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Einrichtung zur Frequenzanzeige mittels Kondensatorladung und -entladung
durch die zu messenden Ströme, insbesondere zur Anzeige von Frequenzen, die nach
dem Frequenzänderungs oder nach dem Impulshäufigkeitsverfahren fernübertragen werden
Es ist bereits eine Einrichtung zur Impulsfrequenzmessung bekannt, bei der ein in
einem Gleichstromkreis liegender Kondensatordurch einen synchron mit der zu messenden
Impulsfrequenz bewegten Schalthebel aufgeladen und entladen wird und bei der der
Ladestrom mit einem Gleichstrominstrument gemessen wird und als Maß für die zu messende
Frequenz dient. Die bekannte Einrichtung ist indessen nur für sehr niedrige Frequenzen
zu gebrauchen, da die synchronen Schwingungen des Schalthebels infolge der Trägheit
der zu bewegenden Maße nur bei niedrigen zu messenden Frequenzen gewährleistet sind.
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Gemäß der Erfindung wird eine Einrichtung zur Frequenzanzeige mittels
Kondensatorladung und -entladung durch die zu messenden Ströme, insbesondere zur
Anzeige von Frequenzen, die nach dem Frequenzänderungs- oder nach dem Impulshäufigkeitsverfahren
fernübertragen werden, geschaffen, die auch die Messung sehr hoher Frequenzen mit
großer Genauigkeit gestattet, und zwar wird dies dadurch erreicht, daß die Umschaltung
des Kondensators von Laden auf Entladen mit Hilfe von zwei unmittelbar im Lade-
bzw. Entladekreis des Kondensators liegenden gittergesteuerten Entladungsröhren
bewirkt wird, denen die zu messenden Ströme verschiedener Richtungen getrennt durch
einen Transformator mit geteilter Sekundärwicklung so zugeführt werden, daß die
Ströme der einen Richtung die Ladung, die Ströme der entgegengesetzten Richtung
die Entladung des Kondensators steuern.
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Die Erfindung eignet sich demnach in besonders hervorragendem Maße
fürEinrichtungen zur Fernmessung von Meßgrößen, bei welchen der Fernmeßempfänger
für diejenigen Fernmeßverfahren, bei denen entweder die Frequenz eines übertragenen
Hochfrequenzstromes (Frequenzän, derungsverfahren) oder dieHäufigkeit von mittelsGteich-,Wechsel-
oder Hoch frequenzstromes übertragenen Stromimpulsen (Impulsbäufigkeitsverfahren)
zur Herstellung eines Zeigerausschlages in der Empfangsstation dient. Die Einrichtung
gemäß der Erfindung gestattet demnach die Anzeige sowohl von Zeigerstellungen, für
die eine frequenzsteuernde Gebevorrichtung verwendet wird, als auch die Übertragung
der Drehgeschwindigkeit
umlaufender Meßvorrichtungen, z. B. von
Zählern, die mit Stromimpulsen, deren Häufigkeit von der Drehgeschwindigkeit der
umlaufenden Meßvorrichtung abhängt, übertragen wird.
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EinigeAusführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind in den Abbildungen
dargestellt: Abb. 1 zeigt die Pernübertragung einer Zeigerstellung mittels eines
kontinuierlich fließenden Wechselstromes, dessen Frequenz am Geberort von dem fernanzuzeigenden
Zeigerinstrument gesteuert wird.
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Abb. 2 zeigt eine Empfangsschaltung gemäß der Erfindung, bei der
durch Verwendung eines I Kreuzspulinstrumentes Unabhängigkeit von der zur Kondensatorladung
verwendeten Spannung erreicht wird.
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Abb. 3 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung auf eine
Summenmessung.
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In der Abb. I bedeutet I die Gebeapparatur, 2 die Fernleitung, 3
den Empfänger, 4 das Meßinstrument auf der Geberseite, 5 eine feste Kondensatorplatte,
6 eine bewegliche Kondensatorplatte, die mit dem Zeiger des Meßinstrumentes verbunden
ist, 7 einen Schwingungserzeuger, z. B. einen Röhrensender, dessen Frequenz mittels
der Kondensatorplatten 5, 6 proportional der Zeigerstellung geändert wird, 8 die
Primärwicklung eines Transformators am Ende der Fernleitung, 9, Io seine Sekundärwicklungen,
I I den Kondensator, 12 die Ladebatterie, I3 die gittergesteuerte Elektronenröhre
zur Kondensatorladung, 14 die Röhre zur Kondensatorentladung, 15 das Meßinstrument
zur Messung des Entladestromes (Empfangs instrument), I6 Batterien zur Erzeugung
einer negativen Gittervorspannung.
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Die Einrichtung arbeitet in der Weise, daß von dem Instrument 4 mit
Hilfe des Drehkondensators 5, 6 bei jeder Zeigerstellung eine andere Frequenz durch
den Schwingungserzeuger ausgesandt wird. Diese veränderliche Frequenz wird über
die Fernleitung 2 dem Empfänger 3 zugeführt. Am Ende der Fernleitung liegt der Transformator,
der bei der einen, z. B. bei der positiven Halbwelle mittels der Röhre I3 den Kondensator
II auflädt, in der nächsten, also negativen Halbwelle diesen Kondensator II iiber
die Röhre 14 wieder entlädt. Der Entladestrom wird im Empfangsinstrument 15, das
z. B. ein ballistiscftes Instrument sein kann, gemessen und bildet ein Maß für die
Anzahl der Entladungen je Zeiteinheit, also für die Frequenz des übertragenen Wechselstromes
und demgemäß für die fernzumeldende Zeigerstellung. Der Transformator 8, 9, 10 und
die Entladungsröhren I3 und 14 sind derart ausgebildet, daß der Strom im Lade- bzw.
