DE921311C - System zur Servoregelung - Google Patents
System zur ServoregelungInfo
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- DE921311C DE921311C DEG4092A DEG0004092A DE921311C DE 921311 C DE921311 C DE 921311C DE G4092 A DEG4092 A DE G4092A DE G0004092 A DEG0004092 A DE G0004092A DE 921311 C DE921311 C DE 921311C
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 13. DEZEMBER 1954
G 4092 VIIIb174b
Die Erfindung bezieht sich auf die Fernübertragung der Stellung von sich bewegenden Objekten
oder ähnliche Aufgaben mit Hilfe von elektrischen Impulsen, die in ihrer Lage moduliert werden. Die
Erfindung ist insbesondere zur Messung aus der Ferne und für Fernsteuerungsvorgänge geeignet.
Dieser Modulation dienen einerseits periodisch wiederkehrende, als Ursprungs- oder Bezugssignale
bezeichnete Impulse, die einer bestimmten Stellung des Objekts entsprechen oder in einer festen zeitlichen
Beziehung zu dieser Stellung sind, und andererseits Impulse, die eine veränderliche zeitliche
Verzögerung im Hinblick auf die ersteren aufweisen. Diese beweglichen Impulse werden als Positionssignale
bezeichnet und kennzeichnen die zeitlich veränderliche Stellung, d. h. die Position, die
gesendet und in der Ferne wiedergegeben wird. In den Systemen der Radioortung werden die erwähnten
Ursprungssignale im allgemeinen durch den Raum abtastende Impulse gebildet und entsprechen
der Nullentfernung; die Positionssignale werden dagegen von den Echos gebildet. In den
Fernmeßsystemen entsprechen die Positionssignale den verschiedenen Stellungen, die von dem beweglichen
Teil einer Meßvorrichtung eingenommen werden, und die Ursprungssignale stehen in einer
festen zeitlichen Beziehung zu einer bestimmten Anzeige der Meßvorrichtung und können namentlich
um ein festgelegtes Zeitintervall ihrer Nullablesung fortschreiten. Wenn durch einen einzigen
Kanal gesendet wird, wird den Ursprungssignalen eine besonders charakteristische Form gegeben, die
sie an dem Empfänger auszufiltern erlaubt, und sie unterscheiden sich daher von den Positionssignalen
entweder durch ihre Dauer, ihre Zusammensetzung·, ihre Amplitude oder Polarität usw.
An der Empfangsstation wird die Verzögerung zwischen Ursprungs- und Positionssignal durch
eine bewegliche Anordnung wiedergegeben, deren Stellung dieser Verzögerung entspricht. Im allgemeinen
verwendet man für diesen Zweck eine Kathodenstrahlröhre, deren beweglicher Strahl durch
die Ursprungssignale synchronisiert wird und ίο dessen Stellung auf einem Fluoreszenzschirm beobachtet
wird. Jedoch hängt die Meßgenauigkeit bei diesem Gerät von den Betriebsbedingungen ab und
ist nicht immer zuverlässig; darüber hinaus wird seine Anwendung in bestimmten Fällen durch die
Zerbrechlichkeit und Größe der Röhre beeinträchtigt, und die Ablesung wird durch die Lichtverhältnisse
des Ortes gestört, an dem das Gerät aufgestellt ist. Schließlich ist diese Röhre nicht für eine unmittelbare
mechanische Einwirkung geeignet, und ihre Verwendung ist nur auf Beobachtung und
eventuelle photographische Aufzeichnungszwecke beschränkt.
Die Erfindung hat eine neue Methode und verbesserte Systeme und Vorrichtungen zum Hauptgegenstand
und erlaubt es, die betreffende Stellung automatisch durch einen sich bewegenden materiellen
Körper wiederzugeben, dessen Stellung entsprechend der Verzögerung zwischen den Positionsund
Ursprungssignalen mit Zusatzkraft geregelt (servoreguliert) wird und der sich somit synchron
mit dem beweglichen Teil des Senders bewegt. Dieses Ergebnis wird durch Verwendung eines
Gerätes von relativ einfachem Aufbau und robuster Bauart erzielt, das betriebssicher und mit Präzision
arbeitet, relativ wenig Trägheitseffekte zeigt und daher für Übertragungen bei hoher Geschwindigkeit
geeignet ist.
Die Erfindung hat ferner vereinfachte und zuverlässig arbeitende Ausführungsformen des Systems
zum Gegenstand, die einen selektiven Empfang und die Wiedergabe von mehreren auf dem gleichen
Träger übertragenen Positionssignalen sicherstellen, von denen jedes Signal der Stellung eines anderen
Körpers entspricht. Sie sind insbesondere für die Wiedergabe der Stellung von mehreren Meßgeräten
bestimmt, die auf dem gleichen Apparat montiert sind, z. B. einem Luftfahrzeug, und den gleichen
Sender steuern.
Die Erfindung hat weiterhin ein System und ein Gerät zum Gegenstand, das ohne Reibung arbeitet
und die jeweilige Stellung kontinuierlich und sehr genau wiedergeben kann, und zwar unter Verwendung
von elektrischen Meßgeräten üblicher Bauart, die die gleichen wie die beim Sender verwendeten
sein können.
Ferner kann die Erfindung auf die Fernregistrierung einer Stellung dadurch angewendet werden,
daß man den sich bewegenden Teil des Empfängers so abändert, daß er diesen in eine Registriereinrichtung
umwandelt. Sie kann auch unmittelbar auf die Fernsteuerung und jede beliebige andere mechanische
Zusatzkraftwirkung (Servoaktion) nach Maßgabe der Verzögerung zwischen den empfangenen
Signalen angewendet werden. Diese Verzögerung kann nämlich aus dem Zeitintervall zwischen
dem Zeitpunkt der Aussendung des Ursprungsimpulses und dem Zeitpunkt des Empfangs des
Echos in den Radioortungssystemen entstehen, z. B. in Raumdetektoren, Höhenmessern usw. Die Erfindung
bietet in allen diesen Fällen den Vorteil, daß sie nicht nur diese Verzögerung zu beobachten oder
abzulesen, sondern auch zu registrieren und mit irgendeinem geeigneten Steuerungsvorgang zu
koppeln gestattet.
Gemäß der bei der Erfindung benutzten Methode wird das Ursprungssignal im Empfänger verwendet,
um örtlich einen beweglichen Regelimpuls zu erzeugen, der eine veränderliche Verzögerung
im Hinblick auf dieses Signal besitzt. Dieser Impuls wird zeitlich mit dem Positionssignal verglichen,
das durch die entfernte Station ausgesendet wird, und das Ergebnis dieses Vergleichs läßt man auf
die Lage des Regelimpulses zurückwirken, bis seine Verzögerung der des 'empfangenen Positionssignals
entspricht.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird das Ursprungssignal im Fall der Übertragung durch
einen einzigen Kanal nach seiner Abtrennung dazu verwendet, um einen elektrischen verzögerten fortschreitenden
Impuls zu erzeugen. Dieser Impuls wird mittels eines beweglichen, mit einem Motor,
dessen Stellung reguliert werden soll, verbundenen und durch ihn angetriebenen Kopplers aufgegriffen.
