DE895577C

DE895577C - Fernuebertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE895577C
Application number: DEH866D
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Hunsinger
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1940-01-20
Filing date: 1940-01-20
Publication date: 1953-11-05

Description

Fernübertragungseinrichtung Die Aufgabe, Drehbewegungen und Winkelstellungen von bestimmter Größe an einem vom Geber entfernten Ort proportional wiederzugeben, wird in der Meßtechnik häufig gestellt, vornehmlich bei der Fernübertragung von Meßwerten, die durch die Stellung des Drehsystems von Meßgeräten gegeben werden, mögen diese nun mechanische oder elektrische Instrumente sein. In diesen Fällen strebt man danach, besonders wenn das vorhandene Drehmoment klein ist, durch die Fernübertragungseinrichtung das Gebersystem. sowenig wie möglich zusätzlich zu belasten. Gegenstand der Erfindung ist eine Fernübertragungseinrichtung ohne Rückwirkung auf das Gebersystem. Die Einrichtung ist wie folgt getroffen. Das Geberinstrument, dessen Einstellung übertragen werden soll, und ein Nachlaufinstrument, das mit dem entfernten Empfänger elektrisch verbunden ist, beeinflussen beide ein Lichtstrahlenbündel derart, daß bei Abweichung der Winkelstellungen beider Geräte der eine oder der andere von zwei Strahlungsempfängern mehr oder weniger bestrahlt wird und daß bei Übereinstimmung beider Winkelstellungen beide Strahlungsempfänger nicht getroffen werden. Die beiden Strahlungsempfänger sind so mit einem richtkraftlosen Galvanometer zusammengeschaltet, daß jedem Strahlungsempfänger eineAusschlagrichtung dieses Galvanometers zugehört. Von der Stellung dieses Galvanometers ist die Belichtung einer Fotozelle abhängig, die die Gitterspannung einer Elektronenröhre und damit .demAnodenstrom beeinflußt. Im ,Anodenstromkreis liegen sowohl das erwähnte Nachlaufinstrument wie auch das Empfangsgerät oder die Empfangsgeräte. Auf diese Weise ist der Anodenstrom abhängig von der Einstellung des Galvanometers; das Nachlaufinstrument verstellt sich daher in der einen oder anderen Richtung so lange, bis seine Winkelstellung der des Geberinstrumentes entspricht und damit das Galvanometer stromlos ist. Jeder Winkelstellung des Nachlaufinstrumtes entspricht somit ein bestimmter Strom, der an beliebiger Stelle angezeigt, aufgeschrieben oder zum Regeln oder Signalisieren benutzt werden kann. Die so arbeitende Einrichtung ist grundsätzlich unabhängig von der absoluten Größe wie auch der zeitlichen Änderung der Hilfsspannungen, der Eigenschaften derElektronenröhre und der Fotozelle im Gitterkreis sowie auch der beiden Strahlungsempfänger.
Ein einfaches Beispiel für die Einrichtung, mit deren Hilfe das Geberinstrument und das Nachlaufinstrument gemeinsam das Lichtstrahlenbündel beeinflussen, ist die Benutzung von Abdeckscheiben. Das Drehsystem des Gebers und das des Nachlaufgerätes tragen je eine Scheibe, die einander axial gegenüberstehen und bei gleicher Winkelstellung beider Drehsysteme in axialer Richtung, die mit der Richtung des Lichtstrahlenbündels gleich ist, das Licht vollständig abdecken. Am einfachsten wird jede Scheibe als Halbkreis ausgeführt; bei gleicher Winkelstellung ergänzen die beiden Scheiben dann einander in axialer Richtung zu einem Vollkreis; bei Abweichung der Winkelstellung wird ein größerer oder kleinerer Sektor auf der einen oder der anderen Seite frei und dadurch der eine oider der andere Strahlungsempfänger mehr oder weniger bestrahlt. Am Geberinstrument kann die Abdeckscheibe so angebracht werden, daß dessen übrige Funktionen nicht verändert werden; das Geberinstrument kann also auch gleichzeitig als Anzeigeinstrument dienen; eine Sonderausführung ist für das Gebergerät nicht erforderlich. Als Lichtstrahlungsempfänger eignen sich Fotozellen oder Fotoelemente; sie brauchen weder untereinander gleiche Empfindlichkeit zu haben noch über ihre ganze Fläche konstante Empfindlichkeit aufzuweisen. Als Wärmestrahlungsempfänger sind Thermoelemente geeignet. Man kann auch Thermoelemente in Luft anwenden und an Stelle des Licht- oder Wärmestrahlenbündels einen konstanten Luftstrom nach Art der bekannten Bolometerverstärker benutzen, der durch die Abdeckscheiben gesteuert wird. Das. richtkraftlose Galvanomter braucht nicht über eine Fotozelle den Anodenstrom einer Röhre zu steuern, sondern es kann auch z. B. ähnlich wie die bekannten Bolometerverstärker durch Steuerung eines Luftstromes das Gleichgewicht einer Bobmeter enthaltenden Brückenschaltung stören und auf diese Weise einen proportionalen elektrischen Strom steuern.
Die Abb. i und 2 zeigen schematisch den Erfindungsgedanken. Die Seitenansicht Abb. i verdeutlicht die Anordnung der Achse i des Gebergerätes und der Achse 2 des Empfängergerätes sowie der beiden Abdeckscheiben 3, 4, der beiden Empfänger 5, 6 und des Licht-, Wärme- oder Luftstromes 7. In Abb. 2 bedeutet I1 die Scheibe auf der Achse des Gebergerätes, 12 die Scheibe auf der Achse des Nachla@ufgerätes, 13, 14 die beiden Strahlungsempfänger, 15 das richtkraftlose Galvanometer, das die Bestrahlung der Fotozelle 16 durch das von der Lichtquelle 17 ausgesandte Lichtstrahlenbündel 18 steuert; i9 ist die Elektronenröhre, in deren Gitterkreis die Fotozelle 16, eine Hilfsspannungsquelle 2o und ein Ableitwiderstand 2i liegen und deren Anodenkreis gebildet wird aus der Spannungsquelle 22, dem Nachlaufgerät 23, auf dessen Achse die. Scheibe 12 sitzt, der Fernleitung 24 und dem Empfangsgerät 25. Sind ,die Strahlungsempfänger 13, 14 nicht Fotozellen oder Thermoelemente, sondern Bolometer, so wird ,der aus 13, 14, 15 gebildete Stromkreis durch Einführen einer oder mehrerer Spannungsquellen so ergänzt, daß die Widerstandsänderungen der beiden Bolometer im gleichen Sinn wirken wie die Spanriungen der Thermoelemente oder Fotozellen. An die Stelle der Fotozelle 16 und der Elektronenröhre 19 kann auch, wie erwähnt, z. B. eine Steuerung des 23, 24, 25 durchfließenden Stromes nach Art der bekannten Bolometerverstärker treten. Der senkrecht zur Zeichenebene verlaufende, auf die Scheiben 11, 12 fällende Licht-, Wärme- oder Luftstrom ist nicht eingezeichnet.
Eine Fortführung der Erfindung sieht vor, den aus 23, 24,25 gebildeten Stromkreis und den aus 13, 14, 15 gebildeten Steuerstromkreis durch eine Gegenkopplung miteinander zu verbinden, um Pendelurigen zu vermeiden. Hierzu dient zweckmäßig eine induktive Kopplung der genannten Kreise mit Hilfe eines Transformators.
Eine Weiterbildung der Erfindung bei mehreren Fernübertragungseinrichtungen der beschriebenen Art besteht darin, daß beliebige Summierungen auf rein elektrischem Weg vorgenommen werden, ohne daß die einzelnen Übertragungseinrichtungen aufeinander einwirken. Es kann z. B. die Summe der Einstellung mehrerer Geber elektrisch gebildet werden, es können aber auch ebenso beliebige Teilsummen und Differenzen gebildet werden. Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei drei Fernübertragungseinrichtungen. 34 32, 33 sind die Elektronenröhren der drei Fernübertragungseinrichtungen A, B, C; die Steuerkreise, die unabhängig voneinander sind, sind nicht eingezeichnet.. 34, 35, 36 sind die drei Nachlaufinstrumente von A, B, C. Das Instrument 37 zeigt den Stand A, 38 den StandB, 39 den StandC, 40 zeigt die SummeA+B, 41 zeigt A+B+C. Von den tGeräten 37, 3$, 39, 40, 41 können einzelneAnzeigeinstrurnente sein, andere schreibende -Geräte oder Regelgeräte, es können auch Signalisiereinrichtungen für die einzelnen Größen oder für bestimmte Summen vorgesehen werden.

