-
Schaltungsanordnung zur Mittelwertbildung von Meßgrößen, z. B. für
die Mengenmessung Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zur Mittelwertbildung
von Meßgrößen, z. B. für die Mengenmessung.
-
Die Forderung nach einer derartigen Mittelwertbildung tritt besonders
z. B. dann auf, wenn die Meßwerte sehr unregelmäßig anfallen. Dann gibt es Fälle,
bei denen nur der Mittelwert Bedeutung hat, z. B. beim Messen von Flüssigkeitsmengen
od. dgl.
-
Die bekannten Mittelwertschreiber arbeiten in der Weise, daß die Meßwerte
in proportionale Impulse verwandelt werden, die dann zur Einstellung komplizierter
mechanischer Schrittschaltwerke dienen. In Abhängigkeit von der Einstellung dieser
Schrittschaltwerke wurde dann der Meßwert registriert.
-
Abgesehen von dem komplizierten mechanischen Aufbau dieser Einrichtungen,
die jeweils ihrem Verwendungszweck angepaßt werden müssen, treten Schwierigkeiten
auf in der zeitlichen Durchführung der erforderlichen Steuervorgänge.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Mittelwertbildung
mit einfachsten Mitteln genau durchzuführen, was dadurch erreicht wird, daß der
sich in Impulsen ausdrückende Meßwert während einer bestimmten Zeit zur Einstellung
von in .der Fernmeldetechnik bekannten Wählern (Schrittschaltwerken, Relaiswählern)
dient bei Bildung eines der Wählereinstellung entsprechenden elektrischen Wertes
zwecks Anzeige bzw. Registrierung des so erhaltenen Mittelwertes. Auf diese Weise
kann mit seit Jahren erprobten Schaltelementen gearbeitet werden mit dem zusätzlichen
Vorteil, daß die Registrierung der erhaltenen Mittelwerte auf Registriergeräten
erfolgen kann, die bereits anderen Zwecken dienen, so z. B. mittels
Mehrfachfallbügelschreiber,
die im vorliegenden Fall dann auch zugleich die Zeitsteuerung übernehmen können.
Zweckmäßig wird nach der Erfindung mit den sogenannten aus der Fernmeldetechnik
weitgehend bekannten Wählerrelais gearbeitet. Diese Wählerrelais bringen, abgesehen
von einer einfachen Bauart, den Vorteil mit sich, daß sie infolge ihrer verhältnismäßig
geringen Anzahl von Schaltstellungen nur einen kurzen Rückweg in die Ruhelage haben.
Für d-dn Fall, daß die Schaltstellungen dieser Wählerrelais, z. B. 36 Stellungen,
für eine genaue Mittelwertbildung nicht ausreichen, kann das Wählerrelais mehrere
Umläufe machen. Um für diese Fälle die Anzahl der Umläufe mit in die Messung eingehen
zu lassen, ist schaltungsgemäß so verfahren, daß jeweils der einem Umlauf entsprechende
Spannungsbetrag eines Spannungsteilers vor dem nächsten Umlauf vorgeschaltet wird.
-
Um Impulse, die während der Laufzeit des Wählers eintreffen, mit in
die Messung eingehen zu lassen, ist Vorsorge getroffen, daß ein zweiter Wähler aufnahmebereit
ist. Dabei wird dafür gesorgt, daß ein während der Umschaltzeit auf den Relaiswähler
eintreffender Impuls jeweils nur von einem der beiden Wähler aufgenommen wird zwecks
Vermeidung einer Doppelzählung.
-
Der Einfachheit halber arbeiten beide Wähler in solchen Fällen auf
denselben Spannungsteiler. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
-
Fig. 1 zeigt den einfachen Fall unter Verwendung nur eines Wählerrelais
bei Registrierung mittels Numoschreibers (Schreibei mit Nulleinstellmotor), während
-Fig.2 ein Ausführungsbeispiel bei Verwendung mehrerer Wähler zeigt und eine Registrierung
mittels Fallbügelschreibers vorsieht.
-
In der Fig. i ,gelangen die der Meßgröße proportionalen Impulse über
den Impulskontakt i in die Schaltungsanordnung. Durch Kontakt i wird über die Ruheseite
des Kontaktes 2 x i der Magnet 3 des Wählerrelais WR betätigt. Damit hat
dann das Wählerrelais einen Schritt ausgeführt. Die folgenden Impulse werden entsprechend
durch den Magneten 3 des Wählerrelais WR aufgenommen. An die Kontaktbahn des Wählerrelais
WR ist der Spamiungsteiler ¢ angeschaltet. Entsprechend der durch das Wählerrelais
WR eingenommenen Stellung entsteht zwischen Minus und dem unten in der Zeichnung
schematisch angegebenen Wählerarm 5 eine der Anzahl der Impulse proportionale Spannung.
Nimmt man für das Wählerrelais 36 Stellungen an, so gelangt der Wählerarm 5 damit
nach einem Umlauf wieder auf die Ausgangsstellung zurück. .
-
In der Stellung 36 (im Kreis) von WR wird der Nockenkontakt ä von
WR geschlossen, so daß das Verzögerungsrelais B i zum Ansprechen komipt,
und zwar über die Ruheseite des Kontaktes 9 b:2.
