DE896027C

DE896027C - Reception method for the remote frequency measurement method

Info

Publication number: DE896027C
Application number: DEA5228D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr-Ing Staeblein
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-11-02
Filing date: 1943-11-02
Publication date: 1953-11-09

Description

Empfangsverfahren für das Freduenzfernmeßverfahren Für das Frequenzfernmeßverfahren, bei dem die zu Meßgröße mittels einer Wechselstromhilfsgröße übertragen wird, deren. Frequenz dem Meßwert zugeordnet wird, so daß sie sich mit der Größe und unter Umständen, mit dem Vorzeichen der Meßgröße ändert, ist eine nach dem Kompensationsprinzip arbeitende Empfangseinrichtung bekanntge-,vorden. Bei .dieser wird in der Empfangseinrichtung ein Hilfsgenerator vorgesehen, der selbsttätig ,durch eine Steuergröße so eingeregelt wird, daß er in Frequenzübereinstimmung mit der von der Gebereinrichtung her abgeleiteten und zur Empfangsstelle übertragenen Frequenz steht, wobei die zur Herstellung dieses Gleichgewichtszustandes erforderliche Hilfsgröße zur Anzeige des Meßwertes dient, da zwischen ihr und der Frequenz nahezu Proportionalität besteht. Diese Einrichtung hat den Nachteid, daß sie bei stark wechselnder Frequenz arbeiten muß, so daß nur wenige Vergleichsverfahren für dlie Frequenz möglich sinid, insbesondere ein Verfahren., bei dem die Hilfsgröße durch einfache Überlagerung der beiden Spannungen gewonnen wund, wobei abhängig von ihrer Phasenlage eine verschieden große Steuerspannung abgeleitet wird, die die völlige Gleichheit der Frequenz erzwingt.Reception method for the remote frequency measurement method For the remote frequency measurement method, in which the measured variable is transferred by means of an alternating current auxiliary variable, whose. Frequency is assigned to the measured value, so that it relates to the size and, under certain circumstances, changes with the sign of the measured variable, is one that works according to the compensation principle Receiving device known, vorden. With .this is in the receiving device an auxiliary generator is provided which is automatically regulated by a control variable is that it is derived in frequency agreement with that derived from the transmitter device and the frequency transmitted to the receiving station, the frequency used to produce this The required auxiliary variable to display the measured value, because there is almost proportionality between it and the frequency. This facility has the night oath that it has to work at a strongly changing frequency, so that only Few comparison methods are possible for the frequency, in particular one method., in which the auxiliary variable is obtained by simply superimposing the two voltages sore, with a control voltage of different sizes depending on their phase position which enforces the complete equality of the frequency.

Diese Einrichtung ist. zwar grundsätzlich sehr einfach, hat aber dien. Nachteil, daß sie leicht zum Pendeln neigt.This facility is. it is basically very simple, but it has a role to play. Disadvantage that it tends to swing easily.

Die Erfindung hat eine Einrichtung zum Gegenstand, die ebenfalls nach dem Kompensationsprinzip arbeitet, jedoch eine einsfache Regelung ermöglicht, weil dile Kompensation bei einer wenig veränderlichen Frequenz erfolgt. Erfindungsgemäß wirddieKompensatiomseinrichtung für :die zu empfangende und zur Anzeige umzuwandielnde Übertragungsfrequenz so ausgebildet, daß die von dem Hilfsgenerator der Kompen= sationseinrichtung ge;lIzferten Frequenz die der Empfangseinrichtung zugeführte Übertragungsfrequenz zu einer konstanten, oder nahezu konstanten Summen- oder Differenzfrequenz ergänzt. -Die, erfinidungsgemäßie Einrichtung wird an. Hand der Abbildungen erläutert, von. denen Fig. i ein grundsätzliches Schaltungsschema, Fig. 2 eine kurvenmäßige Darstellung der Erläufiemunig der Wirkungsweise der Einrichtung zeigt.The invention has a device for the subject, which is also according to the compensation principle works, but allows a simple regulation because dile compensation takes place at a little variable frequency. According to the invention becomes the compensation device for: that to be received and converted for display Transmission frequency designed so that the compensation of the auxiliary generator = The frequency supplied to the receiving device is transmitted to the station Transmission frequency to a constant or almost constant sum or difference frequency added. -The device according to the invention is at. Hand of the illustrations explained from. FIG. 1 shows a basic circuit diagram, FIG. 2 shows a curve Representation of the Erlaufiemunig shows the mode of operation of the facility.

