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Vorrichtung zur Anzeige und Registrierung einer Vielzahl von vorzugsweise
elektrischen oder elektrisch darstellbaren Meßwerten Die Erfindung betrifft elektrische
Vorrichtungen zur Anzeige oder Aufzeichnung veränderlicher Meßgrößen und hauptsächlich
Registriervorrichtungen zur Aufzeichnung von Bildzeichen, um eine Vielheit solcher
veränderlicher Größen auf einer gemeinsamen Aufzeic'hungsoberfläche festzuhalten.
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Zum Leispiel zum Zwecke der Prüfung und Cberwachung von umfangreichen
:@laschinenaggregaten, Kraft- oder Antriebsanlagen, Herstellungsverfahren oder von
Experimentierapparaten und Apparatkombinationen ist es oft wünschenswert, innerhalb
möglichst kurzer Zeit eine Vielheit von Daten, die aus einer großen Anzahl von Meßstellen
stammen, zu messen und zu registrieren.
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Beispielsweise machen gewisse experimentelle Überwachungs- und Kontrollprüfungen
in Flugzeugen Messungen und Aufzeichnungen von über hundert verschiedenen veränderlichen
Größen erforderlich. Solche Größen sind z. B. die Temperatur des Auspuffgases und
andere Temperaturen an verschiedenen Stellen der Antriebsanlage, die mechanischen
Beanspruchungen, die an verschiedenen Punkten der Flugzeugstruktur auftreten können,
und quantitative Daten über die Flugliedingungen des Flugzeuges. Diese Größen müssen
wiederholt innerhalb kürzester Zeit gemessen und aufgezeichnet werden, die aufgezeichneten
Daten hinsichtlich der Zeit und Bedingungen des Varganges miteinander in richtige
Wechselbeziehung gebracht \\-erden und hinsichtlich der einzelnen Meßpunkte mit
genügender Schnelligkeit aufeinanderfolgen, um eine zufriedenstellende Beobachtung
zu ermöglichen.
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Die große Anzahl von Meßaufnahmegeräten und zugehörigen Apparaturen
und die Beschränkung
hinsichtlich des verfügbaren Raumes und erlaubten
Gewichtes machen es unmöglich, ein einzelnes Registriergerät für jeden Meßgeber
oder selbst Vielfachschreiber von der Art, die eine Kurve für jeden Meßgeber direkt
aufzeichnen, zu benutzen. Aus diesem Grunde wird ein einziges Registriergerät für
solche Zwecke verwandet und mit Mitteln zum Aufschreiben von Bildzeichen oder Zahlen
versehen, die während des Meßvorganges eine Zusammenstellung getrennter Aufzeichnungen
festhalten, die später auszuwerten sind. Wählvorrichtungen sind vorgesehen, um dieses
Registriergerät nacheinander in zyklischer Folge an die verschiedenen IVIeßgeber
anzuschalten. Systeme ähnlicher Art sind natürlich auch vorteilhaft, wenn es sich
nicht um Prüfungen von. Flugzeugen handelt, und' zwar überall dort, wo sehr viele
Meßwerte eine Aufzeichnung erfahren müssen.
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Die Erfindung bezieht sich auf Vielfachschreibersysteme der obenerwähnten
Art und bezweckt Verbesserungen, die am besten durch einen Vergleich mit den bisher
gebräuchlichen Systemen dieser Art verständlich gemacht werden.
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Die bekannten Registriergeräte dieser Art enthalten einen beweglichen
Aufzeichnungsstreifen von der Art einer Registrierkarte, auf dem ein beweglicher
Schreibstift spielt, der, wenn er gegen das Registrierpapier gedrückt wird, einen
Punkt und eine Zahl aufzeichnet, deren spezifische Lage in der transversalen Richtung
auf dem Registrierstreifen den Wert der gemessenen Größe angibt, z. B. die Temperatur,
deren Betrag, zusammen mit einer anderen Ortungskomponente, dazu dient, festzustellen,
von welchem Meßgeber die aufgezeichnete Größe gemessen worden ist. Diese bekannten
Vielfachschreiber weisen Nachteile auf. Zum Beispiel erfordert die Tatsache, daß
die Lage der registrierten Aufzeichnungen in der Querrichtung des Registrierpapiers
geändert werden muß, einen Registrierstreifen und einen Schreibmechanismus von verhältnismäßig
großer Breite. Daher hat der Registrierstreifen der bekannten Geräte eine Breite
von etwa 250 mm. Die einzelnen Aufzeichnungen sind dabei sehr klein und über
die Oberfläche des Streifens verteilt, der nach Beendigung des Schreibvorganges
größtenteils unbeschrieben ist. Infolge der geringen Größe der einzelnen Aufzeichnungen,
und da ihre Ablesung es erforderlich macht, die Ordinaten ihrer Lage auf dem Registrierstreifen
zu bestimmen, ist die Auswertung der Aufzeichnungen unbequem, trotz der erheblichen
Größe des Registrierstreifens. Die Größe des eigentlichen Schreibgerätes sowie der
Arbeitsvorgang und die tranisversale Bewegung des Schreibstiftmechanismus bedingen
ein verhältnismäßig großes Gesamtgewicht und einen großen Umfang des ganzen Systems
und beschränken auch die erzielbare Höchstgeschwindigkeit sowie die Anzahl der anzuschließenden
Meßaufnahmegeräte. So wiegt eines der vorgenannten bekannten Systeme einschließlich
aller erforderlichen Apparate über t5o Pfund bei einer Anschlußmöglichkeit von höchstens
140 Meßaufnahmegeräten und braucht etwa 1,63 Sekunden für eine einzelne Messung.
Der gesamte Zyklus bei 140 Meßstellen und sieben Identifizierungspunkten dauert
daher 240 Sekunden. Unter schnell sich ändernden Betriebs- oder Flugbedingungen
ist diese Zeitdauer keineswegs zufriedenstellend, so daß eine kleinere Anzahl von
Meßstellen angeschlossen werden muß. Das zweite der vorerwähnten bekannten Systeme
hat ein ähnlich großes Gewicht und erfordert eine 'Mindestregistrierzeit für eine
Einzelmessung von etwa 1,25 Sekunden.
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Es ist Aufgabe dieser Erfindung, ein Vielfachsehreibersystem für die
vorstehend genannten Zwecke zu schaffen, das eine Vielzahl von Daten aufzeichnet
und das unter gleichen Bedingungen von erheblich geringerer Gesamtbreite oder -größe
ist oder eine viel größere Anzahl von Aufzeichnungen gestattet oder einzelne Aufzeichnungen
größerer Abmessung und besserer Lesbarkeit ermöglicht oder vorzugsweise mehrere
oder alle diese Vorteile gegenüber den bisher bekannten Systemen in sieh vereinigt.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein System der hier behandelten
Art zu schaffen, dessen Registrierung sich aus einzelnen Aufzeichnungen zusammensetzt,
die hinsichtlich ihrer Bedeutung nicht von ihrer verschiedenen Lage in der Querrichtung
der Registrieroberfläche abhängig sind; und ein wesentliches Ziel ist es, getrennte
Aufzeichnungen durchzuführen, die völlig in. sich selbst abgeschlossen, d. h. aus
Svmbolen oder Bildzeichen, wie z. B. aus alleinstehenden oder mit anderen Indizien
vereinten Buchstaben oder Ziffern, zusammengesetzt sind, die als solche eine der
Meßstellen identifizieren und auch alle für die Bestimmung der durch den D'Ießgeher
gemessenen Größe erforderlichen Angaben enthalten, um die Ablesung oder Auswertung
der Aufzeichnung zu erleichtern.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung geht darauf aus, ein Vielfachwhreibersystem
von erhöhter Arbeitsgeschwindigkeit hinsichtlich der einzelnen Meß- und Registrierfunktionen
zu entwickeln.
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Ferner ist es auch Aufgabe der Erfindung, es zu ermöglichen, in Systemen
dieser Art eine größere Anzahl von Meßstellen anzuschließen als es bisher bei einer
gegebenen Geschwindigkeit des zyklischen Arbeitsganges zweckmäßig war, oder die
Geschwindigkeit eines zyklischen Arbeitsganges hei einer gegebenen Anzahl von Meßstellen
zu erhöhen.
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Außerdem gehört es noch zu den Aufgaben der Erfindung, die Genauigkeit
der hier besprochenen bekannten Systeme zu erhöhen oder eine oder mehrere der obener
wähnten Aufgaben zu erreichen, ohne nennenswerten Verlust an Genauigkeit oder sogar,
falls gewünscht, unter Einführung einer höheren Genauigkeit, als mit den bisher
bekannten Vielfachschreibersvstemen erzielt werden kann.
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Erfindungsgemäß werden ferner Übertragungsvorrichtungen oder andere
Hilfseinrichtungen verwandt, die, wie z. B. bolometrische Verstärker, in
mancher
Hinsicht von Vorteil sind, aber gewöhnlich nicht benutzt werden können, da ihre
hohe Zeitkonstante oder ihre Trägheit dazu beitragen würden, die Arbeitsgeschwindigkeit
des Systems herabzusetzen.
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Die Arbeitsgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Gerätes kann mit
Hilfe einer einzigen Einstellung innerhalb weiter Grenzen beliebig reguliert werden,
wobei die Einzelapparate sich gegenseitig so steuern, daß sie automatisch synchronisiert
werden oder ihre Geschwindigkeit reguliert wird, wenn die Gesc'hw'indigkeit eines
dieser Apparate geändert wird.
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Die NIeßgenauigkeit des neuen Gerätes ist weitgehend unabhängig von
der Meßgeschwindigkeit, so daß die Meßergebnisse nicht durch ungewollte Schwankungen
der Geschwindigkeit der Antriebsmittel oder der Spannung der den Antrieb speisenden
Stromquelle beeinflußt werden.
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Gemäß der Erfindung ist eine Vielzahl elektrischer Meß- und Steuerelemente,
z. B. Thermoelemente, Widerstandsthermometer, Dehnungsmesser, Druckanzeiger oder
Schwingungsmikrophone, vorgesehen, durch die eine elektrische Stromgröße, z. B.
eint Spannung, eine Stromstärke, ein Widerstand, eine Induktanz oder eine Kapazitanz,
in Übereinstimmung mit den Schwankungen der zu messenden Größen variiert wird. Diese
Meßelemente oder Tastgeräte sind mit einem elektrischen Meßapparat mit Hilfe eines
Wählschalters od. dgl. verbunden, der nacheinander Kontaktmittel so betätigt, daß
jeweils nur einer der Meßtaster mit dem Meßapparat in elektrischer Verbindung steht.
