DE672203C - Anordnung zum Wahrnehmbarmachen von Lageaenderungen solcher Teile (wie z.B. auf Drehung beanspruchter Wellen), die neben einer sich nur langsam aendernden Verschiebung schnell verlaufenden Lageaenderungen ausgesetzt sind - Google Patents

Description

• Anordnung zum Wahrnehmbarmachen von Lageänderungen solcher Teile (wie z. B. auf Drehung beanspruchter Wellen), die neben einer sich nur langsam ändernden Verschiebung schnell verlaufenden Lageänderungen ausgesetzt sind Es ist bekannt, auf elektrischem Wege sowohl langsam verlaufende Verformuingen umlaufender Teile, z. B. bei Wellen die durch das übertragene Drehmoment hervorgerufene Verdrehung, als auch schnell verlaufende Verformungen, z. B. die Drehschwingu!n@gen von zur Kraftübertragung dienenden Wellen, zu messen. Man benutzt zu diesem Zweck entweder Kapazitäten oder Induktivitäten, deren zwei zusammenwirkende Teile (Belegungen oder Feld- und Induktionsspule) entweder mit zwei in entsprechendem Abstand voneinander liegenden Wellenquerschnitten verbunden, sind oder zur Lösung der zuletzt genannten Aufgabe zu einem. Teil auf der Welle, zum anderen Teil auf einem von der Welle mitgenommenen., jedoch ihr gegenüber leicht verschiebbaren, mit gl@eichförrniger Geschwindigkeit sich bewqgen,den Teil. ,angeordnet sind. Zur Messung der Kapazitätsänderungen bzw. induzierten Spannungen bedient man sich der in der W.echselstromtechnik üblichen Anordnungen und verwendet beispielsweise zu diesem Zweck auch Elektroden.röhren, insbesondere auch in Gegentaktschaltungen. Keine der vorerwähnten Anordnungen ist jedoch so ausgebildet, daß man ;gleichzeitig mit ihr die langsamen Lageen und die ihnen überlagerten, änderung schnell verlaufenden Lageänderungen getrennt messen könnte, z. B. also bei einer umlaufenden Welle sowohl die Verdrehungen als auch die auftretenden Drehschwingungen. In dieser Richtung liegt die Aufgabe, welche sich der Erfinder gestellt hat.
• Zur Lösung dieser Aufgabe werden ebenfalls die zu messenden mechanischen Lageänderungen in: elektrische Größen umgewandelt, und zum Vergleich dieser elektrischen Größen mit einer konstanten Größe dient gemäß der Erfindung eine Gegen.taktröhnenschaltung, deren Anodenkreis transform.atorisch mit einem ein Gleichstrominstrument mit vorgeschialtetem Gleichrichter enthaltenden Kreis :gehoppelt ist, so daß auf der Primärseite des Transformators der sich nur langsam rändernde Wert und auf der Sekundärseite des Transformators der sich schnell rändernde Wert wahrnehmbar gemacht werden kann.
• Es sind bereits Anordnungen bekannt zum Wahrnehmbarmachen von Änderungen rein elektrischer Größen, deren Werte neben langsam verlaufenden Änderungen auch schnell wechselnde Änderungen aufweisen, bei denen der nur langsamen Änderungen unterworfene Teil durch ein :auf der Primärseite eines Transformators liegendes Instrument und der'

