DE742036C

DE742036C - Schaltung eines Quotientenmessers

Info

Publication number: DE742036C
Application number: DED84479D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Julius Lorenz
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1941-02-22
Filing date: 1941-02-22
Publication date: 1943-11-24

Description

Schaltung eines Quotientenmessers Bei den bekannten ouotientenmeßgeräten sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrom kommt das Verhältnis l1/l2 zweier Ströme i1 und i2 zur Agnzeige. Diese Geräte dienen wegen der Unabhängigkeit ihrer Anzeige von der angelegten Netzspannung zur Ferninessung solcher Größen, die sich irgendwie in ein Stromverhältnis umsetzen lassen. Bei der Temperaturmessung wird aus den Strömen eines konstanten und eines temperaturabhängigen Widerstandes das. Stromverhältnis gebildet. Bei der Stellungsübertragung bedient man sich bekanntlich des Potentiometers und formt die Stellung in ein Stromverhältnis um.
Dabei wird die Anzeige, was sehr wichtig ist, unabhängig vom Übergangswiderstand zwischen .S chleifer und Widerstandsdraht.
Will man jedoch mit diesen Geräten, statt eine einzige Äeßgröße darzustellen, das Verhältnis zweier Meßgrößen bilden, so kann jede dieser Meßgrößen nur durch einen der beiden Geräteströme dargestellt werden. Dies geschieht durch je einen von der Meßgröße abhängigen Widerstand. Man stößt aber dabei auf erhebliche Schwierigkeiten, falls die Meßgröße durch einen mit einem Schleifer behafteten Widerstand in einen Strom umgeformt wird da der veränderliche thergangswiderstand der Abgriffstelle voll in die Messung eingeht und die Anzeige fälscht.
Dieser überstand tritt z. B. auf bei der Anzeige des Wirkungsgrades von Maschinen, wobei die aufgenommene und die abgegebene Leistung durch die Slchleiferste]lun,g an je einem ÄViderstand in einen Strom umgeformt wird.
Es ist ferner ein dynamometrischer Ouotientenmesser in verschiedenen Schaltungen bekanntegeworden. Der Quotientemmesser selbst bestizt zwei Drehspulen, die seitlich einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind und deren jede mit dem zugeordneten Feld eines Elektromagneten ein eigenes elektrisches System bilden. Die Schaltungen sind stets so getroffen, daß von den ins Spiel kommenden Strömen nur zwei als von verschiedenen MeßgröBen abhängend zu bezeichnen sind. Die Anzeige ist dabei durch das Verhältnis zweier Ströme oder zweier Stromquadrate gegeben. Auch diese Quotientenmesserschaltung ist mit dem nachteiligen Einfluß des Schleiferübergangswiderstandes bei der Verhältnisbildung behaftet.
Die Erfindung vermeidet diesesn nachteil, indem sie hinsichtlich der Schaltung eines quotientementssers mit zwer gekuppelten Drehspulen, deren jede sich in einem eigenen, durch einen Elektromagneten erzeugten Magnetfeld bewegt, vorsieht, daß die den Drehspulen zugeführten und die die Elektromangete erregenden Ströme untereinander verschieden und mindestens von drei verschiedenen Meßgrößen abhängig sind. So treten also hier im Gegensatz zu den bekannten Geräten bzw. Geräteschaltungen mehr als zwei Größen miteinander in Beziehung. Bei der erfindungsgemäßen Quotientenmesserschaltung wird aus vier Strömen das Veri1 # i3 hältnis gebildet. sie ist als Quotieni2 # i4 tenmesserschaltung unabhängig von der angelegten Spannung und kann somit für Gleichals auch für Wechselstrom benutzt werden.