Der Jleßapparat ist mit einer beweglichen Anzeige- oder Schauvorrichtung versehen,
die eine Reihe von Schriftzeichen, Ziffern oder anderer Symbole trägt, die den Wert
der zu messenden Größe veranschaulichen. In Verbindung mit dieser Symbole tragenden
Vorrichtung stehen Schreibmittel, die durch den obenerwähnten Meßapparat so gesteuert
werden, daß ein Abbild eines der Symbole der Anzeigevorrichtung in dem Augenblick
aufgezeichnet wird, in dem das aufgezeichnete Symbol den zii bestimmenden Wert anzeigt.
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Da die Erfindung besser an Hand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
zu verstehen ist, werden im nachstehenden die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen
behandelt.
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Fig. i stellt eine Vielfachschreibvorrichtung dar, mittels der eine
Vielzahl von Temperaturen mit Hilfe von Thermoelementen gemessen und, gesteuert
durch eine abgleichbare potentiometrische Meßschaltung, auf photographischem Wege
aufgezeichnet wird; Fig.2 ist ohne weiteres verständlich und zeigt ein Schema einer
abgleichbaren Meßschaltung, wie 'sie in dem Svstem gemäß Fig. i verwandt wird; Fig.
3 zeigt eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, der potentiometrischen Vorrichtung
und des zugehörigen Anzeigegliedes sowie mehrere andere Teile des Meß@apparates
des gleichen Systems; Fig. 4 ist eine Vorderansicht der Frontplatte des in Fig.
3 dargestellten Apparates, und Fig. j ist ein Muster einer mit der Vorrichtung gemäß
Fig. i bis 4 erzielten Aufzeichnung; Fig. 6 stellt ein anderes Vielfachschreibgerät
gemäß der Erfindung ,dar, dieses, Gerät enthält drei nacheinander arbeitende Verstärker
vom bolom-etrischen Typ und ist mit einer elektrostatisch arbeitenden Schreibvorrichtung
zur Herstellung der Aufzeichnung ausgerüstet; Fig. 7 ist leicht verständlich und
stellt das Grundschema des Meßkreises dar, der in der Anordnung gemäß Fig. 6 verwandt
wird, wobei dieser Nfeßkreis nach einer Schwellwertmethode arbeitet; Fig.8 zeigt
eine abgeänderte Einzelheit einer Anordnung, die sonst gemäß Fig. 6 konstruiert
ist; Fig.9 stellt einen. etwas vereinfachten Stromlauf einer dritten Ausführungsform
dar, deren Meßkreis für Meßwertaufnahmegeräte vom Impedanztyp eingerichtet ist und
nach einer Wheatstonebrückenmethode arbeitet; eine vierte Ausführungsform einer
Anordnung gemäß der Erfindung ist in den Fig. to und i i dargestellt, die Meßschaltung
dieser Anordnung basiert auf einer Resonanzmethode; Fig. io zeigt den Grundstromlauf
der Anordnung, während Fig. ii ohne weiteres verständlich ist und einen Satz miteinander
in Wechselbeziehung stehender Strom-, Phasen- und Drehmomentw-erte darstellt; Fig.
12 ist der Stromlauf einer fünften Ausführungsform der Erfindung, in dieser Ausführungsform
wird eine durch eine kapazitive Poten(tiometerschaltung gesteuerte Blitzanzeigemethode
verwandt; die Fig. 13 und 14 schließlich zeigen in schematischer Form eine Anordnung,
die ebenfalls, nach den Prinzipien der Erfindung ausgeführt ist und je eine Übertragung
der durch den kießapparat gemessenen Werte zu einem entfernt gelegenen Anzeige-und
Aufzeichnungsgerät gestattet; Fig. 13 zeigt den Senderteil dieses Systems
und Fig. 14 den Empfängerteil.
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Um einen Vergleich zwischen den dargestellten Ausführungsformen zu
erleichtern und um die Auswechselbarkeit von Verbindungselementen zu zeigen, ist
in den obenerwähnteni Figuren folgendes Bezeichnungsschema angewandt worden: In
allen Ausführungsformen sind die Geberelemente oder Aufnahmegeräte mit dem Buchstaben
T oder G bezeichnet, und zwar entweder ohne weitere Numerierung oder zusammen mit
der Indexzahl, z. B. T2 oder G3. Die Wählschaltereinrichtungen sind mit SS bezeichnet,
die veränderliche Impedanzvorrichtung des Meßapparates oder der eigentlichen Schaltung
mit V I, das zugehörige Steuerrelais mit CR, während der durch das Relais gesteuerte
Steuerstromkreis die Bezeichnung CC trägt. Jede Lampe ist durch L gekennzeichnet,
eine photographische Schreibvorrichtung durch CA,
eine Zähleinrichtung vom
Registertyp durch NS und eine Stromquelle durch CS. Die letzten beiden Ziffern der
Bezeichnungsnummern sind bei den
verschiedenen Ausführungsformen
die gleichen, wenn es sich um funktionell ähnliche Teile handelt.
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Das Vielfachschreibsystem gemäß Fig. i bis eignet sich zum Messen
von Temperaturen in Flugzeugen während eines Probefluges. Die Temperaturen werden
dabei an verschiedenen Punkten der Auspuffgasleitungen und an anderen Teilen der
'.\Iotorenan.lage oder arideren Stellen der Flugzeugeinrichtung entnommen. Eine
große Anzahl von Therrnoelementen, die mit Tl, T2, T3 usw. bezeichnet sind, ist
an diesen Meßstellen angebracht. Die Thermoelemente sind mit dem Wählschalter SS
ve: bunden, der in dieser Ausführungsform doppelpolig ist und zwei auf einer durch
einen Schrittschaltmotor 105 angetriebenen Welle i o4 befestigte, bewegliche
Kontaktglieder ioi und 102 besitzt.
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i e schematisch dargestellt, hat der Schrittschaltinotor ein Sperrad
io6, das die Kontaktwelle to4 antreibt, und eine Sperrklinkenanordnung 107 zum Antrieb
des Sperrades io6. Die Sperrklinkenanordnung wird impulsweise durch einen Elektromagneten,
io8 betätigt, der über einen Schalter io9 mit einer geeigneten Stromquelle CS verbunden
ist, die vorzugsweise aus der zur Verfügung stehenden elektrischen Kraftleitung
besteht. Der Stromkreis des Steuermagneten io8 verläuft auch über einen periodisch
betätigten Kontaktmechanismus, der zu dem weiter unten beschriebenen potentiometrischen
Meßgerät VI gehört. Jeder zum .\lagneten io8 gesandte Impuls rückt die Kontaktglieder
ioi und io2 um einen Schritt ihres Umlaufweges vorwärts. Die Thermoelemente T1,
TZ u-sw. sind mit den Kontaktbänken i i i und 112 verbunden, die zyklisch durch
die Kontaktglieder ioi und 102 abgetastet werden. Die Kontaktglieder sind mit den
beiden Polen des Eingangskreises 143 eifies Verstärkers 141 verbunden, der den erforderlichen
Strom über einen von der Stromquelle CS gespeisten. Stromkreis 142 erhält. Die Ausgangst'
il--1 und i5o des Verstärkers, sind mit einem Nleßapparat verbunden, der eine abgleichbare
potentiometrische Schaltung des in Abb.2 dargestellt°n Typs enthält. Wie aus Fig.
2 hervorgeht, ist der Verstärker 141 über ein Steuerrelais CA mit den Ausgangsklemmen
des Widerstandes Ui des Potentiometers VI verbunden. Der \`,'ide@stand
171 wird durch ein,. Gleichstromquelle, die liier als Batterie BA dargestellt
ist, über ein Galvanometer GA und einen Regelwiderstand AR u::t.:r Spannung gesetzt.
Der Schleifkontakt 173 des Potentiometers wird periodisch über seinen ganzen Einstellhreich
bewegt, so daß der Spannungsverlust zwischen den Ausgangsklemmen des Potentiometerkreises
periodisch -durch einen Ausgleichswert hindurchgeht, der dem verstärkten Spannungswert
des Thermoelementes gleich und °ntgeengesetzt ist. Im Augenblick des Ausgleichs
geht die Spannung im Nullzweig i5o des Meßkreises dusch Null hindurch und kehrt
ihre Richtun- uni. Als Ergebnis schaltet die Kontakteinric.".tun des Steuerrelais
CR von einer Stellung zur anderen um und erzeugt dabei einen Steuerimpuls im Stromkreis
CC. Dieser Impuls wird
| dazu benutzt, die augenblickliche Stellung des |
| Potentiometerschleifkontäktes 173 anzuzeigen und |
| aufzuzeichnen, wie im nachstehenden näher erläu- |
| tert werden wird. |
| Wenn man die mehr ins einzelne gehende Dar- |
| stellung in Fig. i betrachtet, wird man erkennen, |
| daß das Steuerrelais CR vom Drehspulentyp ist. |
| Das permanente Magnetsystem des Relais ist mit- |
| 151 bezeichnet und die Drehspule mit 152. Die |
| Spule ist mit einem beweglichen Kontakt 153 ver- |
| bunden, der in einer Stellung auf dem feststehen- |
| den Kontakt 154 und in seiner zweiten Stellung auf |
| dem feststehenden Kontakt 155 aufliegt. |
| Der Steuerstromkreis C C enthält eine Strom- |
| quelle, z. B. eine Batterie 161, und einen Vor- |
| schaltwiderstand 162, die beide mit dem Kontakt |
| 154 verbunden sind, ferner eine E nergiespeicher- |
| einrichtung, die hier durch einen finit dem beweg- |
| lichen Kontakt 153 verbundenen Kondensator 163 |
| dargestellt ist. Nenn die Drehspule 152 und der |
| zugehörige Kontakt 153 die dargestellte Position |
| einnehmen, wird der Kondensator i63 durch die |
| Batterie 161 über den Widerstand 162 aufgeladen. |
| Wenn die Spannung im NullzNveig des Meßkreises |
| ihre Richtung umkehrt, wird der Kontakt 153 auf |
| den feststehenden Kontakt 155 umgelegt, wobei der |
| Kondensator 163 von der Batterie abgeschaltet |
| und über eine Lampe L entladen wird. Diese |
| Lampe, eine Gasentladungsröhre, erzeugt einen |
| Lichtblitz von genügender Intensität, um die noch |
| zu beschreibende Anzeigevorrichtung zu erleuchten. |
| Weil die Bewegung des Relaiskontaktes 153 durch |
| die feststehenden Kontakte so begrenzt ist, daß der |
| bewegliche Kontakt nur einen sehr kleinen Weg |
| zurücklegen kann, beginnt die Blitzentladung tat- |
| sächlich unmittelbar im Augenblick des Ausgleichs. |
| Da ferner die kapazitive Einladung von selbst auf- |
| hört und innerhalb einer äußerst kurzen Zeit er- |
| schöpft ist, ist der Blitz von sehr kurzer Dauer. |
| Der @Yiderstand 171 des Potentiometers VI ist |
| kreisförmig, d. h. er besteht aus einem Schleif- |
| draht, der vorzugsweise als eine um eine kreis- |
| geometrische Achse gewundene Spirale |
| ausgeführt ist. Der zugehörige Schleifkontakt 173 |
| ist auf einem drehbaren Glied 172 befestigt, dessen |
| Welle i7.I von einem Motor 175 abgetrieben wird. |
| Dieser Motor kann aus irgendeiner geeigneten An- |
| triebsvorrichtung best"elien, z. B. aus einem Feder- |
| antrieb oder einem Elektromotor irgendeines greif- |
| l,aren Typs. Diese Möglichkeit, verschiedene Arten |
| von .=#Lutriebsmitteln für die veränderliche Impe- |
| danzvorrichtung zu verwenden. ist darauf zurück- |
| zuführen, daß die Funktion des Svstems keine |
| konstant bleibende Geschwindigkeit erfordert. weil |
| seine Meßgenauigkeit ii:cht du--ch Gesch-,vindig- |
| keitsschwankungen beeinflußt wird. Gemäß der in |
| Fig. t gezeigten Ausfiihrungsforin ist die Ver- |
| wendung eines Elektromotors t7von veränder-- |
| iicher Geschwindigkeit vorzuzielicii. der über einen |
| Geschwindigkeitsregler .S'R aus der Stromquelle CS |
| gespeist wird. Die @nschlul klemmen des Potentio- |
| ineterwiderstandes 171 sind mit einer Strom- |
| quelle 13A von praktisch gleichbleibender Spannung |
verbunden, gemäß der in Fig. 2 gezeigten schematischen Darstellung.
