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Fernmeßverfahren mit der zu übertragenden Meßgröße proportionaler
Frequenz Es sind Verfahren bekannt, eine Meßgröße dadurch fernzuübertragen, :daß
man sie in eine proportionale Frequenz umwandelt, wobei .diese entweder die Frequenz
von Impulsen, die sich mit Hilfe von Relais ebenso wie Telegrafiezeichen übertragen
lassen, oder die Frequenz einer Wechselspannung sein kann.
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Die weitverbreiteten Impulsfrequenzverfahren haben als Geberinstrument
meist einen Zähler mit Kontaktvorrichtung, die Stromunterbrechungen hervorruft,
deren Zahl in der Sekunde von der Drehzahl des Zählers und damit von der ursprünglichen
Meßgröße abhängt. Diese Impulse werden mit einem Senderelais entweder unmittelbar
auf die Leitung gegeben oder zum Aussteuern eines Ton- oder Hochfrequenzsenders
benutzt und können dann mit Hilfe einer Empfangseinrichtung, im einfachsten Fall
nur aus einem Empfangsrelais bestehend, aufgenommen werden.
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Die einzelnen Verfahren, die nach dem Impulsfrequenzprinzip arbeiten,
unterscheiden sich durch die Art und Weise, wie die einlaufende Impulsfrequenz
zur
Anzeige gebracht wird. Gemeinsam ist ihnen, daß eine Gleichstromgröße hergestellt
wird, die einem normalen Gleichstrominstrument zugeführt wird. Verschieden ist jedoch
die Art der Erzeugung dieser Gleichstromgrößen.
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Bei dem Verfahren mit Kondensatorumladung wird beim jedesmaligen Umlegen
:des Empfangsrelais ein Kondensator mit einer bestimmten Spannung auf- oder umgeladen.
Der Mittelwert des aus einzelnen Stromstößen zusammengesetzten Stromes wird gemessen.
Eine ähnliche Methode ist auch unter Verwendung der magnetischen Energie einer ebenfalls
durch .das Empfangsrelais ein- und aus- oder umgeschalteten Drosselspule angegeben
worden. Bei dem sogenannten Impulskompensationsverfahren wird die einlaufende Impulsfrequenz
mit Hilfe eines Schrittschaltwerkes wieder in eine proportionale Drehzahl einer
Achse umgewandelt, auf die sich ein Gleichstromzähler selbsttätig einregelt, wobei
der von ihm aufgenommene Gleichstrom oder eine proportional Spannung für die Anzeige
benutzt wird.
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Alle diese Verfahren haben für gewisse Verwendungszwecke, wenn es
sich insbesondere um eine selbsttätige Regelung handelt, die im Anschluß an die
Fernmeßeinrichtung betrieben werden soll, den Nachteil, daß bei einer plötzlichen
Änderung der ursprünglichen Meßgröße die Anzeige nur mit einer mehr oder weniger
großen Verzögerung erfolgen kann. Diese ist durch die unvermeidbaren mechanischen,
magnetischen und elektrischen Trägheiten bedingt.
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Beim Impulsfrequenzverfahren mit Kondensatorumladung und auch bei
den anderen Verfahren ist die Verzögerung auf der Geberseite etwa gleich, sie ist
verursacht durch die mechanische Trägheit des Geberzählers, der bei einer Änderung
der Meßgröße seine Massen von der alten auf die neue Drehzahl beschleunigen ad-er
verzögern muß. Bei der durch die Kondensatorumladung hervorgerufenen Anzeige handelt
es sich um eine Mittelurig der einzelnen Stromstöße. Das Instrument hierfür darf
den einzelnen Stromstoß nicht anzeigen, sondern soll ihren Mittelwert wiedergeben,
d. h. also, die augenblicklich vorgenommene Anzeige ist das Ergebnis von mehreren
Stromstößen. Eine Änderung der Meßgröße wird sich daher auch erst dann bemerkbar
machen können, wenn mehrere Stromstöße empfangen worden sind. Beim Impulskompensationsverfahren
liegt die Trägheit auf der Empfangsseite im Kompensationsverfahren begründet, denn
der Gleichstromzähler braucht eine gewisse -Zeit, um diejenige Verstellung herbeizuführen,
die für den neuen Gleichgewichtszustand erforderlich ist.
