DE886226C

DE886226C - Device for converting a measured value that can be represented by a torque into an electrical current with the aid of a compensation device

Info

Publication number: DE886226C
Application number: DES16227D
Authority: DE
Inventors: Hans Henneberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-01-12
Filing date: 1941-01-12
Publication date: 1953-08-13

Description

Einrichtung zur 1Jmwandlunrg eines durch ein Drehmoment darstellbaren Meßwertes in einen elektrischen Strom mit Hilfe einer Kompensationseinrichtung Es ist bekannt, zur Umwandlung eines durch ein Drehmoment darstellbaren Meßwertes in einen elektrischen Strom Kompensationseinrichtungen zu verwenden. Bei einigen bekannten Kompensationseinrichtungen erfolgt die Einregelung des Kompensationsstromes mittels induktiver Regelglieder, und zwar geschieht dies in der Weise, daß .die Rückkopplung eines selbsterregten Röhrengenerators verändert wird, indem eine zwischen der im Anodenkreis und .der im Gitterkreis liegenden Spule befindliche, durch das Kompensationsgerät bewegte Fahne die Spulen mehr oder weniger gegeneinander abschirmt. Diese Kompensationseinrichtungen besitzen zwar den Vorteil, daß sie den Kompensationsstrom kontaktlos und stetig einzuregeln in der Lage sind, jedoch sind sie an das Vorhandensein einer Röhrenschaltung gebunden. Da die Röhren nur eine beschränkte Lebensdauer haben, muß Vorsorge getroffen werden, daß für den Fall des Defekt"verdens einer Röhre keine Beeinträchtigung der Meßwertübertragung stattfindet.Device for 1Jmwandlunrg a representable by a torque Measured value in an electric current with the help of a compensation device Es is known to convert a measured value that can be represented by a torque into to use an electric current compensation device. With some well-known The compensation current is regulated by means of compensation devices inductive control elements, and this is done in such a way that .the feedback of a self-excited tube generator is changed by placing one between the im The anode circle and the coil located in the grid circle, through the compensation device moving flag more or less shields the coils from each other. These compensation devices Although they have the advantage that they make the compensation current contactless and steady are able to adjust, however, they are due to the presence of a tube circuit bound. Since the tubes have a limited life, care must be taken be that in the event of a defect "dilution of a tube does not affect the Measured value transmission takes place.

Die Erfindung zeigt eine anders ausgebildete Kompensationseinrichtung, bei welcher an Stelle einer Röhrenschaltung auch ein magnetischer Verstärker verwendet werden kann. Dieser Verstärker unterliegt keinerlei Abnutzung. Gemäß der Erfindung wirkt auf zwei den Kompensationsstrom einregelnde Spulen ein im wesentlichen konstant bleibender Kraftfluß ein, der durch das Regelglied so verlagert werden kann, daß seine Aufteilung auf die beiden Spulen veränderbar ist. Der Kraftfluß erzeugt in jeder der beiden Spulen .einen Strom, dessen Größe sich nach der räumlichen Einstellung des Kraftflusses zu ,den Spulen richtet. Diese beiden Ströme können zur Steuerung eines Verstärkers, insbesondere eines magnetischen Verstärkers, benutzt werden, der einen der Differenz der beiden Ströme proportionalen verstärkten Strom liefert.The invention shows a differently designed compensation device, which uses a magnetic amplifier instead of a tube circuit can be. This amplifier is not subject to wear and tear. According to the invention has an essentially constant effect on two coils regulating the compensation current more permanent Power flow that shifts through the control element can be that its distribution on the two coils can be changed. The power flow generates a current in each of the two coils, the size of which depends on the spatial Adjustment of the flow of force to the coils. These two streams can used to control an amplifier, in particular a magnetic amplifier the amplified current proportional to the difference between the two currents supplies.