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Im Betrieb legt der Schleifkontakt 173 mehrmals seinen Kreislauf in
Richtung des Pfeiles ioo zurück. Ein feststehender Kontakt 181 ist so angeordnet,
daß er am Ende eines jeden Kreislaufs durch einen beweglichen Kontakt 183 berührt
wird. Der bewegliche Kontakt 183 ist dem beweglichen Glied 172 zugeordnet und mit
einem Pol der Stromquelle CS elektrisch verbunden. Jedesmal, wenn die Kontakte 183
und 181 sich berühren, wird zeitweise ein Stromkreis geschlossen, der über den soeben
erwähnten. Pol der Stromquelle CS über die Kontakte 183 und 181, die Leitung 184,
den Magneten io8 und Schalter iog zum zweiten Pol der Stromquelle CS verläuft. Infolgedessen
wird ein Steuerimpuls zum Magneten io8 des Schrittschaltmotors io5 gesandt. Dadurch
wird der Wählschalter SS nach Vollendung jeden Arbeitsspiels der Potentiometereinrichtung
VI um einen Schritt fortgeschaltet, d. h. das Potentiometer verändert seinen Meßwiderstand
einmal während seines ganzen Weges für jedes der Thermoelemente. Infolgedessen geht
der Potentiometerstromkreis während jedes Intervatles, in dem eines der Thermoelemente
mit dem Meßapparat verbunden ist, einmal durch seine Ausgleichsstellung.
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Ein Anzeige- oder Schauglied 176 (Zeichenrad) ist so mit dem beweglichen
Glied, 172 der Potentiometereinrichtung synchronisiert, daß es. mit der gleichen
Geschwindigkeit rotiert. Diese Synchronisierung wird in einfacher `''eise dadurch
erreicht, daß das Anzeigeglied 176, wie aus Fig. 3 ersichtlich, auf der Welle 174
der Potentiometereinrichtung befestigt ist. Gemäß dieser Abbildung ist ein feststehendes
Lager 165 mit unbeweglichen und feststehenden Armen 166, die ein ringförmiges, aus
einem Isolationskern bestehendes Glied 167 tragen, für die Welle 174 vorgesehen.
Der potentiometrische Widerstand 171 besteht aus einer Widerstandsspirale, die über
den Kern 167 gewickelt ist. Der Schleifkontakt 173 ruht federnd auf dem Widerstand
171 und ist auf dem Glied 172 montiert, das seinerseits in fester Verbindung mit
der Welle 174 steht. Infolgedessen rotieren der bewegliche Kontakt 173 und das Glied
176 zusammen. In der .Ausführungsform gemäß Fig. 3 bildet das Glied 176 auch ein
Gehäuse für den Potentiometerwiderstand und den zugehörigen beweglichen Kontakt
173.
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Die peripherische Oberfläche des Anzeigegliedes 176 ist mit einer
Reihe von Symbolen 178 versehen, die aus Zahlen, Buchstaben oder ähnlichen Zeichen,
vorzugsweise in Verbindung mit einer Meßskala, bestehen. Das Anzeigeglied ist gegen
den Aufzeichnungsteil des Apparates durch eine Zwischenwand 177 (Fig. 1, 3 und 4)
abgeschlossen, die ein Fenster 168 hat, durch das jeweils narr ein kleiner Teil
der Anzeigefläche sichtbar ist. Ein Draht oder Haar 169 (Fig. 3 und 4) ist über
das Fenster 168 gespannt, um als Ableselinie für das Symbol und den Skalenabschnitt,
die im Fenster erscheinen, zu dienen. Eine Registrier- oder Zählvorrichtung NS und
eine Zeitanzeigevorrichtung, die z. B. aus einem elektrischen oder mechanischen
Uhrwerk besteht, sind ebenfalls mit der Anzeigevorrichtung verbunden. Der Zähler
und der Zeitanzeigemechanismus sind mit Anzeigesymbolen versehen, die hinter c',;11
Fenster i7o bzw. i8o der Stirnplatte 177 des Apparates erscheinen (Fig. 3
und 4).
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1):e Zähl- oder Registriereinrichtung NS wird elekt:isch so betätigt,
-daß sie bei jeder einzelnen Stromaufnahme um einen Schritt weitergeschaltet wird.
Gemäß Fig. i ist ein Pol der RegistriervorrichtungNS mit der obenerwähnten Leitung
184 verbunden, während der andere Pol über eine Leitung 185 und einen Schalter 189
an dem Pol entgegengesetzter Polarität der Stromquelle CS angeschlossen ist. Durch
diese Schaltung wird bei geschlossenem Schalter 189 erreicht, daß das Zählregister
NS jedesmal einen einzigen Steuerimpuls erhält, wenn die Kontakte 183 und 181 der
Vorrichtung VI sich berühren. Demzufolge rückt die Anzeige des Registers jedesmal
um einen Schritt vor, wenn der Wählschalter SS um einen Schritt for tgeschaltet
wird. Die Anzeige des Registers NS bezieht sich also zu jeder Zeit auf das gerade
in Betrieb befindliche T'hermoelement.
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Es ist daher ersichtlich, daß die in den drei Fenster 168,
170 und i8o der Stirnplatte 177 (Fig. 4) erscheinenden Symbole alle für die
Aus--,vertung jeder einzelnen durch das System gemachten Messungen erforderlichen
Angaben enthalten, d. h. das im Fenster erscheinende Symbol zeigt den Wert der zu
messenden Größe an. Das im Fenster 170 erscheinende Symbol oder die Zahl
gibt das betreffende Meßaufnahmegerät und die l%Ießstelle an und dabei auch den
Charakter der Messung in Korrelation mit der Meßgröße, und schließlich wird der
Zeitpunkt der Messung im Fenster i8o angezeigt, so daß diese .Messung von anderen
Messungen unterschieden werden kann, die bei einem vorhergegangenen oder nachfolgenden
Arbeitsgang mit demselben Aufnahmegerät aufgenommen wurden. Diese Zeitangabe dient
auch dazu, jede einzelne Messung mit Messungen in Beziehung zu bringen, die von
anderen Aufnahmegeräten bei vorhergegangenen oder nachfolgenden Arbeitsgängen aufgenommen
wurden.
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Wie in Fig, i schematisch dargestellt ist, befindet sich ein photographischer
Apparat CA gegenüber den Fenstern der Platte 177, so daß die Bilder der in
den drei Fenstern 169, 170 und i8o erscheinenden Symbole gleichzeitig aufgenommen
werden können. Ein Aufnahmestreifen, z. B. ein photograph-ischer Film oder ein Papierband,,
wird von der Spule 192 zur Spule 193 geführt. Die Welle 194 der Spule 193 wird durch
ein Schrittschaltwerk ähnlicher Art wie Antrieb io5 des Wählschalters angetrieben.
Wie schematisch gezeigt, wird das Sperrad 196 des Aufnahmemechanismus durch eine
Sperrklinke 197 betätigt, deren Antriebsmagnet 196 mit den vorgenannten Leitungen
184 und 185 verr bunden und daher mit dem Zählregister MS
parallel geschaltet
ist. Infolgedessen wird der Aufnahmestreifen
tgt nach Vollendung
eines jeden Umlaufs der Potentiometereinrichtung VI um einen Schritt fortgeschaltet.
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Nachdem das Aufnahmesystem im einzelnen beschrieben worden ist, wird
seine Funktion im ganzen leicht verstanden werden. Nehmen wir z. B. an, daß die
Elemente des Systems die .in Fig. 1 gezeigte momentane Stellung in einem gewäh4ten
Augenblick des Meßvorganges einnehmen. In diesem Augenblick sind die beiden Pole
des Thermoelementes T8 über die beweglichen Kon. takte tot bzw. tot mit dem Verstärker
141 verbunden, dessen Ausgangsstromkreis in Arbeitsverbindung mit dem Meßapparat
steht. Das bewegliche Glied 172 der Vorrichtung VI hat seine Ausgangsstellung bereits
verlassen und bewegt sich in Richtung des Pfeiles loo, wobei der Meßwiderstandsteil
der Potentiometereinrichtung von niedrigeren auf höhere Werte geschaltet wird. In
der in Fig. t dargestellten momentanen Stellung sind der effektive Meßwiderstand
und. daher auch der Spannungsabfall zwischen dem beweglichen Potentiometerkontakt
173 und der nächstliegenden an die Leitung 144 angeschlossenen Klemme noch zu niedrig,
um die vom Thermoelement T8 zufließende verstärkte Spannung auszugleichen. Infolgedessen
befindet sich der bewegliche Kontakt 153 des Steuerrelais CR, wie dargestellt, in
einer Stellung, in der der Kondensator 163 aufgeladen wird. Während des nachfolgenden
Arbeitsweges des Schleifkontaktes 173 wird dieser durch die Winkelstellung hindurchgehen,
in der der Spannungsabfall in dem Meßteil des Potentiorneterwiderstandes die verstärkte
Thermoelementspannung ausgleicht, so daß der Relaiskontakt 153 umschaltet, wobei
der Kondensator 163 veranlaßt wird, die Lampe L zum Aufblitzen zu bringen. Im gleichen
Augenblick hat das Anzeigeglied 176 eine Winkelstellung, die die Winkelstellung
des Schleifkontaktes angibt. Infolgedessen wird das Aufblitzen der Lampe L ein die
zu messende Temperatur anzeigendes Symbol im Fenster 168 beleuchten. Diese Momentbeleuchtung
ergibt eine Belichtung des Aufnahmestreifens 191 im photographischen Apparat
CA.