Das Relais
B i schließt seinen Kontakt 7 b i. Über den beim Weiterschalter des
Wählers auf Stellung i (im Kreis) dann geschlossenen Nockenkontakt io zieht das
Relais -B2 über Kontakt I I y an. Das Relais hält sich über seinen Haltekontakt
12 b 2. Durch Umlegen der Kontakte 13 b 2 und 14 b 2 erfolgt eine
Umschaltung am Spannungsteiler derart, daß die Spannung am Punkt 6 um den einem
vollen Umlauf des Wählers entsprechenden Spannungsbetrag erhöht wird.
-
Dieses Spiel wiederholt sich in gleicher Weise während und nach dem
zweiten Umlauf. Beim zweiten Umlauf werden als Schaltrelais die Relais C z und C
2 wirksam. Nach dem zweiten Umlauf ist dann über die Kontakte 1,5c2 und 16c2 wiederum
eine entsprechende Spannungserhöhung am Spannungsteiler ¢ .bewirkt worden. Das Relais
C 2 spricht über 17 c i an und wird über seinen Kontakt 1&C2 gehalten. Die Umschaltung
von Relais B i und; C i ist .durch das Ansprechen des Relais B 2 und Umlegen seines
Kontaktes 9 b:2 .durchgeführt worden.
-
Am Ende der Meßperiode wird z. B. in Abhängigkeit der Zeitschalteinrichtung
eines Numoschreibers der Kontakt i9 geschlossen. Dadurch stellt sich in bekannter
Weise der Numoschreiber auf den Spannungswert am Spannungsteiler 4 ein, und der
Mittelwert wird registriert. Nach Öffnen des Kontaktes i9 schließt kurzzeitig der
Kontakt 2o, der den Rücklauf des.Wählers in die Ausgangsstelle bewirkt. Dadurch
wird das als Verzögerungsrelais ausgebildete RelaisXi zumAnsprechen gebracht und
schaltet durch seinen Kontakt 21 x i das Relais Y_ ein. Das Relais Y öffnet
mit seinem Kontakt 22y den Stromkreis .für das Relais X i und hält
sich über seinen Kontakt 23 y für die Dauer des Schließens des Kontaktes 2o. Durch
Öffnen des Kontaktes i i y fallen die beiden Relais B2 und C2 ab. Das Relais X i
fällt verzögert ab und schaltet während seiner Anzugszeit mit seinem Kontakt 2 x
i das Wählerrelais über Kontakt 24x i in einer Unterbrecherschaltung mit Relaiskontakt
25 wr an .den Nockenkontakt io von PT'R. Die Unterbrecherschaltung arbeitet
über die Kontakte 25 wr und 24x i so lange, bis in der Stellung i des Wählers
(im Kreis) der Kontakt io die Fortschaltung in diesem Unterbrecherstromkreis unterbricht.
-
In der Fig.2 ist eine Anordnung dargestellt, bei der mit zwei Wählerrelais
gearbeitet wird. Um das mit der Fig. i Übereinstimmende deutlich zu machen, sind
die beiden Schaltungen gemeinsamen Relais mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
So sind die beiden Wählerrelais mit WR i und WR 2 bezeichnet, und die Relais B i,
B:2 und C i, C:2 kehren wieder.
-
Über den Impulskontakt so gelangen die Meßimpulse auf den Magneten
des Wählerrelais WR i. Stromlauf: -, Kontakt 30, Kontakt 319 des Relais G, Wählerkontakt
32w1.2 des Wählerrelais WR 2, Kontakt 33x des Relais X, Magnet
von WR i, -I-. Dadurch wird das Wählerrelais um einen Schritt fortgeschaltet. In
dieser Weise schaltet das Wählerrelais Zweiter, wodurch es in die Endstellung 36
(im Kreis) gelangt. In dieser Stellung spricht das Relais B i über den Nockenkontakt
34ze@r i, Kontakt 35 f und Kontakt 36 b,2 an. Das als Verzögerungsrelais
ausgebildete
Relais B i schließt seinen Kontakt 37 b i und damit folgenden Stromkreis für das
Relais B 2 : -, Kontakt 38 wr i, Kontakt 39 f, Kontakt 37 b
i, Wicklung des Relais B 2, Kontakt 40 x i, 41 y i, +. Das Relais
B 2
spricht an, wenn WR i weiterschaltet auf Stellung i (im Kreis)
und somit 38wri geschlossen wird. Es hält sich über seinen Kontakt 42 b 2. Über
Kontakt .13 b 2 und 44 b 2 wird die Spannung am Spannungsteiler 45 um den
Spannungsbetrag erhöht, der einem Umlauf entspricht.
-
In gleicher Weise wiederholt sich wie bei der Fig. i dieses Spiel
beim zweiten Umlauf, wobei die Relais C i und C2 dann die Schaltungen übernehmen.
