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Verfahren zur Überwachung des Gleichlaufs zweier Schwingungen innerhalb
eines zulässigen Toleranzbereiches In Zeitgebereinrichtungen hoher Präzision und
Zuverlässigkeit, beispielsweise in Uhrenzentralen, werden in der Regel zwei Zeit-
bzw. Frequenz-Normale eingesetzt, um beim Ausschalter. des gerade die Anlage steuernden
Normals auf das jeweilige Reserve-Normal umschalten zu können. Es ist bei solchen
Anlagen wichtig, ständig die Ganggenauigkeit beider Normale innerhalb der gewährleisteten
Toleranz zu überwachen, was einmal durch gegenseitige Oberwachung beider Frequenz-Normale
geschehen kann, aber andererseits auch einen Vergleich des Frequenzganges beider
Normale gegenüber einem übergeordneten Zeit- bzw. Frequenz-Normale erfordert.
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Zur Überwachung des Gleichlaufs zweier Schwingungen ist es bereits
bekannt, die beiden Schwingungen miteinander zu modulieren, wobei die aus dieser
Modulation gewonnene Schwingung in ihrer Frequenz der Differenzfrequenz der beiden
zu überwachenden Schwingungen entspricht. Mit den Perioden oder Halbwellen dieser
Differenzfrequenz wird während eines defimierten Zeitintervalls fortgeschaltet,
um die Differenzfrequenz anzuzeigen.
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Bei einer anderen bekannten Anordnung erfolgt ein Vergleich der Anzahl
der Perioden zweier Wechselspannungsquellen, d. h. der Frequenz zweier Schwingungen,
dadurch, daß die Wechselspannungen beider Schwingungen über eine gemeinsame Leitung
einer vor- und rückwärts zählenden Zählanordnung in der Weise zugeleitet werden,
daß von der einen Wechselspannung lediglich die positiven und von der anderen lediglich
die negativen Halbwellen der Zählanordnung zugeführt werden, wobei mit Hilfe einer
Vorwahleinrichtung die Zählanzeige in Abhängigkeit vom Durchschreiten der Grenzen
der Zählanordnung wahlweise einmal oder jedesmal auf einen vorzugsweise in der Bereichsmitte
der Zähleinrichtung liegenden voreingestellten Ziffernwert zurückgestellt wird.
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Auch bei dieser Anordnung erfolgt auch bei der Einhaltung einer zugelassenen
Frequenzabweichung zwischen den beiden zu überwachenden Schwingungen eine Anzeige,
weil in jedem Fall entweder die negativen Halbwellen der einen Wechselspannung oder
die positiven Halbwellen der anderen Wechselspannung überwiegen und, damit die Zähleinrichtung
in der einen oder anderen Richtung so weit fortschalten, daß eine Anzeige einer
Frequenzabweichung erfolgt.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren ermöglicht es hingegen,
eine Anzeige der Frequenzabweichung zweier Schwingungen nur dann vorzunehmen, wenn
diese Abweichung außerhalb eines zugelassenen Toleranzbereiches liegt. Das Verfahren
bedient sich dabei ebenfalls einer durch die einzelnen Perioden oder Halbwellen
einer Differenzfrequenz fortgeschalteten Zähleinrichtung, der aber - außer den durch
die Differenzfrequenz gebildeten Fortschaltimpulsen - aus den einzelnen Perioden
oder Halbwellen einer weiteren Schwingung gebildeten Rückstellimpulse zugeführt
werden, diese weitere Schwingung durch Teilung aus einer der zu überwachenden Schwingungen
abgeleitet wird und die Frequenz dieser weiteren Schwingung der Frequenz einer der
zu überwachenden Schwingungen f; bzw. f, geteilt durch das Verhältnis
entspricht und daß bei Erreichung einer vorbestimmten Stellung der Zähleinrichtung
die Überschreitung des Toleranzbereichs d fZUa angezeigt wird.
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Bei der Anwendung dieses Verfahrens auf die einleitend geschilderten
Zeitgebereinrichtungen besteht also dauernd eine Überwachung des Gleichlaufes der
beiden in der Zeitgebereinrichtung eingesetzten Zeitnormale, und erst bei einer
außerhalb des zulässigen Toleranzbereiches liegenden Abweichung dieser beiden Zeitnormale
erfolgt der Vergleich mit dem übergeordneten Zeitnormal, um auf diese Weise das
gestörte Normal der betreffenden Zeitgebereinrichtung zu ermitteln.
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Die Soll-Differenz-Frequenz, mit der die Ist-Differenz-Frequenz in
der Zähleinrichtung verglichen wird, wird somit nicht durch ein zusätzliches Frequenz-Normal
erzeugt, sondern durch einfache Frequenzteilung der zu überwachenden Schwingungen,
wobei die Frequenzteilung dafür sorgt, daß Abweichungen von der jeweiligen Soll-Frequenz
einer solchen Schwingung sich hinsichtlich der Soll-Differenz-Frequenz nur in einem
das Funktionieren der Anordnung nicht beeinflussenden Maße bemerkbar machen können.