Das auf dem Streifen hervorgerufene Bild zeigt alle Symbole, die gleichzeitig
in den Fenstern 169, 170 und 18o erscheinen. Die Fenster sind vorzugsweise so angeordnet,
daß diese Symbole zusammen in einer einzigen Linie erscheinen. Das bewegliche Glied
172 der Potentiometereinrichtung setzt seinen Weg fort, bis es am Ende seines Umlaufs
angelangt ist, dann werden die Kontakte 181 und 183 wirksam und schalten den Wählschalter
SS auf das Thermoelement T7 um, wobei gleichzeitig das Register NS um einen Schritt
fortgeschaltet wird, so daß seine Anzeige sich auf das neu gewählte Thermoelement
bezieht. Gleichzeitig wird auch der Aufnahmestreifen 191 fort-geschaltet, um für
die Aufnahme der nächsten Meßwerte bereit zu sein. Der Winkelabstand zwischen den
Klemmen des Widerstandes 171 ist so gewählt, daß die zwischen der Vollendung eines
Meßumlaufs und dem Beginn des nächsten Umlaufs. liegende Zeit ausreicht, den Wählschalter,
das. Zählregister und' den Streifentransport zu betätigen. Ein Winkelabstand von
2o oder 30° ist zu diesem Zweck für die höchsten Meßgeschwindigkeiten in der Regel
ausreichend, wie nachstehend in dieser Beschreibung an Hand von Beispielen erläutert
werden wird.
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Ein Beispiel einer auf dem Aufnahmestreifen t99 gemachten Aufzeichnung
ist in Fig. 5 veranschaulicht. Jede Zeile oder Angabe dieser Aufzeichnung ist ohne
weiteres verständlich, d. h. sie enthält alle Daten; die für die Auswertung der
Messungen notwendig sind. Zum Beispiel gibt die erste Zeile der dargestellten Aufzeichnung
in Übereinstimmung mit den in den Fig. 1 und 4 gezeigten Stellungen des Apparates
an, daß, das Thermo-. element T8, das durch die Nr. oo6 gekennzeichnet ist, einen
Temperaturwert von 362,2 gemessen hat zu einer Zeit, die mit 5 Stunden, 21 Minuten
und 7 Sekunden angegeben: ist. Die nächste Aufzeichnung auf dem. Aufnahmestreifen
bezieht sich auf das Meßaufnahmegerät T7 und zeigt einen Meßgrößenwert von etwa
154 innerhalb der gleichen Sekunde an, in der die vorhergegangene :Messung stattfand.
Die übrigen Aufzeichnungen auf dem Aufnahmestreifen sind analog zum Vorhergesagten
und, daher leicht verständlich.
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Ein augenscheinlicher Vorteil besteht in der Tatsache, daß die mit
einem. Svstem dieser Art gemachten Aufzeichnungen die verschiedenen Angaben auf
engstem Raum zusammengedrängt enthalten, anstatt daß diese über eine große Fläche
des Registrierstreifens verstreut sind. Weiterhin werden alle erforderlichen Daten
durch Symbole dargestellt, die ohne weiteres klar verständlich sind, und nicht durch
die Stellung der Symbole auf dem Registrierstreifen. Daher ist die Aufzeichnung
nicht nur kleiner als bei den bekannten Svstemen unter sonst vergleichbaren Bedingungen,
sondern gestattet auch den Gebrauch größerer Symbole für jede einzelne Aufzeichnung
sowie die Zusammenstellung der Symbole eines über dem anderen. Daraus ergibt sich,
daß der Registrierstreifen geringe Größe mit einer erheblichen Verbesserung der
Lesbarkeit und bequeme Deutung und Auswertung in sich vereinigt, z. B. genügt ein.
Streifen von 5o mm Breite innerhalb der gleichen Arbeitszeit, um alle Aufzeichnungen
aufzunehmen, für die bei den bekannten Systemen ein fünfmal breiterer Streifen erforderlich
ist.
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Ein anderer wesentlicher Vorteil des Systems ist die Tatsache, daß
es eine erhebliche Herabsetzung an, Raumbedarf und Gewicht im Vergleich mit anderen
Systemen vergleichbarer Art aufweist. Diese Vorteile sind sowohl auf die Verringerung
der Größe und des Gewichtes des notwendigen Registriergerätes zurückzuführen wie
auf die Tatsache, daß verhältnismäßig geringe Kräfte und Drehmomente erforderlich
sind, um die aufgezeichneten Bilder zu erzeugen, irn Gegensatz zu anderen Systemen,
in denen eine Bewegung und ein Niederdrücken des Schreibgriffels oder eines ähnlichen
Gerätes verwandt wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil eines Systems der hescllriebenen
Art besteht
in seiner erheblich erhöhten möglichen Arbeitsgeschwindigkeit.
Diese Verbesserung ist auf den kontiunierlichen Meßvorgang und die Vermeidung einer
mechanischen Kraftübertragung zwischen dem Anzeigeglied und' dem Registrierstreifen
zurückzuführen. Die vorgenannten Vorteile werden erreicht ohne Verminderung der
Meßgenauigkeit im Vergleich zu anderen bekannten Systemen. Tatsächlich gestattet
die Erfindung auch, falls gewünscht, eine Erhöhung der Meßgenauigkeit über das bisher
erreichbare Maß hinaus.
-
Diese Vorteile werden an Hand eines quantitativen Beispieles ,besser
verständlich werden. Bei einem Anzeige glied zylindrischer Form, wie das in Fig.
3 mit 176 bezeichnete, das einen Durchmesser von 300 mm hat, kann ein Schleifdraht
von etwa iooo mm innerhalb des Umfangs des Zylinders untergebracht werden, wie in
der soeben genannten Figur dargestellt. In diesem Falle stellt eine Umfangslänge
von i mm auf dem Widerstand 1/l, von i % des Meßbereiches dar. Infolgedessen wird
eine Abweichung von der genauen Ausgleichsstellung um einen Betrag in der Größenordnung
von i mm die Genauigkeit nicht wahrnehmbar beeinflussen. Dabei sei erwähnt, daß
die Genauigkeit anderer Teile des Systems, besonders die der Thermoelemente, oft
geringer ist als die dieses Meß- und Anzeigeapparates.
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Auf der peripherischen Oberfläche eines Zylinders der obenerwähnten
Größe können leicht 200 Ziffern von je 5 mm Höhe untergebracht werden, und die neben
den Ziffern angebrachten Striche der Skaleneinteilung können einen Abstand von
0,5 mm voneinander 'haben. Diese Abmessungen sind groß genug, um leicht angewandt
werden zu können. Das zylindrische Anzeigegerät und der bewegliche Potentiometerkontakt
können z. B.
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Umdrehungen in der Sekunde machen, so daß jeder Umlauf innerhalb von
Zoo Mil'lise'kunden beendet ist. Es ist kein Problem, in einer Funkenstrecke oder
in einer Gasentladungsröhre einen Lichtblitz von o,i bis o,oi oder sogar von etwa
o,ooi Millisekunde zu erzeugen, so daß die Anzeigesymbole während der Dauer eines
jeden ein zelnen Blitzes festzustehen scheinen. Bei den im Beispiel angeführten
Abmessungen ist .der Apparat robust und kann auf Fahrzeugen unter erheblicher Vibration
und Beschleunigung verwandt werden, d. h. unter Bedingungen, unter denen die bekannten
Registriersysteme leicht versagen.
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Die hohe Meßgeschwindigkeitdes oben beschriebenen Systems gestattet
entweder eine Verminderung der Dauer eines vollen Arbeitsumlaufes oder eine Vermehrung
der Anzahl der Meßaufnahmegeräte, die an einen einzelnen Meß- und Aufzeichnungsapparat
angeschlossen werden können. Bei den obenerwä'hnten Abmessungen z. B. dauert ein
vollständiger Arbeitsumlauf .bei i 5o Meßstellen nur 30 Sekunden. Diese hohe
Meßgeschwindigkeit gestattet weitere Vereinfachungen. Wenn z. B. nur ein oder ein
paar ausgewählte \Ießaufnahmegeräte benutzt werden sollen, ist es lediglich erforderlich,
die anderen Meßaufnall,megr:ite abzuschalten, ohne daß weitere Umschaltungen in
dem eigentlichen Meßsystem, vorgenommen werden müssen. Da jedes einzelne Meßaufnahmegerät
durch den Wählschalter alle 30 Sekunden abgetastet wird, ist der vorgenannte
Meßvorgang anwendbar in Fällen, in denen die bekannten; Systeme keine befriedigenden
Resultate ergeben würden, weil die Zwischenräume zwischen den aufeinanderfolgenden
Messungen für jede Meßstelle in diesen Systemen zu lang sind, so daß es notwendig
ist, den Wählschalter anzuhalten oder andere Komplikationen in dem System einzuführen,
um den Meßvorgang auf ein ausgewähltes Meßaufnahmegerät zu beschränken. Es versteht
sich jedoch, daß in Fällen, in denen kontiun.ierliche oder sehr schnell aufeinanderfolgende
Messungen von einem einzelnen ausgewählten Aufnahmegerät aufgezeichnet werden sollen,
das System nach der vorliegenden Erfindung auch in der Weise verwendet werden kann,
daß der Wählschalter SS gestoppt wird, wenn er auf dem gewählten Meßaufnahmegerät
steht. Um ein Arbeiten in dieser Weise zu gestatten, wenden die Schalter iog und
i89 (Fig. 1) geöffnet, nachdem der Wählschalter SS richtig eingestellt worden ist.
