GerÏt zur Einstellung eines Körpers in vorbestimmte Soll-Lagen lÏngs eines Verstellweges
Die Erfindung betrifft ein GerÏt zur Einstellung eines K¯rpers in vorbestimmte Soll-Lagen lÏngs eines Verstellweges mit Hilfe eines Servosystems, dem ein von der jeweiligen Ist-Lage des K¯rpers abgeleitetes Fehlersignal zugef hrt wird, das geeignet ist, den K¯rper mittels des Servosystems in eine vorbestimmte Soll-Lage zu bringen, wobei zwei Einrichtungen zur Ableitung von zwei verschiedenen, von der jeweiligen Ist-Lage des K¯rpers abhÏngigen, periodischen Analogsteuersignalen vorgesehen sind, die in ihrem vom Verstellweg abhÏngigen Verlauf gegeneinander um 90 phasenverschoben sind und von denen jedes f r sich geeignet wÏre,
als Fehlersignal zu wirken und den Körper mittels des Servosystems in je eine von zwei versch'iedenen Lagen längs des Verstellweges zu bringen.
Die Aufgabenstellung der Erfindung soll dahin ge'hen, bei einem GerÏt der vorstehend beschriebenen Art, bei dem also die Einstellung durch Kompensation von Fehlersignalen erifot, eine Einstellung auf diskrete Sol'l-Lagen zu ermöglichen, die an beliebigen, in digitaler Form vorgegebenen Stelle zwischen den den beiden Steuersignalen entsprechenden Soll-Lagen liegen, so dass eine beliebig feine Unterte, ilung der m¯glichen Einstellorte auf digitale Basis erzielbar ist.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass eine digital arbeitende Schaltung als Kombinationseinrichtung vorgesehen ist, die es ermöglicht, im Sinne einer ganzzahligen Unterteilung einer vollen Peri'ode der sinus- bzw. cosinusf¯rmigen Steuersignale wÏhlbare Komponenten dieser Signale durch Multiplikation des einen Steuersignals mit dem Cosinus bzw. des andern Steuersignals mit dem Sinus eines die Soll-Lage bestimmenden Winkels zu bilden, wobei dieser Winkel einen ganzzahligen Bruchteil der vollen Periode hat, und die nach dem Multiplikationsvorgang erhaltenen resultierenden Signale zu addieren, wobei das erhaltene Sum mensignal ads Fehlersignal dient.
Es ist wohl bei einer Einrichtung zur Umrechnung der Koordinaten einer Gr¯¯e eines Koordinatensystems in die entsprechenden Koordinaten eines andern Koordli naitensystems bekannt, um 90 verschobene Analog- signale abzuleiten und miit dem Cosinus bzw. Sinus eines Analogwinkelwertes zu multiplizieren, die resultierenden Signale zu addieren und das Summensignal als FehTersignal zur Steuerung eines Servomotors zu benutzen. Im Hinblick auf die unterschiedliche Art der Einrichtungen steNt im bekannten Fall der Winkelwert aber nicht den Sollwert f r die einzustellende Lage eines K¯rpers dar.
Di Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Ableitung zweier phasenverschobener sinusf¯rmiger Steuersignale.
Fig. 2 ist ein zur Anordnung nach Fig. 1 geh¯rendes Schaltbild.
Fig. 3A ist eine Kurvendarstellung, die zur Erläute- rung der aus der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 abgeleiteten Steuersignale dient.
Fig. 3B ist eine vektoridlle Darstellung der sich mit dem Verstellweg sinusförmig in der Ampl'itude ändernden Steuersignale nach Fig. 3A und erläutert die Ableis- tung eines kombinierten Fehlersignals.
Fig. 4 ist eine der Fig. 3A ahnliche Kurvendarstel- tung, die jedoch erkennen lässt, dass in den vier Quadran- ten des s genannten Emstellbereiches verschiedehe Ab- schnitte der Kurvenzüge nach Fig. 3A kombiniett wer- den m ssen, um itn ausgewählten Punkten des Einstellbereiches Fehlersignale mit gleichsinnigen Nulldurch gangen zu erhalten.
Fig. 5 ist ein der Fig. 3B ähnliches Vektordiagramm und gibt die Bedingungen an, bei denen. das Fehlersignal fur alle ausgewä'hiten Punkte im Einstellbereich den Wert Null annimmt.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Servosteuersystems, das die in Fig. 5 angegebenen Fehlersignale verwertet.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Gerätes zur Ableitung eines Fehlersignalis.
Fig. 8 und 9 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen zur Ableitung des Fehlersignals Transfomatoren verwendet werden.
Fig. 10 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbei- spiels der Erfindung, bei dem das Fehlersignal f r die Lageeinstellung ohne Verwendung eines Transformators erzeugt wird.
Eine Anordnung zur Ableitung von Steuerspannun- gen in einer der im Schweizer Patent Nr. 389 916 be iiehriebenen, ähnlichen Weise ist in Fig. 1 angegeben, wo in einer geraden, horizontal verlaufenden Reihe zy lindrische Stifte 11, beispiellsweise aus Weicheisen bestehend, sich rel'ativ zu den magnetischen ¯bertragern
12, 13, 14 und 15 bewegen können. Der tJbertrager 12 enthält ein Kernpaar 16, 17, das genau auf den entgegengesetzten Seiten der Reihe aus magnetischen Stif- ten 11 und axial senkrecht zur Ebene der Stifte 11 ausgerichtet ist. Um die Kerne 16, 17 liegen die Wicklun- gen 18 bzw. 19.
Die Wicklungen 18 und 19 sind in Reihe geschaltet und f hren das Ausgangssignal des Übertragers 12. In gleicher Weise cnthäJJt der Übertra- ger 13 die Kerne 21, 22, um die die Wicklungen 23, 24 liegen ; der ¯bertrager 14 enthält die Kerne 25, 26 mit den Wicklungen 27, 28, und der tJbertrager 15 enthält die Kerne 29, 30, um die die Wicklungen 31, 32 liegen.
Die Kerne k¯nnen U-f¯rmig ausgef hrt sein, und die dargestellten Abschnitte können die Schenkel solcher U-Profile bilden.
Wie bereits im erwÏhnten Patent beschrieben wurde, liegen d'ie Übertrager 12 und 13 bei Abstän'den eines ganzzahligen Vielfachen des Durchmessers plus einem halben Durchmesser der magnetischen Stifte 11 ausein- ander, um ein Signal der maximallen Veränderungsgrösse zu erzeugen, wenn die Stifte 11 sich relativ zu den ¯ber tragern 12 und 13 bewegen. Die Übertrager 14 und, 15 liegen ebenfalls unter einem Abstand eines ganzzahligen Vielfachen des Durchmessers plus einem halben Durchmesser der Stifte 11 voneinander. Der Abstand zwischen den ¯bertragern 13 und 14 betrÏgt jedoch ein ganzzahliges Vielfaches der Durchmesser der Stifte 11 plus od'er minus einem Viertel eines Durchmessers.
Dieser Abstand soll eine Phasenverschiebung von 90¯ zwischen den Signalen bewirken, die von d'en Übertragern 12, 13 und den Ubertragern 14, 15 abgeleitet werden.
Die Signalgrössen, die eine Phasenverschiebung von 90 aufweisen, welche kennzeichnend f r die Relativbewegung der Stifte 11 in bezug auf die ¯bertrager 12 bis 15 sind, kommen aus der Anordnung in Fig. 1. Diese Signale werden durch eine Schaltung der r ¯bertrager gemϯ Fig. 2 abgeleitet, wobei der ¯bertrager 12 die in Reihe geschalteten Wicklungen 18 und 19 enthält, die in Reihe mit dem ¯bertrager 13 liegen, der wiederum die Wicklungen 23 und 24 in Reihe geschaltet enthalt.
