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Einrichtung zur elektrischen Übertragung oder Steuerung bzw. Überwachung von Bewegungs- vorgängen.
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Übertragung oder Steuerung bzw. Überwachung von Bewegungsvorgängen, wie solche zum gleichsinnigen Ausführen von. Bewegungen am entfernten Ort, sei es zur Steuerung von Werkzeugen nach Abtastergebnissen, zum Einstellen von Geräten oder Anzeigeeinrichtungen oder zu sonstigen Zwecken dienen. Zu diesen Zwecken ist es bekannt, eine aus zwei Spannungsteilern (Potentiometern) bestehende Brückenschaltung anzuwenden, bei der ein Spannungsteiler am Sender, der andere am Empfangsort angeordnet ist und bei denen die im Diagonalzweig auftretende Spannung eine Einstellkraft auslöst, die auf den empfangsseitigen Spannungsteiler so lange verstellend wirkt, als an den Enden des Diagnonalzweiges ein Spannungsunterschied herrscht.
Die Spannung fällt nun bei Annäherung an den Nullwert unter die als Sehwellenwert zu bezeichnende Grösse, auf die die Einstellkraft noch anspricht, so dass innerhalb eines gewissen Bereiches beiderseits des Nullwertes einer Spannungsänderung im Diagonalzweig keine wirksame Einstellkraft entspricht.
Die dadurch verursachte Ungenauigkeit ist naturgemäss um so grösser, je grösser der Schwellenwertbereich ist. Die Erfindung betrifft nun Einrichtungen zur Erhöhung der Genauigkeit der elektrischen Übertragung, Steuerung oder Überwachung von Bewegungsvorgängen und besteht im wesentlichen in der Anwendung von sinkender Einstellkraft deren Schwellenwertsbereich verkleinernden Mitteln, die erst wirksam werden, sobald sich die Spannung im Diagonalzweig dem Nullwert nähert.
In der Zeichnung dient Fig. 1 zur Erläuterung der Erfindungsgrundlagen. Die Fig. 2-9 zeigen schematisch Ausführungsbeispiele gemäss der Erfindung.
In dem Schaubild Fig. 1 sind senkrecht zur Achse X-X die Spannungen aufgetragen, die im Diagonalzweig der Brückenschaltung bei der Annäherung an den Nullspannungspunkt 0 auftreten.
Es ergibt sich die Kennlinie K, die keinesfalls eine Gerade ist, da mit Annäherung an den Nullwert der in den Potentiometerzweigen fliessende Strom und der durch diesen bedingte Spannungsabfall immer kleiner wird, so dass die Spannung weniger als linear abnimn't. Werden mit + E und - E die Spannungsgrenzen (Sehwellenwerte) bezeichnet, unter denen die Einrichtung nicht mehr anspricht, so ist ersichtlich, dass innerhalb der der Strecke A entsprechenden Verschiebung des Potentiometerkontaktes keine Verstellkräfte mehr zur Wirkung kommen. Die Strecke A ist daher ein Mass für die Genauigkeitsgrenze der Einrichtung.
Werden gemäss der Erfindung Mittel angeordnet, die das Auftreten eines Stromes im Diagonalzweig und damit einen Spannungsabfall in den Brückenzweigen verhindern, so wird der Spannungsverlauf in der Nähe des Nullpunktes nach der Geraden k (Fig. 1) erfolgen. Dadurch wird der Schwellenwertsbereich von A auf a vermindert.
Wird statt eines einfachen Widerstandsdrahtes, der eine stetige Widerstandsänderung ergibt, ein gewickelter Widerstand oder ein sonstiger stufenförmig wirkender Widerstand verwendet, so entbtel1t etwa die striehlierte Kennlinie K1, die ebenfalls im Bereich A unterhalb des Schwellenwertes + E liegt. Wird in der Nähe des Nullwertes ein doppelt so fein abgestufter Widerstand wirksam gemacht (strichpunktierte Kennlinie K2), so wird, wie ersichtlich, der Schwellenwertsbereieh A2 und damit die mögliche Fehlergrenze auf die Hälfte verringert.
Wird in der Nähe des Nullwertes ein später beschriebenes Mittel wirksam gemacht, das die Kennlinie, wie k1 zeigt, steiler stellt, so wird der Sehwellenwertsbereich auf At eingeschränkt, die Genauigkeit demnach entsprechend vergrössert.
