DE952036C

DE952036C - Electronic tour counter for measuring instantaneous rotation speeds

Info

Publication number: DE952036C
Application number: DEG14823A
Authority: DE
Inventors: Robert Grosjean; Jaques Poullin; Jean Walter Remouit
Original assignee: JEAN WALTER REMOUIT
Current assignee: JEAN WALTER REMOUIT
Priority date: 1954-07-08
Filing date: 1954-07-08
Publication date: 1956-11-08

Description

Elektronischer Tourenzähler zum Messen von Momentan-Drehungsgesdiwindigkeiten Es gibt bereits elektrische Tourenzähler zum Messen der Momentan-Drehungsgeschwindigkeit von Motoren. Einige derselben benutzen eine magnetelektrische Maschine, die an den Motor angekuppelt wird, dessen Geschwindigkeit man messen will. Da die von der magnetelektrischen Maschine gelieferte Spannung eine Funktion der Geschwindigkeit ist, erfolgt ihre Messung mit Hilfe eines gegebenenfalls nach Umdrehungen pro Minute geeichten Voltmeters. Andere Tourenzähler, die insbesondere zum Messen der Drehzahl von mit elektrischem Zündkreis aus Induktionsspule und Unterbrecher ausgestatteten Explosionsmotoren geeignet sind, benutzen ein durch die bei Unterbrechung des Spulenkreises auftretenden elektrischen Impulse betätigtes, elektromechanisches Relais. Dieses Relais schließt bei jedem Impuls einen Kondensator nacheinander zunächst an die Klemmen einer konstanten Hilfsspannungsquelle, die ihn auflädt, und dann an ein Galvanometer an, das den Entladestrom mißt. Electronic tour counter for measuring current rotation speeds There are already electric trip counters for measuring the current speed of rotation of engines. Some of them use a magneto-electric machine attached to the Motor is coupled, the speed of which you want to measure. Since that of the magneto-electric The voltage supplied to the machine is a function of the speed, its takes place Measurement with the help of a voltmeter calibrated according to revolutions per minute if necessary. Other trip counters, especially for measuring the speed of rotation with electric Ignition circuit consisting of an induction coil and an interrupter equipped explosion engines are suitable, use one that occurs when the coil circuit is interrupted Electromechanical relay operated by electrical impulses. This relay closes with each pulse a capacitor one after the other first to the terminals of a constant Auxiliary voltage source that charges it, and then to a galvanometer that connects the Measures discharge current.

Die Galvanometeranzeige ist dabei eine Funktion der Frequenz von Auf- und Entladung und damit der Zündimpulse. Da die Zündimpulsfrequenz ihrerseits inW bekannter Beziehung zur Motordrehzahl steht, kann das Galvanometer in diesem Fall auch direkt inUmdrehunlgen-proMinute geeicht sein.The galvanometer display is a function of the frequency of and discharge and thus the ignition pulses. Since the ignition pulse frequency is inW If there is a known relationship to the engine speed, the galvanometer can in this case also be calibrated directly in revolutions per minute.

Der Tourenzähler nach der Erfindung weist keinen mechanischen Hilfsgenerator für den Meßstrom auf; er bewirkt vielmehr mit Hilfe eines einfachen elektrischen Kreises eine besondere, nachstehend näher erläuterte Vorwegentnahme des Zündkreisstromes, dessen Frequenz er direkt mißt. The tour counter according to the invention does not have a mechanical auxiliary generator for the measuring current on; rather, it works with the help of a simple electrical one Circuit a special advance extraction of the ignition circuit current, explained in more detail below, whose frequency it measures directly.

In diesem Zusammenhang waren an sich Drehzahlmeßeinrichtungen bekannt, die an die Zündstromkreise eines Elektromotors angeschlossen sind und bei denen ein Leitfilter zur Ausschaltung von Anzeigestörungen vorgesehen ist, die durch unerwünscht Lichtschwingungen entstehen können.In this context, speed measuring devices were known per se, which are connected to the ignition circuits of an electric motor and where a guide filter is provided to eliminate display interference caused by undesirable Light oscillations can arise.

