DE816867C - Widerstandsgeber - Google Patents

Description

• Widerstandsgeber Die mit den technisch einfachsten )Jitteln darstellbare Fernübertragung von Meßgrößen ist die mittels Widerstandsgeber in den verschiedensten Schaltungen. Grundsätzlich sind dar)ei die Forderungen, die an den Widerstandsgeber gestellt werden die, möglichst reibungsarm, Betätigung durch kleine Kräfte, und möglichst hochohmig, weitgehendste Vernachlässigung des Temperaturkoeffizienten der Übertragungsleitung sowie Arbeiten mit hoher Spannung, zu sein. Reibungsarme, aber verhältnismäßig tliederohmige Geber werden in Form von Quecksilberringrohrgebern ausgebildet, bei denen ein \\'iderstandsdraht von einer Quecksilbersäule durch Verdrehung der Einrichtung mehr oder weniger weit abgedeckt wird. Hochohmige, aber mit ungleich größerer Reibung arbeitende Widerstandsgeber, %%-erden in Form von Drehpotentiometern gebaut, bei denen der Widerstandsdraht durch einen Schleifkontakt abgegriffen wird.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Geber, welcher die Vorteile dieser beiden bisher bekannten Ausführungsarten, nämlich reibungsarme Ausführung und hochohmige Widerstandswicklung in sich vereinigt und darüber hinaus noch erhebliche Vorteile aufweist, die sich im folgenden aus der Beschreibung ergeben.
• Der prinzipielle Gedanke, der dem erfindungsgemäßen Widerstandsgeber zugrunde liegt ist der, eine Widerstandswicklung mit einer Kontaktbahn oder einer zweiten Widerstandswicklung mittels einer elektrisch leitenden Kugel zu überbrücken. Die Anordnung ist dann so zu treffen, daß mittels der als Widerstandswert abzubildenden Meßgröße die Kugel als Funktion dieser Gießgröße gegenüber der Widerstandswicklung bewegt wird. Diese Bewegung kann herbeigeführt werden, indem gemäß Fig. i die Widerstandswicklung a und die Kontaktbahn d fest angeordnet und die aus oberflächenbearbeitetem Eisen hergestellte Kugel b mittels eines als Funktion der Meßgröße verstellbaren und auf diese wirkenden Magnetfeldes bewegt wird. Ferner ist es möglich, die Anordnung unter Ausnutzung des Erdschwerefeldes wie in Fig.2 zu treffen. Dreht man die um c drehbar gelagerte Anordnung als Funktion der Meßgröße, so begibt sich die Kugel b immer in den tiefsten Punkt ihrer gekrümmten Laufbahn und greift damit wiederum Widerstandswerte ab, die eine Funktion der Einstellung der Anordnung sind. Soll die Meßgröße auf eine Verschiebung zurückgeführt werden, so .kann der erfindungsgemäße Gegenstand wie in Fig. 3 gestaltet werden. Hierbei wird der Magnet in der durch Pfeile angedeuteten Richtung als Funktion der Meßgröße bewegt, Wobei das von diesem erzeugte Magndtfeld die Kugel, die die W1derStandSW1Cklungaund die Kontaktbahndüberbrückt, mitnimmt. Führt man die Widerstandswicklung, wie in Fig. 4 gezeigt, als schwach gekrümmtes Kreissegment aus, so läßt sich dieses wie ein Waagebalken stabil in m aufhängen. Die Neigung des Kreissegmentes gegenüber seiner stabilen Lage wird dann als Funktion eines Widerstandswertes abgebildet.
• Bei der praktischen Ausführung von Widerstandsgebern ist es, um optimale Bedingungen zu erhalten, erforderlich, für einen möglichst stetigen Abgleich, unbedingt sichere Kontaktgebung und möglichst kleine Einstellzeit derselben zu sorgen.
• Der stetige Abgleich, dessen Güte bedingt ist durch die Beschaffenheit der Laufbahn der Kugel, läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Geber dadurch erreichen, daß man die Wicklung in einen harttrockenen Lack, beispielsweise aushärtbaren Kunststofflack, einbettet und danach die Kontaktbahn der Kugel durch Schleifen, Drehen oder Fräsen freilegt.
• Die Kontaktsicherheit der Anordnung ist, abgesehen von dem verwendeten Kontaktmaterial, abhängig vom Kontaktdruck. Ist die Größe der Kugel und deren Gewicht gegeben, so läßt sich der Kontaktdruck gemäß Fig. 5 dadurch erhöhen, daß man den Schwerpunkt S der Kugel der Laufbahnebene a nähert. Dadurch werden, wie aus dem Kräfteparallelogramm ersichtlich, bei gegebener Kraft Ps die den Auflagedruck darstellenden Komponenten P1 und P2 vergrößert. Die Einstellzeit der durch Meßwertbildung ausgelenkten Kugel ist umgekehrt proportional der Dämpfung derselben und proportional ihrer Schwingungsdauer. Um kurze Einstellzeit zu erreichen, ist es also notwendig, die Dämpfung möglichst groß und die Schwingungsdauer möglichst klein zu machen. Eine Vergrößerung der Dämpfung erreicht man dadurch, daß man die Kugel mit ihrer Laufbahn in eine geeignete Flüssigkeit einbettet.
• Die Schwingungsdauer der Kugel kann gemäß Fig. 6 dadurch verkleinert werden, daß man diese aus Weicheisen herstellt und mit einem scharf gebündelten Magnetfeld durchsetzt. Die Verkürzung der Schwingungsdauer wird dabei durch die nunmehr auf die Kugel wirkenden QuerkomponentenP, erreicht.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Widerstandsgeber, dadurchgekennzeichnet, daß zwei Widerstandswicklungen oder eine Widerstandswicklung und eine Kontaktbahn durch eine elektrisch leitende Kugel miteinander verbunden sind, wobei die Kugel durch geeignete Mittel als Funktion der als Widerstand abzubildenden Meßgröße längs der Widerstandswicklung bewegt wird.
2. 2. Widerstandsgeber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß die Kugel aus Weicheisen hergestellt und mittels eines als Funktion der Meßgröße bewegten Magnetfeldes längs der Widerstandswicklung bewegt wird.
3. 3. Widerstandsgeber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel auf der gekrümmt ausgeführten Widerstandswicklung infolge eines auf sie wirkenden Kraftfeldes eine stabile Lage einnimmt, wobei die Widerstandswicklung so als Funktion der lleßgröße bewegt wird, daß der stabilen Lage der Kugel verschiedene Widerstandswerte zugeordnet werden.
4. 4. Widerstandsgeber nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht in einen harttrocknenden Lack eingebettet und die Kontaktbahn der Kugel durch Schleifen, Drehen oder Fräsen freigelegt wird.
5. 5. Widerstandsgeber nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung der sich in ihre stabile Lage einstellenden Kugel dadurch vergrößert wird, daß die Kugel mit ihrer Laufbahn in eine Flüssigkeit eingebettet wird.