DE1007510B - Compensation device for measuring or recording a physical quantity - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei nach dem Kompensationsprinzip arbeitenden Meßoder Aufzeichnungsvorrichtungen wird vorzugsweise das sogenannte anzeigende Nullverfahren angewendet, bei dem die von der Größe abgeleitete Spannung in einem Kompensationskreis mit einer einem Potentiometer entnommenen bekannten Spannung verglichen wird. Die zum Verstellen des mit dem Bedienungsorgan des Potentiometers mechanisch gekoppelten Anzeigeorgans erforderliche Energie wird dabei einer getrennten Energiequelle, vorzugsweise dem Netz, entnommen. Die Vorrichtung enthält im allgemeinen eine Brückenschaltung, deren Eingang an das Netz, insbesondere an ein Wechselstromnetz, angeschlossen ist und die in einem ihrer Zweige eine Impedanz enthält, deren Wert von der zu messenden oder aufzuzeichnenden Größe beeinflußt ist. Die in der anderen Brückendiagonale auftretende Spannung, die also von der zu messenden oder aufzuzeichnenden Größe abhängt, wird im Kompensationskreis mit einer zweiten Spannung verglichen, die vorzugsweise der bereits genannten Energiequelle entnommen wird.In the case of measuring or recording devices operating according to the compensation principle, the So-called indicating zero method is used, in which the voltage derived from the quantity in one Compensation circuit is compared with a known voltage taken from a potentiometer. the to adjust the display element mechanically coupled to the control element of the potentiometer Energy is taken from a separate energy source, preferably the network. The device generally contains a bridge circuit, the input of which to the network, in particular to an alternating current network, is connected and which contains an impedance in one of its branches, the value of which depends on the or the size to be recorded is affected. The tension occurring in the other bridge diagonal, i.e. that of depends on the variable to be measured or recorded, a second voltage is applied in the compensation circuit compared, which is preferably taken from the energy source already mentioned.

Zweckmäßig wird der Wert der zweiten Spannung selbsttätig durch das Bedienungsorgan eingestellt, das zum Stillstand kommt, sobald die beiden Spannungen einander gleich sind.The value of the second voltage is expediently set automatically by the operating element, which comes to a standstill as soon as the two voltages are equal to each other.

Bei derartigen selbsttätig wirkenden Vorrichtungen zum Messen und Aufzeichnen einer physikalischen Größe tritt die Schwierigkeit auf, daß die Meßempfindlichkeit an den verschiedenen Stellen des Meßbereichs verschieden ist. Die Stabilität der Einstellung und der Empfindlichkeit ist daher nicht über den ganzen Bereich gleich. Um diesen Nachteil zu beheben, wird bei solchen Vorrichtungen zum Messen oder Aufzeichnen einer physikalischen Größe, bei denen aus dieser Größe eine elektrische Spannung abgeleitet wird, die mit einer zweiten, mittels eines Einstellorgans veränderbaren Spannung dadurch kornpensiert wird, daß die zwei Spannungen im entgegengesetzten Sinne im Eingangskreis eines Verstärkers wirken, dessen Ausgangskreis einen das Einstellorgan betätigenden Motor steuert, so daß dieses Organ in Ruhe kommt, sobald die zwei Spannungen einander gleich sind, erfindungsgemäß die Dämpfung des Meßsystems über den ganzen Bereich dadurch konstant gehalten, daß ein Teil der Spannung eines mit dem Motor gekuppelten Tachometergenerators in dem Eingangskreis des Verstärkers zur Wirkung kommt und daß diese Spannung durch die Stellung eines dritten, mit dem Motor gekuppelten Einstellorgans bestimmt ist.In such automatically acting devices for measuring and recording a physical quantity the problem arises that the measurement sensitivity is different at different points in the measurement range is. The stability of the setting and the sensitivity is therefore not the same over the entire range. Around To remedy this disadvantage, such devices for measuring or recording a physical Quantity, in which an electrical voltage is derived from this quantity, which is connected to a second, by means of a Adjustment organ variable voltage is compensated by the fact that the two voltages in the opposite Senses act in the input circuit of an amplifier, the output circuit of which is the setting element actuating motor controls so that this organ comes to rest as soon as the two voltages are equal to each other, according to the invention, the attenuation of the measuring system is kept constant over the entire range in that a part the voltage of a tachometer generator coupled to the motor in the input circuit of the amplifier comes into effect and that this tension is activated by the position of a third adjustment element coupled to the motor is determined.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert:The invention is explained with reference to the drawings:

Fig. 1 stellt das Prinzip der Kompensations-Meßvorrichtungen und Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.Fig. 1 shows the principle of the compensation measuring devices and Fig. 2 shows an embodiment of the invention.

