DE767627C

DE767627C - Verfahren zur Anzeige der richtigen Entfernungseinstellung bei drahtlosen Entfernungsmessverfahren

Info

Publication number: DE767627C
Application number: DET49095D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Runge; Wilhelm Dipl-Ing Stepp
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1937-08-26
Filing date: 1937-08-26
Publication date: 1953-01-26

Description

Verfahren zur Anzeige der richtigen Entfernungseinstellung bei drahtlosen Entfernungsmeßverfahren Zur Entfernungsmessung auf drahtlosem Wege sind verschiedene Verfahren bekannt bzw. vorgeschlagen worden. Die meisten dieser Verfahren arbeiten mit kurzen Hochfrequenzimpulsen, die an dem Gegenstand, dessen Entfernung bestimmt werden soll, reflektiert werden. Aus der Laufzeit der Impulse kann dann mit besonderen Einrichtungen die Entfernung bestimmt werden. Diese Anzeigeeinrichtungen sind gegebenenfalls derart ausgebildet, daß aus dem Maximum eines Anzeigewertes auf die richtige Einstellung der Meßapparatur hinsichtlich der zu messenden Entfernung geschlossen wird. Da nun in den meisten Fällen nicht bekannt ist, ob der Gegenstand, dessen Abstand zu ermitteln ist, sich in Ruhe befindet, muß durch eine ständige Kontrolle des Einstellorgans der Meßapparatur nachgeprüft werden, ob tatsächlich noch das Maximum des Anzeigewertes erhalten wird.
Eine solche dauernde Kontrolle ist bei dem Verlangen nach einer direkten Anzeige des Abstandes außerordentlich unerwünscht.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Anzeige der richtigen Entfernungseinstellung bei drahtlosen Entfernungsmeßverfahren, insbesondere solchen nach dem Rückstrahlprinzip, bei dem die Entfernungseinstellung an der Meßapparatur periodisch um kleine Beträge in positivem und negativem Sinne verändert wird und bei dem im Empfängerausgang aus der infolge dieser Veränderung schwankendell Empfangsenergie die Abtastfrequenz herausgesiebt und einem besonderen Indikator zugeführt wird, der den Sinn und gegebenenfalls die Größe derEinstellungsabweichung von der wahren Entfernung anzeigt.
Der Erfindungsgedanke soll im folgenden beispielsweise in Anwendung auf ein bereits vorgeschlagenes. nach dem Impulsrückstrahlprinzip arbeitendes Entfernungsmeßverfahren beschriehen werden, bei dem der Empfänger im normalen Zustand unempfindlich ist und periodisch bei Eintreffen der reflektierten Impulse kurzzeitig entriegelt wird. DieÖffnungsimpulse für den Empfänger werden bei diesem Verfahren durch einen Phasenschieber eingestellt, der die Zeitdifferenz zwischen den abgehenden Sendeimpulsen und den ankommenden Empfangsimpulsen zu messen gestattet.
An dem zur Entfernungsmessung dienenden Phasenschieber können gemäß der weiteren Erfindung zusätzliche Mittel vorgesehen sein, die die Phase der zur kurzzeitigen öffnung des Empfängers zugeführten Frequenz im Takte einer niedrigeren Frequenz verändern.
Die Frequenz der zusätzlichen Phasenverschiebung muß kleiner sein als die Impulsfrequenz, z. B. 500 Per./s bei einer Impulsfrequenz von 7500 Hz.
Während einer Periode der Abtastfrequenz durchläuft bei richtiger Einstellung die Ausgangsamplitude des Empfängers zweimal ihr Maximum. Die Amplitudenschwankungen der Ausgangsenergie erfolgen also mit der doppelten Frequenz der zusätzlichen Phasenverschiebung. Ist der Phasenschieber dagegen nicht auf die richtige Entfernung eingestellt, so entsteht im Ausgang des Empfängers außer der doppelten eine mit der Abtastfrequenz gleiche Frequenz. Die Phase dieser Grundwelle gibt dann an, in welchem Sinne die Entfernung falsch eingestellt worden ist. Die Größe der Grundwellenamplitude ist aber ein NIaß für die Größe der Fehleinstellung der Entfernung.
Die Anzeige kann zweckmäßig mit einem Produktenmeßwerk (Dynamometer) erfolgen, indem aus der Empfangsenergie die Grundfrequenz, mit der die zusätzliche periodische Phasenverschiebung erfolgt, ausgesiebt und auf das eine Spulensystem eines Dvnamometers gegeben wird. Die Frequenz des diese Phasenverschiebung erzeugenden Generators wird in zweckmäßiger Phasenlage dem anderen Spulensystem des Dynamometers zugeführt.
Es läßt sich natürlich auch,eine Anordnung mit Relaisunterbrechern, insbesondere Kontaktgleichrichtern, anwenden. Die Kontaktgleichricllter müssen dann die Ausgangsenergie im Rhythmus der Abtastfrequenz der Phasenverschiebung umschalten und einem Gleichstrominstrument zuführen.
