DEP0027708DA - Meßgerät - Google Patents

Description

D-1754,1771

Hazeltine Corporation, VJashington P.C. (Vereinigte Staaten von

Amerika j

Messgerät.

Die Erfindung betrifft ein Messgerät, zum Messen kleiner Spannungsunterschiede, dessen Wirkung darauf beruht, dass die Grösse einer einstellbaren Spannung derjenigen der zu messenden Spannung angenähert oder angeglichen wird, Obzwar die Erfindung ein weites Anwendungsgebiet hat, kann sie besonders vorteilhaft zur Entfernungsmessung mittels augestrahlterweichen verwendet werden und sie wird daher im folgenden in diesem Zusammenhang erläutert,

Es sind bereits Anordnungen zur Entfernungsmessung mittels ausgestrahlterdeichen bekannt^ deren Empfängerteil eine der gemessenen Entfernung direkt proportionale Gleichspannung liefert, welche dann in einer Messbrücke mit einer einstellbaren Gleichspannung verglichen wird,, wenn die beiden miteinander vrc Spannungen ungleich sind, wird durch die Messbrücke ein Motor in Drehung gesetzt, welcher die einstellbare Gleichspannung der zu messenden Spannung angleicht, wobei die Grösse der hierzu erforderlichen Änderung der einstellbaren Spannung ein*|Üfss für die zu messende Entfernung ist. Derartige Anordnungen enthalten gewöhnlich zwei gleich ausgebildete Verstärkerkanäle, welche zwischen entsprechende

Punkte der Messbrücke geschaltet sind. Damit die Messanordnung zuverlässig arbeitet, muss die Verstärkung in diesen beiden

Kanälen jederzeit völlig gleich sein.. Diese Forderung macht eine häufige Nachstellung der Verstärkung notwendig.

Der ZweC!·" der Erfindung besteht in der ,!Jchaffung eines Messgerätes dieser Art_i welches keine ausgeglichenen Verstärkerkanäle enthält... Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass neben der genannten einstellbaren Spannung noch eine dritte Spannung verwendet wird, deren Grösse sich in vorausbestimmter Weise über einen Spannungsbereich hinweg ändert, welcher sowohl die zu messende Spannung als auch die einstellbare Spannung umfasst; w- diese dritte Spannung ein Angleichen der einstellbaren Spannung an die zu messende Spannung herbeiführt, sobald ihre Grösse in einem vorbestimmten Verhältnis zu derjenigen einer dieser beiden Spannungen steht,

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, Die Fig, 1. 3 und 5 stellen verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Messgerätes dar und die Fig₅ 2 und I_f zeigen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung gemäss Fig_f 1 und 3 dienende Diagramme,

Das Messgerät gemäss Fig„ 1 enthält ein Antennensystem Io_s 11. welches mit einer kombinierten Sende» und Empfangsvorrichtung 12 verbunden ist« Diese besteht aus einem zum Aussenden von Impulsen geeigneten Sender, sowie aus einem Empfänger zum Empfangen der von einem fernen Gegenstand, z.B. von einem Flugzeug 13 reflektierten Impulse oder zurückgesandten Antwortimpulsec ^ie Vorrichtung 12 liefert eine gleichgerichtete Ausgangsspannung e₂ (Fig, 2), deren Grösse derjenigen Zeit proportional ist, welche die Impulse benötigen, um vom Messgerät zum Flugzeug und von dort wieder zurück zum Messgerät zu gelangen, Die genannte Ausgangsspanriung ist demnach der Entfernung des Messgerätes vom Flugzeuge proportional, Derartige kombinierte Sende- und ßmpfangsvorricbt.ungan sind an sich bekannt-

und bedürfen darum keiner näheren Erläuterung, Die kombinierte Sende- und Empfangsvorrichtung 12 ist an

die Eingangsklemmen 20 der eigentlichen Messvorrichtung 15 angeschlossen. Diese enthält eine Gleichspannungsquelle Ιό, z.B. eine Batterie, welche mit den Endklemmen eines Spannungsteilers 17 verbunden ist. Zwischen dem drehbaren Arm Ιό des Spannungsteilers und seiner einen Endklemme ergibt sich eine einstellbare Gleichspannung e-^ (Fig. 2), Andere Eingangsklemmen. 21 der Messvorrichtung 15 stehen mit einem Spannungserzeuger in Verbindung, welcher eine periodisch veränderliche, «ri-s=© beispielsweise sinusförmig oder sägezahnformig verlaufende Spannung liefert, deren Grosse sich über einen Spannungsbereich ändert, welcher sowohl die zu messende Spannung eg, als auch die einstellbare Gleichspannung e-^ umfasst und deren Frequenz die höchste Ariderungsfrequenz der zu messenden Spannung e₀ übersteigt.

