DE1498163C - Vorrichtung zum Differenzieren einer Meßspannung nach der Zeit - Google Patents

Description

und ein Folgerelais eingebaut sind und zum Ein- Es ist ferner eine Vorrichtung zum Differenzieren

stellen des Sollwertes für das Ansprechen des 60 einer gegebenen Wechselspannung bekannt (deutsche

Kippverstärkers ein Potentiometer vorgesehen ist. - Patentschrift 892 480), die ein von der gegebenen

Wechselspannung betätigtes Potentiometer, zwei

Übertrager, eine Gleichrichterschaltung und zwei

Kondensatoren zur Differenzierung der Wechselspan-

65 nung aufweist. Diese bekannte Vorrichtung ist also

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sehr aufwendig und nur zum Differenzieren einer

zum Differenzieren einer gegebenen Meßspannung Wechselspannung geeignet,

nach der Zeit, insbesondere einer geschwindigkeits- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die be-

kannte Vorrichtung der oben bezeichneten Art zu Beide Zeigermeßinstrumente der erfindungsgemä-

vereinfachen sowie zu verbilligen und so auszubilden, ßen Vorrichtung können Drehspulinstrumente sein,

daß eine beschleunigungsproportionale Spannung ge- deren miteinander gekuppelte bewegliche. Systeme

liefert wird, die vollkommen oberwellenfrei und ein mit ihren Achsen fluchten. Infolge dieser Ausbildung

getreues Abbild der Beschleunigung und Verzöge- 5 läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung beson-

rung ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung ders schmäl ausbilden, wobei die Breite durch den

dadurch:gelöst, daß als Motor und Generator zwei Durchmesser der beiden Drehspulinstrumente gege-

gleiche übliche, als Spannungsmesser ausgebildete ben ist. Es besteht auch die Möglichkeit, die Achsen

Zeigermeßinstrumente vorgesehen und ihre bewegli- der Zeigermeßinstrumente exzentrisch anzuordnen,

chen Systeme miteinander gekuppelt sind. io um auf' diese Weise die vom Generator erzeugte

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist also aus ein- Spannung in verzerrter Form zu erhalten. ...

fachen bekannten Bauelementen zusammengesetzt Wird als Meßspannung eine Wechselspannung ver-

und läßt sich deshalb in einfacher Weise raumspa- wendet, dann wird diese bei Verwendung eines Dreh-

rend und billig herstellen. Die vom Generator er- Spulinstrumentes als Meßinstrument durch einen

zeugte Spannung ist. dör Änderung der Meßspannung, 15 Gleichrichter gleichgerichtet.

z. B. der geschwindigkeitsproportionalen Meßspan- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung braucht nung, innerhalb der Zeiteinheit direkt proportional nur ein als Motor dienendes Drehspulinstrument vor- und damit ein getreues Abbild der Beschleunigung gesehen zu sein, dessen bewegliches System eine wei- und Verzögerung. Die Generatorspännung ist voll- tere, als Generatorwicklung dienende Wicklung trägt, kommen oberwellenfrei, auch' wenn die Meßspan- ao die von der Drehspulinstrumentenwicklung galvanung Oberwellen aufweist. - . nisch getrennt ist. Beide Wicklungen können auf dem