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Der bisher meist beschrittene Weg zur Verkleinerung dieser Anzeigeverzögerung
bei den einzelnen Verfahren ist die Erhöhung der Impulsfrequenz. Die durch das Prinzip
bedingte Anzeigeverzögerung, gemessen in Impulsabständen, ist für verschiedene Impulsfrequenzen
bei Nennlast etwa gleich, die absolute Verzögerungszeit wird daher mit steigender
Impulsfrequenz für Nennwert immer kleiner. Beim Verfahren mit Kondensatorumladung
hat man aus diesem Grund die Nennfrequenz in die Größenordnung von io bis 1a Impulsen
je Sekunde gelegt.
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Trotzdem bleibt immer noch eine Anzeigeverzögerung in der Größenordnung
von etwa i Sekunde übrig, die für manche Fälle noch zu groß sein kann.
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Bei den reinen Frequenzverfa'hren mit der M"eßgröße proportionaler
Wechselstromfrequenz kann die Anzeigeverzögerung auf der Empfangsseite zwar ziemlich
klein gehalten werden, jedoch ist die auf der Geberseite und auf der Empfangsseite
erforderliche Apparatur ziemlich umfangreich und kompliziert, wenn auch gleichzeitig
eine befriedigende Genauigkeit gewährleistet werden soll. Auf der Geberseite sind
für diese Zwecke die photoelektrische Abtastun.g einer gelochten Zählerscheibe und
die Verwendung eines Drehkondensators auf der Achse eines ausschlaggebenden Geberinstrumentes
vorgeschlagen worden.
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Auch die Anzeige ist bei größeren Ansprüchen an die Genauigkeit ziemlich
kompliziert, wenn man mit Rücksicht auf die Möglichkeit der bequemeren Summierung
die Wechselstromfrequenz in eine Gleichstromgröße umwandeln will. Die Trägheit einer
solchen Einrichtung hängt von der Ausführung ab. Sie kann jedoch unter Umständen
ziemlich klein gehalten werden.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, ein Fernmeßverfahren, bei dem als
Hilfsgröße für die Übertragung die Frequenz einer Wechselstramgröße oder auch von
Impulsen benutzt wird, vollständig trägheitsfrei zu gestalten, indem ein reines
Frequenzmeßverfahren ohne Trägheit, aber geringer Genauigkeit, mit einem trägheitsbehafteten,
aber genauen Fernmeßverfahren, das ebenfalls auf der Übertragung der Frequenz beruht,
in der Weise vereinigt wird, daß die dem ersten Verfahren eigenen Umwandlungs- oder
Anzeigefehler mit Hilfe einer selbsttätigen Kompensation nach dem zweiten Verfahren
ausgeglichen werden.
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Als Ergebnis zeigt sich,daß bei einer plötzlichen Änderung der Meßgröße
bis auf einen geringen Fehler die Änderung trägheitsfrei in Gleichstrom umgesetzt
wird; der verbleihende Fehler wird dann mit größerer Trägheit bis auf einen zulässigen
Gesamtfehler herausgeregelt.
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Nimmt man z. B. an, daß die Anzeigegenauigkeit des ersten verzögerungsfreien
Verfahrens nur ± ioo/o betrage, so wird bei einer plötzlichen Änderung der ursprünglichen
Meßgröße diese immerhin sofort ohne jede Verzögerung mit höchstens ioo/o Fehler
zur Anzeige gebracht. Nach Ablauf der Verzögerungszeit des zweiten Verfahrens ist
der zunächst verbleibende Fehler bis auf den zulässigen Meßfehler herausgeregelt.
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Es erscheint zunächst wenig vorteilhaft, eine doppelte Apparatur zu
verwenden. Bedenkt man aber, daß jedes der beiden Verfahren nur eine einfache Aufgabe
zu erfüllen hat, der es leicht gerecht werden kann, und daß es daher denkbar einfach
ausgeführt sein kann, ,so ergibt sich, daß der Aufwand im ganzen kaum größer wird,
als wenn man
eines der beiden Verfahren für die Erfüllung beider
Aufgaben gleichzeitig durchbilden müßte. Dies würde wesentlich umfangreichere und
auch verwickeltere Einrichtungen erfordern, so daß die erfindungsgemäße Anordnung
auch noch den Vorteil eines einfachen Arbeitsprinzips hat, daher eine größere Betriebssicherheit
und Unempfindlichkeit gegen Störungen aufweist.
