-
Kurzzeitmesser; insbesondere für Echolote Die Erfindung bezieht sich
auf Kurzzeitmesser, bei welchen die Zeitmessung auf die Messung der Spannungsänderung
an einem während der zu ermittelnden Zeitspanne über einen Widerstand ge- oder entladenen
Kondensator zurückgeführt ist. In der Regel und vorzugsweise auch beim Erfindungsgegenstand
wird hierbei so verfahren, daß die Auf-oder Entladung des Kondensators während der
zu messenden Zeitspanne von einem bestimmten Spannungswert ausgeht, so daß die am
Ende der zu ermittelnden Zeitspanne am Kondensator herrschende Spannung unmittelbar
ein Maß für die Größe der gemessenen Zeitspanne gibt und es sich also nur noch darum
handelt, diese Spannung zur genauen Anzeige zu bringen. Es wird meistens und insbesondere
bei Verwendung des Kurzzeitmessers für Echolote erwünscht sein, daß der am Ende
der zu messenden Zeitspanne erreichte Spannungswert für verhältnismäßig längere
Zeit (einige Sekunden) angezeigt wird. Das ist natürlich nur möglich mit Hilfe eines
Spannungsmessers, der keinen Stromverbrauch aufweist. Es kommen daher hier insbesondere
Röhrenvoltmeter in Betracht. Indes ergeben sich hierbei Schwierigkeiten aus der
Verschiedenheit der Röhrencharakteristiken für den Fall, daß eine schadhaft gewordene
Röhre gegen eine andere auszuwechseln ist. Diese Schwierigkeiten sind erfindungsgemäß
dadurch beseitigt, daß die für die Messung der Spannung am Kondensator verwendete
Röhrenverstärkerschaltung als Wechselstromverstärkerschaltung ausgebildet ist und
zwischen Verstärker und dem Meßkondensator Mittel, z. B. in Gestalt eines mechanischen
Unterbrechers, vorgesehen sind, durch die mit Bezug auf die Verstärkerröhre die
Kondensatorgleichspannung in eine Wechselspannung umgewandelt wird.
-
Ein Ausführungsbeispiel zeigt die Fig: r. In dieser ist i der für
die Messung verw--ndete Kondensator; er wird während der zu messenden Zeitspanne
aus der Gleichstromquelle 2, die eine genau konstante Spannung aufweist, über den
Widerstand 3 und den Umschalter 4 aufgeladen. Am Ende der zu ermittelnden Zeitspanne
wird der Umschalter 4 in die dargestellte Stellung umgelegt und dadurch der Kondensator
i auf den Gitterkreis der Verstärkerröhre 5 geschaltet.
-
In diesem Gitterkreis liegt eine negative Vorspannung, gegeben durch
die Klemmenspannung der Batterie 6. 7 ist ein mechanischer Unterbrecher, durch den
das Gitter mit der Frequenz des Erregerstromes dieses Unterbrechers wechselweise
an die negative Vorspannurig der Batterie 6 und an die Reihenschalturig der Batterie
6 und des Kondensators r gelegt wird. Der Unterbrecher 7 wird mit solchem Erregerstrom
gespeist, daß seine
Kontaktlamelle mit einer Frequenz von etwa 25
Hz schwingt. Zu diesem Zwecke wird die Erregerwicklung des Unterbrechers 7 mit Wechselstrom
oder zerhacktem Gleichstrom gespeist.