Die Messvorrichtung 15 enthält ferner Mittel 25, welche die Spannung e-^ der Spannung e^ angleichen, sobald die Ausgangsspannung des Spannungserzeugers 22 mit der kleineren der genannten Spannungen übereinstimmt. Diese Mittel umfassen zwei Dioden 26 und 27, deren Anoden miteinander und mit der einen Ausgangsklemme des Spannungserzeugers 22 verbunden sind. Die Kathode der Diode 26 ist über einen Widerstand 23 mit der einen Ausgangsklemme der kombinierten Sende- und Empfangsvorrichtung 12 verbunden, während die Kathode der Diode 27 über einen widerstand 24 mit dem drehbaren Arm 13 des Spannungsteilers 17 in Verbindung steht. Die Anoden der Dioden und 27 sind über einen widerstand 31 an die Anoden zweier gasgefüllter Entladungsröhren 29 und 30 angeschlossen. Das Steuergitter der Rohre 29 ist eint;steiles über einen Kondensator

verbunden j>

mit der· Kathode der Diode 26/und anderenteils über eine Spannungsquelle 35 und einen Widerstand 36 geerdet, während des

Steaergitter der liöhre 30 einesteils über einen Kondensator 33 mit der Kathode der Diode 27 in Verbindung steht und anderenteils über eine Spanriungsquelle 37 und einen widerstand 33

Jie Kathoden der nöhren 29 und 30 sind über je einen Gleichstrommotor 40 und 41 geerdet. Der eine dieser Motoren ist rechtsläufig und der andere linksläufig, Die Anker der beiden Motoren sind mechanisch miteinander und mit dem drehbaren Arm 13 des Spannungsteilers 17 verbunden.

Mt dem Spannungsteiler 17 sind Anzeigemittel 45 verbunden, welche die Grösse der Spannung eg anzeigen. Diese Mittel umfassen einen mit dem drehbaren Arm 18 des Spannungsteilers verbundenen Zeiger 47, sowie eine Skala 46, Die Anzeigemittel 45 können natürlich mit dem Spannungsteiler vereinigt sein.

Die wirkungsweise des Messgerätes wird anhand der Kurven der yig, 2 erläutert. Hier stellt die Gerade A diejenige Spannung §2 dar, welche sich an den Ausgangsklemmen der kombinierten Sende- und Smpfangsvorrichtung 12 infolge des Empfanges eines vom Flugzeug 13 herstammenden, reflektierten oder Ant-

die^

Wortzeichens ergibt, während die Gerade 3/sich in der gegebenen Stellung des Armes 13 des Spannungsteilers 17 zwischen diesem Arm und der einen Endklemme des Spannungsteilers ergebende Spannung e^ darstellt. Im Zeitpunkt t sind die Dioden 26 und 27 infolge der ihrer Kathode zugeführten Spannungen e-^ und eg undurchlässig und die gasgefüllten Entladungsröhren 29 und 30 sind durch die auf ihre Steuergitter wirkende.. Vorspannung der Spannungsquellen 35 und 37 ebenfalls gesperrt.

Die Kurve C stellt die sinusförmige Ausgangsspannung des Snannungserzeugers 22 dar. Die Grösse dieser den Anoden der Dioden zugeführten Spannung erreicht im Zeitpunkt t-, die

Grösse der Spannung e-^ und überschreitet sie kurz danach, worauf die Diode 27 durchlässig wird und während der Zeits'oanne t-,-t_r an dem Widerstand 24 eine durch die Kurve D dargestellte Spannung erzeugt. Im Zeitpunkt überschreitet die Grösse dieser über den Kondensator 33 dem Steuergitter der Röhre 30 zugeführten Spannung den Wert der Zündspannung der Röhre, sodass diese gezündet wird. Infolgedessen gelangt während der Zeitspanne tg-t^ eine durch die Kurve E dargestellte Spannung zum Motor 41. Der Zeitpunkt t^ liegt kurz vor dem .Sndpunkt t,-, der positiven Halbwelle der Spannung des Spannungserzeugers 22, in welchem die Entladung in der Röhre 30 erlischt,

