DE897663C

DE897663C - Device for remote display of the position of movable organs, in particular of instrument pointers

Info

Publication number: DE897663C
Application number: DEA4874D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-05-22
Filing date: 1931-05-22
Publication date: 1953-11-23

Description

Einrichtung zur Fernanzeige- der Stellung von beweglichen Organen, insbesondere von Instrumentenzeigern Es ist eine Einrichtung zur Fernübertragung von Meßgrößen nach dem Kompensationsverfahren unter Verwendung von lichtelektrischen. Zellen vorgeschlagen worden, bei der die Belichtung der Zellen vom Meßgerät und von dem Kompensationssystem beeinflußt wird und dadurch der gleichzeitig .das Empfangsgerät und das Kompensationssystem durchfließende Strom unmittelbar oder über Relais eingeregelt wird, bis das vom Kompensationssystem erzeugte Drehmoment dem Meßdrehmoment entgegengesetzt gleich ist. Die Einrichtung ist hierbei so getroffen, daß ein am Kompensationssystem angebrachter Schirm oder Spiegel sich gegenüber einer raumfesten B-eleuchtungseinrichtung verschiebt, und zwar insbesondere derart, daß die Belichtung der Zellen für die einzelnen zu übertragenden Meßwerte verschieden groß ist. Das Meßsystem ist mit dem Kompensationssystem über eine Spiralfeder gekuppelt, die dazu ,dient, das von dem Meßgerät ausgeübte Drehmoment auf das Kompensationssystem zu übertragen.Device for remote display of the position of moving organs, particularly of instrument pointers It is a device for remote transmission of measured quantities according to the compensation method using photoelectric. Cells have been proposed in which the exposure of the cells from the meter and is influenced by the compensation system and thereby the .das receiving device at the same time and the current flowing through the compensation system is regulated directly or via relays until the torque generated by the compensation system opposes the measuring torque is equal to. The device is made in such a way that one on the compensation system attached screen or mirror is opposite a fixed B-lighting device shifts, in particular such that the exposure of the cells for the individual measured values to be transmitted is different in size. The measuring system is with coupled to the compensation system via a spiral spring, which serves to reduce the to transmit the torque exerted on the measuring device to the compensation system.

Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung, die zur Fernanzeige der Stellung von beweglichen Organen, insbesondere Meßgerätzeigern, dient und ebenfalls mit lichtelektrischen Zellen arbeitet, und zwar wird bei Anwendung einer Stellungskompensation an Stelle der Dre'hmomentkompensation der auf die lichtelektrische Zelle auftreffende Lichtstrom einerseits in Abhängigkeit von der Lage des beweglichen Organs und andererseits in Abhängigkeit von der Einstellung des Kompensationssystems @ausgeblendet, und es ist zusätzlich eine feste Blende vorgesehen, deren Öffnung derart gestaltet ist, daß die zusätzliche Ausblendung, die der Lichtstrom durch die feste Blende erfährt, in Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Organs der Größe des Fernmeßstroms entspricht.The invention now relates to a device for remote display of the Position of movable organs, in particular measuring device pointers, serves and also works with photoelectric cells, namely when using a position compensation instead of the torque compensation that impinging on the photoelectric cell Luminous flux on the one hand depending on the position of the moving organ and on the other hand depending on the setting of the Compensation system @ hidden, and a fixed screen is also provided, the opening of which is designed in this way is that the additional fading that the luminous flux through the fixed aperture learns, depending on the position of the movable member, the size of the Fernmeßstroms is equivalent to.

In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb.,i eine perspektivische Darstellung einer Anordnung zur Fernübertragung, während Abb.2 bis 6 Schaltungsanordnungen zur Verstärkung des Stroms, der photoelektriischen Zelle, zur Betätigung :der Anzeigegeräte am Empfangsort zeigen.In the figures, an embodiment of the invention is shown, namely shows Fig., i a perspective view of an arrangement for remote transmission, while Fig.2 to 6 circuit arrangements for amplifying the current, the photoelectric Cell, for actuation: show the display devices at the receiving location.