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In den Abbildungen .sind Beispiele von Fernmeßeinrichtungen gemäß
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt im einzelnen Abb, i eine Einrichtung auf
der Geberseite zur trägheitsfreien Umwandlung einer Leistung in eine proportionale
Frequenz, Abb. 2 eine Darstellung des Übertragungsstromes auf der Leitung, wenn
die nach Abb. i erzeugte Frequenz zusammen mit einer normalen Impulsfrequenz übertragen
wird, Abb. 3 eine Einrichtung auf der Empfangsseite zur Umwandlung der empfangenen
Wechselstromfrequenz in einen proportionalen Gleichstrom, der das Empfangsinstrument
durchfließt, Abb. q. eine für die Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung
nach Abb.3 notwendige Kurve über die Abhängigkeit der Gitterspannung der Röhre von
der Frequenz, Abb. 5 die gesamte Empfangsschaltung, bei der die erfindungsgemäße
Kompensationsanordnung auf der Empfangsseite getroffen ist, Abb. 6 eine Anordnung,
bei der die-erfindungsgemäße Kompensation auf der Geberseite stattfindet.
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Die Abb. i bis 5 zusammen gehören einem Ausführungsbeispiel an, bei
dem auf der Geberseite eine Impulsfrequenz mit großer Genauigkeit, aber auch großer
Trägheit, daneben eine Wechselstromfrequenz praktisch ohne Verzögerung, aber mit
geringer Genauigkeit erzeugt wird. Beide Hilfsgrößen werden auf die Empfangsseite
übertragen, wo sie getrennt empfangen und in proportionale Gleichströme umgewandelt
werden. Ihre Summe hat die guten Eigenschaften von beiden Teilströmen, nämlich große
Genauigkeit und geringe Trägheit, übernommen. Abb.6 dagegen gehört einem anderen
Ausführungsbeispiel an, bei dem die selbsttätige Kompensation schon auf der Geberseite
stattfindet und die übertragene Frequenz daher mit großer Genauigkeit die zu übertragende
Meßgröße darstellt, wobei angenommen werden muß, daß die Anzeige dieser Frequenz
auf der Empfangsseite sowohl nachträglich als auch mit geringen Fehlern erfolgt.
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In Abb. i ist in einem Beispiel derjenige Teil der gesamten Anordnung
des ersten Ausführungsbeispiels dargestellt, der auf der Geberseite die ursprüngliche
Meßgröße, in diesem Fall eine Leistung verzögerungsfrei in eine proportionale Wechselstromfrequenz
umwandelt.
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Inder Abbildung bedeutet i einen Stromwandler für die Leistungsmessung,
2 einen Spannungswandler für die Leistungsmessung, 3 und q. Gleichrichter zur Umformung
der Wechsel.stromgrößen in Gleichstromgrößen, 5 eine Eisendrossel, deren Induktivität
sich mit der Gleichstromvormagnetisierung ändert, 6 einen Kondensator, 7 einen Widerstand,
8 eine Verstärkerröhre, 9. ihre Gittervorspannungshatterie, io ihre Anodenspannungsbatterie,
i i einen Übertrager, 12, 13 ,die Ausgangsklemmen, an denen die zu übertragende
Wechselstromfrequenz abgenommen werden kann.
