DE726904C - Anordnung zur Einstellung eines Empfaengers mittels durch Abtastung gewonnener Impulse - Google Patents

Description

• Anordnung zur Einstellung eines Empfängers mittels durch Abtastung gewonnener Impulse Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die im Anschluß an die Übertragung eines Meßwerte:s mittels Impulse entsprechender Dauer arbeitet. Dabei soll am Empfangsort ein Regelorgan durch diese Impulse betätigt werden, und zwar so; daß hierbei gleichzeitig die Abweichung des Meßwertes von einem gewünschten Wert berücksichtigt wird. Dabei werden die Regelorgane jeweils für solche Zeiten verstellt, die der Abweichung der Zeitimpulse von einem Sollwert entsprechen.
• In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine schematische, zur Erläuterung der Arbeitsweise dienende Schaltungsanordnung, Abb.2 ein Zeitdiagramm des sich mit dieser Anordnung ergebenden Regelvorganges. Abb. 3 zeigt eine Einrichtung zur Durchführung der Abtastbewegung und zur zeitrichtigen Erregung der Verstellorgane.
• In Abb. i sind mit V und Z zwei Relais oder Magnete im Empfänger bezeichnet, die unter der Annahme, daß eine Regelung-einer Betriebsgröße auf einen Sollwert erfolgen soll, die Verstellorgane darstellen, die zur Regelung im Sinne »Höher« oder »Tiefer« erforderlich sind. Es ist also möglich, daß diese beiden Magnete zeitweilig die Kupplung eines zu verstellenden Teiles mit einem dauernd laufenden Motor bewirken und dadurch eine entsprechende Verstellung in der jeweiligen Verstellrichtung herbeiführen, Die Richtung der Verstellung hängt dabei davon ab, ob der Magnet L' oder Z_ erregt ist; der Betrag der Verstellung hängt ab von der Erregungszeit des jeweils erregten Magneten. Die Anordnung enthält ferner einen Kontakt s, der sich jeweils für die Dauer eines ankommenden Meßimpulses in der gezeichneten Stellung befindet und für den Rest der Abtastperiode nach unten umgelegt wird.
• Nimmt man an, daß die Abtastperiode stets mit der Impulsdauer beginnt, so liegt also immer zu Anfang der Abtastperiode der Kontakt s in der gezeichneten Stellung und wird nach unten umgelegt, wenn der Zeitimpuls beendet ist. Diese Wirkung kann einfach dadurch erreicht werden, daß der Kontakts von einem durch die Zeitimpulse erregten Relais gesteuert wird. Die Anordnung enthält ferner einen Kontakt g, der sich ebenfalls :zu Beginn der Abtastperiode, also auch zu Beginn eines Zeitimpulses, in der gezeichneten Stellung befindet. Er verbleibt in dieser Stellung bis zu einem beliebig wählbaren Zeitpunkt (Richtpunkt) innerhalb der Abtastperiode und wird dann nach oben umgelegt. Der Richtpunkt ist im vorliegenden Falle der der einzuregelnden Größe entsprechende Skalenpunkt (Sollwert). Der Richtpunkt kann auch der Skalennullpunkt sein. Die Bewegung dieses Kontaktes wird jedoch rein örtlich gesteuert und ist nicht vom Geber abhängig. Voraussetzung ist nur, daß die erste Umlegung dieses Kontaktes gleichzeitig mit der ersten Umlegung des Kontaktes s erfolgt. Diese Einrichtung arbeitet, wie aus dein Zeitdiagramm Abb. 2 zu ersehen ist, wie folgt: Zu Beginn der Abtastperiode liegt der Kontakt g an dem Gegenkontakt-- an, der Kontakts an dem Gegenkontakt v. Im Zeitpunkt t soll der Zeitimpuls beendet sein, so daß dann der Kontakt s in die entgegengesetzte Stellung umgelegt wird. Er liegt also jetzt an dem Gegenkontakt N an, und da der Kontakt g sich noch in der unteren Stellung befindet, kommt dadurch ein Stromkreis für den Verstelltnagneten Z zustande. Dieser Verstellstromkreis wird in dein Augenblick unterbrochen, in dem der Kontakt g in die obere Stellung umgelegt wird. Dies geschieht voraussetzungsgemäß in dein sogenannten Richtpunkt i.. also nach Ablauf einer Zeit vom Beginn der Abtastperiode, die der Meßimpuls haben müßte, wenn sich die geregelte Größe auf dem Sollwert befände. Da aber der Meßimpuls schon im Zeitpunkt t beendet war und daher die geregelte Größe finit dem Sollwert nicht übereinstimmt, so wird durch -die Erregung des -Iagneten Z_ eine größenrichtige Regelung eingeleitet. Am Ende der Abtastperiode wechseln die Kontaktes und g wieder ihre Stellung, so daß die ursprüngliche Schaltung wiederhergestellt ist. Umeine bvsondere Vorrichtung zu ersparen, die zu Beginn der Abtastperiode (s. e in Abb. 2) für genau gleichzeitiges Umschalten der beiden Kontakte sorgt, wird in Fällen, wo der Abtastbereich beschränkt ist, ein einfacher Schalter in den Stromkreis gelegt, der den Stromkreis kurz vor der Unischaltung öffnet und ihn kurz nach der Umschaltung -,nieder schließt.
