DE845663C - Elektrisches Messwerk fuer Regelzwecke - Google Patents

Description

• Elektrisches Meßwerk für Regelzwecke Für Regelzwecke, bei denen eine schnelle Ausregelung erfolgen soll, scheiden die sonst viel verwendeten Fallbügelregler aus. In größerenn Umfang sind für deraxtige Verwendungszwecke Meßgeräte eingesetzt worden, hei denen Fotozellen und Verstärkungsröhren die notwendigen Regelimpulse .abgeben. Diese Verfahren sind zwar sehr empfindlich, bedingen aber für Lampe, Fotozelle und Optik einen erheblichen Aufwand. Ferner ist die Betriebssidherheit von Lampe und Fotozelle begrenzt. Es ist eine Reihe von andercen Meßgeräten bekanntgeworden, bei denen an das Meßwerk verhältn,ismäß,ig komplizierte Teile angebaut werden müssen und diese Teile entweder verhältnismäßig schwer sind oder eine Rückwirkung auf das Meßsystem hervorrufen, so daß also die Meßwerke für viele Zwecke nicht ernpfirndlich genug au,sgefü!hrt werden können.
• Die Erfindung bezweckt, ei:ni Meßgerät zu schafien, bei dem das Meßwerk weder gewichtsmäßig nen @rrenswert belastet wird noch irgendwelche mechanischen Rückwirkungen eintreten noch ii-gendwelc'he der Abnutzung unterworfenen Teile vorhanden sind, so daß das Meßgerät bis zu den grö ßte@n Empfinnd,lichkeiten ausgeführt werden kann.
• Die Eründang besteht darin, daß bei einem elektrischen Meßgerät für Regelzwecke, bei dem in Abhängigkeit von der Stellung eines beweglichen Drehspnl.systems eine Wechselspannni-ing induziert wird, die Drehispuile symmetrisch zu der Achse und die Spule, in dleT die Spannung induziert werden soll, einseitig zur Achse und gegen die Drehspule versetzt mit etwa demselben Radius angeordnet ist.
• In den Zeichnungen ist in Fig. i ein Ausführungsbeispiel des Meßgeräts dargestellt, während Fi:g. 2 bis 5 verschiedene Anwendungen dies Meß= ge.räts für Regelzwecke zeigen.
• Fig. i zeigt schematisch den Aufbau des Meß= geräts nach der Erfindung. Hierbei wird von dem sagerrannten T-Spulmeßwerk ausgegangen, welches sich in jahrelangem praktischen Arbeiten bewährt hat und für den vorliegenden Zweck nur verhältnismäßig wenig abgeändert zu werden braucht. Der Kern h lrestieht aus Magnetmaterial und ruft im Luftspalt, in dem sich beispielsweise die an ein Thermolement angeschlossene D bewegt, einen magnetischen Fluß hervor, der sich über den Ring R schließt. Mittels geeigneter Vorrichtungen wird der Kern und der Rücksdhlußring R mit dem Schlußstück S, das ebenfalls aus Eisen besteht, an den Lagerhalter L angeschraubt. Auf dem Rückschlußring R reitet die Spule T. Ein M-förmiges Eisen liegt mi-t seinen beiden äußeren, Schenkeln eng an dem Ring R an, während der .mittlere Schenkel mit der Wickl.umg W bewickelt an Wechselstrom liegt und ,gegen; den Ring R einen Luftspalt läßt, durch den die äußere Seite der Spule T. treten kann. Der der Wicklung W zugeführte Strom wird durch bekannte Mittel konstant gehalten. In dien gezeichneten Lage steht die Spule T senkrecht zum Wechselflur, und in ihr wird keine Wechselspan @nung induziert. Bei einer Auslenkung dagegen wird in der Spule T eine Wechselspannung induziert, deren Phase sich -bei entgegengesetzter Richtung der Auslenkung umkehrt und die für stetige und unstetige Regelzwecke benutzt werden kann. Um zu vermeiden, dar vorn der Spule T auf das bewegliche System ein Drehmoment ausgeübt wer,digri kann, das dien Meßwert verfälscht, muß, wenn ein nennenswerter