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Die Wirkungsweise der Anordnung isst folgende: Die Spannungen, die
an dem Parallelwiderstand zum Stromwandler i und am Spannungswandler 2 abgenommen
werden, werden in -den Gleichrichtern 3 und q., die als Trockengleichrichter ausgeführt
sein können, in Gleichspannungen umgeformt. Sie sind in Reihe geschaltet, werden
also summiert. Die Summenspannung, die bei geeigneter Dimensionierung etwa der Leistung
proportional ist, hat einen Gleichstrom über die Wicklung auf dem mittleren Schenkel
der Drosselspule 5 zur Folge, deren Induktivität sich entsprechend ändert. Damit
ändert sich die Abstimmung des aus der Drosselspule 5 und dem Kondensator 6 bestehenden
Schwingkreises, zu dem noch ein Widerstand 7 in Reihe liegt. Der Schwingkreis wird
gespeist von der Sekundärwicklung des Übertragers i i, deren Primärwicklung von
dem Anodenstrom der Verstärkerröhre 8 durchflossen wird. Man hat es also mit einer
Rückkopplungsschaltung zu tun, die bei richtiger Dimensionierung als Generator mit
einer durch die Abstimmung des Schwingkreises 5, 6 bestimmten Frequenz wirkt. Die
Gittervorspannungsbatterie legt den Arbeitspunkt auf der Kennlinie der Verstärkerröhre
in den gewünschten Bereich, die Batterie io liefert den Anodenstrom. An den Klemmen
12 und 13 kann die Sekundärspannung des Übertragers i i, deren Frequenz somit etwa
der durch die Wandler i und 2 erfaßten Leistung proportional ist, abgenommen werden.
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Abb. 2 zeigt den Übertragungsstrom auf der Leitung, wenn durch Tastung
dieser Wec'hselstromfrequenz auch noch eine normale Impulsfrequenz übertragen werden
soll. Die Impulsfrequenz kann dabei in an sich bekannter Weise von der Kontaktvorrichtung
eines Zählers herrühren. Oben im Bild ist die Impulsfolge dargestellt, wie sie als
Gleichstrom dem Senderelais zugeführt gedacht werden kann. Die Kontakte des Senderelais
steuern dabei nicht einfach den Wechselstrom durch vollständiges Ein- und Ausschalten,
sondern durch Schalten mit zwei Intensitätsstufen. Die Empfangseinrichtung muß dabei
so angeordnet .sein, daß sie auf die große Intensität anspricht, auf die kleine
Intensität dagegen abfällt. Aber auch bei der letzteren ist die zu übertragende
Wechselstrornfrequenz noch vorhanden und kann unter Umständen nach Verstärken der
weiteren Empfangseinrichtung zugeführt werden. Für den Teil :der Schaltung, der
mit der Wechselstromfrequenz weiterarbeiten soll, kann durch eine Art selbsttätige
Fa@dingregulierung die Intensitätsschwankung unwirksam gemacht werden. Der Teil
der Schaltung dagegen, der mit der Impulsfrequenz weiterarbeiten soll, spricht auf
die Intensitätsunterschiede an und empfängt so die übermittelten Impulse.
An
dieser Stelle sei noch erwähnt; daß eine ähnliche Art von übertragung auch bei modulierter
Ton- oder Hochfrequenz durch Änderung des Modulationsgrades durchgeführt werden
kann. Man braucht sich dann nur vorzustellen, daß das Kurvenbild nach Abb.2 die
in ihrem Modulationsgrad geänderte Modulationsfrequenz der Trägerwelle darstellen
soll. Der Empfang kann ganz allmählich vorgenommen werden, wie er für die direkte
Leitungsübertragung beschrieben wurde.
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Abb. 3 zeigt eine für die Umwandlung der an der Empfangsstelle aufgenommenen,
in der Amplitude wieder gleichgeregelten Wechselstromfrequenz geeignete Apparatur.
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In der Abbildung bedeuten 14 und 15 die Klemmen, denen die übertragene
Wechselstrornfrequenz zugeführt wird, 16 eine Drosselspule, 17 einen Kondensator,
18 einen Widerstand, ig eine Verstärkerröhre, 2o die Gittervorspannungsbatterie,
21 die Anodenspannungsbatterie, 22 und 23 die Ausgangsklemmen, denen Gleichstrom
entnommen wird.
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Die Wechselspannung veränderlicher Frequenz wird den Klemmen 14 und
15 zugeführt, an denen ein Schwingungskreis mit der Drosselspule 16 und dem Kondensator
17 in Reihe mit einem Widerstand 18 liegt. Der Spannungsabfall am Widerstand 18
hängt bei konstanter Amplitude der Spannung an den Eingangsklemmen 14 und 15 von
-dem Verhältnis der aufgedrückten Frequenz zur Resonanzfrequenz ab, er dient als
Gitterspannung für die Verstärkerröhre ig, wobei die Gittervorspannungsbatterie
2o den AAeitspunkt auf der Charakteristik festzulegen gestattet. Er ist so gewählt,
daß eine möglichst große Änderung des von der Anodenspannungsbatterie 21 gelieferten
Anodenstromes bei Änderungen der Gitterspannung erzielt wird. Dieser veränderliche
Gleichstrom kann an den Klemmen 22 und 23 abgenommen werden.
