Schaltung zur elektrischen Abbildung nicht elektrischer Gesetzmäßigkeiten
Von der Möglichkeit, nicht elektrische Vorgänge elektrisch abzubilden, wird vielfach
Gebrauch gemacht. Die vielfach angewandte Abbildung des nicht elektrischen Vorgangs
durch das Ohmsche Gesetz versagt jedoch dann, wenn ein nicht lineares Gesetz zwischen
zwei Größen A und B besteht, wenn es also der Funktion A = a - B'i
genügen soll. Für kleine, nahe z liegende Exponenten läßt sich das Ohmsche Gesetz
noch verwenden, falls man Glühlampen mit positiven oder negativen Temperaturkoeffizienten
als Widerstände wählt. Für größere zwischen 2 und 3 liegende Exponenten kommt man
jedoch mit dem Ohmschen Gesetz nicht aus. Gesetzmäßigkeiten mit Exponenten größer
1,5 treten aber wiederholt auf, beispielsweise bei der sogenannten Wettergleichung,
welche den Zusammenhang des Druckgefälles P, dem Strömungswiderstand W und der Luft-
(Wetter-) Menge M in Form von P = W - M'L mit zwischen Ii = x,7-und 2,7 veränderlichen
Exponenten darstellt.Circuit for the electrical mapping of non-electrical laws The possibility of mapping non-electrical processes electrically is widely used. The frequently used mapping of the non-electrical process by Ohm's law fails, however, if a non-linear law exists between two quantities A and B, i.e. if it should satisfy the function A = a - B'i. For small exponents close to z, Ohm's law can still be used if incandescent lamps with positive or negative temperature coefficients are chosen as resistors. However, Ohm's law is not sufficient for larger exponents between 2 and 3. Laws with exponents greater than 1.5 occur repeatedly, for example in the so-called weather equation, which shows the relationship between the pressure gradient P, the flow resistance W and the air (weather) quantity M in the form of P = W - M'L with between Ii = x, 7 and 2.7 representing variable exponents.
Nach der Erfindung wird als Abbildungsgesetz nicht das Ohmsche Gesetz,
sondern das Wirkleistungsgesetz N = R - J2 zugrunde gelegt, wobei die elektrisch
zu messenden Größen nunmehr Leistung und Stromstärke sind. Wählt man einen stromunabhängigen
Widerstand, so gilt als Exponent genau n = 2. Wählt man jedoch stromabhängige Widerstände,
beispielsweise Metalldraht- oder Kohlefadenlampen, mit positiven bzw. negativen
Temperaturkoeffizienten der Widerstände, so wird selbst R eine Funktion von J und
damit N eine Funktion von J, dessen Exponent von 2 abweicht. Bei positivem Temperaturkoeffizienten
des Widerstandes fällt der Exponent za > 2
(bis über 3), bei negativem
Temperaturkoeffizienten dagegen n < 2 aus. Daher dient nach der Erfindung als
elektrisches Abbildungsmittel nicht elektrischer, durch eine Vunktion
A = a - Bn mit i,5 < n < 3,5 bestimmter Vorgänge eine
Schaltung nach Abb. i, in welcher an den fraglichen Stellen der vielfach sehr ausgedehnten
Schaltung die Stromstärke und die Wirkleistung mit Ampere- und Voltmetern bzw. Wattmetern
gemessen werden'.According to the invention, the mapping law is not Ohm's law, but rather the active power law N = R - J2, the quantities to be electrically measured now being power and current intensity. If you choose a current-independent resistor, the exponent is exactly n = 2. If you choose current-dependent resistances, for example metal wire or carbon filament lamps, with positive or negative temperature coefficients of the resistors, then even R becomes a function of J and thus N becomes a function of J, the exponent of which differs from 2. With a positive temperature coefficient of the resistance the exponent za> 2 (up to more than 3), with a negative temperature coefficient, however, n <2. Therefore, serves according to the invention as an electrical imaging means for non-electrical, by a Vunktion A = a - Bn i, 5 <<3.5 certain operations n is a circuit according to Fig i, in which the issue is subject of many very extensive circuit, the. Amperage and active power can be measured with amperes and voltmeters or wattmeters'.
