DE1029092B

DE1029092B - Self-balancing step compensator

Info

Publication number: DE1029092B
Application number: DEA24832A
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Kronenberger
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1956-05-04
Filing date: 1956-05-04
Publication date: 1958-04-30

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttätig abgleichenden Stufenkompensator zur Messung zeitlich veränderlicher Spannungen, bei dem die Kompensationsspannung z. B. nach dem Dezimalsystem oder nach anderen Zahlensystemen durch additive Zusammenfügung von Teilspannungen verschiedener Größe erzeugt wird und der Abgleich der Kompensationsspannungen in Stufen abnehmender Größe erfolgt.The invention relates to an automatically adjusting step compensator for measuring over time variable voltages, in which the compensation voltage z. B. according to the decimal system or according to other number systems generated by the additive assembly of partial voltages of different sizes and the compensation voltages are adjusted in steps of decreasing size.

Bei massenspektrometrischen Messungen ist es erforderlich, Ströme bzw. Spannungen von sehr verschiedener Größenordnung mit einer gleichbleibend hohen, etwa 1 °/₀₀ und weniger betragender Genauigkeit messen zu können. Diese Forderung kann am besten mit kompensierenden, insbesondere selbsttätig kompensierenden Meßgeräten erfüllt werden, doch muß ζ. Β. bei Verwendung bekannter, kontinuierlich sich selbst abgleichender schreibender Kompensatoren, die sogenannte Nullmotore verwenden, zur Messung sehr verschiedener Spannungen mit gleichbleibender relativer Genauigkeit eine häufige Umschaltung der Empfindlichkeit in Anpassung an die zu messende Spannung vorgenommen werden, damit ständig der Meßbereich des Gerätes möglichst weitgehend ausgenutzt wird und die Genauigkeit der Aufzeichnungen nicht zu stark abnimmt bzw. der Meßbereich überschritten wird. Hierdurch wie auch durch die etwa 1 Sekunde betragende Einstellzeit der genannten Kompensatoren ist die Schnelligkeit, mit der ein Massenspektrum durchlaufen werden kann, beschränkt. Auch ist häufig eine noch größere Genauigkeit der Messungen, als sie mit den genannten Kompensatoren erzielt wird, erwünscht.In the case of mass spectrometric measurements, it is necessary to be able to measure currents or voltages of very different orders of magnitude with a consistently high _{accuracy of around 1 ° / 00 and less.} This requirement can best be met with compensating, in particular automatically compensating, measuring devices, but ζ must be used. Β. When using known, continuously self-balancing write compensators, which use so-called zero motors, to measure very different voltages with constant relative accuracy, the sensitivity must be switched frequently to match the voltage to be measured, so that the measuring range of the device is used as far as possible and the accuracy of the recordings does not decrease too much or the measuring range is exceeded. As a result of this, as well as the setting time of the compensators mentioned, which is approximately 1 second, the speed with which a mass spectrum can be run through is limited. An even greater accuracy of the measurements than is achieved with the aforementioned compensators is also often desired.

Zur Steigerung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit von Massenspektren hat man eine Anzahl schreibender oszillographischer Meßsysteme mit exponentiell gestufter Empfindlichkeit kombiniert, um Spannungen wechselnder Größe mit annähernd gleichbleibender Genauigkeit aufzeichnen zu können. Diese Genauigkeit ist jedoch geringer als die bei Verwendung eines kompensierenden Meßgerätes. To increase the speed of recording mass spectra, there are a number of writing oscillographic Measuring systems with exponentially graduated sensitivity combined to change voltages To be able to record size with almost constant accuracy. However, this accuracy is lower than when using a compensating measuring device.

Es ist auch bereits vorgeschlagen, bei einem Dekadenkompensator die Einstellung der Stufenschalter selbsttätig zu bewirken. Bei einem derartigen, mit mechanischen Mitteln arbeitenden Gerät dürfte die zur Einstellung erforderliche Zeit jedoch kaum weniger als 1 Sekunde betragen.It has also already been proposed that the step switch should be set automatically in the case of a decade compensator to effect. In such a device, which works with mechanical means, the adjustment however, the required time is hardly less than 1 second.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines kompensierenden Meßgerätes für eine zeitlich veränderliche Spannung, das in der Sekunde eine große Zahl, z. B. 100, von Meßwerten zu liefern vermag, die auch bei z. B. im Verhältnis von 1 : 100 stehenden zu messenden Spannungen noch eine Genauigkeit von 1 °/₀₀ und besser aufweisen. Für die eigentliche Messung steht bei etwa 100 Messungen in der Sekunde nur eine etwa 1 Millisekunde betragende Zeitspanne zur Verfügung, wobei Selbstabgleichender StufenkompensatorThe object of the invention is to provide a compensating measuring device for a time-varying voltage that a large number, z. B. 100, capable of delivering measured values that can also be used with z. B. in the ratio of 1: 100 standing voltages to be measured still have an accuracy of 1 ° / ₀₀ and better. For the actual measurement, with around 100 measurements per second, only a period of around 1 millisecond is available, with a self-adjusting step compensator

Anmelder:Applicant:

Atlas -Werke Aktiengesellschaft,
Bremen, Stephanikirchenweide 1-19Atlas -Werke Aktiengesellschaft,
Bremen, Stephanikirchenweide 1-19

Dr. Kurt Kronenberger, Bremen,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Kurt Kronenberger, Bremen,
has been named as the inventor

die restliche Zeit für die Registrierung und gegebenenfalls auch für die Nullpunktseinstellung vorgesehen ist. Die sich daraus ergebende hohe Meßgeschwindigkeit wird ermöglicht durch Abgleich der Kompensationsspannung auf die zu messende Spannung in Sprüngen von wechselnder, im Laufe des Abgleiche abnehmender Größe, wobei es für die leichtere Ablesung des Meßergebnisses bequem ist, das dekadische System zu verwenden, ohne daß damit die Verwendung anderer Zahlensysteme, die aus anderen Gründen vorteilhaft sein kann, ausgeschlossen ist. Der angeführten Genauigkeit wird durch Vorsehen einer ausreichend feinen Unterteilung des Meßbereiches Rechnung getragen, bei der der kleinste schaltbare Spannungssprung υκτγ^γ oder weniger des meßbaren Spannungshöchstwertes beträgt und wobei außerdem jede der zur Zusammensetzung der Kompensationsspannung verwendeten Teilspannungen eine relative Genauigkeit vqfn 1 °/₀₀ oder besser hat. Bei Auslegungthe remaining time is reserved for the registration and, if necessary, also for the zero point adjustment. The resulting high measuring speed is made possible by adjusting the compensation voltage to the voltage to be measured in jumps of changing magnitudes that decrease in the course of the adjustment Use of other number systems, which may be advantageous for other reasons, is excluded. The specified accuracy is taken into account by providing a sufficiently fine subdivision of the measuring range, in which the smallest switchable voltage jump is υκτγ ^ γ or less of the measurable maximum voltage value and each of the partial voltages used to compose the compensation voltage has a relative accuracy vqfn 1 ° / ₀₀ or has better. When interpreting

z. B. eines dekadischen Kompensators in dieser Weise haben immer nur die ersten drei bis vier Ziffern des Meßergebnisses eine physikalische Bedeutung. Trotz der Verkürzung der Abgleichzeit durch Vornahme des Abgleichs in Stufen abnehmender Größe ist die dafür zur \^erfügung stehende Zeit so kurz, daß die erforderlichen Schaltungen nicht mehr mit mechanischen, sondern nur mit elektronischen Mitteln durchführbar sind. Die schnell aufeinanderfolgenden Meßergebnisse werden in geeigneter Weise registriert.z. B. a decadic compensator in this way only ever have the first three to four digits of the measurement result a physical meaning. Despite the shortening of the adjustment time by performing the adjustment in steps of decreasing size, the time available for this is so short that the necessary Circuits can no longer be carried out with mechanical, but only with electronic means. The fast successive measurement results are recorded in a suitable manner.

Dies wird bei dem eingangs genannten Stufenkompensator dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß ausschließlich elektronische Schaltmittel verwendet werden, die durch periodisch erzeugte Impulse oder durch von diesen sekundär ausgelöste Impulse in Abhängigkeit vom Abgleichzustand des Kompensationskreises betätigt werden, daß Schaltungen mit Elektronenröhren zur Stabilisierung und zum durch zugeführte Impulse ausgelösten Ein- und Ausschalten von Strömen vorgesehen sind, die in teilweise zusammenfallenden unveränderlichen WiderständenIn the case of the step compensator mentioned at the outset, this is achieved in that, according to the invention, exclusively electronic switching means are used by periodically generated pulses or by these secondary triggered pulses are activated depending on the balance status of the compensation circuit, that circuits with electron tubes for stabilization and for triggered by supplied pulses in and Switching off currents are provided in partially coincident invariable resistances