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Abb. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Strom i im Schwingungskreis
und damit der Gitterspannungder Röhre in der Abb. 3 mit der angelegten Frequenz
f. Der Bereich ist dabei so gewählt, daß eine etwa proportionale Änderung des Gleichstromes
an den Klemmen g und io der Abb. 3 für die möglichen Frequenzänderungen erzielt
wird.
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Abb.5 zeigt die, erfindungsgemäße Kompensationsschaltung für das bis
jetzt besprochene Ausführungsbeispiel. Es bedeutet 24 den Kontakt des Empfangsrelais,
das die Impulsfrequenz aufnimmt, 25 eine Batterie, 26 und 27 Wicklungen eines magnetischen
Schrittschaltwerkes. 28 dieses magnetische Schrittschaitwerk, 29 dessen Anker,
30 einen Regulierwiderstand auf der Achse des Schrittschaltw erkes, 31 den
Bürstenaibgriff mit getrennter Achse, 32 ein Zahnrad zum Antrieb der Bürstenachse,
33 den zugehörigen Trieb, 34 einen Gleichstromamperestundenzähler als Antriebsmotor,
35 eine Batterie, 36 und 37 Schleifringzuführungen zu den angetriebenen Achsen,
38 eine Einrichtung zur Lieferung eines der Wechselstromfrequenz proportionalen
Gleichstroms nach Abb.3, 39 das Empfangsinstrument. Die Wirkungsweise ist
die folgende: Der Kontakt des Empfangsrelais 24 legt im Takt der empfangenen Impulsfrequenzen
um und legt damit die Batteriespannung 25 abwechselnd an die linke Wicklung 26 und
die rechte Wicklung 27 des magnetischen Schrittschaltwerkes 28. Die Polschuhe und
der Anker 2g sind dabei in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß der linke
Polschuh auf einer Lücke zwischen den Zähnen des Ankers .steht, wenn -der rechte
Polschuh bei Erregung einen Zahn angezogen hat. Die Polschuhe sind so abgeschrägt,
daß beim Erregen der Wiclclulig 26 links der Polschuh den der Lücke benachbarten
Zahn in einem ganz bestimmten Drehsinn anzieht. Beim abwechselnden Erregen links
und rechts macht der Anker daher immer im selben Drehsinne Schritte gleich der halben
Zahnteilung. Die mit dem Anker v er, bundene Achse und damit auch der Widerstand3
erfahren daher schrittweise eine Drehung, deren Drehzahl proportional der Impulsfrequenz
ist und damit der ursprünglichen Meßgröße, von der diese abgeleitet wurde. Der Bürstenarm
3.1 wird. über die Zahnräder 32 und 33 von dem Gleichstromzähler34 angetrieben.
Läuft die Achse des Bürstenarmes und der Anker des Schrittschaltwerkes gleich schnell,
so tritt keine relative Bewegung zwischen beiden und damit keine Verschiebung des
Abgriffs des Widerstandes 3o ein. Aus der Batterie wird dann ein ganz bestimmter
Kompensationsstrom ik entnommen, wobei dem Widerstand 30 der Strom über die Schleifringanordnung
37 zugeführt und vom Bürstenarm 31 über ,die Schleifringanordnung 38 wieder angeführt
wird. Die Einrichtung 38, die nach Abb. 3 ausgeführt gedacht werden muß, liefert
zwischen ihren Klemmen 22 und 23 einen Strom if, der proportional der Wechselstromfrequenz
ist, wie sie ursprünglich auf der Geberseite in einer Einrichtung gemäß Abb. i erzeugt
wurde. Die Summe i beider Ströme durchfließt das Empfangsinstrument 39.
