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Frequenzschreiber, insbesondere für Funksonden, deren Frequenz von
den wetterbestimmenden Elementen gesteuert wird
Für die Höhen.wetterheobach'tung
werden be kanntlich unter anderem Funksonden verwendet, deren Frequenz mit Hilfe
von temperatur-, luftdruck- und feachteabhängigen Einrichtungen von den. entsprechenden
Wettereiementen beeinflußt wird. In der Funksonde ist ein Umschalter mit Uhrwerks
antrieb vorgesehen, der nacheinander die einzelnen Meßeinnichrungen kurzzeitig an
den Sender anschaltet, so daß dessen Frequenz abwechselnd die. Augenblickstemperatur,
den Luftdruck und die Feuchte übermittelt. Am Boden werden die entsprechenden. Frequenzen
mit einem geeigneten Empfänger festgestellt und daraus die Wetterwerte ermittelt.
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Da für die Gewinnung eines klaren Bildes über den Temperatur-, Druck-
und. Feuchteverinuf in Abhängigkeit von der Höhe eine große Anzahl von Einzelmessungen
notwendig ist, deren Zeitpunkt genau festliegen muß, sind für die Auswertung unbedingt
Registriergeräte notwendig, die jede Messung aufzeichnen. Bisher wurde die Abstimmung
des Bodlenempfän.gers von Hand so lange geändert, bis er in Resonanz mit dem Sondensender
war, sodann wurde auf einem Regis.trier streifen die Augenblicksfrequenz gekennzeichnet.
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Mit diesem Verfahren kann keine genügend große Zahl von Messungen
in der Zeiteinheit durchgeführt werden und. die Bedienung der Geräte ist mühsam
und setzt gutgeschulte Hilfskräfte voraus.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Bedienung der Bodengeräte
zu vereinfachen und gleichzeitig die Zahl von. Messungen während eines
Sondenaufstieges
erheblich zu erhöhen. Die Erfindung hat einen Frequenzschreiber zum Gegenstand,
der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abstimmung eines Ho.chfrequenzemp fängers
periodisch in schneller Folge den Frequenzbereich der Sonde überstreicht und mit
dem Abstimmantrieb Schreibgeräte gekuppelt sind, die beim Durchgang der Empfängerabstimmung
durch die Augenblicksfrequenz der Funksonde mit Hilfe der Empfangsspannung betätigt
werden.
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Frequenzschreiber nach der Erfindung können nun nicht nur für den
angegebenen Zweck, sondern auch in vielen anderen Fällen miit besonderem Erfolg
verwendet werden. Zum Beispiel leisten sie bei der Entwicklung und Prüfung von Sendern
für die Untersuchung des Einlauffehlers und der Frequenzstabilität bei Temperatur-
und Speise spannungsschwankungen gute Dienste. Empfänger, die einen bestimmten Frequenzbereich
dauernd ab; suchen, sind an sich für andere Zwecke bekannt.
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Zu Frequenzregistrierungen wurden sie brisher nicht benutzt. Der Antrieb
dieser Empfänger wird jedoch in der Regel stillgesetzt, sobald ein Sender aufgefunden.
ist. Dagegen läuft bei der erfindungsgemäßen Einrichtung der Antrieb weiter und
es erfolgt selbsttätig eine Registrierung des festgestellten Frequenzwertes. In
Abb. I ist der Grundgedanke der Erfindung symbolisch dargestellt. Die Abstimmung
eines Empfängers I wird durch den Antrieb 2 fortlaufend geändert, so daß sie periodisch
in schneller Folge den Frequenzbereich der Sonde überstreicht. An den Empfängerausgang
ist über einen Tiefpaß 3 eine Schreibvorrichtung 4 an geschlossen. Diese besteht
im wesentlichen aus einem K.raftmagngten 5, der bei jedem Durchgang der Empfangerabstimmung
durch die augenblickliche Senderfrequenz über den Tiefpaß 3 Spannung erhält und
dann einen vom Antrieb 2 entsprechend der Bewegung der Abstimmittel des Empfängers.
I verstellten Schreibstift betätigt Abb. 2 zeigt ein Stück eines Registrierstreifens
mit Meßwerten a für den Lufdruck, b für die Temperatur, c für die Feuchte und mit
Zeitmarken d. Solche Aufzeichnungen können z. B. mit Schreibvorrichtungen nach Abb.
3 und Abb. 4 erhalten werden. An den dort dargestellten zwei Ausführungsbeispielen
sollen nun noch konstruktive Gesichtspunkte, die für die praktische Durciibildung
der Erfindung wichtig sind, erläutert werden.
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Der sehr einfache Schreibzusatz nach Abb. 3 besteht aus einem Antriebsmotor
6, auf dessen Achse 7 -das nicht dargestellte Abstimmittel des Empfängers angeordnet
ist. Die gleiche Achse trägt die Rolle 8, über die ein. endloses Stahlband. 9 Iäuft,
welches Schreibstifte 10 trägt. Diese berühren die Papierfläche nur, wenn der Kraftmagnet
I2 seinen Anker I3 anzieht, da dieser dann durch eine Schiene 14 die Papierfläche
etwas anhebt. Dies geschieht, wie oben beschrieben, immer dann, wenn die durch den
Antriebsmotor 6 dauernd geänderte Empfängerabstimmung mit der Augenblicksfrequenz
der Sonde übereinstimmt. Das Schreibpapier 11 wird in irgendeiner üblichen, nicht
dargestellten Weise zeitproportional gefördert. Bei dieser Vorrichtung ist das Abstimmittel
so ausgebildet, daß es durch den Abstimmantrieb dauernd in der gleichen Richtung
durchgedreht werden. kann. Um Doppeldeutigkeiten der ge.-schriebenen Marken auszuschließen,
sind nur so viele Schreibstifte 10 vorgesehen, daß entweder nur bei zunehmender
oder nur bei ahnehmender Emp fängerfrequenz Marken geschrieben werden, während in.
den dazwischenliegenden Zeiten, in denen der Frequenzzuwachs das entgegengesetzte
Vorzeichen hat, sich kein. Schreibstift über der Schreibfläche befindet.