Dann wird der Motor 175 in, der bereits beschriebenen Weise gespeist. Das;
Ergebnis ist, daß, wiederholte Messungen durch die veränderliche Impedanzvorrichtung
vorgenommen und auf dem Streifen igi in einer Folge von Linien aufgezeichnet wenden,
wobei das das Meßaufnahmegerät bezeichnende Symbol das gleiche bleibt infolge der
Tatsache, daß das Register NS und der Stufenantrieb des Wählers SS in Ruhestellung
bleiben.
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Das in Fig. 6 gezeigte Registriersystem ist ebenfalls nach den Grundprinzipien
der Erfindung konstruiert und arbeitet dementsprechend, aber es weicht in einer
Reihe von Einzelheiten von dem früher beschriebenen System ab. Das System ist konstruiert
für i5o Meßaufnahmegeräte, die durch Thermoelemente dargestellt werden und mit T1,
T2, T3 usw. bis T15, bezeichnet sind. Diese Aufnahmegeräte sind in drei Gruppen
angeordnet, von denen jede mit einer von drei Kontaktbänken des Wählschalters SS
verbunden ist. Im Gegensatz zu dem in Fig. i gezeigten Wählschalter weist das System
von Fig. 6 eine einpolige Verbindung zwischen jedem Thermoelement und dem dazugehörigen
Verstärker auf. Die drei beweglichen Kontaktglieder toi, 2o2 und z03 des Schalters
SS werden durch eine gemeinsame Welle 204 angetrieben. Die Welle 204 wird betätigt
durch einen Schrittschaltmotor 205, der, wenn er Strom erhält, die Kontaktglieder
toi, 202 und 203 um einen Schritt für jeden Stromstoß vorrückt, und zwar
im wesentlichen in der gleichen Weise, wie sie im Zusammenhang mit dem Schrittschaltmotor
105 von Fig. i näher beschrieben wurde.
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Jedes der drei beweglichen Kontaktglieder toi, 202 und 203
ist mit den Polen des Eingangskreises von drei Verstärkern 241, 245 und 249 verbunden,
deren andere Pole des Eingangskreises d'urc'h eine gemeinsame Leitung 243 mit den
entsprechenden Polen der Thermoelemente verbunden sind. Die
Verstärker
erhalten Strom durch einen Stromkreis 242, der aus der Stromquelle CS gespeist wird.
Die Ausgangsleitungen 244, 246 und 248 entsprechender Polarität der drei Verstärker
sind verbunden mit den drei festen Kontakten eines anderen Wählschalters 256, dessen
bewegliches Kontaktglied auf einer Welle 257 montiert ist, die durch einen anderen
Schrittschaltmotor 295 angetrieben wird. Dieser Motor ist im wesentlichen konstruiert
und, arbeitet in gleicher Weise wie die Schrittschaltmechanismen dier durch den
Antrieb io5 oder den Übertragungsmechanismnus des Apparates CA in Fig. i
dargestellten Art. Der bewegliche Kontakt des Stufenschalters 256 und der gemeinsame
andere Ausgangskreis 25o der drei Verstärker sind über ein Relais CR mit dem Potentiometer
VI verbunden. Die Vorrichtung VI hat einen potentiometrischen Widerstand 27i, auf
dein ein drehbarer Kontakt 273 schleift. Dieser Schleifkontakt ist auf einem Glied
272 montiert, das durch eine von einem Elektromotor 275 angetriebene Welle 274 betätigt
wird. Der Motor wird aus der Stromquelle CS gespeist über einen Geschwindigkeitsregler
SR und läuft am besten mit einer praktisch, gleichbleibenden Geschwindigkeit. Das
bewegliche Glied 272 der Vorrichtung VI trägt einen zweiten Kontakt 283, der am
Ende jedes Kreislaufes des beweglichen Gliedes einen feststehenden Kontakt 28i berührt.
Durch die Berührung :der Kontakte 283 und 281 wird ein Stromkreis für die
Schrittschaltantriebe 205 und 295 geschlossen, so daß die Wählschalter SS
und 256 gleichzeitig um einen Schritt vorrücken. Zur gleichen Zeit wird die Transportrolle
293 eines Registriermechanismus ebenfalls um einen Schritt vorwärts bewegt durch
eine synchrone Verbindung, die bei der vorliegenden Ausführung erreicht wird durch
eine Welle 294 und ein mechanisches Getriebe 258. Die Rolle 293 nimmt einen Registrierstreifen
291 auf, der sich von einer Vorratsrolle 292 abwickelt, so daß er längs der drie
Symbole tragenden zylindrischen Oberfläche des Anzeigegliedes 276 läuft, das auf
der Welle 247 montiert und einem ähnlichen Zweck dient wie das Anzeigeglied 176
in dem System von Fig. i. Einzelheiten der Anzeige-und Registriervorrichtungen des
in Fig.6 gezeigten Systems sollen. später erläutert werden.
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Das System nach Fig. 6 ist für einen besonderen Zweck konstruiert,
der jetzt erläutert werden soll, um ein besseres Verständnis der Konstruktion und
Arbeitsweise der vorstehend genannten Teile des Systems zu ermöglichen. Eine der
Absichten der Erfindung besteht darin, wie schon früher gesagt, den Raumbedarf und
das Gewicht des Systems einschließlich aller dazugehörigen Teile herabzusetzen,
da eine solche Herabsetzung besonders erwünscht ist für die Verwendung des Systems
bei Flugzeugen. In Fällen, in denen die Wirkung der Meßaufnahmegeräte verstärkt
werden muß, ehe sie dem eigentlichen Meßgerät zugeleitet wird, sind Gewicht und
Raumbedarf des Verstärkers beträchtlich, besonders in Fällen, in denen ein verhältnismäßig
großer Verstärkungsfaktor benötigt wird. Diese Verstärkung kann durch Elektronenverstärker
erreicht werden. Es gibt jedoch noch andere Mittel zur Verstärkung elektrischer
Ströme oder Spannungen, deren Verstärkungsleistung der eines mehrstufigen Elektronenverstärkers
entspricht, während ihre größten Abmessungen und ihr Gewicht erheblich kleiner sind.
Diese Verstärker arbeiten nach einem therrrioelektrischen Prinzip und sind bekanntgeworden
unter dem Namen bolometrische Verstärker. Sie sind für Meßzwecke entwickelt und
verwendet worden, und ihre Konstruktion als solche bildet keinen Teil der eigentlichen
Erfindung. Verstärker dieser Art sind beispielsweise beschrieben in dein dem Erfinder
Merz erteilten amerikanischen Patent 2 172 961, Aus diesen Gründen
ist die Konstruktion dieser Verstärker in dem vorliegenden Patent nicht im einzelnen
wiedergegeben worden, und es genügt die kurze Feststellung der Besondcrheiten von
Vorrichtungen dieser Art, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von
Bedeutung sind.
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Bolometrische Verstärker enthalten wärmeempfindliche Widerstände,
vorzugsweise angeordnet in einer Wheatstoneschen Brücke, deren einer diagonaler
Zweig an eine Hilfsstromquelle und deren andere Diagonale an den Ausgangskreis des
Verstärkers angeschlossen ist. Die Widerstände sind einer ständigen Kühlwirkung
ausgesetzt, die z. B. durch einen Luftstrom hervorgerufen wird, und diese Kühlwirkung
wird geregelt durch einen beweglichen Flügel, der zwischen den Widerständen und
der Quelle des Luftstromes angeordnet ist. Der Flügel wird betätigt durch ein galvanometrisches
Drehspulinstrument, das mit dem Eingangskreis des Verstärkers verbunden ist, so
daß die Bewegung des Flügels von der im Eingangskreis wirksamen Meßgröße abhängt.
Jede Abweichung des Flügels von der Normalstellung stört das Gleichgewicht der Brücke
und verursacht dadurch. das Fließen eines proportionalen Stromes im Ausgangskreis.
Das in einem solchen Verstärker verkörperte thermoelektrische Prinzip erzeugt eine
Verstärkung, deren Grad erheblich günstiger ist als der eines einstufigen Elektronenverstärkers,
und die bolometrischen Vorrichtungen erfordern nur einen kleinen Bruchteil des Gewichtes
und Raumes. Sie sind jedoch durch eine verhältnismäßig große "Leitkonstante gekennzeichnet.
Wenn die Primärspannung sich ändert, erreicht infolgedessen die verstärkte Sekundärspannung
ihren entsprechend veränderten proportionalen Wert erst nach Ablauf einer "Leitspanne,
die berücksichtigt werden muß, wenn ein sehr schnelles Arbeiten verlangt wird.
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Um die Erreichung einer weiteren Verminderung von Gewicht und Umfang
zu ermöglichen, sieht die vorliegende Erfindung die Verwendung bolometrischer Verstärker
oder anderer in dieser Beziehung günstiger Übertragungsvorrichtungen vor, selbst
wenn solche Vorrichtungen eine verhältnismäßig große Zeitkonstante haben.