Eine weitere Möglichkeit zur Anzeige der Abweichung der wahren Entfernung von der augenblicklich eingestellten Entfernung nach Größe und Richtungssinn besteht darin, die Änderungsgeschwind igkeit der Ausgangsenergie während der Phasenverschiebung als Meßgröße zu verwenden. Der Differentialquotient der Ausgangsgröße am Empfänger muß in beiden Halbperioden des Abtastvorganges gleich groß sein. aber mit entgegengesetztem Vorzeichen auftreten. wenn die Entfernung richtig eingestellt ist. Die praktische Ausführung dieser Methode kann z. B. dadurch erfolgen, daß der Ausgangsstrom des Empfängers nach der Formel L d durch eine Spule geschickt wird, an der die Spannung abgegriffen und, beispielsweise zur Nachführung des Phasenschiebers, ausgenutzt wird.
Durch Größe und Phase des Differentialquotienten ist Größe und Richtungssinn der Abweichung von der wahren Entfernung gegeben. Die durch die Veränderung der Entfernungseinstellung an der Aleßapparatur erzielten Meßwerte können zur automatischen Nachführung des die Entfernungseinstellung vornehmenden Organs ausgenutzt werden.
Die zusätzliche Phasenänderung kann auf verschiedene Weise erfolgen. So kann z. 13. die gesamte, die Offnungsimpulse steuernde Spannung in einem zweiten Phasenschieber periodisch um kleine Phasenbeträge verschoben werden. Eine derartige Anordnung ist in Abb. I dargestellt. Der Hauptphasenschieber ist mit Ph1, der zusätzliche Phasenschieber mit PIi2 bezeichnet. An diese Phasenschieber ist das Kippgerät K angeschlossen, das für den Empfänger die Öffnungsimpulse liefert. Mit Hilfe des zusätzlichen Phasenschiebers Ph2 wird also entsprechend Abb. 2 die Phase des Vektors T7, der auf das Kippgerät K einwirkt, periodisch um die Winkelbeträge ## im positiven und negativen Sinne verändert. Dabei wird der Vektor 1 dessen mittlere Phasen lage mit e bezeichnet ist, nacheinander die Stellungen T-7t und I'- annehmen.
Die zusätzliche Phasenänderung kann auch dadurch erfolgen, daß zu der den Öffnungsimpuls steuernden Spannung eine kleine um 90 phasenverschohene Spannung mit rvechselndemVorzeichen addiert wird. Entsprechend Abb. 3, in der der Hauptvektor mit # bezeichnet ist, werden also wechselweise die um go° phasenverschobenen Spannungen e1 und e2 hinzuaddiert. Die resultierenden Vektoren sind dann ebenfalls in ihren Grenzstellungen um die Beträge a (f verschoben.
Es ist indessen nicht nötig, sowohl die Spannung el als auch die Spannung e2 zu erzeugen. Vielmehr genügt es, lediglich eine dieser beiden Spannungen, die aber dann ebenfalls eine Phasenverschiebung von 90<0 gegenüber dem HauptvektorE haben muß, zu erzeugen. Der die Entfernung messende Phasenschieber wird dann um einen Winkel gegen die wahre Einstellung zu korrigieren sein.
Diese Verdrehung kann beispielsweise durch Verschieben der Ableseskala bei der Eichung berücksichtigt werden.
In Abb. 4 ist eine Anordnung dargestellt, mit der eine zusätzliche Phasenänderung entsprechend dem Vektordiagramm nach Abb. 3 erzeugt werden kann. Dabei stellt a den Generator dar, der die den t)ffnungsimpuls steuernde Spannung liefert. Der Verbraucher b kann dann beispielsweise ein Kippgerät sein.
Die Spannung des Generators a wird nun über den Phasenschieber c geführt, in dem die Phase der Spannung des Generators a um 900 gedreht wird. Diese Spannung wird nun über den Übertrager k auf eine aus den beiden Röhren e und d bestehende Anordnung gegeben, und zwar derart, daß die Primärseite des Transformators f nacheinander in wechselnder Richtung durchflossen wird. Zu diesem Zweck werden die Gitter der beiden Röhren e und d über den Übertrager g von der aus der Spannungsquelle k stammenden Spannung wechselweise geöffnet und gesperrt. Durch die Erdung des Mittelpunktes der Primärwicklung des übertragers f wird also auf der Sekundärseite des Übertragers eine Spannung induziert, die in der von der Spannungsquelle h bestimmt ten Abtastfrequenz ihre Phase um I80'0' dreht und außerdem gegenüber der vom Generator a herrührenden Spannung um go'°8 phasenverschoben ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Anzeige der richtigen Entfernungseinstellung bei drahtlosen Entfernungsmeßverfahren, insbesondere solchen nach dem Rückstrahlprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungseinstellung an der Meßapparatur periodisch um kleine Beträge in positivem und negativem Sinn verändert wird und daß im Empfängerausgang aus der infolge dieser Veränderung schwankenden Empfangsenergie die Abtastfrequenz herausgesiebt und einem besonderen Indikator zugeführt wird, der den Sinn und ge gebenenfalls die Größe der Einstellungsabweichung von der wahren Entfernung anzeigt.