Strom entnommen wenden soll, dessen Phase so gedreht werden, dar er mit der Wechselinduktion kein Drehmoment ergibt, d. h. es muß entweder ein Ohnnschier Verbraucher eingeschaltet werden oder bei einem induktiven Veirbraucher mittels eines Kondensators der gesamte Widerstand auf einen reinen Wirkwiderstand gebracht werden. Bei einer hochahmschen Auslegung der T-Spule ist es möglich, eine Induktionsspannung von etwa 15 V zu erhalten. Da die Hauptspule mit einer Spannung von etwa ± 3 mV ein so großes Drehmoment erzeugt, dar dies bewegliche System über die gesamte Skala bewegt wird, erhält man in diesem Fall also eine 5ooofache Verstärkung. Wenn diese Verstärkung nicht ausreichend ist, kann eine Verstärkung mit einer Röhre zweckmäßig sein, .um einerseits eine größere Energie zu erhalten, andererseits das Fließen eines Stroms in dem T-Spudrähmdhen zu verhindern. Es ist natürlich leicht möglich, dasselbe Prinzip statt mit einem Kerrxinegneten mit einean Hufeisenmagnet-T-Spulmeßwerk durchzuführen, wobei der Winkel der beiden Spulen auch nicht 9o° zu sein braucht. Wesentlich ist vor allem, daß die Achse der beiden Spulen so weit versetzt ist, daß die magnetischen Kreise sic'hgegenseitig praktisch nicht beeinflussen und die kleinie Spule nur einseitig angeordnet ist, so d,aß sich das System leicht montieren läßt. Das System kann m,it oder ohne Zeiger Lind milt Spitzen- oder Bändchenlagerwng ausgeführt werden.
• Es ist bei einem System mit Zeiger möglich, durch Drehen des M-Eisens mit der Wicklung W die Lage, bei der die Spannung o induziert wird, und damit den Sollwert praktisch über die ganze Skala zu verstellen. Bei geeigneter Ausbildung kann das System an sich auch explosionssicher ausgeführt werden.
• Für eine Ausseitzeegelungergibt sich eine einfache Anordnung- nach Fig. 2, wenn die in der Spule T induzierte Spannung Tiber den Kondensator i an die Röhre 2 ,gelegt wind die an derselben Wechselspannung wie die Wicklung W liegt. Im Anodenkreis dieser Rönne liegt durch einen Elektrolytkondensator 3 überbrückt das Relais 4, dessen Kontakte 5 und 6 die tatsächliche Regelung vornehmen. Man erhält so eine verhältnismäßig einfache, wenn auch nicht sehr genaue Kontaktgabe.
• Fig. 3 zeigt eine Regelung mit Hilfeeines trommelförmigen Asynchronmotors. In diesem Fall liegt die Röhre 2 an, einer Gleichspannung. Der Motor 7 hat zwei Spul,enpaare 8 und 9, von derben dias Spulenpaar 9 im A Anodenkreis der Röhre 2 liegt. Das Spulenpaar 8 liegt über einen, die Phäse drehenden Widerstand 13 am Wechselstromnetz. Die Trommel io aus Kupfer oder Aluminium bewegt sieh zwischen dem Kern i i und dem äußeren Rückschluß 12. Die Drehzahl des Motors ist in Größe undRichtung von demAusschlag derT-Spule von der Symmietrielinie des Eisens M abhängig, was für viele Regelzwecke sehr erwünscht ist.
• Fig. .4 zeigt im Prinzip dieselbe Anordnung, jedoch mit einer weiteren Röhre 13 und einem Ferr:arismotor 14 mit Scheibe 15. Durch die Verwendung einer zweiten Röhre 16 ist es möglich, die volle Dre'hzalhl des Motors bei Bewegung der Spule T um Biruichteile von i rnm zu erreichen Da das Gewicht der Spule T nur to bis 2o% des Gewichts der Spule D zu betragen braucht, ist es möglich, das System so empfindlich wie ein, Spiegelgalvanometer auszuführen und es damit für alle die Regelaufgaben, geeiigniet zu machen, die zur Zeit nur mit dem Spiegeligalvanomeber .ausgefüWt werden können.