Entladekreis proportional der auf der Fernleitung 2 übertragenen Frequenz ist, und
zwar unabhängig davon, welche Spannung an den Primärklemmen des Transformators liegt.
Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Transformator im Gebiet starker Sättigung
arbeitet und die Röhren einen derartig hohen Anodenstrom besitzen, daß der Kondensator
11 auf die der Batterie I2 entsprechende Spannung aufgeladen bzw. vollständig entladen
wird, bevor die entsprechende Röhre durchWechsel der Polarität wieder abgeschaltet
wird.
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Wenn mit der beschriebenen Einrichtung die Drehgeschwindigkeit einer
umlaufenden Welle, z. B. derjenigen eines Zählers angezeigt werden soll, erhält
die betreffende Welle eine Kontåktvorrichtung, mit deren Hilfe bei jeder Umdrehung
ein positiver und ein negativer Gleichstromstoß übertragen wird. Durch den ersten
Stromstoß wird der Kondensator aufgeladen, durch den zweiten entladen, wie oben
beschrieben. Da die Häufigkeit dieser Stromstöße offenbar proportional der zu übertragenden
D religeschwindigkeit ist, ist auch die das Empfangsinstrument I5 je Sekunde durchfließende
Elektrizitätsmenge, d. Ii. der Strom im Empfangsinstrument, dieserDrehgeschwindigkeit
proportional.
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Im Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist die Schaltung der Laden und
Entladeröhre ähnlich wie in Abb. I, jedoch mit dem Unterschied, daß an Stelle des
Entladestromes der naturgemäß gleich große Ladestrom gemessen wird und daß die Messung
in einem Kreuz spulinstrument I7 erfolgt. Dieses Instrument besteht aus zwei festen
Spulen I8 und 19 deren erste über einen Widerstand 20 an der Batterie 12 liegt und
deren zweite die dem Kondensator II über die Laderöhre I3 zufließenden Ströme führt.
Da der Ausschlag von Kreuzspulinstrumenten bekanntlicll dem Verhältnis der in den
beiden Spulen fließenden Ströme proportional ist, ist die Anzeige von Spannungsänderungen
der Batterie 12 unabhängig gemacht.
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Eine Summen- und Teilsummenmessung gemäß der Erfindung ist in Abb.
3 dargestellt.
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Mehrere Fernleitungen 21, 22, auf denen jeweils eine Meßgröße gemeldet
wird, enden in der Empfangsstation in je einem Transformator der oben beschriebenen
Art. Wie aus der Abbildung ersichtlich, findet die Ladung der Kondensatoren aus
einer gemeinsamen Batterie 23 statt. Die Empfangsinstrumente 24, 25 messen den Entladestrom
der einzelnen Kondensatoren, das der Batterie vorgeschaltete Instrument 26 den Summenladestrom.
Mit dem Instrument 27 kann die Teilsumme der links von ihm liegenden Empfangsinstrumente,
von denen nur eines (Instrument 24) dargestellt ist, gemessen werden.
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In den Abb. I bis 3 ist parallel zu den Empfangsinstrumenten noch
je ein Kondensator gezeichnet. Er dient dazu, die Wechselstromkomponente des Anodenstromes
aufzunehmen, so daß die Empfangsinstrumente, für die vorzugsweise Gleichstrominstrumente
Verwendung finden werden, nicht durch den Wechselstromanteil unnötige Erwärmung
erfahren.
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Die erfindungsgemäßen Einrichtungen erlauben ferner in besonders
einfacher Weise die Verwendung von leitungsgerichteten Hochfrequenzströmen für die
Fernübertragung, wobei der besondere Vorteil darin besteht, daß die an der Empfangsstation
ankommenden Wellenzüge oder Impulse nicht besonders verstärkt und gleichgerichtet
zu werden braucheii, da dies in den schon vorhandenen, zur Ladung und Entladung
dienenden Elektronenröhren automatisch miterfolgt.
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PATENTANSPR ÜCI-IE : I. Einrichtung zur Frequenzanzeige mittels Kondensatorladung
und -entladung durch die zu messenden Ströme, insbesondere zur Anzeige von Frequenzen,
die nach dem Frequenzänderungs- oder nach dem Impulshäufigkei tsverfahren fernübertragen
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des Kondensators von Laden auf
Entladen mit Hilfe von zwei unmittelbar in Lade- bzw. Entladekreis des Kondensators
liegenden gittergesteuertenEntladungsröhren bewirkt wird, denen die zu messenden
Strömeverschiedener Richtungen getrennt durch einen Transformator mit geteilter
Sekundärwicklung so zugeführt werden, daß die Ströme der einenRichtung dieLadung,
die Ströme der entgegengesetzten Richtung die Entladung des Kondensators steuer.