DE941138C

DE941138C - Electrically active pointer deflection limitation for self-compensating galvanometer amplifiers

Info

Publication number: DE941138C
Application number: DES27735A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl-Ing Dr Matuschka
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1952-03-21
Filing date: 1952-03-21
Publication date: 1956-04-05

Description

Elektrisch wirkende Zeigerausschlagsbegrenzung für selbstkompensierende Galvanometerverstärker Bei selbstkompensierenden Galvanometerverstärkern, z. B. bei lichtelektrischen und Hochfrequenzschwingkreisverstärk6rn, wirken auf das Meawerk nur sehr kleine Drehmomente. Es kommt daher bei diesen Geräten häufig vor, daß der Meßwerkzeiger oder das Kompensationsfähnchen an den mechanischen Anschlägen, die den Zeigerausschlag begrenzen, klebenbleibt. Das Drehmoment der Adhäsionskräfte zwischen dem Zeiger und dem Anschlag erreicht -nämlich die Größenordnung des von den zu messenden Größen auf das Meßwerk ausgeübten Drehmomentes. Der Zeiger bzw. das Fähnchen löst sich in diesem Fall nur nach z. B. durch Klopfen auf die Skalenscheibe verursachten mechanischen Erschütterungen vom Anschlag. Wird das Meßwerk jedoch nicht ständig überwacht, so ist in vielen Fällen überhaupt kein stabiler Betrieb eines solchen Galvanometerverstärkers möglich.Electrically acting pointer deflection limitation for self-compensating Galvanometer amplifier With self-compensating galvanometer amplifiers, z. B. In the case of photoelectric and high-frequency oscillating circuit amplifiers, they act on the Meawerk only very small torques. It is therefore often the case with these devices that the Measuring tool or the compensation flag on the mechanical stops that limit the pointer deflection, sticks. The torque of the adhesive forces between the pointer and the stop is of the order of magnitude of the torque exerted on the measuring mechanism to be measured. The pointer or in this case, the flag only loosens after z. B. by knocking on the dial caused mechanical vibrations from the stop. However, the measuring mechanism will not constantly monitored, so in many cases there is no stable operation at all such a galvanometer amplifier is possible.

Der Meßwerkzeiger löst sich erst von seinem Anschlag wenn die Meßgröße Werte in der Nähe des anderen Anschlages erreicht und springt dann sofort auf diesen anderen Anschlag um daran ebenfalls festzukleben. Diese Schwierigkeiten werden -durch die elektrisch wirkende Zeigeiausschlagsbegrenzung gemäß der Erfindung vermieden. Die Erfindung besteht darin, daß bei Überschreiten (bzw. Unterschreiten) von in der Nähe des oberen (bzw. unteren) Anschlags liegenden Eingangsmeßwerten eine von der verstärkten Ausgangsspannung abgeleitete Gegenspannung (bzw. ein entsprechender Strom) auf das Meßwerk einwirkt.The measuring tool only releases from its stop when the measured variable Reached values near the other stop and then immediately jumps to it another stop to also stick to it. These difficulties -by the electrically acting pointing limit according to the invention avoided. The invention consists in that when exceeded (or fallen below) of input measured values close to the upper (or lower) stop a counter voltage derived from the amplified output voltage (or a corresponding one Current) acts on the measuring mechanism.

