DE867673C

DE867673C - Anordnung zur direkten Anzeige des Uhrengangs und zur automatischen Regulierung von Uhren

Info

Publication number: DE867673C
Application number: DESCH6633A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-05-19
Filing date: 1951-05-19
Publication date: 1953-02-19

Description

Anordnung zur direkten Anzeige des Uhrengangs und zur automatischen Regulierung von Uhren Einrichtungen, welche den Gang einer Uhr auf elektrischem Weg direkt anzuzeigen erlauben, sind bekannt. Solche Anordnungen arbeiten entweder mit einem verhältnismäßig großen Aufwand an Schaltmitteln, oder es werden an die Präzision einzelner Teile besonders hohe Anforderungen gestellt.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten können die von der Unruhschwingung der zu untersuchenden Uhr abgeleiteten elektrischen Impulse in einer Modulationsschaltung bekannter Art einer Hilfsfrequenz fh aufgeprägt werden, die viel höher ist als die Impulsfolgefrequenz fi. Hätte die letztere sinusförmigen Kurvenverlauf, so würden am Ausgang des Modulators unter anderen die beiden Frequenzen fh ± fi erscheinen. Die zur Anwendung kommenden Impulse weichen in ihrer Kurvenform aber stark von einer Sinusschwingung ab, weshalb sich zu beiden Seiten von fh eine große Zahl von Frequenzpaaren ausbildet: fh ± f i ; fh #- 2 f i ; fh ± 3 fi ; . . . fh ± 4t ' fi.
Bei der Frequenz fh J-- n - fi wird eine Änderung von fi eine n-mal größere Verschiebung im Spektrum erbringen als bei der ersten Seitenbandfrequenz fh -# fi. Ein Filter mit einer Durchlaßfrequenz von beispielsweise fh -E- n - fi filtert von dem ganzen Spektrum diese eine Frequenz aus. Sowohl die ausgefilterte wie auch die schon einmal verwendete Hilfsfrequenz fh werden unabhängig voneinander je einem Verzerrer zugeleitet und danach in einer Mischröhre überlagert. Angenommen, es sei fh = = kHz, ft = 5 Hz, n = 2o, so wird fh -r-- n - f= = i,i kHz. Auf diesen Wert muß also das Filter abgeglichen sein. Durch die Überlagerung der beiden verzerrten und dädurch oberwellenangereicherten Frequenzen entsteht eine Reihe von Kombinationsfrequenzen. Unter anderem bildet die zehnte Harmonische von fh + n - ft (= ii kHz) mit der Harmonischen der gleichen Ordnungszahl von fh (= io kHz) eine Differenzfrequenz f, von i kHz, welche sich dadurch auszeichnet, daß sich aus ihr sämtliche Anteile von fh herausgehoben haben, so daß man es nur noch mit einer reinen Harmonischen von f= zu tun hat. Es ist f, = 200 - fF. Weil die Hilfsfrequenz aus dem Meßvorgang wieder eliminiert wird, stellen sich die Forderungen an ihre Konstanz nicht hoch.
Die erhaltene Differenzfrequenz wird einem zweiten Filter zugeführt, dessen Resonanzfrequenz so liegt, daß f, auf die ansteigende oder abfallende Flanke seiner Resonanzkurve fällt. Am Ausgang des zweiten Filters interessiert nur noch die Größe der*von diesem gelieferten Wechselspannung, welche nunmehr der Impulsfolgefrequenz direkt proportional ist. Mittels eines Röhrenvoltmeters beispielsweise läßt sich die gewonnene Wechselspannung zur Anzeige bringen und am Zeigerinstrument nach dessen Eichung direkt in Sek./Tag ablesen.
Die Anordnung erfährt eine grundlegende Vereinfachung, wenn an Stelle der gewöhnlichen Hilfsfrequenz fh eine Normalfrequenz f" mit hoher Amplituden-, Phasen- und Frequenzkonstanz moduliert wird. Dann ist es möglich, eine dem vorangegangenen Beispiel entsprechende Seitenbandfrequenz fn + n - f= direkt auf die Flanke des Anzeigefilters zu bringen. Dadurch kommen in Wegfall ein Filter, zwei Verzerrerstufen und eine Überlagererstufe.
Nachdem ein dem Gang der zu untersuchenden Uhr proportionaler elektrischer Wert vorliegt, läßt sich dieser auch zur Steuerung eines Regelvorgangs benutzen, der so bemessen ist, daß die Uhr den gewünschten Gang annimmt. Eine mögliche 4usführungsform dieses Gedankens verstärkt in einer Elektronenröhre den im Anodenkreis des ganganzeigenden Röhrenvoltmeters fließenden Strom. Dieser verstärkte Strom durchfließt eine Spule, in welche das als Anker ausgebildete Ende eines Hebelarms etwa zur Hälfte eintaucht, wobei eine auf den Hebel wirkende Federkraft, die der Wirkung der Kraftlinien in der Spule entgegengesetzt ist, einen Gleichgewichtszustand hervorruft. Weicht der Gang der Uhr vom gebotenen Wert ab, wird sich der Gleichgewichtszustand bei einer anderen Eintauchtiefe des Ankers in der Spule einstellen als beim Mittelwert. Je nach Richtung der Gangabweichung wird der Anker tiefer in die Spule hineingezogen oder weiter herausrücken. Diese Bewegung des Hebelarms wird auf den Rücker der Uhr übertragen und bewirkt die gewünschte Korrektur. Wie sich gezeigt hat, ist es vorteilhaft, diese Bewegung mittels eines Schrittschaltwerks in kleinen Stufen und in gewissen zeitlichen Abständen ausführen zu lassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltungsanordnung zur elektrischen Gangkontrolle von Uhren nach Patent 824 474, gekennzeichnet durch die Moduherung einer Hilfsfrequenz mit von der Unruhschwingung abgeleiteten elektrischen Impulsen, wobei die Frequenzvervielfachung in der Weise durchgeführt wird, daß von dem entstehenden Seitenbandspektrum eine Frequenz im n-fachen Abstand der Impulsfolgefrequenz von der Hilfsfrequenz von einem Filtei ausgefiltert und in einem Verzerrer oberwellenangereichert, in einem Überlagerer mit der ebenfalls verzerrten Hilfsfrequenz gemischt wird, so daß Kombinationsfrequenzen entstehen, von denen eine Zwischenfrequenz, die sich aus Harmonischen der gleichen Ordnungszahl von Impulsfolgefrequenz und Hilfsfrequenz bildet, auf die Flanke eines zweiten Filters fällt und dieses zur Abgabe eines elektrischen Werts anregt, dessen Größe eine Funktion der Impulsfolgefrequenz ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsfrequenz eine Normalfrequenz moduliert wird, wodurch von dem entstehenden Seitenbandspektrum eine Frequenz im n-fachen Abstand der Impulsfolgefrequenz von der Normalfrequenz direkt auf die Flanke eines die übrigen Frequenzen sperrenden Filters gegeben wird, welches dadurch zur Abgabe eines elektrischen Wertes angeregt wird, dessen Größe eine Funktion der Impulsfolgefrequenz ist.
3. Einrichtung zur automatischen Regulierung von Uhren, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Gangabweichung der zu regulierenden Uhr entsprechender elektrischer Wert, der nach den Ansprüchen i und 2 gewonnen wird, zur Steuerung einer Mechanik dient, die auf den Rücker der Uhr eine Bewegung überträgt, welche nach Betrag und Richtung so bemessen ist, daß die Uhr auf den gewünschten Gang gebracht wird,