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Vorrichtung zur Umwandlung von Stromimpulsen in gleichmäßigen Strom
bei Meßanlagen od. dgl. Beim Fernmessen nach dem Impulshäufigkeitsverfahren wird
beispielsweise an der Impulsempfangsstelle durch die eintreffenden Impulse eine
Kondensatoranordnungderart abwechselnd auf eine Spannungsquelle und ein Meßgerät
geschaltet, daß die einzelnen Kondensatoren jeweils von der Spannungsquelle aufgeladen
und über das Meßgerät entladen werden. Um eine Ablesung am Meßgerät zu ermöglichen,
muß dieses Gerät verhältnismäßig große Trägheit haben. Auch müssen die Impulse verhältnismäßig
rasch aufeinanderfolgen, weil sonst die Zeigerausschläge zu stark schwanken. Man
ist deshalb gezwungen, bei der Fernmessung nach dem Impulshäufigkeitsverfahren mit
einer wesentlich rascheren Impulsfolge zu. arbeiten als bei der Fernzählung, bei
der Sutnmiervorrichtungen nur schrittweise fortgeschaltet werden; müssen: und zwecks
Gewährleistung eines zuverlässigen: Fortschaltens die Impulse nicht so rasch aufeinan@derfolgen
dürfen. Die Verwendung verschiedener Impulsfrequenzen für Fernmessung und Fernzählung
ist sehr lästig. Man benötigt zwei Übertragungskanäle, verschiedenartige Sende-
und Empfangseinrich2.ungen usw.
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Die Erfindung hat im engeren Sinn die Aufgabe, diese Mängel zu vermeiden.
Im weiteren Sinn. dient sie zur Umwandlung von Stromimpulsen in gleichmäßigen Strom.
Schaltungen zum Ausgleich von
Stromschwankungeni-sind vielfach bekannt,
so z. B. bei Glättungseinrichtungen für Gleichrichter. Sie bestehen hier meist aus
Drosselspulen und, Kondlensatoren in kombinierten Schaltungen. =Bei erträglichem
Aufwand an. Kondensatoren und Drosselspulen kann man mit diesen Schaltungen aber
nur sehr rasch aufeinanderfolgende Stromschwankungen, beispielsweise von ioo Hz,
ausgleichen. Bei langsamen Stromschwankungen von i Hz und weniger versagen sie,
wenn, man nicht sehr große Drosselspulen und Kondensatoren anwendet. Nun. liegen
aber gerade z. B. bei einer Fernzählung die Impulse in diesem Frequenzbereich. Bei
Kurzzeitmessungen ist es ferner bekannt, einen Kondensator über einen Widerstand
während der zu messenden Kurzzeit aufzuladen und über :einen hohen Widerstand langsam
zu entlad.-Auch d .ie Erfindung macht von einer solchen Anordnung Gebrauch, uni-
'zwar 'sind zwei öder mehrere aus Kondensatoren und Widerständen, bestehende Kreise
miteinander in Kaskade geschaltet.
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Erfindungsgemäß erhält man bei einer solchen Schaltung ,dadurch mit
einem Mindestaufwand: eine überraschend hohe Vergleichmäßigung, die ohne weiteres
zur Umwandlung von Fernzählimpulsen in einen kontinuierlichen Strom ausreicht, daß
man die Widerstandswerte der einzelnen, Kreise mit zunehmender Ordnungszahl - der
Kreise stark abnehmen, die Kapazitäten der Kondensatoren stark zunehmen läßt"daß
man; insbesondere die Produkte aus Widerstand und Kapazität.der einzelnen Kreise
gleich oder etwa einander gleich macht und den Ouotienten aus der Summe der Widerstände
der auf einen bestimmten Kreis folgenden Kreise und dem Widerstand dieses Kreises
dem Wert Null annähert.
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Diese Stromvergleichmäßigung ist insbesondere darauf zurückzuführen,
daß sich bei einer solchen Schaltung und! Abstimmung eine scheinbare, und zwar sehr
erhebliche Selbstinduktion ergibt, nämlich ein Glied in der Differentialgleichung
für den letzten Kreis der Kaskade, das. die gleiche Dimension hat und an derselben
Stelle der Gleichung steht wie sonst die Selbstinduktion eines aus Kapazität, Selbstinduktion
und Widerstand bestehenden Schwingungskreises. Die oben angegebenen Bedingungen
brauchen nur so weit, wie dies praktisch möglich ist, eingehalten; zu werden. .