Die Wirkung dieses Kopplers gibt einen Anstoß zu einem örtlichen Regelimpuls, der im Hinblick auf
das Ursprungssignal eine zeitliche Verzögerung darstellt, die mit der Stellung des Kopplers veränderlich
ist. Diese Verzögerung wird mit der Verzögerung des Positionssignals gegen das gleiche
Ursprungssignal verglichen. Die Ergebnisse dieses Vergleichs läßt man in einer solchen Weise auf
diesen Motor zurückwirken, daß er seine Stellung stabilisiert, wenn der Regel- und der Positionsimpuls genau zusammenfallen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, das sich besonders für die Kontrolle der Stellung
von Meßinstrumenten und ähnlichen Einrichtungen eignet, die durch einen einer andauernden rückstellenden
Kraft unterliegenden Motor angetrieben werden, wird die resultierende Wirkung des eben
erwähnten Vergleichs zwischen den Stellungen zur Zeit der Regelung und der Positionsimpulse im
Hinblick auf die Ursprungssignale benutzt, um diesen Motor anzutreiben und auf diese Weise ein
Drehmoment zu erzeugen, das dieser Rückstellkraft das Gleichgewicht hält, und um so den Koppler zu
stabilisieren, wenn die erwähnten Regelungs- und Positionsimpulse genau zusammenfallen.
Der Vergleichsvorgang wird in einer solchen Art ausgeführt, daß er einen Hilfsstrom zur Speisung
des Motors hervorruft, dem so lange, wie die Regelimpulse zwischen Positions- und Ursprungssignalen
bestehen bleiben, ein Wert gegeben wird, der ein Drehmoment bestimmt, das größer als die rückstellende
Kraft ist, und dieser Strom verringert sich in dem Augenblick, in dem Koinzidenz eintritt, auf
einen Wert, der ein Gleichgewicht zwischen diesen beiden Kräften festlegt.
Die rückstellende Kraft kann eine kontinuierlich anwachsende Kennlinie haben, wie im Fall eines
elektrischen Meßgerätes, das mit einer Rückstellfeder ausgerüstet ist, oder sie kann konstant bleiben,
wenn ein ausgleichendes Gewicht verwendet wird. Der gleiche Rückstell- oder Rückstoßvorgang kann
auch durch einen konstanten Hilfsstrom bewirkt ίο werden, der das entgegengesetzte Vorzeichen des
antreibenden Stromes hat.
So lange, wie die Regelimpulse zwischen den
Ursprungs- und Positionssignalen bestehen bleiben, werden gemäß einem Merkmal dieser Methode
Stromimpulse von im wesentlichen der gleichen Größe, d. h. von praktisch konstanter Amplitude
und Länge, erzeugt, die aufsummiert werden, um einen Hilfsantriebsstrom zu ergeben; ihre Größe
wird auf Null verkleinert, z. B. indem ihre Länge rasch verringert wird, wenn der Regelimpuls das
Positionssignal kreuzen und überholen will.
Gemäß einem anderen Merkmal dieser Methode werden die Regelimpulse mit einem am Ort erzeugten
Signal rechteckiger Form verglichen, dessen Beginn durch das Ursprungssignal und
dessen Ende durch das Positionssignal bestimmt ist; in diesem Fall werden die antreibenden Stromimpulse
durch Überlagerung der Regelimpulse mit diesen Rechtecksignalen erzeugt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Einrichtung, die die eben beschriebene
Methode verwirklicht, im wesentlichen folgende Teile auf: eine Vorrichtung, die im Bedarfsfall
das Ursprungs- und das Positionssignal trennt; ein Verzögerungsnetzwerk, z. B. eine
künstliche Übertragungsleitung, das durch die Ursprungsimpulse gespeist wird und durch einen
Koppler überstrichen wird, der mit dem geregelten elektrischen Motor verbunden ist und durch ihn
angetrieben wird, wobei die Wirkung dieses Kopplers die Regelimpulse ansteigen läßt unter Verzögerung
des Ursprungsimpulses um eine Zeitspanne, die durch die augenblickliche Stellung
dieses Kopplers gegeben ist; eine Vergleichsvorrichtung, die in erster Linie einen Generator von
(periodisch) wiederkehrenden Signalen, vorzugsweise von rechteckiger Form, enthält, deren Dauer
durch die wiederzugebende Verzögerung bestimmt ist, wobei der Anfang eben durch das Ursprungssignal
und das Ende durch das Positionssignal festgelegt ist; und schließlich eine Mischvorrichtung,
die das erwähnte Rechtecksignal und den Regelimpuls empfängt und den Motor speist.
Um alle Reibungseft'ekte zu vermeiden und eine kontinuierliche und genaue Regelung sicherzustellen,
wird diesem Koppler vorzugsweise eine kapazitive Form gegeben, z. B. durch Verwendung
eines beweglichen Ankers in einer unmittelbaren elektrostatischen Beziehung zu der künstlichen
Leitung.
Der Generator für das rechteckige Signal kann durch einen Auslösekippschwingungserzeuger verwirklicht
werden, der zwei im Gegentakt wirkende Triodenelemente enthält und in geeigneter Weise
durch die Ursprungs- und Positionssignale gesteuert wird. Die Mischvorrichtung kann durch eine
Mehrgitterröhre verwirklicht werden, deren eines Gitter die rechteckige Spannung empfängt und
deren anderes Gitter den Regelimpuls empfängt und wobei die Anode mit dem Motor verbunden ist.
Diese Röhre hat eine solche Vorspannung, daß sie nur Strom liefert, wenn sich diese beiden Signale
überlagern.
Vorzugsweise wird ein Kreis von verhältnismäßig hoher Zeitkonstante mit dem Speisestromkreis
des Motors verbunden, um die durch die Mischröhre erzeugten Steuerimpulse zu summieren.
Im Fall der Übertragung durch einen einzigen Kanal wird das Steuergitter von einer der Kippschwingungstrioden
mit einem gewöhnlichen Empfangsgerät verbunden, wohingegen das Gitter der anderen Triode mit einer Vorrichtung verbunden
wird, die die Ursprungssignale ausfiltert. Die Kippschwingungskreise
werden so eingerichtet, daß die Sperrung der einen Triode die andere freigibt.
Die Amplitude und Dauer der durch die Mischröhre gelieferten Speisestromimpulse werden so
eingestellt, daß sie dem Hilfsstrom, der den Motor antreibt, einen Wert geben, der ein Drehmoment
bestimmt, das wesentlich größer als die rückstellende Kraft ist oder ihr am Ende der Kopplerbahn
mindestens gleich ist.
Dieser Koppler kann an dem beweglichen Anker eines Meßinstrumentes befestigt sein, dessen Zeiger
dann die Stellung einer Meßvorrichtung am Sender wiedergibt. Der letztere kann vorteilhaft einen ähnlichen
Generator mit einer künstlichen Übertragungsleitung und einen beweglichen Koppler für die
Erzeugung des Positionssignals enthalten. Der gesteuerte Koppler kann auch mit einer Registriervorrichtung
oder mit einer Fernsteuervorrichtung verbunden sein.
Die Erfindung hat ferner zum Gegenstand ein verbessertes System und eine Einrichtung für die
gleichzeitige Wiedergabe der Stellung mehrerer Meßinstrumente, deren Signale auf einem gemeinsamen
Träger übertragen werden, wobei einem einzelnen Ursprungssignal mehrere Positionssignale
folgen, deren jedes sich auf ein bestimmtes Meßinstrument bezieht. Für diesen Zweck werden
gemäß der Erfindung mehrere Regelimpulsgeneratoren verwendet, deren künstliche Leitungen hintereinandergeschaltet
sind und nacheinander durch das ausgewählte Ursprungssignal gespeist werden. Jeder Generator ist mit einer eigenen Mischröhre
verbunden, um ihr seinen Regelimpuls zuzuführen. Eine gemeinsame Kippschaltung empfängt einerseits
die Reihe der übertragenen Signale und wird andererseits nacheinander und selektiv der Wirkung
des Ursprungssignals unterworfen, wenn es eintrifft, und jedesmal, wenn es eine künstliche Leitung
durchlaufen hat. Um diesen Vorgang sicherzustellen, wird diese Kippschaltung mit den Eingangsklemmen aller Leitungen verbunden. Man erzeugt
deshalb so viele rechteckige Vergleichsspannungen, wie Leitungen vorhanden sind, und der Koppler
einer jeden von ihnen wird dann selbsttätig das Zeitintervall zwischen dem Positionssignal und dem
Ursprungs- oder dem am Ort entstandenen Bezugssignal wiedergeben.