In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Durch die beiden
Frequenzgeneratoren G1 und G2 werden zwei Frequenzenfl und f2 erzeugt, die in ihrem
Frequenzgang übereinstimmen sollen. Tritt eine Differenzfrequenz auf durch Abweichung
des Frequenzganges des einen Generators gegenüber demjenigen des anderen, so entsteht
am Ausgang der Modulationseinrichtung Mod eine Differenzfrequenz J f. Diese
Differenzfrequenz wird nach entsprechender Umformung als Fortschalteimpulse der
Zähleinrichtung Z zugeführt. Die Zähleinrichtung Z erhält außerdem Rückstellimpulse,
die entweder aus der Frequenz f 1 oder der Frequenz f2 gewonnen werden. Im
Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Abnahme der Rückstellimpulse für den
Zähler Z aus der Frequenz .f2 des Generators G2 erfolgt. Diese Rückstellimpulse
entstammen einem Frequenzteiler T2, durch den die Frequenz f2 im Verhältnis der
Sollfrequenz zur zulässigen Frequenzabweichung geteilt wird. Wird beispielsweise
angenommen, daß die Sollfrequenz 10 000 Hz betragen soll und dabei eine zulässige
Frequenzabweichung von 1 Hz besteht, so erfolgt die Teilung der Frequenz f2 im Verhältnis
10 000 : 1, d. h. , es wird eine Rückstellfrequenz von 1 Hz auf den Zähler Z gegeben.
Führt nun der Ausgang des Modulators Mod eine Ist-Differenz-Frequenz Af = 1 Hz,
so erfolgt keine Fortschaltung des Zählers Z in eine eine Alarmgabe auslösende Stellung,
weil jeder Fortschalteimpuls durch einen entsprechenden Rückstellimpuls wieder kompensiert
wird. Würde aber die Differenzfrequenz Jf 2 Hz betragen, so würde die Frequenz der
Fortschalteimpulse für den Zähler Z etwa doppelt so groß sein wie die Frequenz der
Rückstellimpulse, so daß schließlich eine Alarmstellung durch den Zähler Z erreicht
wird, was ein Ansprechen des Alarmgerätes A 1 zur Folge hat. Das Ansprechen des
Alarmgerätes A 1 führt in bekannter Weise zur Prüfung des Frequenzganges der beiden
Generatoren G1 und G2 mit einem übergeordneten Frequenz-Normal und schließlich zur
Anschaltung der Zeitansagegeräte Uh über den Umschalter u an denjenigen
Generator G1 oder G2, dessen Frequenzgang mit demjenigen des übergeordneten Frequenz-Normales
noch übereinstimmt. Dieselbe Wirkung hinsichtlich der Auslösung eines Alarms erhält
man auch dann, wenn die Rückstellimpulse dem Teiler T1 entnommen werden, der durch
die Frequenz f 1 des Generators G 1
gespeist wird. Nimmt man beispielsweise
an, daß bei einer Sollfrequenz von 10 000 Hz der Generator G1 um 2 Hz hinter der
Sollfrequenz zurückbleibt, so würde wiederum der Ausgang Af des Modulators Mod eine
Frequenz von 2 Hz führen, während dem Teiler T1 eine Frequenz von 0,9998 Hz entnommen
wird, die als Rückstellfrequenz dem Zähler Z zugeführt wird. Auch in diesem Fall
würde also eine Alarmgabe erfolgen, weil die Rückstellfrequenz bedeutend kleiner
als die Fortschaltefrequenz des Zählers Z ist.
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Auch bei anderen Frequenztoleranzen ergibt die Anordnung eine jeweils
sichere Anzeige, wenn die Ist-Differenz-Frequenz die Soll-Differenz-Frequenz überschreitet.
Nimmt man beispielsweise an, daß bei einer Sollfrequenz von 10 000 Hz eine Frequenzabweichung
von 10 Hz, also Af = 10 Hz, noch gestattet ist, so würde eine Überschreitung
dieser Differenzfrequenz um 1 Hz, also beispielsweise eine Differenzfrequenz von
11 Hz, wiederum zu einer Alarmgabe A 1 führen, weil in diesem Fall dem Teiler T2
eine Rückstellfrequenz von 10,011 Hz entnommen wird, die also wiederum nicht ausreicht,
um den Zähler Z dauernd so zu beeinflussen, daß durch die höhere Fortschaltefrequenz
eine Alarmgabe durch Ansprechen des Alarmgerätes A 1 nicht ausgelöst wird.