In gleicher Weise werden die Wicklungen 27 und 28 in Reihe mit den Wicklungen 31 und 32 verbunden. Die in Reihe liegenden ¯bertrager 12 und 13 und tuber- trager 14 und'15 werden durch einen Parallelanschluss an eine Wechsellstromquelle erregt, die beispielsweise durch, die Sekundärwicklung 33 eines Transformators 34 gegeben i ! st, dessen PrimÏrwicklung an n einer geeig- neten Wechselstromquehe mit beispielsweise 400 Hz liegt. Die Sekundärwicklung 33 besitzt eine Mittelanzapfung 35.
Die Schaltung gemäss ¯ Fig. 2 arbeitet als eine Brücke zur Herstellung der Spannung eA am Verbin dungspunkt der Wicklungen 19 und 23 in bezug auf die Mittel'anzapfung 35 und die Spannung eB an der Verbindungsstelle der Wicklungen 28 und 31 relativ zum Mittstabgriff 35. Die Spannungen CA und es sind Wech- sepannudgen mit der gleichen Frequenz wie die Ein gangsspannung am Transformator 34 und besitzen eine Gr¯¯e und Phasenlage in bezug auf die Mittelanzapfung 35, die sinusf¯rmig in AbhÏngigkeit von der relativen Stellung der Stifte 11 und zu den in Fig. 1 dargestellten ¯bertragern 12 bis 15 wechselt.
Die positiven und negativen Lagen der sinusf¯rmigen VerÏnderung bedeuten, da¯ das Wechselstromsignal sich entweder in Phase oder aus der Phase in bezug auf eine feste Be zugsphase relativ zu der WechselstromquelTe befindet.
DieSpannungene.\und03können,fallserforderlich, verstärkt werden und gelangen zu den nachfolgend be schriebenen Auflösungsschaltungen.
In einem digital arbeitenden Einstellungssystem, bei dem die Eingangsdaten in Dezimalform vorliegen, ist es vorteilhaft, die bewegten Entfernungen mit Ausdr cken von Dezimalteilen einer Längeneinheit zu bezeichnen, und zu diesem Zweck sind die Stifte 11 in Fig. 1 mit einem Millimeter Durchmesser ausgef hrt worden. Die mit d in Fig. l bezeichnete Abmessung könnte natür- lich in einer beliebigen anderen Ma¯einheit vorliegen.
F r Stifte 11 mit einem gegebenen Durchmesser erzeugt die Relativbewegung zwischen den Stiften 11 und den ¯bertragern 12 bis 15, die einem Stiftdurchmesser d entsprechen, eine vollstÏndige Periode von AmplitudenverÏnderungen bei den Spannungen eA und eB, wie sie aus den Schaltungen in Fig. 2 abgeleitet werden. Diese VerÏnderung in der Gr¯¯e der Spannungen eA und eB wird in Fig. 3A dargestellt, in der die X-Achse der zurückgelegten Entfernung entspricht und eine volle Periode der Wellenz ge eA und eB der Bewegung entspricht, die gleich einem Durchmesser d in dem System gemϯ Fig. 1 ist. Die Gr¯¯en der abgeleiteten Wechselspannungen verÏndern sich im Hinblick auf den Abstand der in Fig. 1 dargestellten ¯bertragerpaare mit einem ganzzahligen Vielfachen des Durchmessers plus einem Viertel eines Durchmessers zwischen den ¯bertragerpaaren als sinusförmige Funktionen.
Diese sinusförmigen Funktionen sind in ihrer Phasenlage um 90 versetzt und lassen sich durch die Beziehung eA=E sin X und eB =-E cos X ausdrücken.
Die Sinusfunktion ist in dem Bereich bipolar, wenn sie die Nullachse kreuzt, wo sile sowohl positive als auch negative Werte aufweist. Es lässt sich ein Servosystem verwenden, um in bezug auf eine Fehlerspannung dieser Art eini System in einer Nullage zu halten, die dem Punkt entspricht, wo die Spannung die Nullachse kreuzt.
Daher lässt sich ein Verstellsystem, das die ¯bertrager aus Fig. 1 verwendet, anwenden, um die Stifte 11 relativ zu den Übertragern auf jed'en der vier Punkte einzu stellen, die den Kreuzungspunkten der Wellenziige eA und eB auf der Nullachse entsprechen, wenn die Richtung der Veränderung in Betracht gezogen wird. Fur eine genauere Einstellung, die beispielswei'se mit dem Punkt P in Fig. 3A übereinstimmt,würde es notwendig sein, einen Wellenzug Ïhnlich eA zu erzeugen, der in der Nähe die Achse'kreuzt, um einem Servosystem ein Feh lersignal ! zuzuführen, wobei ein Fehler Null am Punkt P entstehen würde.
Solch ein Wellenzug könnte in der durch die gestrichelte Kurve 36 in Fig. 3A angegebenen Form vorliegen. Die die X-Achse an jedem erfor- derlichen Punkt P schneidende Kurve 36 lässt sich durch eine entsprechende Zusammensetzung der beiden Werte von CA und Css ableiten und stellt auf diese Weise jede erforderliche Gr¯¯enordnung der Verfeinerung in dem Einstellungssystem her, indem einem Servosystem Feh lersignale zugef hrt werden, die den Wellenzügen der dargestellten Form 36 entsprechen.
Um eine Wellenform 36 zu erreichen, sind die zu sammenzusetzend'en Abschnitte von eA und es leicht aus Betrachtung der Fig. 3B ersichtlich, in der im Vek- tordiagramm die Grössen eA und eB dargestellt sind. In einem Dre'hvektordiagramm dieser Art ist die Projektion dieser Vektoren auf die Vertikalachse der quadratische Mittelwert der dargestellten Grösse. In Zusam- menhang mit den Wel'lenzügen iln Fig. 3A bei einem System gemäss Fig. 1 entspricht die Drehung eines Vektors e. A von seiner eingezeichneten Stellung ber eine ganze Drehung der Relativbewegung von 1 mm oder einem Durchmesser der Stifte 11.
Ein Vektor er, der die Vektorsumme von eA cos R + e sin R darstelTt, kann als gUeichl'aufend mit den Vektoren eA und eB be trachtet werden und ist durch den Winkel R von ihnen getrennt. Daher ist die Projektion von ep auf die Verti kalachse seine augenblickliche Grösse und kann als übereinstimmend mit der Kurve 36 betrachtet werden, die durch den Wert Null am Punkt P geht, wenn der
Vektor eA um einen Winkel R in der Richtung X weiterbewegt worden ist. Die mathematisch ausgedrückte Be ziehung f r den Vektor ep lautet : ep = ez cos R + eB sin R = E sin (X-R).
Damit wird ep Null für X = R.
Wenn ein Dezimal'system verwendet wird, ist es erforderlich, zehn unter gleichen Abständen liegende Kurven ähnlich der Kurve 36 in dem Intervall einer verständigen Periode des Wellenzuges e3 zu erzeugen.
Zu diesem Zwedk können die Wellenzüge eA und es kombiniert werden, wie es in Fig. 4 gezeigt wird. Die ausgezogenen Kurven in Fig. 4 stellen die Polaritäten der Wellenzüge cx und ea dar, die zusammen benutzt werden, um die entsprechenden resultierenden Wellen- z ge 36 zu erzeugen. Die direkte Kombination von eA A und es fuhrt zu Wellenformen mit derselben Steigung beim Schnittpunkt mit der Achse, die sich zur Betäti- gung eines Servosystems eignen, wo es wesentlich ist, da¯ die Kurve beim Durchgang durch die Achse in jedem Fall das gleiche Vorzeichen besitzt.