Fig. 2 zeigt eine grundsätzliche Anordnung gemäss der Erfindung. Am Gebeort ist die Potentiometerwicklung 1 mit ihrem beweglichen Kontakt 2 angeordnet, dessen Stellung durch den Kontakt 4
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der Wicklung 3 zu kopieren ist. Die Wicklungen 1 und 3 liegen an gleicher Spannung. In den die Kontakte 2 und 4 verbindenden Diagonalzweig 5 sind nur die inneren Widerstände der Elektronenröhren 6 und 7 gelegt, die gegensinnig parallel geschaltet sind. Die Schaltung unterscheidet sich von andern Schaltungen, die zur Verstärkung der Diagonalzweigspannung dienen, dadurch, dass hier ausser dem inneren Widerstand der Röhren kein anderer Widerstand eingeschaltet ist. Hiedurch wird bewirkt, dass die sonst auftretende Krümmung der Kennlinie J (Fig. t) vermieden wird.
Es ergibt sich eine Kennlinie k (Fig. 1), die gerade verläuft, wodurch der Sehwellenwertsbereieh der Einstellbewegung von
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möglichst kleingehalten ist. Der Kontakt 4 wird mittels der in die Mutter 8 eingreifenden Schraubenspindel 9 je nach deren Drehung im einen oder andern Sinne verstellt. Zu diesem Zwecke greifen in das Kegelrad 10 die vom Motor 13 angetriebenen Kegelräder 11 und 12 ein, die fallweise durch die elektromagnetischen Kupplungen 14 und 15 mit dem Motor gekuppelt werden. Die Kupplung erfolgt entsprechend dem durch die Diagonalspannung in den Röhren 6 oder 7 gesteuerten Strom in dem zugehörigen Kegelrad, wodurch die Spindel 9 in dem einen oder andern Sinne gedreht wird und dementsprechend der Kontakt 4 die Stellung des Kontaktes 2 kopierend verstellt.
Durch die Verstellbewegung des Kontaktes 4 kann unmittelbar oder mittelbar, wie bekannt, ein Werkzeug, ein Zeiger oder ein anderes einzustellendes Gerät (Fernrohr, Scheinwerfer, Geschütz, eine Steuervorrichtung od. dgl. ) verstellt werden.
Fig. 3 zeigt unter Weglassung des auch hier erforderlichen Bewegungsmechanismus 8 bis 15 eine Abänderung der Schaltung nach Fig. 2. Hier werden durch das mechanisch oder elektrisch angetriebene in rascher Folge wirkende, z. B. rotierende oder schwingende Umschalterpaar 16 die Röhren 6 und 7 abwechselnd in den Diagonalzweig 5 geschaltet. Der Gitterkreis der jeweils nicht eingeschalteten Röhre wird vorteilhaft gleichzeitig durch einen mit dem Umschalter gleichlaufend bewegten Schalter 16'kurzgeschlossen, um eine Beeinflussung des offenen Gitterkreises zu verhindern. Die Schaltung gemäss Fig. 3 ergibt einen wesentlich einfacheren und wirksameren Aufbau. Die Vereinfachung besteht darin, dass für beide Röhren gemeinsame Stromquellen verwendet werden können.
Da die Röhren auf Stromstösse wirksamer ansprechen als auf gleitende Stromänderungen, wird die Einrichtung empfindlicher und die Ankopplung allfälliger Verstärkerstufen in der für Wechselstrom üblichen Weise möglich.
Fig. 4 zeigt schematisch ein anderes Mittel zur Erhöhung der Genauigkeit, das ohne oder in Verbindung mit der Verstärkereinrichtung nach den Fig. 2 und 3 angewendet werden kann und im wesent- lichen aus einem Spannungsteiler zur Feineinstellung besteht, der auf einen an der Gesamtspannung liegenden Grundwiderstand spannungsteilend verstellbar ist.
Auf den am Sende-und Empfangsort liegenden Grundwiderständen 1 und 2 sind Widerstände- und 18 verschiebbar, die mit den Kontakten 19, 20 bzw. 21, 22 einen Teil der Gesamtspannung abgreifen.
Auf den Widerständen 17 und 18 gleiten die Kontakte 2 bzw. 4, die durch den Diagonalzweig 5 verbunden sind. Dadurch, dass ein entsprechend kleiner Teil der Einstellänge der Widerstände 1 bzw. 3 auf eine entsprechend lange Widerstandswicklung 17 bzw. 18 aufgeteilt ist, kann der Einstellweg der Kontakte 2 und 4 in bezug auf den Einstellweg auf dem Grundwiderstand und damit die Genauigkeit um ein Vielfaches vergrössert werden.