809 508/133809 508/133

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des Kompensationskreises voneinander unabhängige Teil- als Schaltröhren dienende Elektronenröhren 10 aufweist, kompensationsspannungen erzeugen, daß eine oder mehrere die durch ihrem Steuergitter zugeführte verschiedene Zählketten zur Zählung zugeführter periodischer Impulse Spannungen einzeln ein- und ausgeschaltet werden vorgesehen sind, die mit Teilspannungsschaltern zusam- können. Üher jede eingeschaltete Röhre 10 fließt ein menwirken oder aus solchen durch kettenartige An- 5 auf einen Normwert I₀ eingestellter, konstanter Strom einanderreihung gebildet sind, daß bei Verwendung über eine der Leitungen 5 zu einem bestimmten Anschlußmehrerer Zählketten durch zugeführte Impulse zu be- punkt 4 des Widerstandes 3. Die Rückleitung aller tätigende elektronische Schaltmittel vorgesehen sind, die Ströme erfolgt über die Leitung 6, die auch die gemeines ermöglichen, die periodischen Impulse irgendeiner der same Anodenspannungsquelle der Röhren enthält. Der Zählketten zuzuführen, daß ein Gleichspannungsverstär- io Gesamtwert des Widerstandes 3 beträgt 9 ■ 10* ■ A₀, woker zur vorzeichenrichtigen Verstärkung der Differenz- bei R₀ so gewählt ist, daß der genannte Widerstandswert spannung im Kompensationskreise zwischen der zu klein im Vergleich zum Widerstände einer eingeschalteten messenden und der kompensierenden Spannung vor- Schaltröhre 10 ist. Er kann bis zu 2000 Ω betragen. Durch gesehen ist und weiter von der verstärkten Differenz- die Lage der Anschlüsse 4 sind den zehn Röhren der spannung entsprechend deren Vorzeichen zu betätigende 15 ersten Röhrengruppe oder -dekade der Reihe nach die elektronische Umschalter vorgesehen sind, die je nach Widerstände 1 · 10* 7?₀ (für die ersten beiden Röhren ihrem Schaltzustande die Zuführung von periodischen übereinstimmend), 2 · 10⁴ R₀... 9 · 10* R₀ als zwischen Impulsen zu einer von mehreren Zählketten zulassen oder einem der Anschlüsse 4 und dem Anschluß der Rückunterbrechen, primäre oder sekundäre periodische Im- leitung 6 liegende Teile des Widerstandes 3 zugeordnet; pulse den Schaltmitteln für die Impulse und /oder einzeln 20 entsprechend den zehn Röhren der zweiten Röhrengruppe zu betätigenden Teilspannungsschaltern zuführen, und die Widerstände 1 · 10³ R₀ bis 9 · 10³ R₀, usf. bis zur daß die verschiedenen Schaltvorgänge im Sinne eines fünften Röhrengruppe, der die Widerstände R₀ bis 9 R₀ fortschreitenden stufenweisen Abgleichs der Kompen- zugeordnet sind. Die von von verschiedenen Schaltsationsspannung auf die zu messende Spannung erfolgen. röhren 10 kommenden Ströme I₀ im Widerstände 3 er-Es ist bekannt, bei einem Gleichstromkompensator 25 zeugten Teilkompensationsspannungen sind entsprechend mit einem von einem Hilfstrom durchflossenen Mehr- den angegebenen Widerstandswerten gestuft und gedekadenwiderstand, der entsprechend der Abgleich- statten die Einstellung jeder Spannung zwischen 0 bis einstellung seinen Widerstand ändert, den Hilfstrom 99999 R₀ · J₀ durch Einschalten der entsprechenden ZaM durch eine als Stromregler wirkende gittergesteuerte von Röhren mit einer durch die kleinste Spannungs-Elektronenröhre konstant gehalten. 30 stufe R₀ · Z₀ gegebenen Genauigkeit. Dabei ist die erste Für eine mit elektronischen Mitteln arbeitende, schnell Schaltröhre jeder Dekade, der eine Teilkompensationseinstellende Kompensationseinrichtung ist es bekannt, spannung von der Größe der Spannungsstufe beim den stetig erfolgenden Abgleich einer kompensierenden Weiterschalten in der Dekade zugeordnet ist, unberück-Spannung auf eine vorgegebene Spannung mit einem sichtigt geblieben, da diese nur während des Abgleich-Gleichspannungsverstärker zur vorzeichenrichtigen Ver- 35 Vorganges, jedoch nicht zur Darstellung des endgültigen Stärkung der Differenzspannung in Kompensationskreise Meßwertes verwendet wird. Diese Schaltröhre bzw. die zu steuern. ihr zugeordnete Teilkompensationsspannung wird deshalb Die Erfindung werde erläutert an dem Beispiel eines als »überzählig» bezeichnet. Der Höchstwert der meßelektronischen Dekadenkompensators, der Spannungs- baren Spannung kann beispielsweise 10 V betragen und meßwerte in Form fünfstelliger Zahlen selbsttätig er- 40 die kleinste Spannungsstufe 0,1 mV. Die aufeinandermittelt und durch Markierungen in den Feldern eines folgenden, jeweils um eine Einheit zunehmenden Komdekadischen Zahlenschemas festhält. Andere Ausfüh- pensationsspannungen einer Dekade werden mittels der rungsbeispiele betreffen die Verwendung des binären zugehörigen Schaltröhren eingeschaltet, wobei beim EinZahlensystems. Es zeigt schalten einer der zwei bis neun Einheiten betragenden Abb. 1 ein Übersichtsbild der Gesamtschaltung eines 45 Teilspannungen einer Dekade jeweils die vorher eingesich selbsttätig einstellenden elektronischen Kompen- schaltete Teilspannung abgeschaltet wird, so daß, absators mit Aufzeichnung der Meßwerte, gesehen von der ersten «überzähligen» Schaltröhre, Abb. 2 ein Blockschaltbild des eigentlichen elektroni- niemals mehr als eine Schaltröhre in einer Dekade eingesehen Kompensators zur Erläuterung der selbsttätigen schaltet ist. Die Einschaltung der Schaltröhren einer Einstellung dekadisch gestufter Kompensationsspannun- 50 Dekade während des Abgleichvorganges entsprechend gen unter Benutzung von Zählketten, ihrer Aufeinanderfolge wird durch Zählketten bewirkt, Abb. 3 ein Schaltbild eines Gliedes einer Zählkette, denen von einem Impulsgenerator 11 periodisch Impulse Abb. 4 eine andere Ausführung eines elektronischen De- zugeführt werden. Diese Impulse werden mit einer kadenkompensators ähnlich dem nach Abb. 3, aber mit Frequenz von 50 kHz erzeugt, haben die Form scharfer anderer Reihenfolge des stufenweisen Abgleichs, 55 positiv gerichteter Zacken und werden im folgenden Abb. 5 ein Blockschaltbild einer binären Zählkette abgekürzt als P-Impulse bezeichnet. Der Abgleich Vorgang für die Einschaltung stufenweise zunehmender Teil- hat die Einstellung einer der zu messenden Spannung U_x spannungen in einer Dekade, angeglichenen Kompensationsspannung U^ zum. Ziele. Zu Abb. 6 ein Schaltbild eines Gliedes der Zählkette nach seiner Lenkung wird die Differenzspannung Ua= U_x —Ut Abb. 5, 60 verwendet, die durch einen im Kompensationskreise 1 Abb. 7 einen selbstabgleichenden elektronischen Korn- hegenden Verstärker 7 vorzeichenrichtig verstärkt und pensator mit diadisch gestuften Teilspannungen. über eine Leitung 8 dem Kompensator 9 zugeführt wird. In dem Kompensationskreise 1 ist einer zu messenden, Jedesmal, wenn beim Abgleich einer Dekade die Koman den Klemmen 2 liegenden Spannung U_x eine kompen- pensationsspannung die zu messende Spannung übersierende Spannung U^ entgegengeschaltet, die in dem 65 schreitet, wird durch das Negativwerden von Ua= U_x — U^ Widerstände 3 bzw. Teilen desselben durch über Lei- ein entsprechender Schaltvorgang ausgelöst, tungen 5 zugeführte Ströme erzeugt wird. Diese Ströme Im einzelnen geht der selbsttätige Abgleich des Komwerden in geeigneter Auswahl von dem eigentlichen pensators in folgender Weise vor sich. Die Einstellung elektronischen Kompensator 9 geliefert, der zu diesem der Kompensationsspannungen beginnt in der höchsten Zweck fünfzig in fünf Gruppen zu je zehn angeordnete, 70 Dekade, und zwar mit Einschaltung der ersten über-of the compensation circuit has independent partial electron tubes 10 serving as switching tubes, generate compensation voltages that one or more of the different counting chains supplied through their control grid for counting supplied periodic pulses voltages are individually switched on and off, which can be combined with partial voltage switches. Every switched-on tube 10 has a flow or a series of constant currents set by chain-like connections to a standard value I ₀ are formed, so that when used over one of the lines 5 to a specific connection of several counting chains to point 4 by supplied pulses of the resistor 3. The return of all active electronic switching means are provided, the currents are carried out via the line 6, which also allow the common, which contains periodic pulses of any of the same anode voltage source of the tubes. To supply the counting chains that a DC voltage amplification io total value of the resistor 3 is 9 ■ 10 * ■ A ₀ , woker for the correct sign amplification of the difference at R ₀ is chosen so that the mentioned resistance value voltage in the compensation circuit between the too small compared to the Resistances of a switched-on measuring and the compensating voltage upstream interrupter 10 is. It can be up to 2000 Ω . Seen through and further from the amplified difference, the position of the connections 4 are the ten tubes of the voltage according to their signs to be operated 15 first tube group or decade in sequence the electronic switches are provided, which depending on the resistors 1 · 10 * 7 ? ₀ (for the first two tubes the supply of periodic ones corresponding to their switching status), 2 · 10 ⁴ R ₀ ... 9 · 10 * R ₀ as allow between pulses to one of several counting chains or one of the connections 4 and the connection of the back interrupt , primary or secondary periodic in-line 6 associated parts of the resistor 3; pulse to the switching means for the pulses and / or individually 20 corresponding to the ten tubes of the second tube group to be operated partial voltage switches, and the resistors 1 · 10 ³ R ₀ to 9 · 10 ³ R ₀ , etc. up to that the various switching operations in the sense a fifth group of tubes to which the resistors R ₀ to 9 R _{0 are assigned to} progressive, step-by-step adjustment of the compensation. Which are carried out by different switching station voltages on the voltage to be measured. Tubes 10 incoming currents I ₀ in the resistors 3 er-It is known that partial compensation voltages generated in a direct current compensator 25 are graded accordingly with a multiple of the specified resistance values through which an auxiliary current flows, and decade resistance, which according to the adjustment equip the setting of each voltage between 0 Until the setting changes its resistance, the auxiliary current 99999 R ₀ · J ₀ is kept constant by switching on the corresponding ZaM through a grid-controlled tube that acts as a current regulator and which is kept constant by the smallest voltage electron tube. 30 level R ₀ · Z ₀ given accuracy. For a fast interrupter working with electronic means of every decade, the compensation device which adjusts a partial compensation is known, the voltage of the size of the voltage step is assigned to a predetermined voltage during the continuous adjustment of a compensating further switching in the decade Voltage remained visible, since this is only used during the equalization DC voltage amplifier for the correct sign of the measured value, but not for the representation of the final amplification of the differential voltage in compensation circuits. This interrupter or to control. The partial compensation voltage assigned to it is therefore The invention will be explained using the example of one referred to as “redundant”. The maximum value of the electronic decade compensator, the voltage that can be tensioned, can be 10 V, for example, and measured values in the form of five-digit numbers automatically generate the lowest voltage level 0.1 mV. Which is determined one on top of the other and holds by markings in the fields of a subsequent Komdekadischen number scheme, each increasing by one unit. Other implementation voltages of a decade are switched on by means of the examples relate to the use of the associated binary switching tubes, with the single-number system. It shows switching one of the two to nine units, Fig. 1, an overview of the overall circuit of a 45 partial voltages of a decade, each of the automatically adjusted electronic compensated partial voltage is switched off so that, absators with recording of the measured values, seen from the first « redundant »interrupter, Fig. 2 is a block diagram of the actual electronic compensator never seen more than one interrupter in a decade to explain the automatic switching. The switching on of the switching tubes of a setting of decadic compensation voltages 50 decade during the adjustment process according to the use of counting chains, their sequence is effected by counting chains, other execution of an electronic De- can be supplied. These pulses are generated with a cadence compensator similar to that of Fig. 3, but with a frequency of 50 kHz, have the shape of a sharp different sequence of gradual adjustment, 55 positively directed spikes and are abbreviated as P in Fig. 5, a block diagram of a binary counting chain -Impulses. The adjustment process for switching on gradually increasing part has the setting of one of the voltage to be measured U _x voltages in a decade, adjusted compensation voltage U ^ to. Goals. For Fig. 6 a circuit diagram of a link in the counting chain after its control, the differential voltage Ua = U _x - Ut Fig. 5, 60 is used, which is amplified with the correct sign by a self-balancing electronic Kornhegender amplifier 7 in the compensation circuit 1 Fig. 7 and compensator with diadic partial tensions. is fed to the compensator 9 via a line 8. In the compensation circuits 1 is to be measured one, every time when matching a decade Koman terminals 2 voltage lying U _x a compensated pensationsspannung the übersierende voltage to be measured voltage U ^ contrary switched, the advances in the 65, is through the negative are of Ua = U _x - U ^ resistors 3 or parts thereof triggered by a corresponding switching process via line, lines 5 supplied currents is generated. These currents In detail, the automatic balancing of the flow rate takes place in a suitable selection from the actual pensator in the following way. The setting electronic compensator 9 is supplied, the compensation voltages to this start in the highest purpose fifty arranged in five groups of ten each, 70 decade, with the activation of the first over-

zähligen Schaltröhre, wodurch eine Kompensationsspannung von 10000 R₀ · I₀ erzeugt wird. Während nacheinander die folgenden Schaltröhren einzeln eingeschaltet und dadurch die Kompensationsspannung Uk schrittweise auf 20000 R₀ ■ I₀, 30000 R₀ · I₀ usf. bis höchstens 100000 R₀ · I₀ erhöht wird, bleibt die erste Schaltröhre eingeschaltet. Sobald die Kompensationsspannung größer als die zu messende Spannung geworden ist, wird durch das Negativwerden der über die Leitung 8 zugeführten Differenzspannung der Übergang zur nächstniedrigeren Dekade ausgelöst.Dabei bleibt die zuletzt eingeschalteteSchaltröhre der ersten Dekade eingeschaltet, jedoch wird die zuerst eingeschaltete, »überzählige- Schaltröhre dieser Dekade wieder ausgeschaltet, wodurch die Kompensationsspannung um eine Einheit der ersten Dekade abnimmt und derart wieder kleiner als die zu messende Spannung wird. Zu Beginn des Abgleiche der zweiten Dekade wird die erste Schaltröhre dieser Dekade ein- und nach Beendigung des Abgleiche wieder ausgeschaltet. Die nacheinander eingeschalteten Teilspannungen betragen 1000 R₀ ■ I₀, 2000 R₀ · I₀ usf. bis maximal 10000 R₀ ■ I₀, bei welchem Wert spätestens der Übergang zur dritten Dekade erfolgt. Die Einstellung der Kompensationsspannung ist beendet mit Überschreitung der zu messenden Spannung beim stufenweisen Schalten in der letzten Dekade. Da jeder Schaltvorgang in den Dekaden von einem P-Impuls ausgelöst wird, sind im Höchstfall fünfzig P-Impulse für den vollständigen Abgleich erforderlich, was einer Zeit von nicht mehr als 1 Millisekunde entspricht.numerous interrupter, whereby a compensation voltage of 10000 R ₀ · I _{0 is} generated. While the following interrupters are switched on one after the other and the compensation voltage Uk is thereby gradually increased to 20,000 R ₀ · I ₀ , 30000 R ₀ · I _0, etc. up to a maximum of 100,000 R ₀ · I ₀ , the first switch remains switched on. As soon as the compensation voltage has become greater than the voltage to be measured, the transition to the next lower decade is triggered by the differential voltage supplied via line 8 becoming negative This decade is switched off again, as a result of which the compensation voltage decreases by one unit of the first decade and thus again becomes smaller than the voltage to be measured. At the beginning of the adjustment of the second decade, the first switching tube of this decade is switched on and off again when the adjustment is completed. The partial voltages switched on one after the other amount to 1000 R ₀ ■ I ₀ , 2000 R ₀ · I ₀ etc. up to a maximum of 10000 R ₀ ■ I ₀ , at which value the transition to the third decade takes place at the latest. The setting of the compensation voltage is finished when the voltage to be measured is exceeded during step-by-step switching in the last decade. Since every switching process in the decades is triggered by a P-pulse, a maximum of fifty P-pulses are required for complete adjustment, which corresponds to a time of no more than 1 millisecond.