Zweckmäßigerwei.se wird man für die Einregelung des Kompensationsstromes eine Regeltransformatorenanordnung verwenden, - welche zwei auf getrennten Schenkeln angebrachte Sekundärwicklungen und einen gemeinsamen den magnetischen Kreis schließenden beweglichen Teil besitzt. Dieser bewegliche Teil wird bei einer Änderung des Meßwer tes verstellt und schwächt hierbei in dem Schenkel der einen Sekundärwicklung den Kraftfluß und verstärkt ihn in dem Schenkel der anderen Sekundärwicklung. An Stelle eines Transformators mit einer Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen kann man auch zwei Transformatoren mit je einer Primär- und je einer Sekundärwicklung verwenden, bei welchen zwei bewegliche Teile, für jedes Transformatorsystem einer, vorgesehen sind. An Stelle eines Regeltransformators mit Eisen kann man auch Spulenanordnungen ohne Eisen verwenden. Diese können so ausgebildet sein, ,daß relativ zu zwei festen Sekundärspulen eine Primärspule beweglich angeordnet ist.Expediently, one is used to regulate the compensation current Use a regulating transformer arrangement - which two on separate legs attached secondary windings and a common closing the magnetic circuit owns moving part. This movable part is when the measurer changes tes adjusts and weakens it in the leg of a secondary winding Power flow and strengthens it in the leg of the other secondary winding. Instead of a transformer with one primary winding and two secondary windings can be also use two transformers with one primary and one secondary winding each, in which two moving parts, one for each transformer system, are provided are. Instead of a regulating transformer with iron, you can also use coil arrangements use without iron. These can be designed so that relative to two fixed Secondary coils, a primary coil is movably arranged.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. i bis 3 .dargestellt.An embodiment of the invention is shown in FIGS.

Fig. i zeigt eine schematische Ansicht des Kompensationsgerätes, die Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des zur Einregelung ,des Kompensationsstromes dienenden Regeltransformators, während die Fig.3 die Schaltung des Kompensationsgerätes einschließlich eines magnetischen Verstärkers zeigt. In Fig. i ist als Kompensationsgerät ein Ferrariszähler dargestellt, welcher die beiden Ferrarisscheiben i und 2 und die Achse 3 besitzt. Zur Erzeugung des Meßdrehmomentes dient die auf dem schematisch angedeuteten Eisenkern 4 angebrachte Wicklung; der die zu messende Größe zugeführt wird. Es können natürlich mehrere Triebsysteme vorgesehen sein, so daß gleichzeitig mehrere Meßgrößen auf das gleiche Kompensationsgerät einwirken. Auf die sonst bei einem Zähler als Dämpfung.sscheibe dienende Ferrarisscheibe 2 wirken zwei Bremsmagnete 5 ein, welche permanente Magnete sind. Auf der Dämpfungsscheibe befestigt ist eine kleine Rahmenwicklung 6; die sich in dem Feld eines der Dämpfungsmagnete 5 befindet. Durch das Zusammenwirken des Dämpfungsmagnets 5 und der Rahmenwicklung 6 wird das Kompensationsdrehmoment erzeugt.Fig. I shows a schematic view of the compensation device, the Fig. 2 shows an enlarged representation of the adjustment, the compensation current Serving regulating transformer, while Fig.3 shows the circuit of the compensation device including a magnetic amplifier shows. In Fig. I is used as a compensation device a Ferrari counter is shown, which the two Ferrari disks i and 2 and the axis 3 has. The schematic on the serves to generate the measuring torque indicated iron core 4 attached winding; which is supplied with the quantity to be measured will. Of course, several drive systems can be provided so that at the same time several measured variables act on the same compensation device. On the otherwise at Ferraris disk 2, which serves as a damping disk, has two brake magnets acting 5, which are permanent magnets. A is attached to the damping disc small frame winding 6; which is located in the field of one of the damping magnets 5. Through the interaction of the damping magnet 5 and the frame winding 6, the Compensation torque generated.