Die: vom Gelber her übertragene, als Hilfsgröße dienende Meßfrequenz fi wird einer Mischeinrichtung i zugeführt, edier andererseits -die von dem Hilfsgenerator 2 der Empfangseinrichtung gelieferte Frequenz f2 zugeführt wird. Die bei-dien miteinander gemischten; Frequenzen. ergeben sowohl die Summen- als auch die, Differenzfrequenz, von denen eine herausgefiltert wird und als Frequenz f der Meßeinrichtung 3 zugeführt wird. Diese Meßeinrichtung 3 besteht z. B. aus einem Resonanzkreis, der auf den Normalwert der Frequenz f abgestimmb ist. Liegt sder Wert dieser Frequenz f unterhalb der Resonanzfrequenz, so, wird eine Steuergröße: s im positiven Sinn, - im anderen Fall im negativen Sinn geliefert. Die Steuergröße swirlzt einerseits auf dien Generator.- im Sinn einer Richtigstellung der Frequenz ,ein und wird andererseits im Empfangsinstrument q zur Anzeige benutzt.The: measuring frequency transmitted from the yellow, serving as an auxiliary variable fi is fed to a mixing device i, and on the other hand edier that of the auxiliary generator 2 of the receiving device supplied frequency f2 is fed. The two serve each other mixed; Frequencies. result in both the sum and the difference frequency one of which is filtered out and fed to the measuring device 3 as frequency f will. This measuring device 3 consists, for. B. from a resonance circuit that is based on the Normal value of the frequency f is tuned. If s the value of this frequency f is below the resonance frequency, so, becomes a control variable: s in the positive sense, - in the other Case delivered in a negative sense. The control variable swirls on the one hand on the generator. in the sense of correcting the frequency, one and is on the other hand in the receiving instrument q used for display.

Zur Erläuterung- der Wirkungsweise muß über die einzelnen Geräte noch etwas Näheres ausgesagt werden. Das Mischgerät i ist ein. normales Gerät der Fernmeld ebechni.k und kann z. B. aus Trockengleichrichtern ins der Schaltung .eines Ring- oder Sbernmodulators oder auch aus einer Röhrenschaltung bestehen. Ebensoi ist das für die Aussiebung der gewünschten Frequenz f erforderliche Filter ein normaler Bauteil der Fernmeldetechnik, über den nichts Besonderes zu bemerken ist.To explain the mode of operation, the individual devices still have to be discussed something more can be said. The mixer i is a. normal device of telecommunication ebechni.k and can e.g. B. from dry rectifiers into the circuit .a ring or Sbern modulator or also consist of a tube circuit. It is the same a normal filter required for filtering out the desired frequency f Telecommunication technology component, about which nothing special is to be noticed.

Der steuerbare Generabo.r 2 kann z. B. als Röhrengenerator mit einer durch Voarmagnetisierung steuerbaren Drossel im Schwingkreis aufgebaut sein. Je, nach der Größe des Vormabgn:etisierungsgleichstromes ändert sich sdie Indulcbivität der Drosselspule, damit aber auch die Frequenz des Generators. Bei passender Wahl der verwendeten Eisensorte und bei entsprechender Bemessung kann ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen Steuergrößes und' Frequenz f2 erreicht werden. Durch einen weiteren konstanten Vormagnetisierungsstrom kann die Einrichtung auch so ausgebildet werden, daß bei Wechsel des Vorzeichens der Steuergleichstromgröße s eine gegensätzliche Frequenzversch;ielbung des Generators auftritt. Die Einrichtung 3, die die Aufgabe hat, eine von dem Wert der Frequenz f abhängige Steuergröße, vorzugsweise eine G1eichstrom:gröfles, zu liefern, kann, wie erwähnt, aus einem Resonanzkreis- mit phasienabhängiger Gleichrichtung oder aus einer Frequen:zmeßbrücke. mit- nachfolgender Verstärkung. und Gleichrichtung bestehen..The controllable Generabo.r 2 can, for. B. as a tube generator with a be built up by pre-magnetization controllable throttle in the resonant circuit. Ever The inductivity changes according to the magnitude of the predetermination direct current the choke coil, but also the frequency of the generator. With the right choice depending on the type of iron used and with the appropriate dimensioning, an almost linear Relationship between control variable and 'frequency f2 can be achieved. Through a The device can also be designed in this way for a further constant bias current be that when the sign of the control direct current variable s changes an opposite Frequency shift of the generator occurs. The facility 3 that does the job has a control variable dependent on the value of the frequency f, preferably a constant current: larger, can, as mentioned, from a resonance circuit with phase-dependent rectification or from a Frequen: zmeßbrücke. with subsequent reinforcement. and rectification exist..