Ein solches bekanntes Filter weist eine Induktivität und eine Kapazität auf.Such a known filter has an inductance and a capacitance on.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung hat gegenüber diesen bekannten Einrichtungen das besondere Merkmal, daß die an den Klemmen des Unterbrechers oder der Spule des Zündkreises abgenommenen Impulse derart gefiltert werden, daß nur die niederfrequente Komponente auf eine zur Betätigung eines elektronischen Ausgleichers geeignete Spannung gebracht wird, und daß dieser Ausgleicher mindestens eine gasgefüllte Röhre aufweist und die so eingeregelte Spannung einen klassischen Frequenzmeßkreis speist. The object of the present invention has over these known Facilities have the special feature that the terminals of the breaker or The pulses picked up from the coil of the ignition circuit are filtered in such a way that only the low frequency component on one to operate an electronic equalizer suitable voltage is brought, and that this equalizer is at least one gas-filled Tube has and the voltage regulated in this way a classic frequency measuring circuit feeds.

Die Vorteile einer solchen neuartigen Einrichtung sind die folgenden: I. Er benötigt keine Hilfsenergiequelle und infolgedessen auch keinen weiteren Stromverbrauch. The advantages of such a novel facility are as follows: I. It does not require an auxiliary power source and consequently no further power consumption.

2. Die Schaltung ist wesentlich einfacher, so daß sie auch von einem weniger geschickten Techniker, beispielsweise dem Garagenhelfer, an einem Fahrzeug angebracht werden kann. Tatsächlich kann man, insbesondere beim Anschluß der Klemmen H und B1 an die Anschlußpunkte b und c des Zündkreises, sich auf einen einzigen Draht beschränken, indem man den Masseschluß über den Fahrzeugrahmen bewirkt. 2. The circuit is much simpler, so it can also be used by one less skilled technicians, for example the garage assistant, on a vehicle can be attached. In fact, especially when connecting the terminals H and B1 to the connection points b and c of the ignition circuit, focus on a single Restrict wire by causing the short to ground across the vehicle frame.

3. Alle Bauteile der Einrichtung sind handelsüblicher Art und daher ohne Schwierigkeit und zu vergleichsweise niedrigem Preis zu erwerben. Demgegenüber stellt beispielsweise der Transformator nach der deutschen Patentschrift 905 894 eine Spezialkonstruktion dar, die nur von bestimmter Stelle und als entsprechend teuere Sonderanfertigung bezogen werden kann. 3. All components of the facility are of a commercial type and therefore to acquire without difficulty and at a comparatively low price. In contrast provides for example the transformer according to the German patent specification 905 894 a special construction, which only from a certain point and as appropriate expensive custom-made product can be obtained.

Fig. I zeigt schematisch eine klassische Zündeinrichtung für einen Explosionsmotör. Eine Spannungsquelle, beispielsweise eine Batterie s, liefert Spannung an die Enden der Primärwicklung a-b einer Zündspule T, die in Reihe mit dem zwischen b und c eingeschalteten Unterbrecher z und dem ihn überbrückenden Kondensator C1 liegt. Fig. I shows schematically a classic ignition device for a Explosion engine. A voltage source, for example a battery, supplies voltage to the ends of the primary winding a-b of an ignition coil T, which is in series with the between b and c switched on breaker z and the capacitor C1 bridging it lies.

Jedesmal beim Öffnen des Unterbrechers z entsteht in der Primärwicklung eine Überspannung, die auf die Sekundärwicklung der Zündspule T übertragen und an die passende Zündspalte abgegeben wird.Each time the interrupter z is opened, occurs in the primary winding an overvoltage that is transmitted to the secondary winding of the ignition coil T and on the appropriate ignition gap is delivered.

Die Zündung kann auch durch einen Schwungradmagneten oder eine magnetelektrische Maschine bewirkt werden. The ignition can also be carried out by a flywheel magnet or a magneto-electric Machine effected.

Fig. 2 zeigt die Spannungsschwankungen an den Enden a, b der Spule T in Abhängigkeit von der Zeit. Fig. 2 shows the voltage fluctuations at the ends a, b of the coil T as a function of time.