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Zu diesem Zweck sind bei dem System von. Fig. 6 die Kontaktelemente
des Wählschalters SS so kon-
| strttiert. dal3 jede einzelne Verbindung zwischen |
| der eigentlichen \leL>yorriclitung und einem der |
| Mehaufnahinegeräte ständig über drei aufeinander- |
| folgende Schaltperiod.n läuft. und die zu ver- |
| schiedenen Kontaktbänken zugehörenden Kontakt- |
| glie(lei-ar1)eiteit ist Pl;ase;rye:-schieltung zueinander. |
| so dali jeder dreistufige Abschnitt den unmittelbar |
| vorhergehenden sowie den na; hOlgenden Abschnitt |
| überlappt. Diese überlappende lthasenverschiehung |
| mird in der algeltildeten. Ausführung auf folgende |
| eise erreicht. I)ie Kontakte der zu dein beweg- |
| lichen Glied 2o1 gehörenden Kontaktbank sind i:: |
| (;ruppen von je drei zusammengeschaltet. wie d:_ |
| mit 211 212. 213. 2t4 bezeichneten Gruppen. Die |
| drei Kosttakte jeder (Gruppe oder (Ur S;-h!eifdra'lit |
| des Gliedes tot sind so konstruiert, daß eine un- |
| unterbrochene Verltindung ül;er drei aufeinander- |
| folgende Schaltstufen aufrechterhalten wird. Die |
| Gruppe 2 1 1 ist mit einem einzelnen hIeßaufnahme- |
| geht, z. L. cbm Thermodenwnt T", verbunden. |
| I)ie nächste (Iultpe 212 ist in gleicher Weise finit |
| einem einzelnen "l"hennoelement % verbunden |
| us\V. |
| 1)ie Kontakte der zu den beweglichen Glie- |
| (Lert) 202 und 203 gehörenden Kontaktbank sind
in |
| gleichet- Weise grultltiert und untereinander ver- |
| hunden, wobei jede (:ruhte mit einem einzelnen |
| "hllerntoelement ztt#am,n@n,@ehör t. |
| Die (@rultltcn jeder- Kontaktbank sind winkelig |
| verschoben gegenüler denen Gier anderen Kontakt- |
| hank. Infolgedessen berührt (las bewegliche |
| (Glied= in der algeltildeten Stellung den ersten |
| Kontakt der (Kippe 213, während gleichzeitig das |
| bewegliche Glied 202 den zweiten Kontakt einer |
| Gruppe 222 und Glas dritte ltewegliche Glied 203 |
| (las letzte (ilie(1 (krNruplre 232 lterühren. |
| Vermöge (ler ülteriappendesi Phasenverschiebung |
| ist jedes einzelne Thermodenwttt durch das zu- |
| geNtige bewegliche Glied das Wählschalters mit |
| eirterl1 der (1:ei \-er<tärker 24t. 245 und 249 ver- |
| bunden, während einer Zeitspanne, die dreimal so |
| lang ist n@e Co einzelne Schrittschaltperiode
des |
| wahlsdialters. IN Phasenstellung des beweglichen |
| K(mtakt@s firn StufenWialter 256 ist so gewählt. |
| dal'@ :: nur dann eire Verhin(hing zwischen einem |
| der `"erstä rker 24t. 243 und 249 und der Potentio- |
| I ',#.crsiel!r, wenn das dazu- |
| gehörige lt<WeglichV (Mied tot. 202 oder 203 des |
| \\-;ihlschaiters den letzten Kontakt einer Kontakt- |
| grupl>c# erreic i:t hat. Zum Beispiel hat bei der in |
| Fig. 6 g(-zei.teti Stellung der beiden Stufen- |
| schalter .S.S und 236 der bewegliche Kontakt 203 |
| sich gerade zu (lern letzten Kontakt der Gruppe 232 |
| hinbewegt, die mit dein Thermoelement T1 Ver- |
| bumlcn ist. Irr (fieser Stellung ist der Ausgangs- |
| kreis (',.es (lazr:gr:iii:igcn \';:stürkers249 über die |
| I_pitttn,g 24N finit (lern be@yeglichen Tontakt d.es |
| Stufen schalteus 236 tund daher mit dem SchLeif- |
| kotItal<t 273 (ler- Ihnenth:nu_temomichtung VI ye;- |
| but;den. |
| auf cfie#e Wei<e ist jedem Verstärker die fr=ei- |
| fache Zeit g,g(-i>en, um den V erstärkerausgleich zu |
| erreichen. arid so wird dtS' @@'.'(llien Zeitkotlstatlte |
| dieser Vorrichtungen. Rechnung getragen, während |
| die Potentiometervorrichtung nur während des |
| Letzten Drittels der dreiteiligen Periode an diesen |
| Verstärker angeschlossen ist. jeder einzelne Zyklus |
| (ler Potentiometervorrichtung beläuft sich also auf |
| nur t/.; dieser Einstellperiode und vollendet sich |
| 'A- .ebenso schnell wie bei einem System, das |
| #i, :t Verstätker hat, oder einen Verstärker, dessen |
| .-;;konstante unberücksichtigt bleiben kann. -Wäh- |
| ui auf diese `eise die Arbeitsgeschwindigkeit |
| Systems groß genug ist, sind (Gewicht und |
| @s..:raltedarf der drei X,7erstärkereinhcitert bei einem |
| "eg2unen Verstärkungsgrad erheblich reduziert |
| gegenüber dem Ge,#vicht und Raumbedarf eines |
| rnehstufigen Elcktronenverstärkers einschließlich |
| des dazugehörigen Transformators oder anderer |
| Hilfsvorrichtungen. Es ist klar, d@aß das durch die |
| (trste4; nde lrolonsetische Anordnung dargestellte |
| Winzip auch auf andere Verstärker, Gleichrichter |
| und andere I-Iilfs- oder Übertragungsvorrichtungen |
| mit v;rhältnisiniißig zögerndes Arbeitsweise an- |
| g°wencfet werden kann. Wenn z.. B. die Verwen- |
| dung vnn (leichstromelektronenverstä rkern mit |
| verhältnismäßig großer Zeitkonstante infolge der |
| dazugehörigen Reaktanz- oder Kapazitanzstrom- |
| kreise gewünscht wird, kann (las vorstehend er- |
| lä tttet-te Prinzip der Erfindung vorteilhaft An- |
| wendung finden, selbst in Fällen, in denen eine Ver- |
| minderung von Gewicht oder Umfang nicht erzielt |
| wird oder v(m sekundärer Bedeutung ist. Das gilt |
| z. B. auch für Meß- oder Übertragungseinrichtun- |
| gen. bei denen die Spannung einer artgesammelten |
| kapazitiven Ladung ein Maß für Zeit, Spannung |
| oder eine andere zu bestimmende Größe ist und |
| i;ei denen finit einer verhältnismällig großen Zeit- |
| kwstann, verglichen mit dir gewünschten hieß- |
| oder RegdstriergeschwindigkeiL zu rechnen ist. |
| Mr bei dem System von Fig. 6 verwendete Meß- |
| strotnk7eis ist in der schematischen Darstellung |
| von zig. ; gesondert wiedergegelwii. In dieser |
| Figur werden nur ein Thermoelement T und ein |
| N-erstärker 241 gezeigt. Der Ausgangskreis des |
| Verstärkers geht über das Steu°_relais CR und ist |
| ... (lern bev,-eglichen Kontakt 2;-3 und einer |
| Klenme des Widerstandes 2;71 der Potentiometer- |
| @_ itirichtung \"I verbunden, ßei dieser Ausführung |
| ist das Relais CR so lmmeaetl, dalß eine gegebene |
| Mindestspannung (Schwellspannung) erforderlich |
| ist. um den Relaiskontakt 2;3 g:lert "ine einseitig |
| wirkende Feder von einem feststehenden Kon- |
| takt 234 zu einem anderen festste1-enden Kon- |
| takt 233 zu schalten. Die von dein Verstärker 241 |
| abgeg°lene Spannung teilt sich auf in den Span- |
| rtungsaltfa!l im Relais C R und enzn anderen Span- |
| nungsabfall im aktiven Teil des l'otetttiometer- |
| wi(hrstandes 2; t. Wenn de° beweglidw Kortakt271 |
| >eine Winkelbewegung beginnt. ist der ganze |
| Widerstand 271 in Gien Ausgangskreis cl°s Ver- |
| stärker: geschaltet, so claß dir Spannungsabfall in |
| der Relaisspule 2#52 zu klein ist. 1,1111 d2-11 Relais- |
| kentakt zu betätigen. \Venn de: Potentiometer- |
| icontakt 273 sich längs des Widerstandes 271
be- |
| \vegt, nimmt d;- Spannungsabfall in dem im |
Stromkreis bleibenden Teil des Widerstandes ab, und der Spannungsabfall
in der Relaisspule 252 nimmt zu, bis schließlich der ganze Widerstand 271 aus dem
Stromkreis ausgeschaltet ist und die ganze Spannung der Relaisspule aufgedrückt
wird. Zu irgendeinem Zeitpunkt während dieses Weges durchläuft der bewegliche Kontakt
273 eine Winkelstellung, in der die Schwellenspannung des Relais erreicht wird.
Beim Passieren dieses Punktes bringt das Relais CR seinen beweglichen Kontakt 253
in Berührung mit dem feststehenden Kontakt 255.
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Wie aus Fig. 6 hervorgeht, liegen die Relaiskontakte in einem Steuerstromkreis
CC, der ähnlich dem entsprechenden Stromkreis des Systems von Fig. 1 ist. Das heißt
ein Kondensator 263 ist über einen Widerstand 262 mit einer Batterie 261 verbunden,
solange die Erregung des Relais CR unter dem Schwellenwert bleibt. Sobald der bewegliche
Kontakt des Relais umgeschaltet wird, wird der Kondensator 263 entladen und betätigt
eine Zählvorrichtung NS sowie den Registriermechanismus.
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Bei dem System von Fig. 6 wird zur Erzeugung der Bilder .der aufzuzeichnenden
Symbole eine elektrostatische Druckmethode verwendet. Das Zeichenrad 276 ist mit
erhabenen Lettern ähnlich dem beim Buchdruck verwendeten versehen, und eine Färbvorrichtung
26o wird benutzt, um die erhabenen Oberflächen dieser Lettern zu färben. Der aus.
Papier bestehende Registrierstreifen.291 läuft dicht an dem angrenzenden Zeichen
vorbei um die Oberfläche der Trommel, ohne das Zeichen zu berühren. Hinrter dem
Registrierstreifen 29t befindet sich eine Elektrode 259, die am besten m-it dem
Streifen in Berührung steht. Diese Elektrode ist mit dem festen Kontakt 255 des
Steuerrelais verbunden. Das Zeichenrad 276 oder seine Reihe erhabener Lettern. bestehen
aus Metall und sind mit dem anderen Pol des Entladungskreises verbunden. Wenn der
Kondensator 263 sich entlädt, veranlaßt der elektrostatische Effekt zwischen der
Elektrode 259 und der zu dem Zeitpunkt angrenzenden Letter des Zeichenrades 276,
vorausgesetzt, daß eine geeignete Polarität) gewählt wurde, daß der Farbstoff von
der Letter auf den Registrierstreifen 291 übertragen wird, wodurch ein Bild auf
dem Streifen entsteht.
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Infolge der Tatsache, daß .der elektrostatische Effekt unmittelbar
dann. eintritt, wenn die Relaisspannung den Schwellenwert erreicht, und da dieser
Effekt unmittelbar mit der Beendigung der kapazitiven Entladung aufhört, wird jedesmal
nur eine Letter auf dem Streifen aufgezeichnet.
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Das elektrostatische Druckprinzip, das bei dem vorstehend beschriebenen
Apparat angewendet wird, hat. den Vorteil, daß es keinen direkten Kontakt zwischen
dem Zeichenrad und dem Registrierstreifen erfordert und daß es ohne mechanische
Kraftübertragungsvorrichtungen arbeitet. Daher bietet ein System dieser Art auch
die bereits im Zusammenhang mit dem System von Fig. 1 bis 5 erwähnten Vorteile.
Die mit der Vorrichtung entsprechend Fig. 6 erzielte Aufzeichnung ist im wesentlichen
identisch mit der in Fig. 5 gezeigten.
