DE761742A - - Google Patents

Description

Dr.techn. Josef Ratzke
Berlin-Adlershof
Gellertstr. 30.Dr.techn. Josef Ratzke
Berlin-Adlershof
Gellertstrasse 30th

nrichtung z3tSyMessign| von Längen-und WinkeJranderungerfwi-t^^e SSLektjroaÄgnetischeri-z3tSyMessign | from Longitudes and anglesJranderungerfwi-t ^^ e SSLektjroaÄgnetischeri-

Bei den hochempfindlichen Längen-und Winkelaessgeräten,welche bei kleinste» Gewicht und kleiner Messlänge Längenänderungen ,wie zB. durch Zug,Druck oder Schubbeanspruchungen an Bauteilen entstandene Längenänderungen zu aessen gestatten,werden in der Hauptsache frägerfrequenzverfahren zur Messung verwendet.Die dazu notwendigen frägerfrequenzgeneratoren,Brücken ,Verstärker und Gleichrichterschal tungen waren iai wesentlichen in eine» Gerät zusasjaengeschaltet_#i*4«With the highly sensitive length and angle measuring devices, which change length with the smallest »weight and small measuring length, such as. allow to Aessen by train, pressure or shear stress in components resulting changes in length are frägerfrequenzverfahren mainly verwendet.Die to necessary frägerfrequenzgeneratoren, bridges, amplifier and rectifier scarf for measuring obligations were iai substantially in a "device zusasjaengeschaltet _# i * 4"

Alle bisherigen Messgeräte weisen aber den Nachteil auf,dass an dieselben, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden,nur ein Längenänderungsaessgerät angeschlossen werden kann,da der Trägerfrequenzgenerator nur für einen Anschluss vorgesehen ist· Ausserdea sind die bisher verwendeten Brücken-und Verstärkerschaltungen so kompliziert ,dass sie einen erheblichen Aufwand an Schalteitteln erfordern und daher neben den dadurch bedingten JPreüJ so schwer sind, dass es nicht Möglich istjia Fluge oder an rollenden Fahrzeugen die Beanspruchungen an Mehreren oder vielen Messteilen zu gleicher Zeit zu erfassen und aufzuzeichnenSo wiegt ζBJ^Tsf^IaufaesserHowever, all previous measuring devices have the disadvantage that the same, Unless special precautions are taken, only an extensometer can be connected, since the carrier frequency generator is only intended for one connection the bridge and amplifier circuits previously used so complicated that they require a significant amount of switchgear and therefore, in addition to the resulting JPreüJ, are so difficult that it It is not possible for jia flights or the stresses on rolling vehicles to several or many measuring parts at the same time Record and record So weighs ζBJ ^ Tsf ^ Iaufaesser

e erfassen und aufzuzeichnen.So wiegt ζ.BJ^Tsf^Iaufaesser- )»Mit denijbei diesen^ kleinen Längenaessgeräten notwendigen ZusatzverstärkeisL etwa 30 kg für .,eine Messteile. Record and record e . Thus, ζ.BJ ^ Tsf ^ Iaufaesser-) »With the additional amplifiers necessary for these ^ small length measuring devices, it weighs about 30 kg for., a measuring part.

W* Andrerseits ist; es bekanntVyJrne Maschine als Trägerf^uisnzgenerator -J^p ^^ verwendet* und aehrere Messteilen voh Generator «^s-pelsuT^m^Wtr gleichzeitig die Längenänderungsaessgeräfrj so dieensioniert und ausgebildet sind,dassy^ieiisi^qSne Zwischenschaltung eines Verstärkers auf das Anzeigegerät bzw. die Messschleife arbeiten. Es ist aber bei dieser Ausführung der Längenaessgeräte nicht Biögliciy den gestellten Anforderungen bezüglich kleiner Messlänge und kleinstes Gewichtes gerecht zu werden. Πώϋ--'^' 4+*νΛ W * is on the other hand; it knownVyJrne machine as a carrier f ^ uisnzgenerator -J ^ p ^^ used * and several measuring parts voh generator «^ s-pelsuT ^ m ^ Wtr at the same time the Längenänderungsaessgeräfrj are so dimensioned and designed thaty ^ ieiisi ^ qSne interconnection of an amplifier to the display device or the measuring loop is working. However, with this version of the length measuring devices it is not possible to meet the requirements with regard to small measuring length and smallest weight. Πώϋ - '^' 4 + * νΛ

kk> «rfj-ndung^ie^Pfe« Biieinrichtung *jSt dj Längenaessgerätetk kk> «rfj-ndung ^ ie ^ Pfe« Biieinrichtung * jSt dj Längenaessgerätetk

» gg»Gg

kleinster Messlänge undvGewichtes zusaa«en^wir^jeTÄ-tt«4-'wobei der Aufwand an Schaltaitteln bei grosser ilapfindlichkeit und Genauigkeit trotzdea so gering ist, gass die Möglichkeit gegeben ist^an vielen Stellen gleichzeitig Längenänderungs»essungen durchzuführen und aufzuzeichnen.
^Δ^¹"¹ HfrvLL zeigt scheaatisch die gesaaate Messeinrichtung.Smallest measuring length and weight together with each other, although the expenditure on switchgear with great flexibility and accuracy is so small that it is possible to carry out and record length change measurements at many points at the same time.
^Δ ^ ¹ " ¹ HfrvLL shows schematically the seeded measuring device.