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Nimmt man zunächst an, daß der Empfangsstrom i vollständig richtig
den augenblicklichen Meßwert wiedergibt, wie er in Form einer Impulsfrequenz vom
Empfangsrelais 24 und in Form einer Wechselstromfrequenz von, der Anordnung 38 empfangen
wird, so hat sich die ganze Anordnung in einen Gleichgewichtszustand eingespielt,
bei dem ein bestimmter Strom if geliefert wird, der durch einen am Abgriff am Vorwiderstand
30 eingeregelten Kompensationsstrom ik gerade zu demjenigen Summenstrom i
ergänzt wird, bei dem die Drehzahl des Zählers 34 die richtige ist, d. h. mit der
durch das magnetische Schrittschaltwerk vorgeschriebenen Drehzahl übereinstimmt.
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Nimmt man nun eine plötzliche Änderung des Meßwertes an, bei dem sich
der Strom i z. B. um io mA ändert, so wird der größte Teil dieser Änderung durch
den trägheitsfrei. folgenden Strom if aufgebracht. Da dieser aber wegen der nicht
vollkommenen Meßgenauigkeit von Geber- und Empfängeranordnung nicht vollständig
richtig ist, wird durch ihn die Änderung nur mit einem bestimmten Fehler, z. B.
9 mA statt io mA, wiedergegeben. Es
fehlt also für den neuen
Gleichgewichtszustand der Anordnung noch ein Strom von i mA, .der durch eine Verschiebung
des Abgriffes am Widerstand 30 und damit eine Änderung des Kompensationsstromes
ik aufgebracht wird. Die Verschiebung des Abgriffes geschieht dadurch, daß die Drehzahl
des Gleichstromzählers 34 noch nicht der durch das magnetische Schrittschaltwerk
28 vorgeschriebenen Drehzahl entspricht, so daß eine Relativbewegung der beiden
Achsen gegeneinander so lange stattfindet, bis der richtige Abgriff eingestellt
ist.
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DieWirkung derAnordnung ist also die folgende: Der größte Teil der
plötzlich eingetretenen Meßwertänderung wird durch den unverzögert folgenden Strom
if der Anordnung 38 trägheitsfrei sofort wiedergegeben, der durch den Fehler dieser
Art von Übertragung verbleibende Rest wird mit einer von den Eigenschaften der Kompensationseinriehtung
abhängigen Verzögerung ausgeglichen, so daß auf die Dauer gesehen der Gesamtfehler
der Anordnung ausschließlich durch Impulsfrequenzübertragung und die Kompensationseinrichtung
bestimmt ist, wobei er auf außerordentlich kleinen Werten gehalten werden kann.
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Abb.6 zeigt eine Kompensationsanordnung auf der Geberseite, bei der
vorausgesetzt ist, daß auf der Empfangsseite eine fehlerfreie und trägheitslose
Umwandlung einer Wechselstromfrequenz in die Anzeige stattfindet. In der Tat sind
hierfür Anordnungen, die nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören,
denkbar, die diesen Forderungen in ausreichendem Maße genügen. Eine solche Einrichtung
ist z. B. der Frequenzmesser nach dem Prinzip der Kondensatorumladung durch Röhren,
wie er als Meßinstrument für Frequenzen in der Fernmeldetechniik benutzt wird.
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Für das Ausführungsbeispiel der Abb.6 ist daher vorausgesetzt, daß
die erfindungsgemäße Kompensation nur den Fehler auszugleichen hat, der bei der
trägheitsfreien Umwandlung der Meßgröße in eine proportionale Wechselstromfrequenz
entsteht, wie sie in Abb. i beschrieben ist. Das, Ergebnis der erfindungsgemäßen
Kompensation ist dann eine Wechselstromfrequenz, die trägheitsfrei und ohne unzulässigen
Fehler die ursprüngliche Meßgröße wiedergibt.
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In der Abbildung bedeutet 4o-das drehbare System eines Zählers, z.
