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Einrichtung zur schrittweisen Fernübertragung eines Meßwertes nach
dem anderen Wenn die Aufgabe vorliegt, einen Meßwert über eine Leitung, z. B. ein
Kabel, genau fern zu übertragen, ist es von Vorteil, eine dem Meßwert proportionale
elektrische Spannung oder einen proportionalen Strom zu übertragen.
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Um die Leitung oder das Kabel nicht zu belasten, hat man vorgeschlagen,
die Meßwerte vermittels Verstärker zu empfangen, welche praktisch keine Empfangsleitung
benötigen.
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Diese Verstärkereinrichtungen erfordern einen entsprechenden, oft
sehr teuren Unterhalt. Die Verstärker müssen ferner so gebaut werden, daß ihre Charakteristiken
eine 'hohe Konstanz aufweisen. Endlich müssen sie preiswert herstellbar sein.
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Die Erfindung befaßt sich mit der Übertragung von Meßwerten über größere
Entfernungen in der Form von Gleichspannungen, welche den Meßwerten verhältnisgleich
sind, ohne empfangsseitig Verstärker zu benötigen.
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Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Empfangsstelle ein Kondensator
vorgesehen ist, welcher nacheinander periodisch von den genannten Spannungen aufgeladen
und dann jeweils über ein Anzeigegerät entladen wird, welches Mittel aufweist, mit
denen bei jeder Entladung die Amplitude
der ersten und größten Zeigerschwingung
des Gerätes mindestens vorübergehend angezeigt wird.
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- Der Kondensator wird auf die Höhe der fernzumessenden Spannung aufgeladen.
Hat er diese erreicht, dann fließt kein Strom mehr, so daß die Kabelleitung nicht
mehr durch die Fernmessung belastet ist. Dann wird der Kondensator an das Meßgerät
geschaltet, wobei sich seine Ladung über die Meßspule entlädt. Der Kondensator gibt
seine gespeicherte Energie im geeigneten Moment wieder ab. Solange der Kondensator
noch Ladung aufweist, nimmt er keinen weiteren Leistungsstrom auf. Er speist den
Empfänger durch seinen Entladungsstrom. Er verhält sich gewissermaßen wie ein Verstärker,
der, in diesem Zeitmoment wenigstens, keine Energie aufnimmt. Der Zeiger beginnt
seinen Ausschlag und vollführt eine gedämpfte schwingende Bewegung. Den ersten und
größten Ausschlag erreicht der Zeiger stets in einer konstanten Zeit nach Beginn
der Entlastung. Das Meßgerät ist mit an sich bekannten Mitteln versehen, um den
Zeiger in jenem Moment, wenn er den größten Ausschlag hat, mindestens kurzzeitig
festzuhalten.
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Im nachfolgenden werden zwei Ausführungs-Beispiele der Erfindung näher
beschrieben.
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Fig. i zeigt schematisch die Verwendung eines Mehrfach-Farbenpunktschreibgerätes
als Meßgerät für die Fernmeßwerte; Fig.2 zeigt die Anwendung von Meßgeräten; deren
Zeiger jeweils bis zur Übertragung des neuen Meßpunktes festgehalten werden.
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In Fig. i sind die Meßstellen i, 2 usw. über das Zweileiterkabel 7
mit der Empfangsstelle 3 verbunden. Jede der Meßstellen enthält in an sich bekannter
Weise Schrittschaltwähler 4, 5 usw., welche nacheinander periodisch -die fernzuübertragenden
Gftichspannungen an die Klemmen A und B des Kabels 7 schalten. Diese
Wähler drehen synchron zu den Fortschaltbefehlen, welche sie von der Empfangsstelle
beispielsweise über den besonderen Leiter 6 empfangen. Der Antrieb erfolgt durch
die Schaltmagnete 8 bzw. g.
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Erfindungsgemäß weist die Empfangsstelle einen Kondensator 16 auf.