Ein weiterer Effekt besteht darin, dass in der Nähe des Nullwertes des Diagonalstromes lediglieh die Kontakte für die Feineinstellung bewegt werden brauchen, nicht aber jene für die Grobeinstellung. Die Kontakte 19, 20 samt dem Widerstand 17 (Fig. 4) bzw. die analogen Teile 18, 21, 22 können somit stillstehen, so dass in der Nähe des Nullpunktes, also wenn die Einstellkräfte schon klein sind, kleinere Massen zu bewegen bzw. stillzusetzen sind.
Durch die Kombination einer mit Nullwerteinstellung arbeitenden Potentiometerschaltung und eines auf einem grobstufigen Widerstand verstellbaren feinstufigen Widerstandes wird also durch die Verringerung der zu bewegenden Massen bei Annäherung an den Nullwert gegenüber den bisherigen Einrichtungen ein wesentlicher Vorteil erzielt.
Die Einrichtung kann natürlich auch nur allein am Sende-oder Empfangsteil der Brückenschaltung vorgesehen werden.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform nach dem Schema der Fig. 4. Der Widerstand 1 wirkt als Grundwiderstand von dem der drehbare Widerstand 17 einen Teil der Spannung mittels der Kontakte 19 und 20 abgreift. Der hebelförmige Kontakt 2 gleitet am Widerstand 1"1 und nimmt diesen beim Auftreffen auf die Anschläge 23 oder 24 in dem einen oder andern Sinne mit. Beträgt z. B. die Bogenlänge des Widerstandes 17 das Zehnfache des von den Kontakten 19 und 20 abgegriffenen Bogenstüekes des Widerstandes 1, so wird schon bei gleicher Wicklungsfeinheit der beiden Widerstände die Genauigkeit der Spannungsteilung auf das Zehnfache erhöht.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform eines Doppelspannungsteilers nach dem Grundsatz
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kontakt 2, der auf dem kreisbogenstückförmigen Widerstand 17 schleift. Die Enden des Widerstandes 17 liegen mittels der Abnahmekontakte 19 und 20 an verschiedenen Punkten der Wicklung 1. Stehen die Kontakte 19 und 20 z. B, um eine halbe Wicklung voneinander ab, so muss der Widerstand 17 ein Halb-
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kreis sein. Allgemein muss der Widerstand 17 den sovielten Teil eines vollen Kreises betragen, als dem Teil entspricht, den die Kontakte 19 und 20 von einer vollen Windung des Widerstandes 1 abgreifen.
Der Widerstand 17 trägt an den Enden Anschläge 23, 24, durch die beim Auftreffen des Hebelkontaktes 2 der Widerstand 17 samt den Kontakten 19 und 20 um die Achse 25 gedreht wird.
Um den in Fig. 1 dargestellten Spannungsverlauf Kl zu erzielen, dient die Schaltanordnung nach Fig. 7. In dieser werden zwei Brückenschaltungen gleichzeitig wirksam gemacht, u. zw. derart, dass die eine die Spannungsverteilung über den Gesamtweg überwacht, während bei der zweiten Brückenschaltung schon auf einem Bruchteil des Gesamtweges die gesamte Spannung durchlaufen wird, so dass sie während des gesamten Weges mehrmals nacheinander über den vollen Bereich abgegriffen wird. Die Abnahmekontakte 2 und 4 durchlaufen am Sende-bzw. Empfangsort den Gesamtweg auf den Widerständen 1 und 3.
Die Anordnung des Verstärkers und der Bewegungsvorrichtung am Empfänger ist die gleiche wie in Fig. 2.
Von letzterer sind lediglich die Kupplungswicklungen 14 und 15 dargestellt. Neben den Widerständen 1 und 3 sind Gruppen von Widerständen 26 und 29 angeordnet, von denen jeder an der Gesamtspannung liegt. Zur Vermeidung der durch die stromlosen Stellen zwischen diesen Widerständen auftretenden Totpunkte sind zwei entsprechend versetzte zwangläufig miteinander und den Kontakten 2 und 4 bewegte Kontaktpaare 27, 28 bzw. 30 und 31 vorgesehen, deren Diagonalzweige 32 bzw. 33 durch den (wie zu Fig. 3 beschrieben) Umschalter 34 rasch abwechselnd an die Verstärkereinrichtung 35, 36 gelegt werden.