Nach vollzogenem Abgleich bleibt die Einstellung des Kompensators für einige Zeit bestehen, während welcher die Aufzeichnung des Meßwertes erfolgt. Die Dauer der Meßpause ist dadurch bestimmt, daß jeder Abgleichvorgang nach Löschen des früheren Meßwertes durch Rückführung des Kompensators in den dem Meßwert ■ Null entsprechenden Ausgangszustand durch einen Impuls eines Impulsgenerators 12 eingeleitet wird. Die von diesem gelieferten Impulse weisen eine Frequenz von 100 Hz auf, sind negativ gerichtet und haben Rechtecksform und werden im folgenden abgekürzt als Q-Impulse bezeichnet.After the adjustment has been completed, the setting of the compensator remains for some time, during which the measured value is recorded. The duration of the measurement pause is determined by the fact that each adjustment process after deleting the previous measured value by returning the compensator to the measured value ■ An initial state corresponding to zero is initiated by a pulse from a pulse generator 12. The from The pulses supplied to this have a frequency of 100 Hz, are directed negatively and have a rectangular shape and are abbreviated as Q pulses in the following designated.

Die Aufzeichnung der auf diese Weise in Abständen von 10 Millisekunden eingestellten Meßwerte erfolgt auf einem gleichmäßig bewegten Streifen 17 aus sich bei Stromdurchgang sichtbar veränderndem Papier durch Schreibstifte 14, die auf einer Linie quer zur Fortbewegungsrichtung des Aufzeichnungsstreifens in fünf Gruppen zu je neun nebeneinander angeordnet sind.The measurement values set in this way at intervals of 10 milliseconds are recorded on a uniformly moving strip 17 made of paper which changes visibly when the current passes through Writing pens 14, which are on a line transverse to the direction of travel of the recording strip in five Groups of nine are arranged side by side.

Die Schreibstifte sind der Reihe nach den in den verschiedenen Dekaden einschaltbaren, nach ihrer Größe geordneten Teilspannungen zugeordnet, so daß jeder Schreibstift einer der Ziffern 1 bis 9 mit einem Stellenwert von 1 bis 10000 Einheiten entspricht. Über Leitungen 13 wird für die Dauer der Einschaltung einer der letzten neun Schaltröhren jeder Dekade dem entsprechenden Schreibstift ein Schreibstrom zugeführt, der auf dem dekadenweise in bezifferte Felder unterteilten Schreibstreifen an bestimmter Stelle eine Schreibspur erzeugt. Die Rückleitung der Schreibströme erfolgt über die leitende Walze 15 und die Leitung 16. Die Gesamtheit der während einer Meßpause geschriebenen Spuren ergibt den leicht abzulesenden, augenblicklich geltenden Meßwert. Die beim Durchlauf der Dekadenstufen während des Abgleichvorganges geschriebenen Spuren sind wegen ihrer Kürze unbeacbtlich.The pens are those that can be switched on in the various decades, according to their size assigned partial voltages, so that each pen has one of the digits 1 to 9 with a place value corresponds to from 1 to 10000 units. Via lines 13 for the duration of the activation one of the last nine interrupters of each decade the corresponding one Pen fed a writing current, which is on the decade-by-decade in numbered fields subdivided writing strip a trace is created at a certain point. The write currents are returned via the conductive roller 15 and the line 16. The totality of the traces written during a measurement pause results the easily readable, currently applicable measured value. When running through the decade levels during The traces written during the comparison process are irrelevant because of their brevity.

Ein Schaltschema des elektronischen Kompensators 9, dessen Wirkungsweise im vorstehenden kurz umrissen wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. Entsprechend den fünf Schaltdekaden sind fünf im wesentlichen gleichartig aufgebaute Schaltungsgruppen vorgesehen, deren wiederkehrende Komponenten nach der Schaltröhrendekade, mit der sie zusammenarbeiten, unterschieden werden. Zur Kennzeichnung der Dekadenzugehörigkeit werden hochgestellte römische Zahlen I bis V als Indizes verwendet, während die neun Schaltstufen jeder Dekade durch die als tiefstehende Indize? verwendeten Zahlen 1 bis 9 unterschieden werden. Für die »überzählige« Schaltstufe C ist jeweils die Indexbezeichnung 00 und für ein Kettenanfangsglied D der Index 0 verwendet. Für mehrfach wiederkehrende Schaltungsbestandteile mit gleichartiger Wirkungsweise sind die gleichen, nur durch Indizes unterschiedenen Bezeichnungen verwendet. Bei fortgelassenen Indizes sind die Bezeichnungen auf die betreffenden Schaltungsbestaiidteile in ihrer Gesamtheit zu beziehen.A circuit diagram of the electronic compensator 9, the mode of operation of which has been briefly outlined above, is shown in FIG. Corresponding to the five switching decades, five essentially similarly structured circuit groups are provided, the recurring components of which are differentiated according to the switching tube decade with which they work together. To mark the affiliation to a decade, superscript Roman numerals I to V are used as indices, while the nine switching steps of each decade are indicated by the? Numbers 1 to 9 used can be distinguished. The index 00 is used for the "surplus" switching stage C and the index 0 is used for a chain start link D. The same designations, only distinguished by indices, are used for repeatedly recurring circuit components with the same mode of operation. If indices are omitted, the designations refer to the relevant circuit components in their entirety.

Mit Rücksicht auf die erforderliche Schnelligkeit des Arbeitens sind nur elektronische Schaltelemente vorgesehen. Die Grundlagen der Impulsschalttechnik, wie die Verwendung von Elektronenröhren in Verbindung mit bistabilen Kippschaltungen als Ein- und Aus- oder Umschalter, werden als bekannt vorausgesetzt. Derartige Schaltungen sind in der Abbildung nur als Blockbilder dargestellt, wobei zur Kennzeichnung der Funktion das entsprechende mechanische Schaltsymbol eingezeichnet ist.With regard to the required speed of work, only electronic switching elements are provided. The basics of pulse switching technology, such as the use of electron tubes in conjunction with bistable multivibrators as on and off or changeover switches are assumed to be known. Such In the figure, circuits are only shown as block diagrams, whereby the function is indicated by the corresponding mechanical circuit symbol is shown.

11 und 12 sind die schon erwähnten Impulsgeneratoren für die Erzeugung der den Ablauf des stufenweisen Abgleichs steuernden P-Impulse und der periodisch den Neuabgleich auslösenden Q-Impulse. Die A bezeichnen elektronische Schalter, bestehend aus einer bistabilen Kippschaltung und einer damit gekoppelten, mittels eines zusätzlichen Gitters ein- und austastbaren Verstärkerröhre, die durch über Leitungen 25 zugeführte Impulse geschlossen (Stellung »Ein«) und durch über Leitungen 26 zugeführte Impulse geöffnet (Stellung »Aus«) werden. In der »Ein«-Stellung der elektronischen Schalter werden die über die Leitung 24 ankommenden P-Impulse über Leitungen 27 den elektronischen Umschaltern B zugeführt, die eine Kippschaltung nach Schmidt enthalten, die je nach dem Vorzeichen einer über Leitungen 28 zugeführten Spannung den einen oder den anderen von zwei Zuständen annimmt und dabei zwei angekoppelte, mittels eines zusätzlichen Gitters ein- und austastbare Verstärkerröhren abwechselnd und gegensinnig öffnet und schließt. Im Schaltzustande a, der bei positivem Vorzeichen der über 28 zugeführten Spannung vorliegt, werden die über Leitungen 27 ankommenden P-Impulse den Leitungen 29 zugeführt, beim Schaltzustande b, bei Zuführung einer negativen Spannung über die Leitungen 28, den Leitungen 30.11 and 12 are the already mentioned pulse generators for generating the P-pulses that control the progression of the gradual adjustment and the Q-pulses that periodically trigger the re-adjustment. The A denotes electronic switches, consisting of a bistable multivibrator and an amplifier tube coupled to it, which can be switched on and off by means of an additional grid, which is closed by pulses supplied via lines 25 ("On" position) and opened by pulses supplied via lines 26 (position "Off"). In the "on" position of the electronic switches, the P pulses arriving via line 24 are fed via lines 27 to the electronic changeover switches B , which contain a toggle switch according to Schmidt, which, depending on the sign of a voltage fed via lines 28, switches one or the other assumes the other of two states and thereby opens and closes two coupled amplifier tubes, which can be switched in and out by means of an additional grid, alternately and in opposite directions. In switching state a, which is present with a positive sign of the voltage supplied via 28, the P pulses arriving via lines 27 are supplied to lines 29, in switching state b, when a negative voltage is supplied via lines 28, to lines 30.

Die gleichartig aufgebauten Schaltungen C, D, E, F bestehen je aus einer bistabilen Kippschaltung, die je mit einer Schaltröhre gekoppelt ist, die je nach dem Zustande der Kippschaltung »ein«- oder »aus-r-geschaltet ist. Die gleiche Bezeichnung wird im folgenden für die Kennzeichnung der zugehörigen Zustände der Kippschaltung verwendet. In den Schaltungen C und E entspricht die Schaltröhre den in Abb. 1 dargestellten Schaltröhren 10, insbesondere in der Schaltung C der »überzähligen.- Schaltröhre. Die von den einzelnen Schaltröhren geschalteten, auf den Wert I₀ normierten Ströme werden, wie für die Abb. 1 beschrieben, über Leitungen 5 verschiedenen Punkten 4 des Widerstandes 3 zugeführt. In eingeschaltetem Zustande liefert außerdem jede E-Schaltung über eine Leitung 13 einen Schreibstrom an einen der Schreibstifte 14. Falls erwünscht, können die D-Schaltungen zum Schreiben von die Ziffer 0 darstellenden Spuren herangezogen werden. Die Schaltungen D und F schalten keinen für den Abgleichvorgang benötigtenThe similarly structured circuits C, D, E, F each consist of a bistable multivibrator, which is each coupled to a switching tube that is switched "on" or "off-r" depending on the state of the multivibrator. The same designation is used below to identify the associated states of the flip-flop circuit. In circuits C and E , the interrupter corresponds to the interrupter 10 shown in Fig. 1, in particular in circuit C the »redundant interrupter. The currents which are switched by the individual interrupters and normalized to the value I ₀ are, as described for FIG. 1, fed to different points 4 of the resistor 3 via lines 5. When switched on, each E circuit also supplies a write current to one of the writing pens 14 via a line 13. If desired, the D circuits can be used to write tracks representing the number 0. The circuits D and F do not switch anything required for the adjustment process

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Strom, sind aber einheitlichkeitshalber in gleicher Weise über die Leitung 5} durch den Widerstand 3 fließt. Im wie die Schaltungen C und E aufgebaut. In jeder Dekade Anschluß daran bewirkt der über H kommende Q-Impuls sind, mit Ausnahme der ersten Dekade, eine Z)-Schaltung, die Einschaltung von Ä¹, so daß der nächste P-Impuls neun ^-Schaltungen und eine .F-Schaltung zu einer Zähl- über die Leitungen 24¹, 27¹, 29¹ den Anschlüssen 32¹ der kette zusammengeschaltet. 5 ersten Zählkette zugeführt wird. Dort löscht er das ein-Current, but for the sake of uniformity, flows in the same way via the line 5} through the resistor 3. I 'm set up like circuits C and E. In every decade following this, the Q-pulse coming via H causes, with the exception of the first decade, a Z) circuit, the switching on of ¹ , so that the next P pulse nine ^ -circuits and one .F circuit interconnected to a count via the lines 24 ¹ , 27 ¹ , 29 ¹ the connections 32 ^{1 of} the chain. 5 is fed to the first counting chain. There he deletes the

Durch den Eingängen 31 zugeführte negative Impulse geschaltete erste Glied der Zählkette D¹, was die Zündung können die Schaltungen C, D, E, F »gezündet«, d. h. aus des nächstfolgenden Gliedes E] zur Folge hat, wodurch dem "Aus«- in den »Ein*-Zustand übergeführt werden. ein weiterer Strom J₀ über die Leitung 5{ zum Wider-Durch über die Eingänge 32 zugeführte schwächere stände 3 fließt und die Kompensationsspannung auf positive Impulse werden sie "gelöscht», d.h. aus dem io 20000 R₀-I₀ erhöht. The first link of the counting chain D ¹ switched by the inputs 31 supplied negative pulses , which causes the ignition to "ignite" the circuits C, D, E, F , ie from the next link E] , whereby the "off" - in The »on * state is transferred. Another current J _{0 flows} over the line 5 {to the cons-By weaker states 3 supplied via the inputs 32 and the compensation voltage for positive impulses they are" deleted ", ie from the io 20000 R ₀ -I ₀ increased.