Es sind z. B. zwei Brückenschaltungen vorgesehen, von denen erstere die Widerstandselemente 2?1, R2, R3, RA enthält. Dabei wird vorausgesetzt, daß diese ElementeThere are z. B. two bridge circuits are provided, of which the former contains the resistance elements 2? 1, R2, R3, RA. It is assumed that these elements

oder Aufzeichnen
einer physikalischen Größeor record
a physical quantity

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Representative: Dipl.-Ing. K. Lengner, patent attorney,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 4. Januar 1954Claimed priority:
Netherlands 4 January 1954

Hermanus Joannes Roosdorp, Eindhoven (Niederlande), ist als Erfinder genannt wordenHermanus Joannes Roosdorp, Eindhoven (Netherlands), has been named as the inventor

dem direkten Einfluß der zu messenden oder aufzuzeichnenden Größe unterworfen sind. Wenn z. B. die durch ein Rohr strömende Flüssigkeitsmenge mit Hilfe eines Meßflansches gemessen wird, so ist das Element R1 dem Einfluß des Druckes an einer Seite und das Element R2 dem Einfluß des Druckes an der anderen Seite des Flansches unterworfen. Diese Elemente können auch sogenannte Dehnungsmeßstreifen sein, auf die eine Zugkraft ausgeübt wird.are subject to the direct influence of the quantity to be measured or recorded. If z. B. the amount of liquid flowing through a pipe is measured with the aid of a measuring flange, the element R 1 is subjected to the influence of the pressure on one side and the element R2 to the influence of the pressure on the other side of the flange. These elements can also be so-called strain gauges on which a tensile force is exerted.

Die zweite, aus den Elementen 7, 8 und 10 bestehende Brücke wird nicht mit der konstanten Spannung der Wicklung 3, sondern mit einer Spannung gespeist, die dem an diese Wicklung angeschlossenen Potentiometer 4 entnommen wird. Der Schiebekontakt des Potentiometers ist mit dem Schiebekontakt 9 des Potentiometers 10 mechanisch verbunden, so daß auch dieser vom Einstellmotor M angetrieben wird.The second bridge, consisting of the elements 7, 8 and 10, is not fed with the constant voltage of the winding 3, but with a voltage that is taken from the potentiometer 4 connected to this winding. The sliding contact of the potentiometer is mechanically connected to the sliding contact 9 of the potentiometer 10, so that this is also driven by the setting motor M.

Wenn die von der zweiten Brücke gelieferte Kömpensationsspannung mit e₂ und die Lage des Schiebekontaktes 9 am Potentiometer 10 mit χ bezeichnet wird, so wird bei einer Speisespannung E₂ der zweiten BrückeIf the compensation voltage supplied by the second bridge is denoted by e ₂ and the position of the sliding contact 9 on the potentiometer 10 is denoted by χ , then with a supply voltage E _{2 of} the second bridge

Q₂ Q ₂ K Hr₂X.K Hr ₂ X.

Wird E₂ durch einen mit dem Schiebekontakt 9 des Kompensationspotentiometers 10 gekoppelten Schiebekontakt 5 am Potentiometer 4 einer konstanten Span-If E ₂ is coupled to the sliding contact 9 of the compensation potentiometer 10 by a sliding contact 5 on the potentiometer 4 of a constant span

' - Γ C 709 507/197'- Γ C 709 507/197

nungiig entnommen und nehmen die Schiebekontakte an den zugeordneten Potentiometerwiderständen entsprechende Lagen ein, so istslowly removed and take the sliding contacts corresponding positions at the assigned potentiometer resistors, so is

E₂ = k" xE_z.E ₂ = k "xE _z .

5-5-

Es ist leicht erkennbar, daß dann die Lage des Schiebekontaktes 9 von der durch die Leitung strömenden Flüssigkeitsmenge linear abhängig ist. Es ist daher möglich, eine lineare Skala für die durchströmende Flüssigkeitsmenge mit einem Meßgrößenwandler zu erzielen, der eine der Wurzel der zu messenden Größe proportionale Spannung liefert.It can easily be seen that the position of the sliding contact 9 depends on the amount of liquid flowing through the line is linearly dependent. It is therefore possible to achieve a linear scale for the amount of liquid flowing through with a transducer, the one supplies voltage proportional to the square root of the quantity to be measured.