  schnell wechselnde Anteil mit einem sekundär,

  seitig angeschlossenen Instrument gemes

  wird. Ferner ist es bei derartigen M@

  einrichtungen bekannt, sekundärseitig ein Gleichstrominstrument mit vorgeschaltetem Gleichrichter zu verwenden. Es ist auch bekannt, die Änderungen einer elektrischen Größe, vorzugsweise einer Kapazität, mit Hilfe einer Gegentaktröhrenschaltung zumessen bzw. aufzuzeichnen, indem die Gitterspannuüg des einen Rohres unter Zuhilfenahme der zu messenden Größe und diejenige des anderen Rohres in Abhängigkeit von einer Normalgröße beeinflußt wind. Dabei ist dann ün gemeinsamen Anodenkreis beider gegeneinanderg.eschalteter Röhren Stromgröße und Stromrichtung von dem Verhältnis der beiden zu vergleichenden Größen abhängig.
• Aufgabe der Erfindung war .es, diese bekannten Schaltungen so zu vervollständigen, d,aß man gleichzeitig sowohl den Wert der praktisch konstanten oder sich nur langsam ändernden mechanischen V erfoi-muing als auch die Amplitude und unter Umst;änden die Frequenz .der zusätzlichen, durch Schwingungsvorgänge bedingten Verformungen an Zeigergeräten ablesbar machen oder z. B. mit Hilfe von Tintenschreibern aufzeichnen kann.
• Ein Ausführungsbeispiel .der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Mit i ist eine Schwingröhre bezeichnet, von welcher ein aus der Induktivität z und der Kapazität 3 bestehender Schwingungskreis erregt wird. Aus diesem Schwingungskreis wird eine Brükkenschaltung gespeist, die aus zwei Widerständen 4 und 5 und zwei Kapazitäten 6 und 7 besteht.
• Es ist angenommen, daß die zu messende Größe z. B. auf die Kapazität 6 so einwirkt, daß diese Kapazität sich entsprechend denn :Änderungen der zu messenden Größe ändert. Zwei in Gegentakt geschaltete Röhre 8 und 9 werden in bezug auf ihre Gitterspannung von den Spannungen an den Kapazitäten 6 bzw. 7 beeinflußt. Die Anodenkreise der Rohre sind ,über die Primärwicklung i o eines Transformators gegeneinandergeschaltet. Ein Mittenabgriff i i, der zweckmäßig auch die gemeinsame Anodenspannungsquelle 12 enthält, verbindet die Mitte der Wicklung i o mit den Kathoden beider Rohre. Mit Hilfe eines Meßinstrumentes 13 kann der Spannungsunterschied zwischen den Endpunkten der Wicklung io gemessen werden. Der Transformator besitzt zwei Sekundärwicklungen, von denen die eine über einen Gleichrichter 15 :auf ein Meßinstrument 16 geschaltet ist, während die zweite 17 einen Frequenzmesser 18 speist.
• "r. Die Wirkungsweise der gezeichnet--n Schalng erklärt sich etwa wie folgt: Zunächst erden die Kapazitäten 6 und 7 so abgeglichen, d.ß Brückengleichgewicht besteht. In diesem Falle fließen .unter der Voraussetzung, daß die Rohre 8 und 9 Gleichrichterwirku:ng aufweisen, über die beiden Hälften d.-r Primärwicklung io des Transformators Anodenströme gleicher Stärke, die in ihrer Wirkung einander aufheben. Infolgedessen haben auch die Endpunkte der Primärwicklung i o gleiche Spannung, so daß das Instrument 13 keinen Ausschlag zeigt. Wird aber entsprechend der Meßgröße die Kapazität 6 geändert, dann ändert sich damit das Verhältnis der über die Rohre 8 und 9 fließenden Anodenströme. Dadurch werden die Spannungen an den Endpunkten der Primärwicklung io ungleich, so daß nunmehr von,dem Instrument 13 ein Spannungsunterschied zwischen beiden Endpunkten ,angezeigt wird, der als Maß für den Unterschied beider Ströme und somit auch als Maß für die Änderung der Kapazität 6 dienen kann. Sekundärseitig ist ,eine Einwirkung insofern noch nicht vorhanden, als die hochfrequente Modulierung des Anodenstromes sich .über den Eisenkern auf die Sekundärwicklungen nicht auswirken kann. Sobald sich aber zusätzlich die Kapazität ihrer Größe nach periodisch ändert mit einer Frequenz, die etwa :einer Tonfrequenz -entspricht, dann wird 'von dem Meßinstrument 13 immer noch der Mittelwert der Anodenstromdifferenz bzw. des Anodenstromverhältnisses, .d. h. also der Mittelwert der Änderung der Kapazität 6, angezeigt. Daneben kommt aber jetzt die tonfrequente Modulation des hochfrequenten Erregerstromes über d n Eisenkern !des Transformators auf dessen Sekundärwicklungen zur Einwirkung. Ihr Mittelwert, d. h. die Größe ihrer Amplitude, kann von :dem Instrument 16 abgelesen werden, während ihre Frequenz auf dem Frequenzmesser 18 ablesbar ist. Es ist demnach mit Hilfe .des Gerätes möglich, bei einem im Betrieb befindlichen Maschinenteil mit Hilfe normaler Zeigerinstrumente oder normaler Schieber neben der durch eine vorhandene Grundbelastung bewirkten dauernden Verformung auch auf Schwingungserscheintunige@n beruhende periodische Verformiungen ihrer Amplitude und ihrer Frequenz nach unmittelbar abzulesen oder aufzuzeichnen.
• Die Schaltung zeigt nur ein zur Erläuterung dienendes Ausführungsbeispiel. Sie kann insbesondere in bezug auf den ,an sich bekannten Teil der Gegentaktwirkung In mannigfacher Weise variiert werden. Ferner ist es nicht erforderlich, daß die sich ändernde Größe eine Kapazität ist. Iss könnte z. B. eb.ensogut ein Widerstand sein. Dann müßte man natürlich auch die Kapazität 7 durch einen .entsprechenden Widerstand in der Schaltung ersetzen.

Claims (2)

1. PATENTAPizüctiF: i. Anordnung zum Wahrnehmbarmachen von Lageränderungen solcher Teile (wie z. B. auf Drehung beanspruchter Wellen), die neben einer sich nur langsam ,ändernden Verschiebung schnell verlaufenden Lageänderungen ausgesetzt sind, durch Umwandlung der zu messenden Änderungen in elektrische Größen., dadurch gekennzeidhnet, daß zum Vergleich dieser elektrischen Größen mit einer konstanten Größe eine Gegentaktröhrenschaltung dient, deren Anodenkreis transformatorisch mit einem ein Gleichstrominstrument mit vorgeschaltetem Gleichrichter enthaltenden Kreis gekoppelt ist, so daß auf der Primärseite des Transformators der sich nur langsam bändernde Wert .und auf der Sekundärseite des Transformators der sich schnell ändernde Wert wahrnehmbar gemacht werden kann.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet .durch die Anordnung eines Frequenzmeßgerätes auf der Sekundärseite des Transformators.