DE1181439B - Vorrichtung zur elektrischen Anzeige des Quotienten zweier Messgroessen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur elektrischen Anzeige des Quotienten zweier Meßgrößen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektrischen Anzeige des Quotienten zweier Meßgrößen. Es sind Schaltungen bekannt, durch die eine elektrische Regelung des Verhältnisses zweier Meßgrößen bewirkt wird. Solche Verhältnisregler, die z. B. ein vorbestimmtes Verhältnis einer Brennstoffmenge zur Verbrennungsluftmenge regeln, ermöglichen jedoch keine elektrische Anzeige des Quotienten. In vielen Fällen ist jedoch eine fernübertragbare und vom Regelungsvorgang unabhängige Quotientenanzeige erwünscht, wobei die im Zähler oder Nenner auftretenden Meßgrößen auch das Produkt zweier Meßwerte sein können.
• Eine Aufgabe dieser Art liegt beispielsweise vor, wenn eine auf Normalzustand reduzierte Dampfmenge angezeigt und gemessen werden soll, wobei bekanntlich außer dem Mengenmeßwert ein Druck-und ein Temperaturmeßwert berücksichtigt werden müssen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit möglichst einfachen Mitteln den Quotienten zweier beliebiger Meßgrößen anzuzeigen. Es sind Vorrichtungen zur elektrischen Anzeige des Quotienten zweier Meßgrößen bekannt, bei welchen die Meßgrößen als EiMtellwerte eines Einstellwiderstandes dargestellt werden, von denen der eine im Stromkreis der einen und der andere im Stromkreis der zweiten Wicklung eines Kreuzfeldinstrumentes liegt. Bei den bekannten Anordnungen dieser Art liegen die beiden Stromkreise, in denen jeweils ein Einstellwiderstand und eine Kreuzspulwicklung in Reihe liegen, parallel zueinander an einer gemeinsamen Spannungsquelle an. Nun kommt es bei einer solchen Quotientenanzeige sehr stark auf eine strenge Proportionalität zwischen dem Meßwert und der dadurch gestellten elektrischen Stromstärke an. Wenn diese Linearität nicht in beiden Stromkreisen gegeben ist, dann hängt der angezeigte »Quotientenmeßwertu nicht nur von dem Quotienten, sondern auch von den Absolutwerten der Meßgrößen ab. Das ist bei den bekannten Anordnungen nur annähernd und nur dann gegeben, wenn der Widerstand R bzw. R' der Kreuzspulenwicklungen klein gegen die eingestellten Widerstandswerte x bzw. y der Einstellwiderstände ist: Die Ströme durch die Kreuzspulen sind nämlich, wenn U die Spannung der gemeinsamen Spannungsquelle bezeichnet Somit ist dort auch nur eine angenäherte Quotientenbildung nur für große x und y gegeben. Es bietet auch in der Praxig häufig Schwierigkeiten, die Widertände der Kreuzspulwindungen klein genug gegen die Größe der Einstellwiderstände zu machen, wenn man mit handelsüblichen BauelenZenten auskommen will. Bei den bekannten Anordnungen handelt es sich nicht um Kreuzspul-, sondern um Kreuzfeldinstrumente. Das sind aber äquivalente Bauelemente.
• Es ist ferner eine Anordnung zur Quotientenanzeige mit einem Kreuzspuleninstrument bekannt, dessen beide Wicklungen in zwei in Reihe an einer Spannungsquelle liegenden, je einen veränderbaren Stromteiler enthaltenden Stromkreis liegen. Dabei werden jedoch die Widerstände der Stromteiler nach Maßgabe dei Meßwerte verändert, so daß der Innenwiderstand der Stromkreise nicht konstant ist. Dadurch wird die Linearität zwischen Einstellwert und Ström in der zugehörigen Kreuzspulenwicklung gestört.
• Demgegenüber besteht die Erfindung in der Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale: a) Zwei Wicklungen eines Kreuzspuleninstrumentes liegen in je einem Stromkreis mit einem veränderbaren Strpinteiler, und die beiden Stromkreise liegen in Reihe: an einer Spannungsquelle; b) die Stromteiler sind von je einem Potentiometerwiderstand gebildet, an dessen Schleifer jeweils eine Klemme der Stromquelle angeschlossen ist.