Die Umschaltung von den Steuerrelais B i und B 2 auf die entsprechenden Relais C
i und C 2 erfolgt durch den Kontakt 36 b 2. Durch Ansprechen des Relais
C 2 werden die Kontakte 46 c 2 und 47 c 2
betätigt, wodurch
wiederum eine Spannungserhöhung am Spannungsteiler 45 bewirkt wird.
-
Am Ende dieser Meßperiode müssen folgende Vorgänge ausgelöst werden:
Der Meßwert muß durch .das Instrument 48 angezeigt bzw. registriert werden. Die
ankommenden Impulse müssen dem zweiten Wählerrelais WR :2 zugeführt werden. Die
Spannungsteilerumschalterelais Bi, B2 und C i, C2 sind. auf die Nockenkontakte
des zweiten Wählerrelais zu schalten. Der erste Wähler WR i muß in die Ausgangsstellung
zurücklaufen. Das Instrument 48 muß auf den Wählerarm des zweiten Wählerrelais WR2
umgeschaltet werden.
-
Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Zeitbestimmung von
einem Zeitschaltwerk eines Fallbügelschreibers ausgeht. Abhängig von diesem Zeitschaltwerk
wird zier Meßwert in der Stellung 49 .einer Kontaktbahn im Umschalter eines Sechsfarbenschreibers
an den Fallbügelschreiber 48 gelegt und beim Weiterschalten von 49 in Stellung
50 gedruckt. In der Stellung 49 spricht über den Kontakt 521a das Relais
G an. Das Relais G hält sich über den Kontakt 53f und über seinen Kontakt
54g. Durch Umlegen des Kontaktes 549 fällt .das Relais F ab. Durch Ansprechen von
G wird der Kontakt 319 umgelegt und dadurch ein Stromkreis für das zweite
Wählerrelais WR2 vorbereitet, so daß das Wählerrelais durch Schließen von Kontakt
3o betätigt werden kann. Der Stromverlauf ist folgender: -, Kontakt 30, 319,
55 ze'r i, 56y, WR 2, +.
-
Um beim Umschalten von Kontakt 319 zu verhindern, daß ein gerade
vorhandener oder ankomniender Impuls von beiden Relais aufgenommen wird, ist folgende
Anordnung getroffen: Beim Ansprechen des Magneten WR i wird sofort der Kontakt
6o Zehr i geschlossen und der Kontakt 55 1r i geöffnet. Dadurch kann ein bereits
bestehender Impuls nur von WR i aufgenommen werden. In entsprechender Weise ist
umgekehrt das Relais Pi'R 2 mit einem Kontakt 6i wr 2 versehen. Damit
beginnt die nächste Meßperiode, in welcher die Impulse von den Wählerrelais WR2
aufgenommen werden. Durch das bereits beschriebene Abfallen des Relais F «-erden
die Relais B i, C i und B 2,
C2 durch die Kontakte 35 f und
39 f an die Nockenkontakte 62 wr 2 und 63 wr 2 angelegt. Die
Wirkungsweise für das Wählerrelais WR 2 ist dieselbe wie für das Wählerrelais WR
i. Wenn der dem Farbenschreiber zugeordnete Umschalter in die Stellung 5o kommt,
spricht über den Ruhekontakt 64h das Relais X an. Durch Ansprechen des Relais X
wird das Wählerrelais WR i durch den Kontakt 33x über .den Kontakt 65 x i an Minus
gelegt. Für das Relais X i wird durch Schließen des Kontaktes 66x ein Stromkreis
über den Nockenkon.takt 38 wr i des Wählerrelais WR i und den Relaiskontakt
67 wr i des Wählerrelais WR i geschlossen. Es entsteht dadurch eine Wechselschaltung
zwischen WR i und X i, wodurch WR i bis zu seiner Ausgangsstellung
durchgeschaltet wird. Durch Ansprechen des Kontaktes 4ox i sind die Relais B 2,
C 2 abgeworfen worden. Damit beim Rücklauf des Wählerrelais WR i der Stromkreis
des Wählerrelais WR2 nicht über 55 wr i unterbrochen wird, wird dieser Kontakt durch
68x überbrückt. In entsprechender Weise geschieht dies beim Rücklauf von WR 2 durch
Kontakt 69 y.
-
Wenn der Umschalter im Schreiber auf Stellung 51 weitergeschaltet,
spricht über Kontakt 70g das Relais H an. H hält sich über
71 k und 72 h. Durch Ansprechen von 721a fällt Relais K ab. Durch
das Abfallen des Relais K wird über Kontakt 73k der Schreiber 48 an den Wählerarm
des Wählerrelais WR 2 angeschlossen. Durch Ansprechen von H sind außerdem die Kontakte
521a und 64h umgelegt worden. Das bewirkt, daß beim nächsten Umlauf des Umschalters
im Sechsfarbenschreiber die Relais F, K und Y ansprechen. Durch Ansprechen des Relais
Y wird durch die Kontakte 74y, 75y und 56y in :gleicher Weise wie durch die entsprechenden
Kontakte 65 x i, 66x und 33 x der Rücklauf des Wählerrelais WR 2 über
die Kontakte 63 wr 2 und 76wr2 bewirkt. Das Relais Yi entspricht dem Rücklaufrelais
X i.