»Ein«-in den »Aus«,-Zustand übergeführt. Beim Löschen Nachfolgende P-Impulse bewirken ein längs der Zähleiner »ein*-geschalteten Schaltung D oder E entsteht am kette der ersten Dekade fortschreitendes Löschen und Ausgange 33 ein negativer Impuls, der das nachfolgende, Zünden von Gliedern mit stufenweiser Erhöhung der »aus«-geschaltete Glied der Zählkette zu zünden vermag. Kompensationsspannung. Sobald diese die zu messende Durch die der Abbildung zu entnehmende Verbindung 15 Spannung überschreitet, kehrt sich das Vorzeichen der des Ausganges 33 jedes Gliedes mit dem Eingang 31 des über die Leitung 8, die Schaltung K und die Leitung 28 nachfolgenden kommt die Zählkettenwirkung zustande, den .^-Schaltungen zugeführten Steuerspannung um, und wenn mit zunächst »ein«-geschaltetem Anfangsglied D diese nehmen den Schaltzustand b an. Der nächste und »aus« -geschalteten Gliedern E₁, E₂ ... E₉ sämtlichen P-Impuls löscht C¹, wodurch am Ausgange 33 j, ein Gliedern einer Kette periodische Löschimpulse über die 20 negativer Impuls erzeugt wird, der C¹¹ und D¹¹ zündet, Leitung 29 zugeführt werden. Um vor Beginn eines Neu- und weiter über G¹,26¹ und 25ⁿ A¹ öffnet und A^u schließt, abgleiche der Kompensationsspannung sämtliche E- Obwohl mit dem Löschen von C¹ die Spannungsdiffe-"On" - transferred to the " Off" state. When deleting Subsequent P-pulses cause a circuit D or E that is switched "on *" along the counter, resulting in progressive deletion in the chain of the first decade and outputs 33 a negative pulse, which results in the subsequent ignition of elements with a gradual increase in the "off" - switched link of the counting chain is able to ignite. Compensation voltage. As soon as this exceeds the voltage to be measured by the connection 15 shown in the figure, the sign of the output 33 of each element is reversed with the input 31 of the following via the line 8, the circuit K and the line 28, the counting chain effect comes about . ^ - control voltage supplied to circuits, and if with initially "on" -switched initial element D these assume the switching state b . The next and "off" links E ₁ , E ₂ ... E ₉ cancel all P-impulses C ¹ , whereby at the output 33 j, a link in a chain, periodic cancellation impulses are generated over the 20 negative impulse, the C ¹¹ and D ¹¹ ignites, line 29 is fed. In order to open A ¹ and A ^u closes before the start of a new and further over G ¹ , 26 ¹ and 25 ⁿ , adjust the compensation voltage all E- Although with the deletion of C ¹ the voltage differences

Schaltungen in allen Dekaden geichzeitig in die »Aus*- renz Ua = U_x — L⁷J; und entsprechend die über 8 und 28 Stellung bringen zu können, ist für diese Schaltungen den Umschaltern B zugeführte Spannung wieder positiv eine weitere Löschmöglichkeit durch einen über Eingänge 25 wird (es sei denn, daß U_x — Ό\ kleiner als eine Einheit 34 zuzuführenden negativen Nullstellungsimpuls, der eine der zweiten Dekade ist), erfolgt die Rückkehr der Umgewisse Länge haben muß, vorgesehen. Solche Impulse schalter B in den Schaltzustand α wegen der durch K besind die schon erwähnten Q-Impulse. Dadurch, daß sie wirkten Verzögerung erst nach vollzogener Löschung allen J?-Schaltungen gleichzeitig und an bestimmter Stelle von C¹. Das gleiche gilt für das Öffnen von A¹ wegen der der Schaltung zugeführt werden, wird der beim Aus- 30 durch G¹ bewirkten Verzögerung. Die nun folgenden schalten einer eingeschalteten ^-Schaltung entstehende P-Impulse werden über A¹¹ und Bⁿ der zweiten Zählkette Zündimpuls, der normalerweise die nachfolgende zugeführt und schalten der Reihe nach die Glieder E¹I, ^-Schaltung zünden würde, unwirksam gemacht. Die über E¹} usf. ein, bis das Negativwerden von U_x — C/* die die Anschlüsse 32 allen Gliedern einer Zählkette gleich- Umleitung der P-Impulse zur dritten Zählkette auslöst, zeitig zugeführten Löschimpulse (P-Impulse) verhindern 35 Nachdem die dritte, vierte und fünfte Dekade eingestellt im Gegensatz zu den Nullstellungsimpulsen nicht das ist, wird zuletzt mit Negativwerden von Ud= U_x- U^ C^v Einschalten eines Gliedes durch die Ausschaltung des gelöscht und .4^V ausgeschaltet. Die danach vorliegende vorhergehenden. Einstellung der Dekade bleibt, unabhängig von Änderun-Switching into the »Aus * - renz Ua = U _x - L ⁷ J; and to be able to bring the positions via 8 and 28 accordingly, the voltage supplied to the changeover switches B is positive again for these circuits.Another possibility of erasure by a negative via inputs 25 (unless U _x - Ό \ is less than a unit 34 to be supplied) Zeroing pulse, which is one of the second decade), the return of the certain length must be provided. Such pulses switch B to the switching state α because of K be the already mentioned Q pulses. Because they only acted delay after all J? -Switches had been deleted at the same time and at a certain point of C ¹ . The same applies to the opening of A ¹ because the circuit is supplied with the delay caused ^{by G 1 when it is switched off.} The P-pulses that now follow a switched-on ^ -circuit are made ineffective via A ¹¹ and B ^{n of} the second counting chain ignition pulse, which would normally be supplied to the following and switch in sequence the elements E ¹ I, ^ -circuit, made ineffective. The via E ¹ } etc., Until the negative becoming of U _x - C / * which triggers the connections 32 to all members of a counting chain redirection of the P-pulses to the third counting chain, prevent timely supplied erase pulses (P-pulses) 35 After the third, fourth and fifth decade is set, in contrast to the zero position pulses, is not set, when Ud = U _x - U ^ C ^v becomes negative, switching on a member is deleted by switching off the and .4 ^{V is} switched off. The following one, the previous one. The setting of the decade remains, regardless of changes

Den .F-Gliedern am Ende der zweiten bis fünften Zähl- gen von U_x, bis zum nächsten Q-Impuls bestehen, kette werden ständig P-Impulse über die Leitung 36 zu- 40 Wird z. B. in der zweiten Dekade schon beim Einschalgeführt, so daß sie nach etwaiger Zündung durch den ten von C¹¹ die Meßspannung überschritten, so bleiben nächsten P-Impuls wieder gelöscht werden. Die Polung die 5-Schaltungen im Zustande b, und der nächste des dabei in der Leitung 37 erzeugbaren Ausgangsim- P-Impuls bewirkt unter Löschung von C¹¹ und Zünden pulses wird durch einen Impulstransformator T umge- von Cⁱⁿ und D¹¹¹ die Umleitung der P-Impulse auf die kehrt. 45 nächste Dekade.The .F elements at the end of the second to fifth counts of U _x , until the next Q pulse exist. B. in the second decade when switching on, so that they ^{exceeded the measuring voltage after any ignition by the th of C 11,} the next P-pulse will be deleted again. The polarity of the 5-circuits in state b, and the next of the output impulse that can be generated in line 37, causes C ¹¹ and ignition pulses to be rerouted by a pulse transformer T by means of C ⁱⁿ and D ¹¹¹ P-pulses on the turns. 45 next decade.

Die Schaltungen G, H und K bewirken eine Verzögerung Ist beim Zünden eines Gliedes einer Zählkette und derThe circuits G, H and K cause a delay in the ignition of a link in a counting chain and the

der von ihnen übertragenen Impulse bzw. Spannungs- dadurch bewirkten Einschaltung eines Stromes I₀ der von änderungen um einige Mikrosekunden, wodurch die ord- dem vorhergehenden Gliede geschaltete Strom J₀ noch nungsgemäße zeitliche Aufeinanderfolge gegenseitig ab- nicht zu Null geworden, so können dadurch die Schaltunhängiger Schaltvorgänge gesichert und Schwingungser- 50 gen B kurzzeitig in den Schaltzustand b übergeführt werscheinungen verhindert werden. Die Schaltungen G und H den, befinden sich aber beim Eintreffen des nächsten können monostabile Kippschaltungen sein, die durch die P-Impulses wieder im Schaltzustande a. Wenn erwünscht, ankommenden Impulse in den labilen Zustand überge- kann die unnötige Betätigung der Umschalter B jedoch führt werden und nach einer Zeit, die etwas größer als durch eine geringe Verzögerung der an den Ausgängen 33 die Länge der von ihnen zu übertragenden Impulse ist, 55 der Glieder der Zählketten auftretenden Impulse verunter Erzeugung eines neuen Impulses zurückkippen. hindert werden. Eine gewisse Verzögerung kommt auch Die als Laufzeitkette auszuführende Verzögerungs- schon durch das Zusammentreffen von Zündimpuls und schaltung K ist nur erforderlich, wenn die Einschwingzeit Löschimpuls zustande.the impulses or voltage transmitted by them switching on a current I ₀ caused by changes by a few microseconds, whereby the current J ₀ connected to the preceding element still proper time sequence does not mutually become zero, so the be prevented backed Schaltunhängiger shifting and Schwingungser- 50 gen B werscheinungen temporarily transferred b in the switching state. The circuits G and H den, but when the next one arrives, they can be monostable multivibrators, which are in the switching state a again due to the P-pulse. If desired, incoming pulses can be transferred to the unstable state, however, the unnecessary actuation of the changeover switch B and after a time which is slightly longer than the length of the pulses to be transmitted by them at the outputs 33, 55 of the links of the counting chains occurring pulses tilt back while generating a new pulse. be prevented. There is also a certain delay. The delay to be implemented as a delay chain due to the coincidence of ignition pulse and circuit K is only required if the settling time of the extinguishing pulse occurs.

des Verstärkers 7 (Abb. 1) bei Änderung der an seinem Bei einer schnellen Zunahme der zu messenden Span-of the amplifier 7 (Fig. 1) with a change in the

Eingang liegenden Spannung kleiner als die Länge der 60 nung während des selbsttätigen Abgleiche der Kompen-P-Impulse ist. sationsspannung könnte es vorkommen, daß der Abgleich-The voltage at the input is less than the length of the voltage during the automatic adjustment of the Compen-P pulses is. voltage, it could happen that the adjustment