B. für Leistung, 41 einen Trieb, 42 ein Zahnrad, 43 einen Vorwiderstand, der über
41 un4 42 vom Zähler 4o angetrieben wird, 44 seinen Bürstenabgriff, 45 ein Zahnrad
zum Antrieb der Bürstenachse, 46 den zugehörigen Trieb, 47 einen Synchronmotor,
48 und 49 Schleifringanordnungen zur Stromzuführung auf die rotierenden Achsen,
5o und 51 Ausgangsklemmen für den vom Vorwiderstand 43 eingeregelten Gleichstrom,
52 und 53 Klemmen zum An@schluß des Synchronmotors an die Wechselstromfrequenz,
die zur übertragung dient.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Der Zähler 4o dreht
über das Zahnradpaar 4i, 42 den Vorwiderstand 43 mit einer Drehzahl, die mit großer
Genauigkeit der ursprünglichen Meßgröße entspricht. Wegen der mechanischen Trägheit
des Zählers kann sie allerdings einer Änderung der Meßgröße nur mit Verzögerung
folgen. Der Bürstenarm 44 wird über das Zahnradpaar 45, 46 vom Synchronmotor
47 gedreht, der an der Spannung liegt, deren Frequenz als Hilfsgröße über die Leitung
übertragen werden soll. Die Klemmen 52 und 53 sind daher mit den Klemmen 12 und
13 der Anordnung nach Abb. i verbunden zu denken. Ist nun die am Synchronmotor liegende
Wechselstromfrequenz nicht in genauer Übeleinstimmung mit der ursprünglichen Meßgröße,
so stimmen auch die Drehzahl des Vorwiderstandes 43 und die des Bürstenarmes
44 nicht miteinander überein. Es findet eine Relativverschiebung und damit
eine Änderung des Abgriffs statt. Dies muß zu einer Korrektur der von der Anordnung
nach Abb. i gelieferten Frequenz benutzt werden. Dies kann in der Weise geschehen,
daß von einer Spannungsquelle ein Strom, der zwischen den Klemmen 5o und 51 durch
den Bürstenabgriff eingeregelt wird, auf eine zweite Wicklung auf dem mittleren
Schenkel der Drosselspule 5 bei Abb. i gegeben wird. Durch diese zusätzliche Änderung
der Vormagnetisierung wird die Frequenz der Anordnung geändert, und zwar so lange,
bis die fehlende Übereinstimmung hergestellt ist.
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Nimmt man wieder eine Änderung der Meßgröße an, nachdem vorher der
Gleichgewichtszustand erreicht war, so führt diese zu einer Änderung der zu übertragenden
Frequenz, die auch den Synchronmotor 47 speist. Nimmt man an, daß das genaue Maß
der erforderlichen Frequenzänderung z. B. 5 Hz sei, infolge der Fehler der Leistungsmessung
und der sonstigen Fehler der Anordnung nach Abb. i nur eine Änderung von 4,5 Hz
zustande gekommen sei, so ist die Korrektur der Frequenz um o,5 Hz zusätzlich notwendig.
Während die erstgemannte große Änderung der Frequenz infolge des Meßprinzips nach
Abb. i unverzögert folgt, wird der Rest mit einer Trägheit herauskorrigiert, die
durch die mechanische Trägheit des Kompensationsapparates mach Abb.6 bedingt ist.
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Die angeführten Ausführungen sind Beispiele, die durch eine Reihe
von anderen Beispielen ergänzt werden könnten. Gemeinsam 'ist ihnen allen, daß als
Hilfsgröße für die Übertragung die Frequenz benutzt wird, daß zwei Einrichtungen
überlagert werden, von denen. die eine ohne Trägheit, aber mit geringer Genauigkeit,
die andere mit Trägheit, aber großer Genauigkeit arbeitet, und die letztere in einer
Kompensationsschaltung zum Ausgleich der Meßfehler der ersteren herangezogen wird.
Dieser Fehlerausgleich ist mit Trägheit behaftet, während durch das erstere Verfahren
der wesentlichste Teil einer Änderung unverzögert zur Anzeige kommt.
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Wie die gewählten Ausführungsbeispiele zeigen, ist es dabei belanglos,
ob,die Kompensation auf der Geberseite oder auf der Empfangsseite vorgenommen wird.
Liegt sie auf der Empfangsseite, so wird es notwendig, eine Doppelübertragung vorzunehmen.
Die in dem angeführten Ausführungsbeispiel
vorgesehene Übertragung
einer Wechselstrom- und einer Impulsfrequenz ist für die Erfindung nicht charakteristisch;
es können auch z.B.zwei Wechselstromfrequenzen übertragen werden. In allen Fällen
wird man jedoch zweckmäßigerweise von leitungssparendenübertragungsverfahren Gebrauch
machen.