-
Elektrisches Integriergerät Es gibt zahlreiche Aufgaben, bei welchen
irgendwelche Meßwerte zu integrieren sind, z. B. um aus der Beschleunigung eines
Fahrzeuges die zurückgelegte Wegstrecke festzustellen. Vielfach werden hierfür mechanische
Integriergeräte mit Reibrajdgetriebe u. dgl. vorgesehen. Derartige Geräte sind aber
in der Regel sehr umfangreich. Es sind auch elektrische Integriergeräte bekannt,
deren Aufbau ebenfalls umfangreich ist.
-
Die nachstehende Erfindung zeigt einelektrisches Integriergerät, das
gegenüber den bisherigen Integriergeräten wesentliche Vorteile besitzt. Durch den
zu integrierenden Meßwert wird hierbei ein Potentiometer verstellt. Die durch den
Schleifkontakt des Potentiometers abgenommene Spannung wird verstärkt und zur Regelung
eines kleinen Steuermotors benutzt. Der Steuermotor verstellt einen Schleifkontakt
eines zweiten Potentiometers. Die abgegriffene Spannung ,des zweiten Potentiometers
wird ebenfalls verstärkt und einem zweiten Regelmotor zugeführt. Dieser Regelmotor
steuert einen Zeiger, der auf einer Skala den gewünschten Wert anzeigt. Mit Hilfe
dieses Gerätes ist es z. B. möglich, die Beschleunigung eines Fahrzeuges so zu integrieren,
daß man auf einer Skala ,den zurückgelegten Weg des Fahrzeuges ablesen kann. Der
Vorteil des neuen. Integriergerät@es besteht .darin, daß zur Verstellung der Potentiometer
nur eine außerordentlich kleine Kraft erforderlich ist und die Regelmotoren stetig
den zu integrierenden Meßwerten
folgen. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, daß durch die gewählte Brückenanordnung der Potentiometer die Steuermotoren
auch ihre Drehrichtung ändern können, sobald z. B. das Fahrzeug abgebremst wird,
d. h. also negative Beschleunigungsimpulse auftreten. Auf diese Weise ist das Gerät
in der Lage, alle .dem Fahrzeug erteilten Beschleunigungs- sowie Abbremsvorgänge
einwandfrei zu integrieren, so daß eine genaueAufzeichnung des zurückgelegten Weges
stattfindet.
-
Die Abb. i zeigt die grundsätzliche Schaltungsanordnung .des Integriergerätes
zur Integrierung von Beschleunigungsmeßwerten. Die Masse i ist an der Blattfeder
2 befestigt, die im Punkt 3 fest eingespannt ist. Sobald das Fahrzeug aufwärts bewegt
wird, wird die Blattfeder 2 durch die Masse i nach unten in Richtung A gebogen.
Bewegt sieh das Fahrzeug abwärts, so wird die Blattfeder 2 durch die Masse i nach
oben in Richtung B gebogen. An der Masse i ist die Zahnstange 4 befestigt, durch
welche das Zahnradritzel 5 in Drehbewegung versetzt wird. Das Zahnrad 5 treibt über
die Zahnräder 6 und 7 den Schleifkontakt 8 des Potentiometers 9 an. Durch das Potentiometer
wird über den Verstärker io der Regelmotor i i gesteuert. Befindet sich der Schleifkontakt
8 in der horizontalen Lage, so steht der Motor i i still. Sobald die Masse i in
der Richtung A ausgelenkt wird, wird der Schleifkontakt 8 im Uhrzeigersinn verstellt.