Die Wahl von-Widerständen in Form von Metalldraht- oder Kohlefadenglühlampen
oder von solchen mit temperaturunabhängigem Widerstand würde nur ganz bestimmte,
durch die Temperaturkoeffizienten dieser Materialien bedingte Exponenten verwirklichen
lassen. Beispielsweise mit Metalldrahtlampen n = 3, n Ü 't Konstantandraht-Widerständeli
n = 2 und mit Kohlefadenlampen i,8. Um aber auch, wie z. B. bei der Darstellung
der Wettergleichung benötigt, alle dazwischenliegenden Exponenten verwirklichen
zu können, müssen Mischungsschaltungen -von stromabhängigen und stromunabhängigen
Widerständen in. Form von Reihen- bzw. Parallelschaltung solcher Widerstände gebildet
werden, wobei das Verhältnis der z. B. in einer Reihenschaltung verwendeten Widerstandswerte
eines Abbildungselements den Temperaturkoeffizienten bestimmt. Man kann näherungsweise
nach der bekannten Schwerpunkts- bzw. Mischungsformel (R1 + R2)
, y12 - ytl R1 + n2 R2 das Verhältnis RJR2 bei gefordertem Mischungsexponenten
n12 und gegebenem Einzelexponenten n1 und % berechnen. Für die Praxis wird man das
zur Erzielung eines geforderten Exponenten n12 notwendige Mischungsverhältnis R3/R2
experimentell ausfindig machen. Zur Herstellung eines bestimmten Exponenten können
auch mehr als zwei Teilwider-' stände verwandt werden.The choice of resistors in the form of metal wire or carbon filament incandescent lamps or of those with temperature-independent resistance would only allow very specific exponents due to the temperature coefficients of these materials to be realized. For example with metal wire lamps n = 3, n Ü 't constantan wire resistance n = 2 and with carbon filament lamps i, 8. But also, such as B. in the representation of the weather equation needed to be able to realize all the intervening exponents, mixing circuits must be formed of current-dependent and current-independent resistors in the form of series or parallel connection of such resistors, the ratio of z. B. resistance values of an imaging element used in a series connection determines the temperature coefficient. One can approximately calculate the ratio RJR2 with the required mixture exponent n12 and given individual exponents n1 and% according to the known center of gravity or mixture formula (R1 + R2) , y12 - ytl R1 + n2 R2. In practice, the necessary mixing ratio R3 / R2 to achieve the required exponent n12 will be found out experimentally. More than two partial resistances can also be used to produce a specific exponent.
Handelt es sich um die Abbildungen einer sehr vielfältigen Einrichtung,
z. B. der Wetterverhältnisse in einem Bergwerk unter Berücksichtigung aller Stollen
und Schächte, so entsteht eine sehr ausgedehnte Abbildungsschaltung. In dieser zu
jedem Abbildungselement (Widerstandskombination) einen Strommesser und einen Leistungsmesser
einzubauen, würde vielfach zu aufwendig. In diesen Fällen wird man mit einem Paar
oder wenigen Paaren von Strom- und Leistungsmessern auskommen und diese -nacheinander
an verschiedenen Stellen der Schaltung einfügen, (Abb. 2).Are the images of a very diverse facility,
z. B. the weather conditions in a mine taking into account all tunnels
and wells, this creates a very extensive mapping circuit. In this too
an ammeter and a power meter for each imaging element (resistor combination)
to build in would often be too time-consuming. In these cases one becomes a couple
or a few pairs of ammeters and power meters and these one after the other
insert at different points of the circuit, (Fig. 2).