DE923148C

DE923148C - Verfahren und Vorrichtung zur Frequenzmessung

Info

Publication number: DE923148C
Application number: DES15915D
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Franck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-07-01
Filing date: 1943-07-01
Publication date: 1955-02-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Frequenzmessung Zum Messen von Frequenzen werden in der Regel Zungenfrequenzmesser verwendet, bei denen in einer Flucht verschieden abgestimmte Zungen angeordnet sind. In der Regel schwingen bei jleder Frequenz gleichzeitig mehrere Zungen. Ihre Ausschläge sind jedoch verschieden groß. Die Zunge mit dem größten Ausschlag liegt der zu messenden Frequenz am nächsten. Eine genaue Frequenzmessung ist mit solchen Geräten meist nicht möglich.
Die Erfindung hat die Aufgabe, trotz Beibehaltung mechanischer Schwingungsorgane als Glieder für die Frequenzmessung die Meßgenauigkeit wesentlich zu erhöhen. Erfindungsgemäß werden Resonanzorgane mit im wesentlichen rechteckiger Resonanzkurve verwendet. Sie werden derart abgestuft abgestiimmt, daß sich ihre Ansprechbereiche überlappen, so daß z. B. leine Frequenzstufe, beispielsweise die Stufe 500 Hz, genau zwischen dem Ende des Ansprechbereiches einer tiefer abgestimmten und zwischen dem Anfang des Ansprechbereiches leiser höher abgestimmten Zunge liegt.
Bei der Frequenz 500 müssen also gleichzeitig beide Zungen schwingen. Umfaßt der Ansprechbereich 2, 3, 4 usw. M,eß.stu£en, dann läßt man, wenn alle Meßstufen mit gleicher Genauigkeit gemessen werden sollen, die Ansprechbereiche sich gegenseitig zu 1/2, 2/3, 3/4 usw. überdecken. Im ersten Falle schwingen bei jeder Meßstufe zwei, im zweiten Falle drei, im dritten Falle vier Zungen gemeinsam usw.
Kommt les dagegen nur darauf an, bestimmte Frequenzen, die in größeren Frequenzabständen aufeinanderfolgen, genau zu messern, dann kann man in der Weise verfahren, daß nur für jede zu messende Frequenzstufe die Stufe am Anfang und am Ende der Ansprechbereiche zweier Resonanzorgane liegt und gegebenenfalls noch von dem Ansprechbereich eines Resonanzorgans mit dazwischenliegender Abstimmung überdeckt wird, während die dazwischenliegenden nicht zu messenden Frequenzstufen in Zwischenbereiche der Ansprechbereiche fallen.
Eine rechteckige Ansprechkurve, deren Höhe noch dazu weitgehend von der Erregerspannung unabhängig ist, kann man in einfacher Weise dadurch erhalten, daß man das Erregerfeld auf ein primäres mechanisches Schwingungssystem mit durch Anschläge begrenzter Amplitude einwirken läßt und dieses primäre System mit einem Sekundärsystem koppelt, am besten derart, daß sich leine rechteckige Resonanzkurve ergibt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung in Fig. 1 bis 4 näher erläutert.
An die Leitung 1, die die zu messende Frequenz führt, sind die Erregerwicklungen 2 von Resonanzrelais angeschlossen, von denen eines in Fig. 2 noch besonders dargestellt ist. Die Erregerwicklung 2 wirkt auf eine primäre Zunge 3 ein, deren Amplitude durch Anschläge 4 begrenzt ist. Mit der Zunge 3 ist eine Sekundärzunge 5 gekoppelt, in deren Schwingungsweg ein mit einer weichen Feder 6 versehener Kontakttaster 7 ragt, der beim Ansprechen der Zunge 5 hochgeschleudert wird und in der Schwebe bleibt. Dabei schließt ler den Kontakt 8, der eine Lampe 9 einschaltet und während der Ansprechzeit eingeschaltet hält. Die Lampen 9 sind in einer Flucht auf einem mit einer Skala versehenen Tableau angeordnet, an dem die Frequenz jeweils abgelesen werden kann. Die Resonanzrelais sind nach einem der in Fig. 3 angegebenen Plan abgestimmt. Bei dem Plan I umfaßt der Ansprechbereich jedes Relais zwei Frequenzstufen, z. B. 499 und 500. Die Frequenz 500 ist vorhanden, wenn gleichzeitig die lampen der Relais mit den Ansprechbereichen 499, 500 und 500, 501 aufleuchten.