Zur Einregelung des Kompensationsstromes dient die Regeltransformatoranordnung 7 bis 14, welche in Fig. 2 noch einmal im vergrößerten Maßstab dargestellt ist. Der Regeltransformator besteht aus dem Joch 7 mit den beiden an ihm befestigten Schenkeln 8 und 9, auf welchen die Sekundärwicklungen i i und 12 angebracht sind. Außerdem ist an dem Joch noch der Schenkel io befestigt, welcher die Primärwicklung 13 trägt. Der magnetische Kreis wird geschlossen durch den beweglichen Teil 14, welcher an der Ferrarisscheibe i befestigt ist und infolgedessen je nach der Drehung des Ferrarissystems entweder in der Mitte zwischen .den beiden Sekundärschenkeln 8 und 9 steht oder sich mehr oder weniger über dem Schenkel 8 oder über dem Schenkel 9 befindet.The regulating transformer arrangement is used to regulate the compensation current 7 to 14, which is shown again in FIG. 2 on an enlarged scale. The regulating transformer consists of the yoke 7 with the two attached to it Legs 8 and 9 on which the secondary windings i i and 12 are attached. In addition, the leg io, which is the primary winding, is attached to the yoke 13 carries. The magnetic circuit is closed by the movable part 14, which is attached to the Ferrari disk i and consequently depending on the rotation of the Ferrari system either in the middle between the two secondary legs 8 and 9 stands or is more or less above the leg 8 or above the leg 9 is located.

Die Wirkungsweise .der Kompensationseinrichtung sei an Hand der Fig. 3 erläutert. In dieser Figur sind mit 11, 12, 13 entsprechend den Bezeichnungen in der Fig. 2 die verschiedenen Wicklungen des Regeltransformators bezeichnet. Die Primärwicklung 13 wird unmittelbar aus einer Wechselstromduelle gespeist. Der in der Sekundärwicklung i i induzierte Strom wird durch die Gleichrichteranordnung 27 gleichgerichtet und den beiden Wicklungen 15 und 16 zweier Drosselspulen zugeführt. Die zu diesen Drosselspulen gehörenden Wicklungen sind in den beiden strichlinierten Rechtecken A und B eingeschlossen. Der in der Sekundärwicklung 12 induzierte Strom-wird in der Gleichrichteranordnung 28 gleichgerichtet und den beiden Wicklungen 17 und i8 der Drosselspulen A und B zugeführt. Die Gleichrichtung dieses Stromes erfolgt so, daß seine Wirkung auf die Drosselspulen der der Spule 15, 16 entgegengerichtet ist. Die so vormagnetisierten Drosselspulen besitzen noch eine konstante Vorrnagnetisierung, die durch die Wicklungen i9 und 2o erzeugt wird. Der durch diese Wicklungen fließende Gleichstrom kann mittels des Widerstandes 32 eingestellt werden. Ferner besitzen die Drosselspulen A und B noch die beiden Wechselstromwicklungen 21 und 22. Der diese Wicklungen durchfließende Wechselstrom wird in der Gleichrichteranordnung 29 gleichgerichtet und zur Steuerung einer zweiten vormagnetisierten Drosselspulenanordnung C und D mit Aden Wicklungen: 23 und 26 benutzt. Der zum zweiten Male verstärkte Strom wird den beiden Wicklungen 25, 26 der zweiten Drosselspulenanordnung entnommen, in dem Gleichrichter 30 gleichgerichtet und der in Reihe beschalteten Kompensationsspule6 sowie dem Verbraucher 31 zugeführt. Der Verbraucher kann ein beliebiges anzeigendes oder schreibendes Meßgerät oder irgendeine Regeleinrichtung oder ein Fernmeßsender oder -empfänger sein. Es können auch mehr als zwei Verstärkerstufen benutzt werden; dann kämen weitere Drosselspulenpaare usw. zur Anwendung.The mode of operation of the compensation device will be explained with reference to FIG. In this figure, 11, 12, 13, corresponding to the designations in FIG. 2, denote the various windings of the regulating transformer. The primary winding 13 is fed directly from an alternating current duel. The current induced in the secondary winding ii is rectified by the rectifier arrangement 27 and fed to the two windings 15 and 16 of two choke coils. The windings belonging to these choke coils are enclosed in the two dashed rectangles A and B. The current induced in the secondary winding 12 is rectified in the rectifier arrangement 28 and fed to the two windings 17 and 18 of the choke coils A and B. This current is rectified in such a way that its effect on the choke coils is opposite to that of the coil 15, 16. The choke coils which are pre-magnetized in this way still have a constant pre-magnetization, which is generated by the windings 19 and 20. The direct current flowing through these windings can be adjusted by means of the resistor 32. The choke coils A and B also have the two alternating current windings 21 and 22. The alternating current flowing through these windings is rectified in the rectifier arrangement 29 and used to control a second premagnetized choke coil arrangement C and D with Aden windings: 23 and 26. The current, which is amplified for the second time, is taken from the two windings 25, 26 of the second choke coil arrangement, rectified in the rectifier 30 and fed to the compensation coil 6 connected in series and to the consumer 31. The consumer can be any indicating or writing measuring device or any regulating device or a remote measuring transmitter or receiver. More than two amplifier stages can also be used; then further pairs of inductors etc. would be used.