Die Verstärkerausgangsspannung U ist z. B. in zwei Stromkreise, zweifesten Spannungen (Ui, U2, wobei U2 > UI)' über elektrische Ventile entgegengeschaltet. Die feste Spannung Ui hat die Größe der Verstärkerausgangsspannung, die auftritt, wenn das Meßwerk sich in der Nähe des Anschlages an der unteren Grenze des Anzeigebereichs befindet. Die feste Spannung U2 entspricht der vor Erreichen der oberen Grenze des Meßbereichs auftretenden Verstärkerausgangsspannung. Aus dem einen der obenerwähnten beiden Stromkreise wird nun bei. Erreichen der unteren Grenze des Meßwertes über ein elektrisches Ventil die Differenzspannung U1 - U mit solcher Polarität auf die Spule des Meßwerkes übertragen, daß die elektrischen" Kräfte das Meßwerk. vom Anschlag fortbewegen. Erreicht der Meßwert seine obere Grenze, so wirkt aus dem anderen Stromkreis die Differenzspannung U - U2 in entgegengesetzter Richtung auf die Meßwerkspule, und das Meßwerk wird wiederum vom oberen Anschlag mittels elektrischer Kräfte weggedrückt. In der Zeichnung sind zwei Schaltungsbeispiele des erfindungsgemäß wirkenden Zeigeranschlages schematisch dargestellt. Fig. i zeigt eine einfache Schaltung mit zwei elektrischen Ventilen, während die Fig. 2 eine vollkommener wirkende Schaltung mit vier elektrischen Ventilen darstellt.The amplifier output voltage U is z. B. in two circuits, two-fixed voltages (Ui, U2, where U2> UI) 'are connected in opposition via electrical valves. The fixed voltage Ui has the magnitude of the amplifier output voltage that occurs when the measuring mechanism is near the stop at the lower limit of the display range. The fixed voltage U2 corresponds to the amplifier output voltage occurring before the upper limit of the measuring range is reached. One of the above-mentioned two circuits now becomes at. When the lower limit of the measured value is reached via an electric valve, the differential voltage U1 - U is transmitted to the coil of the measuring mechanism with such polarity that the electrical "forces move the measuring mechanism away from the stop. When the measured value reaches its upper limit, the other circuit acts the differential voltage U - U2 in the opposite direction to the measuring mechanism coil, and the measuring mechanism is again pushed away from the upper stop by means of electrical forces. In the drawing, two circuit examples of the pointer stop acting according to the invention are shown schematically. while Fig. 2 shows a more fully functioning circuit with four electric valves.

Der Meßwerkspule i wird über die Kompensationsschaltung 2, die mit der vom Meßwerk gesteuerten Kompensationsfahne zusammenwirkt, die Meßgröße zugeführt. Die dem Eingang des Verstärkers 3 zugeführte, gegebenenfalls bereits vorverstärkte Meßspannung liegt z. B. im Bereich von io ... ioo mV. Die Ausgangsspannung U möge sich zwischen i und ro. V bewegen. Liegt der Zeiger des Meßwerkes x am unteren Anschläg, so beträgt die Ausgangsspannung z. B. o V. Legt sich das Meßwerk jedoch -gegen seinen -oberen Anschlag, so erreicht die Ausgangsspannung U z.- B. io V. Für diese angenommenen Spannungswerte wählt man beispielsweise die feste Spannung U1 = r V und die feste Spannung U2 = 9 V. Wenn sich- jetzt das Meßwerk seinem unteren Anschlag nähert und die Ausgangsspannung U kleiner als i V wird, so fließt von der Spannungsquelle Ui ein Strom durch den Widerstand 5 und das elektrische Ventil 7. Der durch diesen Strom verursachte Spannungsabfall am Widerstand 5 wird auf die Spule i des Meßwerlees übertragen, und das Meßwerk wird durch elektrische Kräfte vom unteren mechanischen Anschlag fortgedrückt. Nähert sich das Meßwerk seinem oberen mechanischen Anschlag und übersteigt die Ausgangsspannung U die Größe von U2 = 9 V, so fließt ein der Differenzspannung U - U2 entsprechender Strom über das elektrische Ventil 6 und den Widerstand q.. Der. im Widerstand q. auftretende Spannungsabfall wird wiederum. der Spule i zugeführt und treibt das Meßwerk vom oberen Anschlag fort. Statt der in der Fig. r eingezeichneten festen Spannungsquellen. Ui und U2 kann eine gemeinsame Spannungsquelle mit einem entsprechenden Abgriff oder auch ein Spannungsteiler verwendet werden.The measured variable is fed to the measuring mechanism coil i via the compensation circuit 2, which interacts with the compensation flag controlled by the measuring mechanism. The measuring voltage supplied to the input of the amplifier 3, possibly already preamplified, is z. B. in the range of io ... ioo mV. The output voltage U may be between i and ro. V move. If the pointer of the measuring mechanism x is at the lower stop, the output voltage is z. B. o V. If, however, the measuring mechanism lies against its upper stop, the output voltage U reaches e.g. io V. For these assumed voltage values, one chooses, for example, the fixed voltage U1 = r V and the fixed voltage U2 = 9 V. When the measuring mechanism approaches its lower stop and the output voltage U is less than i V, a current flows from the voltage source Ui through the resistor 5 and the electric valve 7. The voltage drop across the resistor 5 caused by this current is transferred to the coil i of the measuring mechanism, and the measuring mechanism is pushed away from the lower mechanical stop by electrical forces. If the measuring mechanism approaches its upper mechanical stop and the output voltage U exceeds the size of U2 = 9 V, a current corresponding to the differential voltage U - U2 flows through the electric valve 6 and the resistor q .. Der. in resistance q. occurring voltage drop will turn. the coil i is supplied and drives the measuring mechanism away from the upper stop. Instead of the fixed voltage sources shown in FIG. A common voltage source with a corresponding tap or a voltage divider can be used for Ui and U2.

