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Mehrfachschreiber mit Speicher Die Erfindung betrifft Geräte zum gleichzeitigen
Aufzeichnen mehrerer elektrischer Größen, oder solcher Größen, die durch geeignete
Geber in elektrische Größen umgeformt werden können.
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Geräte, die der Erfüllung der genannten Aufgabe dienen, sind an sich
bekannt. So werden zum Beispiel, um mehrere elektrische Größen zu registieren, mehrere
Einfachschreiber derart kombiniert, daß auf einem gleichmäßig fortbewegten Papierstreifen
mehrere Schreibspuren nebeneinander entstehen, die von Federn herrühren, die durch
ein Magnetsystem bewegt werden. Gegenüber der Verwendung völlig getrennter Einfachschreiber
ergibt sich eine gewisse Ersparnis dadurch, daß nur eine Papiertransportvorrichtung
mit entsprechenden Hilfsmitteln, wie Abtnebsuhrwerk, Papierspannwerk, Umlenkrollen
usw. erforderlich ist Als nachteilig muß jedoch empfunden werden, daß das Registrierpapier
verhältnismäßig breit wird und demgemäß derartige Mehrfachschreiber viel Platz beanspruchen.
Eine Verminderung der Schreibbreite für jede einzelne Schreibspur, die daher meist
üblich ist, bedeutet eine verminderte Ablesegenauigkeit.
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Die Nachteile dieser Mehrfach-Linienschreiber führten zur Konstruktion
von Mehrfach-Registriergeräten, die nur noch eine, dafür aber mehrfach ausgenutzte
Schreibspur benötigen. Da es sich nicht vermeiden läßt, daß sich die zu registrierenden
Kurven gelegentlich schneiden, es aber andererseits unmöglich ist, mehrere Schreibfedern
gewissermaßen durcheinander hindurch zu bewegen, wurde das Prinzip des Linienschreibers
aufgegeben. An seine Stelle trat ein einziges Schreibwerk, das nacheinander mit
den verschiedenen Meßstellen verbunden wurde und für die abgetasteten Augenblickswerte
Punkte auf das Registrierpapier druckte. Dadurch, daß jeder Meßstelle eine andere
Druckfarbe zugeordnet wurde, wurde die Auswertung des gewonnenen Diagramms erleichtert
oder sogar erst ermöglicht. Die Anwendung der Punktschreiber ist jedoch auf sich
nur langsam ändernde elektrische Größen beschränkt. Treten nämlich in einer der
zu registrierenden Größen rasche Änderungen ein, so geben die aufgenommenen Punkte,
deren zeitlicher Abstand im allgemeinen konstant ist, den tatsächlichen Verlauf
der Meßgeräte nicht Inehr wieder. Ein weiterer Nachteil der Punktschreiber ist ihr
hoher Preis, der sich daraus erklärt, daß sie meist mit Kompensationsverstärkern
kombiniert werden, die die Leistung zur Steuerung des komplizierten Sehreibwerks
aufbringen müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorteile beider Aufzeichnungsarten
wahrzunehmen, dabei jedoch ihre Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung bezieht sich
auf ein Gerät zum stetigen gleichzeitigen Aufzeichnen des Verlaufes mehrerer elektrischer
Meßgrößen auf einen
fortlaufend bewegten Aufzeichnungsträger mit Hilfe von den einzelnen
Meßgrößen zugeordneten Aufzeichnungsmitteln und ist dadurch gekennzeichnet, daß
für die zweite und ggf. weiteren Meßgrößen Zeitverzögerungsglieder in Form von Speichereinrichtungen
mit gegenüber der ersten Meßgröße jeweils verschiedenen, untereinander gestaffelten
Speicherzeiten vorgesehen sind und daß die von den Ahnahmeorganen der Speichereinrichtungen
beaufschlagten Aufzeichnungsmittel für die zweite und ggf. weiteren Meßgrößen jeweils
um eine solche Strecke in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers gesehen
gegenüber dem Aufzeichnungsmittel für die erste Meßgröße versetzt angeordnet sind,
wie es der jeweils zugehörigen Speicherzeit entspricht, im Sinne der Erzielung einer
zueinander zeit- und amplitudenrichtigen Darstellung der Meßgrößen in demselben
Koordinatensystem. Auf diese Weise ist es möglich, durchgehende Linien zu erhalten,
die - soweit die Meßwerke es zulassen - jede Feinheit des Verlaufs der Meßgröße
wiedergeben. Die Aufzeichnung der Kurven in nur einer Schreibspur ermöglicht eine
weitgehend raumsparende Ausführung des Schreibers. Ferner ist es in vielen Fällen
von Vorteil, bei der Auswertung der erhaltenen Diagramme in einer Spur geschriebene
Kurven verwenden zu können, da so die relative Lage bemerkenswerter Kurvenpunkte,
wie etwa Maxima, Minima, Wendepunkte u. a. m. der einzelnen Kurven zueinander besonders
leicht erkennbar ist.