Solange sich der bewegliche Teil 14 genau in der Mittelstellung zwischen den beiden Schenkeln 8 und 9 befindet, wird in den Wicklungen i i und 12 eine gleich große Spannung induziert werden, wobei sich die Wirkungen dieser Spannungen auf die vormagnetisierten Drosselspulen A und B aufheben, da die Spannungen im.entgegengesetzten Sinne auf .die Drosselspulen einwirken. Wenn jedoch das Kompensationsgerät infolge einer Änderung des Meßwertes beispielsweise in der Richtung des Pfeiles ausschlägt, so daß der bewegliche Teil 14 sich über den Sekundärschenkel g bewegt, so wird der in der Sekundärwicklung i i entstehende Strom größer, der Strom in der Wicklung i2 geringer. Die Differenz der beiden Ströme wird sich in ihrer magnetisierenden Wirkung zu,der Wirkung,der konstanten Vormagnetisierung durch die Wicklungen i9 und 2o addieren und wird die Durchlässigkeit der Drosselspulen für den in den Wicklungen 21 und 22 fließenden Wechselstrom entsprechend verändern. Hierbei ändert sich auch der im zweiten Spulenpaar C, D erzeugte Wechselstrom und infolgedessen auch der die Kompensationsspule sowie den Verbraucher durchfließende, der Gleichrichteranordnun:g 3o entnommene Gleichstrom. Dieser Verstellvorgang :des Kompensationsgerätes wird so lange andauern, bis das durch die Kompensationsspule 6 erzeugte Drehmoment gerade dem Meßdrehmoment die Waage hält. Dann ist aber :der die Kompensationsspule und den Verbraucher durchfließende Strom proportional der auf das Kompensationsgerät einwirkenden Meßgröße.As long as the movable part 14 is exactly in the middle position between the two legs 8 and 9 is located, one becomes the same in the windings i i and 12 Large voltage can be induced, the effects of these voltages on cancel the premagnetized reactors A and B, as the voltages are in the opposite Senses act on .the choke coils. However, if the compensation device as a result a change in the measured value, for example in the direction of the arrow turns out so that the movable part 14 moves over the secondary leg g, so the The current in the secondary winding i i is greater, the current in the winding i2 lower. The difference between the two currents is reflected in their magnetizing Effect on, the effect, the constant premagnetization through the windings i9 and add 2o and becomes the permeability of the inductors for the one in the windings 21 and 22 change the alternating current flowing accordingly. This also changes the alternating current generated in the second pair of coils C, D and consequently also the the compensation coil as well as the consumer flowing through, the rectifier arrangement: g 3o drawn direct current. This adjustment process: the compensation device is continue until the torque generated by the compensation coil 6 is just the measuring torque is balanced. But then: the one is the compensation coil and The current flowing through the consumer is proportional to that of the compensation device acting measurand.

Claims

PATENT CLAIM :: i. Device for converting a through a torque representable measured value in an electric current with the help of a compensation device, in the, the adjustment of the compensation current by means of inductive control elements occurs continuously, characterized in that the compensation current regulates on two Coils a substantially constant power flow acts through the Control element can be shifted so that its division between the two coils is changeable. Device according to Claim i, characterized in that the adjustment of the compensation current through a transformer arrangement with two on separate Secondary windings attached to the legs and a common one, the magnetic Circle closing, movable part is effected, which when changing the Measured value is adjusted and here in the leg of a secondary winding the power flow increases, in the leg of the other secondary winding weakens. 3. Device according to claim i, characterized in that the two secondary windings generated currents are converted into direct currents and used to control a magnetic Amplifier can be used. Device according to Claims i to 3, characterized in that that a meter is used as a measuring mechanism, on which the movable core and the Compensation frames are attached.