• Ein Anwendungsbeispiel dies Meßgeräts nach der Erfindung auf die spannungslose Registrierung von Temperaturen zeigt Fig. 5. Das Thermoelement i 7 ,ist über die Drehspule D an dem einen Ende 18 und an dem Abgriff i9 des Potentiometers 20 angeschlossen, dem von der Batterie 21 über dien Widerstand 22 ein konstanter Strom zugeführt wird. An die Wedhselspannung 23 ist einerseits eint Spulenpalar 8 des Trommelmotors 7 am geschlossen, andererseits die Wicklung W. Die in der Spule. T induzierte Spannung wirkt üben- die Röhre 2 auf die Wicklung 9 des Motors. Der Motor dreht über die Zahnräder 24 und 25 den Ab- griff t g des Potent iometers , und den mit der Schreibfeder versehenen Zeiger 26 gegenüber der Skala 27 so lange, bis die Spannung am Potentionietür 2o der des Thermoelements 17 entspricht.
• Solange derartige Geräte noch nicht in größerem Stückzahlen hergestellt werden, wird minn zweckmäßig die normalen Bauteile von Registriergeräten verwenden. Es ist jedoch auch möglich, derartige Schreiber für -eine größere Sdhreihbreite von etwa 240 mm herzustellen. Will man Mehrfachsdhmeiber bauen, so kann man bei kleinen Stückzaihlen zweckmäßig von den üblichen Fallbügelschreibern ausgehen. Es ist jedoch auch möglich, hier eine größere Schreibbreite von 240 mm zu erreichen.

Claims (7)

1. PATE\TA\SI'ßl CIIE: > . Elektrisches Meßgerät für Regelzwecke, bei dem in Abhängigkeit von der Stellung eines beweglichen Drehspulsystems eine Wechselspannung induziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehspule (D) symmetrisch zu der .Achse und die Spule (T-Spule), in der die Spannung induziert werden soll, einseitig zur Achse Baud geigen die Drelhspule versetzt mit etwa <lernselben Radius angeordnet ist.
2. 2. Elektrisches Meßgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzungswinkel zwischen Dreh- und T-Spule go° beträgt.
3. 3. Elektrisches Meßgerät nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwenidumg eines Kernmagneten die T-Spule auf dein lZückschlußrin@g läuft und quer zur Achse der T-Spule eine von dem Wechselstrom durchflossene Wicklung (W) angeordnet ist, in deren Luftspalt die T-Spule sich bewegen kann.
4. 4. Elektrisches Meßgerät nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wechselstromdurchflossene Spule (W) zum Meßwerk schwenkbar angeordnet isst.
5. 5. Elektrisches Meßgerät nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, diaß die Phase des aus der T-Spule entnommenen Stroms so gedreht wird, tlaß keine Rückwirkung eintritt.
6. 6. Anordnung unter Verwenidung dies elektrischen Meßgeräts nach Anspruch i bis 5 zur Veirsitärkung von Gleichspahnungen, daidurch gekennzeichnet, d,aß der aus ,der Spule (T-Spule) entnommene Strom gleichgerichtet wird und der der NN'icklung (W) zugeführte Strom durch an sieh bekannte Mittel konstant @gehalten wird.
7. 7. Anordnung mach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der T-Spule entnommene Spannung an das Gitter einer an Wechselspannung liegenden Elektronenröhre (.-Y) gelegt wird, in deren Anodenkreis ein von einem Kondensator überbrücktes Relais (4) liegt (F i@g. 2) . B. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der T-Spule induzierte Spannung an das Gitter einer an Gleichspannung liegenden Elektronenröhre gelegt wird, in dessen A@nodeniserom die Wicklung eines regelbaren Wedhselstrommotors (7) liegt (Fig. 3). g. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch glekennzeichnet, daß der W&hselstrommotor als Ferrarismotor mit Scheibe oder Asvnchronmotor ausgebildet ist (Fig. 3 und .4). io. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, dlaß das bewegliche System händchengelagert ist und derVerstärker zur Erhöhung der Em(pfiiodl.ichkeit aus Elektronenröhren (2 undt 16 in Fig. 4) besteft. i i. Anordnung nach Anspruch i bis io, d adurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk zur :Messung von Themospannungen nach dem Kompensationsprinzip benutzt wird (Fig. 5). 12. Anordnung nach Anspruch ii, d@adurrli gekennzeichnet, daß bei einem normalen Tintenschreiber das Meßwerk durch ei=nen über Zahnräder (24,25) mit dem Schreibfederhalter (26) und diam Abgriff (ig) eines Potenitiometers (20) verbundenen Motor (7) ersetzt ist (Fing. 5). 13. Anordnung nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß für Melhrfac!hregistrierung die wesentlichen Teile von Mehrfarbenpunktschreiber verwendet werden.