Im Zeitpunkt t^ erreicht und überschreitet die der Anode der Diode 26 zugeführte Spannung des Spannungserzeugers 22 die der Kathode dieser Diode zugeführte Gleichspannung eg, sodass die Diode durchlässig wird und am widerstand 23 während der Zeitspanne t^-t, eine durch die Kurve F dargestellte Spannung entsteht, Diese Spannung gelangt über den Kondensator zum Steuergitter der Röhre 29. Obzwar sie die der Röhre 29 von der Spannungsquelle 35 zugeführte Sperrspannung übersteigt, kommt in der Röhre 29 infolge derjenigen bekannten Schwierigkeiten, welche sich beim Versuch der gleichzeitigen Zündung zweier parallelgeschalteter gasgefüllter Entladungsröhren einstellen, trotzdem keine Entladung zustande, Dazu trägt übrigens auch die Verminderung der Anodenspannung der Röhren 29 und 30 bei, welche dadurch verursacht wird, dass infolge der Entladung in der Röhre 30 der Spannungsabfall am Widerstand 31 grösser wird, In der Zeitspanne ^tQ-^y wird also durch die oteuerspannung E nur der Motor 41 erregt und dieser rechtsläufige Motor verdreht den Arm 1Ö des Spannungsteilers 17 so, dass die Spannung e-, erhöht wird. Im Zeitpunkt t_n kommt der Motor 41 zum Stehen,

Während der Zeitspanne t_n~t* sind die Dioden 26 und 2?

( ο

infolge der negativen Polarität der Spannung des Spannungserzeugers 22 nicht durchlässig und die Motoren 40 und 41 können nicht erregt werden. Während der positiven Halbwellen der genannten Spannung wiederholt sich jedoch der vorhin beschriebene Vorgang und die schrittweise Erregung des Motors 41 setzt sich so lange fort, bis die Spannung e-^ der Spannung e₀ gleich gross geworden ist. Nach Erreichung dieses Zustandes

der Motor l\.ü oder der Kotor 41 erregt wird und die Spannung

e, infolgedessen entweder etwas grösser oder etwas kleiner 1

Viird_j als die Spannung e₀ . JJieser kleine Unterschied in den

-eru·

beiden Spannung/"liat beim Eintreffen der nächsten positiven Halbwelle der Spannung des Spannungserzeugers 22 eine entgegengesetzte Änderung der Spannung e-^ zur Folge, welche den genannten Spanriungsunterschied wieder ausgleicht. Auf diese vveise wird also die Spannung e^ dauernd auf dem der Spannung e₉ entsprechenden \ert gehalten und die hierzu erforderliche änderung dor Spannung e-^, welche der zu messenden Entfernung proportional ist, kann an der Skala Lb abgelesen werden.

Bei der Anordnung gemäss Fig. 1 sind die die i-iotoren erregenden SOannungsimpuise einander völlig gleich, unabhängig davon, wie gross der jeweilige Soannungsunterschied zwischen den Spannungen e·^ und eg ist, Infolgedessen verstellen die Motoren den Spannurigstoiler 17 immer mit derselben Geschwindigkeit, In manchen Fallen wäre es jedoch wünschenswert, den iiotoren spannung9i.mpul se ^usufiihrbn, welche der Grösse des Jriterschiedes zwischen den Spannungen e^ und eg proportional sind, damit die Verstellung des Spannungsteilers 17 ebenfalls mit einer cieScm Spannungsunterschied proportio-

naIen Geschwindigkeit erfolgt. Die Fig. 3 und 5 zeigen Ausf lihrua-,af ormen der Erfindung, welche dieser /orderung gerecht Vierden,

Die 1 ^essvorricntung 15 der Einordnung gemäss Fig. 3 unterscheidet sich darin von derjenigen gemäss Fig. 1, dass sie durch die Jpannung des Spannungserzeugers 22 gesteuerte Mittel zum Vimrleichen der opannungen e-, und e^, sowie zur Erzeugung einer dem unterschiede zwischen diesen Spannungen proportionalen Spannung enthält, Der Vergleich der beiden genannten Spannungen erfolgt in den beiden Kanälen 50 und BO_f an welche ein 'wechselstrommotor 42 mit umkehrbarer Drehrichtung angeschlossen ist. Die beiden genannt en Kanäle sird sich mit Ausnahme ihrer Singangskreise völlig gleich und. die einander entsprechenden Teile beider Kanäle sind mit denselben Sezugszahlen versehen, wobei die die Teile des Aanals 30 bezeichnenden Bezugs zahlen durch den Buchstaben "a·' ergänzt sind. Der Eingangskreis des Kanals 50 enthält eine Gleichrichterröhre 51, deren Dathode über einen widerstand 43 an eine der mit der kombinierten Sende- und Empfangsvorrichtung 12 verbundenen Eingangsklemmen 20 angeschlossen ist, während ihre Anode mit einer der mit dem Spannungserzeuger 22 verbundenen Eingangsklemmen 21 in Verbindung steht. Die andere Eingangsklenrae 20 bezw. 21 ist geerdet. Der Eingangskreis des Kanals BO enthält ebenfalls eine Gleichrichterröhre 51a, deren Kathode über einen v/iderstand /+3a mit dem drehbaren Arm 18 des Spannungsteilers 17 verbunden ist, während ihre Anode zusammen mit der Anode der Gleichrichterröhre 5I an die nicht-geerdete Singangsklemnie 21 angeschlossen ist. Mit der iv-thode der Gleichrichterröhre 51 des Kanals 50 ist ferner über einen Kondensator 53 das über einen ,'Viderstand 54 geerdete Steumgitter einer Elektronenröhre 52 verbunden, welche ihre Betriebsspannungen von den