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Wicklungen 14 und 15 gesteuerten Kupplungen zugeführt, so dass die Wirkung beider Verstärker summiert wird.
Die Verstärkungswirkung der Röhren 35 und 36 muss so begrenzt sein, dass der Höehststrom kleiner ist als jener Strom, der in den Röhren 6 und 7 auftritt, wenn die Kontakte 2 und 4 eine Unstimmigkeit besitzen, die der Grösse des Kontaktweges auf dem Gruppenwiderstand (26 bzw. 29) entspricht. Dies ist erforderlich, um ein Überspringen eines ganzen Gruppenwiderstandes zu verhindern. Statt Gruppen von Widerständen 26 bzw. 29 anzuordnen, kann auch ein einziger Widerstand vorgesehen sein, der mehrmals durchlaufen wird, wenn der Widerstand 1 bzw. 3 einmal bestrichen wird. Fig. 8 zeigt schematisch eine Ausführung gemäss letzterer Möglichkeit, die an der Sende-und Empfangsseite gleichartig ausgeführt sein kann.
Der Widerstand 1 ist in Form einer Schraubenlinie ausgebildet, auf der der axial verschiebbare Rollkontakt 2 um die Achse 26 geführt wird. Auf der Achse 25 sitzen ferner die hebelartigen Kontakte 27 und 28, die den kreisförmigen Widerstand 26 bestreichen. Die Kontakte 27 und 28 sind so gegeneinander versetzt, dass immer jedenfalls einer mit dem Widerstand Berührung hat, falls der andere an der Unterbrechungsstelle steht. Die Spannung wird über die Schleifringe 3"1, 38 an die Diagonalzweige 32 und 33 geführt, welch letztere zum Umschalter 34 (Fig. 7) führen. Während der Kontakt 2 in mehreren Um- drehungen den Widerstand 1 durchläuft, durchlaufen die Kontakte 27 und 28 wiederholt den Widerstand 26.
Fig. 9 zeigt für die gleiche Mehrfachpotentiometeranordnung wie Fig. 7 bzw. 8 eine nach dem in Fig. 3 gezeigten Grundsatz aufgebaute Verstärker anordnung, die jedoch zur Erhöhung der Ver- stärkungswirkung zweistufig ausgebildet ist. Die Diagonalzweige 5, j'2 und 33, die den mit gleichen Nummern bezeichneten Diagonalzweigen der Fig. 7 entsprechen, sind folgendermassen geschaltet. Der
Diagonalzweig 6 ist in gleicher Weise wie in Fig. 3 gezeigt, über den Umschalter 16 an die Röhren 6 und 7 geführt. Die Diagonalzweige 32 und 33 sind wie in Fig. 7 über den Umschalter 34 dem zugehörigen Ver- stärker zugeführt. Der Verstärker ist ebenso wie der des Diagonalzweiges 5 aus einem Umschalter 16 und den Röhren 35, 36 aufgebaut.
Die durch einen mechanischen oder elektrischen Antrieb bewirkte
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wie angedeutet, mechanisch verbunden sind. Für die Verstärkungswirkung der Röhren 35 und 36 gelten die gleichen Bedingungen, wie sie zur Schaltung Fig. 7 bereits ausgeführt wulden. Die zweite Verstärkungsstufe mit den Röhren 44, 46 ist unmittelbar mit dem Anodenkreis der Röhren 6 und 7 bzw.
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Verminderung der negativen Gittervorspannung der Röhre 46 und damit eine Erhöhung des von dieser Röhre gelieferten Anodenstromes. Durch die beschriebene Schaltung wird also eine wechselseitige Unterstützung der beiden Röhren erzielt.
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bewegenden Gerätes kann dann z. B. von Hand aus nach der jeweiligen Zeigerstellung erfolgen.
In der Schaltung nach Fig. 3 kann auch eine Zeiehengebung durch Kopfhörer erfolgen, die an Stelle der Kupplungen 14 und 15 gesetzt werden. Die die Steuerung betätigende Person empfängt entsprechend der Kontaktstellung entweder im rechten oder linken Ohr die Unterbreeherzeichen, die bei richtiger Einregelung des Kontaktes 4 abklingen. Es können mehrere Einrichtungen, z. B. eine solche für die Verstellbewegung in der Lotrechten mit einer solchen für die Verstellbewegung in der Waagrechten unter Vorkehrung nur einer gemeinsamen Verstärkereinrichtung verbunden werden. Zu diesem Zwecke werden die einzelnen Diagonalzweige durch eine an sich bekannte Umschaltevorrichtung rasch wechselnd an den Verstärkereingang gelegt.