Bei der selbsttätigen Einstellung tritt aber die Schwierigkeit auf, daß die Meßempfindlichkeit an verschiedenen Stellen einer Skala verschieden ist. Die Stabilität der Einstellung und die Empfindlichkeit sind daher nicht über den ganzen Bereich gleich.In the case of automatic adjustment, however, the problem arises that the measurement sensitivity is different from one another Set a scale is different. The stability of the setting and the sensitivity are therefore not the same across the entire area.

Die erforderliche Dämpfung wird gemäß Fig. 2 durch einen an sich bekannten Tachometergenerator G erzielt, der mit dem Motor M gekoppelt ist und eine auf den Verstärker V rückwirkende Spannung liefert. Diese Rückwirkung erfolgt bei der dargestellten Schaltung unter Zwischenschaltung eines Potentiometerwiderstandes 11 mit einem Schiebekontakt 12. Dieser Schiebekontakt ist mit dem Schiebekontakt 9 gekoppelt, so daß erreicht wird, daß die Dämpfung vom Ausschlag des Meßorgans abhängig ist, hinsichtlich des Meßsystems aber konstant bleibt.The required damping is achieved according to FIG. 2 by a tachometer generator G , known per se, which is coupled to the motor M and supplies a voltage which acts on the amplifier V back. This reaction occurs in the circuit shown with the interposition of a potentiometer resistor 11 with a sliding contact 12. This sliding contact is coupled to the sliding contact 9 so that the attenuation is dependent on the deflection of the measuring element, but remains constant with regard to the measuring system.

Bei der Schaltung nach Fig. 2 wird auch die Eingangsspannung für den Verstärker V dem Potentiometer 6 über einen Schiebekontakt 13 entnommen. Auch dieser Kontakt kann mit den anderen Schiebekontakten mechanisch gekoppelt sein, wobei dann der Übertragungsfaktor vom Ausschlag abhängig ist.In the circuit according to FIG. 2, the input voltage for the amplifier V is also taken from the potentiometer 6 via a sliding contact 13. This contact can also be mechanically coupled to the other sliding contacts, the transmission factor then being dependent on the deflection.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kompensationsvorrichtung zum Messen oder Aufzeichnen eine physikalischen Größe, bei der aus dieser Größe eine elektrische Spannung abgeleitet wird, die mit einer zweiten, mittels eines Einstellorgans veränderbaren Spannung dadurch kompensiert wird, daß die zwei Spannungen im entgegengesetzten Sinne im Eingangskreis eines Verstärkers wirken, dessen Ausgangskreis einen das Einstellorgan betätigenden Motor steuert, so daß dieses Organ in Ruhe kommt, sobald die zwei Spannungen einander gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung des Meßsystems über den ganzen Bereich dadurch konstant gehalten wird, daß ein Teil der Spannung eines mit dem Motor gekuppelten Tachometergenerators (G) in den Eingangskreis des Verstärkers (F) zur Wirkung kommt und daß diese Spannung durch die Stellung eines dritten, mit dem Motor gekuppelten Einstellorgans (11, 12) bestimmt ist.1. Compensation device for measuring or recording a physical variable, in which an electrical voltage is derived from this variable, which is compensated with a second, variable by means of an adjusting voltage, that the two voltages act in opposite directions in the input circuit of an amplifier, the Output circuit controls a motor actuating the setting element so that this element comes to rest as soon as the two voltages are equal to each other, characterized in that the damping of the measuring system is kept constant over the entire range by part of the voltage of one with the motor coupled tachometer generator (G) in the input circuit of the amplifier (F) comes into effect and that this voltage is determined by the position of a third setting element (11, 12) coupled to the motor. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Unterschiedes der zwei Spannungen dem Eingangskreis des Verstärkers zugeführt ist und daß dieser Teil des Spannungsunterschiedes oder der Verstärkungsfaktor des Verstärkers gleichzeitig mit der Einstellung veränderbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that part of the difference between the two Voltages is fed to the input circuit of the amplifier and that this part of the voltage difference or the amplification factor of the amplifier can be changed at the same time as the setting. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannung von einer Quelle ableitbar ist, deren Spannung durch die Stellung eines zweiten, vom Motor angetriebenen Einstellorgans bestimmt ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the second voltage of one Source can be derived, the voltage of which is determined by the position of a second setting element driven by the motor is determined. In Betracht gezogene Druckschriften :
Deutsche Patentschriften Nr. 736 749, 736 750,868 715, 455.Considered publications:
German Patent Nos. 736 749, 736 750, 868 715, 455. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings ©7Ο9 5Ο7Λ&Τ4.5Τ© 7Ο9 5Ο7Λ & Τ4.5Τ