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Inder Zeichnung,ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Ein beispielsweise von einem Zähler betätigter Kontaktgeber i (Fing.
i) sendet Stromimpulse an einen Elektromagneten 2 einer Empfangsstelle, der einen
Sperrdaumen 3: aus dem Wege-eines von einem Synchronmotor4 angetriebenen Armes,
5 ausrückt. Eine mit :dem Arm 5. verbundene urrunde Scheibe 6 schließt bei jedem
Umlauf für eine bestimmte Dauer einen Kontakt 7, der eine Gleichstromquelle 8 über
einten: Aufladewiderstand Ro auf einen Kondensator Cl schaltet. Der Kondensator
Cl ist über einen Widerstand R1 mit einem Kondensator C2 und dieser über einen Widerstand
R2 mit der Stromspule'9 eines Kreuzspulmeßgerätes io verbunden, dessen Spannungsspule
i i an der Gleichstromquelle 8 liegt. Der Widerstands R1 und der Korden` s,ator
C1 bilden ein erstes: System S1, der Widerstand R2 und der Kondensator C2 ein zweites
System S2. Die Widerstände und Kondensatoren sind so abgeglichen, da.B R1 # Cl -
R2- C2
wobei d'as Zeichen
bedeuten soll, daß sich der Wert der linken Seite so weit wie praktisch möglich
dem Wert o nähern soll. Sind mehr als zwei Systeme miteinander in Kaskade geschaltet,
dann gilt entsprechend R1 # Cl = R2'' C2 Rn C. und
usw. Solche Zusammenhänge wurden bei Kettenleitern schon für andere Zwecke untersucht.
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Bei :dieser Abstimmung erhält man mit einem Mindestauf wandeine überraschende
Stromvergleichmäßigung, so daß, wenn die Impulse auch verhältnismäßig langsam aufeinanderfolgen,
der Zeiger des Kreuzspulmeßgerätes io fast keine Schwankungen zeigt. Statt des Kreuzspulmeßgerätes
io kann auch ein anderes Meßgerät verwendet werden, jedoch bietet ein. Kreuzspulmeßgerätden
Vorteil, daß Schwankungen der Ladespannung der Gleichstromquelle i& ohne Einfluß
auf die Anzeige sind. Das Kreuzspulmeßgerät io kann ein handelsübliches Meß-gerät
ohne besondere Trägheit oder Dämpfung sein. Wenn durch den Kontaktgeber i eine gleichmäßige
Impulsdauer gesichert ist, dann kann auch dieser unmittelbar an die Stelle des Kontaktes
7 treten.
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Die gleiche Einrichtung kann auch bei der Fernmessung nach dem Impulsdauerverfahren
verwendet werden, wenn also die Meßimpulse periodisch aufeinanderfol:gen, aber verschiedene
Dauer haben, die jeweils dem zu übertragenden Meßwert entspricht. Fig.2 zeigt schematisch
eine solche Anordnung. Das Meßgerät, dessen Anzeige fernübertragen werden soll,
treibt entweder unmittelbar oder mittelbar über ein Kraftverstärkergetriebe eine
Bürste 12 an, die auf einer von einem Synchronmotor 13, angetriebenen Isolierscheibe
14 mit: einem Kontaktbelag 15 schleift. Dem Kontaktbelag 15 wird über eine feststehende
Bürste 16 Strom zugeführt. Die Bürsten 12 und 16 treten: mit dem Kontaktbelag 15
an die Stelle des Kontaktes 7 der Anordnung gemäß Fig. i. Im übrigen ist die Anordnung
-die gleiche. Die Erfindung bietet den Vorteil, daß mit verhältnismäßig geringem
Materialaufwand auch sehr stark schwankende Ströme, insbesondere Impulse, die in
größeren Zeitabständen aufeinanderfolgen, in einen nur von. der Impulsfrequenz bzw.
der Impulsdauer abhängigen Gleichstrom umgewandelt
werden können..
Für Fernmeß- und Fernzählanlagen ergibt sich. noch der besondere Vorteil, daß für
Fernmessungen und Fernzählungen die gleiche Impulsart verwendet werden.. kann. Auch
sonst läßt sich die Erfindung überall dort anwenden, wo es sich um die Vergleichmäß'igung
stark schwankender Ströme bei kleiner Leistung handelt.