In Fig. 2 sind die Betriebskurven eines auf die Frequenz f abgesti'mmtern Resonanzkreises aufgezeichnet, wobei die, Kurve a die Amplitude bezeichnet, die im Resonanzfalle ein Maximum ist, während die Kurve 9p die Phasenverschiebung des Stromes und .der Spannung gegeneinander darstellt. Im ,Resonanzfall, also bei der Frequenz f0, wirkt der Kreis als. einreiner Wirkwiderstand un!d hat daher die Phasenverschiebung Null; oberhalb der Resonanzfrequenz wirkt er als induktiver, unterhalb -der Resonanzfrequenz als kapazitiver Blindwiderstand. Durch eine ebenfalls in der Einrichtung 3 vorgesehene phasenabhängige Gle-ichrichterschaltung kann, wie erwähnt, eine Steuergleichspannung s abgeleitet werden, die sich in ihrem Verhalten etwa mit .der Kurve 9P in Fig. 2 .deckt.In FIG. 2, the operating curves of a are matched to the frequency f Recorded resonance circuit, where the curve a denotes the amplitude, the is a maximum in the resonance case, while curve 9p shows the phase shift of the The current and the voltage against each other. In the case of resonance, i.e. at the Frequency f0, the circle acts as. a pure resistance and therefore has the phase shift Zero; Above the resonance frequency it acts as an inductive, below the resonance frequency as a capacitive reactance. By a also provided in the device 3 As mentioned, a phase-dependent rectifier circuit can use a DC control voltage s can be derived, the behavior of which corresponds approximately to the curve 9P in Fig. 2. Covers.

Die Einrichtung wird nun zweckmäßigerweise so bemessen, daß nur geringfügige Aussteuerungen auf der Steuerkurve der Fig. 2 erfordierlich werden, d. h. d:aß schon geringe Werte von s zur völligen Aussteuerung der Frequenz des Generators 2 führen. Dann wird die Frequenz f auch nur um geringe Bruchteile ihres Wertes veränderlich sein, wobei ein: linearer Zusammenhang eingeeicht werden kann. Beträgt z. B. die Nullfrequenz für die von der -Gebereinrichtung her angeliefeirte Meßfrequenz 25 Hz und ist der Resonanzkreis auf den Wert ioo Hz abgestimmt, so muß die Frequenz f2 75 Hz betragen. Ändert sich die Frequenz f1 z. B. auf 37 Hz, so- müßte, streng genommen, die,- Frequenz f2 genau 6.3 Hz sein, .damit die Summen.-frequenz f wieder iou Hz beträgt. Dies ist jedoch nicht ganz möglich, -da sonst keine Steuergröße s zustande kommen kann. Nimmt man an-, d.aß diie Sfieuergröße s, die zur Einsstellung der Frequenz auf 63 Hz führt, nacht bei der Frequenz f = loo Hz, sondern bei der Frequenz f = 99 Hz :geliefert #wird, so. muß info-lged4essen die Frequenz f2 nicht mehr 63 Hz, sondern etwa 62, Hz betragen. Die Änderung der Frequenz f1 um i--i Hz führt also nunmehr zu einerÄnderung der Frequenz f2 um rund ii Hz; die Steuereinrichtung 3 beansprucht also einen Spielraum von i Hz.The device is now expediently dimensioned in such a way that only slight modulations on the control curve of FIG. Then the frequency f will only be variable by small fractions of its value, whereby a: linear relationship can be calibrated. Is z. For example, if the zero frequency for the measuring frequency supplied by the transmitter device is 25 Hz and if the resonance circuit is tuned to the value 100 Hz, then the frequency f2 must be 75 Hz. If the frequency f1 changes z. For example, to 37 Hz, strictly speaking, the frequency f2 would have to be exactly 6.3 Hz, so that the sum frequency f is again iou Hz. However, this is not entirely possible, since otherwise no control variable s can arise. If one assumes, i.e. that the fire variable s, which leads to the setting of the frequency to 63 Hz, is delivered at the frequency f = 100 Hz, but at the frequency f = 99 Hz, then. The frequency f2 must therefore no longer be 63 Hz, but approximately 62 Hz. The change in frequency f1 by i - i Hz therefore now leads to a change in frequency f2 by around ii Hz; the control device 3 thus requires a margin of i Hz.