Die VerÏnderungen von sin R und von cos R f r 0 bis 360 in dem Ausdruck ermöglichen dies. Demnach müssen die Grössen eA und eB zusammengesetzt werden, um eine gegebene Richtung des Anstieges der zusammengesetzten Kurven 36 bei sÏmtlichen Stellungen 0-9 in
Fig. 4 zu erzeugen. Der genaue Verlauf wird durch eine Kombination der passenden negativen Gr¯¯en eA und eB erreicht. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, wird am Ende der Drehung im ersten Quadranten eA entsprechend der mittleren Stellung zwischen den Stellen 2 und 3 der
Wert cos R negativ und das Vorzeichen von eA cos R negativ.
Damit wird auch der negative Wert von eA in dem zweiten und vierten Quadranten verwendet, der einer Stelle zwischen den Stellenzahlen 2 und 3 bzw. einer Milttelstelle zwischen den Stellenzahlen 7 und 8 entspricht. Am Punkt des halben Weges, der der Stel lenzahl 5 entspricht, wird die Gr¯¯e eB umgekehrt, und der negative Betrag es wird mit dem negativen Betrag von ex im dritten Quadranten kombiniert ; wenn en im vierten Quadranten umgekehrt wird, wird die negative
Spannung eB mit der positiven Spannung eA im vierten
Quadranten kombiniert.
Durch diese Anordnung erhal- ten die Kurven 36 innerhalb der Dauer einer Periode des Wellenzuges ¯A über zehn Intervalle gleiche Ab stände, und die zusammengesetzten Kurven, die man durch Kombination von eA und OB erhält, nehmen bei sämtlichen Stellenzahlen 0 bis. 9 denselben Verlauf.
Die Kombination der Abschnitte von eA und eB in Ubereinjstimmung mit dem cos bzw. sin des Winkel's R wird in Fig. 5 dargesteElt, wo wiederum ein Vektordiagramm eingezeichnet ist. In Fig. 5 stellen die zehn gleichen Abschnitte mit dem Winkel R eilne vollstÏndige Umdrehung dar und sind mit den Ziffern 0 bis 9 bezeichnet. Wie weiterhin aus Fig. 5 hervorgeht, lassen sich die cos-Komponenten von eA al's die horizontal verlaufenden Komponenten der Vektoren in sämtlichen Stellen 0-9 ableiten, während sich die sin-Komponenten von eB als die senkrechten Komponenten der Vektoren f r die Stellungen 0-9 ergeben.
Um die den Wellen- zügen 36 in Fig. 4 entsprechende Servosteuersparmung abzuleiten,sinddiezusammengesetztenAbschnitteder WeEenzüge eA und eB in jedem Fall der Cosinus bzw. der Silnus des Winkels, um den sich der Vektor eA bewegt. Wie die fUr den Vektor eA an der Stefie e 1 entsprechend einer Drehung von 36 angegeben ist, wird der Vektor eA cos 36 mit dem Vektor eB sin 36 zu sammengesetzt, wodurch der Vektor ep entsteht, der auf der waagrechten Achse an der Stelle 0 liegt.
Jedesmal ergibt die Zusammensetzung des entsprechenden Cosinusbetrags von eA und des Siinusbetrags von eB mit umgekehrtem Vorzeichen, wie in Fig. 4 angedeutet, f r sämtliche Stellungen von eA an den Ziffernstellen 0-9 den entsprechenden Vektor ep an der Stelle 0. Demnach ist der Betrag ep eine FeMerspannung, die sich, zur Betätigung eines Servomechansmus eignet, um ihn auf eine Nullstellung entsprechend einer Eingangsgrosse für irgendeine der ZiffernstelTen 0-9. Wenn die Vektoren eA cos R und eB sin R zusammengesetzt werden, besitzt die resultierende Spannung ep eine Grosse und eine Richtung, welche den gesteuerten Mechanismus auf die ausgewählte Stellung überfuhrt, wodurch ep zu Null wird.
In Fig. 6 ist ein Servosystem dargestellt, mit dem sich eine derartige Steuerung durchführen lässt. Ein KombinationsgerÏt 41 erh'ält die Spannungen eA und es von einem Stellungsarizeiger 42, der die Spannungen eA und es in einer beliebigen Weise abgeben kann, wie es beispielsweise in d'en Fig. 1 und 2 angedeutet ist. Das KombinationsgerÏt 41 enthÏlt einen Werteeingang 43, der einen vdn Hand zu betÏtigenden Schalter oder ein Lochstreifenabf hlgerÏt oder eine andere Ausfühfrmgs- art einer Dateneingangseinrichtung darstellen kann, mit der die Dezimalgrösse ausgewÏhlt wird, auf die das Servosystem eingestellt werden soll.
Es ist klar, dal3 ein Grobstellungsanzeilgegerät in bekannter Weise verwendet werden kann, um den Servomechanismus in eine auf die erwünschte Stellung angenäherte Lage zu bringen. Solch ein GerÏt kann in Form eines Systems vorliegen, das die Anzahl der Stifte 11 zählt, ber die der Mechanismus hinweggeht und die Relativbewegung nach eilner vorbestimmten Anzahl von überquerten Stiften an- häl't. An dliesem Punkt sorgt das System gemϯ der vorliegenden Erfindung f r eine weitergehende Genauigkeit, indem eine Einstellung ber eine Entfernung entsprechend einem Durchmesser eines Stiftes 11 in 1000 Stufen vorgenommen werden kann, die zahlenmässig durch das digitale EingangsgerÏt 43 ausgewÏhlt wird.
Der Ausgang aus dem Kombinationsgerät 41 ist das Additionsergebnis von eA cos R + eB sin R, das über emen Verstärker 44 einem Servomotor 45 zugeführt wird. Der Motor 45 bewirkt eine Relativbewegung zwi schen den Stiften 11 und den ttbertragern 12-15 in Fig. 1 und betätigt damit ein EinstellungsgerÏt 42, womit ein Nullsignal und eine Herabsetzung des zum VerstÏrker 44 geric'hteten Eingangssignals auf Null erreicht wird.
In Fig. 7 wird eine Ausf hrungsart der Erfindung dargesteDlt, in der ein Auflöser 46 eine Eingangsspan- nung der Grösse eA = E sin X zugeführt erhält. Ein zweiter Auflöser 47 erhält eine elektrische Eingangs- grolle es, die gleich-E cos X ist. Beide Auflöser 46 und 47 sind synchron geschaltet und besitzen eine mechanische Eingangsgrösse in Form einer Wellen- drehung 48, die eine Ausgangsleitung entsprechend einem Sinus oder einem Cosinus der Winkelstel,'lung der Welle 48 erzeugt. Damit stellt das GerÏt 46 eine Ausgangsspannung eA cos R und das GerÏt 47 eine Aus gangsspannung eB sin R her.
Die zusammengesetzten Spannungen der GerÏte 46 und 47 ergeben : , ep = E sin (X-R).
Somit lässt sich die Grösse ep aRs eine fortlaufende Funktion aus den asynchron laufenden Auflösungsgerä- ten 46, 47 erhalten, wobei die Aufl¯sungsgerÏte 46, 47 das entsprechende Vorzeichen f r die Grössen cos R und sin R abgeben.