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Ein nach dem Gedanken der Erfindung ausgeführter Zweifachschreiber
ist in Fig. 1 dargestellt. Darin ist
mit 3 das Registrierpapier
bezeichnet, dessen Transport vom Antriebswerk (Motor, Uhrwerk)4 erfolgt.
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Wie beim bisher üblichen Linienschreiber wird das Äleßwerk 5 direkt
von den Anschlußklemmen 6 mit einer der Meßgröße entsprechenden Spannung versorgt.
Diese Meßwerte werden augenblicklich geschrieben. Die der zweiten Meßgröße entsprechende
Spannung wird an die Anschlußklemmen 7 geführt. Im Wandler 8 wird sie in eine speicherfähige
Größe umgesetzt. Ist die Meßgröße eine Gleichspannung, der Speicher ein Magnettonband,
so könnte als Wandler zum Beispiel ein Zerhacker:verwendet werden. Dieser setzt
die GleichspannungXin eine Wechselspannung gleicher Amplitude um. Mit- dem Aufnahmekopf
9 wird das Magnetband 10 =mit dem Meßwert beaufschlagt. Der Transport des Magnettonbandes
erfolgt wie der des Registrierpapieres durch das Antriebswerk 4, evtl. unter Zwischenschaltung
eines Getriebes.
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Der Wiedergabekopf li entnimmt dem Speicherband ständig Meßwerte,
die zu der Zeit aufgenommen wurden, als der Kurvenpunkt vom Meßwerk 5 registriert
wurde, der die Schreiblinie 12 des Meßwerks 15 passiert. Dieses Meßwerk wird vom
Äviedergabekopf über einen Verstärker 13, einen Entzerrer 14 und einen Gleichrichter
16 gespeist. Im Entzerrer werden die unvermeidlichen Amplitudenverzerrungen, die
im Speicherwege auftreten, ausgeglichen. Die Hilfsmittel zur kontinuierlichen Löschung
der endlosen Magnetbandschleife sind nicht gezeichnet.
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Offensichtlich steht einer Erweiterung des Gerätes zum Aufzeichnen
von mehr als zwei Meßgrößen nichts im Wege. Jeder weiteren Größe sind ein weiterer
Wandler, ein Aufnahmekopf, eine Magnetbandspur sowie ein Abnahmekopf zuzuordnen.
Dabei sind die Köpfe so gegen die des Meßwerks 15 zu versetzen, daß die dem Speicherband
entnommenen Werte vor genügend langer Zeit aufgenommen wurden, um der hinzukommenden
Schreibfeder Platz zu lassen. Ferner sind für jede weitere zu registrierende Größe
weitere Verstärker, Entzerrer, Gleichrichter und Meßwerke vorzusehen.
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Nach der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es jedoch möglich,
den insbesondere für größere Zahlen zu registrierender Meßwerte erheblichen Aufwand
wesentlich zu vermindern. Es ist nämlich möglich, mit nur einem der verhältnismäßig
kostspieligen Verstärker auszukommen. Zu diesem Zweck werden die Wandler so ausgebildet,
daß den verschiedenen Meßgrößen verschiedene Frequenzen zukommen. Die Trennung der
Magnetbandspuren wird trotzdem beibehalten, die Wiedergabeköpfe jedoch parallel
geschaltet, und ihre Ausgangsspannungen dem einzigen Verstärker zugeführt. Die Trennung
der verstärkten Wechselströme kann durch Filter erfolgen. Die Entzerrer sind überflüssig,
wenn die Amplitudenverzerrung bei allen Anzeigegrößen gleich ist und deshalb in
die Eichung des Registrierpapieres einbezogen werden kann.