Soannungsque11en +B und 3' erhalt. Die Röhre wird durch eine Vorspannung, welche sich an einem mit ihrer Kathode veroundenen und iiuer einen "widerstand 56 an die Spannungsquelle S^ angeschlossenen widerstand 55 ergibt, normalerweise gesperrt gehalten. Der Kanal 30 enthält eine in gleicher '«eise geschaltete Elektronenröhre 52a..

Die Anode der Elektronenröhre 52 des Kanals 50 ist mit dem Steuorgitter einer Pentode 57 verbunden, welche ihre Anodenspannung von der Spannungsquelle +B über einen Widerstand 53 erhält. Die Kathode der Pentode erhält von der Spannungsquelle +B' eine etwas geringere Spannung, Das Schirmgitter der Pentode ist über den 'Widerstand 59 an eine Spannungsquelle +3 angeschlossen, während ihr Bremsgitter einerseits über einen Widerstand 60 mit der Spannungsquelle +B' in Verbindung steht und andererseits über einen Vviderstand 6l geerdet ist. Die Schirmgitterspannung der Pentode ist so bemessen, dass in der Röhre normalerweise ein Schirmgitterstrom fliesst, jedoch ist der Anodenstrom in der Röhre infolge der Tatsache, dass das Bremsgitter der Röhre eine etwas kleinere Spannung erhält, als ihre KatPiode, normalerweise unterbunden. Der Kanal SO entnält den obigen Teilen des Kanals 50 entsprechende Teile 57a-6la. Das Schirmgitter der Pentode 57 ist über einen Kondensator 62 mit dem Bremsgitter der Pentode 57a verbunden, während das Schirmgitter der Pentode 57a über einen Kondensator 62a mit dem Bremsgitter der Pentode 57 in Verbindung steht.

Die Anode der Pentode 57 ist über einen Kondensator 64 an die Kathode eines •.■•Diodengleichrichters 63 angeschlossen, Zwischun die Kathode und die Anode des Gleichriphters 63 ist ein widerstand 65 in Reihe mit einem aus einem Widerstand und einem Kondensator bestehenden Netzwerk 66 eingeschaltet. Das

Metzwerk ist zwischen die Eingangselektroden 'einer normalerweise durchlässigen Gleichstromverstärkerröhre 67 geschaltet, deren Kathode mit der Spannungsquelle -B verbunden ist, während ihre .mode über einen widerstand 60 geerdet ist. Die Anode der Verstärkerröhre 67 steht mit dem Steuergitter einer gasgefüllten Entladungsröhre 69 in Verbindung. Die Kathode der Röhre 69 ist geerdet und ihre .mode ist mit dem einen Snde der mit. einer Hittelansapfung versehenen Sekundärwicklung 70 des Transformators 71 verbunden. Die Hittelanzanfurig der Sekundärwicklung 70 ist mit dem Schirmgitter der Röhre 69 und mit dem Schirmgitter der entsprechenden Röhre 69a des Kanals 50 verbunden und ist über die eine Erregerwicklung 73 eines Phaseri-Gpalt-Wechselstrommotors 42 mit umkehrbarer Drehrichtung

geerdet. Die im Verhältnis zur Erregerwicklung 73 um 90° vereinen^-

drehte andere Erregerwicklung 74 des Motors ist über/Phasenspalt - Kondensator 76 mit den Klemmen 77 eines v/echselstromerzeugers 75 verbunden, an welche auch die Primärwicklung 75 des Transformators 71 angeschlossen ist. Der Rotor des Motors 42 steht in mechanischer Verbindung mit dem drehbaren Arm 15 des Spannungsteilers I7.