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Die Geschwindigkeit der Abstimmänderung wird zweckmäßig so gewählt,
das einerseits eine genügende Anzahl von Meßpunkten in der Zeiteinheit geschrieben
werden, daß aber andererseits die Schwankungen der Zeitverzögerung zwischen der
Frequenziibereinstimmung und dem Anzug der Schiene 14 noch innerhalb der Ablesegenauigkeit
bleiben. Zweckmäßig wird bei der Wahl der Durchdrehgeschwindigkeit auch der Schaltrhythmus
des Uhrwerks der Funksonde berücksichtigt. Ist die Durchdehgeschwindigkeit des Bodenempfängers
etwa. gleich. der Schaltzeit der Funksonde, jedoch etwas größer als sie, so wird.
jeweils nacheinander bei dem ersten Durchgang der Luftdruckwert, beim zweiten der
Temperaturwert, beim dritten der Feuchtewert, beim vierten wieder der Luftdruckwert
der Frequenz usw. geschrieben so daß die aus solchen Punkten gewonnenen Kurven gleichmäßig
mit Meßpunkten belegt sind.
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Verwendet man als Abstimmantrieb einen geschwindigkeitsgeregelten
Motor z. B. einen Synchronmotor, der aus einem frequenzgeregelten Generator gespeist
wird, oder einen. Antrieb mit uhrwerkähnlicher Regelung, so kann dieser gleichzeitig
zur zeitproportionalen Papierförderung benutzt werden.
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Statt das Papier gegen den Schreibstift zu drücken, kann auch der
Schreibstift gegen die Papierfläche gedrückt werden.. Das hat häufig Vorteile, da.
dannl der Kraftmagnet wesentlich kleiner ausgebildet werden kann und daher weniger
träge arbeitet. Ein Ausführungsbei@piel gibt die Abb. 4, die noch eine Reihe weiterer
wichtiger Konstruktionseinzelheiten zeigt. Der gesch.windigkeitsgeregelte Motor
I6 treibt die Achse 17 des Abstimmmittels über eine Untersetzung 18 und eine Kurbeischleife
an. Die Kurbelschleife wird. durch den Bolzen I9, der auf dem letzten Zahnrad des
Untersetzungsgetriebes I8 angebracht ist und durch einen Schlitz 24 des Schwenkarmes
22 gebildet Dadurch wird die Drehbewegung des Motors in eine Pendelbewegung des
Abstimmittels umgewandelt. Dies hat den Vorteil, daß der Schreibstift 20 mit seinem
Magneten 2I auf einem Schwenkarm 22 angebracht werden. kann, der starr mit der Achse
I7 verbunden ist. Infolgedessen ist jeder tote Gang zwischen Abstimmittel und Schreibstift
ausgeschaltet, wenn nur die Lagerung der Achse I7 und des Schreibstiftes 20 praktisch
luftlos ausgeführt wird. was durchaus möglich. ist.
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Außerdem kann die Bewegung des Abstimmittels. in dem Sinne ungleichförmig
gemacht werden, daß der Rückweg, der zur Aufzeichnung von Marken nicht ausgenutzt
wird, wesentlich schnelles erfolgt als der Hinlauf, der für die Messungen ausgenutzt
wird. Ein. Verhältnis der Zeiten von 1 :3 ist ohne Schwierigkeit zu erreichen. Der
den Schreibstift andrückende Kraftmagnet 21 kann sehr klein gehalten werden, da
er nur impulsweise erregt wird und verhältnismäßig kleine Kräfte ausüben muß.
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Abb. 5 zeigt einen Schnitt durch einen Kra.ftmagneten in mehrfacher
Vergrößerung. Daraus ist ersichtlich, daß der Magnet als Topfmagnet mit scheibenförmigem
Anker 23 ausgebildet ist. Durch einen nicht dargestellten Schalter wird der Stromkreis,
der die Wicklung 30 enthält, während des Rücklaufes des Abstimmantriebes unterbrochen.
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Statt der Unterbrechung des Magnetkreises kann während des Rücklaufes
auch der Empfänger in irgendeiner an sich bekannten Weise unwirksam gemacht werden.
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Der Papiervorschub erfolgt durch den Motor I6 beim Rücklauf des Schwenkarmes
22 über ein nicht dargestelltes einseitig wirkendes Klinkengesperre. Das hat den
Vorteil, daß das Papier bei der Messung nicht bewegt, wird und daß der Vorschub
e!twa in der Art wie der Zeilenvorschub bei der Schreibmaschine stufenweise veränderbar
ausgebildet werden kann. In Abb. 4 ist außer den bishelr beschriebenen Teilen noch
- ein Rändelrad 25 zum Handvorschüb des Registrierstreifens und ein Bügel 26 zu
sehen, welcher eine Reihe von Schreib; stiften 27 zum fortlaufenden Schreiben von
Ordinatenlinien und einen Magneten 28 trägt, welcher einen Schreibstift zum Schreiben
von Zeitmarken am Rand des Registrierstreifens 29 betätigt.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beiden gezeigten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Diese stellen vielmehr nur praktisch erprobte,
zweckmäßige Konstruktionen dar. Es ist aber du.rchaus auch möglich, Konstruktionen
zu verwenden, die den für Registriergeräte bekannten Fallbügelschreibern nachgebildet
sind.