Die Erfindung hat schließlich noch ein System und eine Einrichtung für den Empfang von mehreren
Positionssignalen zum Gegenstand, die auf dem gleichen Träger übertragen werden und von
denen jedes der Stellung eines anderen Körpers
ίο entspricht, wobei jedes von ihnen von einem besonderen
Ursprungssignal begleitet ist und diese Folge von Signalen mit einem besonderen Verteilungssignal
verbunden ist. Zu diesem Zweck wird eine ergänzende künstliche Leitung benutzt,
die durch das Verteilungssignal erregt wird und die Ursprungssignale nacheinander auf die verschiedenen
Empfangsgeräte verteilt, die mit ihren künstlichen Leitungen und beweglichen Kopplern
ausgerüstet sind. Ein einziger Kippschwingkreis,
ao der durch die Positions- und Ursprungssignale gesteuert wird, erzeugt die rechteckigen Vergleichsspannungen,
die an die einzelnen Mischröhren angelegt werden.
Die Erfindung läßt sich sowohl nach ihrem ganzen Aufbau und ihrer Methode als auch nach
ihren Vorteilen am besten aus der nun folgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsformen
derselben verstehen, wenn man sie an Hand der Zeichnung liest.
Fig. ι zeigt eine schematische Übersicht mit einem Schaltbild des vollständigen Empfangsgerätes
gemäß der Erfindung, das dazu bestimmt ist, die Stellung eines einzelnen entfernten, sich
bewegenden Objekts für Ablesezwecke wiederzugeben, und das einen Generator für Rechteckimpulse
mit einer künstlichen Leitung enthält, die von einem kapazitiven Koppler überstrichen wird.
Fig. 2, 3 und 4 sind Arbeitsdiagramme des Gerätes.
Fig. 5 ist eine vereinfachte Darstellung (sogenanntes Blockdiagramm) einer abgeänderten Ausführungsform
der Erfindung, die für den Empfang von mehreren Positionsimpulsen bestimmt ist, die
jeder die Position eines bestimmten entfernten Objekts kennzeichnen, über einen einzigen Kanal
übertragen und von einem einzigen Ursprungssignal begleitet werden.
Fig. 6 ist ein Arbeitsdiagramm dieser Einrichtung.
Fig. 7 ist eine vereinfachte Darstellung (Blockdiagramm) einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung, die für die gleiche Art der Vielfachübertragung
bestimmt ist, in der jedoch jedes Positionssignal mit einem besonderen Ursprungssignal
verbunden ist, wobei diese Folge der Signale von einem einzigen Verteilungssignal von besonderer
Form begleitet wird.
Fig. 8 ist eine schematische Übersicht und ein Schaltbild einer Anwendung der Erfindung auf die
Radioortung von Körpern und insbesondere auf die Messung ihres Abstandes mittels ihrer Echos.
Wenn nunmehr im einzelnen auf die Zeichnungen eingegangen wird, in der gleiche Bezugszeichen
stets entsprechende Teile bezeichnen, so ist in Fig. 1 ein (ein Abteil der Zeichnung bildender) Block G
gezeichnet, der ein mit Hilfskraft bedientes Meßgerät umschließt; ein Block 5" umschließt eine Vor-.richtung
zur Abtrennung der Ursprungssignale; ein BlockC umschließt eine Vorrichtung, die den
zeitlichen Vergleich zwischen den Regelimpulsen, die durch die Meßapparatur G erzeugt werden, und
dem ankommenden Positionssignal vornimmt. Diese Vorrichtung C enthält zwei Organe: ein in den
Block W eingeschlossenes Organ, das für die Erzeugung der Rechtecksignalspannung bestimmt ist,
und ein anderes, in den Block L eingeschlossenes Organ, das dazu verwendet wird, diese Signalspannung
mit dem Regelimpuls zu mischen und den Motor der Apparatur G zu speisen.
Die Eingangsklemme 11 des gesamten Gerätes ist
einerseits mit dem Selektor S (Abtrenner oder Trennstufe) verbunden, der ein elektrisches Verzögerungswerk 12, z.B. eine künstliche Leitung, eine Mischröhre
13 und eine Spannungsquelle 20 enthält. Die gleiche Klemme ist andererseits mit der Vorrichtung
W verbunden, die eine die Polarität des empfangenen Signals umkehrende Röhre 27 und einen
Ivippschwingkreis enthält, in dem sich eine Doppeltriode
21 befindet, deren Elektroden in der bekannten Art so untereinander verbunden sind, daß go
die Kippschwingwirkung erzielt wird. Der Selektor S ist mit dem Gerät G verbunden, das eine
künstliche Leitung, die von einer Wendel 5 und in kapazitiver Ankopplung zu ihr von einem leitenden
Band 7 gebildet wird, und einen kapazitiven Koppler 2 enthält, der als Abnehmer wirkt und am
Zeiger 1 befestigt ist und durch ihn angetrieben wird, so daß er sich zwischen der künstlichen Leitung
und einer bandförmigen Sammelelektrode 3 bewegt. Dieser Abnehmer ist in einer solchen Art
ausgebildet und angeordnet, daß er die sehr geringe Kapazität zwischen diesen Elementen örtlich erheblich
erhöht. Der Zeiger wird durch einen Antriebsmechanismus oder Motor A einer in elektrischen
Meßgeräten üblicherweise verwendeten Art bewegt und enthält in dem dargestellten Fall eine
bewegliche Spule K1 die von einem kontinuierlichen
Strom I1n durchflossen wird. Diese Spule unterliegt
zur gleichen Zeit der Wirkung des magnetischen Feldes des Induktors 4 und der rückstellenden Wirkung
einer rückwärts ziehenden Feder U. Die Stellung des Zeigers, die an einer unterteilten Skala
beobachtet wird, ist durch das Gleichgewicht zwischen dem durch den Speisestrom der Spule
verursachten Drehmoment und dem Rückstellmoment dieser Feder bestimmt. Das beschriebene
Gerät wird zur Erzeugung elektrischer, lagemodulierter Impulse verwendet, deren zeitliche Lage eine
Funktion der räumlichen Stellung des Zeigers ist. Die Konstruktion und Wirkungsweise des Gerätes
ist bereits bekannt.
Die bewegliche Spule K ist mit der Anode der Röhre 15 verbunden und über einen Integrationsoder Speicherkondensator 16 geerdet. Andererseits
ist diese Spule in Reihe mit dem Pluspol der nicht gezeichneten Anodenbatterie gelegt, deren negativer
Pol gleichfalls geerdet ist. Diese Röhre soll vorzugsweise zur Mischröhrentype mit zwei Gittern
gehören, und ihr erstes Gitter 17 ist mit dem Punkt 30 des Kippschwingkreises W verbunden, während
ihr zweites Gitter mit dem Anodenkreis einer Verstärkerröhre 19 verbunden ist, deren Gitter an der
Sammelelektrode 3 des Generators G liegt.
