DE974054C

DE974054C - Device for short-term measurement, in particular for distance measurement using the echo method using electromagnetic waves

Info

Publication number: DE974054C
Application number: DEA14463D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Schwarz
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1942-07-02
Filing date: 1942-07-02
Publication date: 1960-08-25

Description

Vorrichtung zur Kurzzeitmessung, insbesondere zur Entfernungsmessung nach der Echomethode mittels elektromagnetischer Wellen Es ist bekannt, für die Entfernungsmessung nach der Echomethode mittels elektromagnetischer Wellen Kippanordnungen zu verwenden, die durch den Sendeimpuls und den Echoimpuls gesteuert werden. Durch diese Kippanordnungen wird eine Zeitmeßvorrichtung bestätigt, die die zwischen Aussendung des Lotimpulses und Ankunft des Echos liegende Zeit anzeigt. Device for short-term measurement, in particular for distance measurement according to the echo method using electromagnetic waves It is known for distance measurement to use tilting arrangements according to the echo method by means of electromagnetic waves, which are controlled by the transmit pulse and the echo pulse. With these tilting arrangements a timing device is confirmed, which between the emission of the solder pulse and arrival of the echo indicates the time lying around.

Die bekannten Echolotgeräte dieser Art arbeiten in der Weise, daß die direkte Übertragung des Lotimpulses auf die Empfangseinrichtung durch Blokkierung verhindert wird. Das hat den Nachteil, daß während der Aussendung des Lotimpulses nicht empfangen werden kann. Eine Messung von kleinen Entfernungen, für die die Laufzeiten in der Größenordnung der Lotimpulsdauer liegen, ist somit bei diesen Geräten nicht möglich. The known echo sounder devices of this type work in such a way that the direct transmission of the solder pulse to the receiving device by blocking is prevented. This has the disadvantage that during the transmission of the solder pulse cannot be received. A measurement of small distances for which the Run times are in the order of magnitude of the solder pulse duration, is therefore with these Devices not possible.

Es ist ferner bekannt, die Echolotvorrichtung auch für die Messung kleiner Entfernungen dadurch brauchbar zu machen, daß Sender und Empfänger voneinander entkoppelt werden, so daß die Echoimpulse mit größerer Intensität ankommen als der direkte Lotimpuls, und dabei die zur Zeit messung vorgesehene Kippanordnung so auszubilden, daß der Beginn der Lot- bzw. Echoimpulse bzw. deren Einsatzflanke die Betätigung der Kipp- anordnung bestimmt. Um zu erreichen, daß infolge der endlichen Kippzeit der Kippanordnung das Messen von kleinsten Entfernungen, für die die Laufzeit kleiner ist als die Kippzeit, möglich ist, sind zwei getrennte Kippanordnungen vorgesehen. It is also known that the echo sounder device is also used for measurement To make smaller distances usable by the fact that transmitter and receiver from each other are decoupled so that the echo pulses arrive with greater intensity than the direct plumb pulse, and at the same time to design the tilting arrangement provided for the time measurement, that the beginning of the solder or echo pulses or their starting edge the actuation the tilting arrangement determined. To achieve that as a result of the finite Tilting time of the tilting arrangement measuring the smallest distances for which the running time is less than the tilting time, is possible, two separate tilting arrangements are provided.

Erfindungsgemäß kann die vorgenannte Vorrichtung zur Messung kleinster Entfernungen bzw. kleinster Zeiten unter Verwendung nur einer Kippanordnung dadurch brauchbar gemacht werden, daß der zeitlich später auftretende Impuls zur Kompensation der zum Kippen erforderlichen Zeit gegenüber dem früher auftretenden Impuls zusätzlich verzögert wird. According to the invention, the aforementioned device for measuring the smallest Distances or very short times using only one tilting arrangement as a result can be made useful that the later occurring pulse for compensation the time required for tilting in addition to the pulse that occurred earlier is delayed.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch veranschaulicht. Es stellt dar Fig. I eine Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach der Erfindung, Fig. 2 und 3 Abänderungen der in Fig. I dargestellten Schaltung. The invention is shown in the drawing by way of example and schematically illustrated. It shows Fig. I a device for distance measurement of the invention, FIGS. 2 and 3 modifications of the circuit shown in FIG.

Das dargestellte Echolotgerät besteht im wesentlichen aus einem Sender S mit Antenne s und einem Empfänger E mit Antenne e, ferner aus einer Vorrichtung zur Messung der Laufzeit der Impulse bzw. der Entfernung. Der Sender strahlt in regelmäßigen Zeitabständen kurze Lotimpulse aus, die vom Empfänger aufgenommen und der Zeitmeßvorrichtung zugeführt werden. The echo sounder shown consists essentially of a transmitter S with antenna s and a receiver E with antenna e, furthermore from a device for measuring the running time of the impulses or the distance. The transmitter radiates in Short solder impulses that are picked up by the receiver and at regular intervals are fed to the timing device.