Die Wirkungsweise der Anordnung wird anhand der Kurven der Fig. 4 erläutert. Die Gerade A stellt hier wiederum diejenige Spannung e₀, welche sich an den Ausgangsklemmen der kombinierten Sende- und Empfangsvorrichtung 12 infolge des Smpfarigens eines vom Flugzeug 13 herstammenden, reflektierten oder Ant ort zeichens ergibt, während die Gerade B die sich in der gegebenen Stellung des Armes 15 des Spannungsteilers 17 zwischen diesem Arm und Erde ergebende Spannung e-^darstellt. Im ^eitpurikt t sind die Dioden 51 und 51a infolge der ihrer Kathode zugeführten Spannungen und eg gesperrt, Di>j Aarve C stellt die in diesem Fall sägezahnformige

Ausgangsspannung des Spannungserzeugers 22 dar. Die Grösse dieser den .anöden der Dioden 51 und 51a zugeführten Spannung-:-^* erreicht im Zeitpunkt t^ die Grösse der der Kathode der Diode 51a als positive Vorspannung zugeführten Spannung und überschreitet sie kurz danach, worauf die Diode 51a durchlässig Vvdrd und während der Zeitspanne t^-t^ an dem Widerstand 43a eine durch die Kurve D dargestellte Spannung erzeugt. Im Zeitpunkt t^ überschreitet die durch die Kurve G dargestellte Spannung auch die der Kathode der Diode 51 zugeführte positive Spannung e_?, worauf auch diese Diode durchlässig wird und während der Zeitspanne t^-t^ an dem Widerstand 43 eine durch die Kurve Ξ dargestellte Spannung erzeugt.

Die am widerstand 43a erzeugte Spannung wird durch den Kondeiioator 53a auf das Steuergitter der Röhre 52a übertragen und hebt die an diesem Steuergitter durch den Kathodenwiderstand 55a erzeugte Vorspannung auf. Infolgedessen entsteht im Ausgaagskreis der Röhre 52a im Zeitpunkt der durch die Kurve F dargestellte negative Spannungsimpuls, der im Zeitpunkt t

beendet wird. Diese negative Spannung vermindert den Schirmgitter strom der Pentode 57a, sodass die Schirmgitterspannung dieser Pentode die Gestalt eines durch die Kurve G dargestellten positiven Spannungsimpulses erhält. Dieser Spannungsimpuls gelangt über den Kondensator 62a zum Bremsgitter der Pentode 57 und führt einen Anodenstrom in dieser Rohre herbei, der die durch die Kurve H dargestellte Verminderung der Anodenspannung der Pentode 57 zur Folge hat.

Im Zeitpunkt t^ übersteigt die an dem 'Widerstand 43 erzeugte Spannung die am Steuergitter der itöhre 52 v/irksame Vorspannung und diese Röhre wird infolgedessen durchlässig, sodass sich an der Anode der Röhre ein durch die Kurve I dargestellter negativer Steuerimpuls von der Zeitdauer t-j-t,- ergibt.

Dieser Impuls wird dem 3teuergitter der Pentode 57 zugeführt und. unterdrückt infolge seiner negativen Polarität den in dieser Rohre fliessenden Anodenstrom, welcher irn Zeitpunkt t-^ durch den dem 3remsgitter der Röhre von der Röhre 57a zugeführten Impuls hervorgerufen wurde, Infolgedessen steigt die Anodenspannung der Pentode 57 im Zeitpunkt t^ an, wie dies die Kurve H zeigt. Gleichzeitig wird auch die durch die Kurve J dargestellte Schirmgitterspannung der rtöhre 57 erhöht und infolgedessen erhält das Bremsgitter der Röhre 57a einen positiven Spannungsimpuls, der jedoch in der Röhre keinen Anodenstrom hervorrufen kann, weil das ote.uergitter der Röhre im Zeitraum t^-t^ von der vorhergehenden Röhre .52a eine grosse negative Spannung erhält. Die Röhre 57a liefert also unter den angenommenen Umständen im Zeitraum t^-t^ kein Ausgangszeichen, Im Zeitpunkt t^ endigen die den Steuergittern der Pentoden 57 und 57a zugeführten Steuerimpulse, sodass diese Röhren in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren,

Der an der Anode der Rönre 57 entstandene negative Impuls gelangt über den Kondensator 64 zur Gleichrichterdiode 63, macht diese durchlässig und erzeugt am Netzwerk 66 eine durch die Kurve K dargestellte negative Steuerspannung, welche die Gleichstromverstärkerröhre 67 sperrt und in. ihrem Ausgangskreis eine durch diu. Kurve L dargestellte positive Steuerspannurig hervorruft, Seim Abnehmen der Ladung des Netzwerkes 66 nimmt diese positive Steuerspannung exponential ab. Im Zeitpunkt ty wird die Röhre 67 wieder durchlässig und damit ist der ursprüngliche Zustand des Kanals 50 wieder hergestellt,