• Eine Einrichtung, welche die zeitgerechte Umschaltung der Kontakte nach der Erfindung veranschaulichen soll, ist in Abb. 3 dargestellt. Diese Abbildung zeigt zwei Kontaktringe aus leitendem -Material; jeder Ring ist an den dem gewünschten Zeitdiagramm entsprechenden Stellen unterbrochen. Der äußere Kontaktring ist also an den den Punkten e und i, des Diagramms der Abb. 2 entsprechenden Stellen unterbrochen und enthält demgemäß in seinem linken Teil eine metallische Belegung, deren Länge am Umfang der Zeit gz in Abb. 2 entspricht; der rechte Teil dagegen entspricht mit seiner Länge der Zeit g, Der innere Kcintalctring ist an den den Punkten c und t des Diagrainins der Abb. 2 entsprechenden Punkten unterteilt; seine metallischen Belegungen entsprechen also den Zeiten s,, und sz. Die Lage der den Zeitpunkt t (Abb. 2 ) entsprechenden Unterteilungsstelle wird den jeweils aufgenommenen Zeitimpulsen, also dem jeweiligen -leßwert entsprechend geändert. An die beiden Kontaktringe sind in der gezeiclineteli Weise die Spulen der -Magnete I' und Z angeschlossen. Der dargestellt i Zeiger gibt die Abweichung a des -leßwertes von dem vorgesehenen Wert an. Denkt man sich nun die gezeichneten, mit Plus- und Minuspol der Stromquelle verbundenen Kontakte g und s als Bürsten ausgebildet, die ständig in demselben Radius liegen und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in der Pfeilrichtung über die Kontaktringe bewegt werden, so ergibt sich, daß in der gezeichneten Stellung dieser Bürsten weder die Spule y' noch die Spule Z_ erregt ist. Die Spule Z wird erst dann erregt, wenn beide Bürsten die angezeigte Stellung passieren. und wird in dein Augenblick abgeschaltet, in dein die äußere Bürste g im Richtpunkt i auf das Isolier-Segment g,, hinüberwechselt. Die Zeit für di( Erregung der Spule Z, d. h. die Zeitdauer der Verstellung eines Regelorgans o. dgl. ist daher proportional dem Ausschlagwinkel a des "Zeigers, d. 1i. der Abweichung des -leßwertes vom Sollwert. In diesem Fall darf, wie aus der Abb. 3 ersichtlich ist, der Ausschlagbereich des Meßgeräts bis nahe an den Punkt e heranreichen, so daß ein Winkel von zweimal 18o0 umfaßt wird. Diese Einrichtung ermöglicht somit, nicht nur Stramstöße zu übertragen und dadurch Wirkungen auszuüben, die von der Winkelabweichung einer beweglichen Marke gegen eine feste -Marke abhängig sind, sondern sie ermöglicht auch, Nachstellungen vorzunehmen, beispielsweise nach Art von Kompaßübertragungen, bei denen die Steuerorgane an einem Apparateteil, dessen Lage in Beziehung zu der der beweglichen Marke gebracht «erden soll, in geeigneten Winkelabständen voneinander angebracht sind, derart, daß der Schaltpunkt e immer außerhalb des Gebietes steht, in dem sich gerade die bewegliche Marke befindet. Aus diesem Grunde sollen Geräte dieser Art weiterhin als Richtgeräte bezeichnet werden. Die Anordnung gemäß Abb. i arbeitet mit einem Übertragungskanal. Wenn es in manchen Fällen zweckmäßig und mit Rücksicht auf die Entfernung nicht unwirtschaftlich ist, eine Übertragung auf zwei Kanälen vorzunehmen, so kann der Steuerschalter am Empfangsort gespart werden. Es wird dann eine Schaltung ähnlich der nach Abb. i am Sendeort vorgesehen und durch einen zweiten Steuerkontakt ergänzt, der synchron und entgegengesetzt mit dem Steuerkontakt g betätigt wird. Die Magnete L' und Z sind am Empfangsort angeordnet und werden von diesem zusätzlichen Steuerkontakt über getrennte Leitungen erregt.
• Im Falle der Regelung wird -zweckmäßig der Sollwert in Form einer Fahrplankurve dargestellt, und zwar wird hierzu ein beispielsweise von einer Uhr bewegtes Blechband verwendet. Dieses Blechband ist auf der einen Seite der Fahrplankurve frei und leitend, auf der anderen Seite in einer geeigneten Weise, z. B. .durch Farbanstrich oder Bekleben mit Papier, isoliert. Eine solche Fahrplankurve wird nun durch ein geeignetes, beispielsweise hin und her gehendes Abtastorgan abgefühlt und je nach dem Betrag der jeweils gültigen Ordinate der Zeitpunkt für die Umschaltung des Kontaktes g, das ist der Richtpunkt, verstellt. Der Antrieb der Richtpunktverstellung erfolgt zweckmäßig von dem gleichen Antrieb aus wie der des Abtastreglers selbst.