Der selbständige Abgleich der Kompensationsspannung Vorgang nach Einschaltung des Gliedes E₉ einer Zählgeht in folgender Weise vor sich. Zu Beginn sind sämtliche kette nicht weiterläuft, weil Ua=U_x- Ujc positiv bleibt. Schaltungen A, C und F »aus«-geschaltet, die Schaltun- Dasselbe könnte auch infolge der unvermeidlichen Abgen B im Schaltzustande α und die Schaltungen D und E 65 gleichfehler der Teilkompensationsspannungen eintreten, teilweise »ein«·-, teilweise »aus«-geschaltet. Ein Q-Impuls wenn die zu messende Spannung zufällig mit einem der bewirkt über die Leitung 35 die Ausschaltung der in ver- mit den ersten vier Dekaden einstellbaren Spannungsschiedenen Dekaden »ein«-geschalteten ^-Schaltungen werte fast genau übereinstimmt. Für diesen Fall sind und schaltet außerdem C¹ und D¹ »ein«, wodurch ein die die F-Glieder am Ende der zweiten bis fünften Zählkette Kompensationsspannung 10 000 A₀ · J₀ erzeugender Strom 70 vorgesehen, um einen gewissermaßen »formalen« AbgleichThe automatic adjustment of the compensation voltage process after switching on the element E _{9 of} a counting takes place in the following way. At the beginning none of the chain continues because Ua = U _x - Ujc remains positive. Circuits A, C and F "off" -switched, the circuit- The same could also occur due to the unavoidable deviations B in the switching state α and the circuits D and E 65 equal errors of the partial compensation voltages, partly "on" · -, partly "off" - switched. A Q-pulse if the voltage to be measured happens to coincide with one of the ^ -circuits that are switched on via the line 35 to switch off the voltage different decades that can be set in relation to the first four decades. For this case, C ¹ and D ^{1 are also} "switched on", whereby a current 70 generating the _{compensation voltage 10,000 A 0} · J _{0 for} the F elements at the end of the second to fifth counting chain is provided for a more or less "formal" adjustment

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in sämtlichen Dekaden zu ermöglichen, so daß zu Beginn des neuen Abgleichs die A- und D-Schaltungen der zweiten bis fünften Dekade sich in -Aus«-Stellung befinden. Bleibt nach dem Einschalten eines Gliedes E₉ die Umschaltung der elektronischen Schalter B aus, so wird, wie hier vorgesehen, dieses Glied durch den nachfolgenden P-Impuls gelöscht und damit das folgende -F-Glied gezündet. Bei dessen Löschung, die unabhängig von der Stellung der Schalter B durch den nächsten P-Impuls wird. Als Folge davon erniedrigt sich das Potential der Kathode der Diode 40, die hiernach auch weiterhin leitend bleibt und die Sperrung der Schaltröhre 10 aufrechterhält. Beim »Aus<< -Schalten von 32 aus wird an 33 ein starker negativer Impuls erhalten, der in den Zählketten zum »Ein..-Schalten des nachfolgenden Gliedes verwendet wird. Um die Zählketten der Abb. 2 in Nullstellung bringen zu können, ist weiter eine Änderung des Schaltzustandes »Ein., in "Aus« durch einen über 34 zuin all decades so that at the beginning of the new adjustment the A and D circuits of the second to fifth decades are in the -Off "position. If, after switching on a member E _9, the switching of the electronic switch B does not take place, then, as provided here, this member is deleted by the subsequent P-pulse and thus the following -F-member is ignited. When it is deleted, which becomes independent of the position of switch B by the next P pulse. As a consequence of this, the potential of the cathode of the diode 40 decreases, which afterwards also remains conductive and maintains the blocking of the interrupter 10. When switching 32 off, a strong negative pulse is received at 33, which is used in the counting chains to switch the following link on. In order to be able to bring the counting chains in Fig. 2 to zero, the switching status »On., To« Off «must be changed by pressing 34

erfolgt, wird ein Ausgangsimpuls erzeugt, der über den io geführten negativen Impuls von Rechteckform vorge-occurs, an output pulse is generated, which is generated via the negative square-wave pulse carried out.

Impulstransformator T und die Leitung 37 das C-Glied der gleichen Dekade ersatzweise löscht und damit die Betätigung des Schalters A für den Übergang zur nächsten Dekade bewirkt. Dieser Übergang kann auch indirekt erzwungen werden, indem man die F-Glieder eine Teilkompensationsspannung von solcher Größe einschalten läßt, daß die Spannung Ud = U_x — U_k mit sehen. Dieser Impuls sperrt die Röhre 10, wodurch der Spannungsabfall an 43 abnimmt und die Röhre 38 leitend wird. Der weitere Vorgang ist dann der gleiche wie beim Löschen von 32 aus. Wird der negative Rechteckimpuls einer Schaltung, die sich im Zustande »Aus., befindet, zugeführt, so bleibt die Schaltung in diesem Zustande, auch wenn während der Dauer des Rechteckimpulses ein kurzer negativer Impuls an 31 zugeführt wird, und gibt, auch keinen negativen Ausgangsimpuls ab. Dies wirdPulse transformer T and line 37 erase the C-element of the same decade as an alternative and thus actuate switch A for the transition to the next decade. This transition can also be forced indirectly by letting the F elements switch on a partial compensation voltage of such a size that the voltage Ud = U _x - U _k can be seen. This pulse blocks the tube 10, as a result of which the voltage drop across 43 decreases and the tube 38 becomes conductive. The rest of the process is then the same as when deleting 32 from. If the negative square pulse is fed to a circuit that is in the »Off. State, the circuit remains in this state, even if a short negative pulse is fed to 31 for the duration of the square pulse, and does not give a negative output pulse either away. this will

Sicherheit negativ wird und dadurch die /^-Umschalter betätigt werden. Daß in beiden Fällen nicht der genaueSecurity becomes negative and thereby the / ^ switch be operated. That in both cases not the exact one

Augenblickswert der zu messenden Spannung festgestellt 20 verwendet, um, wie schon beschrieben, die Glieder E Instantaneous value of the voltage to be measured determined 20 used to, as already described, the elements E

wird, ist ohne Bedeutung, da sehr schnelle Änderungen einer Zählkette durch einen allen gemeinsam zugeführtenis of no importance, since very rapid changes in a counting chain are made by one that is sent to all of them

der Meßgröße nur ausnahmsweise auftreten werden und es keinen Sinn hätte, Änderungen der Meßgröße innerhalb der für den Abgleichvorgang benötigten Zeitspanne ermitteln zu wollen.of the measurand will only occur in exceptional cases and there would be no point in changing the measurand within want to determine the time required for the adjustment process.

Die Ausfühi ung einer Schaltung, die für die Teile C, D, E und F des elektronischen Kompensators verwendet werden kann, zeigt Abb. 3. Durch die Schaltröhre 10 wird je nach dem an ihrem Gitter liegenden Potential der Strom I₀, der, über 5 den Widerstand 3 durchfließend, in '3° diesem eine Teilkompensationsspannung erzeugt, ein- oder ausgeschaltet. Hiernach wird auch der Schaltzustand der dargestellten Schaltung im ganzen als »ein..- oder »aus.-geschaltet bzw. als gezündet und gelöscht bezeichnet. Im Schaltzustande »Ein., ist die Diode 40 nichtleitend, so daß eine bei 42 zugeführte stabilisierte Spannung auch am Gitter der Röhre 10 liegt. Der Anodenstrom der Röhre 10 hängt dann fast nur von der Größe des Kathoden Widerstandes 43 ab und behält den einmal eingestellten Wert mit einer Genauigkeit von 1 °/_no. Die Röhre 41 liefert beim Schaltzustande »Ein., einen Schreibstrom über die Leitung 13.The execution of a circuit that can be used for parts C, D, E and F of the electronic compensator is shown in Fig. 3. Through the switching tube 10, the current I ₀ , der, is over, depending on the potential at its grid 5 flowing through the resistor 3, in '3 ° this generates a partial compensation voltage, switched on or off. According to this, the switching status of the circuit shown is generally referred to as "switched on" or "switched off" or as ignited and extinguished. In the switching state »On., The diode 40 is non-conductive, so that a stabilized voltage supplied at 42 is also applied to the grid of the tube 10. The anode current of the tube 10 then depends almost only on the size of the cathode resistor 43 and maintains the value set once with an accuracy of 1 ° / _no . In the switching state »On., The tube 41 supplies a write current via the line 13.

Die bei verschiedenen Schaltzuständen in den Röhren 38, 39, 40,10 und 41 fließenden Ströme, und die dabei an den Punkten 45 bis 48 der Schaltung herrschenden Potentiale sind der zu der Abb. 3 gehörigen Tabelle zu entnehmen. Der Übergang von einem Schaltzustand zum anderen wird durch an den Punkten 31, 32, 34 zugeführte Impulse bestimmten Vorzeichens ausgelöst. Befindet sich die Schaltung im Zustande »Aus«, so sind die Röhren 38 und 40 leitend, die Röhren 39 und 10 nichtleitend. Ein an 31 zugeführter negativer Impuls sperrt die Röhre 38, wodurch die Spannung am Gitter der Röhre 39 steigt, so daß ein Anodenstrom durch den Kathoden-Impuls in den Zustand »Aus«, zu überführen.The currents flowing in the tubes 38, 39, 40, 10 and 41 in the various switching states, and the currents thereby The potentials prevailing at points 45 to 48 of the circuit belong to the table belonging to FIG. 3 remove. The transition from one switching state to the other is carried out at points 31, 32, 34 Impulse triggered by a certain sign. If the circuit is in the "Off" state, they are Tubes 38 and 40 conductive, tubes 39 and 10 non-conductive. A negative pulse applied to 31 blocks the tube 38, whereby the voltage on the grid of the tube 39 increases, so that an anode current through the cathode pulse to the "Off" state.

Der an 31 zugeführte negative Zündimpuls ist größer als der an 32 zugeführte positive Löschimpuls, so daß bei einem Zusammentreffen beider der Zündimpuls überwiegt. The negative ignition pulse supplied to 31 is greater than the positive extinguishing pulse supplied to 32, so that if the two meet, the ignition pulse predominates.

Eine Ausführung eines elektronischen Dekadenkompensators, bei dem in jeder Dekade zuerst die größte Teilspannung eingeschaltet und dann stufenweise verringert wird, ist in Abb. 4 dargestellt. Es werden die gleichen Schaltungsbestandteile wie bei der Ausführung nach Abb. 2 und 3 in nur wenig veränderter Anordnung verwendet. Die wichtigsten Unterschiede sind folgende. Bei den £-Schaltungen ist die Lage der Anschlüsse 31 und 33 vertauscht, so daß die über die Leitung 32 zugeführten P-Impulse wieder die aufeinanderfolgende Einschaltung der Zählkettenglieder von rechts nach links fortschreitend bewirken. Entsprechend sind die f-Glieder am linken Ende der Zählketten angeordnet. Während des Abgleichs einer Dekade ist Ua negativ, und die S-Schalter befinden sich in Stellung δ, wobei die P-Impulse über die Leitung 29 den Gliedern der betreffenden Zählkette zugeführt werden. S ist ein Impulsumformer, z. B. eine monostabile Kippschaltung, der den zur Einschaltung des Gliedes E₉ der zweiten bis fünften Dekade über die Leitung 49 bestimmten P-Impuls in einen negativen Impuls mit ausreichender Amplitude umwandelt.An embodiment of an electronic decade compensator, in which the largest partial voltage is switched on first and then gradually reduced in each decade, is shown in Fig. 4. The same circuit components are used as in the embodiment according to Figs. 2 and 3, with only a slightly different arrangement. The main differences are as follows. In the £ -circuits the position of the connections 31 and 33 is interchanged, so that the P-pulses supplied via the line 32 again cause the successive switching on of the counting chain links from right to left. Correspondingly, the f-members are arranged at the left end of the counting chains. During the adjustment of a decade, Ua is negative and the S switches are in position δ, the P pulses being fed via line 29 to the members of the relevant counting chain. S is a pulse converter, e.g. B. a monostable multivibrator which converts the P-pulse determined for switching on the element E _{9 of} the second to fifth decade via the line 49 into a negative pulse with sufficient amplitude.

Die stufenweise Einstellung der Kompensationsspannung auf den Meßwert geht in folgender Weise vor sich.The step-by-step adjustment of the compensation voltage to the measured value is carried out in the following way.