Dem Anoden -Kathodenkrei s der Röhren 69 und 69a wird, von der Spannungsquelle 7S über die Motorwicklung 73 und über je eine Hälfte der Transformr⁺-Orwicklung 70 eine Wechselspannung zugeführt. Die dem Eingangskreis der gasgefüllten Röhre 69

von der Gleichstromverstärkerröhre 67 zugeführte positive .Steuerspannung macht die Röhre 69 im Zeitpunkt t₁ trotz ihrer sich aus dem Spannungsabfall am "widerstand 6& ergebenden aegativeo Vorspannung durchlässig, sodass die Motorwicklung 73 von einem verhältnismässig starken Strom durchflossen wird. Dieser ,Λrom hat ein derartiges Phasenverhältnis zu dem durch die Motorwicklung 74 fliessenden Strom, dass sich aus diesen beiden Strömen ein rotierendes magnetisches Feld ergibt, welches den Rotor des Motors I_iZ im Uhrzeigersinne dreht, Dadurch wird auch der Arm 1$ des Spannungsteilers 17 im Uhrzeigersinne gedreht, was eine Vergrösserung der Spannung e-^ zur Folge hat, Ira Zeitpunkt ty hört die Durchlässigkeit der Röhre 69 auf und die Röhre wird entionisiert, sodass der durch die Motorwicklung 73 fliessende Strom unterbrechen wird,-

Eine gewisse Zeit nach dem Zeitpunkt ty erreicht die Grösse der vom Spannungserzeuger 22 gelieferten sägezahnförmigen Spannung wiederum die jetzt gegebene Grösse der Spannung »' worauf sich der vorige Vorgang wiederholt. Dieses' Spiel wird so lange fortgesetzt, bis die Spannung e-^ der Spannung eg gleich geworden ist. Da jedoch währenddessen der Unterschied zwischen den Spannungen und eg immer mehr abnimmt, '-verringert sich auch der ^nergiegehalt der der Motorwicklung 73 zugeführten Stromimpulse immer mehr, sodass der Motor immer kleinere Drehbewegungen ausführt. .

Dass die dem Motor 42 zugeführte Energie sich proportional dem Unterschied zwischen den Spannungen e-^ und eg ändert, kann anhand der gestrichelt gezeichneten Teile der in Fig. 4 dargestellten Kurven veranschaulicht werden. Zu diesem Zwecke sei angenommen,, dass im Zeitpunkt t die dem Kanal ÖO vom Spannungsteiler 17 zugeführte Spannung den Wert e£ hat, welcher zwar grosser ist, als die Spannung e-, , aber immer noch kleiner,

als die Spannung e^, Dies könnte beispielsweise der Fall sein, nachdem der Motor 1+2 bereits eine gewisse Angleichung der Spannung e-^ an die Spannung e_? herbeigeführt hat, Aus den obigen Darlegungen ergibt sich, dass hierbei die Diode 51a erst im ZeitOunkt t₀ durchlässig wird, sodass die dem Steuergitter der Röhre 52a 2ugeführte Spannung/durch die gestrichelte Kurve D dargestellte Form erhält. Die dem Steuergitter der Röhre 52 ZUgefiihrte_i durch die Lurve £ dargestellte Spannung bleibt jedoch dieselbe, wie früher, sodass die Röhre 52 auch jetzt im Zeitpunkt t^ durchlässig wird, Die Steuergitter der Pentoden 57a und 57'erhalten in der oben dargelegten Weise die durch die gestrichelte Kurve F und durch die voll ausgezogene Kurve I dargestellten Steuerimpulse, Die gestrichelte Kurve G'stellt den dem Schirmgitter der Röhre 57 im Zeitpunkt tg zugeführten Impuls dar, während die gestrichelte Kurve H' den sich an der Anode der Röhre 57 ergebenden Impuls veranschaulicht. Infolgedessen nehmen die Ausgangsspannungen der Rohren 63 und 67 die durch die gestrichelten Kurven K' und L' dargestellten Formen an. Diese Kurven zeigen, dass die der Motorwicklung 73 zugefiihrte Energie jetzt kleiner ist, als vorhin, wobei- es offenbar ist, dass diese Energieverminderung der Verminderung des Unterschiedes zwischen den Spannungen eg und <s^ proportional ist. Dadurch wird vermieden, 'dass der Motor 42 eine Ueberrege-Iung der Spannung e^ bewirkt, was dann eine Zurückregelung erforderlich machen würde.