• Die Einrichtung wird natürlich auch da verwendet, wo die Lage des Richtpunktes innerhalb der Abtastperiode, d. h. der Sollwert, unveränderlich ist. Ein solcher Anwendungsfall ergibt sich beispielsweise aus der Forderung des Gleichlaufs zweier an voneinander entfernten Stellen angeordneten Maschinen. In diesem Falle wird beispielsweise an einer Maschine an dem Ort A ein Kontaktapparat angebracht, der einen Impuls nach dem Ort B gibt, so daß-im Augenblick des Impulses am Empfangsort B der Kontakt s von v nach z umgelegt wird (Abb. i). An der Maschine am Ort B wird ein Kontaktapparat angebracht, der während jeder Umdrehung in einer Stellung entsprechend dem Zeitpunkt i den Kontakt g nach v umlegt und am Ende der Abtastperiode bewirkt, daß dieser sowieder Kontakt s in seine frühere Stellung zurückgehen. Je nachdem, ob die Maschine am Ort B die Schaltstellung i früher oder später erreicht, als der Impuls von der MaschineA ankommt, wird nach dem entsprechenden Zeitdiagramm der Magnet V bzw. Z erregt. Entsprechend der Dauer der Erregung dieses Magneten wird dann das die Geschwindigkeit der Maschine regelnde Mittel proportional der Phasenabweichung vom Gleichlauf betätigt. Bei Phasiengleichlauf, -d. h. wenn die Zeitpunkte t und i zusammenfallen, setzt die Regelung aus.
• Ein weiteres Anwendungsgebiet ergibt sich dementsprechend bei der Regelung einer Frequenz auf einen vorgeschriebenen Wert, beispielsweise nach der Uhrzeit. Die Regelung erfolgt in dem Fall so, daß die positiven und negativen Abweichungen gegen die Normalfrequenz.berichtigt werden und die Anzahl der Umdrehungen der zu regelnden Maschine und der Normaluhr über einen gewissen Zeitraum übereinstimmen. In der gleichen Weise erfolgt beispielsweise die Regelung von Maschinensendern. Insbesondere wird ein Gleichwellenrundfunk mit Maschinensendern unter Anwendung derartiger Anordnungen leicht durchführbar.
• In manchen Fällen ist . es nicht erwünscht, daß Regel- oder Anzeigeeinrichtungen ansprechen, sofern der Betrag der Abweichung-zwischen Ist- und Sollwert eine gewisse Toleranz nicht überschreitet. In diesem Falle nimmt man vorübergehend eine kleine Abweichung der Augenblickswerte von Ist- und Sollwert in Kauf, um zur Betätigung schwerer Reglergestänge o. dgl. nicht unnötig Energie zu verbrauchen und einen Verschleiß derselbten hervorzurufen. Um diesen Nachteilen abzuhelfen, wird in manchen Fällen erfindungsgemäß mit dem Steuerschalter g ein weiterer Schalter verbunden, der den Hauptstromkreis der beiden Magnete zu einer Zeit, die der Toleranz entspricht, vor bzw. hinter dem Richtpunkt i öffnet. Dabei können die gleichen Kontakt-oder Schaltorgane verwendet werden, die gegebenenfalls auch in der Nähe des Punktes e den Hauptstromkreis unterbrechen, zu dem Zweck, eine Falschbetätigung an diesem Punkt zu vermeiden oder eine Umkehrung der Abtastrichtung vorzunehmen.
• Eine Unterbrechung dieser Art in der Nähe des Richtpunktes wird erfindungsgemäß auch in der Weise ausgeführt, daß sie immer nach einer gewissen Zahl von Abtastperioden aussetzt, um dadurch Abweichungen, die kleiner sind als die Toleranz, auszugleichen. Um in diesem Falle die Regelung oder Verstellung winkelgetreu zu machen, trotzdem die der Toleranz entsprechende Strecke abgeschnitten ist, wird erfindungsgemäß für die beiden Magnete V und Z eine Abfallverzögerung eingeführt, so daß dadurch das abgeschnittene Stück der Betätigungsstrecke ersetzt wird. Erfindungsgemäß wird ferner eine solche konstante Verlängerung der Betätigungszeit des Tl- oder Z-Magneten dazu benutzt, um den toten Gang der Regel- oder Steuerapparate auszugleichen. Ist das zu regelnde System von der Art, daß Pendelungen eintreten können, so wird dem Element, welches die Einstellung des Steuerschalters g auf den Richtpunkt bestimmt, eine Eigenschwingung gegeben oder eine Schwingung aufgedrückt, durch die wenigstens bei größeren Regelstößen der Richtpunkt in derartig gedämpfte Schwingungen versetzt wird, so daß die folgenden Regelungsstöße der Pendelung entgegenwirken.

