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Selbstabgleidiende Meßbrückenschaltung mit selbsttätiger Regelung
und/oder Alarmierung Bei Wheatstoneschen Meßbrücken ist es bekannt, das Brückengleichgewicht
selbsttätig mittels einer mechanischen Kraft, z. 13. eines Elektromotors, einzustellen,
die unter der Einwirkung eines Stromes oder einer Spannung im Brückenzweig den Schiebekontakt
eines Spannungstellers im einen oder im anderen Sinne bewegt, his Gleichgewicht
erhalten wird. Diese mechanische Regelkraft kann, wenn die zu messende Größe einen
nicht gewünschten Wert angenommen hat, gleichzeitig benutzt werden, um diese Größe
nachzuregeln und/oder ein Alarmsignal zu betätigen. Bei einer aus der deutschen
Patentschrift 449 t486 bekannten Vorrichtung wird mittels des anzeigenden, d. h.
aufzeichnenden Teiles des Gebrätes C!1I Kontakt längs eines Leiters mit einem solchen
Potentialverlauf bewegt, daß, wenn dieser Kontakt eine oder mehrere vorherbestimmte
Lagen passiert, eine Regelung und/oder Alarmierung bewirkt wird. Solchen Vorrichtungen
haftet der Nachteil an, daß Unstabilitäten auftreten können.
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Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beseitigen oder wenigstens
herabzusetzen.
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Die Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß eine Hilfsbrücke vorgesehen
ist, deren Diagonalspannung in Reihe mit derjenigen zwischen den erwähnten Kontakten
ist, wobei das Gleichgewicht in der Hilfsbrücke unter der Einwirkllng des Regelmechanismus
unterbrochen wird.
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Es sind zwar aus der amerikanischen Patentschrift 1 542 587 und der
deutschen Patent-
schrift 449 886 Vorrichtungen der oben beschriebenen
Art bekannt, bei denen eine oder mehrere Hilfsbrücken verwendet sind, die Ausgangsspannung
dieser Hilfsbrücken wird aber für ganz andere Zwecke benutzt.
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Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 504591 eine ähnliche Vorrichtung
bekannt, bei der gleichfalls eine Hilfsbrücke verwendet wird. Dabei beeinflußt die
Ausgangsspannung der Hilfsbrücke die Spannung zwischen den erwähnten Kontakten nicht
direkt, sondern unter Vermittlung eines mechanischein Elementes, dessen Trägheit
gleich derjenigen der mechanischen Teile der Hauptbrücke ist. Folglich wird bei
dieser Vorrichtung das Auftreten von Unstabilitäten in viel geringerem Maße hintangehalten,
als es bei der Vorrichtung nach der Erfindung der Fall ist.
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Eine nähere Erläuterung der Erfindung folgt an Hand der Zeich.n,ung,
in der die Fig. 1 ein bekanntes und Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung
darstellt.
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Bei der bekannten Ausführungsform nach Fig. I wird die zu messende
Größe, z. B. das Widerstandselement eines Widerstandsthermometers, in einen der
Zweige einer Wheatstoneschen Brücke eingeschaltet, deren andere Zweige von Widerständen
sowie von einem zwischen die Widerstände, welche die Thermometer nicht umfassen,
gespannten Meßdraht 5 gebildet werden, an dem entlang ein Kontakt 6 durch einen
Elektromotor hin und her bewegt werden kann. Dieser Motor wird vom Strom aus einer
Vorrichtung angetrieben, die von dem Strom in der Brückendiagonalen geregelt wird,
die einerseits mit dem Kontakt 6 verbunden ist. Die Vorrichtung zum Antreiben des
Motors gehört nicht zur Erfindung und wird daher nicht näher beschrieben.
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Jede für diesen Zweck bekannte Vorrichtung ist verwendbar.
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Der Kontakt 6 ist federnd an einem Isolator g befestigt, der vom
Motor gemeinsam mit dem nicht dargestellten anzeigenden oder aufzeichnenden Teil
des Geräts hin und her bewegt wird. Dieser Isolator ist ferner noch mit einem zweiten
Federkontakt 10 versehen. der längs eines Widerstands I8 gleitet, welcher Ariderstand
von einer Quelle I9, z. B. dem L,ichtnetz, wechselstromgespeist wird; aber auch
Gleichstromspeisung ist in diesem Fall möglich.
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Außer dem Kontakt in sind die Kontakte 20 und 21 längs des Widerstands
18 verschiebbar.