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Eine weitere Ersparnis ergibt sich in besonderen Anwendungsfällen,
in denen ohnehin ein Meßwertspeicher notwendig ist. Dieser kann dann so ausgebil
det werden, daß eine Nacheinander Registrierung gleichzeitiger Vorgänge möglich
wird. Ein Beispiel für ein solches Gerät zeigt Fig. 2. Darin ist mit 3 wieder der
Registrierstreifen bezeichnet, der vom AntriebssrL 4 transportiert wird. Als Speicher
dient der über ein Getriebe vom selben Antriebswerk forthewegte Lochstreifen 20,
der von der Vorratsrolle 21 in die Einlaufrolle 22 geführt wird. Die Lochung des
Streifens wird mit Stanzmagneten 23 bewerkstelligt.
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Zum Unterschied gegenüber den vorstehend beschrie-
benen Momentanwert-Schreibern
zeigt dieses Gerät fortlaufend den zeitlichen Mittelwert der Meßgrößen an. Ihm vorangeschaltet
werden Intregrationseinrich tungen, die, sobald das Zeitintegral der Meßgröße einen
bestimmten Wert erreicht hat, einen Lochimpuls abgeben. Die Dichte der gestanzten
Löcher ist also ein Maß für die Größe des anzuzeigenden Mittelwertes.
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Die gesamte Mittelungszeit, die durch das Meßproblem gegeben ist,
und im allgemeinen groß gegen den Zeitraum, in dem aufeinanderfolgende Löcher gestanzt
werden, ist, wird durch Abtaster entlang des Lochstreifenweges eingestellt. Die
üblichen, verhältnismäßig teueren Meßwerke können hier eingespart werden. An ihre
Stelle treten sogenannte Differenzzähler, die aus einem Additions- und einem Subtraktionsmagneten
bestehen, die über ein Differentialgetriebe mit einer Spindel verbunden sind, von
der die Schreibfeder über das Papier bewegt wird. Die Abtaster 24 speisen die Additionsmagneten,
die Abtaster 25 die Subtraktionsmagneten der Differenzzähler 26. Durch diese werden
die Schreibfedern 27 betätigt; Ein Additionsabtaster kann eingespart werden, da
der oben gezeichneten Schreibspindel als Additions-Abtastpunkt des Lochstreifens
der des Stanzmagneten selbst zugeordnet werden kann. Die zeitliche Verschiebung
der Aufzeichnung der verschiedenen Mittelwertkurven geschieht im Prinzip wie im
ersten Beispiel und ist im übrigen an Hand von Fig. 2 ersichtlich. Selbstverständlich
könnte auch in dieser Anordnung an Stelle des Lochstreifens ein Magnettonband treten,
das, kontinuierlich gelöscht, ständig verwendbar ist. Durch Übergang zu kurzen Mittelungszeiten
erhält man einen Schreiber, der bei absolut linearer Anzeige solche Werte aufzeichnet,
deren Abweichung vom Momentanwert recht gering und in genau definierten Grenzen
bleibt. Ein überschwingen der Feder kann nicht auftreten.
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PATENTANSPRtJCHE: 1. Gerät zum stetigen, gleichzeitigen Aufzeichnen
des zeitlichen Verlaufs mehrerer elektrischer Meßgrößen auf einen fortlaufend bewegten
Aufzeichnungsträger mit Hilfe von den einzelnen Meßgrößen zugeordneten Aufzeichnungsmitteln,
dadurch gekennzeichnet, daß für die zweite und gegebenenfalls weiteren Meßgrößen
Zeitverzögerungsglieder in Form von Speichereinrichtungen mit gegenüber der ersten
Meßgröße jeweils verschiedenen, untereinander gestaffelten Speicherzeiten vorgesehen
sind und daß die von den Abnahmeorganen der Speichereinrichtungen beaufschlagten
Aufzeichnungsmittel für die zweite und gegebenenfalls weiteren Meßgrößen jeweils
um eine solche Strecke in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers gesehen
gegenüber dem Aufzeichnungsmittel für die erste Meßgröße versetzt angeordnet sind,
wie es der jeweils zugehörigen Speicherzeit entspricht, im Sinne der Erzielung einer
zueinander zeit- und amplitudenrichtigen Darstellung der Meßgrößen in demselben
Koordinatensystem.