Ferner ist ein Verteilschalter 14 und ein Mehrfarbenpunktschreiber vorgesehen. Die
Scheibe 14 stellt diesen Schalter dar, welcher von einem Motor 15 mit konstanter
Drehzahl angetrieben wird. Sie trägt einen Isoliernocken 18, welcher zur Betätigung
der Schließkontakte i9, 2o, 21 dient. Das Schreibgerät ist schematisch dargestellt
durch den Zeiger i i, ein Schreibband 12 und ein Mehrfarbenband 13. Die Abwicklung'
des Bandes 12 erfolgt unter der Wirkung eines Antriebes, dargestellt durch eine
Schaltspule 22. Der Zeiger i i bewegt sich unter dem Einfluß des auf die Drehspule
23 ausgeübten Momentes. Auf .ihn wirken ferner die Kraft eines Elektromagneten 24
und einer Feder 25. Die Drehspule wird -durch den Kontakt eines Relais 17 an die
Klemmen des Kondensators 16 angeschlossen, welcher am Kabelausgang D, C angeschlossen
ist. Die auf den Zeiger wirkenden Drehmomente entsprechen den zu empfangenden Meßwerten..
Die Kraft des Magneten 24 drückt über den Zeiger das Farbband 13 auf das Schreibband
12. Die Feder 25 hebt ihn wieder hoch,. sobald der Magnet 24 entregt wird. Das Farbband
13 läuft über zwei Zylinder 26, angetrieben von einem Schaltmagneten io, welcher
am empfangsseitigen Ende der Leitung 6 angeschlossen ist. Das Relais 17 ist mit
einem Schaltkontakt ig des Verteilschalters, der Magnet 24 mit dem Kontakt2o verbunden.
Ferner ist die Leitung 6 mit dem Kontakt 21 des Schalters verbunden. Das freie Ende
der Magnetspulen io, 17, 24 ist an .den Minuspol der nicht gezeichneten örtlichen
Stromquelle angeschlossen, deren Pluspol an den Kontakten ig, 2o, 21 liegt.
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Die Fernmessungen kommen wie folgt zustande: In der Annahme, der Kondensator
16 sei entladen und der Verteilschalter 14 befinde sich in der in Fig. i gezeichneten
Stellung, werde der Motor 15 eingeschaltet. Die Scheibe 14 dreht sich dann im Pfeilsinne.
Sobald der Nocken 18 den Kontakt 21 schließt, wird einerseits der Schaltmagnet io
erregt. Anderseits rücken die Wähler 4 und 5 um einen Schritt vor. Ihre Kontaktarme
gelangen dann zurrt Beispiel auf die Stellung q, wo sie einen Meßwert von der Meßstelle
i in Form einer Gleichspannung an die Eingangsklemmen A; B des Kabels 7 schalten.
Am andern Kabelende gelangt diese Spannung über die Klemmen C, D an den Kondensator,
welcher sich auflädt. Durch die von der erregten Spule ro ausgeübten Kraft hat sich
das Farbband weiterbewegt. Beispielsweise hat sich das rotgefärbte Teilband unter
die Zeigerbahn begeben. Inzwischen hat sich der Nocken 18 weiterbewegt und kurzzeitig
den Kontakt ig geschlossen. Nun schließt sich auch der Kontakt des Relais 17, wodurch
der Kondensator sich über die Drehspule 23 entlädt. Der Zeiger beginnt seine gedämpfte
Ausschwinä Bewegung. Schließlich hat der Nocken 18 auch den Kontakt2o vorübergehend
geschlossen, wodurch die Spule 24 erregt und von ihrer-Kraft der Zeiger i i nach
unten gezogen wird. Er drückt das Farbband mit seiner Spitze auf das Schreibband,
so daß auf diesem ein roter Punkt abgedruckt wird. Der Abstand dieses Punktes von
einer vorbestimmten Nullinie entspricht der Größe des empfangenen Meßwertes. Gemäß
- der Erfindung verstfeicht eine stets gleich. lange Zeit zwischen dem Beginn der
Entladung und dem Augenblick, yvo durch die Zeiigerbewegurig eini Punkt abgedruckt
wird. Diese Zeit ist gleich derjenigen, welche der Nocken 18 braucht, um vom-Kontakt
ig zum Kontakt 2o zu gelangen. Sie wird so gewählt, daß der Zeiger in dieser Zeit
seinen ersten größten Ausschlag erreicht hat.