Eine bevorzugte Ausführungsart der Erfindung wird in Fig. 8 dargestellt, in der die Spannung eA einer Pri märwicklung 51 eines Transformators 52 zugeführt wird, der die SekundÏrwicklungen 53, 54, 55 aufweist. Ein zweiter Transformator 56 besitzt drei Sekundärwiicklun- gen 58, 59, 60 und eine Primärwicklung 57, der die Spannung es zugeführt wird. Die Sekundärwicklung 53 des Transformators 52 ist so gewickelt, dass sie zwischen dem Endanschluss 61 und der Mittelamzapfung 62 eine Spannung abgibt, die der Eingangsspannung eA gleicht und mit ihr in Phase liegt. Die dazwischenliegenden Anzapfungen auf der Sekundärwicklung 53 setzen die Anzapfung 62 auf Spannungen, welche Dezimalteile der Spannung eA sind, die gleich eA cos 36¯ an der Anzapfung 63 und die negativ oder ausser Phase an der Anzapfung 64 ist.
Am Endlanschluss 65 wird eine Spannung abgenommen, die genaugleichderEingangsspanmmg e¯.,, ist, jedoch um 180¯ au¯er Phase liegt. Die Sekundär- wicklung 54 gibt an dem Endanschiluss 66 eine Teilspannung von eA ab, die gleich eA cos 72¯ ist und am Endanschlu¯ 67 gleicher Gr¯¯e, jedoch um 180¯ au¯er Phase zur Spannung eA cos 108¯ liegt. Eine mittlere Anzapfung 68 der Wicklung 54 ist mit einem Endanschluss 69 der Sekundärwicklung 60 verbunden.
Die Sekundär- wicklung 55 gibt Spannungen ab, die in Grösse und in Phasenl'age mit den Spannungen gleich sind, die sich von der Sekundärwicklung 54 ableiten lassen, und führt an der Anzapfung 71 zu einer Spannung, die der Spannung an der Anzapfung 66 der Wicklung 54 gleich und mit ihr in Phase ist und an der Anzapfung 72 zu einer Spannung, die gleich der Spannung an der Anzapfung 67 der Wicklung 54 ist und mit ihr in Phase liegt. Eine mittlere Anzapfung 73 führt zu einem Endanschlu¯ 74 der Sekundärwicklung 60.
Die Sekundärwickl'ungen des Transformators 56 führen Spannungskomponenten der Spannung eB, die dem sin der in Fig. 5 eingezeichneten Winkel entspre- chen. Die Sekundärwicklung 58 besitzt Endanschlüsse 75 und 76, die jeweils relativ zu der mittleren Anzapfung 58' den Teil von eB, der gleich eB sin 36¯ ist, f hren sowie den negativen Wert dieses Betrages, der in bezug auf ea um 180 ausser Phase liegt. Die Sekundär- wicklung 59 führt eine Spannung, die mit derjenigen der Sekundärwicklung 58 identisch ist sowie an der Anzapfung 77 eine in Phase liegende Komponente und an, der Anzapfung 78 eine ausser Phase liegende Komponente, die gleich weB sin 36 ist.
Die Wicklung 60 erzeugt am Anschluss 69 eine Spannung, die gleich, eB sin 72 ist und am Anschluss 74 eine gleichgrosse Spannung, die in bezug auf eB ausser Phase liegt. Eine mittlere Anzapfung 79 liegt mit der mittleren Anzapfung 62 gemeinsam an der zur Ausgangsklemme 82 f hrenden Leitung 81.
Durch die dargestellte und beschriebene Verbindung der Transformatoren 52 und 56 ist es m¯glich, die entsprechenden Teile der Spannungen e, und eB auszuwÏhlen und'sie mit der entsprechenden Phase zu addieren, wie es in Verbindung mit den Fig. 3B, 4 und 5 er läutert wurde. Die zusammengesetzte Spannung stellt eine der Ziffernstellen 0-9 auf der X-Achse in Fig. 4 dar. Zu diesem Zweck sind zwei Auswahlschalter 83, 84 mit zehn Stellungen vorgesehen. Der Schalter 83 besitzt einen Kontaktarm 85, der wahlweise auf zehn verschiedene feststehende Kontakte durch einen Regler 86 eingestellt werden kann, die von 0-9 bezeichnet sind.
Wie zuvor erläutert wurde, kann der Regler 86 von Hand oder durch die Ausgangsleitung eines Datenlese- gerä'tes einer beliebigen erforderlichen Ausführungsform betätigt werden. Der Schalter 84 besitzt einen Kontaktarm 87, der nacheinander mit zehn feststehenden Kontakten, die von 0-9 bezeichnet sind, in Berührung gelangt. Die Kontaktarme 85 und 87 drehen sich syn- chron zueinander. Die Verbindung der Kontakte 0-9 der Sch, allter 83 und 84 ist so vorgenommen, dass der Kon taktarm 87 mit den entsprechenden Abschnitten der Sekundärwicklungen des Transformators 53 und 56 entsprechend den Komponenten eA cos R und eB sin R verbunden ist, die f r die zehn Winkelstellungen gemäss Fig. 5 angegeben worden sind.
Die entsprechenden Kontakte des Schalters 83 sind so angeschlossen, dass der Kontaktarm 85 in derselben Kombination mit der Sekundärwicklung verbunden ist, wobei er jedoch in bezug auf die mit dem Kontaktarm 87 verbundenen Wicklungen um eine Stelle voreilt. Somit ist der Potentialunterschied zwischen den Kontaktarmen 87 und 85 immer das Potential zwischen zwei benachbarten Wellenzügen 36 in, Fig. 5, das in jedem Augenblick aus den entsprechenden Cosinus-und Sinuskompdnenten von eA und es abgeleitet wird.
Der Kontaktarm 87 in der Nullstellung ist beispielsweise mit dem Anschluss 61 der Sekundärwicklung 53 verbunden und liegt auf einem Potenbial gleich eA in bezug auf den Mittelabgriff 62 und den gemeinsamen Ausgangsanschluss 82. Der Kontaktarm 85 in Nullstellung liegt auf einem Potential, das sich aus einem Teil von eB, der zwischen dem Anschluss 75 und der mittleren Anzapfung 58'der Wicklung 58 und dem Potential zwischen den Anschlüssen 63 und 62 der Wicklung 52 ergibt. Diese beiden Potentiale werden addiert, um die zusammengesetzte Wellenform 36 zu erzeugen, die durch die Stelle 1 in Fig. 4 hindurchläuft.
Der Potentialunterschied zwischen den Kontaktarmen 87 und 85 entspricht daher dem vertikalen Abstand 80 in Fig. 4 zwischen dem Wellenzug eA und dem Wellenzug 36, der an, der Stelle 1 auf der X-Achse den Wert Nulll durchlauft. In der gleichen Weise ist der Potentialunterschied bei sämtlichen anderen Stellungen 0 bis 9 der Kontaktarme 87 und 85 so ausgelegt, dass er dem vertikalen Abstand zwischen den entsprechenden Wel lenzügen 36 in bezug auf die danebenliegenden Zahlen- werte auf der X-Achse in Fig. 4 entspricht.
Um zwischen den Positionen auf der X-Achse in Fig. 4 zu interpolieren, verbindet das GerÏt in Fig. 8 die Kontaktarme 85 und 87 mit den entgegengesetzten Enden eines Spannungsteilers 88. Der Spannungsteiler 88 weist neun in Reihe geschaltete Widerständ'e 89 sowie einen zweiten Satz von neun in Reihe geschalteten Wi derständen 91 auf. Ein EndanscMuss der m Reihe ge schalteten Widerstände 91 ist ber die Leitung 92 mit dem Kontaktarm 87 verbunden, und die Verbindungen der Widerstände 91 und der verbleibende andere Endkontakt werden nacheinander mit den feststehenden Kontakten 0 bis 9 einenes Schalters 93 verbunden, die ein Kontaktarm 94 nacheinainder berührt.