Nimmt man nun an, daß die- Steuereinrichtung ihre Kennlinie um z. B. io% in -der Steilheit ändert, was durch Änderung, der Temperatur, der Hilfsspannung od. dgl. verursacht sein möge, so bedeutet dies eine Änderung der Frequenz um o,i Hz, bezogen auf Iden, Meßibereich von 12 Hz nur mehr o,8@%.Assuming now that the control device its characteristic curve by z. B. io% in -the slope changes, what by change, the temperature, the auxiliary voltage or the like may be caused, this means a change in frequency by o, i Hz, based on Iden, measuring range of 12 Hz only 0.8 @%.

Die Tatsache, daß die Summenfrequenz nicht absolut genau gehalten wird, sondern eine gewisse Nachgiebigkeit in dieser Beziehung -vorhanden ist, bringt also bei richtiger Bemessung keinen unzuläss-iig groß-en Fehler, hat aber den großen Vorteil, daß die Regelung selbst eine gewisse Nachgiebigkeit aufweist und daher sehr stabil und pendel.ungsfrei ist.The fact that the sum frequency is not kept absolutely accurate but there is a certain flexibility in this relationship So if correctly dimensioned, there is no impermissibly large error, but it does have the large one Advantage that the scheme itself has a certain flexibility and therefore is very stable and pendulum-free.

Statt der Summenfrequenz kann auch die Differenzfrequenz verwendet werden. Dabei ist allerdings zu beachten, daß dies nur dann möglich ist, wenn die Frequenzen selbst entweder verhältnismäßig hoch sind oder wenn bei niedriger Differenzfrequenz die Regeleinrichtung verhältnismäßig träge ausgebildet, werden kann.Instead of the sum frequency, the difference frequency can also be used will. It should be noted, however, that this is only possible if if the frequencies themselves are either relatively high or if at lower Difference frequency, the control device is designed to be relatively sluggish can.

Die Kompensationseinrichtung sowohl als auch ihre einzelnen Teile können außer in, der beschriebenen Weise auch noch in anderer grundsätzlich gleich arbeitender Ausführung vorgesehen werden; so. kann z. B. der Generator 2 auch durch einen Zähler ersetzt. werden, ähnlich dem auf der Geberseite verwendeten, der mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Meßfrequenz versehen ist. Für die Steuereinrichtung 3 kann statt eines Resonanzkreises auch ein anderes Element verwendet werden, das geeignet ist, eine von .der Frequenz abhängige Steuergröße abzuleiten.The compensation device as well as its individual parts can be basically the same in other ways as well as in the manner described working execution are provided; so. can e.g. B. the generator 2 also by replaced a counter. similar to the one used on the encoder side, the one with a device for generating a measuring frequency is provided. For the control device 3, instead of a resonance circuit, another element can be used that is suitable for deriving a control variable that is dependent on the frequency.