Angenommen, daß der Unterbrecher z zu Beginn offen ist, beträgt die Spannung dann Null. Im Zeitpunkt X schließt sich der Unterbrecher, und die Spannung an den Spulenenden steigt praktisch sofort auf den Wert der Batteriespannung von beispielsweise 6 Volt. Assuming that the breaker z is open at the beginning, is Voltage then zero. At time X the breaker closes and the voltage at the coil ends rises almost immediately to the value of the battery voltage of for example 6 volts.

Im Zeitpunkt B öffnet sich der Unterbrecher plötzlich und erzeugt eine Überspannung von beispielsweise I50 Volt, die plötzlich ansteigt und nach einigen Schwingungen bei C praktisch wieder auf Null herabsinkt. At time B, the breaker opens suddenly and generates an overvoltage of for example 150 volts, which suddenly increases and after a few Oscillations at C practically drops back to zero.

Im Zeitpunkt schließt sich der Unterbrecher von neuem, und der Vorgang wiederholt sich mit einer Periode P. Die Wiederholungsfrequenz I/P entspricht der Zündzahl pro Sekunde, die erforderlich ist, um vom Motor eine vorgegebene Drehzahl zu erlangen. At that point, the breaker closes again, and the process repeats with a period P. The repetition frequency I / P corresponds to Firing rate per second that is required to get the engine to a specified speed to get.

Um diese Wiederholungsfrequenz in geeigneter Weise mit einem klassischen Frequenzmeßgerät zu messen, muß aus dem vorstehend definierten Signal unbedingt der AbschnittBC entfernt werden, der den durch die plötzliche Unterbrechung des Spulenkreises hervorgerufenen Uberspannungsschwankungen entspricht. Tatsächlich könnten die durch die Schwingkreisdämpfung verursachten, aufeinanderfolgenden Schwingungsspitzen entscheidende Meßfehler hervorrufen. To this repetition frequency in a suitable way with a classical Measuring a frequency meter must be based on the signal defined above the BC section, which is related to the sudden interruption of the Coil circuit caused overvoltage fluctuations corresponds. Indeed the successive oscillation peaks caused by the oscillation circuit damping cause decisive measurement errors.

Bei bestimmten Tourenzählern beschränkt man sich übrigens auf die Auswertung solcher Spitzen, wie bei Q, im Zündkreislauf, um beispielsweise über einen Kondensator und einen Gleichrichter an einem Galvanometer eine frequenzproportionale Ablenkung zu erzeugen. Man muß dann aber im Laufe der Zeit Abweichungen bei der Galvanometereichung feststellen, die vom Ladungszustand der Batterie, von der Abnutzung des Unterbrechers, vom Zustand der Zündspule und des Kondensators, vom Kompressionsgrad des Motors, vom Ein- und Ausschalten der sonstigen elektrischen Schaltbrettgeräte und von allen sonstigen, auf die Form und Amplitude der Schwingungsspitze einwirkenden Vorgängen herrühren. Außerdem gilt die Eichung nur für eine bestimmte Spule. Außerdem wird der die Spitze erzeugenden Energie ein nicht zu vernachlässigender Betrag für die Erzeugung der Meßgerätablenkung entzogen, der natürlich zu Lasten der Zündgüte geht. Incidentally, with certain tour counters, you limit yourself to that Evaluation of such peaks, as with Q, in the ignition circuit, for example to over a capacitor and a rectifier on a galvanometer a frequency proportional Create distraction. In the course of time, however, there must be deviations in the Determine the galvanometer enrichment, which depends on the state of charge of the battery and the wear and tear of the circuit breaker, the condition of the ignition coil and the capacitor, the degree of compression of the motor, from switching on and off the other electrical switchboard devices and of all others that affect the shape and amplitude of the oscillation peak Originate from operations. In addition, the calibration only applies to a specific coil. aside from that the energy generating the peak becomes a not insignificant amount for the generation of the measuring device deflection withdrawn, which of course at the expense of the ignition quality goes.