Die Wirkungsweise dieses Gerätes ist folgende: Die übertragenen Impulse werden an die Eingangsklemmen
angelegt. Sie bilden eine Folge von periodisch wiederkehrenden Ursprungssignalen O, O' usw., denen Positionssignale P, P'
usw. folgen. Jede Periode enthält ein Ursprungssignal von einer Doppelform O1, O2 und ein
Positionssignal P, das von ihm durch ein die entfernte Stellung kennzeichnendes Zeitintervall T
getrennt ist. Es gibt Methoden, ein solches Doppelsignal im Sender zu erzeugen. Es kann zugestanden
werden, daß sich dieses Intervall während einer
ao relativ kurzen Zeit nicht ändert. Die Folge der Signale wird direkt dem Gitter 23 der zur Abtrennvorrichtung
51 gehörenden Röhre 13 zugeführt und
ebenfalls ihrem zweiten Gitter 24, jedoch über die künstliche Verzögerungsleitung 12. Diese ist so
berechnet, daß eine Verzögerung eintritt, die gleich dem Abstand zwischen den zwei Impulsen
O1 und O2 ist, die das Ursprungsdoppelsignal
bilden.
Die an diesen Gittern erscheinende Spannung wird durch die in den Blockt hineingezeichneten
Diagramme 25 und 26 erläutert. Es ergibt sich, daß nur die zweiten Impulse O2 überlagert werden und
den Anstoß zu einer verstärkten Steuerwirkung geben, die genügt, um die Sperrwirkung der Vorspannung
20 aufzuheben. Am Punkt 36 werden also nur die Spannungsimpulse O2 mit umgekehrter
Polarität erscheinen, während alle anderen Impulse gesperrt werden. Die ausgefilterten Impulse werden
dem Eingang 8 der künstlichen Leitung des Gerätes G zugeführt. Zur gleichen Zeit werden sie
an das Gitter der rechten Triode 29 der Kippschwingschaltung 21 im Gerät W angelegt.
Andererseits werden alle eintreffenden Signale der Verstärkerröhre 27 des Gerätes W zugeführt,
die deren Polarität umkehrt und sie an die Kippschwingschaltung 21 weitergibt, wo sie am Gitter
der linken Triode 28 erscheinen. Es sei nun angenommen, daß in einem gegebenen Augenblick die
rechte Triode leitend und die linke blockiert ist. In diesem Zustand üben die negativen Impulse O und P
auf die linke Triode keine Wirkung aus; dagegen blockiert der am Gitter der rechten Triode erscheinende
gefilterte Impuls O2 diese und löst eine
Kippwirkung aus, die einen umgekehrten Gleichgewichtszustand mit einer leitenden linken und
blockierten rechten Triode schafft. In diesem Zustand wird der Kippschwingkreis für den ersten
negativen Impuls empfangsbereit, der unmittelbar nach dem Impuls O2 an der Klemme 11 erscheint.
Es wird somit das negative Signal P sein, das nun wieder die linke Triode blockieren wird und den
Kippschwingkreis wieder in seinen Anfangszustand zurückbringt.
Diese zwei aufeinanderfolgenden Kippschwingungen lassen am Punkt 30 des Anodenkreises ein
Signal 31 von rechteckiger Spannung entstehen, dessen Anfang mit dem zweiten Impuls O2' des Ursprungssignals
O' und dessen Ende mit dem ihm nächstfolgenden Positionssignal P' zusammenfällt.
Seine Länge wird daher gleich dem Zeitintervall T zwischen ihnen sein. Die gleichen aufeinanderfolgenden
Vorgänge werden bei jeder Übertragungsperiode O'-P usw. durchlaufen, und die am Punkt 30 erscheinenden
Rechteckspannungen entsprechen genau der übertragenen Meßgröße.
Der gefilterte Impuls O2 wandert mit verringerter
Geschwindigkeit entlang der künstlichen Leitung 5 des Generators G und wird ohne jedweden Reflexionseffekt
in dem End wellenwiderstand 10 absorbiert. Der kapazitive Abnehmer 2, der wegen
der ihm gegebenen Form einer metallischen Rotorplatte wie ein Zwischenrotor wirkt, läßt die Kapazität
zwischen der Leitung und der Elektrode 3 erheblich anwachsen und so den verzögerten, auf der
Leitung aufgespeicherten Impuls auf die Klemme 14 übertreten. Er erscheint dort als ein negativer
Impuls Τ?. Für eine gegebene Stellung des Zeigers 1
stellt dieser Impuls R eine bestimmte zeitliche Nacheilung oder Verzögerung Θ im Hinblick auf den
die Leitung speisenden Impuls O2 dar, und diese Nacheilung ändert sich kontinuierlich mit der Bewegung
des Zeigers. Wenn die Wendel der Leitung kontinuierlich und gleichmäßig gewickelt ist, wird
die Wandergeschwindigkeit des verzögerten Impulses ihr entlang konstant sein, und daher wird die
Verzögerung überall proportional der Auslenkung ■ des Zeigers sein. Infolge der unmittelbaren kapazitiven
Beziehung zwischen der Leitungswendel und dem Koppler wird die kleinste Verrückung des
letzteren von einer entsprechenden Änderung der Verzögerung begleitet sein.
Der Impuls R1 wird nach seiner Verstärkung und
der Umkehrung seiner Polarität mittels der Röhre 19 in einen positiven Regelimpuls R umgeformt,
der an das Gitter 18 der Mischröhre 15 angelegt wird. Diese ist normalerweise durch die Vorspannungsbatterie
33 gesperrt und wird nur während der Dauer dieses Impulses R und unter der
Bedingung freigegeben, daß er mit einem Teil des an ihr zweites Gitter 17 angelegten Rechtecksignals
31 zusammenfällt. In einem solchen Fall wird die Röhre einen Anodenstromimpuls abgeben, dessen
Dauer durch die des Regelimpulses bestimmt ist und der der beweglichen Spule K des zum Gerät G
gehörenden Motors M zugeführt wird. Infolge seiner Trägheit wird der Motor nur auf ununterbrochene
Komponenten Im der Folge dieser Impulse ansprechen; andererseits wird der Kondensator 16,
der mit der Anode der Mischröhre 15 verbunden ist, die Wechselstromkomponenten ableiten und damit
das kontinuierliche Arbeiten des Motors stabilisieren. Die Stromkreise der Vorrichtung L werden
so gewählt, daß sie diesen Impulsen eine Amplitude geben, die groß genug ist, um eine kontinuierliche
Stromkomponente zu erzeugen, die wiederum ein 1^s
Drehmoment bestimmt, das der rückstellenden
Kraft der Rückstellfeder U wesentlich überlegen
ist, solange der Zeiger eine Mittelstellung einnimmt, und das mindestens gleich dieser Kraft ist,
wenn der Zeiger die äußerste Grenze seines vollständigen Ausschlages erreicht.
Die Diagramme der Fig. 2 lassen die Wirkungsweise des eben beschriebenen Gerätes besser verstehen.
Das Diagramm 2 A zeigt mit der Zeit als Abszisse mehrere an den Geräteeingang angelegte
ίο Signalperioden. Jede enthält ein doppeltes Ursprungssignal
O1-O2, 0', 0" usw., und jedem folgt
ein einzelnes Positionssignal P, P', P" usw., dem
zweiten Impuls O2 um ein Zeitintervall T nacheilend.
Das Diagramm 2 B zeigt das rechteckige wiederkehrende Signal am Ausgang der Kippschwingvorrichtung
21. Es war vorausgesetzt, daß das Intervall T während einer bestimmten Zahl von
Perioden ungeändert bleibt und daß sich während dieser Zeit der Zeiger von links nach rechts entlang
der künstlichen Leitung bewegt und den Anstoß zu den Regelimpulsen R gibt, die im Hinblick
auf die der Leitung zugeführten Bezugs- oder Ursprungssignale O2 eine immer größer werdende Verzögerung
Θ haben. Die Skizzen 2 D, 2 E und 2 F
stellen dann die Stromimpulse dar, die von der Mischröhre 15 geliefert werden und den verschiedenen
Verzögerungen dieser Impulse R entsprechen.