Die verstärkten Ströme werden durch eine gleichlaufende Umschaltevorrichtung wieder sinngemäss den zugehörigen Steuerorganen zugeführt. Um die Schaltstösse auszugleichen, werden in bekannter Weise Kondensatoren vorgesehen.
Um über einen grossen Regelbereich mit entsprechender Genauigkeit einstellen zu können, sind grosse Längen der Potentiometerwiderstände erforderlich. Die Widerstände werden daher, wie in den Fig. 6 und 8, dargestellt in Form von Schraubenwindungen angeordnet, so dass sich der gesamte AbgTeif- vorgang über eine Anzahl von Umdrehungen erstreckt. Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, den Widerstand schraubenförmig auf einen isolierenden Zylinder zu wickeln, z. B. in Schraubennuten des Isolierkörpers einzulegen. Die Abgreifkontakte 2 bzw. 19, 20 werden vorteilhaft als Rollen ausgeführt, die axial verschiebbar gelagert sind und sich selbst vorteilhaft am Widerstand bzw. in der Schraubennut führen, so dass sie entsprechend der Drehung eine Axialverschiebung erfahren.
Statt in einer zylindrischen, kann der Potentiometerwiderstand auch in einer kegelförmigen Schraubenlinie oder einer ebenen Spirale gewickelt werden. Dies kann vorteilhaft sein, wenn es z. B. erwünscht ist, eine Verstellbewegung gegen ein Ende zu mit grösserer Genauigkeit zu überwachen bzw. zu übertragen.
Die beschriebene Anordnung des Potentiometerwiderstandes in Schraubenlinien bietet den wesentlichen Vorteil, dass eine beliebige Zahl von Umdrehungen unmittelbar übertragen bzw. überwacht werden kann, ohne dass eine Umdrehung übersprungen wird.
Die durch die erfindungsgemässen Mittel erzielbare Empfindlichkeit in der Nähe des Nullwertes
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verursachen, so dass die richtige Stellung nur in abklingenden Pendelungen zu erreichen wäre. Die Erfindung sieht daher Massnahmen vor, um diese Einstellstörungen zu unterdrücken. Die eine Möglichkeit besteht in bewegungshemmenden Organen, die elektrisch in der Unwirksamstellung gehalten werden, wie Bremsen, Sperrklinken od. dgl., die beim Erreichen des Nullwertes im Diagonalzweig wirksam werden.
Es können z. B. eine Bremse und eine Sperrklinke derart miteinander angewendet werden, dass die Bremse die Einstellungsbewegung bei Annäherung an Nullstellung verzögert und die Sperrklinke bei Erreichung derselben einfällt. Es können auch zwei Antriebssysteme für die Einstellbewegung derart kombiniert werden, dass das eine die Grobeinstellung und das andere die Feineinstellung innerhalb eines begrenzten Einstellweges ausführt.
Ein anderes Mittel zur Unterdrückung der mechanischen Einstellschwingungen besteht darin, dem Abnahmekontakt eine dauernde mechanische Schwingung zu erteilen, wobei die Amplitude des Abnahmekontaktes unter der zulässigen Fehlergrenze gehalten wird. Dadurch wird eine Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit erzielt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur elektrischen Übertragung oder Steuerung bzw. Überwachung von Bewegungsvorgängen nach dem Kompensationsverfahren unter Verwendung einer Brückenschaltung, bei der die Einstellkraft durch die Spannung im Diagonalzweig ausgelöst wird, gekennzeichnet durch mit sinkender
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die Spannung im Diagonalzweig dem Nullwert nähert (Fig. 1).
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Device for electrical transmission or control or monitoring of movement processes.
The invention relates to devices for the transmission or control or monitoring of movement processes, such as those for executing in the same direction. Movements at a remote location, be it for controlling tools according to scanning results, for setting devices or display devices or for other purposes. For these purposes it is known to use a bridge circuit consisting of two voltage dividers (potentiometers), in which one voltage divider is arranged at the transmitter, the other at the receiving location and in which the voltage occurring in the diagonal branch triggers an adjustment force that is applied to the voltage divider on the receiving side for so long has an adjusting effect when there is a voltage difference at the ends of the diagnostic branch.