Die Erfindung sucht sich von diesen Nachteilen dadurch zu befreien, indem einerseits der Abschnitt BC des Zündkreislaufes ausgeschaltet und andererseits Form und Amplitude des gewünschten Signals für die Grundkomponente der Frequenz I/P konstant gehalten werden, um unabhängig von den Zündbedingungen ein Signal von festgelegter Stärke zu erhalten. The invention seeks to free itself from these disadvantages by by switching off the section BC of the ignition circuit on the one hand and on the other hand Shape and amplitude of the desired signal for the fundamental component of the frequency I / P must be kept constant in order to generate a signal from regardless of the ignition conditions fixed strength.

Der Tourenzähler nach der Erfindung ist durch die Vereinigung einer ein elektrisches Filter bildenden Vorrichtung, die der durch das Öffnen und Schließen des Zündkreises verursachten, niederfrequenten Welle die zur Erzeugung der Zählimpulse erforderliche Energie entzieht und die durch das Öffnen des Zündkreises verursachte, hochfrequent schwingende Überspannung heraus- siebt, mit gegebenenfalls einem Spannungsverstärker, der die am Filterausgang verfügbare Spannung auf einen geeigneten Wert erhöht, und mit einem elektronischen Signalreglersystem, das die aufgenommene Spannung unabhängig von Form und Amplitude der Eingangsspannung in Signale von bestimmter Form und Amplitude umwandelt, worauf die so eingeregelte Spannung einen klassischen Frequenzmeßkreis speist. The tour counter according to the invention is by the union of a an electrical filter-forming device that works by opening and closing of the ignition circuit caused, the low-frequency wave for generating the counting pulses withdraws the required energy and that caused by the opening of the ignition circuit, high-frequency oscillating overvoltage sifts, with if necessary a voltage amplifier that converts the voltage available at the filter output to a appropriate value increased, and with an electronic signal control system that the recorded voltage regardless of the shape and amplitude of the input voltage in Converts signals of a certain shape and amplitude, whereupon the regulated Voltage feeds a classic frequency measuring circuit.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Klemmen A1 und B1 sind an den Zündkreis nach Fig. I, beispielsweise bei a und b, angeschlossen. A first embodiment of the invention is shown in FIG. Terminals A1 and B1 are connected to the ignition circuit according to FIG. I, for example at a and b, connected.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das bezüglich seiner Rolle vorstehend festgelegte elektrische Filter aus der Drossel L, die Spannung wird durch den Transformer t auf passenden Wert angehoben, das -Ausgleichssystem besteht aus der gasgefüllten Spannungsreglerröhre S in Reihe mit einem den Röhrenstrom begrenzenden Widerstand R, und der Meßkreis schließlich weist einen Kondensator C2 in Reihe mit dem Gleichrichter JMKN und dem Galvanometer G auf, das den der Impulsfrequenz proportionalen, mittleren Gleichstrom mißt. Das Galvanometer kann nach Umdrehungen pro Minute geeicht sein, da die Motordrehzahl der Zahl der Zündfunken proportional ist. In this embodiment, this is related to its role electrical filter specified above from the inductor L, the voltage is through the transformer t is raised to a suitable value, the compensation system consists of of the gas-filled voltage regulator tube S in series with a tube current limiting Resistor R, and the measuring circuit finally has a capacitor C2 in series with the rectifier JMKN and the galvanometer G, which is proportional to the pulse frequency, measures mean direct current. The galvanometer can be calibrated according to revolutions per minute because the engine speed is proportional to the number of sparks.