Die Widbrstands- gruppe 89 besitzt einen Endanschlu¯, der ber die Leitung 95 mit dem Drehkontakt verbunden ist, und die Verbindung der Widerstände 81 und der verbleibende Endanschluss werden nacheinander mit den feststehen- den Kontakten eines Schalters 96 verbunden, die wahlweise von einem Kontaktarm 97 berührt werden. Die Kontaktarme 94 und 97 der Schalter 93 bzw. 96 sind gleichlaufend miteinander verbunden. Zwischen den Kontaktarmen 94 und 97 liegt ein Spannungsteiler 98, der aus zehn in Reihe geschalteten gleichen Widerstän- den besteht.
Die Widerstände in den Spannungsteilergruppen 89 und 91 besitzen sämtlich die gleichen Wid'erstandswerte, beispielsweise jeweils 10 000 Ohm. Für diese Anordnung kann der Gesamtwiderstand des Spannungsteilers 98 gleich dem Wert der einzelnen Widerstände in den Gruppen 98 gleich dem Wert der einzelnen Widerstände in den Gruppen 89 und 91 gemacht werden. Durch diese Bemessung der Werte der WiderstÏnde 89, 91 und 98 wird zwi'schen Kontaktarmen 94 und 97 und damit am Spannungsteiler 98 ein Potential hergestellt, das gleich der Dezimatzuwachsspannung zwischen dem Kontakt, an dem der Kontaktarm 94 liegt, und dem Kontakt mit der nächstfolgenden höheren Nummer ist.
Die an dem Spannungsteiler 98 auftretende Spannung wird weiter in zehn Dezimalteile aufgelöst, indem die Verbindungspunkte der Widerstände 98 mit den entsprechenden feststehenden Kontakten 0-9 eines Schalters 99 verbunden werden. Die Kontakte 0-9 des Schalters 99 werden wahlweise von einem Kontaktarm 101 berührt, dessen Potential'an der Ausgangsklemme 102 erscheint. Der Kontaktarm 101 wird wahlweise mittels einer Steuerung 100 eingestellt, die in n gleicher Weise wie die Steuerungen 86 und 90 ausgeführt ist und entweder von Hand bedient werden kann oder von einem Datenabfühlgerät gesteuert wird.
Die Arbeitsweise des Systems gemäss Fig. 8 ist nun leicht ersichtlich und wird deshalb nur noch einmal kurz erläutert. Die den Primärwicklungen 51 bzw. 57 zugef hrten Spannungen eA bzw. eB liefern in den SekundÏrwicklungen der Transformatoren 52 und 56 die erforderlichen Cosinus- und Sinuskomponenten an den verschieden dargestellten und beschriebenen Anzapfun- gen. Die Transformatoren 52 und 56 erhalten dite Vek tornatur der Eingangssignale und erzeugen die geigne- ten Phasenverschiebungen der Spannungen eA und eB, dhne dass weitere Vorkehren für diese Funktion im einzelnen getroffen werden m ssen.
Die durch die Steuerung 86 betÏtigten Auswahlschalter 83 und 84 wÏhlen die entsprechenden Sinus- und Cosinuswerte f r die erste Stelle des Dezimalteils der Spannungsdifferenz zwischen et und eB, die einer der Stellungen 0-9 auf der X-Achse in Fig. 4 entspricht. Diese Spannung erscheint zwischen den Kontaktarmen 87 und 85 und wird durch eine zweite Dezimalstelle weiter aufgelöst und durch eine Steuerung 90 ausgewählt, welche die Kontaktarme 94 und 97 der Schalter 93 bzw. 96 be tätigt. Die zwischen den Kontaktarmen 94 und 97 er scheilnende Spannung wird in eine dritte Dezimalstelle aufgelöst, die durch die Steuerung 100 ausgewählt wird, welche den Dretlkontakt 101 des Schalters 99 betätigt.
Das an dem Drehkontakt 101 aufgetretene Potential ist die an der Klemme 102 in bezug auf die Klemme 82 auftretende Ausgangsspannung, welche die Abweichung einer tatsÏchlichen Stellung von einer erforderlichen Stellung darstellt und wobei die Abweichung in 1000 gleiche Teile aufgelöst werden kann.
Wenn zwischen zwei Punkten auf einer Sinuskurve mit einem linear arbeitenden GerÏt, beispielsweise mit den Spannungsteilern 89, 91 und 98, interpoliert wird, wird ein geringer Fehler eingeführt, und es erscheint wünschenswert, diesen durch die Einfügung der WiderstÏnde 103 und 105 zu kompensieren. Der Widerstand 103 liegt zwischen der Ausgangsklemme 102 und dem Kontaktarm 85 und der Widerstand 104 zwischen der Ausgangsklemme 102 und dem Kontaktarm 87. Bei den zuvor gegebenen, beispielhaften Werten f r die Widerstande 89, 91 und 98 beträgt der Wert für die WiderstÏnde 103, 104, annäherungsweise jeweils 1, 5 Megohm.
F r jede spezielle Anwendung lassen sich die Werte sÏmtlicher zur Spannungsteilung verwendeter Wider stände zur Erzielung einer optimalen Linearität in bezug auf die zweite und dritte Dezimalstelle auswählen, die durch die Einstellung der Steuerungen 90 und 100 fest- gelegt wird.
Eine andere Ausf hrungsart der Erfindung wird in Fig. 9 angegeben, in der angezapfte Transformatoren in Verbindung mit Auswahlschaltern verwendet werden, um die Fehlerspannung ep f r jede der ersten Dezimalstellen 0-9 darzustellen. In Fig. 9 liegt an der PrimÏrwicklung 109 eines Transformators 105 eine Wechselspannung eA, die in der SekundÏrwicklung 107 die Cosinuskomponente von eA entsprechend Fig. 5 bildet.
Zu diesem Zweck erzeugt ein Endanschlu¯ 108 die Spannung eA in bezug auf eine mittlere Anzapfung 109, während d'ie Anzapfung 111 eine Spannung von 0, 80902 eA abgibt. Die Anzapfung 112 liefert eine Spannung entsprechend 0, 3092 eA, und die entsprechenden Anzapfungen 113 und 114 liefern gleiche, jedoch in entgegengesetzter Phase liegende Spannungen zu denjenigen der Anzapfungen 112 bzw. 111. Die Anschlu¯klemme 115 liefert eine Spannung gleich eA, die jedoch um 180¯ au¯er Phase liegt. Die Mittelanzapfung 109 ist über die Leitung 116 mit der gemeinsamen Ausgangs- klemme 82 verbunden.
Zwei Auswahlschalter 117, 118 dienen zur Auswahl der Spannung zwischen den nebeneinanderliegenden Anzapfungen der SekundÏrwicklung 107. Zu diesem Zweck sind die feststehenden Kontakte 0-9 des Schalters 118 jeweils mit den Anzapfungen der SekundÏrwicklungen 107 verbunden, wobei mit dem oberen Endanschlu¯ 108 begonnen wird und nacheinander abwÏrts bis zum anderen Endanschlu¯ 115 die Schaltung fortlaufend vorgenommen wird. Die feststehenden Kontakte 0-9 des Schalters 118 sind ebenfalls mit den entsprechenden feststehenden Kontakten des Schalters 117 verbunden, wobei die Verbindung in jedem Fall zu dem nÏchsth¯heren feststehenden Kontakt im Schalter 117 f hrt.