Es -ist auch eine Verbesserung dieser Schaltung möglich, die den Zweck hat, den in der Sperrichtung der Ventile 6 und 7 fließenden Reststrom zu verringern. Wenn als elektrische Ventile kleine Trocken-` Bleichrichter verwendet werden, so haben diese beispielsweise einen Widerstand von etwa ioo S2 in Durchlaßrichtung und einen solchen von etwa io ooo Q in Sperrichtung. Es wird nun ein beiden Stromkreisen gemeinsamer Widerstand etwa von der Größe der Durchlaßwiderstände der Ventile eingeschaltet - also in dem angenommenen Beispiel etwa ioo SZ - dessen Spannungsabfall wiederum der Meßwerkspule zugeführt wird. @ In Serie mit den Ventilen 6, 7 wird je ein weiterer Widerstand etwa in der Größenordnung von einigen tausend d2 gelegt.There - an improvement in this circuit is also possible that will serve the purpose has to reduce the residual current flowing in the blocking direction of the valves 6 and 7. If small dry bleaching funnels are used as electric valves, then so they have, for example, a resistance of about 100 S2 in the forward direction and one of about 10,000 Q in the reverse direction. It will now be one of two circuits common resistance about the size of the resistance of the valves switched on - so in the assumed example about 100 SZ - its voltage drop in turn the measuring mechanism coil is fed. @ In series with valves 6, 7 there is one further Resistance placed on the order of a few thousand d2.

Schaltet man nun zusätzlich j e ein weiteres Ventil umgekehrter DurchlaBrichtung - so ein, daß zwei Stromverzweigungen entstehen, die hinter dem gemeinsamen Widerstand (von ioo Q) zusammentreffen, so ergibt sich folgender Vorteil: Da der Widerstand der zusätzlichen Ventile in Durchlaßrichtung nur etwa ioo 0 beträgt, fließt jetzt nur der hundertste Teil des Rückströmes durch den gemeinsamen Widerstand, während der ' überwiegende Teil dieses Stromes über die beiderf zusätzlichen Ventile fließt, so daß in dem gemeinsamen Widerstand kein Spannungsabfall erzeugt werden kann. Auf die Spule des- Meßwerkes wirken somit nur. dann elektrische Rückstellkräfte, wenn Strom in der Durchlaßrichtung der Ventile 6 und 7 fließt, d. h. kurz bevor die mechanischen Anschläge erreicht werden.If one now additionally switches on a further valve in the opposite direction of flow - in such a way that two current branches occur which meet behind the common resistance (from 100 Q), the following advantage results: Since the resistance of the additional valves in the flow direction is only about 100 0 Now only the hundredth part of the return flow flows through the common resistance, while the 'predominant part of this current flows through the two additional valves, so that no voltage drop can be generated in the common resistance. Only act on the coil of the measuring mechanism. then electrical restoring forces when current flows in the forward direction of the valves 6 and 7, ie shortly before the mechanical stops are reached.

Claims

PATENT CLAIMS: i. - Electrically active pointer deflection limit for self-compensating galvanometer amplifiers, characterized in that when the input measured values in the vicinity of the upper (or lower) stop are exceeded (or not reached), a counter voltage derived from the amplified output voltage (or a corresponding current) is applied to the measuring mechanism acts. Circuit arrangement - according to claim i, characterized in that the amplifier output voltage - (U) has two fixed voltages (Ui and U2, where U2 > Ui) in two circuits g. B. is switched in the opposite direction via electrical valves and from one circuit the differential voltage U1 - U in one direction and from the other circuit the difference (U-U2) in the opposite direction acts on the amplifier input. 3. Circuit arrangement according to claim i and 2, characterized by fixed voltages (Ui and U2) of the size of the output voltage occurring shortly before reaching the mechanical measuring mechanism or pointer stops: q .. circuit arrangement according to claim z or the following, characterized in that the fixed voltages a Voltage divider can be taken. G. Circuit arrangement according to claim z or the following, characterized by an electric valve and a resistor in the order of magnitude of the blocking resistances of the valves in each of the two circuits and a common resistance for both circuits, corresponding to the flow resistance of the valves, as well as a further additional valve with opposite one Forward direction in parallel connection.