-
Die Röhre 5 ist so stark negativ vorgespannt, daß das Gitter auch
bei der höchsten Spannung noch negativ bleibt. - Es verläuft demnach die Spannung
am Gitter der Röhre 5 gemäß der Kurve sg des Schaubildes der Fig. 2, _in
dem außerdem die Kennlinie der Röhre 5 dargestellt und mit K bezeichnet ist. Für
den Anodenstrom i. ergibt sich demnach ein Verlauf gemäß der entsprechend bezeichneten
Kurve der Fig. 2. Dieser Stromverlauf entspricht im `wesentlichen einem Wechselstrom
von der in Fig. - gestrichelt angedeuteten Form. Dieser könnte unmittelbar einem
Wechselstroimneßgerät zugeleitet werden. Genauer und empfindlicher wird indes die
Anordnung, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Anodenwechselstrom
wieder gleichgerichtet und einem Gleichstromdrehspulmeßgerät zugeführt wird. Zu
diesem Zwecke ist an den Anodenstromkreis der Übertrager 8 angeschlossen, an dessen
Sekundärwicklung über einen mechanischen Gleichrichter g in der dargestellten Zweiwegschaltung
ein Gleichstrommeßgerät to gelegt ist. Parallet zum Meßgerät to liegt ein einstellbarer
Nebenwiderstand i i. . Der mechanische Gleichrichter 9 ist synchron mit dem Unterbrecher
7 zu betreiben; gegebenenfalls können die beiden Geräte 7 und 9 zu einen einzigen
Gerät mit zwei Kontaktlamellen zusamrnengefaßt werden. In der Regel wird es sich
indes mit Rücksicht auf die genaue Einstellung der Schaltphase empfehlen, für die
Geräte 7 und 9 zwei getrennte Geräte zu verwenden und einem dieser Geräte, z. B.
dem Gerät 9, einen Phasenschieber, wie bei i2 angedeutet, vorzuschalten. Die Erregerwicklungen
der Geräte 7 und 9 können aus der gleichen Stromquelle mit Wechselstrom oder zerhacktem
Gleichstrom gespeist werden.
-
An die Stelle des mechanischen Gleichrichters 9 kann selbstverständlich
auch ein Trockengleichrichter o. dgl. treten. Indessen ergeben sich hier Schwierigkeiten
wegen der Temperaturabhängigkeit derartiger Trockengleichrichter. Es empfiehlt sich
daher, sofern man nicht von entsprechenden Temperaturkompensationsschaltungen Gebrauch
machen will, wie dargestellt, einen mechanischenen Gleichrichter zu benutzen.
-
Wie schon oben erwähnt, hat die neue. Schaltung den Vorteil, daß die
Charakteristik der Röhre nicht wesentlich in die Eichung eingeht und daß infolgedessen
eine Röhre leicht gegen eine andere ausgewechselt werden kann. Es genügt in diesem
Fall, die Schaltung durch. entsprechende Einstellung des Nebenwiderstandes i i lediglich
hinsichtlich eines Meßwertes einzujustieren, d. h. bei einem bestimmten Werte der
Spannung am Kondensator i durch Einstellung des Widerstandes i i den Zeiger des
Meßgerätes i o auf den entsprechenden Spannungswert der Skala einspielen zu lassen.
-
Der neue Kurzzeitmesser ist insbesondere in Verbindung mit Echoloten
anwendbar. Hier ist es erwünscht, die zu messende Höhe oder Tiefe laufend zu messen
und laufend anzuzeigen. Um das zu ermöglichen, empfiehlt es sich, statt eines Kondensators
deren mehrere zu verwenden, wie das bereits in dem Patent 589 368 vorgeschlagen
ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, drei Kondensatoren in cyclischer Vertauschung
zu benutzen, wobei dann jeweils der eine zurMessung, der zweite zur Anzeige der
zuvor gemessenen Zeitspanne und der dritte auf den Ausgangswert wieder ent- oder
aufgeladen wird. Soweit die Einzelheiten dieser Schaltung in Betracht kommen, kann
auf das vorgenanntePätent 589 368 verwiesen werden. In Fig. i der Zeichnung ist
insoweit von einer vereinfachten Darstellung Gebrauch gemacht, also nur schematisch
gezeigt, wie durch Umlegen des Schalters der Kondensator i aufgeladen und an das
Gitter der Verstärkerröhre 5 gelegt werden kann. Bei Verwendung mehrerer Kondensatoren
kann die Umschaltung der einzelnen Kondensatoren, d. h. die cyclische Vertauschung
ihrer Funktionen, periodisch erfolgen, etwa in Zeitabständen von 2 Sekunden, so
daß also während der Dauer `von 2 Sekunden jeweils der eine Kondensator zum Messen,
der zweite zur Anzeige benützt wird usw.