In Abb. i bezeichnet i den Zeiger eines Meßgerätes, dessen. jeweilige Stellung zu einem entfernten Anzeigegerät übertragen werden soll. An dem Zeiger i ist eine Blende 2 befestigt, deren Form aus: der Abbildung ersichtlich ist. An der vertikalen Kantle 3 ist diese Blende ausgeschnitten. Dieser Ausschnitt arbeitet mit einem gleichgeformten Ausschnitt an der vertikalen Kante einer weiteren Blende 4 zusammen, die an dem Zeiger 6 eines: Kompensationsinstrumentes 7 befcstigt ist. Dias Gerät 7 kann, wie aus der Abbildung ersichtlich, ein Drehspulinstrument sein, wie dies insbesondere bei Verwendung von Gleichstrom zweckmäßig ist. Der Spalt zwischen den beiden Blenden, welcher benötigt wird, um den Strom für das. Anzeigegerät aufrechtzuerhalten, ist so klein:, daß Änderungen in der Intensität der Lichtquelle eine praktisch zu vernachlässigende Änderung in der Zeigerlage des Kompensationsinstrumentes ergeben. Die beiden Blenden sind vorzugsweise aus einem dünnen Metallplättchen hergestellt, so daß die Meßgeräte dadurch praktisch nicht belastet werden. Das Kompensationsinstrument 7 liegt in Reihe mit der Wicklung des Anzeigegerätes am Empfangsort. Die Blende, die von dem beweglichen Organ des( Kompens.ationsinstrum,entes getragen wird, kann. auch aus einem .Paar von parallelen Metallblättern oder sogenannten Flügeln bestehen. Die Blende an dem Zeiger i ist dann so angeordnet, daß sie sich zwischen diesen Flügeln bewegt.In Fig. I i denotes the pointer of a measuring device, its. respective Position is to be transmitted to a remote display device. On the pointer A diaphragm 2 is attached, the shape of which can be seen from: the figure. At the vertical cantle 3, this panel is cut out. This clipping works with an identically shaped cutout on the vertical edge of another panel 4 together, which is attached to the pointer 6 of a compensation instrument 7. As can be seen in the figure, the device 7 can be a moving-coil instrument, as is particularly useful when using direct current. The gap between the two screens, which are required to maintain the power for the display device, is so small: that changes in the intensity of the light source make a practical one result in a negligible change in the pointer position of the compensation instrument. The two panels are preferably made from a thin metal plate, so that the measuring devices are practically not burdened. The compensation instrument 7 is in series with the winding of the display device at the receiving location. The aperture, which is carried by the movable organ of the (Kompens.ationsinstrum, entes, can. also consist of a pair of parallel metal sheets or so-called wings. The diaphragm on the pointer i is then arranged so that it is between them Wings moving.

Die Blenden. sind so eingestellt, daß bei Übereinst.immung ,der Stellungen des Meßzeigers i und des Kompensationszeigersi 6 noch ein enger Spalt vorgesehen ist, (der sich durch die erwähnten Ausschnitte längs :den Kanten 3 und 5 ergibt. Durch diesen Spalt tritt das Licht einer Lichtquelle 8 zu einer auf der anderen Seite der Blenden angeordneten lichtelektrischen Zelle g. Um eine intensive Einwirkung auf die Zelle 9 zu erhalten, ist zwischen dieser und den beweglichen Blenden ein Linsensystem iio, angeordnet, welches. die Lichtstrahlen aurf die photoelektrische Zelle sammelt. Zwischen d;n beweglichen Blenden und,den Linsen io ist zusätzlich ein lichtundurchlässiger Schirm i2 angeordnet, der mit einem Ausschnitt 13 versehen ist. Mit zunehmendem Ausschlag des Meßzeigers i verändert sich nun die Größe des von den Blenden 2 und 4 .gebildeten Spalts, so daß die auf die Photozelle auftreffende Lichtmenge vergrößert wird. Die Öffnung 13 in dem Schirm 12 ist @so gestaltet, daß sie in Richtung zunehmenden Ausschlags des Meßzei;gers breiter wird, so daß also die lichtelektrische Zelle durch einen wirksamen Spalt belichtet wird, dessen Fläche im wesentlichen proportional dem Ausschlag des Zeigers ist, dessen Stellung übertragen werden soll.The bezels. are set so that if they match, the positions of the measuring pointer i and the compensation pointer 6 a narrow gap is provided is, (which results from the mentioned sections along: the edges 3 and 5. The light from a light source 8 passes through this gap to one on top of the other Photoelectric cell arranged on the side of the diaphragms g. An intense exposure to get to the cell 9, is a between this and the movable diaphragms Lens system iio, arranged which. the light rays aurf the photoelectric Cell collects. Between the movable diaphragms and, the lenses io is additionally an opaque screen i2 is arranged, which is provided with a cutout 13 is. With increasing deflection of the measuring pointer i, the size of the changes of the diaphragms 2 and 4. formed gap, so that the incident on the photocell Amount of light is increased. The opening 13 in the screen 12 is designed @ so that it becomes wider in the direction of the increasing deflection of the dial, so that the photoelectric cell is exposed through an effective gap, the area of which is essentially proportional to the deflection of the pointer whose position is transferred shall be.

Durch die Änderungen der Belichtung bzw. der Spaltbreite wird die Einwirkung auf die Photozelle verändert, so daß der von dieser ausgehende Strom jeweils ein Maß für die Größe der Abweichung ist. Der Strom kann in einer oder in mehreren Stufen verstärkt werden und dient dazu, die Spule des Kompensationsinstrumentes und die jeweils verwendeten Empfangsgeräte zu speisen.By changing the exposure or the slit width, the Action on the photocell changes, so that the current emanating from it each is a measure of the size of the deviation. The electricity can be in or in several stages are amplified and serves to the coil of the compensation instrument and to feed the receiving devices used in each case.

In der Nullage des Meß:zeigers i ist di"e lichtelektrische Zelle 9 der Belichtung :durch einen kleinen Spalt ausgesetzt, der durch den geringen Ausschnitt der zusammenarbeitenden Blenden 2, 4 und 12 entsteht. Wenn der Zeiger @i sieh -aus der Nullage bewegt und seine Blende 2 sich von der Kompensationsblende 4 entfernt, so wird die Intensität der Belichtung der Zelle 9 vermehrt und verursacht ein Anwachsen des Stroms in der Spule des Kompensationsinstrumentes 7 und in den Anzeigegeräten am Empfangsort. Unter (der Einwirkung dieses Stroms ändert das Gerät 7 seine Stellung und verstellt damit auch seinen Zeiger 6 mit der Blende 4 so lange, bis der Spalt zwischen den beiden Blenden und damit die Belichtung der Photozelle auf ein Maß zurückgeht, daß der Strom in der Spule des Kompensationsinstrumentes- 7 sowie den Anzeigegeräten am Empfangsort -der neuen Stellung des Zeigers i entspricht. Eine Änderung dieses Stroms wird bereits bei einer geringen Abweichung der Stellungen der Zeiger i und 6 hervorgerufen.In the zero position of the measuring pointer i is the photoelectric cell 9 exposure: exposed through a small gap created by the small cutout of the cooperating apertures 2, 4 and 12 is created. When the pointer @i looks - the zero position moves and its diaphragm 2 moves away from the compensation diaphragm 4, thus the intensity of the exposure of the cell 9 is increased and causes an increase of the current in the coil of the compensation instrument 7 and in the display devices at the receiving location. Under (the action of this current, the device 7 changes its position and thus also adjusts its pointer 6 with the aperture 4 until the gap between the two apertures and thus the exposure of the photocell to a level goes back that the current in the coil of the compensation instrument 7 and the Display devices at the receiving location -the new position of the pointer i corresponds. One This current is changed even with a slight deviation in the positions the pointer i and 6 caused.

Um jedoch die Breite des Schlitzes über den ganzen Arbeitsbereich ,des Meßzeigers i konstant zu halten, ist die Blende 12 mit,der Öffnung 13 veränderlicher Breite vorgesehen. Während die Breite des Spaltes, durch welche die lichtelektrische Zelle beleuchtet wird, durch die relativen Ausschläge der Zeiger i und 6 bestimmt ist, ist :die wirksame Länge des Spaltes durch die jeweilige Lage .dieser beiden Elemente zur festen Blende gegeben, und die Längen, insbesondere am Anfang und Ende der Skala, werden nach dem Meßbereich des Kompensationsinstrumentes bemessen. Bei der Ausbildung einer derartigen Einrichtung ist es wünschenswert, daß der Spalt, durch den die lichtelektrische Zelle beleuchtet wird, so klein wie möglich gehalten wird, um Fehler infolge der schwankendenLichtintensität, Änderungen in :der Charakteristik der Photozelle oder der Verstärkerröhren möglichst herabzusetzen.However, by the width of the slot across the entire work area To keep the measuring pointer i constant, the aperture 12 is variable with the opening 13 Width provided. While the width of the gap through which the photoelectric Cell is illuminated, determined by the relative deflections of the pointer i and 6 is, is: the effective length of the gap through the respective position of these two Elements given to the fixed aperture, and the lengths, especially at the beginning and end the scale, are measured according to the measuring range of the compensation instrument. at the formation of such a device, it is desirable that the gap, through which the photoelectric cell is illuminated, kept as small as possible to avoid errors due to the fluctuating light intensity, changes in: the characteristic the photocell or the amplifier tubes as much as possible.

In. Abb.2 ist eine Schaltungsanordnung. dargestellt, welche das. Zusammenarbeiten des Gebers und Empfängers, sowie die Verstärkung des von der photoelektrischen Zelle ausgehenden Stroms erkennen läßt. Eine der Elektroden der Zelle 9 ist mit dem positiven Pol 14 einer Gleichstromquelle verbunden, während die andere Elektrode mit dem Gitter 16 eines zur Verstärkung dienenden Dreielektrodenrohres 17 in Verbindung steht. Das Gitter 16 dieses Rohres ist über einen Widerstand 18 mit der negativen Klemme 15 der Gleichstromquelle verbunden. Dem Gitter 16 des Rohres 17 ist eine passende negative Vorspannung dadurch gegeben, daß die Kathode an einem Punkt ig eines Widerstandes 2o angeschlossen ist, der zwischen,die beiden Pole der Gleichstromquelle geschaltet ist. Die Anode 211 ist an die Fernleitung 22 angeschlossen, und diese führt über die Spulen 23 der Fernmeßgeräte ,sowie die Spule .des Kompensationsgerätes 7 zu dem positiven Pol der Gleichstromquelle zurück.In. Fig.2 is a circuit arrangement. shown, which shows the cooperation of the transmitter and receiver, as well as the amplification of the current emanating from the photoelectric cell. One of the electrodes of the cell 9 is connected to the positive pole 14 of a direct current source, while the other electrode is connected to the grid 16 of a three-electrode tube 17 used for reinforcement. The grid 16 of this tube is connected via a resistor 18 to the negative terminal 15 of the direct current source. The grid 16 of the tube 17 is given a suitable negative bias voltage in that the cathode is connected to a point ig of a resistor 2o which is connected between the two poles of the direct current source. The anode 211 is connected to the long-distance line 22, and this leads back to the positive pole of the direct current source via the coils 23 of the telemetry devices and the coil .des compensation device 7.

Die Anordnung nach Abb. i und 2 kann so getroffen werden:, daß der Schlitz zwischen den Blenden 2 und 4 vollständig geschlossen ist, wenn der Zeiger i am Skalennullpunkt steht. Wenn nun der Zeiger a sich über die Skala bewegt, etwa in die in Abb. i dargestellte Lage, so wird zunächst der Spalt zwischen den Blenden 2 und 4 beträchtlich vergrößert. Dementsprechend fällt mehr Licht von der Lampe 8 auf die Zelle 9, deren Strom nach Verstärkung in der Anordnung gemäß Abb. 2 die Spulen! des Kompensationsgerätes und der Empfangsgeräte 23 durchfließt. Der Strom in den Spulen 7 und 23 ist abhängig von der Fläche des Spalts zwischen den Blenden 2 und 4, so daß der Zeiger 6 mit der daran befestigten Blende 4 sich gegen die Blende 2 bewegt. Diese Bewegung kommt zum Stillstand, wenn der Schlitz auf einen solchen Betrag verringert wird, daß der Zeiger 6 des Kompensationsgerätes in einer Lage gehalten wird, die nur unbedeutend von der Lage des Hauptzeigers i abweicht. Die Veränderung über den Skalenbereich ist durch den schrägen Schlitz 13 in der Blende 12 berücksichtigt, so daß das Kompensationsgerät und die Fernmeßgeräte 23 Ab:lesungen in Übereinstimmung mit dem Zeiger i ergeben.The arrangement according to Fig. I and 2 can be made so: that the Slot between bezels 2 and 4 is completely closed when the pointer i is at the zero point of the scale. If now the pointer a moves over the scale, for example in the position shown in Fig. i, the gap between the diaphragms is first 2 and 4 enlarged considerably. Accordingly, more light falls from the lamp 8 to the cell 9, the current of which after amplification in the arrangement according to Fig. 2 the Wash! of the compensation device and the receiving devices 23 flows through. The current in the coils 7 and 23 depends on the area of the gap between the diaphragms 2 and 4, so that the pointer 6 with the diaphragm 4 attached to it is against the diaphragm 2 moves. This movement comes to a standstill when the slot hits such a Amount is reduced that the pointer 6 of the compensation device in a position is held, which deviates only insignificantly from the position of the main pointer i. the Change over the scale range is through the inclined slot 13 in the diaphragm 12 taken into account, so that the compensation device and the telemetry devices 23 Ab: readings result in accordance with the pointer i.

B,1--i der Anordnung nach Abb.3 ist eine Verstärkung des Fernstroms, in zwei Stufen vorgesehen. Dabei ist eine Elektrode der Photozelle 9 mit dem positiven P0114 einer Gleichstromquelle verbunden, während die andere Elektrode mit dem Gitter 16 des ersten Verstärkerrdhres und über eine Reihenschaltung von zwei Widerständen 18 und 25 an den negativen Pol J5 der Gleichstromquelle @angeschlossen ist. Die Kathode des Rohres 17 ist mit einem Punkt eines Spannungsteilers 2o, die Anode 21 mit dem positiven Pol 14 verbunden. Bei der zweiten Verstärkerröhre 17" ist die Anode 26 über die Fernleitung 22, die Fernmeßgeräte 23 und das Kompensationsgerät 7 mit dem positiven Pol 14 verbunden. Das Gitter des zweiten Rohres ist mit der Kathode des. ersten Rohres verbunden, während die Kathode des zweiten Rohres an einem Spannungsteiler 27 angeschlossen ist. Der Widerstand 27 ist zwischen die Klemmen 14, 15 geschaltet.B, 1 - i of the arrangement according to Figure 3 is an amplification of the remote current, provided in two stages. One electrode of the photocell 9 is positive P0114 connected to a DC power source while the other electrode is connected to the grid 16 of the first amplifier wheel and a series connection of two resistors 18 and 25 is connected to the negative terminal J5 of the DC power source @. the The cathode of the tube 17 is connected to a point of a voltage divider 2o, the anode 21 connected to the positive pole 14. The second amplifier tube 17 "is the Anode 26 via the trunk line 22, the remote meters 23 and the compensation device 7 connected to the positive pole 14. The grid of the second pipe is with the The cathode of the first tube is connected, while the cathode of the second tube is connected a voltage divider 27 is connected. Resistor 27 is between the terminals 14, 15 switched.

Bei der Anordnung nach Abb.4 ist die Photozelle 9 in Reihe mit einem Widerstand. 28 zwischen die Pole,i4, 15 der Gleichstromquelle geschaltet. Das eine Ende dieses Widerstandes ist mit dem Gitter 16 des ersten Rohres 17 über eine Batterie 29 verbunden., die die Gittervorspannung liefert. Die Anode 2-i dieses Rohres ist über einen. Widerstand 30 mit dem positiven Pol 14 verbunden. Von der Anode zi geht eine Verbindung zu dem Gitter des Rohres 17a, welchem :durch eine Batterie 31 ebenfalls eine bestimmte Vorspannung gegeben wird. Die Anode 26 dieses Rohres führt über die Spule 7 des Kompensationsgerätes., die Fernleitung 22, die Empfangsgeräte 23 und die Fernleitung 24 zum positiven Pol der Gleichstromquelle zurück.In the arrangement according to Fig. 4, the photocell 9 is in series with a resistor. 28 connected between poles, i4, 15 of the direct current source. One end of this resistor is connected to the grid 16 of the first tube 17 via a battery 29 which supplies the grid bias. The anode 2-i of this tube is via a. Resistor 30 connected to positive pole 14. From the anode zi there is a connection to the grid of the tube 17a, which is also given a certain bias voltage by a battery 31. The anode 26 of this tube leads back to the positive pole of the direct current source via the coil 7 of the compensation device., The long-distance line 22, the receiving devices 23 and the long-distance line 24.

In :der Anordnung nach Abb. 5 ist zwischen die Pole der Gleichstromquelle ein Spannungsteiler 32 geschaltet, und .die erforderlichen Betriebs:s,pannungen der beiden Rohre 17 und 17a werden diesem Widerstand durch verschiedene Anzapfungen entnommen:. Mit einem Punkt dieses Widerstandes ist in Reihe mit einem weiteren Widerstand 33 die Photozelle g verbunden.In: the arrangement according to Fig. 5, a voltage divider 32 is connected between the poles of the direct current source, and the required operating voltages of the two tubes 17 and 17a are taken from this resistor through various taps :. At one point of this resistor, the photocell g is connected in series with a further resistor 33.

In Abb. 6 ist ein Wechselstromverstärker dargestellt, bei dessen Verwendung gewisse Mängel vermieden werden, die der Gleichstromverstärkung anhaften. In diesem Falle kann auch die Lichtquelle intermittieren@d, beispielsweise mit konstanter Frequenz gespeist werden. Es kann z. B. eine mit Wechselstrom gespeiste Neonlampe oder eine andere Lampe mit Gasfüllung als Lichtquelle verwendet werden, oder es kann die lichtelektrische Zelle dazu verwendet werden, um einen Wechselstrom zu modulieren. Der in Abb. 6 dargestellte Verstärker ist in üblicher und, an sich: bekannter Weise ausgeführt. In :den Anodenkreis ist hierbei ein Transformator 34 geschaltet, der mit einem Gleichrichter 35 verbunden ist. Von dem Transformator bzw. Gleichrichter gehen die Fernleitungen 22, 24 ab, in die die Spule 7 des Kompensationsgerätes und die Spule 23 der Empfangsgeräte geschaltet sind.Fig. 6 shows an AC amplifier when it is used avoiding certain shortcomings inherent in DC amplification. In this Case can also intermittent @ d the light source, for example with a constant Frequency are fed. It can e.g. B. an alternating current fed neon lamp or another gas-filled lamp can be used as the light source, or it the photoelectric cell can be used to generate an alternating current modulate. The amplifier shown in Fig. 6 is in common and, per se: executed in a known manner. In: the anode circuit is a transformer 34 here connected to a rectifier 35. From the transformer or rectifiers go from the long-distance lines 22, 24 into which the coil 7 of the compensation device and the coil 23 of the receiving devices are switched.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for remote indication of the position of movable ones Organs, especially of instrument hands, characterized in that when used a position compensation of the luminous flux hitting the photocell on the one hand depending on the position of the movable organ (i) and, on the other hand, depending on of the setting of the compensation system (6, 7), preferably .eines. Measuring instrument, is hidden and a fixed aperture is provided, the opening of which is designed in this way is: that the additional masking that the luminous flux through the fixed aperture learns, depending on the position of the movable organ: the size of: Fernmeßstroms corresponds.

2. Device according to claim i, characterized in that on the movable member (t), the position of which is to be remotely displayed, and on the compensation system (6, 7) each have a screen (2, 4) to limit the incident on the photocell (9) Luminous flux is attached.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the screen (2) of the movable -Organs (i) and that (q.) Of the compensation system (6, 7) each has a cutout (3, 5), such - That a luminous flux sufficient for the full deflection of the compensation system (6,7) falls on the photocell if: the setting of the movable member (i) and that of the compensation system (6, 7) match, and that the diaphragm (a2) with a trapezoidal cutout (i3) is provided.