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I)iese sind miteinander und mit der einen Klemme des Geräts I7 verbunden,
dessen andere Klemme am Kontakt 10 liegt. Auf diese Weise wird das Gerät I7 von
einem Strom durchflossen, dessen Intensität und Phase (in diesem Falle Richtung)
von der Lage des Kontakts 10 gegenüber den Kontakten 20, 2I abhängig sind, was wieder
zur Nachregelung und/oder Älarmierung benutzt werden kann, sobald der Kontakt vorbewegt
wird bis zu einem Punkt, der einem unerwünschten Wert der zu messenden Größe entspricht.
Die Verwendung von zwei miteinander verbundenen Kontakten 20 und 2I ergibt einen
manchmal gewünschten toten Gang, da während der Zeit, in welcher der Kontakt 10
den Raum zwischen 20 und 21 durchläuft, keine Änderung des Strom.ss durch das Gerät
I7 auftritt. Der Kontakt 21 kann jedoch, wenn kein toter Gang gewünscht wird, weggelassen
werden.
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Bei der Verwendung der Einrichtung nach der Erfindung entsprechend
Fig. 2 ist es möglich, die selbsttätige Nachregelung mittels einer Rückkopplung
zu stabilisieren, ohne daß die Tage des AIeßpotentiometers 5, 6 von dieser Qückkopplung
beeinflußt wird. Dies kann nämlich erfindungsgemäß dadurch bewerkstelligt werdeii,
daß in Reihe mit dem Nachregelungsaggregat 1/ die I)iagunalspannung einer llilfsbrücke
geschaltet rvird deren Gleichgewichtsverhältnisse sich unter dem Einfluß der Bewegungen
des Wachregelullgsorgalls derart ändern. daß die Bewegungen dadurch hintangehalte
werden.
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Die Schaltung gemäß Fig. 2 ist der nach Fig. 1 vollkommen ähnlich,
nur mit lem Unterschied, daß zwischen dem Aggregat 17 und dem Kontakt 10 eine Hilfsmeßbrücke
eingescllaltet ist, die von vier Widerständen 22, 23, 24 und 25 sowie von einem
Spannungsteiler 26 mit einem Gleitkontakt 27 gebildet wird. Dieser Kontakt wird
unter dem Einfluß der im Aggregat auftretenden Regelhewegung derart verschoben,
daß dies der erwähnten Regelbewegung entgegenxvirkt, was dadurch ermöglicht wird,
daß die Regelbewegung unter dem Einfluß der Summe der Spannung zwischen den Kontakten
10 und 20 und der Spannung in der Diagonale der Hilfsbrücke erfolgt, deren Gleitkontakt
27 einer der Endpunkte ist.
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Bei dieser Tiilrichtung bleibt die Anzeige des Meßinstruments richtig,
weil die Anzeige durch den Stand des Kontakts 6 bestimmt ist. Sur ändert sich durch
Verschiebung des Kontakts 10 die Lage des Regelpunktes. Wird dies als ein Nachteil
angesehen, so kann anstatt der soeben beschriebenen festen Rückkopplung eine elastische
Rückkopplung verwendet werden, wobei das Gleichgewicht der Hilfsbrücke nur vorübergehend,
nämlich während der Bewegung des Regelorgans I7, gestört wird, z. B. dadurch, daß
sich während dieser Zeit einer der Widerstände 22 oder 23 erwärmt und dadurch in
der Größe zunimmt, in diesem Fall kann der Kontakt 27 fest gewählt werden.
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Die Empfindlichkeit der Nachregelung kann bei der Einrichtung nach
Fig. 2 dadurch herabgemindert werden, daß im Augenl)lick, in dem der Regelimpuls
gegeben wird, d. h. wenn der Kontakt Io den Kontakt 20 passiert, das Gleichgewicht
der Hilfsbrücke in dem Sinne gestört wird, daß die resultierende Diagonalspannung
die Spannung zwischen 10 und 20 verstärkt. Hierdurch wird vermieden, daß die beweglichen
Teile um die Gleichgewichtslage zu klappern anfangen. Wenn infolge der Nachregelurig
der Kontakt 10 darauf wieder zurückkehrt, so wir<l diese Rückkehrliewegung anhalten,
bis die Spannung zwischen den Kontakten lo und 20 die Spannung in der Diagonale
der 11ilfsbrücke gerade ausgleicht. Erst dann wird bei fortgesetzter Bewegung des
Kontakts 10 ein neuer ltegelimpuls, jedoch im umgekehrten Sinne, gegeben.
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Die Störung des Gleichgewichts der Hilfsbrücke unter dem Einfluß
des Regelimpulses kann dadurch erfolgen, daß einer der Brückenwiderstände, z. B.
22, durch einen Schalter 28 kurzgeschlossen wird.