Falls die Spannung grösser ist, als die Spannung eg, ergibt sich ein ähnlicher Regblvorgang. In diesem Fall wird zuerst die Diode 51 durchlässig und anstelle der Pentode 57 er sc-ugt diu i- ent ode 57a einen Regelirapuls, Dieser wird der Diode 63a zugeführt, deren Ausgangsspannung durch die Gleichstromverstärkerröhre 67a verstärkt wird. Diese verstärkte

Ausgangsiioannung macht die gasgefüllte Röhre ö'9a durchlässig und führt einen Jtrom durch die Motorwicklung 73 herbei. Da die Anoden der Röhre 09 und 69a mit den einander entgegengesetzten Enden der Transforniatorwicklung JO verbunden sind, ergibt sich ein Phasenverhältnis zwischen den die Motorwicklungen 73 und 74 durchmessenden Strömen, welches eine dem Uhrzeigersinn entgegengesetzte Drehung des Rotors des Motors 42 zur Folge hat, wodurch die Spannung e-j vermindert wird, wenn diese Verminderung zun völligen Ungleichen der Spannung e-^ an die Spannung e^ nicht ausreicht, wiederholt sich auch jetzt der kegelvorgang so lange im immer kleineren Masse, bis der völlige Ausgleich der genannten Spannung erreicht ist.

aus der vorstehenden Erläuterung der Wirkungsweise des Gerätes ergibt, sich, dass die Pentoden 57 und 57a Elektronenschalter darstellen, welche unter der Einwirkung der Vorderflanke der ausgangsimpulse der Röhren 52 und 52a in einem der beiden Kanäle 5G und <3ϋ eine von der Grösse des Unterschiedes zwischen den Spannungen e-^ und abhängige Regelspannung hervorrufen ,

Die Anordnung gemäss Fig. 5 entspricht dem auf die Kondensatoren 64 und 64a folgenden Teil der Anordnung gemäss Fig. 3, von welcher sie sich dadurch unterscheidet, dass sie statt des Wechselstrommotors einen Gleichstrommotor enthält. Die Verwendung eines derartigen Motgrs ist insbesondere auf Flugzeuge! vorteilhaft , da diese meist über keinen wechselstrom verfügen.; Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Gleichstrommotors auf Flugzeugen ergibt sich aus dem im Vergleich zum Wechselstrommotor höheren Ablaufdrehmoment dieses Motors, der beim Flug in kalten Gegenden oder in grossen Höhen wichtig

sein kann, da die ivalte den Reibungswiderstand in den Lagern des Motors

/xnd des diohbaren Armes des Spannungsteilers erhöht.

In der Anordnung gemäss Fig. 5 sind die Anoden der Gleichstroraverstärkerröhren 67' und 67a' über die Widerstände 63' und 03a' an eine Jpanriungsquelle +B angeschlossen. Die Betriebsspannungen der Köhren sind so gewählt, dass diese Röhren normalerweise durchlässig sind und ihre Anoden infolgedessen normal erweise annähernd .Erdpotential haben. Die Spannungsquelle +B steht weiterhin über die Entladungsstrecken der Elektronenschalterrohreri 90 und 91 mit je einem Pol des Gleichstrommotors 42' in Verbindung. Die beiden Pole des Motors können über weitere Elektromenschalterröhren 92 und 93 geerdet v/erden. Die Anode der Röhre 67' ist über einen Widerstand 95 mit dem oteuergitter der Röhre 90 und über einen Widerstand 96 mit dem Steuergitter der Röhre 93 verbunden, während die •^node der Röhre 07a über widerstände 97 und 9o an die ^teuergitter der Röhren 92 und 91 angeschlossen ist. Die widerstände 96 und 97 sind grösser, als die Widerstände

95 und 9$. Die Betriebsspannungen der Röhren 90-93 sind so gewählt, dass diese Röhren normalerweise gesperrt sind.

Im -jetrieb der Anordnung wird eine der Gleichrichterdioden, beispielsweise die Gleichrichterdiode 63'., durch den negativen Ausgangsimpuls der ihr vorgeschalteten Pentode 57 (Fig. 3) durchlässig gemacht, worauf sie dem oteuergitter der Gleichstromverstärkerröhre 67'' eine negative Regelspannung zuführt. Diese sperrt die Röhre 67' und ruft am oteuergitter der Schaltröhren 90 und 93 eine positive Spannung hervor, welche diese Röhren durchlässig macht. Die Widerstände 95 und

96 begrenzen den etwaigen Gitberstrom in den Röhren 90 und 92 auf einen zulässigen '•Vert und der Widerstand 96 hält gleichzeitig die dom Steuergitter der Röhre 93 zugeführte Spannung auf einem wert, welcher das Zustandekommen eines Stromkreises von der ^pannungsquell« -«-B über die Entladungsstrecke der

Röhre 9ΰ, den Motor L_r?. und die i*,'nt la dungs s t re c ke der Röhre 93 zur Erde ermöglicht. Jadurch wird der Motor 1+2 so gedreht, dass er die spannung e-^ an die Jpannung &2 angleicht, worauf die vorhin erwähnten Röhren wieder in ihrem ursprünglichen Zustand zurückgeführt werden. Falls an der Anode der Pentode 5?ä*^: (Fi-. 3) ein negativer Ausgangsirnpuls entsteht, der die Diode o3a' durchlässig macht und die Röhre 67a sperrt,werden die Schaltröhren 91 und 92 durchlässig und der Motor dreht sich im entgegengesetzten Sinne.

Voraussetzung für das zuverlässige Arbeiten sämtlicher beschriebener Ausführungsformen ist natürlich, dass die periodische Änderung der durch die Kurve C dargestellten Spannung schneller erfolgt, als die Änderung der Spannung e_?,

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Messgerät zum Messen kleiner Spannungsunterschiede, insbesondere zur Entfernungsmessung auf Grund des Vergleichs einer unbekannten, z.B. empfangenen elektromagnetischen Zeichenspannung mit einer örtlich erzeugten, einstellbaren Spannung und automatischer Regelung der örtlich erzeugten Spannung derart, dass die Stellung von deren Regelorgan als Mass für die zu messende Spannung dient, dadurch gekennzeichnet, dass neben der genannten einstellbaren Spannung noch eine dritte, ebenfalls örtlich erzeugte Spannung verwendet wird, deren Grösse sich periodisch Uber einen Spannungsbereich hinweg ändert, welcher sowohl die zu messend® Spannung als auch die einstellbare Spannung umfasst _f und dass diese dritte Spannung ein Angleichen der einstellbaren Spannung an die zu messende Spannung herbeiführt, sobald ihre Grösse vorübergehend in einem vorbestimmten Verhältnis zur Grösse einer dieser beiden Spannungen, vorzugsweise zu derjenigen der jeweils kleineren, steht.

2. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Spannung sich sinusförmig ändert.

3. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Spannung einen e&gezahnförmigen Verlauf hat.

4. Messgerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Spannung wirksam wird, sobald sie eine der beiden anderen Spannungen, vorzugsweise die kleinere dieser beiden Spannungen, übersteigt.

5. Messgerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbare Span-

nung in um so grösserem Masse im Sinne ihres Angleichens an die zu messende Spannung geändert wird, Je grösser der jeweilige Unterschied zwischen der zu messenden Spannung und der einstellbaren Spannung ist.

6. Messgerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte dritte Spannung zwei parallelgeschalteten Gleichrichtern zugeführt wird, von welchen der eine durch die zu messende Spannung und der andere durch die einstellbare Spannung gesteuert wird.

7* Messgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an die Gleichrichter zwei Kanäle angeschlossen sind, deren Ausgangsenergien in einander entgegengesetztem Sinne auf die einstellbare Spannung einwirken, bei einer solchen gegenseitigen Steuerung dieser Kanäle, dass je nachdem, ob die zu messende Spannung grösser oder kleiner als die einstellbare Spannung ist, jeweils nur der eine oder der andere Kanal eine Ausgangsenergie ergibt und die Grösse dieser Ausgangsenergie vom Grössenunterschied zwischen der zu messenden Spannung und der einstellbaren Spannung abhängt.

Se Messgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gleichrichter zwei gittergesteuerte Entladungsröhren beeinflussen, welche eine zur Änderung der einstellbaren Spannung dienende Motorsteuerung auslösen.

9. Messgerät nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kanäle je einen Motor steuern.

10. Messgerät nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltröhren derart miteinander verbunden sind, dass die durch die Auegangsspannung des einen Gleichrichters herbeigeführte Änderung der Ausgangsspannung der einen Schaltröhre durch die Ausgangsepannung des anderen Gleichrichters ausgeglichen wird.

11. Messgerät nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsenergie der beiden Kanäle den Erregerstrom und die Drehrichtung eines die einstellbare Spannung verändernden Wechselstrommotors mit umkehrbarer Drehrichtung steuern.

12. Messgerät nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsenergie der beiden Kanäle die Grösse und die Richtung des Erregerstromes eines die einstell« bare Spannung verändernden Gleichstrommotors steuern.

13. Messgerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbare Spannung von einem Spannungsteiler geliefert wird, dessen beweglicher Kontakt in Abhängigkeit vom Gr8ssenverhältnis zwischen der zu messenden Spannung und der einstellbaren Spannung motorisch verstellt wird und mit dem Zeiger einer Anzeigevorrichtung verbunden ist.