Bei Meßgrößen, die mit Widerstandsgebern ohne Übergangswiderstand in Ströme umgeformt werdent, kann man aus vier von ihnen i1 i3 das Verhältnis bilden. i2 i4 Bei Meßgrößen, die durch einen mit Schleifer betätigten Widerstand dargestellt werden, kann man, da für jede Meßogräße nun je zwei Ströme zur Verfügung stehen, zum Potentiometer greifen und das Verhältnis zweier Meßgrößen bilden, ohne daß der Übergangswiderstand Einfluß hat.
Die neue Quotientenementserchaltung läßt sich natürlich wie die anderen Quotientenmesser auch zur Summe- und Differenzhildung von Meßgrößen verwenden.
Die von der erfindungsgemäßen Quotientenmesserschaltung durchgeführten und in ihrem Endergebnis angezeigten Rechenoperationen können beispielsweise zur Lösung von im Eordgerätewesen auftretenden Aufgaben benutzt werden. So ist es in Sonderheit erwüllscht, aus Fahrstreckenmesser-, Verbraudismesser- und Vorratsmesseranzeige die mit Rücksicht auf den Vorrat noch mögliche Flugstrecke unmittelbar abzulesen. In diesem Falle hängen von drei Strömen der eine von der Meßgröße Fahrstrecke, del zweite von der Meßgröße Verbrauch und der dritte von der AIeßgröße Vorrat ab. Der vierte ist dabei konstant gehalten.
Abb. I zeigt auf einer gemeinsamen Achsc zwei Drehspulrähmchen mit den Wicklungen a niicl b, denen die Ströme i1 und i2 durch richtkraftlose Bändchen zugeführt werden. Jedes der Rähmchen dreht sich mit einer Seite in einem Luftspalt des magnetischen Gestells c.
Die Luftspalte, von denen mindestens einer ein inhomogenes Feld besitzt, werden durch die Wicklungen d und e, denen die Strüme i3 und i4 zufließen, getrennt voneinander erregt.
Abb. 2 zeigt als Beispiel eine Schaltung, bei der das Verhältnis zweier Meßgrößen mittels der Potentiometerf und g gebildet wird. Die Ubergangswiderstände sind hier ohne Einfluß. In der gleichen Schaltung kann auch noch die Summe der beiden Meßgrößen gemessen werden, dabei ist lediglich die Skalen- und Geberbeschriftung zu ändern. Bei vier getrennten Meßgrößen befindet sich in jedem Stromkreis ein Widerstand, der von diesen abhängig ist.
Bild I zeigt eine Prinzipskizze. Man kann das Gerät auch so aufbauen, daß beide Spulenseiten jedes Rähmchens sich in einem Luftspalt befinden. Die Rähmchen brauchen auch nicht auf einer gemeinsamen Achse zu sitzen, wichtig ist, daß sie zwangsläufig miteinander gekuppelt sind.
Die Ströme fließen so, daß die Drehmomente Da und Do der beiden Drdispuleii einander entgegenwirken. Ihr Wert ergibt sich, wenn man beachtet. daß die Luftspaltinduktion B proportional dem Erregerstrom und ausschlagabhängig (a) ist, zu Da = k' # i1 # i3 # f (α) Db = k" # i2 # i4 # # (α) Für den Gleichgewichtszustand gilt: Da + Db = o k'i1-i3.J(a)=k' f2'14.(a) Daraus: #(α) i1 # i2 Fα = K # f(α) i2 # i4 Daraus: Die neue quoteitnemesserschaltung zeigt das Verhältnis von vier Strömen zn. Dic Anzeige bleibt bei gleicher Spannungsquelle unabhängig von der Spannung.

Claims

PATENTANSPRUCH: Schaltung eines Quotientenmessers mit zwei gekuppelten Drehspulen, deren jede sich in einem eigenen, durch einen Elektromagneten erzeugten Magnetfeld bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die den Drehspulen zugeführten und die die Elektromagneten erregenden Ströme untereinander verschieden und mindestens von drei verschiedenen Meßgrößen abhängig sind. ~~~~~~~~~ Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift .... Nr. 659 717.