Ein genauer arbeitendes, zweites Ausführungsbeispiel mit mehr linearer Ablesungsskala ist in Fig. 4 dargestellt. Hierbei besteht das elektrische Filter aus dem Widerstand R1 und dem KondensatorC3, die Spannung wird mit Hilfe des Röhrenverstärkers T1 auf passenden Wert erhöht, das Ausgleichssystem besteht diesmal aus einer an sich bekannten Röhrenschaltung mit einer Doppeltriode T2, deren erstes Element beim »Öffnen« und dessen zweites im Sättigungspunkt ausgleicht, und der Frequenzmeßkreis besteht aus dem Kondensator C4, der Diode V und dem Galvanometer G. Die vorzugsweise stabilisierten Heiz- und Anodenspannungen der Röhren können von irgendeinem geeigneten, nicht dargestellten System geliefert werden. A more precise, second embodiment with a more linear one The reading scale is shown in FIG. Here there is the electrical filter from the resistor R1 and the capacitor C3, the voltage is generated with the help of the tube amplifier T1 increased to a suitable value, this time the compensation system consists of an an known tube circuit with a double triode T2, the first element of the "Open" and its second equalizes at the saturation point, and the frequency measuring circuit consists of the capacitor C4, the diode V and the galvanometer G. The preferred stabilized heating and anode voltages of the tubes can be of any suitable, system not shown can be supplied.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel kann das elektrische Filter durch jedes andere Netz ersetzt werden, das aus Induktanzen, Kapazitäten oder Widerständen besteht, die an irgendwelchen Punkten des Kreises angeschlossen und dazu bestimmt sind, das Nutzsignal ohne Dämpfung der Schwingentladung herauszunehmen und eine niederfrequent unterbrochene Signalfolge ohne ein hochfrequentes Signal aufzufangen, um von den durch die hochfrequenten Signale drohenden Messungsungenauigkeiten frei zukommen. In the above embodiment, the electrical filter be replaced by any other network made up of inductances, capacitances or resistances that is connected to some point of the circle and intended to do so are to take out the useful signal without damping the oscillation discharge and a low-frequency interrupted signal sequence without receiving a high-frequency signal, in order to free from the measurement inaccuracies threatened by the high-frequency signals get.

Das Einstellen der Spannung auf den geeigneten Wert kann durch jedes bekannte Mittel, insbesondere elektronische oder magnetische Verstärker, erzielt werden; das Ausgleichssystem kann gegebenenfalls durch andere, ein Sättigungsphänomen aufweisende Kreise, z. B. Transformatoren mit gesättigtem Eisenkern, Diodenröhren, klassische Trioden- oder Pentodenkreise anderer als von der in Fig. 4 dargestellten Art, gebildet werden; an Stelle dessen könnte das Ausgleichs system auch mit gleicher Wirkung durch jede bekannte Schaltung, z. B. monostabile Multivibratoren, d. h. sogenannte Univibratoren, oder bistabile Multivibratoren, wie das in Fig. 5 dargestellte Beispiel einer »Eccles Jordan«-Schaltung, ersetzt werden, die an ihrem AusgangS3, B4 ein rechteckiges Signal von konstanter Amplitude abzunehmen gestattet, falls an ihrem Eingang B1, B2 (entsprechend dem Ausgang von T1 in Fig. 4) negative Impulse von beliebiger Form und einer einen bestimmten Wert übersteigenden Amplitude eintreffen. Man kann ebenso auch jedes beliebige elektronische Schaukelsystem, z. B. einenTrioden-»trigger« nach Schmidt oder einen Thyratron-»trigger«, bei dem etwa gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig: 6 ein Galvanometer G in den Kathodenkreis des Thyratrons eingeschaltet ist, oder jeden anderen bekannten elektronischen Kreis verwenden, der ein Signal beliebiger Form und Amplitude in ein solches von bestimmter Form und Amplitude umzuwandeln vermag. Adjusting the voltage to the appropriate value can be done by any known means, in particular electronic or magnetic amplifiers, achieved will; the compensation system can possibly be caused by others, a phenomenon of saturation having circles, e.g. B. Transformers with a saturated iron core, diode tubes, classic triode or pentode circles other than that shown in FIG Kind to be formed; instead of this, the compensation system could also use the same Effect by any known circuit, e.g. B. monostable multivibrators, d. H. so-called univibrators, or bistable multivibrators, such as that shown in FIG Example of an "Eccles Jordan" circuit, which at its output S3, B4 allowed to take off a rectangular signal of constant amplitude, if negative pulses at their input B1, B2 (corresponding to the output of T1 in FIG. 4) of any shape and an amplitude exceeding a certain value. You can also use any electronic swing system, e.g. B. a triode "trigger" according to Schmidt or a thyratron »trigger«, in which, for example, according to the exemplary embodiment according to Fig: 6, a galvanometer G switched into the cathode circuit of the thyratron is, or use any other known electronic circuit that provides a signal to convert any shape and amplitude into one of a certain shape and amplitude able.