2!. Verfahren nach Anspruch I, gekennzeichnet durch dessen Anwendung bei einem nach dem Impulsrückstrahlprinzip arbeitenden Entfernungsmeßverfahren, bei dem der Empfänger im normalen Zustand unempfindlich ist und periodisch, vorzugsweise durch einen Phasenschieber, der die Zeitdifferenz zwischen dem abgehenden Sendeimpuls und dem ankommenden Empfangsimpuls zu messen gestattet, bei Eintreffen der reflektierten Impulse kurzzeitig entriegelt wird.

3. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zur Entfernungseinstellung dienenden Phasenschieber zusätzliche Mittel vorgesehen sind, die die Phase der zur kurzzeitigen Offnung des Empfängers zugeführten Frequenz im Takte einer niedrigeren Frequenz verändern.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Phasenschieber vorgesehen ist, der die Phase der den Offnungsimpuls steuernden Spannung periodisch um kleine Winkel beträge verschiebt.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die zu der den Offnungsimpuls steuernden Spannung eine um 9010 phasenverschobene Spannung in wechselnder Richtung hinzufügen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenschieber mit anschließender Gegentaktröhrenanordnung vorgesehen ist, der ein Teil der den Offnungsimpuis steuernden um go'0 in der Phase verdrehten Spannung zugeführt wird, daß die Gegentaktröhrenanordnung von einem zusätzlichen die Abtastfrequenz liefernden Generator wechselweise geöffnet wird und daß die im Anödenkreis der Röhrenanordnung auftretende Wechselspannung der den Öffnungsimpuls steuernden Spannung hinzugefügt wird.

7. Abänderung der Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die zu der den Offnungsimpuls steuernden Spannung eine einzige um 90.0 phasenverschobene Spannung zu- und abschalten. g Verfahren unter Verwendung von Einrichtungen nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung der wahren Entfernung von der augenblicklich eingestellten Entfernung nach Größe und Richtungssinn aus der Amplitude und der Phase der in der Ausgangsspannung des Empfängers enthaltenen Frequenz der Phasenänderung ermittelt wird.

9. Verfahren unter Verwendung von Einrichtungen nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung der wahren Entfernung von der augenblicklich eingestellten Entfernung nach Größe und Richtungssinn aus der durch die Phasenänderung hervorgerufenen Anderungsgeschwindigkeit, d. h. dem Differentialquotienten, der Ausgangsgröße des Empfängers ermittelt wird.

IO. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Produktenmeßwerk, z B Dynamometer, vorgesehen ist, dessen einer Spule die aus der Empfangsenergie ausgesiebte Grundwelle der Abtastfrequenz und dessen anderer Spule die Frequenz des diese Phasenänderung erzeugenden Generators zugeführt wird.

I I. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Relaisunterbrecher, insbesondere Schwinggleichrichter, vorgesehen sind, die die Ausgangsenergie des Empfängers, im Rhythmus der Abtastfrequenz umschalten und einem Gleichstrominstrument zuführen.

I2. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule vorgesehen ist, der die Ausgangsenergie des Empfängers zugeführt wird, und daß die an dieser Spule abgegriffene Spannung, z. 13. zur Nachführung des Phasenschiebers, ausgenutzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch I und folgende bzw unter Verwendung von Einrichtungen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Änderung der Entfernungseinstellung erzielten Nteßwerte zur automatischen Nachführung des Entfernungseinstel lungsorgans ausgenutzt werden.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 469 471.