Wird jedoch die Masse i in Richtung B ausgelenkt, so wird der Schleifkontakt 8 entgegen
dem Uhrzeigersinn verstellt. Damit die Masse i möglichst rasch wieder in ihre Ruhelage
kommt, sobald die Beschleunigung wieder den Nullwert annimmt, wird die Blattfeder
2 mit der Masse i in einem Ölbad untergebracht. Das Potentiometer 9 steuert über
den Verstärker io den Motor i i, so daß bei der Aufwärtsbewegung des Fahrzeuges
der Motor ii über die Spindel 12 den Schleifkontakt 13 nach oben führt. Führt das
Fahrzeug eine Bewegung in Richtung nach unten aus, so dreht sich der Motor iii in
solchem Sinn, daß der Schleifkontakt 13 abwärts gefahren wird. D'ie einzelnen Beschleunigungswerte
werden auf diese Weise integriert. Der (Schleifkontakt 13 gleitet an dem Potentiometer
14 entlang. Durch das Potentiometer 14 wird über -den Verstärker 15 der Regelmotor
16 gesteuert. Befindet sich der Schleifkontakt auf dem Mittelabgriff 17 --des Potentiometers,
so steht der Antriebsmotor 16 still. Sobald aber der Schleifkontakt 13 nach oben
gefahren wird, steigt die Drehzahl des Motors 16 an. Der Motor 16 bewegt über .die
Spindel 18 den Zeiger ig aufwärts. An der Skala ao kann der zurückgelegte Weg des
Fahrzeuges bzw. dessen erreichte Höhe abgelesen werden. Es werden durch das Gerät
somit die einzelnen Beschleunigungszu- und -abnahmen so integriert, .daß der Zeiger
ig an der Skala 2o den zurückgelegten Weg aufschreibt. Um auch von jeder Stelle
aus eine Integrierung des Weges vornehmen zu können, ist das Potentiometer it. so
angeordnet, daß dasselbe mittels des Handrades 21 und der Spindel 22 entsprechend
eingestellt werden kann. Die Steuerung .der Motoren kann sowohl mit einer Wheatstoneschen
Brückenschaltung als auch ohne Brückenschaltung ausgeführt werden. Da der Motor
i i allen Bewegungen des %Schleifkontaktes 8 des Potentiometers 9 sofort folgt,
folgt auch der Schleifkontakt 13 sehr rasch den positiven und negativen Steuerimpulsen
der Masse i. Selbst wenn die Masse i etwas schwingt, so wird sich dennoch der Schleifkontakt
13 auf den Mittelwert, der sich aus den positiven und negativen Ausschlägen der
Masse i ergibt, einstellen. Der Motor 16 folgt ebenfalls sehr genau den Bewegungen
des Schleifkontaktes 13, so -daß auch der Zeiger ig die Zu-oder Abnahme des zurückgelegten
Fahrweges bzw. die erreichte Höhe des Fahrzeuges genau registrieren kann.
-
Die Abb.2 zeigt die Schaltungsanordnung eines Potentiometers in -Verbindung
mit dem Verstärker sowie den Regelmotoren. Wie aus der Abbildung ersichtlich, liegt
das Potentiometer S2 in einer Brückenschaltung. Die [Brücke wird gespeist durch
den Transformator T1, der die Brückenspannung UI liefert. Mit Hilfe des Vergleichswiderstandes
S1 kann--der Nullwert der Dia@gonal@spannung der Brücke eingestellt werden. Die
von der Brücke abgenommene Diagonalspannung U2 wird dem Verstärker V zugeführt.
Der Transformator T2 dient als Anpassungsübertrager. Die dem Transformator T2 entnommene
Spannung wird zur Speisung der Erregung des Regelmotors verwendet. Sobald die iBrücke
ausgeglichen ist, steht der Regelmotor still. Wird die Brücke durch das Potentiometer
S2 nach links verstimmt, so dreht sich der Regelmotor im Uhrzeigersinn; wird die
Brücke nach rechts verstimmt, so dreht er sich entgegen dem Uhrzeigersinn. Entgegen
der Alb. 2 kann die von dem Anpassungsübertrager abgenommene Spannung vU2 auch für
die Speisung des Ankers des Regelmotors vorgesehen werden.
-
Die Abbildungen zeigen nur ein Ausführungsbeispiel dieser Steuerung.
Die Steuerung läßt sich selbstverständlich auch noch anders ausbilden.
-
Die Versuche haben gezeigt, daß durch die vorgesehene Brückenanordnung
eine äußerst genaue Steuerung der Motoren möglich ist, so daß diese Steuerungsart
sich für die verschiedensten Zwecke anwenden läßt.