Es ist eine Vorrichtung zum Nachweis von Störun- ' üblichen Rähmchen galvanisch voneinander getrennt gen in elektrischen Netzen bekannt (deutsche Patent- angeordnet sein, wobei ein besonderer Generator entschrift 635 224), die z. B. plötzliche Änderungen des fällt. ; . . ■,
Stromes eines elektrischen Kreises anzeigen kann. Zu 25 Da die vom Generator bzw. der Generatorwickdiesem.Zweck ist-ein Ferrarismeßwerk vorgesehen, lung erzeugte Spannung relativ klein ist, wird ein dessen Magnetspule von dem zu beobachtenden Verstärker zur Verstärkung dieser Generatorspan-Strom gespeist wird und dessen Welle unter Wirkung nung vorgesehen, an die ein Anzeigeinstrument, z. B. einer Spiralfeder steht. Auf dieser Welle ist eine ein Drehspulinstrument, angeschlossen werden kann. Wicklung angeordnet, die sich in dem Gleichfeld 30 Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einem eines durch Gleichstrom erregten Elektromagneten geschlossenen Einbaugehäuse angeordnet sein, das an bewegen kann. Wenn sich nun der zu kontrollierende seiner Stirnseite ein an den Generator angeschlosse-Strom ändert, erfolgt eine Drehung der Welle·, wo- nes Anzeigeinstrument, vorzugsweise ein Drehspulindurch in der auf der Welle angeordneten Spule eine strument trägt. Hierbei ist im Gehäuse ein Rahmen Spannung induziert wird. Diese Spannung wird dem 35 zur Befestigung aller Teile vorgesehen, in dem die Gitter einer Entladungsröhre zugeführt und steuert beiden Meßinstrumente senkrecht übereinander in dadurch den Stromdurchgang in der Röhre. Im An- einem getrennten Raum von den gegenüberliegenden odenkreis der Röhre ist ein Relais angeordnet, das Seiten leicht zugänglich angeordnet sind,
einen Signalkreis oder einen Steuerstromkreis steuert. In das Einbaugehäuse können ein Kippverstärker Bei dieser bekannten Vorrichtung bildet zwar die 40 und ein Folgerelais eingebaut sein, wobei zum Ein-Spule mit dem Gleichstromelektromagneten ein Meß- stellen des Sollwertes für das Ansprechen des Kippinstrument, jedoch handelt es sich hierbei im Gegen- Verstärkers ein Potentiometer vorgesehen ist.
satz zur erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht um ein Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den übliches Zeigermeßinstrument, weil ja seine Welle Figuren dargestellt. Es zeigt

gleichzeitig die Welle des Ferrarismeßwerkes bildet. 45 Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen

Außerdem ist dieses aus der Spule und dem Gleich- Vorrichtung mit Gehäuse,

Stromelektromagneten gebildete Meßwerk gänzlich Fig. 2 eine Ansicht von links gemäß Fig. 1,

anders aufgebaut als das Ferrarismeßwerk. Bei der Fig. 3 die gleiche Seitenansicht wie Fig. 1 ohne

erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dagegen die Gehäuse und

beiden Meßwerke gleiche übliche, als Spannungsmes- 50 F i g. 4 einen Ausschnitt aus F i g. 3 in vergrößer-

ser ausgebildete Zeigermeßinstrumente. Im Gegen- tem Maßstabe. . .

satz zur erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die be- Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung weist kannte Vorrichtung nicht zum Differenzieren einer einen Rahmen 1 auf, der aus vier Platten 2 bis 5 begegebenen Meßspannung nach der Zeit verwendet, steht. Die Platten 2 bis 4 können aus einem isolierensondern lediglich zum Nachweis von Störungen in 55 den Werkstoff und die Stirnplatte 5 aus Metall hergeelektrischen Netzen, z. B. zur Anzeige von plötzli- stellt sein. In der Stirnplatte 5 ist ein als Anzeigeinchen Änderungen des Stromes eines elektrischen strument dienendes Drehspulinstrument 6 befestigt. Kreises. An den beiden gegenüberliegenden waagerechten

Es ist schließlich eine Vorrichtung zur Bildung des Platten 2 und 4 sind innen zwei gleich ausgebildete Differentialquotienten einer Spannung bekannt (deut- 60 Drehspulinstrumente 7 und 8 angeschraubt. Das besehe Patentschrift 611 580), die zwei Elektronenröh- ' wegliche System 7' des oberen Drehspulinstrumenren und ein Drehspulinstrument oder einen Drehnia- tes 7 weist einen Arm 9 mit einer radialen Abbiegung gneten aufweist. Das Drehspulinstrument oder der 10 auf, die an einem kurbeiförmigen Ansatz 11 des Drehmagnet ist mit zwei Spulen versehen. Diese be- beweglichen Systems 8' des unteren Drehspulinstrukannte Vorrichtung ist also kompliziert ausgebildet 65 mentes 8 anliegt. Auf dem kurbelförmigen Ansatz 11 im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Vorrichtung, sitzt im Bereiche der Abbiegung 10 eine Isolierhülse die aus zwei gleichen üblichen, als Spannungsmesser 12. Die beiden Drehspulinstrumente 7 und 8, deren ausgebildeten Zeigermeßinstrumenten besteht. Mittelachsen miteinander fluchten, sind gegenüber

den anderen gemäß Fig. 3 links nebenihnen befindlichen Teilen durch eine Trennwand 13, z.B. aus Aluminium, abgetrennt. Im Raum zwischen dieser Trennwand 13 ,und der Stirnplatte 5 befinden sich ein Transformator 14 und ein Verstärker sowie ein Gleichrichter, die zur Verstärkung der vom Drehspulinstrument 8 erzeugten Spannung und zur Gleichrichtung der geschwindigkeitsproportionalen Wechselspannung dienen. Zum elektrischen Anschluß der dargestellten Vorrichtung ist an der Platte 3 eine Klemmleiste 15 befestigt.