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Die in Fig. 8 gezeigte abgeänderte Form soll zeigen, daß, wenn es
gewünscht wird, die Antriebsvorrichtung bei einem der Erfindung entsprechenden System.
abgeändert «erden kann, ohne von den Grundzügen abzuweichen. Diese schematische
Darstellung von Fig. 8 soll ein System zeigen, das im wesentlichen dem von Fig.
6 entspricht, zeigt aber ein vereinfachtes Schema nur eines Teiles des Systems.
Nach Fig. 8 bildet der Wählschalter 256 eine weitere Kontaktbank des Wählschalters
SS, und der dazugehörige Kontaktarm befindet sich auf der Welle 204 des Schalters
SS und ist so geschaltet, daß er die Funktion des Schalters 256 von Fig. 7 ausübt.
Infolgedessen ist ein zweiter Antrieb 295 überflüssig. Der Antrieb der Registriervorrichtungkann
ebenfalls von Welle 2o4 aus erfolgen, oder es kann ein besonderer Antrieb für die
Registriervorrichtung vorgesehen werden.
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Obgleich Thermoelemente als Beispiele für die bei den vorstehend beschriebenen
Systemen verwendeten Meßaufnahmegeräte vorgesehen sind, bleiben Konstruktion und
Arbeitsweise dieser Systeme im wesentlichen die gleichen, wenn Meßaufnahmegeräte
anderer Typen an Stelle von oder zusammen mit Thermoelementen verwendet werden.
Das System von Fig.9 zeigt beispielsweise eine Anzahl von Meßaufnahmegeräten mit
der Bezeichnung G1, G2 usw., die aus veränderlichen Impedänzen, wie wärmeempfindlichen
Widerständen, veränderlichen Induktanzen, veränderlichen Kondensatoren, bestehen;
diese Meßaufnahmegeräte sind mit der Kontaktbank eines Wählschalters SS verbunden,
dessen Schrittschaltmechanismus 305 zusammen mit einem Zählmechanismus NS
in einer Weise erregt wird, die ähnlich der des vorstehend beschriebenen Systems
ist. Die Meßaufnahmoegeräte bilden einen Teil eines Brückenkreises, der durch eine
Stromquelle BA
mit im wesentlichen konstanter Spannung gespeist wird und einen
Potentiometerwiderstand 371 und einen Schleifkontakt 373 enthält. Der Kontakt ist
montiert auf einem drehbaren Glied 372, das durch einen geeigneten Motor, der in
Fig.9 nicht gezeigt ist, zyklisch betätigt wird. Der Nullzweig des Brückenkreises,
der mit dem Schleifkontakt 373 verbunden ist, enthält die Drehspule 352 eines Steuerrelais
CR, dessen beweglicher Kontakt 352 mit dem einen oder dem anderen von zwei feststehenden
Kontakten 354 und 355 in Berührung kommt, um dadurch einen Stromkreis CC zu beeinflussen,
so daß ein Kondensator 363 sich entlädt, der vorher durch eine Stromquelle 361 geladen
worden war. Die Entladung bringt eine Lampe L oder eine andere Lichtquelle zum Aufleuchten
und. beleuchtet dadurch durch das Fenster 378 einer Platte 377 eines der Zeichen
auf einem Zeichenrad 37,6 in. der gleichen Weise, wie es in Zusammenhang mit den
Fig. t bis 5 beschrieben wurde. Das Aufleuchten erfolgt, wenn der Brückenkreis ausgeglichen
ist, so d-aß das beleuchtete
Zeichen die von dem- Meßaufnahmegerät,
das in dein Augenblick in den Brückenkreis eingeschaltet ist, zu messende Größe
anzeigt. Das Aufleuchten belichtet den Registrierstreifen 391 eines photographischen
Apparates CA, dessen Transportrolle 393 durch einen Motor CM angetrieben
wird. Obwohl dieser :Motor in der bereits beschriebenen Weise mit dem Wählschalter
oder mit dem, Antrieb der veränderlichen Impedanzvorrichtung VI synchronisiert werden
kann, soll die Darstellung von Fig. 8 eine abgeänderte Form des Antriebs des Registrierstreifens
sein. Nach Fig. 8 ist der Antriebsmotor C31 der Registriervorrichtung nicht mit
den anderen Antriebsvorrichtungen, des Systems verbunden. Er besteht aus einem mit
konstanter Geschwindigkeit laufenden Motor irgendeines geeigneten Typs, z. 13. aus
einem Mechanismus mit Federantrieb. Die Geschwindigkeit dieses Antriebs ist so gewählt,
(1a13 die Aufzeichnungen in einem Abstand voneinander erscheinen, der der zu erwartenden
schnellsten Aufeinanderfolge von zwei Registriervorgängen entspricht.- Das bedeutet:
Da die Zeitspanne zwischen zwei Registrierungen schwankt, muß die Bewegungsgeschwindigkeit
des 1Zegistrierstreifens so groß sein, daß eine am Ende eines Arbeitsganges der
Vorrichtung VI aufgezeichnete Angabe eine zu Beginn des unmittelbar darauffolgenden
Arbeitsganges aufgezeichnete Angabe nicht überlappt. Es zeigt sich, daß eine in
dieser Weise erzielte Aufzeichnung von der in Fig.5 gezeigten insofern abweicht,
als sie einen verschiedenen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Angaben aufweist.
Da jede Angabe in sich abgeschlossen ist, ist diese Abweichung jedoch unbedeutend
im Hinblick auf das Lesen und Auswerten der Aufzeichnung.
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Das in Fig. lo dargestellte System mit vielen Meßstellen verkörpert
die Grundzüge der Erfindung in. der Anwendung auf einen lleßkreis, der eine Resonanzmethode
einschließt. Die mit G1, G2, G 3 usw. bezeichneten Meßaufnahme.geräte werden nacheinander
durch den Wählschalter SS in einen lZesonanzkreis eingeschaltet, der in Reihenschaltung
ein Induktionspotentiometer VI, einen Kondensator Cl und die Drehspule 31 eines
Wattmeterrelais CR enthalt. Der Resonanzkreis wird erregt durch eine Wechselstromleitung
AC von praktisch konstanter Spannung. beispielsweise 6o Perioden pro Sekunde. Die
feste Wicklung S des Wattmeterrelais CR wird mit praktisch konstanrtem Strom gespeist,
der von der Leitung AC über einen Kondensator C2 zugeführt wird, so daß der Strom
i., in der festen Spule S einen um 9ö° gegenüber der Leitungsspannung verschobenen
Phasenwinkel hat, während Spannung und Strom in der beweglichen Spule 111 in Abhängigkeit
von den Resonanzverhältnisse" des Potentiometerkreises schwanken.
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Das Induktionspotentiometer (Variometer) VI wird betätigt durch einen
Motor 475, der z. B. aus einem Synchronmotor besteht, der aus der Leitung AC gespeist
wird. Die Potentiometerwelle :I74 trägt einen Steuerkontakt .I83 und ein Zeichenrad
476. Am Ende jedes Potentiometerkreislaufes berührt der Kontakt .I83 einen festen
Kontakt 481, wodurch ein Steuerimpuls von einem Gleichrichter R zum Schrittschaltwer'k
405 des Wählsc'hülters SS gesandt wird.
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In der abgebildeten Stellung des Schalters SS bildet das induktive
Meßwertaufnahmegerät G2 einen Teil des Resonanzkreises. Daher hängt die Winkelstellung
des Variometers. VI, bei der dieser Stromkreis auf Resonanz abgestimmt ist, von
der Induktanz Lx des Meßwertaufnahmegerätes G2 ab und zeigt daher die Induktanz
und die dadurch gemessene Größe an. Im Augenblick der Resonanz ist der Strom im
Resonanzkreis, der die Wattmeterspule M enthält, genau in Phase mit der Spannung
und daher um 9o° phasenverschoben gegen .den Strom in der festen Spule S. Unter
diesen augenblicklichen Verhältnissen passiert das Drehmoment des beweglichen Relaisgliedes
.I52 den Nullpunkt, so daß dieses Glied seine Stellung ändert und einen. Steuerstromkreis
CC veranlaßt, (las Zeichenrad 476 zu beleuchten, oder sonstwie eine Aufzeichnung
in -der vorstehend. beschriebenen `-eise zu bewirken.
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Diese Wirkung wird erläutert durch das Schema von Fig.11, dessen Ordinate
die Zeit darstellt, während die Abszisse Stromstärke, I''hasenwin'kel oder Drehmoment
wiedergibt entsprechend den betreffenden Strom-, Phasen- und Drehmomentcharakteristiken,
die in dem Schema .gezeigt sind. Die gerade Linie i2 stellt den konstanten Strom
in der festen Spule S des Relais CR und die Linie T,2 den konstanten Phasenwinkel
von 9ö°@ dar, um den dieser Strom .der Spannung in der gleichen Spule voreilt.
Kurve i1 stellt den veränderlichen Strom in der Drehspule M des Relais CR dar, der
bei Resonanz im Augenblick TR einen Höchstwert erreicht. Kurve (V1 stellt den veränderlichen
Phasenwinkel des Stromes i in ,bezug auf die Spannung in der beweglichen Spule M
dar. Während eines Arbeitszyklus des Variometers VI eilt der Strom il in der Spule
M zuerst vor gegenüber der Spannung von Spule 111. Das ist in Fig. 1 t zu ersehen
aus der Tatsache, daß 'links vom. Zeitpunkt TR die L'hasenwinkelkurve (p1 ein allgemeines
Verhältnis zur. Stromkurve il hat, das dem Verhältnis der l'hasenwin'kellinie
992 zur Stromlinie i2 ähnlich ist. Daher eilen zuerst die Ströme in den beiden
Relaisspulen S und M den entsprechenden Spannungen voraus und erzeugen ein Drehmoment
(Kurve Q von einer gegebenen Richtung. Im Augenblick TR der Resonanz passiert die
Phasenwinkelkurve cpl den -Nullpunkt, d. h. der Strom il in Spule 31 ist phasengleich
mit der Spannung der Spule @II, und das Drehmoment t. des Relais i,st gleich Null.
Danach wird der Strom il phasenverzögert gegenüber der Spannung in Spule M. Infolgedessen
kehrt das Drehmoment entsprechend der Kurve t, seine Richtung im Zeitpunkt TR um,
wodurch der bewegliche Relaiskontakt 453 umgelegt wird.