Bei der Abstimmung nach dem Plan II umfaßt jedes Resonanzrelais drei Frequenzstufen, beispielsweise die Frequenzen 498, 499, 500. Bei der Frequenz 500 leuchten gleichzeitig drei Lampen auf, die den Relais mit der Abstimmung 498 bis 502 zugeordnet sind. Bei dem Plan nach III umfaßt der Ansprechbereich vier Frequenzstufen. Es leuchten bei jeder Frequanzstufe die Lampen von vier Relais auf.
Sollen nur die Frequenzen 500, 505, 510 usw., also Frequenzstufen in Abständen von 5 Hz, genau gemessen werden, dann kann man die Relais nach dem Plan IV (Fig. 4) abstimmen. Hier umfaßt der Ansprechbereich jeweils elf Frequenzstufen und in jeder zu messenden Frequenzstufe, z. B. bei 500 Hz, liegt das Ende des Ansprechbereiches der tiefer gestimmten und der Anfang des Ansprechbereiches der höher gestimmten Resonanzorgane, während gleichzeitig diese Frequenzstufe von der Mitte des Ansprechbereiches eines weiteren Relais überdeckt wird. Bei der Frequenz 500 leuchten die Lampen der Relais mit den Abstimmungen 490 bis 500, 495 bis 505 und 500 bis 510 auf. Sobald die Frequenz nur wenig von dem Wert 500 abweicht, erlischt die eine oder andere Lampe, so daß also die Frequenz 500 sehr genau gemessen werden kann.
Bei den dazwischenliegenden Frequenzen, z. B. 498, ist die Meßgenauigkeit wesentlich kleiner. V (Fig. 4) zeigt den Plan bei einer Meßeinrichtung, bei der nur die Frequenzstufen in Zehnerabständen genau gemessen zu werden brauchen. Hier umfaßt der Ansprechbereich eines Resonanzrelais einundzwanzig Frequenzstufen. Im übrigen gilt das gleiche wie bei dem Plan V.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß mit verhältrismäßig einfachen Mitteln, beispielsweise unter Anwendung der für Fernsteueranlagen gebräuchlichen Resonanzrelais die Frequenz mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Verfahren zur Frequenzmessung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Frequenzmessung mechanische Schwingungssysteme mit etwa rechteckiger Resonanzkurve venvendet und in ihrer Abstimmung derart abgestuft werden, daß sich ihre Ansprechbereiche gegenseitig überlappen.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. jedes Meßglied der Frequenzmeßeinrichtung aus einem von der zu messenden Frequenz erregten primären mechanischen Schwingungssystem (3, Fig. 2) mit Anschlägen (4) zur Begrenzung des Ausschlags und einem damit gekoppelten sekundären mechanischen Schwingungssystem (5) besteht, in dessen Schwingungsweg gegebenenfalls ein leinen Schalter (8) für eine Signallampe (9) betätigender Taster (7) ragt.
3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ansprechbereiche benachbarter Meßglieder um die Hälfte (Fig. 3, I, Fig. 3, II), zwei Drittel, drei Viertel (Fig. 3, III) ihres Ansprechbereiches überlappen, je nachdem der Ansprechbereich zwei, drei oder vier Frequenzstufen usw. umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Frequenzmessung in Stufen die einzelnen Glieder derart abgestimmt werden, daß nur bei den zu messenden Frequenzstufen, z. B. 500, IV (Fig. 4), der Anfangsteil und der Endteil der Ansprechbereiche zweier Glieder (mit den Frequenzbereichen 490 bis 500 und 500 bis 510) zusammenfallen und der Ansprechbereich eines dazwischenliegenden Gliedes (mit dem Frequenzbereich 495 bis 505) seinen Mittelbereich bei dieser Frequenzstufe (500) hat.