweise die in Abb. 5 dargestellte Anordnung benutzt werden. Die Auswahl eines Schalters oder eines Stellungszeigers kann genau so erfolgen, wie die Auswahl des Meßgerätes V (Abb. 5) vor

*5 sich geht. Das Relais R wird dann den Stellungszeiger oder die Einschalt- bzw. Ausschaltspule eines Leitungsschalters steuern. Die Zahl der möglichen Kommandos oder der zu verwendenden Stellungszeiger wird aber noch erheblich größer, wenn man die Steuerrelais bzw. die Relais der Stellungszeiger gruppenweise so zusammenfaßt, daß sie an Stelle der Relais 61, 62, 63 treten, die zur Einstellung eines Meßgerätes dienen. _ Beispielsweise können in Abb. 5 die Relais 61, 62, 63 bestimmte bewegliche Organe, die zu einer durch das Relais R auszuwählenden Gruppe gehören, steuern. Meldung von Schalterstellungen und Fernsteuerung von Schaltern u. dgl. sind bei dieser Übertra-

gungsweise vom Widerstand der Übertragungsleitung unabhängig, solange nur die ankommenden Impulse zur Erregung der Relais überhaupt noch ausreichen.

Weiterhin ist es ein sehr wesentlicher Vorteil der Erfindung, daß alle aus der Telegraphic bekannten Übertragungsmittel benutzt werden können. Die Impulse können auch drahtlos, sowohl durch Raumwellen als auch durch leitungsgerichtete Wellen z. B. über Fernsprechleitungen, insbesondere Betriebsfern-Sprechleitungen in Hochspannungsnetzen, über- ' tragen werden. Auch über Fernsprechleitungen und Telegraphenleitungen lassen sich die Impulse übertragen, wie aus der Unterlagerungsbzw. Tonfrequenztelegraphie bekannt ist.

In manchen Fällen ist es von Wert, mehrere Meßwerte zu summieren, z. B. wenn es sich darum handelt, daß in einer zentralen Beobachtungsstelle die gesamte Leistung mehrerer zusammenarbeitender Elektrizitätswerke kontrolliert werden soll. Man kann den Summenwert dann leicht dadurch zur Anzeige bringen, daß man ein Anzeigegerät anordnet, welches unter Einwirkung aller Einzelmomente steht, die durch die Impulse, welche von den einzelnen Werken oder Meßstellen gesendet werden, ausgelöst werden. Wenn für die Anzeige der an den einzelnen Meßstellen gemessenen Betriebsgrößen elektrische Meßgeräte verwendet werden, die sich entsprechend den durch die ankommen- go den Impulse eingestellten Widerständen oder Leitwerten einstellen, dann kann das den Summenwert anzeigende Gerät ein gleiches Instrument sein, das auf die Summe dieser Widerstände oder Leitwerte anspricht, d.h. z. B. ein Voltmeter oder Amperemeter größeren Meßbereiches.

Sofern es sich nur um zwei zu übertragende Meßwerte handelt, kann an der Empfangsstelle ihre Summe oder Differenz z. B. in an sich bekannter Weise auch dadurch gebildet werden, daß die eine Meßgröße den Zeiger und die andere Meßgröße eine bewegliche Skala desselben Anzeigegerätes in entgegengesetztem oder gleichem Bewegungssinne verstellen. Auch ist bei Verwendung von Produktmessern oder Quotientmessern bekannter Bauart möglich, in der Empfangsstelle das Produkt oder den Quotienten zweier Meßgrößen zu bilden. Wenn die beiden übertragenen Betriebsgrößen der Spannung und der Stromstärke eines Wechselstromkreises entsprechen, so ist das angezeigte Produkt gleich der schembaren Leistung des betreffenden Wechselstromkreises in Voltampere und der Quotient gleich der Impedanz dieses Stromkreises.