Der Schalter 117 weist einen Kontaktarm 119 und der Schalter 118 einen Kontaktarm 121 auf. Die Kontaktarme 119 und 12 sind zwecks Gleichlauf miteinander gekoppelt und werden durch ein Eingangsgerät 120 gesteuert, das in Form einer handbetätigten Steuerung oder als Ausgang eines Datenabfühlgerätes vorliegen kann.
Durch die Verbindung der Schalter 117 und I18 ist das Potential auf dem Kontaktarm 121 bei einer besonderen Einstellung der feststehenden Kontakte, die Cosinuskomponente von eA, und das Potential des Kontaktarmes 119 ist f r die nächsthöhere Einstellung an den feststehenden Kontakten die Cosinuskomponente von eA.
Um die Cosinuskomponenten von eA gemäss der Erfindung zusammenzusetzen, wird der Drehkontakt 119 mit der mittleren Anzapfung 122 der Sekundär- wicklung 123 eines Transformators 124 verbunden. Der Drehkontakt 121 ist mit der mittleren Anzapfung 122' einer Sekundärwicklung 126 des Transformators 124 verbunden. Der Transformator 124 besitzt eine Primär- wicklung 127, an der eine Wechselspannung eB liegt.
Sowohl die Sekundärwicklung 123 als auch die Sekundärwicklung 126 weisen angezapfte Ausgänge und Endanschl'üsse zur Darstellung der erforderlichen Sinus komponenten von eB auf. Die AnschIüsse 128 und 128' liefern jeweils eine Spannung gleich 0, 95106 eg in bezug auf die Anzapfung 122 bzw. 122'. In ähnlicher Weise wie die Mittelanzapfung 122 und 122'besitzen die bei- den SekundÏrwicklungen 123 und 126 Anzapfungen 129 und 129', die jeweils eine Spannung gleich 0, 58779 eB liefern, während die Anzapfungen 131 und 131'jeweils eine Spannung gleich-0, 58779 eB und die End anschIüsse 132 und 132'jeweills eine ausser Phase zu eB liegende Spannung gleich-0, 95106 eB liefern.
Die in den Sekundärwicklungen 123 und 126 auftretenden Spannungen werden mittels zweier Zehns'tu- fenschalter 133 und 134 ausgewählt. Der Schalter 134 besitzt einen Drehkontakt 135, der nacheinander die feststehend'en Kontakte 0-9 ber hrt, die so mit den Anzapfungen der Wicklung 126 verbunden sind, dass die Sinuskomponenten von eE f r die in Fig. 3 einge zeichneten zehn numerischen Stellungen ausgewählt werden. Auf diese Weise wird bei der Nullstellung sin 0 von eB (= Nulle ausgewählt, indem direkt eine Verbin- dung zur Mittelanzapfung 122' hergestellt wird.
Der feststehende Kontakt 1 ist mit der Anzapfung 129' verbunden, um 0, 8779 eB auszuwählen, wÏhrend der feste Kontakt mit der Anzapfung 228'verbunden ist, wodurch 0, 95106 eB abgegriffen werden. Die restlichen Komponenten eB, die den zehn in Fig. 5 eingezeichneten nume- rischen Stellungen entsprechen, werden durch eihe nachfolgende Bewegung des Drehkontaktes 135 ber die festen Kontakte 0-9 des Drehschalters 134 ausgewählt.
In gleicher Weise wMt der Schatter 133 aus der Sekundärwicklung 123 mit Hilife eines Drehkontaktes 136 die Sinuskomponenten von Css aus, die den zehn in Fig. 5 eingezeichneten numerischen SteH'ungen entsprechen, wobei er in bezug auf den Drehkontakt 135 des Schalters 134 jeweils um eine Ziffernstelile voreilt. So- mit ist in der Nullstellung der Drehkontakt 136 mit der Anzapfung 129 verbunden, die die Sinusspannung f r die Stelle 1 in Fig. 5 f hrt, nÏmlich 0,58779 eB. Die Drehkontakte 135 und 136 sind über die Steuerungsein- richtung 120 mit den Drehkontakten 119 und 121 so verbunden, dass eine synchron verlaufende Drehung er- folgt.
Die soweit beschriebene Anordnung in Fig. 9 erzeugt einen Potentialunterschied zwischen den Kontaktarmen 135 und 136, der dem Potential'unterschied zwi- schen den nebeneinanderliegenden Kurvenzügen 36 in Fig. 4 und der digitalen Einstellung des Steuergerätes 120 entspricht.
Die zwischen den Kontaktarmen 135 und 136 liegende Spannung kann mit Hilfe der Steueriangseinrich- tungen 90 und 100 in zwei zusätzliche Dezimalstellen auf- gelöst werden. Die Steuorungseinrichtung 90 betätigt die Kontaktarme 94 und 97 der Schalter 93 und 96 über die Stellungen 0-9 der entsprechenden synchron laufenden Schalter. Die Schalter 93 und 96 sind mit den Span nungsteNorn 89'bzw. 91'verbunden.
In dieser Aus fülhrungsart fehlen die den Widerständen 103 und 104 in Fig. 8 entsprechenden Widerstände, und die einzelnen Werte der Widerständ'e der Teilerketten 98'und 91' werden iln ihrem Wert dementsprechend verändert, um genaue Dezimalteilé der Spannungen zwischen den D'rehkontakten 94 und 97 f r sämtliche Einstellungen zu erzeugen.
Zwischen den Drehkontakten 94 und 97 liegt ein Spannungsteiler 98, dessen einzelne Widerstände an die entsprechenden feststehenden Kontakte 0 bis 9 des Schalters 99 angeschlossen sind, wodurch der Schleifkontakt 101 mit Hilfe der Steuerung die erforderliche dritte Dezimalstelle der Spannung auswÏhlt, die an der Ausgangsklemme 102 verfügbar sein soll.
Die Arbeitsweise der in Fig. 9 dargestellten Aus führungsart ist im allgemeinen die gleiche wie die in Fig. 8, wobei auch die Arbeitsweise der Auswahlschalter r 93, 96 und 99 identisch ist. Die Auswahl der Cosinus- komponenten von eA und der Sinuskomponenten von eB wird in,
Fig. 9 in einer etwas unterschiedlichen Weise erreicht und verwendet zu diesem Zweck eine Trans formatoranordnung. Die erforderliche Phasenumkehr der eA-und eB-Komponenten wird durch Umkehrung der Verbindungen an den verschiedenen Anzapfungen des Transformators 105 mit Hilfe der Schalter 117 und 118 und des Transformators 124 durch die Schalter 133 und 134 besser erreicht als durch eine Verbindung von besonderen Wicklungen zu diesem Zweck wie in Fig. 8.
In Fig. 10 ist eine Ausf hrungsart der Erfindung angegeben, bei der Funktionsverstärker und Schaltkreise verwendet werden, um ein Arbeiten ohne die Benutzung von Transformatoren zu erreichen. Die Spannung e. k gel'ange über die Widerstände 141, 142 und 143 auf eine vorbestimmte Einstellung der feststehenden Kontakte 0-9 zweier Auswahllschalter 144 und 145. Die Spannung es gelangt über die Widerstände 146 und 147 und 148 zu einer anderen Einstellung der feststehenden Kontakte der Schalter 144 und 145.
Der Schalter 144 besitzt einen Kontaktarm 149, der den Eingang f r einen Funktionsvers'tärker I51 liefert, der über einen R ckkopplungswiderstand 152 arbeitet und in seiner Ausgangsleitung 153 eine Spannung erzeugt, die der Summe der an seinem Eingang von dem Kontaktarm 149 ankommeaden Spannungen entspricht. Der Schalter I45 weist einen Kontaktarm 154 auf, der die Eingangs- leitung f r einen FunktionsverstÏrker 155 bildet, welcher ebenfalls ber den Widerstand 156 eine R ckkopplung besitzt und in der Leitung 157 eine Aus gangsspanntmg erzeugt, die der Summe der Spannungen entspricht, die dem VerstÏrkereingang von dem Kontaktarm 154 zugef hrt werden.
Die normierten Werte der Widerstände 141, 142, 143 und 146, 147 und 148 erscheinen umgekehrt wie die Cosinus- und Sinuswerte der eA- und eB-Komponenten. Somit w rde f r den Widerstand 143 mit einem Einheitswert der relative Wert des Widerstand'es 142 -1/cos 72¯ und der Wert des Widerstandes 141 -1/Cos 36¯ werden; die Werte der WiderstÏnde 147 und 148 w rden 1/Sin 72¯ und der des Widerstandes 14 1/sin 36¯ werden. In dieser Weise erzeugt die Auswahl eines speziellen Stellenwertes mit Hilfe der Steuerung 86'zwischen den Ausgangsleitungen 157 und 153 einen Potential'unterschied gemäss den Wellenzügen 36 in Fig. 3, der der ausgewählten Ziffer und der nÏchsten daneben liegenden Ziffer entspricht.
Dies Ergebnis wird in einer gleichen Weise wie bei der Ausführungsart gemäss Fig. 8 und 9 dadurch erreicht, dass d'ie Cosinuskomponenten von eA und die Sinuskomponenten von es durch die Schaltung von den Widerständen 141 bis 143 und 146 bis 148 zu den feststehenden Kontakten der Schalter 144 und 145 entsprechend ausgewÏhlt werden. Der Ausgang aus dem Verstärker r 151 wird einem normalerweise geschlossenen Relaiskontakt 151 eines Spannungsteilers 158 zuge- führt, der aus etf gleich bemessenen, in Reihe geschal- teten Widerständen besteht. Der andere Endanschl'uss des Spannungsteilers 159 ist mit der Leitung 157 verbunden.
Die einzelnen Widerstände d'es Spannungsteilers 158 können einen beliebigen Wert, beispielsweise 10 000 Ohm, aufweisen.
Der Auswahlschalter 159 besitzt einen feststehenden Kontakt 0, der mit der Leitung 157 verbunden ist, und die anschliessend bezifferten Kontakte 1-9 besitzen folgende Verbindungen mit den Widerständen, die von der Leitung 157 zum anderen Ende des Spannungsteilers führen. Ein weiterer Auswahlschalter 161 ist mit seinem feststehenden Kontakt 9 an das Ende des Spannungs- teilers 158 angeschlossen, der über den Kontakt 150 mit der Leitung 153 verbunden ist, und die nachfolgen- den Kontakte 8-0 sind mit den nachfolgenden Verbin- dungspunkten der Widerstände in der Spannungsteiler- kette 158 verbunden.
Der Auswahlschalter 159 trägt einen Kontaktarm 162, der an ein Ende des Spannungs- teilers 163 angeschlossen ist. Der Schah'ter 161 weist einen Kontaktarm 164 auif, der mit dem verbleibenden Ende des Spannungsteilers 163 verbunden ist. Der Span nungsteiler 163 besteht aus gleich bemessenen, in Reihe geschalteten Widerständen, die mit den entsprechenden feststehenden Kontakten 0-9 des s Auswahlschalters 99 verbunden sind. Der Schalter 99 verbindet die Aus gangsklemme 102 über den Kontaktarm 101.
Bei Stellungen, die dem ersten Quadranten der in Fig. 4 dargestellten Wellenzüge entsprechen, in dem die Werte eA und ess ohne Phasenumkebrung zusammen- gesetzt werden, erzeugt das System gemäss Fig. 10 die genauen Teilspannungen eA - cos R plus es-sin R am Spannungsteiler 158. Diese Spannung wird mit Hilfe der Verbindungen zu den Schaltern 159 und 161 in zehn gleiche Teile aufgelöst, wobei die Kontaktarme 162 und 164 mit den Endpunkten des Spannungsteilers 158 in Verbindung stehen. Für jede beliebige EinsteSllung der Steuerung 90'ist die Spannung zwischen den Kontaktarmen 162 und 164 gleich dem Spannungsabfalil über zwei der in Reihe geschalteten angrenzenden Widerstände.
Der Spannungsteiler 163 besitzt einen Gesamtwiderstandswert gleich dem Widerstandswert von zwei Widerständen im Spannungsteiler 158. Wenn beispielsweise die einzelnen Widerstände des Spannungsteilers 158 10 000 Ohm besitzen, können die einzelnen WiderstÏnde im Spannungsteiler 163 gleich 2000 Ohm sein.
Bei diesen relativen Werten f r die Widerstande der Spannungsteiler 158 und 163 l¯st der Auswahlschalter 99 die Spannung zwischen den Kontaktarmen 162 und 164 in zehn gleiche Teile auf, die der dritten Dezimal stelle entsprechen und durch die Steuerung 100 ausgewählt werden.
Wie sich aus Betrachtung von Fig. 4 ergibt, mu¯ das Gerät gemäss Fig. 10 f r eiine Umkehrung von eA am Ende des ersten Quadranten oder m der Mitte zwischen den beiden Stellen 2 und 3 sorgen. Die Spannung eB muss in gleicher Weise am Ende des zweiten Quadranten bei der Ziffer 5 umgekehrt werden. Am Ende des dritten Quadranten wird die dort bestehende Spannung CA in ihrer Polarität umgekehrt. Diese Phasenibeziehungen, die mit Hilfe der Transformatoreigenschaften in den zuvor beschriebenen Ausführungsarten der Erfindung erreicht werden, lassen sich in Fig. 10 durch Hinzu- f gung von Schaltungen erreichen, die im folgenden be schrieben werden.
Wie zuvor festgestellt wurde, wird eine Verbindung des Ausgangs 153 des Verstärkers 151 mit dem Span nungsteiler 158 über einen normalerweise geschlossenen Relaiskontakt 150 hergestellt. Der Kontakt 150 wird von einem Relais C gesteuert, das ausserdem die nor- malerweise offenen Kontakte 165 und 166 steuert. Ein anderes Relais D betätigt einen normalerweise geschlos- senen Kontalct 160 und einen normalerweise offenen Kontakt 167. Die Leitung 153, die normalerweise ber einen Kontakt 150 mit einem Endanschluss des Span nungsteilers 156 verbunden ist, wird unterbrochen, wenn das Relais 10 erregt ist, und ist dann über den Kontakt 165 und 160 mit einer Verbindungsstelle 168 auf dem Spannungsteiler 158 verbunden.
Wenn beide Relais C und D erregt sind, besteht eine Verbindung der Leitung 153 ber den Kontakt 165 und den Kontakt 167 zu einer Verbindungsstelle 169 auf dem Spannungsteiler 158. Die Betätigung des Reliais C verbindet in jedem Fall die Endanschlüsse des Spannungsteilers 158 mit der Leitung 157 ber den Kontakt 166. Zusätzlich zu den Relais C und D ist ein Relais A vorgesehen, das die Polarität der Spannung eA umkehrt sowie ein Relais B, das die PolaritÏt der Spannung eB umkehrt, die den ent sprechenden Eibgangsklemmen der in Fig. 10 dargestell- ten Ausfuhrungsart zugeführt werden. Die Kontakte der Relais A und B f r diese Phasenumkehr sind nicht eingezeichnet.