When approaching the zero value, the voltage now falls below the value to be referred to as the visual wave value to which the setting force still responds, so that within a certain range on both sides of the zero value a voltage change in the diagonal branch does not correspond to an effective setting force.
The inaccuracy caused by this is naturally greater the greater the threshold value range. The invention now relates to devices for increasing the accuracy of the electrical transmission, control or monitoring of movement processes and consists essentially in the use of a decreasing setting force which reduces the threshold value range and which only become effective as soon as the voltage in the diagonal branch approaches zero.
In the drawing, FIG. 1 serves to explain the principles of the invention. FIGS. 2-9 schematically show exemplary embodiments according to the invention.
In the diagram of FIG. 1, the voltages are plotted perpendicular to the axis X-X which occur in the diagonal branch of the bridge circuit when the zero voltage point 0 is approached.
The result is the characteristic K, which is by no means a straight line, since as the zero value approaches the current flowing in the potentiometer branches and the voltage drop caused by this becomes smaller and smaller, so that the voltage decreases less than linearly. If + E and - E denote the voltage limits (visual wave values) below which the device no longer responds, it can be seen that within the displacement of the potentiometer contact corresponding to distance A, no adjustment forces are effective. The distance A is therefore a measure for the accuracy limit of the device.
If, according to the invention, means are arranged which prevent the occurrence of a current in the diagonal branch and thus a voltage drop in the bridge branches, the voltage curve will take place in the vicinity of the zero point along straight line k (FIG. 1). This reduces the threshold range from A to a.
If, instead of a simple resistance wire, which results in a constant change in resistance, a wound resistor or some other step-like resistor is used, the striated characteristic curve K1, which is also in the area A below the threshold value + E, is lost. If a resistance that is twice as finely graduated is made effective in the vicinity of the zero value (dash-dotted characteristic curve K2), then, as can be seen, the threshold value range A2 and thus the possible error limit is reduced by half.
If, in the vicinity of the zero value, a means, described later, which makes the characteristic curve steeper, as shown by k1, is restricted to the visual wave value range to At, and the accuracy is accordingly increased accordingly.
Fig. 2 shows a basic arrangement according to the invention. The potentiometer winding 1 with its movable contact 2 is arranged at the command, the position of which is determined by the contact 4
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the winding 3 is to be copied. Windings 1 and 3 have the same voltage. In the diagonal branch 5 connecting the contacts 2 and 4, only the internal resistances of the electron tubes 6 and 7 are placed, which are connected in parallel in opposite directions. The circuit differs from other circuits that serve to amplify the diagonal branch voltage in that, apart from the internal resistance of the tubes, no other resistance is switched on. This has the effect that the otherwise occurring curvature of the characteristic curve J (Fig. T) is avoided.
The result is a characteristic curve k (FIG. 1), which runs straight, whereby the visual wave value range of the adjustment movement of
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is kept as small as possible. The contact 4 is adjusted in one sense or the other by means of the screw spindle 9 engaging in the nut 8, depending on its rotation. For this purpose, the bevel gears 11 and 12, which are driven by the motor 13, mesh with the bevel gear 10, which bevel gears 11 and 12 are coupled to the motor by the electromagnetic clutches 14 and 15. The coupling takes place according to the current controlled by the diagonal voltage in the tubes 6 or 7 in the associated bevel gear, whereby the spindle 9 is rotated in one sense or the other and accordingly the contact 4 adjusts the position of the contact 2 by copying.
By adjusting movement of the contact 4, a tool, a pointer or another device to be adjusted (telescope, searchlight, gun, a control device or the like) can be adjusted directly or indirectly, as is known.
Fig. 3 shows, omitting the movement mechanism 8 to 15, which is also required here, a modification of the circuit according to FIG. 2. Here, by the mechanically or electrically driven in rapid succession, z. B. rotating or oscillating switch pair 16, the tubes 6 and 7 switched alternately in the diagonal branch 5. The grid circle of the tube that is not switched on is advantageously short-circuited at the same time by a switch 16 ′ that is moved in parallel with the changeover switch in order to prevent the open grid circle from being influenced. The circuit according to FIG. 3 results in a much simpler and more effective structure. The simplification is that common power sources can be used for both tubes.
Since the tubes respond more effectively to current surges than to sliding current changes, the device becomes more sensitive and the coupling of any amplifier stages is possible in the usual way for alternating current.