Claims (18)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Fernübertragung von Meßgrößen, Stellungen beweglicher Organe oder anderer durch Zahlen ausdrückbarer

   Werte, dadurch gekennzeichnet, daß der fernzuübertragende Wert durch eine Kompensationsvorrichtung in Teilwerte zerlegt wird, die durch Vergleich des fernzuübertragenden Wertes mit bestimmten Teilwerten feststellt, welche Teilwerte in dem zu übertragenden Wert enthalten sind, und daß die so gefundenen Teilwerte nach dem Empfangsort mittels Impulskombinationen ίο gemeldet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilwerte, in welche der durch die Zahl gegebene Wert aufgelöst wird, ungleich und vorzugsweise nach den Potenzen von Zwei abgestuft sind. -
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des ■ Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 für die -Übertragung eines Meßwertes, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, mit deren Hilfe das Drehmoment eines Meßgerätes selbsttätig durch einzelne Momente kompensiert wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Impulssendeeinrichtung, die durch eine Impulskombination zur Empfangsstelle meldet, welche von den vorgesehenen Einzelmomenten zur Kompensation des Drehmomentes des Meßgerätes erforderlich sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Impulskombination ungleich große, vorzugsweise nach Potenzen von Zwei abgestufte Einzel- - momente auf die unter der Einwirkung einer Direktionskraft stehende Drehachse eines an der Empfangsstelle befindlichen Anzeigegerätes zur Wirkung gebracht werden.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch :. gekennzeichnet, daß im Meßkreis eines als Anzeigegerät dienenden elektrischen Meßinstrumentes Widerstände oder Leitwerte angeordnet sind, welche durch die Impulskombinationen eingeschaltet werden.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß- die Einzelmomente für die Kompensation des Meßgerätes und für die Einstellung des Anzeigegerätes elektrisch mit Hilfe synchron bewegter Kontakteinrichtungen ausgelöst werden.
8. 8. Vorrichtung zur Übertragung der von mehreren Meßgeräten gemessenen Beträge zu einer Sammelstelle mit Hilfe einer Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßgerät zuerst von der Sammelstelle aus durch eine Impulskombination ausgewählt wird, und daß dann sein Drehmoment kompensiert und die dem gemeinsamen Betrag entsprechende Impulskombination zur Sammelstelle gesendet wird.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch

   gekennzeichnet, daß der Synchronismus der Kontakteinrichtungen für die Auswahl eines Meßgerätes von den Sammelstellen aus, dagegen für die Übertragung des gemessenen 6,5 Betrages zur Sammelstelle von derjenigen Kontakteinrichtung aus erzwungen wird, welche die Drehmomente für die Kompensation des Sendemeßgerätes auslöst.
10. 10. Vorrichtung zur Übertragung der von mehreren Meßgeräten gemessenen Beträge zu einer Sammelstelle mit Hilfe einer Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß von der Sammelstelle aus ein Impuls gegeben wird, der bei allen Meßgeräten den Beginn der Kompensation bewirkt.
11. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensation der Meßgeräte und die Einstellung der Anzeigegeräte in regelmäßigen Zeitabständen erfolgen.
12. 12. Einrichtung zur Ausübung des Ver-" fahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Impulskombinationen nicht nur die Stellungen beweglicher Organe zürn Anzeigegerät übermittelt, sondern auch Stellungsänderungen der beweglichen Organe vorgenommen werden.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, da-, durch gekennzeichnet, daß die Impulse mittels der an sich bekannten Verfahren der Telegraphic drahtlos mittels Hochfrequenz, längs Leitungen, insbesondere über Betriebsfernsprechleitungen, mittels Unterlagerungsoder Tonfrequenz übertragen werden.
14. 14. Einrichtung, um aus mehreren gemäß den Ansprüchen 3 und 5 übertragenen Meßwerten Summen- oder Differenzwerte zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß am Empfangsort ein Anzeigegerät angeordnet ist, auf welches mehrere auf den Sendestellen angeordnete Meßgeräte entsprechend den übertragenen Einzelmeßwerten Einzelmomente zur Wirkung bringen.
15. 15. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegerät am Empfangsort ein das Produkt oder den Quotienten zweier elektrischer Ströme mes- nc sendes Gerät dient, und daß die Stärke wenigstens eines dieser Ströme durch Impulskombinationen eingestellt wird.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der richtigen Übertragung die Impulskombinationen aus Einzelimpulsen bestehen, die einmal oder mehrmals mit gleicher oder wechselnder Richtung wiederholt werden.
17. 17. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem izo aus Impulsen und Impulspausen bestehende Zeichenkombinationen von einer Sende-

    stelle zur Empfangsstelle gesendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der richtigen Übertragung die Zeichenkombination wiederholt wird, wobei an die Stelle der Impulse Impulspausen treten und umgekehrt, und daß der Empfang einer Zeichenkombination verhindert wird, wenn nicht zu jedem ankommenden Impuls auch eine Impulspause einläuft bzw. umgekehrt.
18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge, in der die Impulse bzw. Impulspausen einer Zeichenkombination und ihre Wiederholungen gesendet werden, behebig ist.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen