DE910455C - Anordnung zur Ausmessung von Phasenwinkeln zwischen zwei periodischen Impulsen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Ausmessung von Phasenwinkeln zwischen zwei periodischen Impulsen Die Ausmessung des Phasenwinkels zwischen zwei periodischen Funktionen, die z.B. durch periodische Impulse dargestellt werden, kann durch die Messung des zeitlichen Abstandes zwischen den Impulsen beider Funktionen im Verhältnis zur Periodendauer erfolgen mit Hilfe von Kippschaltungen, die durch den ersten Impuls der einen Funktion hin und durch den zweiten Impuls der anderen Funktion zurück gekippt werden.
• Will man dabei den Fall miterfassen, daß die Impulse gleichzeitig eintreffen, so sind zwei getrennte Kippkreise erforderlich, was einen erheblichen Aufwand bedeutet.
• Wendet man einen Kippkreis an, bei dem das Hinkippen durch den ersten Impuls, das Zurückkippen durch den zweiten Impuls erfolgt, so besteht der Nachteil, daß man den Fall der Gleichzeitigkeit nicht erfassen kann, weil der gleiche Kippkreis nicht gleichzeitig hin und zurück kippen kann. Man muß daher, z.B. bei der elektrischen Drehmomentmessung, mit einem Torsionsstab dem Drehmoment = o eine kleine Phasenverschiebung der beiden Impulsfunktionen zuordnen, bei der eine geringe Zeitdifferenz zwischen den Umladungen verbleibt. Man wird dann einen dauernd fließenden Ruhestrom durch zusätzliche Mittel kompensieren müssen, um den Anzeigenullwert bei Drehmoment = o zu erhalten. Dies ist von Nachteil auch besonders darum, weil der Kippkreis unsymmetrisch arbeiten muß. Man kann dann höhere Drehzahlen, d. h. höhere Frequenzen nicht mehr eindeutig beherrschen, weil die Grenzfrequenz der Kippschaltung durch die kürzeste Zeitspanne zwischen dem Hinundzurückkippen bedingt ist. Bei der einkreisigen Schaltung wird infolge der Unsymmetrie nur ein Bruchteil der Periode ausgenutzt.
• Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung, die ebenfalls eine einkreisige Kippschaltung darstellt, infolge vollkommener Symmetrie bei idem Wert = o die volle Periode ausgenutzt, so daß auch bei höheren Frequenzen ein einwandfreies Arbeiten möglich ist. Erreicht wird dies eründungsgemäß dadurch, daß das Anzeigeinstrument zwischen die Anoden der beiden Kipprohre geschaltet ist und damit die zwischen diesen beiden Punkten liegende mittlere Spannung mißt.
• In der Zeichnung Fig. I bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Demnach werden zwei Kipprohre einer Wechselnchterschaltung, die von einer Gleichspannung e gespeist wird, z.B. Thyratrons I und 2, verwendet, auf deren Gitter die Steuerimpulse eingehen. Beide Rohre sind über den Löschkondensator 3 miteinander verbunden. An den Anodenpunkt 1' und 2' angeschlossen ist ein Spannungsmesser 4 über einen Vorwiderstand 4', dem ein Kondensator 5 zur Absaugung der Wechselspannungskomponente parallel geschaltet ist.
• Diese Schaltung ist dazu verwendet, das über eine Welle 6 (Fig. 2) übertragene Drehmoment anzuzeigen. Das Drehmoment kann zwischen dem Wert = o (Leerlauf) und SIaximum schwanken.
• Zur Abgabe von Impulsen erhält die Welle, wie an sich bekannt, Impulsgeber 7, 8, so daß entsprechend der Wellentorsion die Impulse einen entsprechenden Phasenwinkel einschließen. Der erste, von dem Impulsgeber 7 abgegebene Impuls geht auf das Gitter des Rohres I (Fig. I) und bringt dieses zum Zünden; damit liegt (Fig. 3) eine positive Spannung an dem Instrument 4 Trifft der zweite, von dem Impulsgeber 8 ausgehende Impuls auf das Gitter des Rohres 2, so zündet dieses und durch die Wirkung des Löschkondensators 3 wird das Rohr I zum Löschen gebracht. Es liegt nun eine negative Spannung am Instrument. Das Instrument zeigt die mittlere Spannung entsprechend al = a2 = a1 + «2 wobei al = Brenndauer der Röhre I, a, = Brenndauer der Röhre 2 ist. An und für sich liegt nun an dem Instrument nicht die ideale Spannung, wie sie in Fig. 3 gezeige ist, da die Ladung und Entladung des Kondensators 3 nach einer c-Funktion verläuft.
• Aber selbst daraus (s. Fig. 4) kann eine Fehlmessung nicht erfolgen, da die in Fig. 4 schraffierten Flächen einander gleich sind, so daß der Mittelwert der am Instrument liegenden Spannung der gleiche ist wie bei der Idealkurve nach Fig. 3 a.
• Man muß nur durch geeignete Bemessung des Kondensators dafür sorgen, daß die Impulse erst bei voll geladenem oder entladenem Kondensator eingehen.
• Damit nun beim Drehmoment = o das Instrument den Wert o anzeigt, ist erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß, wie dies Fig. 3 b zeigt, in diesem Fall die positive Halbwelle gleich der negativen Halbwelle ist, so daß bei untordierter Welle die Impulse um IsaO gegeneinander phasenverschoben sind. Es sind also die Impulsgeber um 1800 gegeneinander versetzt.
• Als Impulsgeber können galvanische Kontakte verwendet werden; zweckmäßig ist die Anordnung von magnetisch-induktiven oder fotoelektrischen Impulsgebern.
• An Stelle mit Gasentladungsgefäßen kann die Kippschaltung, ohne an ihrer Grundsätzlichkeit etwas zu ändern, natürlich auch mit Vakuum-(Verstärker-) Rohren aufgebaut sein.
• PATENTANSPROCHE: I. Anordnung zur Ausmessung von Phasenwinkeln zwischen zwei periodischen Impulsen, z. 13. bei der elektrischen Drehmomentmessung, bei der eine Kippschaltung verwendet wird, die durch den ersten Impuls in einem Sinne, durch den zweiten Impuls im anderen Sinne zum Kippen gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeinstrument zwischen die Anoden der beiden Kipprohre geschaltet ist und damit die an diesen Punkten liegende mittlere Gleichspannung mißt.

Claims (1)

1. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehmomentmessung die Impulsgeber so angeordnet sind, daß beim Drehmoment = oder Phasenwinkel zwischen den beiden Impulsen I80" beträgt.