Im Zustand 2 D fällt der Impuls R völlig mit
einem Teil des Signals 31 zusammen, der mittlere Strom Im, der von der Röhre geliefert wird und dem
Produkt iaAt (ia ist die Amplitude des antreibenden
Stromes und At seine Dauer) proportional ist, hat sein Maximum, und folglich bleibt auch das Drehmoment
des Motors auf seinem maximalen Wert. Nun nimmt der Ausschlag des Zeigers und damit
die Verzögerung 0 zu. In der Stellung 2 E wird die letztere Θ', der Impuls R' fällt nur noch teilweise
mit dem Signal 31' zusammen, und der mittlere Strom fällt auf einen ganz bestimmten Wert.
In der dritten Stellung, dargestellt durch Diagramm 2 F, liegt der Impuls R" schon vollständig
außerhalb des Signals 31", und der Stromimpuls sinkt auf Null herunter, ebenso der mittlere der Spule
zugeführte Strom, und der Zeiger würde unter der Wirkung der rückstellenden Kraft versuchen, zurückzukehren.
Es ist klar, daß unter diesen Bedingungen dem Motor, sobald die Stellung 2 E
erreicht ist, ein mittlerer Strom zugeführt wird, der nacheinander alle Werte zwischen dem Maximum
(Fig. 2 D) und Null (Fig. 2 F) annimmt. Der Zeiger wird stillstehen, wenn die diesem Strom entsprechende
auslenkende Kraft und die rückstellende Kraft der Feder einander das Gleichgewicht halten;
und diese Bedingung ist nur erfüllt, wenn der Impuls R' mit dem Impuls P' zusammenfällt, d. h.
wenn die Verzögerung &', die örtlich zwischen R' und dem Ursprungsimpuls 0' erzeugt wird, gleich
dem übertragenen Intervall T wird. Auf diese Weise wird der Zeiger automatisch eine Gleichgewichtsstellung
einnehmen, die der übertragenen, entfernten Stellung entspricht und diese wiedergibt,
und diese wird dann an der Skala abgelesen.
Die Bedingungen dieser Zusatzsteuerung (Servowirkung) sind in Fig. 3 graphisch dargestellt,
worin 1 den Laufweg des Zeigers von der Nullstellung bis zum Vollausschlag L darstellt, und das
über dem Laufweg aufgetragene I7n stellt die entsprechenden
Änderungen des mittleren Stromes dar. Das Diagramm ist durch eine gerade Linie Ie vervollständig^
die den Gleichstrom darstellt, der notwendig an die bewegliche Spule angelegt werden
muß, um der rückstellenden Kraft der Feder das Gleichgewicht zu halten. Es entspricht in dem dargestellten
Fall der charakteristischen Eichkurve eines Meßinstrumentes. Der Strom Im bleibt so lange
konstant, wie sich der Abnehmer zwischen Null und der Stellung bewegt, bei der der Stromimpuls ia
das Vergleichssignal 31 zu überholen beginnt, und fällt dann in schnellem und zunehmendem Maß auf
Null ab. Der Schnittpunkt E des hinteren Astes der Kurve Im mit der geraden Linie Ie bestimmt genau
die Gleichgewichtslage E des Abnehmers, bei der er zum Stillstand kommt und welcher eine örtliche
Verzögerung Θ entspricht, die gleich der übertragenen Verzögerung Γ ist.
Diese Diagramme erlauben es, die folgenden grundlegenden Bedingungen zu bestimmen, die notwendig
erfüllt sein müssen, um die gewünschte verstärkte Wirkung sicherzustellen.
Der mittlere, durch den Impuls ia bestimmte
Strom, solange dieser sich zwischen den Signalen O2
und P1 bewegt und somit vollständig mit der Rechteckspannung 31 zusammenfällt, muß mindestens
gleich dem Strom Iemax sein, der erforderlieh
ist, um den Vollausschlag sicherzustellen.
Die Minimalverzögerung des Regelimpulses R im Hinblick auf das Signal O2 muß so groß sein,
daß dieser Impuls immer noch dem Beginn der Rechtecksignale nacheilt.
Die Maximalverzögerung dieses Impulses R muß ihn immer das Ende des Rechtecksignals
überholen lassen.
Anstatt die den Motor speisenden Stromimpulse ia auf Null abnehmen zu lassen, würde es
genügen, sie auf einen bestimmten Grenzwert abfallen
zu lassen, vorausgesetzt, daß das auslenkende Drehmoment, das er bestimmt, nicht die
rückstellende Kraft am Beginn der Skala übertrifft.
Fig. 4 entspricht der Zusatzsteuerung eines elektrischen Motors, bei dem die rückstellende Kraft
und damit der Eichstrom konstant bleiben; dieser ist durch eine horizontale Linie Ie parallel zu der
i-Achse dargestellt. Der Schnittpunkt E mit dem mittleren Strom Im bestimmt wie vorher die Gleichgewichtslage,
die der genauen Übereinstimmung des Steuerimpulses mit dem Positionssignal entspricht.
Eine solche rückstellende Kraft kann durch die Schwerkraft verwirklicht werden, z. B. durch
Verwendung eines geeigneten Gewichtes, das dem Motor ein ausgleichendes Drehmoment aufprägt.
In einer sehr praktischen Weise kann dies auch dadurch sichergestellt werden, daß man an den Motor
einen ununterbrochenen und konstanten antreibenden Strom anlegt, der das entgegengesetzte Vor-
zeichen wie der mittlere Regelstrom hat. Bei dem beschriebenen Gerät würde es genügen, die Spiralfeder
durch einen kontinuierlichen, aber entgegengesetzten und durch die bewegliche Spule geschickten
Strom Ie max (Fig. 3) zu ersetzen. Es
kann auch irgendein anderes geeignetes Mittel für den Antrieb des Motors mit Hilfe des Regelimpulses
verwendet werden, vorausgesetzt, daß der notwendige Rückkopplungsvorgang zwischen dem
Motor und dieser Impulsverzögerung automatisch und den obenerwähnten Bedingungen entsprechend
sichergestellt ist.