Eine solche mechanisch arbeitende Einrichtung kann z. B. aus einem Differentialgetriebe bestehen, das einen Regulierwiderstand verstellt und von zwei Synchromnoto,ren in der Bauart von Uhrenmotoren angetrieben wird, deren einer von der Summen.- oder Differenzfrequenz, deren zweiter von. einer konstanten, z. B. der Netzfrequenz, gespeist wird. Statt des letzteren Antriebes kann auch ein konstant laufendes Uhrwerk verwendet werden, dessen konstante Drehzahl als Maß für die Frequenz dient. Eine- solche Vergleichseinrichtung wirkt integrierend, vergleicht also die Frequenzintegrale und hält damit die Frequenz selbst in völliger Genauigkeit-.Such a mechanically operating device can, for. B. from a Differential gears exist, which adjusts a regulating resistor and of two Synchromnoto, ren in the design of clock motors is driven, one of which is driven by the sum or difference frequency, the second of which is from. a constant, e.g. B. the mains frequency, is fed. Instead of the latter drive, a constant can also be used running clockwork can be used, its constant speed as a measure of the frequency serves. Such a comparison device has an integrating effect, that is to say compares the Frequency integrals and thus keeps the frequency itself in complete accuracy.

Der steuerbare Generator z kann vorteilhafterweise auch in. der Form eines Zählers mit Hilfseinrichtung zur Erzeugung einer We.chselstromfrequenz ausgeibüldet werden, wie er auch auf der Geberseite zur Erzeugung der für die Übertragung notwendigen Frequenz Verwendung findet. Vorteilhafterweise wird dann für ,den Hilfsgenerator auf der Empfangsseite ein Gleichstromamperestundenzähler benutzt, da die Anzeige und Surnmierung mit Gleichstrom am einfachsten ist.The controllable generator z can advantageously also be in the form a meter with auxiliary equipment for generating an alternating current frequency as it is on the encoder side to generate the necessary for the transmission Frequency is used. It is then advantageous for the auxiliary generator a DC ampere-hour meter is used on the receiving end as the display and summing with direct current is easiest.

Statt des einfachen Anzeigeinstrumentes, 4 kann natürlich auch ein Registrier,instrument verwendet werden, oder es kann eine Summenschaltung für mehrere Meß«nerte angeschlossen werden.Instead of the simple display instrument, 4 can of course also be a Record, instrument can be used, or there can be a summation circuit for several Measuring instruments can be connected.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Reception methods for the remote frequency measurement method; in which the measured variable to be transmitted is converted into a variable current frequency transformed, and transmitted as such and displayed on the receiving side is, the display by a working with an auxiliary generator automatically post-controlled Kompensatio.nsvorrichtung is effected, characterized in, that the from. the frequency supplied to the auxiliary generator of the compensation device the transmission frequency supplied to the receiving device to a constant or almost constant sum or difference frequency.

2. Receipt procedure according to claim i, characterized in that the measuring device, which the sum- or differential frequency checked for their correct value and dlem accordingly The result of this check is a control variable for setting the frequency of the auxiliary generator at the same time as a display quantity, from a resonance circuit with a subsequent for the amplitude ordier the phase effective measuring device consists.

3. Receipt procedure according to claim i, characterized in; that the measuring device, which the total or differential frequency .checked for their correct value and according to the The result of this check is a control variable for setting the frequency of the auxiliary generator at the same time as a display quantity, from a frequency measuring bridge with a subsequent There is amplification and rectification.

4. Reception procedure according to Art. i, characterized in that the and linear deviation necessary for modulating the frequency of the auxiliary generator .the sum or difference frequency in the display by means of appropriate calibration is taken into account so that it will not cause an error as long as the constant of proportionality the linear dependence remains unchanged.

5. Receiving method according to claim. i, da.-characterized in that the verification of the sum or difference frequency not according to the value of the frequency itself, but according to that of the integral values of the Frequency takes place.

6. Reception method according to claim i, characterized in that that as. Auxiliary generator for the compensation device. Tube generator with a choke coil that can be controlled by changing the premagnetization. in the resonant circuit is used.

7. Receiving method according to claim i, characterized by that a counter is used as an auxiliary generator for the compensation device, which, like the encoder counter, has a converter device for generating an alternating current frequency wearing.