4 schematically shows another means for increasing the accuracy, which can be used without or in conjunction with the amplifier device according to FIGS. 2 and 3 and essentially consists of a voltage divider for fine adjustment, which is connected to the total voltage Base resistance is voltage-dividing adjustable.
Resistors 18 and 18 can be displaced on basic resistors 1 and 2 located at the sending and receiving locations, and they pick up part of the total voltage with contacts 19, 20 and 21, 22, respectively.
The contacts 2 and 4, which are connected by the diagonal branch 5, slide on the resistors 17 and 18. Because a correspondingly small part of the adjustment length of the resistors 1 or 3 is divided into a correspondingly long resistor winding 17 or 18, the adjustment travel of the contacts 2 and 4 in relation to the adjustment travel on the basic resistance and thus the accuracy can be many times over be enlarged.
Another effect is that in the vicinity of the zero value of the diagonal current, only the contacts need to be moved for fine adjustment, but not those for coarse adjustment. The contacts 19, 20 together with the resistor 17 (FIG. 4) or the analog parts 18, 21, 22 can thus stand still, so that in the vicinity of the zero point, i.e. when the setting forces are already small, smaller masses can be moved or are to be shut down.
The combination of a potentiometer circuit operating with zero value setting and a finely graduated resistor adjustable on a coarse resistor means that a significant advantage is achieved over previous devices by reducing the masses to be moved when approaching the zero value.
The device can of course also be provided only on its own at the transmitting or receiving part of the bridge circuit.
FIG. 5 shows an embodiment according to the scheme of FIG. 4. The resistor 1 acts as a basic resistor from which the rotatable resistor 17 taps off part of the voltage by means of the contacts 19 and 20. The lever-shaped contact 2 slides on the resistor 1 ″ 1 and takes it with it in one sense or the other when it hits the stops 23 or 24. If, for example, the arc length of the resistor 17 is ten times the arc length tapped by the contacts 19 and 20 of resistor 1, the accuracy of the voltage division is increased tenfold with the same winding fineness of the two resistors.
Fig. 6 shows another embodiment of a dual voltage divider according to the principle
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contact 2, which slides on the resistor 17 in the form of a circular arc piece. The ends of the resistor 17 are by means of the pick-up contacts 19 and 20 at different points of the winding 1. Are the contacts 19 and 20 z. B, by half a turn from each other, the resistor 17 must be a half
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be circle. In general, the resistor 17 must be as much as the part of a full circle that corresponds to the part that the contacts 19 and 20 tap off of a full turn of the resistor 1.
The resistor 17 has stops 23, 24 at the ends, through which the resistor 17 together with the contacts 19 and 20 is rotated about the axis 25 when the lever contact 2 strikes.
In order to achieve the voltage profile Kl shown in FIG. 1, the switching arrangement according to FIG. 7 is used. In this two bridge circuits are made effective at the same time, u. Zw. In such a way that one monitors the voltage distribution over the entire path, while the second bridge circuit already runs through the entire voltage on a fraction of the total path, so that it is tapped several times over the full range during the entire path. The acceptance contacts 2 and 4 pass through on the send or. Receiving location is the total path on resistors 1 and 3.
The arrangement of the amplifier and the movement device on the receiver is the same as in FIG. 2.
Of the latter, only the clutch windings 14 and 15 are shown. In addition to the resistors 1 and 3, groups of resistors 26 and 29 are arranged, each of which is connected to the total voltage. To avoid the dead points occurring between these resistors due to the currentless points, two correspondingly offset pairs of contacts 27, 28 and 30 and 31, which are inevitably moved with one another and the contacts 2 and 4, are provided, their diagonal branches 32 and 33 through the (as in Fig. 3 described) changeover switches 34 are quickly alternately applied to the amplifier device 35, 36.
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Windings 14 and 15 are fed to controlled clutches, so that the effect of both amplifiers is summed.
The reinforcing effect of the tubes 35 and 36 must be limited in such a way that the maximum current is smaller than the current that occurs in the tubes 6 and 7 if the contacts 2 and 4 have a discrepancy that corresponds to the size of the contact path on the group resistor (26 or 29). This is necessary to prevent an entire group resistor from being skipped. Instead of arranging groups of resistors 26 or 29, a single resistor can also be provided, which is passed through several times when the resistor 1 or 3 is coated once. FIG. 8 schematically shows an embodiment according to the latter possibility, which can be carried out in the same way on the transmitting and receiving side.
The resistor 1 is designed in the form of a helical line on which the axially displaceable rolling contact 2 is guided around the axis 26. The lever-like contacts 27 and 28, which line the circular resistor 26, are also seated on the axis 25. The contacts 27 and 28 are offset from one another in such a way that one always has contact with the resistor if the other is at the point of interruption. The voltage is fed via slip rings 3 ″ 1, 38 to diagonal branches 32 and 33, the latter leading to changeover switch 34 (FIG. 7). While contact 2 passes through resistor 1 in several revolutions, contacts 27 and 32 pass through 28 repeats resistor 26.
FIG. 9 shows, for the same multiple potentiometer arrangement as FIG. 7 or 8, an amplifier arrangement constructed according to the principle shown in FIG. 3, which, however, is designed in two stages to increase the amplification effect. The diagonal branches 5, j'2 and 33, which correspond to the diagonal branches denoted by the same numbers in FIG. 7, are connected as follows. The
Diagonal branch 6 is in the same way as shown in FIG. 3, via the changeover switch 16 to the tubes 6 and 7. As in FIG. 7, the diagonal branches 32 and 33 are fed to the associated amplifier via the changeover switch 34. The amplifier, like that of the diagonal branch 5, is constructed from a changeover switch 16 and the tubes 35, 36.
Which brought about by a mechanical or electrical drive
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as indicated, are mechanically connected. The same conditions apply to the reinforcement effect of the tubes 35 and 36 as have already been explained for the circuit in FIG. The second gain stage with the tubes 44, 46 is directly connected to the anode circuit of the tubes 6 and 7 or
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Reduction of the negative grid bias of tube 46 and thus an increase in the anode current supplied by this tube. The circuit described thus provides mutual support for the two tubes.
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moving device can then z. B. be done by hand after the respective pointer position.
In the circuit according to FIG. 3, signals can also be generated by headphones, which are used in place of the couplings 14 and 15. Depending on the contact position, the person operating the control receives the interrupter signals in either the right or left ear, which subside when the contact 4 is correctly adjusted. There can be several facilities, e.g. B. such for the adjustment movement in the vertical can be connected to such for the adjustment movement in the horizontal with only one common amplifier device. For this purpose, the individual diagonal branches are connected to the amplifier input in a rapidly changing manner by a switching device known per se.
The amplified currents are fed back to the associated control elements by a synchronous switching device. In order to compensate for the switching surges, capacitors are provided in a known manner.
In order to be able to adjust over a large control range with the corresponding accuracy, large lengths of the potentiometer resistors are required. The resistors are therefore, as shown in FIGS. 6 and 8, arranged in the form of screw turns so that the entire removal process extends over a number of revolutions. An advantageous embodiment consists in winding the resistor helically onto an insulating cylinder, e.g. B. to be inserted into the screw grooves of the insulator. The tapping contacts 2 and 19, 20 are advantageously designed as rollers that are axially displaceable and advantageously guide themselves on the resistor or in the screw groove, so that they experience an axial displacement in accordance with the rotation.
Instead of a cylindrical one, the potentiometer resistor can also be wound in a conical helix or a flat spiral. This can be advantageous if, for. B. is desired to monitor or transmit an adjustment movement towards one end with greater accuracy.
The described arrangement of the potentiometer resistor in helical lines offers the essential advantage that any number of revolutions can be transmitted or monitored directly without skipping a revolution.
The sensitivity that can be achieved by the means according to the invention is close to the zero value
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cause so that the correct position could only be achieved in decaying pendulums. The invention therefore provides measures to suppress these adjustment disorders. One possibility consists in movement-inhibiting organs, which are held electrically in the inoperative position, such as brakes, pawls or the like, which become effective in the diagonal branch when the zero value is reached.
It can e.g. B. a brake and a pawl can be used together in such a way that the brake decelerates the setting movement when approaching the zero position and the pawl engages when the same is reached. It is also possible to combine two drive systems for the adjustment movement in such a way that one carries out the coarse adjustment and the other carries out the fine adjustment within a limited adjustment path.
Another means of suppressing the mechanical setting oscillations is to give the pick-up contact a permanent mechanical oscillation, the amplitude of the pick-up contact being kept below the permissible error limit. This increases the response speed.
PATENT CLAIMS:
1. Device for electrical transmission or control or monitoring of motion processes according to the compensation method using a bridge circuit in which the setting force is triggered by the voltage in the diagonal branch, characterized by with decreasing
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the voltage in the diagonal branch approaches zero (Fig. 1).