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Eine andere potenrtiometrische Resonanzmethode ist enthalten in dem
in Fig. 12 gezeigten Meßsystem. Eine Anzahl von Meßwertaufnah.megeräten, bestehend
aus veränderlichen Induktanzelementen
G1, G2, G, usw., sind an
die Kontaktbank eines Wählschalters angeschlossen, dessen durch einen Schrittschaltmechanismus
5o5 der beschriebenen Art angetriebenes Glied mit einem aus einem veränderlichen
Kondensator bestehenden Potentiometer VI verbunden ist, und der über einen Widerstand
RE durch eine Wechselstromquelle AC betätigt wird. Eine Glimmlampe L oder eine Funkenstrecke
ist parallel zum Widerstand RE geschaltet und hat eine Zünd- oder Überschlagsspannung,
die größer ist als der Spannungsabfall im Widerstand RE, solange die Eigenfrequenz
der schwingenden Induktanz-Kapazitanz-Kombination des Stromkreises nicht mit der
Frequenz der Stromquelle AC übereinstimmt. Diese Eigenfrequenz wird durch die Induktanzänderung
des durch den Schalter SS gewählten Meßwertaufnahmegerätes verändert und durch die
Verstellung des Kondensators 570 wiederhergestellt,. Das bedeutet, das an
einem bestimmten Punkt der Bewegung des beweglichen Kondensatorgliedes der Spannungsabfall
in der Reaktanzkombination praktisch auf Null sinkt und die volle Spannung der Stromquelle
einen Augenblick im Widerstand RE auftritt und die Lampe L
zum Aufleuchten
bringt. Das auf der Welle 574 des kapazitiven Potentiometers montierte und durch
den Motor 575 angetriebene Zeichenrad 576 wird dann erleuchtet, so d.aß das die
gemessene Größe darstellende Zeichen angezeigt oder registriert wird, wie in Zusammenhang
mit früheren Ausführungen beschrieben. Ein ebenfalls durch den Motor 575 angetriebener
Kontakt 583 schaltet nach Beendigung jedes Meßzyklus den Wählschalter um einen Schritt
weiter. Bei einem System dieser Art kann auch jede andere schwingende Reaktanzkombination,
wie z. B. kapazitive Meßaufnahmegeräte, induktive Potentiometer, zusätzliche feste
Impedanzen oder Kapazitanzen, in einer Anordnung, die zur Erzielung von Resonanz
geeignet ist, verwendet werden..
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Die Fig. 13 und 14 stellen ein System dar, das die Grundzüge
der Erfindung verkörpert und das konstruiert ist für die Übermittlung der Meßergebnisse
eines in der Luft befindlichen Flugzeuges an eine Bodenstation. Fig. 13 zeigt
ein Schema des im, Flugzeug befindlichen Senderteils, und Abb. 14 ist eine schematische
Darstellung, aus der die wesentlichen Schaltungen der Bodenstation ersichtlich sind.
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Der Sen.derteil hat nach Fig. 13 eine Anzahl von Meßaufnahmegeräten
G1, G, usw., bestehend aus Wechselstrom erzeugenden Vorrichtungen, wie Schwingungsmikrophonen,
die über einen Wählschalter SS und einen Gleichrichter Ri mit einer Spule 6o8 eines
Differentialrelais CR verbunden sind. Die andere Relaisspule 61o ist über ein Widerstandspotentiometer
VI und einen Gleichrichter R, mit einer Stromquelle AC verbunden. Der Widerstand.
671 des Potentiometers wird durch einen Schleifkontakt 673 abgetastet, der durch
einen Motor 675 zusammen mit einem auf einer gemeinsamen Welle 674 montierten Kontakt
683 angetrieben wird. Vor Beginn jedes Meßzyklus schickt der Kontakt 683 einen Impuls
über Kontakt 681 zum Schrittschaltwerk 6o5 des Schalters SS, wodurch der Schalter
um einen Schritt fortgeschaltet wird. Gleichzeitig geht ein Synchronisierimpuls
über die Wicklung S._, eines Transformators TR zum Sender TM für die Funkübermittlung
zur Bodenstation. In dem in Fig. 14 gezeigten Empfängerteil geht dieser Impuls vom
Empfänger RV
über ein Filter Fi und betätigt ein Relais RL. Das Relais verbindet
einen Geli-Steh-Antrieb 675' mit einer Stromquelle CS und setzt dadurch ein Zeichenrad
676 in Bewegung, das einen Arbeitszyklus durchläuft in ausreichend genauem Gleichlauf
mit der Bewegung des Potentiometerschleifarmes 673 im Senderteil (Fig. r3). Das
Relais RL (Fig. 14) betätigt ferner einen Nummernspeicher und steuert den Transportmechanismus
295 einer photographischen Registriervorrichtung CA.
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Während jedes Zyklus seiner periodischen Bewegung durchläuft der Schleifkontakt
673 (Fig. 13) eine Winkelstellung, in der die Differentiahvicklung der beiden Relaisspulen
6o8 und 61o ausgeglichen ist, wodurch das dem beweglichen Kontakt 653 mitgeteilte
Drehmoment umgekehrt wird. Dadurch wird der Kontakt veranlaßt, einen Steuerimpuls
über einen Steuerkreis CC und eine zweite Spule Si des Transformators TR zum Sender
TM zu schicken. Dieser Aleßimpuls hat eine Frequenz, die von der des obengenannten
Synchroiiisierimpulses abweicht. In der Bodenstation (Fig. 14) geht der Meßimpuls
über ein Filter F., zu einer Blitzlampe, die den Registrierstreifen in der vorstehend,
beschriebenen Weise belichtet. Ein Zeitanzeiger CL und eine Stirnplatte 677 mit
Belichtungsöffnungen 678, 670 und. 68o sind in ähnlicher Weise wie bei der
Ausführung von Fig. 1, 3 und 4 vorgesehen.
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Ein Differentialrelais des in Fig. 13 gezeigten Typs, (Relais CR mit
zwei differential arbeitenden Spulen 6o8 und 61o und den dazugehörigen entsprechenden
Stromkreisen) kann natürlich ebenfalls bei Messystemen verwendet werden., die entsprechend
den in dieser Spezifikation beschriebenen anderen Ausführungen der Erfindung konstruiert
sind, und es versteht sich ferner, das jedes der anderen Systeme in einen Senderteil
und einen entfernt liegenden Enil)fätigerteil aufgeteilt werden kann, wie in den
Fig. 13 und 14 dargestellt ist. Ein solches Fernübertragungssvstem kann auf verschiedene
Weise abgeändert werden innerhalb des Rahmens und der Grundzüge der Erfindung. Zum
Beispiel ist jedes andere bekannte Mittel zur .Aufrechterhaltung des Gleichlaufs
zwischen der veränderlichen Impedanz oder dem veränderlichen Potentiometer des Meßapparates
in der Sendestation und der Anzeige- oder Registriervorrichtung in der Empfangsstation
anwendbar.
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So kann der Antrieb
675' de: Zeichenrades 676 in Fig. 14 aus
einem kontinuierlich arbeitenden Antrieb bestehen, der mit dein kontinuierlich arj).eitenden
Potentiometer V1 des Gebers synchron läuft, so das der Atitrieli 67-;' nicht durch
ein
| IZ:°lais des durch Rl_ dargestellten Typs gesteuert |
| zu werden oder von einem solchen Relais nur einen |
| entsprechenden Impuls zu erhalten braucht. Eine |
| andere \löglichkeit 1>estelit darin, daß ein Antrieb |
| 675' vorgesehen wird, der in ungefährem Gleich- |
| lauf mit dcui Potentiometer arbeitet, und d.aß beide |
| Steuerimpulse, die vor Beginn und innerhalb jedes |
| Zvklus abgegeben werden, dem Anzeige- oder |
| Registricrapparat zugeleitet werden. Da diese |
| beiden Impulse in einem veränderlichen Abstand |
| aufeinanderfolgen, dessen Dauer von dem ge- |
| messenen `Wert abhängt, stellt der vom anzeigenden |
| Glied 6;6 während dieser Zeitspanne zurückgelegte |
| Weg ein \laß dieser Größe dar. Dieser Weg kann |
| in lrgendeltier geeigneten Weise angezeigt oder auf- |
| gezeichnet werden. Wenn z. B. beide Impulse einer |
| Registriervor richtung zugeleitet werden, wie sie in |
| Fig. 14 dargestellt ist, dann werden während jeder |
| "ilizeln;@ti \UA.Iperiode zwei Angaben aufgezeichnet, |
| und (11c I)itierenz zwischen den beiden aufgezeich- |
| neten Angaben des Zeichenrades stellt den W°rt der |
| ztt niessendcn Größe dar. |
| ,, Hin :Apparat der zuletzt beschriebenen Art ist in |
| Fig. 15 wiedergegeben, die der Fig. 1.4 entspricht |
| mit der Ausnahme. daß das Relais R1_ fortgelassen |
| ist und claß beide Filter F1 und F2 mit der |
| Lampe L verbunden sind. Es wird in Fig. 15 an- |
| #II1e1iomnIen. claß der Motor 775' für das Zeichenrad |
| 7;(> sowie der Zahler NS synchrone mit dem Motor |
| 675 im Geber (Fig. 13) laufen und daß, wie zuvor, |
| der Z;ihler N.@ bei jedem Registriervorgang um |
| einen Schritt v,-eitergeschaltet wird. Während |
| jedes _\rl)eitsz_\-l:lus erfolgt ein zweimaliges Auf- |
| blitzen, einmal zu Beginn des Zyklus über Filter F1 |
| und das andere Mal im Augenblick des Ausgleichs |
| über 1# ilter FZ. Daher zeichnet die durch den Motor |
| 395 angetriebene Kamera CA während jedes |
| :@rlieitsganges zwei Werte auf, und die Differenz |
| zwischeli diesen Werten gibt die gemessene |
| Größe an. |
| Es versteht sich für Fachleute, daß da, wo ein |
| durch einen Steuerimpuls gesteuerter direkt |
| arbeitender elektrischer Motor gezeigt wird, ein |
| konstant laufender elektrischer oder nichtelek- |
| trischer \lotor verwendet werden kann in Verbin- |
| dung mit einer steuerbaren Kupplung, z. B. einer |
| elektromagnetischen Kupplung, die durch die |
| Steuerimpulse veranlaßt wird, den Motor mit dem |
| anzutreibenden Teil zti verbinden oder von ihm |
| abzuschalten. Da diese und andere Varianten |
| keinen Teil der eigentlichen Erfindung bilden und |
| auf diesen und verwandten Gebieten jederzeit ver- |
| fügbar sind, sind sie in den Figuren nicht dar- |
| gestellt. Im- Hinblick auf derartige Möglichkeiten |
| innerhalb des Bereiches und der Besonderheiten |
| der Erfindung soll die Spezifizierung mehr in einem |
| erläuternden als in einem -einschr:inkenden Sinne |
| aufgefaßt werden. |