• Bei einer solchen Anordnung bleibt der Innenwiderstand der beiden Stromkreise unabhängig vom Einstellwert konstant, so daß strenge Linearität zwischen den Einstellwerten und den Kreuzspulenströmen, mithin mithin eine einwandfreie Quotientenanzeige erzielt wird. A b b . 1 zeigt die einfachste Form einer solchen Schaltung in üblicher Darstellung; A b b. 2 zeigt die gleiche Schaltung in einer das Verständnis derselben etwas erleichternden, vereinfachten Darstellung.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 1 und 2 liegen in dem Stromkreis jeder der beiden Kreuzspulwicklungen 1, 2 ein Potentiometer El, E2 und Festwiderstände R1, R2, r1, r2, die in A b b. 2 zur Vereinfachung weggelassen worden sind. Die Kreuzspulwicklungen 1, 2 sind bei 3 einseitig miteinander verbunden. Zwischen den Abgriffen der Spannungsteiler El und EZ liegt eine Spannung einer beliebigen Spannungsquelle an. Die Meßwerte werden an den Spannungsteilerabgriffen eingestellt. Der eine ist proportional x, der andere proportional y, wobei x und y die Potentiometer-Einstellwerte sind. Zwischen Abgriff und dem einen Ende des Potentiometers liegt dann der Widerstand Elx bzw. EZy und zwischen Abgriff und dem anderen Ende des Widerstandes der Widerstand El (1 -x) bzw. EZ (1-y). Die Widerstände der beiden Kreuzspulwicklungen seien mit Rwi und Rwa bezeichnet.
• Die Verhältnisse seien zunächst an Hand der vereinfachten A b b. 2 betrachtet. Darin fließt durch die Schaltung ein Gesamtstrom J, welcher sich an dem linken Spannungsteilerabgriff (x) verzweigt in zwei Teilströme il und il', welche sich bei 3 wieder zu einem Strom J vereinigen, der sich wieder in zwei Teilströme 12 und i2' verzweigt. Diese laufen an dem rechten SpannungsteilerabgrifF (y) zusammen. Es gilt nun

Claims (1)

1. Patentanspruch: Vorrichtung zur elektrischen Anzeige des Quotienten zweier Meßgrößen mit einem Kreuzspuleninstrument, dessen beide Wicklungen in zwei in Reihe an einer Spannungsduelle liegenden, je einen veränderbaren Stromteiler enthaltenden Stromkreis liegen, unabhängig von den Absolutwerten der Meßgrößen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale: a) zwei Wicklungen (1, 2) eines Kreuzspuleninstrumentes liegen in je einem Stromkreis (El, Ri, r1 bzw. E2, R2, r2) mit einem veränderbaren Stromteiler (El, EZ), und die beiden Stromkreise liegen in Reihe an einer Spannungsquelle; b) die Stromteiler sind von je einem Potentiometerwiderstand (El, EZ) gebildet, an dessen Schleifer (5l, SZ) jeweils eine Klemme (-@-, -) der Stromquelle angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 668 237, 532 l64, 744 290; französische Patentschrift Nr. 907 434; ATM-Blatt J 726-1, 2 (1932),V 3821-2 (1938); P. M. P f 1 i e r, Elektrische Meßgeräte und Meßverfahren (1948), Springer Verlag, S.13 bis 16, 104 bis 106. eine Apparatekonstante. Man erhält somit eine Anzeige, die streng proportional ist, unabhängig davon, wie groß die Widerstände El, E2, Rwl und R-2 sind und wie groß x bzw. y wird. Durch Widerstände R1, R2, rl,.r, kann man Ausdrücke bilden. Naturgemäß ergibt sich eine Quotientenanzeige nur bei endlichen Werten der Meßgrößen, denn wenn eine der Meßgrößen zu Null wird, ist die Anzeige des Kreuzspulinstrumentes labil. Will man das vermeiden, so kann man in weiterer Ausbildung der Erfindung vorsehen, daß auf der Welle des Kreuzspulinstrumentes eine zweite als Richtspule wirkende Kreuzspule angeordnet ist, deren in Reihe geschalteten Wicklungen von einem dem Gesamtstrom proportionalen Strom durchflossen sind. In solchem Falle behält das Kreuzspulinstrument eine Richtkraft auch dann, wenn eine der Meßgrößen zu Null wird. Man kann dem Einstellwiderstand El in einer an sich bekannten Multiplikationsschaltung einen weiteren Einstellwiderstand vorschalten. An diesem zusätzlichen Einstellwiderstand kann eine weitere Meßgröße = z eingestellt werden. Das Kreuzspulinstrument zeigt in diesem Falle einen Quotienten bzw. einer auf Normalzustand reduzierten Dampfmenge an und eignet sich infolgedessen für die Anzeige entsprechend der eingangs geschilderten Aufgabenstellung. Selbstverständlich kann auch auf der Y-Seite in entsprechender Weise noch ein Produkt v - y gebildet und dann ein Quotient angezeigt werden.