Vor Beginn des Neuabgleichs sind die Schaltungen A und F in -Aus..-Stellung, die Ε-Schaltungen teils »ein«-, teils -aus..-geschaltet. Durch einen Q-Impuls werden sämtliche .Ε-Schaltungen mit Ausnahme des Gliedes El, das ein..-geschaltet wird, »aus..-geschaltet. Da der Q-ImpulsBefore starting the new adjustment, the circuits A and F are switched to -Off ..- position, the Ε-circuits partly »on« -, partly -off ..-. With a Q-impulse all .Ε-circuits with the exception of the element El, which is switched on ..-, are switched »off ..-. Since the Q pulse

widerstand 44 fließt. Dadurch erhöht sich das Potential 55 auch den .F-Schaltungen zugeführt wird, vermögen diese des Punktes 47, die Diode 40 wird nichtleitend, und die auch bei Löschung des vorangehenden £_rGliedes keinenresistance 44 flows. This increases the potential 55 also .F circuits is supplied, fortune this the point 47, the diode 40 is non-conductive, and not the _r even with deletion of the preceding £ member

Spannung am Gitter der Röhre 10 steigt an. Der nunmehr über Widerstand 43 fließende Anodenstrom der Röhre 10 bewirkt eine Zunahme des Käthedenpotentials der Röhre 38, wodurch diese auch nach Aufhören des Impulses nichtleitend bleibt, ebenso wie die Diode 40, während die Röhren 39 und 10 leitend bleiben.Voltage on the grid of the tube 10 increases. The anode current now flowing through resistor 43 is the Tube 10 causes the Käthedenpotentials to increase the tube 38, whereby it remains non-conductive even after the impulse has ceased, as does the diode 40, while tubes 39 and 10 remain conductive.

Um die Schaltung wieder in den Zustand »Aus., zu überführen, wird an 32 ein kurzer positiver Impuls zugeführt, der die Röhre 38 leitend macht, wodurch die Röhre 39 durch die Abnahme der am Gitter liegenden Spannung gesperrt wird. Dadurch verringert sich der Spannungsabfall am Kathodenwiderstand 44, so daß die Diode 40 leitend wird, womit die Gitterspannung der Schaltnegativen Ausgangsimpuls abzugeben. A¹ wird mit einer geringen Verzögerung eingeschaltet, und wenn, wie für die Erläuterung angenommen wird, die zu messende Spannung kleiner als 90000 R₀ · I₀ ist, befinden sich die B-Schalter in Stellung b, da Ug, negativ ist. Die weiterhin der Zählkette der ersten Dekade zugeführten P-Impulse bewirken fortschreitend die Einschaltung von jeweils um eine Einheit (10000 R₀ ■ I₀) kleineren Kompensations-Spannungen, bis Ua positiv wird. Danach nehmen die ß-Schalter die Stellung α an, und der nächste P-Impuls schaltet A¹ aus und A¹¹ ein. Außerdem schaltet er vor dem Wirksamwerden dieser Umschaltung über die Leitung 49¹¹ das Glied E¹J ein. Bleibt Ua positiv, so bewirktIn order to switch the circuit back to the "Off" state, a short positive pulse is applied to 32, which makes the tube 38 conductive, whereby the tube 39 is blocked by the decrease in the voltage applied to the grid. This reduces the voltage drop across the cathode resistor 44, so that the diode 40 becomes conductive, with the result that the grid voltage emits the switching negative output pulse. A ¹ is switched on with a slight delay, and if, as is assumed for the explanation, the voltage to be measured is less than 90,000 R ₀ · I ₀ , the B switches are in position b, since Ug, is negative. The P pulses that continue to be fed to the counting chain of the first decade gradually switch on compensation voltages that are one unit (10000 R ₀ ■ I ₀ ) lower until Ua becomes positive. Then the ß-switches take the position α , and the next P-pulse switches A ¹ off and A ^{11 on} . In addition, before this switchover takes effect, it switches on the element E ¹ J ^{via line 49 11} . If Ua remains positive, then it has an effect

röhre 10 so weit abnimmt, daß diese Röhre nichtleitend 70 der nächste P-Impuls den Übergang zur nächsten Dekade,tube 10 decreases so far that this tube is non-conductive 70 the next P-pulse marks the transition to the next decade,

8« 5Ο5/13Ξ8 «5Ο5 / 13Ξ

andernfalls wird die in der zweiten Dekade eingeschaltete Teilspannung stufenweise so wait verringert, bis Ua wieder positiv wird und danach erst der Übergang zur nächsten Dekade erfolgt. Der Abgleich ist beendet mit Ausschaltung des Schalters A^v. otherwise the partial voltage switched on in the second decade is gradually reduced so wait until Ua becomes positive again and only then does the transition to the next decade take place. The adjustment is finished when switch A ^{v is switched off} .

Nimmt die zu messende Spannung während des Abgleichs schnell ab, so könnte nach Löschung eines Gliedes E₁ die Umschaltung der B-Schalter ausbleiben. Für diesen Fall ist durch das F-Glied am Ende der zweiten bis fünftenIf the voltage to be measured decreases rapidly during the adjustment, the switching of the B-switches could not occur after deletion of a member E _1. In this case, the F-link at the end of the second through fifth

zustande "Ein.. Ein über den Anschluß 50 zugeführter negativer Impuls bewirkt die Sperrung der im Augenblick leitenden Röhre des Multivibrators, wodurch gleichzeitig die bisher gesperrte Röhre leitend wird. Wird beim Zustandswechsel die Röhre 52 leitend, so wird am Anschluß 51 ein negativer Impuls erzeugt. Ein übsr die Leitung 35 allen Gliedern gleichzeitig zugeführter negativer Q-Impuls sperrt die im Augenblick eingeschalteten Röhren 53, so daß alle Glieder den Schaltzustand >>Äus»^-,"On .. A negative pulse supplied via terminal 50 blocks the currently conductive tube of the multivibrator, which simultaneously makes the previously blocked tube conductive. If tube 52 becomes conductive when the state changes, a negative pulse is generated at terminal 51 A negative Q-impulse simultaneously supplied to all members via line 35 blocks the tubes 53 which are currently switched on, so that all members have the switching state >> Äus » ^- ,

Abgleichs alle ^4-Schalter sich inAdjust all ^ 4 switches in

'Aus.v-Stellung befinden.'Off.v position.

Zählkette dafür gesorgt, daß auf jeden Fall ein Übergang io annehmen. Im "ein .>-geschalteten Zustande liefert der zur nächsten Dekade erfolgt, damit nach Beendigung des Multivibrator einen Schreibstrom über die Leitung 13,Counting chain made sure that a transition is accepted in any case. In the "on.>" State, the to the next decade, so that after the end of the multivibrator, a write current via line 13,

Die Glimmlampe 55 dient der Sichtanzeige des Meßergebnisses. The glow lamp 55 is used to visually display the measurement result.

Wird die Kompsnsationsspannung durchgehend aus »Aus.- 15 Teilspannungen zusammengesetzt, die nach dem diadischen System gestuft sind, so ermöglicht dies die Messung von unter einem gegebenen Höchstwert bleibenden Spannungen mit einer vorgeschriebenen Genauigkeit unter Verwendung der klsinstmöglichen Anzahl von schaltbaren der betreffenden Dekade kann die Schaltung nach Abb. 1 20 Teilspannungen. Dadurch wird der apparative Aufwand vereinfacht werden. Statt neun Anschlüssen 4 am Wider- verringert, und der Abglsichvorgang geht wesentlich stände 3 und neun Schreibstiften sind nur noch je vier schneller vor sich als bsi einem Dekadenkompsnsator.The compensation voltage is continuously off “Made up of 15 partial voltages, which are graded according to the diadic system, this enables the measurement of voltages remaining below a given maximum value with a prescribed accuracy The circuit according to Fig. 1 can use the smallest possible number of switchable voltages of the relevant decade. This reduces the outlay on equipment be simplified. Instead of nine connections 4 on the counter reduced, and the calibration process is essential If there are 3 and nine pens, each is only four faster than a decade compensator.

Dafür muß allerdings der Nachteil in Kauf genommen werden, daß die Meßergebnisse vor ihrer Weiterverwen-Schaltröhren jetzt nicht mehr integrierender Bestandteil 25 dung erst in Dezimalzahlen übersetzt werden müssen,
der Glieder sind, sondern vier von den Gliedern der Ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Kom-For this, however, the disadvantage must be taken into account that the measurement results must first be translated into decimal numbers before they can be reused.
of the links are, but four of the links of the An embodiment of an electronic com-

pensators nach diadischem System werde an Hand der Abb. 7 erläutert. Der Höchstwert der zu messenden Spannung und die Meßgenauigkeit sind für dieses 30 Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit den Ausführungsbsispialen nach Abb. 3 und 5 gewählt. Bei Ersatz des in Abb. 1 dargestellten dekadischen !Compensators durch einen diadischsn muß natürlich die Anzahl und Anordnung der Anschlußpunkte 4 am Widerstands 3 und Kette, die an die Stelle einer dekadischen Zählkstte E₁, 35 der Schreibstift? 14 dem diadischen System angepaßt E₂ ... E₉ nach Abb. 2 tritt, aus nur vier Gliedern Z₁, Z₂, werden. Wie bei den schon beschriebenen Ausführungs-Z₄, Z₈. Jedes Glied enthält eine bistabile Kippschaltung, beispielen wird auch hier der Abgleichvorgang von mit der eine Schaltröhre für einen normierten und stabili- P-Impulsen gesteuert, die mit einer Frequenz von 50 kHz sierten Strom I₀ gekoppelt ist. Je nachdem, ob ein Strom von einem Impulsgenerator 56 erzeugt werden, während I₀ fließt oder nicht, wird im folgenden der Schaltzustand 40 ein Impulsgenerator 57 dis den periodischen Neuabgleich eines Gliedes als "Ein. oder "Aus > bezeichnet. Durch unter Löschung des früh srsn Meßergebnisses bswirkenden Zuführung eines Impulses zu einem Anschluß 50 kann O-Impulss mit einsr Frequenz von 100 Hz erzeugt. Die der Schaltzustand eines Gliedes umgekehrt werdsn. Wenn Glieds- einer Zählkette sind mit M₀, M₁, M₂ ... M₁₁ ein »ein»-geschaltetes Glied »aus.-geschaltet wird, er- bezeichnet. Durch einei über einsn bestimmten Anschluß zeugt es dabei an einem Anschluß 51 einen Impuls, der 45 zu geführten Impuls kann jedes Glied der Zählkette über eine Verbindungsleitung dem Anschluß 50 des "ein,-geschaltet und durch einen übsr einsn anderen nächsten Gliedes zugeführt wird und dessen Schaltzu- Anschluß zugsführten Impuls wieder -> aus ..-geschaltet stand umkehrt. Die von aufeinanderfolgenden Gliedern werden. Im letzten FaIh gibt es übsr eine Verbindungseiner Kette geschalteten Stroms I₀ sind so zu Abgriffen leitung zum nächstfolgenden Glieds einen Impuls an des Widerstandes 3 geführt, daß die entsprechenden 50 dieses ab, der diesss Glied "ein -schaltet. N₁, N₂ ... N₁₁ pensators according to the diadic system will be explained with reference to Fig. 7. The maximum value of the voltage to be measured and the measurement accuracy are selected for this embodiment in accordance with the embodiment according to FIGS. 3 and 5. When replacing the decadic compensator shown in Fig. 1 by a diadic one, the number and arrangement of the connection points 4 on the resistor 3 and chain, which take the place of a decadic counter E ₁ , 35 of the pen? 14 adapted to the diadic system E ₂ ... E _{9 occurs} according to Fig. 2, from only four members Z ₁ , Z ₂ , become. As with the already described execution Z ₄ , Z ₈ . Each element contains a bistable multivibrator, for example the balancing process is controlled by the one switching tube for a normalized and stabilized P-pulses, which is coupled with a frequency of 50 kHz-based current I _0. Depending on whether a current is generated by a pulse generator 56 while I _{0 is} flowing or not, the switching state 40 of a pulse generator 57 is referred to below as the periodic readjustment of a member as "on." Or "off". By supplying a pulse to a connection 50, which causes the early measurement result to be erased, O-pulses with a frequency of 100 Hz can be generated. The switching state of a link is reversed. If links in a counting chain are M ₀ , M ₁ , M ₂ ... M _11, an »on» - switched link »is switched off. Through a specific connection via one connection, it generates a pulse at a connection 51, the pulse to be fed to 45 can be connected to each link of the counting chain via a connecting line to the connection 50 of the "on" and fed through another next link and its In the last case there is a connection of a chain connected current I ₀ , a pulse is sent to the resistor 3 to tap lines to the next element that the corresponding 50 switches off this link "on". N ₁ , N ₂ ... N ₁₁

Das gleiche läßt sich auch ohne Verwendung der F-Glieder erreichen, wenn die Schalter .4ⁿ bis A^Y so ausgeführt sind, daß sie durch einen O-Impuls in Stellung gebracht werden können.The same can be achieved without using the F- elements if the switches .4 ⁿ to A ^Y are designed so that they can be brought into position by an O-pulse.