Claims (7)

1'A TENTANSPRÜCHE i. Anordnung zur Einstellung eines Empfängers mittels durch Abtastung gewonnener Impulse gemäß der Abweichung des Istwertes von einem Sollwert, insbesondere zur Regelung von Betriebsgrößen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselschaltung mit zwei Stromzweigen vorgesehen ist, in die je ein Wirkorgan zur Einstellung des Empfangsorgans in entgegengesetzten Richtungen gelegt ist und die an eine Stromquelle über zwei Wechselkontakte schaltbar sind, von denen der eine Wechselkontakt bei der Impulsabtastung zu Beginn der Abtastperiode und in der Istwertzeigerstellung und deren anderer Wechselkontakt ebenfalls zu Beginn der Abtastperiode, aber in einem wählbaren Richtpunkt (Sollwert), derart umgeschaltet werden, daß während der Zeit zwischen der Beendigung des Meßimpulses und dem Richtpunkt die Regelorgane über einen der beiden Stromkreise verstellt werden.

2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Geber ein Organ vorgesehen ist, das den Zeiger eines Mellgeräts für den Istwert abtastet und durch Impulsgabe nach dem Empfänger diesen "Leitpunkt durch Umlegen eines Kontaktes festhält, und daß im Empfänger ein Steuerschalter vorgesehen ist, dessen Betätigungszeitpunkt (Richtpunkt) innerhalb der Abtastperiode einstellbar ist. .

3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch willkürliche Veränderung der Lage des Richtpunktes innerhalb der Abtastperiode die Anzeige- oder Regelorgane gemäß einem Fahrplan beeinflußt werden. q..

Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fahrplan eine vorzugsweise von einem Uhrwerk bewegte Schablone aus leitendem Material verwendet wird, bei der der gewünschte Verlauf der zu regelnden Größe durch Abdecken der Fläche auf einer Seite der Sollwertkurve mit isolierendem Material festgelegt ist, und eine Abtastung der Ordinaten durch einen Schleifkontakt vorgenommen wird, der einen Schalter (s) einstellt, während im Richtpunkt und am Ende der Abtastperiode der Steuerschalter g umgelegt wird. .

Anordnung nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Richtpunktverstellung von dem gleichen Antrieb wie der des Reglers abgeleitet ist.

6. Anordnung nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung unnötiger Regelbewegungen der Stromkreis für die Alagnete (l", Z) durch einen Vorkontakt kurz vor und hinter dem Richtpunkt und/oder dem Beginn der Abtastperiode geöffnet wird (Toleranz-,trecke).

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur aufgelaufener Abweichungen die Unterbrechung des Magnetstromkreises vor und hinter dem Richtpunkt nach einer bestimmten Anzahl von Abtastperioden vorübergehend ausgesetzt wird. B. Anordnung nach Anspruch i bis ;, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regeluni; zweier Maschinen auf Gleichlauf, zur Messung ihrer Phasenverschiebung oder zur Messung der übertragenen Leistung auf Grund der Verdrehung eines zwischen sie geschalteten Dynamometers die Sender-und Steuerschaltstöße (Betätigung der Kontakte s, g) an den beiden Maschinen erzeugt «-erden, wobei der Schaltstoß s von der einen, der Schaltstoß g von der anderen und die Umschaltung der entsprechenden Kontakte gleichzeitig von einer der beiden Maschinen gegeben werden. y. Anordnung nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß bei Regelung zweier voneinander entfernter Maschinen auf Gleichlauf der Senderschaltstoß (Betätigung des Kontaktes s) von der entfernten Maschine aus übertragen und die anderen Schaltstöße von der Maschine am Empfangsort bestimmt werden.