Die Fig. 7 stellt eine ergänzung der Anordnung der Fig. 3 durch den in Fig. I dargestellten Schaltungsteil dar und bezieht sich im übrigen auf das Ausführungsbeispiel, das auf Seite 4, Absatz 3 der Beschreibung näher erläutert ist. Es wurden also die Klemmen A1 und B an den Zündkreis -der Fig. I bei a und b angeschlossen. Fig. 7 represents a supplement to the arrangement of FIG. 3 by the is shown in Fig. I circuit part and otherwise relates to the embodiment, which is explained in more detail on page 4, paragraph 3 of the description. So it became the Terminals A1 and B connected to the ignition circuit of Fig. I at a and b.

Fig. 8 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar, bei dem die Klemmen A1, B1 nicht an die Enden a, b der Spule, - sondern an die Klemmten b, c des Zündkreisunterbrechers angeschlossen sind. Fig. 8 illustrates another embodiment in which the clamps A1, B1 not to the ends a, b of the coil, - but to the terminals b, c of the ignition circuit breaker are connected.

Die übrige Wirkungsweise der in den Fig.7 und 8 dargestellten Tourenzähler ist die gleiche wie gemäß den übrigen Figuren. The rest of the operation of the tour counter shown in FIGS. 7 and 8 is the same as in the other figures.

Wenn auch die Erfindung im speziellen in Verbindung mit einem Explosionsmotor beschrieben worden ist, kann man nach dem gleichen Erfindungsprinzip auch Tourenzähler für andersartige Verwendungszwecke schaffen, bei denen der Steuerimpuls durch einen Unterbrecher und eine Hilfsspannungsquelle erzeugt wird. Als Beispiel sei die Messung der Umdrehungsgeschwindigkeit einer Welle, bei der eine daran befindliche Nocke bei jedem Umlauf einen Unterbrecher betätigt, erwähnt. An Stelle einer Stromunterbrechung kann der Index gegebenenfalls auch ein Lichtstrahlenbündel erzeugen oder unterbrechen, das von einer Fotozelle aufgenommen wird, wodurch die Lichtiinpulse in elektrische Impulse umgewandelt und passend verstärkt werden. Even if the invention in particular in connection with an explosion engine has been described, you can use the same principle of the invention also tour counters create for other types of uses in which the control pulse by a Interrupter and an auxiliary voltage source is generated. Take the measurement as an example the speed of rotation of a shaft at which a cam is located on it actuated a breaker with each revolution, mentioned. Instead of a power interruption If necessary, the index can also generate or interrupt a bundle of light rays, which is picked up by a photocell, which converts the light pulses into electrical Impulses are converted and appropriately amplified.

Bei bestimmten, besonderen Anwendungen kann das der Frequenz der zu messenden Geschwindigkeit entsprechend unterbrochene Energiebüschel aus Schall-, tSberschall- oder elektromechanischer Energie und der Empfänger in entsprechender Anpassung aus einem Richtmikrophon, einem Quarz-oder radioelektrischen Empfänger bestehen. In certain special applications this can be the frequency of the to be measured speed correspondingly interrupted bundles of energy from sound, tSupersonic or electromechanical energy and the receiver in corresponding Adaptation from a directional microphone, a quartz or radio-electric receiver exist.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Tour counter for display and / or recording the frequency of electrical vibrations caused by the opening and closing of a electrical circuit, especially the Ignition circuit of an explosion engine are caused, the number of which is proportional to the engine speed, with a forming an electrical filter and those required to generate the counting pulses Energy extraction device, characterized in that the terminals the interrupter or the coil (T) of the ignition circuit picked up pulses in this way be filtered so that only the low-frequency component on one for actuation an electronic equalizer is brought suitable voltage, and that this Equalizer has at least one gas-filled tube and the voltage regulated in this way feeds a classic frequency measuring circuit.

2. Tour counter according to claim I, characterized in that the electronic equalizer from a device of the "trigger" type, a univibrator or multivibrator system.

3. Application of the tour counter according to the invention for measuring the Frequency of periodic light, sound, ultrasound or electromagnetic phenomena, which are converted into suitably amplified electrical impulses.

Publications considered: German Patent No. 905 894; British patent Kr ,. 652 073.