Das Relais A wird durch einen Auswahlschalter 171 mit zehn Stellungen gesteuert, der einen Kontaktarm 172 aufweist, welch'er zusammen mit den Kontaktarmen 149 und 154 durch den Antiieb der Steuerungseinrichtung 86'eilne Drehbewegung ausführt. Ein weiterer r Auswahlschalter 173 besitzt einen Kontaktarm 174, der zusammen mit den Kontaktarmen 162 und 164 von der Steuereinrichtung 90'gedreht wird, und steuert ebenfalls die Erregung des Relais A, um eine erforderliche Polarität von eA zu erreichen.
Das Relais B wird wahlweise von einem Koantaktarm 175 eines Auswahlschalters 176 erregt, der mit den Kontaktarmen 149 und 154 und der Steuerung 86'im Glleichlauf arbeitet. Die Relais C und D werden wahlweise je nach der Einstellung eines Auswahlschalters 177 erregt, der mit der Steuerung 86'gekoppelt ist, wÏhrend ein Auswahlschalter 178 mit der Steuerung 90' gekoppelt ist. Der Arbeitsstrom f r die Relais A, B, C und D kommt von einer geeigneten Gleichstromquetle 179, die entsprechend der Einstellung der Auswalhlschalter 171, 173, 175, 177 und 178 das entsprechende Relais mit Strom versorgt, um die in Fig. 4 dargestellten Polaritäten zu erzeugen.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Ausfüh- rungsart gemäss Fig. 10 unter Bezugnahme auf d'as Polaritätsschaubild in Fig. 4 erläutert. Wie zuvor be schrieben wurde, erzeugt die Schaltung gemäss Fig. 10 Steuerspannungen an den Anschttissen 102 und 82 für die Einstellungen der Steuergeräte 86'und 90', die dem ersten Quadranten einer Periode von eA und eB in Fig. 4 entsprechen. Am End'e des ersten Quadranten ist die Einstellung der Steuergeräte 86', 90'und 100 die Dezimalzahl 0, 0250. Diese Einstellung fuhrt den Kontaktarm 172 auf den feststehenden Kontakt 2 und den Kontaktarm 174 auf den feststehenden Kontakt 5, wodurch das Relais A erregt wird.
Nach der Erregung des Relais A werden nicht dargestellte Kontakte betätigt, welche die Polarität der Spannung eA, die den Widerständen 141, 142 und 143 zugeführt wird, umkehren.
Durch die Verbindung der Schalter 173 und 171 bleibt das Relais A für sämtliche Einstellungen zwischen 0, 0250 und 0, 749 erregt. Bei Steuereinlstellungen entsprechend den Dezimalzahlen 0, 0750 und 0, 0999 bleibt d'as Relais A abgeschaltet. Dieser letztere Zustand entspricht dem vierten Quadranten in Fig. 4, indem eA ohne Phasenumkehrung verwendet wird.
Für Einstellungen der Steuerung 86' zwischen der Ziffer 5 und der Ziffer 9 entsprechend den Dezimalstellungen von 0, 0500 bis 0, 999 berührt der Kontaktarm 175 die feststehenden Kontakte 5-9 des Schalters 176 und erregt das Relais B. Das Relais B bewirkt über nicht dargestellte Kontakte eine Umkehr der Polarität der Spannung eB, die den Widerständen 146, 147 und 148 zugeführt wird und dem negativen eB-Wellenzu in Fig. 4 für den dritten und vierten Quadranten entspricht. t.
Die Funktion der Relais C und D, die die Kontakte steuern, welche die Verstärker 151 und 155 mit dem Spannungsteiler 158 verbinden, wandelt den Spannungs- teiler 158 in einen Fünfstufenspannungsteiler für das Intervall von 0, 0200-0, 249 um und in einen zweiten fünfstufigen Spannungsteiler für das IntervaN von 0, 250 bis 0, 0299. Ein gleiches Paar fümfstufigeT Spannungs- teiler ist für die Intervalle von 0, 0700 bis 0, 0749 und von 0, 0750 bis 0, 0799 vorgesehen. Diese Arbeitsweise lässt sich bei der Betrachtung der Schaltung für die Einstellungen des Auswahlschalters in diesen Intervallen erkennen.
Für eine Einstellung der Steuerung 86' auf die Ziffer 2 wird das Relais C erregt, wodurchder Spannungsteiler 158 zwischen der Ausgangsleitung 157 und dem Anschluss 168 in einen fünfstufigen Spannungs- teiler umgekehrt wird. Der Anschluss 168 f hrt das Potential der Leitung 153, das ihm über die Kontakte 165 und 160 zugefülhrt wird. Somit erhält man f r Einstellungen der Steuerungen 90'auf die Ziffern 0-4 f nf Teile der Spannung zwischen den Leitungen 157 und 153.
Dieses Intervall entspricht dem in Fig. 4 eingezeichneten Bereich 181, da das Potential auf der Leitung 157 mit dem Wellenzug 36 übereinstimmt, der durch die Ziffer 2 auf der X-Achse hindurchgeht, wäh- rend das Potential der Leitung 153 im wesentlichen mit der Spannung eB übereinstimmt, welche die X-Achse auf halbem Wege zwischen den Ziffern 2 und 3 kreuzt.
F r Einstellungen der Steuerung 90' an den Ziffern 5-9 wird der Spannungsteiler 158 f r die Spannung zwischen der Leitung 153, die dem Anschlu¯ 169 zugef hrt wird, und der Spannung auf der Leitung 157, die in ihrer PolaritÏt umgekehrt wird, infolge der Polari t tsumkehrung von eA durch den Drehkontakt 174 des Schalters 173 für die Ziffern 5-9 in einen fünfstufi'gen Spannungsteiler umgewandelt. Damit erzeugt dler konvertierte Spannungsteiler 158 in dem dem Bereich 182 entsprechenden Abschnitt fünf Stufen. Eine ähnliche Arbeitsweilse gilt für den Bereich der Steuerung 86', die auf der Ziffer 7 steht und f r die Steuerung 90', die f r die Ziffern 0-4 bzw. 5-9 eingestellt ist.
Bei diesen Einstellungen ist die Wirkungsweise des Spannungstei- lers 158 für die Spannungen eingerichtet, die von den Grössen-eB und-eA im dritten Quadranten und von der wiederhergestellten positiven Phase von e. im vierten Quadranten abgeleitet wird. In jedem Fall ist die dritte kennzeichnende Dezimalstelle eine Ziffer, die durch die Steuerung 100 ausgewählt wird, welche den Kontaktarm 101 auf die zehn Stellungen eines Span nungsteilers 163 einstellt und damit eine Auflösung der EmsteHungsspannung an den Ausgangsklemmen 102 und 82 bis zur dritten Dezimal'stelle erzeugt.
Aus der vorangehenden Beschreibung der verschie- d'enen Ausfühfungsarten der Erfindung llässt sich erkennen, dal3 d'ie vorliegende Erfindung ein sehr genau arbei- tendes Gerät und Einrichtungen angibt, die Signale ableiten, welche einen Einstellungswert mit extrem hoher Aufl'osung d'arstelZen. Die beschriebenen Schaltungen können die groben Eingangsdaten auf zusÏtzliche drei Dezimalstellen aufl¯sen und geben ein Fehlersignal bestimmter Grösse und Richtung ab, um einen Servomechanismus relativ zu einem Punkt im Arbeitsbereich zu steuern.