Durch Zusammenstellung der Teilspannungswerte einer Dekade aus vier Grundspannungen nach dem diadischen System oder mit Werten gleich 1, 2, 3 und 4 EinheitenBy compiling the partial voltage values of a decade from four basic voltages according to the diadic System or with values equal to 1, 2, 3 and 4 units

davon erforderlich. Die Ausführung dsr Zählketten ist etwas zu ändern, indem die die Stroms I₀ schaltendenof which required. The execution of the counting chains can be changed somewhat by switching the current I ₀

Zählkette getrennte Schaltröhren für die erwähnten vier Grundspannungen vorgesehen sind, die in verschiedenen Kombinationen von den einzelnen Gliedern bsi deren Zündung eingeschaltet werden.Counting chain separate interrupters for the four mentioned basic voltages are provided, which are in different Combinations of the individual links to their ignition are switched on.

Eine noch einfachere Ausführung ergibt sich bsi Verwendung binärer Zählketten in den Dekaden, bsi denen der Zählvorgang unter jedesmaligem Zustandswechsel des ersten Gliedes abläuft. Nach Abb. 5 besteht eins solch sAn even simpler implementation results from the use of binary counting chains in the decades, to those the counting process takes place with each change of state of the first element. According to Fig. 5 there is one such s

Teilspannungen sich wie 1:2:4:8 verhalten. Vor jedem Neuabgleich werden sämtliche Glieder der Kette durch einen über die Leitung 35 zugeführten Nullstellungsimpuls (Q-Impuls) »aus.-geschaltet. Bsi Zuführung von P-Partial voltages behave like 1: 2: 4: 8. Before each new adjustment, all links in the chain are through a zeroing pulse (Q pulse) supplied via line 35 »switched off. Bsi supply of P-

bszsichnen Schaltungen ähnlich der der Abb. 3, die durch an verschiedene Anschlüsse (60,61,62) zugeführte Impulse in den einen oder andsren von zwei stabilen Zuständen, die als "Ein. und -Aus. bezeichnet werden, übergeführtbszsichnen circuits similar to that of Fig. 3, which by Pulses fed to various connections (60,61,62) into one or the other of two stable states, which are referred to as "on and off."

Impulsen über die Leitung 29 zum Anschluß 5O₁ des 55 werden können und im "Ein,.-Zustande über einePulses over the line 29 to the connection 5O _{1 of} the 55 can be and in the "on, .- state via a

ersten Gliedes wird dieses zunächst »ein.- und dann abwechselnd -aus..- und -ein .-geschaltet. Bei jeder »Aus.-Schaltung eines Gliedes wechselt der Schaltzustand des in der Kette darauffolgenden Gliedes, mit dem Ergebnis, daß die Summe der eingeschalteten Teilspannungen nacheinander die Werte 1, 2, 3 ... 9 annimmt.In the first element, this is first switched on and then alternately switched off and on. With every »off of one link changes the switching state of the following link in the chain, with the result that the sum of the switched-on partial voltages takes on the values 1, 2, 3 ... 9 one after the other.

Ein Ausführungsbsispiel für die Schaltung eines Gliedes Z (Abb. 5) ist in Abb. 6 dargestellt. Zwei kreuzweise gekoppelte Elektronenröhren 52, 53 bilden einen bistabilen Multivibrator, der beim Übergang von einem Schaltzustand in den anderen über eine Hilfsschaltröhre 54 das Ein- und Ausschalten des normierten Kompensationsstromes I₀ durch die Schaltröhre 10 bewirkt. Im Schaltzustands "Aus. sind die Röhren 52 und 54 leitend, dieAn exemplary embodiment for the circuit of a link Z (Fig. 5) is shown in Fig. 6. Two cross-coupled electron tubes 52, 53 form a bistable multivibrator which, when changing from one switching state to the other, causes the normalized compensation current I ₀ through the switching tube 10 to be switched on and off via an auxiliary switching tube 54. In the switching state "Off." The tubes 52 and 54 are conductive, the

Leitung 63 einen Kompsnsationsstrom /₀ an einen Anschluß 4 des Widerstandes 3 und über eine Leitung 64 einen Schreibstrom liefern. Die Anschlüsse 4 sind so verteilt, daß der Strom I₀ der Schaltung .V_n eine Teil-Line 63 supply a Kompsnsationsstrom / ₀ to a terminal 4 of the resistor 3 and via a line 64 a write current. The connections 4 are distributed so that the current I _{0 of} the circuit .V _{n is} a partial

100000 _ . _t τ— j· c 1. υ.100000 _. _t τ— j · c 1. υ.

spannung von -—-—K_n · I₀ erzeugt. Imr die Schaltungvoltage of -—- —K _n · I ₀ generated. Imr the circuit

Λ^Γ ₁₇ ergibt diesΛ ^Γ ₁₇ gives this

100000
-———100,000
-———

Y₀ =Y ₀ =

Die Blockbilder L₁, L₂ ... L₁₇ bezeichnen elektronische Schalter, die eine bistabile Kippschaltung enthalten, deren Zustand vom Vorzeichen einer zugeführten Steuerspannung abhängt und die mit einer mittels eines zuThe block diagrams L ₁ , L ₂ ... L ₁₇ denote electronic switches which contain a bistable multivibrator, the state of which depends on the sign of a control voltage supplied and which is connected to a by means of a

Röhren 53 und 10 gesperrt, und umgekehrt im Schalt- 70 sätzlichen Gitters ein- und austastbaren VerstärkerröhreTubes 53 and 10 locked, and vice versa in the switching 70 additional grid on and off amplifier tubes

gekoppelt sind, die, je nachdem, ob das Vorzeichen der Steusrspannung positiv oder negativ ist, den Durchgang von Impulsen verhindert oder zuläßt. Als Steuerspannung wird die von dem Verstärker? (Abb. 1) verstärkte Differenzspannung Ua = U_x- L\ verwendet, die über eine Leitung 65 zugeführt wird.are coupled, which, depending on whether the sign of the control voltage is positive or negative, prevents or allows the passage of pulses. The control voltage used by the amplifier? (Fig. 1) amplified differential voltage Ua = U _x - L \ is used, which is fed via a line 65.

Zu Beginn eines Abgleichvorganges werden sämtliche Schaltungen N durch einen über die Leitung 66 an die Anschlüsse 62 zugeführten Q-Impuls »aus- -geschaltet, wodurch Ua positiv wird und die Schalter L geöffnet werden. Derselbe Impuls schaltet, gegebenenfalls mit einer geringen Verzögerung, das erste Glied der Zählkette M₀ über die Leitung 67 ein. Der nächste über die Leitung 58 kommende P-Impuls schaltet dieses Glied wieder aus, das dabei einen Impuls auf die Leitung 59 abgibt, der das nächste Glied der Zählkette M₁ und gleichzeitig über Anschluß 60 die Schaltung 2V₁ einschaltet. Ist danach die Differenzspannung Ua noch positiv, so bleibt N₁ bis zum nächsten Q-Impuls eingeschaltet, andernfalls wird der elektronische Schalter L₁ geschlossen, und der beim Ausschalten von M₁ durch den nächsten P-Impuls in der Ausgangsleitung 59 erzeugte Impuls bewirkt außer der Einschaltung von M₂ und der von 2V₂ über den Anschluß 60 die Ausschaltung von N₁ über den Anschluß 61. Die Betätigung der Schalter L muß jeweils mit einer gewissen Verzögerung gegenüber den Änderungen von Ud erfolgen. Im allgemeinen wird dies von selbst der Fall sein, da der Verstärker 7 eine gewisse Einstellzeit hat. Durch fortschreitendes "Aus,.- und »Ein--Schalten der Glieder der Zählkette schreitet der Abgleich in der beschriebenen Weise mit immer kleiner werdenden Stufen fort. Er ist beendet nach »Aus .-Schalten des Gliedes M₁₁, dessen Ausgangsimpuls je nach dem Vorzeichen der Steuerspannung Ua N₁ - eingeschaltet läßt oder ausschaltet. At the beginning of a balancing process, all circuits N are switched off by a Q pulse fed to terminals 62 via line 66, whereby Ua becomes positive and switches L are opened. The same pulse switches on the first link of the counting chain M ₀ via the line 67, if necessary with a slight delay. The next P pulse coming via line 58 switches this element off again, which emits a pulse on line 59 which switches on the next element of the counting chain M ₁ and at the same time the circuit 2V ₁ via connection 60. If the differential voltage Ua is then still positive, N ₁ remains switched on until the next Q pulse, otherwise the electronic switch L _{1 is} closed, and the pulse generated when M _{1 is switched off} by the next P pulse in the output line 59 causes except the switching on of M ₂ and that of 2V ₂ via the connection 60, the switching off of N ₁ via the connection 61. The actuation of the switch L must be carried out with a certain delay in relation to the changes in Ud . In general, this will be the case by itself, since the amplifier 7 has a certain setting time. By progressive "Off, .- and" A - switching of the members of the counting chain below the adjustment in the manner described with increasingly smaller steps away He has ended after "off switching. The limb M ₁₁ whose output pulse, depending on the. Sign of the control voltage Ua N ₁ - leaves switched on or switched off.

Der Verstärker? (Abb. 1) ist mit besonderer Sorgfalt zu entwerfen. Er muß eine Nullpunktstabilität entsprechend der gewünschten Meßgenauigkeit, d. h. der kleinsten schaltbaren Spannungsstufe des Kompensators haben. Es kann auch eine Nulleinstellung oder eine Kontrollmessung unter Verwendung eines schwingenden Kontakts in den Meßpausen vorgesehen sein. Außerdem muß die Einstellzeit kleiner als der Abstand der P-Impulse sein, woraus sich eine Bandbreite von etwa 100 kHz ergibt. Als geeignet hat sich eine Verstärkerausführung erwiesen, bei der die zu messende Gleichspannung in einer symmetrischen Modulationsschaltung eine Wechselspannung moduliert, die verstärkt und anschließend durch einen gesteuerten Gleichrichter wieder in einen vorzeichenrichtigen Gleichstrom umgewandelt wird.The amplifier? (Fig. 1) is taken with particular care to design. It must have a zero point stability corresponding to the desired measurement accuracy, i. H. the have the smallest switchable voltage level of the compensator. It can also be a zero setting or a Control measurement using a vibrating contact can be provided in the measurement pauses. aside from that the response time must be shorter than the interval between the P pulses which results in a bandwidth of around 100 kHz. An amplifier design has proven to be suitable proven, in which the DC voltage to be measured is an AC voltage in a symmetrical modulation circuit modulated, which is amplified and then converted back into a correct sign by a controlled rectifier Direct current is converted.

Um ein fehlerhaftes Arbeiten des selbsttätigen Kompensators infolge Verstümmelung eines P-Impulses durch einen Q-I mpuls zu vermeiden, können die P- undQ-Impulse so synchronisiert sein, daß die Q-Impulse in den Lücken der P-Impulse liegen. Für den gleichen Zweck kann auch eine Schaltung zur Unterdrückung der P-Impulse während eines Q-Impulses und darüber hinaus noch bis zu einer einen Bruchteil der Periode der P-Impulse betragenden Zeit nach dem ersten der dem Q-Impuls folgenden P-Impulse vorgesehen sein.To prevent the automatic compensator from working properly as a result of the mutilation of a P-pulse To avoid a Q pulse, the P and Q pulses can be synchronized so that the Q pulses in the gaps of the P-pulses lie. For the same purpose a circuit for suppressing the P-pulses during of a Q-impulse and beyond that up to one a fraction of the period of the P-pulse after the first of the time following the Q-pulse P-pulses may be provided.

Die Q-Impulse können statt in regelmäßiger Folge durch einen Impulsgenerator auch durch einen den Abgleich abschließenden Schaltvorgang mit einer zur Aufzeichnung des Meßergebnisses ausreichenden Verzögerung ausgelöst werden. Zum Beispiel kann bei der Schaltung nach Abb. 2 der dem Schalter A^v über die Leitung 26^V zugeführte Impuls eine monostabile Kippschaltung auslösen, die bei ihrem mit einer einstellbaren Verzögerung erfolgenden Rückkippen einen O-Impuls erzeugt. Weiter kann die Ein- und Ausschaltung des Generators für die O-Impulse oder auch die Erzeugung einzelner Q-Impulse in Abhängigkeit von Änderungen der Meßgröße oder von anderen Vorgängen erfolgen.Instead of being triggered in a regular sequence by a pulse generator, the Q pulses can also be triggered by a switching process that concludes the adjustment with a delay sufficient to record the measurement result. For example, in the circuit according to FIG. 2, the pulse supplied to switch A ^v via line 26 ^{V can} trigger a monostable multivibrator, which generates an 0 pulse when it tilts back with an adjustable delay. In addition, the generator for the O-pulses can be switched on and off, or individual Q-pulses can be generated depending on changes in the measured variable or other processes.