Der in Fig. 3 dargestellte, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehene Rahmen 1 wird, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, von einem Gehäuse 16, z. B. aus Blech, abgedeckt, das mittels Schrauben 17 mit einem Isolierrahmen 18 verbunden ist, der das Anzeigeinstrument 6 zur Beobachtung frei läßt.

Die Wirkungsweise der dargestellten Vorrichtung ist folgende: Es sei angenommen, daß die Beschleunigung und Verzögerung einer Maschine gemessen und angezeigt werden soll. -

Die Drehgeschwindigkeit der Maschine wird mittels eines Wechselstromgenerators in eine Wechselspannung umgewandelt. Diese Wechselspannung wird gleichgerichtet und auf das Drehspulinstrument 7 übertragen. Bei konstanter Drehgeschwindigkeit der Maschine steht das bewegliche System des Drehspulinstrumentes 7 bei einem bestimmten Ausschlag still. Sobald die Geschwindigkeit der Maschine erhöht oder verringert wird, wird die erzeugte Wechselspannung und damit auch die Gleichspannung größer bzw. kleiner, so daß das bewegliche System 7' des Drehspulinstrumentes 7 einen Ausschlag nach der einen oder nach der anderen Seite ausführt. Bei die-

- sem Ausschlag wird mittels des radial gerichteten Armes 10 des beweglichen Systems 7' des Drehspulinstrumentes 7 der kurbeiförmige Ansatz 11 des beweg- liehen Systems 8' des Drehspulinstrumentes 8 mitge-, nommen. Hierbei wird im beweglichen System 8' des Drehspulinstrumentes 8 eine Spannung erzeugt, die

_ ein Maß für die Beschleunigung bzw. Verzögerung der Maschine ist und gegebenenfalls nach Verstärkung einen bestimmten Ausschlag des Anzeigeinstrumentes 6 bewirkt. Die Beschleunigung bzw. Verzögerung kann also unmittelbar 'an einer Skala 19 mit Hilfe eines Zeigers 20 (F i g. 2) abgelesen werden.
Die dargestellte Vorrichtung kann nicht nur zur Anzeige der Beschleunigung und Verzögerung von Bewegungen dienen, sondern auch zur Schaltung beim Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes der der Beschleunigung oder Verzögerung entsprechenden Spannung. In die Vorrichtung kann ein Kippverstärker und ein Folgerelais sowie ein Potentiometer eingebaut sein, an dem der Sollwert, für das Ansprechen des Kippverstärkers beliebig einstellbar ist. ' ' '

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

proportionalen Meßspannung zur Erzeugung einer Patentansprüche: der Beschleunigung und/oder Verzögerung von Bewegungen proportionalen Spannung, mit einem von

1. Vorrichtung zum Differenzieren einer gege- der Meßspannung angetriebenen Motor und einem benen Meßspannung nach der Zeit, insbesondere 5 mit diesem gekuppelten, die differenzierte Meßspaneiner geschwindigkeitsproportionalen Meßspan- nung erzeugenden Generator: ·