Claims

PATEN TANSPRGCHE: 1. Einrichtung zur Fernübertragung der Stellung des Drehsystems von mechanischen oder elektrischen Geberinstrumenten durch Abbildung dieser Stellung in einem Empfangsgerät durch einen proportionalen elektrischen Strom mit Nachfaufinstrument, Licht-, WärmeoiderLuftstrom und zweiEmpfängern fürStrahlung oder Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehsystem des Gebergerätes und das mit einer Richtkraft versehene Drehsystem des Nachlaufgerätes einen Licht-, Wärme- oder Luftstrom steuern und daß bei größerer oder kleinerer Abweichung der Winkelstellungen beider Geräte voneinandeZ nach der einen oder anderen Richtung der eine oder der andere Empfänger mehr oder weniger stark getroffen wird, wobei die beiden Empfänger ein richtkraftloses Galvanometer steuern, das seinerseits in bekannter Weise z. B. über Fotozellen und Elektronenröhren oder durch Bolometerverstärkeranordnung einen Stromkreis proportional steuert, in dem das Nachlaufinstrument und das Empfangsgerät oder die Empfangsgeräte liegen.
2. Einrichtung zur Fernübertragung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Licht-, Wärme- oder Luftstromes mit Hilfe von Alxdeckscheiben geschieht, von denen eine am Drehsystem des Geberinstrumentes, die andere am Drehsystem des Nachlaufinstrumentes befestigt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Empfänger Fotozellen oder Fotoelemente benutzt werden und ein Lichtstrom gesteuert wird.
4. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Empfänger Thermoelemente benutzt werden und ein Wärmestrom gesteuert wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftstrom benutzt wird und strömungsempfindliche Empfänger, insbesondere Bolometer, gesteuert werden.
6. Einrichtung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Gegenkopplung zwischen dem Kreis, in dem das Galvanomter liegt, und dem Kreis, in dem das Nachlaufinstrument liegt, vorhanden ist, die beispielsweise mittels eines Transformators bewirkt wird.
7. Anwendung mehrerer Einrichtungen nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Summe aller Gebereinstellungen oder zur Bildung beliebiger Teilsummen die von mehreren Einrichtungen erzeugten proportionalen Ströme in einem oder mehreren Empfangsgeräten in je einer gemeinsamenWicklung oder in getrennten Wicklungen gleichzeitig zur Wirkung gebracht werden, wobei Rückwirkungen der Einrichtungen aufeinander durch entsprechende Trennung der Schaltglieder vermieden sind. Angezogene Druckschriften: Archiv für technisches Messen, 1032, J 034 - 3.