In Fig. 5 wird eine Folge von übertragenen Signalen 40 an die Eingangsklemme 11 herangeführt,
welche Reihe, wie in Fig. 6 a graphisch dargestellt, ein doppeltes Ursprungssignal O und
mehrere Positionssignale 41, 42 und 43 enthält. Die letzteren kennzeichnen die Stellung von drei beweglichen
Organen beim Sender und werden durch einen einzigen Träger übertragen. Jedes Positionssignal kann sich zwischen den Grenzen seiner Zeitbasis
bzw. α, β und γ entsprechend dem Vollausschlag der Organe bewegen. Solch eine Übertragung
kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Es erscheint dabei zweckmäßig, die Kopplungselemente wegzulassen, die am Beginn jeder künstlichen
Leitung liegen, die ihrerseits jeweils zu den Generatoren für die lagemodulierten Impulse gehören
und mit diesen in Reihe geschaltet sind. Nach seiner Abtrennung in der Filtervorrichtung
S durchläuft das Signal O2 nacheinander die in Reihe liegenden künstlichen Leitungen der drei
gesteuerten Meßvorrichtungen G1, G2 und G3. Jede
von ihnen ist mit der Vorrichtung G der Fig. 1 identisch, und ihre Motoren werden mit einem mittleren
Strom aus entsprechenden Mischvorrichtungen L1, L2 und L3 betrieben, die ebenso angeordnet
sind und arbeiten wie die Mischstufe L in Fig. i. Diese Vorrichtungen empfangen, wie schon
oben erklärt, die Regelimpulse von ihren entsprechenden Generatoren G; ebenso empfangen sie die
Rechteckvergleichssignale aus einer einzigen Kippvorrichtung W, die drei solche Signale für jede
durch Fig. 6 a dargestellte Ubertragungsperiode erzeugt. Diese ist einerseits mit der Eingangsklemme
11 und andererseits mit der Ausgangsklemme einer besonderen Verbindungsvorrichtung N verbunden,
an die die Eingänge der drei vorher erwähnten künstlichen Leitungen der Vorrichtungen G1 bis G3
gelegt sind. Diese Vorrichtung enthält ein Netzwerk von Scheinwiderständen, eventuell kombiniert
mit elektronischen Relais, und ist dazu bestimmt, die genannten Verbindungen ohne Kurzschließen
der künstlichen Leitungen und ohne Einführung von störenden Verzögerungen sicherzustellen. Ihre
Verwirklichung ist dem Fachmann gut bekannt, so daß es unnötig ist, ihre Einzelheiten zu zeigen,
was nur die Zeichnung komplizieren würde.
Jedesmal, wenn das ausgefilterte Signal O2 eine
künstliche Leitung durchquert hat, wird es eine Verzögerung erleiden, welche gleich der Laufzeitkonstante
der Leitung ist, die mindestens gleich oder größer als die entsprechenden Intervalle α, β
oder γ sein muß. Unter diesen Bedingungen wird die Kippvorrichtung W nacheinander über den Verteiler
N die Signale O2, 44 und 45 empfangen, wie in Diagramm 6 C dargestellt. Diese Signale legen,
wie in diesem Diagramm gezeigt, in entsprechender Weise die Anfänge der Rechteckspannungen 46, 47
und 48 fest, deren Länge wiederum durch die entsprechenden Positionssignale 41, 42 und 43 bestimmt
ist. Die Einzelheiten dieser Wirkungsweise wurden schon in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben.
Ausgehend von einem einzigen Ursprungssignal pro Periode und mehrere unabhängige Posi-
tionssignale enthaltend, erzeugt man auf diese Weise örtlich für jede Meß vorrichtung eine eigene
rechteckige Vergleichsspannung. Deren Zusatzsteuerung ist in dem Augenblick beendet, wenn der
Regelimpuls, der diese bewerkstelligt hat, mit dem dafür bestimmten Positionssignal zusammenfällt.
Dieser Endzustand ist in Fig. 5 gezeigt, worin die Zeiger eine dieses Zusammenfallen bestimmende
Gleichgewichtsstellung eingenommen haben.
Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform ist für den selektiven Empfang mittels mehrerer verstärkter
Meßvorrichtungen bestimmt, bei denen eine Folge von Signalen durch einen einzigen Kanal
übertragen wird und worin jede Periode 49 so viele Ursprungssignale O1, O2, O3 usw. und Positionssignale
P1, P2, Pz usw. enthält, wie es sich bewegende
Teile beim Sender gibt, und ein einzelnes Verteilungssignal A an den Anfang der Periode gesetzt
ist. Solch eine Übertragung kann beispielsweise durch die Verwendung bekannter Systeme
sichergestellt sein. Das in Fig. 7 gezeigte Gerät enthält so viele Kombinationen der oben beschriebenen
Generatoren G und Mischstufen L1 wie Positionssignale in einer Periode enthalten sind. Eine einzige
Trennstufe S (Abtrenner) der zweifachen Ur-Sprungssignale und ein einziger Kippschwingkreis
W bewirken, wie schon in der vorliegenden Patentschrift beschrieben, die Erzeugung von aufeinanderfolgenden
Rechteckspannungen 56, 57 und 58. Um den selektiven Vergleich der Spannung 56 mit
dem Regelimpuls der Meßvorrichtung G1 bzw. der Spannung 57 mit dem Impuls der Vorrichtung G2
usw. sicherzustellen, ist die Erregung ihrer entsprechenden künstlichen Leitungen durch die Ursprungssignale
O1, O2 und O3 synchronisiert. Zu
diesem Zweck wird eine Ergänzungstrennstufe B verwendet, die so angeordnet ist, z. B. unter Verwendung
der in der Trennstufe 6" der Fig. 1 enthaltenen prinzipiellen Gedanken, daß sie das dreiteilige
Signal A ausfiltert. Das letztere erregt dann eine als Hilfe dienende künstliche Leitung des Verteilers
D, deren Abzweigungen 50, 51 und 52 mit dem einen der Gitter der entsprechenden Röhren
53, 54 und 55 verbunden sind. Das andere Gitter dieser Röhren ist mit der Trennstufe 5 verbunden
und liefert die Signale O, und ihre Anoden führen zu den künstlichen Leitungen der Meßvorrichtungen
G1, G2 und G3. Diese Röhren sind mit
einer Vorspannung versehen, so daß sie nur auf diese Signale ansprechen, wenn sie gleichzeitig
durch Verteilungsimpulse A1, A2 und A3 empfind-
lieh gemacht werden, die von der Leitung D herkommen.
Um ein genaues Arbeiten dieser Anordnung sicherzustellen, braucht man nur zwischen
den Abzweigungen 50-51 einerseits und den Abzweigungen 51-52 andererseits Verzögerungen einzuführen,
die gleich den Intervallen O1-O2 und
O2-OB sind.
Die zuletzt beschriebene Ausführungsform, die das gleiche Ergebnis wie die vorhergehende sicherstellt,
benötigt zu ihrer Verwirklichung ein etwas kompliziertes Schema und Gerät; andererseits erlaubt
sie, die Dämpfung des Ursprungssignals während seiner aufeinanderfolgenden Wanderung
durch mehrere in Reihe liegende künstliche Leitungen zu vermeiden; darüber hinaus würde ein
Störungsfall in einer der künstlichen Leitungen das Arbeiten der anderen nicht unterbinden.
Anstatt den Ursprungsimpuls an eine Endklemme der künstlichen Leitung im Generator für die verzögerten
Regelimpulse anzulegen und einen beweglichen Koppler als diese Impulse sammelnden Abnehmer
zu verwenden, können die Verbindungen auch umgekehrt werden. In einem solchen Fall
wird der Koppler mit den Ursprungsimpulsen gespeist und wirkt so als beweglicher Eingang, wohingegen
die verzögerten Regelimpulse an der Endklemme der Leitung gesammelt werden. In
beiden Fällen werden die Lieferquelle der Ursprungsimpulse und die Ausgangsklemme des Generators,
wo die verzögerten Impulse gesammelt werden, durch einen durch die Bewegung des Kopplers
bestimmten veränderlichen Teil der Leitung in Reihe verbunden bleiben, und das elektrische
Resultat wird genau das gleiche bleiben, weil die Verzögerung der gesammelten Impulse immer
durch diesen Teil der Leitung und daher durch die augenblickliche Stellung des Kopplers festgelegt ist.
An Stelle eines kapazitiven Kopplers kann ein
Koppler verwendet werden, der magnetisch mit dem Feld der Leitung verkoppelt ist. Diese beiden
Ankopplungsarten haben den Vorteil, ohne Reibung zu arbeiten, und sie können daher durch einen
Motor mit sehr schwacher Antriebskraft betrieben werden, wie er in elektrischen Meßgeräten verwendet
wird. Diese Koppler können je nach der Kraft des Motors, der Stärke der ankommenden Impulse
und schließlich der gewünschten Arbeitsgenauigkeit durch irgendwelche anderen Koppler ersetzt
werden.