nung zur Erzeugung einer der Beschleunigung Es ist eine Vorrichtung dieser'Art bekannt (USA.- und/oder Verzögerung von Bewegungen propor- Patentschrift 2 915'247), die" in"eine Zielvorrichtung tionalen Spannung, mit einem von der Meßspan- eingebaut ist und zwei Servomotoren, zwei Potentionung angetriebenen Motor und einem mit diesem io meter und zwei Tachometer aufweist. Der erste Sergekuppelten, die differenzierte Meßspannung er- vomotor treibt ein Potentiometer und ein Tachometer zeugenden Generator, dadurch ge kenn- an. Das Tachometer erzeugt eine geschwindigkeitszeicb.net, daß als Motor und Generator zwei proportionale Spannung, die dem zweiten Servomogleiche übliche, als Spannungsmesser ausgebildete tor zugeführt wird. Dieser zweite Servomotor treibt Zeigermeßinstrumente (Drehspulinstrumente 7, 15 das zweite Potentiometer und das zweite Tachometer 8) vorgesehen und ihre beweglichen Systeme (T, an. Dieses zweite Tachometer erzeugt eine beschleu-8') miteinander gekuppelt sind. nigungsproportionale Spannung. Tachometergenera-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- toren haben den Nachteil, daß ihre Spannung Oberkennzeichnet, daß beide Zeigermeßinstrumente wellen aufweist. Besonders bei langsam laufenden Drehspulinstrumente (7, 8) sind und ihre mitein- 20 Tachometergeneratoren treten diese Oberwellen auf. ander gekuppelten beweglichen Systeme (7', 8') Einen solchen langsam laufenden Tachometergeneramit ihren Achsen fluchten. tor stellt der zweite Tachometergenerator der er-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- wähnten Zielvorrichtung dar. Die von diesem zweiten kennzeichnet, daß die Achsen der Zeigermeßin- Tachometergenerator gelieferte Spannung ist infolge strumente (Drehspulinstrumente 7, 8) exzentrisch 25 der Oberwellen kein getreues Abbild der Beschleuniangeordnet sind. gung. Außerdem sind Tachometergeneratoren teuer.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ferner sind zum Betrieb von Servomotoren relativ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei große Leistungen notwendig, die nicht immer zur Verwendung einer geschwindigkeitsproportiona- Verfügung stehen.

len Wechselspannung für ihre Gleichrichtung ein ₃₀ Es ist weiterhin eine Vorrichtung zum Differenzie-

Gleichrichter vorgesehen ist. _ren einer Meßspannung nach der Zeit bekannt (deut-

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden sehe Auslegeschrift 1 170 688), bei der durch die ge-. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein schwindigkeitsproportionale Meßspannung ein Ma-

als Motor dienendes Drehspulinstrument vorgese- ~ gnetankersystem erregt wird, das zur Schwenkung

hen ist, dessen bewegliches System eine weitere, ₃₅ eines Kardanringes dient, in dem ein Kreisel mit um

als Generatorwicklung dienende Wicklung 90° zur Rotationsachse gedrehten Achsen gelagert

trägt. ist. Bei Schwenkung dieses Kardanringes führt die

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Kreiselachse Präzesionsbewegungen aus, die direkt Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein proportional den Beschleunigungen bzw. Verzöge-Verstärker zur Verstärkung der Generatorspan- ₄₀ rungen sind und in eine entsprechende Spannung umnung vorgesehen ist. gewandelt werden. Diese bekannte Vorrichtung hat

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden den Nachteil, daß sie_; infolge Verwendung eines Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kreisels kompliziert aufgebaut ist, so daß ihre. Hereinem geschlossenen Einbaugehäuse (Gehäuse stellung schwierig und teuer ist. Außerdem verursacht 16) angeordnet ist, das an seiner Stirnseite ein an ₄₅ die Abwanderung ,der Kreiselachse, insbesondere bei den Generator (Drehspulinstrument 8) ange- Erschütterungen, Fehler"

schlossenes Anzeigeinstrument, vorzugsweise ein Es ist weiterhin ein Beschleunigungsmesser be-

Drehspulinstrument (6) trägt. kannt (ATM V 146-1, Mai 1952, S. 103, 104), der

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- aus zwei hintereinandergeschalteten Wirbelstromtakennzeichnet, daß im Gehäuse (16) ein Rahmen ₅₀ chometermeßwerken besteht, deren Achsen miteinan-(1) zur Befestigung aller Teile vorgesehen ist, in der fluchten. Hierbei differenziert das zweite Tachodem die beiden Meßinstrumente (Drehspulinstru- metermeßwerk die Winkelgeschwindigkeit des ersten mente 7, 8) senkrecht übereinander in einem ge- Tachometermeßwerkes, so daß das zweite Tachotrennten Raum von den gegenüberliegenden Sei- metermeßwerk die Winkelbeschleunigung anzeigt. Im ten leicht zugänglich angeordnet sind. J ':■.?■-■;, : ₅₅ .Gegensatz, zu der bekannten Vorrichtung der oben

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden bezeichneten Art kann der bekannte Beschleuni-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das gungsmesser eine gegebene Meßspannung weder auf-Einbaugehäuse (Gehäuse 16) ein Kippverstärker nehmen noch nach der Zeit differenzieren.