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Wenn sich nun der Verteilschalter 14 weiterbewegt, wiederholen sich
nacheinander die beschriebenen Schalthandlungen für den nächsten Abgriff der Wähler.
Der Wähler 5 überträgt von der Stellung r aus einem neuen Meßwert der Meßstelle
i auf das Kabel 7. An der Empfangsstelle 3 wird dieser Wert durch- einen weiteren
Punkt anderer Farbe, z. B. blau, auf das Schreibband festgehalten, usw.
Gemäß
der Erfindung kann das Schreibgerät auch so ausgebildet sein, daß an Stelle in ihrer
Farbe unterscheidbarer Punktekurven Kurven mit anderen Unterscheidungsmerkmalen
treten. Es kann sich um gleichfarbige Punkte oder Zeichen verschiedenen Aussehens
oder um den Abdruck besonderer Merkzeichen neben jedem Ausschlagwert handeln. Auch
lägt sich an Stelle des einfachen Relaiskontaktes 17 ein Umschaltkontakt verwenden,
mit welchem der Kondensator 16 abwechselnd an das Kabel 7 und an die Drehspule 23
des Meßgerätes geschaltet wird.
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Die Fig.2 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, bei
welcher Meßgeräte Verwendung finden, welche den einzelnen Fernmessungen zugeordnet
sind und deren Zeiger jeweils festgehalten werden.
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Diese Meßgeräte sind mit den Ziffern 30, 31, 32, 33 usw. und deren
Festhalteorgane für die Zeiger mit 40,44 42,43 usw. bezeichnet. Die Empfangsstelle
3 enthält auch wieder die oben beschriebenen Elemente 14, 15, 16 und 17 der Fig.
i. Ferner ist ein Schrittschaltwähler mit zwei Kontaktbahnen 27 und 28 vorgesehen,
welcher vom Schaltmagneten 29 angetrieben wird. Der bewegliche Wählerarm der Bahn
27 verbindet nacheinander die einzelnen Meßgeräte mit dem Kondensator 16 über den
Relaiskontakt 17. Der Arm der Bahn 28 verbindet die Festhalteorgane 4o bis 43 nacheinander
mit dem Kontakt ao des Schalters 14. Sein Kontakt i9 ist mit dem Relais 17 und der
Kontakt 2i sowohl mit der Leitung 6 als auch mit dem Schaltmagneten 29 verbunden.
Diese Kontakte sind anderseits mit dem Pluspol und die Magneten 17,29 sowie 40 bis
43 mit dem Minuspol der nicht gezeichneten Stromquelle verbunden.
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Die Fernmeßeinrichtung arbeitet folgendermaßen: Der vom Motor 15 angetriebene
Verteilschalter 14 dreht sich im Sinne des Pfeiles. Durch seinen Nocken 18 -schließt
er nacheinander kuTzzeitig die Kontakte 21, 2o, i9. Durch den geschlossenen Kontakt
21 sind glejchzeitig sende- und empfangsseitig die Wähler um einen Schaltschritt
weitergedreht worden. Wird nun der Kontakt 2o geschlossen, so wird über den Stromkreis
des Wählerarmes 28 dasjenige Meßgerät freigegeben, welches sich im Stromkreis des
Armes 27 befindet. Schließlich wird über den Kontakt i9 das Relais 17 erregt, welches
seinen Kontakt schließt, wodurch der Kondensator 16 sich über das Meßgerät 33 entladen
kann. Der Nocken 18 schließt nun wieder den Kontakt 21, wodurch die Wähler einen
weiteren Schaltschritt machen, und ein neuer Meßvorgang beginnt. Damit nun aber
der Zeiger des durch Betätigung des Kontaktes 2o freigegebenen Meßgerätes bis zu
dem Augenblick frei schwingen kann, wo er seinen größten Ausschlag erreicht, ist
eine an sich bekannte, schematisch angedeutete Einrichtung 5o vorgesehen, welche
die Öffnung des Kontaktes eine Zeitlang verhindert. An Stelle dieser Einrichtung
könnte auch eine andere treten, beispielsweise eine besondere Kontaktvorrichtung,
welche ebenfalls vom Schaltnocken 18 betätigt würde.