Das Zeitintervall zwischen den Positions- und Ursprungsimpulsen, welches die Erfindung zu einer
Wirkungsgröße zu machen und für eine brauchbare Zusatzsteuerwirkung zu verwenden erlaubt,
kann ebenso aus der Bewegung eines beweglichen Körpers wie aus der Änderung der Größe oder des
Volumens eines festen Körpers oder allen anderen Änderungen seines Zustandes hervorgehen, die eine
charakteristische Modulation der Verzögerung zwischen diesen beiden Impulsen bestimmen. Sie werden
im allgemeinen einen periodischen Charakter haben, so wie es in den Figuren dargestellt ist.
Die in den gezeichneten Anordnungen verwendeten Trioden können durch beliebige andere geeignete
elektronische Relais ersetzt werden, z. B. durch eine die Stabilität des Betriebes verbessernde
Schirmgitterröhre.
Der bewegliche Koppler wurde in den Figuren als zu der gesteuerten Fernmeßvorrichtung gehörig
gezeichnet; er kann aber auch mit einer Registriervorrichtung oder einer Fernsteuervorrichtung beliebiger
Art in Verbindung stehen. Die Erfindung kann insbesondere auf die Fernsteuerung der Stellung
des den Koppler antreibenden Motors ausgedehnt werden, und bei Verwendung geeigneter
Ubersetzungsmittel zwischen ihnen würde es möglieh sein, dem Motor eine bestimmte Zahl von Umdrehungen
zuzuteilen.
Der künstlichen Leitung kann jede Gestalt gegeben werden, die dem Gerät, für das sie bestimmt
ist, angemessen ist, z. B. ein Kreisbogen für eine umlaufende Meßvorrichtung, eine gerade Linie für
eine geradlinige Bewegung, ein Kreis für Motorregelung usw., vorausgesetzt, daß die Leitung parallel
und nahe an der Bahn des Kopplers verläuft.
Fig. 8 stellt die Anwendung der Servosteuereinrichtung
gemäß der Erfindung auf die Systeme der Radioortung von Abständen mittels Echos dar.
Darin bezeichnen 6ö und 61 die umlaufenden richtungpeilenden
Teile, z. B. Trichter, wobei das erste Teil den Strahl aussendet, der den Raum abtastet,
und das zweite Teil das Echo des entfernten Objekts empfängt. Der Oszillator 64 speist das
Organ 60 mit den Abtastimpulsen O; die gleichen Impulse, die als Ursprungssignale wirken, werden
gleichzeitig an den Eingang der künstlichen Leitung 5 und auch an das Organ W als Generator der
rechteckigen Spannungssignale angelegt, die auf der anderen Seite durch die im Trichter 61 empfangenen
Echoimpulse P ausgelöst werden. Die durch den Abnehmer 2, der durch den Motor M angetrieben
und durch eine Rückstellfeder U zurückgeholt wird, aufgenommenen Regelimpulse werden
in der Mischstufe L, mit diesen Rechtecksignalen verglichen. Der resultierende mittlere Strom speist
den Motor und reguliert selbsttätig die Stellung des eine Skala überstreichenden Zeigers, deren
Teilung direkt den Abstand angibt.
Die zwei Trichter werden durch untereinander gekoppelte Organe 62 und 63 synchron angetrieben.
Der Abnehmer kann mit einem Registrierstift kornbiniert werden, der die Ortungskurve aufzeichnet,
oder er kann mit einer Fernsteuereinrichtung in Verbindung stehen, deren Stellung durch das Intervall zwischen den Signalen O und P eingeregelt
wird. Im Fall der Radareinrichtungen des sogenann- n-5
ten Planpositionsindikators (P.P.I.-Type) kann die Umlaufregistrierung der Echos dadurch gesichert
werden, daß man rund um das: als Mittelpunkt genommene,
dem Nullabstand entsprechende Ende der künstlichen Leitung ein Registrierblatt umlaufen
läßt, auf welchem der Schreibstift die Abstände bei den verschiedenen Peilungen aufzeichnet.
Es lassen sich auch andere als die beschriebenen Anwendungsarten der Grundgedanken der Erfindung
verwenden, indem eine Änderung bezüglich der offenbarten Mittel vorgenommen wird, wobei
die Verwendung der in einem der folgenden Ansprüche angegebenen Mittel oder ihrer Äquivalente
ohnehin vorausgesetzt wird.
Claims (13)
- Patentansprüche:i. System zur Servoregelung (Bilfsregelung) der Stellung eines elektrischen Motors oder einer analogen Antriebsvorrichtung entsprechendίο dem Zeitintervall zwischen einem wiederkehrenden Bezugs- oder Ursprungssignal vorzugsweise periodischen Charakters und einem lagemodulierten, als Positionssignal bezeichneten Signal, das in bezug auf das erstgenannte Signal eine veränderliche zeitliche Verzögerung darstellt, welche insbesondere die Stellung eines entfernten Körpers kennzeichnet, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Teile: einen elektrischen Motor, der geregelt werden soll;ao einen Impulsgenerator, der mit dem Motor verbunden und von ihm angetrieben einen wiederkehrenden Regelimpuls liefert, der das Ursprungssignal um ein durch die augenblickliche Stellung des Motors bestimmtes Zeitintervalla5 verzögert; eine Vergleichsvorrichtung, die einerseits die Ursprungs- und Positions&ignale und andererseits den Regelimpuls empfängt und so angeordnet ist, daß sie die Verzögerungen der Regel- und der Positionisimpulse im Hinblick auf den Ursprungssignalimpuls vergleicht und einen veränderlichen Strom erzeugt, der den Motor in entsprechender Weise derart speist, daß er ihn stabilisiert, wenn der am Ort erzeugte Regelimpuls mit dem Positionssiignal zusammenfällt.
- 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelimpulsgenerator eine künstliche Leitung und Mittel enthält, um sie mit dem Ursprungssignal zu erregen und damit in ihr einen Wanderimpuls zu erzeugen; eine vom Motor angetriebene und die Leitung überstreichende Vorrichtung, mit der auf diese Weise aus ihr der Wanderimpuls in Form eines Regelimpulses herausgezogen wird, wobei diese Vorrichtung vorzugsweise die Form eines kapazitiven Kopplers hat, der sich in einer direkten elektrostatischen Kopplung mit der Leitung befindet.
- 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelimpulsgenerator eine künstliche Leitung, eine verlängerte, dieser Leitung gegenüberliegende Elektrode und ein sich zwischen ihnen bewegendes und die Kapazität zwischen ihnen örtlich erheblich erhöhendes Kopplungselement enthält, wobei dieses Element die die Leitung erregenden Mittel mit dem Ausgangiskreis, in dem der Regelimpuls erscheint, über einen, durch die augenblickliche Stellung dieses Elementes bestimmten Teil der Leitung in Reihe verbindet.
- 4. System, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erregung der Leitung mit deren Endklemme und der Ausgangskreis mit der verlängerten Elektrode verbunden sind.
- 5. System nach. Anspruch 1, das insbesondere für die Servoregulierung der Stellung eines Motors bestimmt ist, der mit einer Vorrichtung verbunden-ist, die ihn einer ständigen Rückstellkraft unterwirft, dadurch gekennzeichnet, daß dem den Motor speisenden Strom die Form von wiederkehirenden Impulsen gegeben ist, die die gleiche Abmessung oder Größe haben, solange sich der Regelimpuls zwischen den Ursprungsund Positions Signalen bewegt, und schnell abfallen,, wenn der Regeliimpuls das Positionssignal überholt, wobei außerdem die Größe der speisenden Impulse, solange sie konstant bleiben'., so eingeregelt ist, daß das resultierende antreibende Drehmoment größer als die Rückstellkraft ist.