Die Zeitmeßvorrichtung enthält eine Kippschaltung Kallirotron li' mit zwei Röhren I und 2, Anodenwiderständen 3 und 4, Gitterableitungswiderständen 5 und 6 und Rückkopplungswiderständen 7 und 8. Ferner ist eine negative Gittervorspannung 9, die durch einen Kondensator 10 überbrückt sein kann, vorgesehen. The timing device contains a toggle switch Kallirotron li ' with two tubes I and 2, anode resistors 3 and 4, grid discharge resistors 5 and 6 and feedback resistors 7 and 8. Also, a negative grid bias 9, which can be bridged by a capacitor 10, is provided.

Um den schädlichen Einfluß der parallel zu den Gitterableitungswiderständen 5 und 6 liegenden Röhren- und Schaltkapazitäten auszuschalten und zur Erlangung einer großen Flankensteilheit und Meßgenauigkeit sind den Koppelwiderständen 7 und 8 Kondensatoren II und I2 parallel geschaltet. To avoid the harmful influence of the parallel to the grid leakage resistances 5 and 6 lying tube and switching capacities off and to obtain a large edge steepness and measurement accuracy are the coupling resistors 7 and 8 capacitors II and I2 connected in parallel.

Sender und Empfänger sind dabei erfindungsgemäß so weit entkoppelt, daß die unmittelbar vom Sender auf den Empfänger kommenden Impulse eine wesentlich kleinere Amplitude aufweisen als die aus kleineren Entfernungen zurückkehrenden Echoimpulse. Dabei kann über eine Regelleitung I3 auch noch eine Empfindlichkeitsminderung des Empfängers während der Impulsaussendung vorgesehen sein. According to the invention, the transmitter and receiver are decoupled to such an extent that that the impulses coming directly from the transmitter to the receiver are essential have smaller amplitudes than those returning from smaller distances Echo pulses. A control line I3 can also be used to reduce the sensitivity of the receiver must be provided during the pulse transmission.

Die Kippzeiten des Kallirotrons It werden durch die Flanke des vom Sender über eine Steuerleitung 14 auf das Gitter der Röhre 2 gegebenen Senderimpulses und des über eine Steuerleitung 15 pom Empfänger E auf das Gitter der Röhre I gegebenen Echoimpulses bestimmt. Hierdurch und durch die Entkopplung und Empfindlichkeitsregelung ist es möglich, Echoimpulse anzuzeigen, die aus kleinsten Entfernungen noch während der Impulsaussendung eintreffen. The tipping times of the Kallirotron It are determined by the flank of the vom Transmitter via a control line 14 on the grid of the tube 2 given transmitter pulse and the receiver E placed on the grid of the tube I via a control line 15 Echo pulse determined. This and the decoupling and sensitivity control it is possible to display echo pulses from the smallest distances even during the pulse transmission arrive.

Dagegen ist es nicht ohne weiteres möglich, Echoimpulse zur Entfernungsmessung auszunutzen, die während des durch den Sendeimpuls ausgelösten Kippvorganges des Kalli rotrons eintreffen. On the other hand, it is not readily possible to use echo pulses for distance measurement to take advantage of the during the tilting process triggered by the transmission pulse of the Calli rotrons arrive.

Um dies zu ermöglichen, waren bei einer bekannten Anordnung zwei getrennte, auf einen Zeitkreis einwirkende Kippanordnungen vorgesehen.In order to make this possible, two separate, Tilting arrangements acting on a time circuit are provided.

Erfindungsgemäß wird die Messung von Zeiten, die kleiner sind als die Kippzeit des Kallirotrons, die etwa 50 m Laufweg entspricht, dadurch ermöglicht, daß in den Sende- und Empfangskreis Mittel zur Verzögerung, z. B. ein Verzögerungsglied I6, in der Steuerleitung 15 vorgesehen sind. According to the invention, the measurement of times that are less than the tipping time of the kallirotron, which corresponds to about 50 m walking distance, enables that in the transmitting and receiving circuit means for delay, z. B. a delay element I6, in the control line 15 are provided.

Dadurch wird der zeitlich später auftretende Ed1oimpuls gegenüber dem früher auftretenden Sendeimpuls in seiner Einwirkung auf das Kallirotron derart verzögert, daß letzteres bereits gekippt hat, auch wenn der Echoimpuls unmittelbar nach der Ausstrahlung des Sendeimpulses eintrifft.This is the opposite of the Ed1o pulse that occurs later the earlier occurring transmission pulse in its effect on the kallirotron delayed that the latter has already tilted, even if the echo pulse is immediate arrives after the transmission pulse has been transmitted.

So ist Messung bis zur Entfernung Null herab möglich.Measurement down to a distance of zero is thus possible.