Die Umschalter B in Abb. 2 und 4 können auch als monostabile Kippschaltungen mit einer Rückkippzeit ausgeführt sein, die etwas größer ist als die Periode der P-Impulse. Es genügt dann, die Steuerspannung U_d kurzzeitig unmittelbar im Anschluß an jeden P-Impuls zuzuführen.The switch B in Fig. 2 and 4 can also be designed as monostable multivibrators with a flip-back time that is slightly greater than the period of the P-pulses. It is then sufficient to supply the control voltage U _d for a short time immediately after each P pulse.

Die zur Erzeugung verschiedener Kompensationsspannungen im Widerstände 3 verwendeten Ströme können auch von verschiedener Größe sein. An Stelle einfacher Regelröhren für die Konstanthaltung der Kompensationsströme mit durch einen Kathodenwiderstand erzeugter Regelspannung können auch Regelschaltungen vorgesehen sein, die unter Verwendung von mehr als einer Elektronenröhre eine verbesserte Regelwirkung erzielen. Während es im allgemeinen zweckmäßiger sein wird, die Regelschaltungen auch zum Aus- und Einschalten der Kompensationsströme durch an geeigneter Stelle zugeführte Schaltspannungen zu verwenden, ist damit die Verwendung besonderer elektronischer Schaltmittel für diesen Zweck nicht ausgeschlossen.The currents used to generate different compensation voltages in the resistors 3 can also be of different sizes. Instead of simple regulating tubes for keeping the compensation currents constant with a cathode resistor Control voltage can also be provided control circuits using more than one electron tube achieve an improved control effect. While it will generally be more convenient to use the control circuits also for switching the compensation currents on and off by means of supplied at a suitable point Using switching voltages means using special electronic switching means for this purpose not excluded.

Die stufenweise Vergrößerung der in einer Dekade eines Kompensators nach Abb. 2 eingeschalteten Teilspannung kann auch in der Weise erfolgen, daß jedes Glied einer Zählkette, die an Stelle der aus D- und E-Gliedern bestehenden tritt, beim»Aus.< -Schalten einen zugeordneten elektronischen Schalter, etwa in der Ausführung nach Abb. 3, einschaltet, der einen stabilisierten Strom I₀ über einen für alle Schalter einer Dekade übereinstimmenden Kompensationswiderstand fließen läßt. Durch den Nullstellungsimpuls werden außer dem gerade eingeschalteten Gliede der Zählkette auch die eingeschalteten elektronischen Schalter für die Kompensationsströme wieder ausgeschaltet. Eine ähnliche Anordnung läßt sich bei der Schaltung nach Abb. 4 treffen. Dabei sind zu Beginn des Abgleichs einer Dekade sämtliche neun Schalter für die Kompensationsströme zu schließen undanschließenddurch die Weiterzündimpulse der Zählkette nacheinander zu öffnen. Als gleichwertig mit den beschriebenen Zählketten sind anzusehen Zählschaltungen beliebiger Art, die zugeführte Impulse zählen und in Abhängigkeit von deren Anzahl Teilspannungen in bestimmter Reihenfolge ein- oder ausschalten.The step-by-step increase in the partial voltage switched on in a decade of a compensator according to Fig. 2 can also take place in such a way that each link of a counting chain that replaces the one consisting of D and E links is switched off associated electronic switch, for example in the embodiment according to Fig. 3, turns on, which allows a stabilized current I ₀ to flow through a compensation resistor that is the same for all switches of a decade. As a result of the zero setting pulse, in addition to the link in the counting chain that has just been switched on, the electronic switches that have been switched on for the compensation currents are also switched off again. A similar arrangement can be made with the circuit according to FIG. At the beginning of the calibration of a decade, all nine switches for the compensation currents must be closed and then opened one after the other by the further ignition pulses of the counting chain. Counting circuits of any type that count the supplied pulses and switch partial voltages on or off in a specific sequence depending on their number are to be regarded as equivalent to the counting chains described.

Gleichzeitig mit dem Meßergebnis kann auf dem Streifen 17 die Zeit oder eine andere Meßgröße registriert werden.Simultaneously with the measurement result, the time or another measured variable can be recorded on the strip 17 will.

Die Aufzeichnung der Meßwerte kann, statt wie beschrieben, durch Schreibstifte, auf elektrisch empfindlichem Papier auch durch Lochung eines Papierstreifens in den Meßpausen erfolgen, der anschließend einem Zahlendrucker zugeführt wird.The recording of the measured values can, instead of using pens as described, on electrically sensitive Paper can also be made by punching a paper strip in the measurement breaks, which is then a number printer is fed.

Die Auswertung massenspektrografischer Messungen ist verhältnismäßig einfach, da nur die Spannungswerte für den höchsten Teil der verschiedenen Massen entsprechende Kurvenerhebungen abzulesen sind. Diese Spannungswerte sind leicht daran zu erkennen, daß sie für kurze Zeit unverändert bleiben, wobei einige wenige Meßwerte ausreichen, um das Konstantbleiben der Spannung anzuzeigen. Das Massenspektrum kann infolgedessen mit sehr großer Geschwindigkeit durchlaufen werden, was wiederum zur Steigerung der Genauigkeit der Bestimmung des Mengenverhältnisses verschiedener Massen beiträgt.The evaluation of mass spectrographic measurements is relatively simple, since only the voltage values Corresponding curve elevations can be read off for the highest part of the various masses. These Tension values are easily recognized by the fact that they remain unchanged for a short time, with a few Measured values are sufficient to indicate that the voltage has remained constant. The mass spectrum can as a result be traversed at a very high speed, which in turn increases the accuracy contributes to the determination of the proportions of different masses.

Claims

Patent claims:

1. Self-adjusting step compensator for measuring voltages that change over time, in which the compensation voltage z. B. after the

Decimal system or according to other number systems by adding together partial voltages of different sizes and the compensation voltages are adjusted in steps of decreasing size, characterized in that only electronic switching means are used, which are generated by periodically generated pulses (P-pulses) or secondary from these triggered pulses are actuated depending on the balance state of the compensation circuit that circuits (C, D, N) with electron tubes for stabilization and for switching on and off of currents triggered by supplied pulses are provided, the partial compensation voltages that are independent of one another in partially coincident invariable resistances of the compensation circuit generate that one (M ₀ , M ₁ , M «...) or several (D ', £ f, Εξ ... ; Εξ, Εξ, Ef ... ) counting chains are provided for counting supplied P-pulses, which interact with partial voltage switches (N) or from such (E) are formed by chain-like juxtaposition, that when using several counting chains by supplied pulses to be operated electronic switching means (A) are provided, which make it possible to supply the P-pulses to any of the counting chains, that a DC voltage amplifier for amplifying the differential voltage (Ud) with the correct sign in the compensation circuit to be measured, between which and the compensating voltage is provided, and further from the amplified difference voltage (Ua) corresponding to the sign to be actuated electronic switch (B; L) are provided which, depending on their switching state, allow or interrupt the supply of P-pulses to one of several counting chains, primary or secondary P-pulses to the switching means (.4) for the pulses and / or individually operated partial voltage switches (C ^x in Fig. 2, £, f in Fig. 4, Ny in Fig. 7), and that the various switching processes take place in the sense of a progressive, step-by-step adjustment of the compensation voltage to the voltage to be measured.

2. Self-balancing step compensator according to claim 1, characterized in that the partial voltage switch (Λ ⁷ in Fig. 7, E in Fig. 2 and 4) and - when using more than one counting chain - the electronic switching means (A in Fig. 2 and 4) are set up for the pulses in such a way that they can be converted into a switching state by a supplied zero setting pulse (Q pulse) in which a renewed automatic adjustment of the compensator takes place.

3. Self-balancing step compensator according to claim 1 or 2, characterized in that that zeroing pulses (Q pulses) periodically at time intervals greater than the maximum for the Adjustment required time are supplied, and that in the measurement pauses between the adjustment processes the number and size of the partial voltages composing the compensation voltage to be recorded.

4. Self-adjusting step compensator according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the individual partial voltage switches (38, 39, 40, 10 in Fig. 3) electronic switches (41 in Fig. 3) are coupled to the recording devices Control the display of the switched-on partial voltage.

5. Self-adjusting balance compensator according to one or more of the preceding Claims, characterized in that switchable ":

Partial stresses in a for the representation of a '"?

Measurement result as a decimal number required size and number are provided that for each decade (with the ordinal number x) a counting chain (D ^x , Ef , Εξ... In Fig. 2, Εξ, Εξ ... in Fig. 4) is provided , which counts the supplied pulses and actuates partial voltage switch (E) in a predetermined sequence or combination with each counting process, whereby the f; The compensation voltage of the decade being calibrated is changed synchronously with the P-pulses in equal steps, each amounting to a decade unit, and that if the sign of the difference voltage (Ua) is reversed during the calibration of a decade by actuating the switch (B), the feed 'is interrupted by P-pulses to the counting chain of this decade and the next P-pulse at the end of the adjustment of the relevant decade and / or to initiate the adjustment of the following decade causes a single partial voltage to be switched off or on, and also switching means (A ) for the P-pulses, whereby the following P-pulses are fed to the counting chain of the following decade for counting.

6. Self-balancing decade compensator according to claim 5, characterized in that the balancing of the decades is carried out with a gradual increase in the compensation voltage of a decade from 0 to 1, 2, 3 ... 10 decadic units and that a partial voltage is used to initiate the balancing of a decade In the amount of a decadic unit it is switched on individually by an O or P pulse and when the sign reversal of the differential voltage (Ud) is switched off again by a P pulse during the adjustment taking place while counting P pulses, in order to complete the adjustment of the relevant decade .

7. Self-balancing decade compensator according to one or more of the preceding claims, characterized in that a four-link binary counting chain (Z ₁ , Z ₈ , Z ₄ , Z ₈ in Fig. 4) is provided for gradually increasing the compensation voltage of a decade The P-pulses are fed to the first element and its elements switch partial voltages when the switching state changes, which behave as 1: 2: 4: 8.

8. Self-balancing decade compensator according to claim 5, characterized in that the Adjustment of the decades with gradual reduction of the compensation voltage of a decade from to 8, 7, 6 ... 0 decadic units, and that to initiate the adjustment of a decade Counting of P-pulses by a partial voltage of nine decadic units of the relevant decade a Q or P pulse is switched on individually.

9. Self-balancing step compensator according to the dual system according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that according to powers of two with negative integer exponents decreasing switchable (partial voltage switch N ₁ , N ₂ ... in Fig. 7) partial voltages are provided are that by means of a counting chain (M ₀ , M ₁ , M ₂ ...) supplied during counting, P-pulses emitted on different lines during each counting process, sub-voltages ordered according to decreasing size are switched on additively and that the differential voltage (U _d ) actuated switches ^l (L ₁ , L _% ...) are provided which, in the event of a negative (Ua), the pulse causing the switching on of a partial voltage at the same time as the switch for the last switched

Supply the switched partial voltage in such a way that it is switched off.

10. Electronic partial voltage switch in an automatically balancing compensator one or more of the preceding claims, characterized by a toggle switch (38, 39 in Fig. 3) with two stable states, which are caused by certain connections (31, 32, 33, 34) or with certain Sign supplied pulse can be converted into each of the two states and one accordingly emits switching voltage that changes its state, one that is soaked through by the compensation current Grid-controlled electron tube (10) which, as part of a control circuit, has a set value of the

Compensation current automatically keeps constant, and electronic switching means, z. B. an electric valve (40) or a controllable electron tube for coupling the flip-flop with the control circuit in such a way that depending on the switching voltage either there is no influence on the control circuit or that of the Compensation current penetrated tube is blocked for the passage of current.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 18943 VIIIc / 21 e (published on December 8, 1955);
U.S. Patent No. 2459106.

In addition 3 sheets of drawings