- 6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zur derartigen Summierung der Speiseimpulse enthält, daß der Motor mit einem aus ihnen resultierenden mittleren ununterbrochenen Strom gespeist wird.
- 7. System nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung von den Ursprungs- und. Positionssignalen gesteuerte Mittel enthält, um ein rechteckiges Spannungssignal zu erzeugen, dessen vordere und hintere Äste mit den. betreffenden Signalen zusammenfallen und dessen Dauer infolgedessen gleich dem Zeitintervall zwischen ihnen ist, und daß die Vergleichsvorrichtung außerdem Mittel zum Mischen, enthält, die einerseits das rechteckige Signal und andererseits den Regelimpuls empfangen, wobei sie so angeordnet sind, daß sie die notwendigen Speisestromimpulse erzeugen, die im wesentlichen so lange konstant bleiben, wie sich der Regelimpuls innerhalb dieses Rechtecksignals bewegt, und daß sie schnell auf Null absinken,, wenn er über den letzteren hinausgeht.
- 8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator der Reohtecksignale in Kombination eine übliche zweistufige Hochvakuumröhre, Auslösekippschwingvorrichtung, Mittel, um an das Steuergitter der einen Stufe nur das negativ gemachte Ursprungssi'gnal anzulegen, und schließlich Mittel enthält, um an das1 Steuergitter der anderen. Stufe das negativ gemachte Positionssignal anzulegen.
- 9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung eine Mehrgitterröhre enthält, deren eines Gitter mit dem Generator der Rechteckspannungssignale und deren anderes Gitter mit dem Regelimpulsgenerator verbunden ist, wobei die Anode den Motor speiist und die Röhre eine solche Vorspannung hat, daß sie nur Stromimpulse liefert, wenn die Gitter gleichzeitig gesteuert werden.
- 10. Fernstellungsanzeigesystem nach den vorhergehenden Ansprüchen und insbesondere nach Anspruch 3, 5 und 7, das für das Fernablesen mittels elektrischer Meßgeräte be-stimmt ist, die ein als Motor wirkendes Antriebsteil, eine mit ihm verbundene Rückstellfeder und einen Zeiger enthalten, der durch das genannte Teil angetrieben wird und die Skala überstreicht, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche kapazitive, die künstliche Leitung überstreichende Koppler mit dem Meß instrument verbunden ist und von ihm angetrieben wird und insbesondere an seinem Zeiger befestigtίο ist und daß dieses Meßinstrument mit den Speiseimpulsen derart versorgt wird, daß die rückstellende Federwirkung ausgeglichen, wird, wenn der am Ort erzeugte Regelimpuls mit dem ankommenden Positionssignal zusammenfällt."
- 11. Fernstellungsanzeigesystem nach Anspruch 10, besonders geeignet für eine 'Vielfachübertragung mittels einer Folge von mehreren Positionssignalen, die in ihrer Lage bezüglich eines einzigen festgelegten, periodischen. Ur-Sprungssignals moduliert sind und durch einen einzigen Träger oder Kanal übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß' es soi viele Meßvorrichtungen enthält, wie Positionssignale vorhanden sind, wobei jede von ihnen mit ihrer eigenen künstlichen Leitung verbunden ist, und daß alle diese Leitungen in Reihe miteinander verbunden «ind, daß es ferner Mittel zum Ausfiltern der eintreffenden Ursprungssignale und zum Anlegen dieser Signale an die Eingangsklemme der ersten Leitung enthält, wobei ein einziger üblicher Generator für Rechteckspannungssignale mit dem Eingang jeder Leitung verbunden ist, und daß eine eigene Mischvorrichtung für jede Meß vorrichtung einerseits den von seiner betreffenden Leitung aufgenommenen. Regelimpuls empfängt und andererseits mit dem Ausgang des Rechteckspannungsgenerators verbunden, ist und ihre betreffenden Meßvorrichtungen speist.
- 12. Fernstellungsanzeigesystem nach Anspruch 10, besonders geeignet für eine Vielfachübertragung mittels einer Folge von mehreren Positionssignalen, von denen jedes in seiner Lage im Hinblick auf sein, eigenes Ursprungssignal moduliert ist, wobei dieser Signalfolge ein einziges Verteilungssignal vorausgeht und sie durch einen einzigen Träger oder Kanal übertragen, wird, dadurch gekennzeichnet, daß das System so viel Meßvorrichtungen enthält, wie Positionssignale vorhanden sind, wobei jede von ihnen, mit ihrer eigenen künstlichen Leitung verbunden ist, daß es ferner eine Vorrichtung zum Ausfiltern des ankommenden. Verteilungssignals und ein mit ihr verbundenes, durch dieses Signal angeregtes verteilendes Verzögerungsnetzwerk mit einer Mehrzahl von. Abzweigungen enthält, die derart hintereinander angeordnet sind, daß der wandernde Impuls nacheinander bei jeder von ihnen erscheint und eine Verzögerung anbringt, die gleich den Intervallen zwischen, den aufeinanderfolgenden Ursprungseignalen der ankommenden Signalfolge ist, daß eine eigene Verbindungsröhre zu jeder künstlichen Leitung führt und sie speist, die von einer entsprechenden. Abzweigung an dem Netzwerk gesteuert wird, daß ferner eine einzige Vorrichtung die ankommenden Ursprungssignale ausfiltert und mit ihnen gleichzeitig alle Röhren steuert, so· daß sie nacheinander die künstlichen, Leitungen im Gleichlauf mit den, Ursprungssignalen erregen, daß ein einziger Generator der Rechtecksignalspannung durch die ankommenden Positionssignale und die gefilterten Ursprungssignale kontrolliert wird und daß schließlich eine eigene Mischvorrichtung für jede Meß vorrichtung vorhanden, ist.
- 13. System zur Radioabstandsortung unter Verwendung der Echomethode nach Anspruch 1 bis 9 und insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für die den Raum abtastenden Impulse zuerst zur Erregung der künstlichen Leitung und außerdem in Verbindung mit dem Echoimpulsempfänger dazu verwendet wird, um die Arbeitsweise des 8g Generators für das Rechteckspannungssignal zu steuern, wobei der Abstand an einer Skala beobachtet wird, die von einem mit dem hilfsgespeisten Motor verbundenen Zeiger überstrichen wird. goHierzu 2 Blatt Zeichnungen© 9574 12.54
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR680301X | 1949-03-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE921311C true DE921311C (de) | 1954-12-13 |
Family
ID=9022176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEG4092A Expired DE921311C (de) | 1949-03-11 | 1950-10-01 | System zur Servoregelung |
Country Status (3)
Country | Link |
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DE (1) | DE921311C (de) |
GB (1) | GB680301A (de) |
NL (1) | NL149308B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1265439B (de) * | 1957-03-22 | 1968-04-04 | Philips Nv | Anordnung zur UEberwachung und/oder Steuerung eines Fertigungsprozesses fuer Massengueter |
-
0
- NL NL656515448A patent/NL149308B/xx unknown
-
1950
- 1950-03-03 GB GB5414/50A patent/GB680301A/en not_active Expired
- 1950-10-01 DE DEG4092A patent/DE921311C/de not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1265439B (de) * | 1957-03-22 | 1968-04-04 | Philips Nv | Anordnung zur UEberwachung und/oder Steuerung eines Fertigungsprozesses fuer Massengueter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB680301A (en) | 1952-10-01 |
NL149308B (nl) |
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