Die zwischen den beiden Kippvorgängen des Kallirotrons h liegende Zeit wird durch einen Zeitkreis gemessen, der aus einem Kondensator I7 besteht, der über einen Widerstand Ig von einer Spannungsquelle 19 mit parallelliegendem Stabilisator 20 aufgeladen wird. The one between the two tilting processes of the kallirotron h Time is measured by a time circuit consisting of a capacitor I7, via a resistor Ig from a voltage source 19 with the parallel lying Stabilizer 20 is charging.

Durch den Sendeimpuls wird über eine Relaisröhre 2I vom Kallirotron K aus die Aufladung des Kondensators gestartet und durch den Echoimpuls wieder gestoppt. Die jeweils erreichte Ladespannung des Kondensators wird durch ein Spitzenspannungsmeßgerät 22 angezeigt, das in Meter-Entfernung geeicht ist. The transmission pulse sends a relay tube 2I from the kallirotron K off started the charging of the capacitor and stopped again by the echo pulse. The charging voltage of the capacitor reached in each case is measured by a peak voltmeter 22 is displayed, which is calibrated at a distance of meters.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 geschieht die Zeitmessung nicht durch einen Zeitkreis, sondern durch Strommessung in einem Stromkreis, der durch den Sendeimpuls geöffnet und durch den Echoimpuls geschlossen wird. Hierzu kann der Stromkreis der Röhre 2 benutzt werden, in dem, wie Fig. 2 zeigt, ein Strommeßgerät 23 eingeschaltet ist. In the embodiments according to FIGS. 2 and 3, the time measurement takes place not by a time circuit, but by measuring the current in a circuit that is opened by the transmit pulse and closed by the echo pulse. For this the circuit of the tube 2 can be used in which, as FIG. 2 shows, an ammeter 23 is switched on.

Es kann auch, wie in Fig. 3 dargestellt, an die Anode der Röhre 2 eine Verstärkerschaltung mit Röhre 24 und einem im Anodenkreis dieser Röhre liegenden Strommesser 25 vorgesehen sein. It can also, as shown in FIG. 3, be connected to the anode of the tube 2 an amplifier circuit with tube 24 and one in the anode circuit of this tube Ammeter 25 may be provided.

Zur Eichung der Entfernungsanzeige ist vorteilhaft die Anordnung so getroffen, daß die Unterdrückung der Anzeige des direkten Impulses aufgehoben werden kann, z. B. durch einen in der Regelleitung I3 liegenden Unterbrecher. The arrangement is advantageous for calibrating the distance display so taken that the suppression of the display of the direct impulse is canceled can be, e.g. B. by an interrupter located in the control line I3.

Die Verzögerung zur Kompensation der Kippzeit kann auch durch andere Mittel erzielt werden. The delay to compensate for the breakover time can also be caused by others Funds can be obtained.

So könnte ein Impulsgeber vorgesehen sein, durch den einerseits der Sender und andererseits das Kallirotron gesteuert wird, derart, daß der Steuerimpuls vom Impulsgeber auf die Kippanordnung früher gegeben wird als auf den Sender, und zwar um eine Zeit, die gleich oder größer ist als die Kippzeit. Ferner kann die Verzögerung durch Kabelverbindungen entsprechender Länge im Sende- oder Empfangskreis erzielt werden. Die vorgenannten Mittel können auch miteinander kombiniert werden. Auch die Laufzeit des Impulses im Empfänger kann vorteilhaft ausgenutzt werden.For example, a pulse generator could be provided through which, on the one hand, the The transmitter and, on the other hand, the kallirotron is controlled in such a way that the control pulse is given earlier by the pulse generator on the tilting arrangement than on the transmitter, and at a time that is equal to or greater than the tipping time. Furthermore, the Delay caused by cable connections of the appropriate length in the transmit or receive circuit be achieved. The aforementioned means can also be combined with one another. The duration of the pulse in the receiver can also be used to advantage.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for short-term measurement, in particular for distance measurement according to the echo method using electromagnetic waves, with a tilting circle arrangement that delimits the time process to be measured by two Impulse is actuated or controlled, with the transmitter and receiver being decoupled and the Edio receiver is ready to receive during the impulse transmission by the echo pulse that occurs later than the transmit pulse that occurs earlier is delayed, characterized in that the two pulses for control and serve the same tilting arrangement, with the time required for tilting through compensates for an additional delay in the later occurring pulse will.

2. Apparatus according to claim I with a pulse generator, through the one hand the transmitter, on the other hand, the tilting arrangement for the time measurement is controlled thereby characterized in that the control pulse from the pulse generator to the tilting arrangement earlier is given than to the transmitter at a time that is equal to or greater than that than the tipping time.

3. Apparatus according to claim I, characterized in that the delay achieved by a cable connection of the appropriate length in the transmit or receive circuit is.

4. Apparatus according to claim I, characterized in that for delay Term elements (filters) are provided.