Der nauptvofcteil der Jjihasenabhängigen fGleichrichterbrücke, durch die Vorspannung in den Gleichrichterzweigen schon ein entsprechender Vorstro* fließet ,welcher einigeMkle so groß""33E? der auftretende Messstro» eingestellt wird,und'somit die Gleichrichterkennlinie im Arbeitsbereich ai«,we£l derselbe klein ist, linear ist,kann bei der hier entwickelten Schaltung durch entsprechende Vorv«rstimmung ebenfalls erreicht werden. Damit aber dann ,bei den entsprechend auftretenden grösseren Strömen,welche durch das Anzeigegerät bzw. die Messchleife fliessen,keine Übersteuerung eintritt ,ist an die Ausgangsklemmen einj&egenspannungskreis angeschlossen,welcher entweder, von einer konstanten Batterie gespeiStfwird % , oder es wird eine dem Betrag und Phase nach regelbare Spannung von Trägerfrequenz-Generator abgegriffen und über einen Gleichrichter 5 entgegengeschaltet. Da aber dann die Oszillographenschleife vom Xrägerfrequenzstrom durchflossen würde,muss dieser Gegenspannungskreicfö noch vor. do*c-Siebkreis 6 ,welcher zur Unterdrückung des gleichgerichteten frägerfrequenestromes notwendig ist,geschaltet werden.The main part of the Jjihasen-dependent rectifier bridge, through which the bias voltage in the rectifier branches already flows a corresponding bias current, which is a few meters as large "" 33E? the occurring measuring current is set, and so that the rectifier characteristic in the working range ai, which is small, is linear, can also be achieved with the circuit developed here by appropriate pre-adjustment. However, so that no overdrive occurs with the correspondingly larger currents that flow through the display device or the measuring loop, a voltage circuit is connected to the output terminals, which is either fed by a constant battery, or one of the magnitude and phase tapped after controllable voltage from the carrier frequency generator and connected in the opposite direction via a rectifier 5. But since then the Oszillographenschleife'd crossed by Xrägerfrequenzstrom, it must Gegenspannungskreic fö before. do * c filter circuit 6, which is necessary to suppress the rectified query frequency current, can be switched.

KLs Angabe für den grossen Vorteil gegenüber den bisherigen Meßgeräten insbesondere,für viele Messteilen sollen die Angaben einer ausgeführten Anlage dienen. Der Irägerfrequenzusforner Hit 500 Hz ,Bit einer Leistung von 40 VA ( 2,5kg ) speist alle 16 iwessbrücken gleichzeitig. Die 16 Messbrücken ,Verstärker Gleichrichter- und Siebkreise sind alle von einer gemeinsamen Heiz- und Anodenspannungsquelle gespeist( Brücke, Verstärker ,Gleichrichter- und Siebkreis 2,5 %g je Messgerät ). Die Gewichte der Spannungsquellen für Anoden und Heizung ,welche bei dieser Ausführung wesentlich geringer sind,sowie das Gewicht der Anzeigegeräte und Oszillographen,brauch^^nicht betrachtet zu werden,weil dies allen Verfahren gleich kommt. Die Empfindlichkeit der Messeinrichtung ist hierbei so gross,dass eine Änderung der Doppeldrossel um ein tausenstel am im Anzeigegerät eine Stromänderung von 1,5mA bewirkt. Damit ist eine mindestens gleiche,wenn nicht sogar grössere !Empfindlichkeit _%aller bisher verwendete» Verstärker und Brückeneinrichtungen _i££^ⁱ^jtj__iiMs,w^^ suss betrachtet .rcrrl r η, rl :ι ~ , rnnT^i t etwa dem zehnten Teil des Gewichtes und Raumes -,p» bisher verwendeten KLs statement for the great advantage over the previous measuring devices, in particular, for many measuring parts the information of a completed system should be used. The Irägerfrequenzusforner Hit 500 Hz, bit with an output of 40 VA (2.5kg) feeds all 16 iwessbrücken at the same time. The 16 measuring bridges, amplifier, rectifier and filter circuits are all fed by a common heating and anode voltage source (bridge, amplifier, rectifier and filter circuit 2.5 % g per measuring device). The weights of the voltage sources for anodes and heating, which are much lower in this version, as well as the weight of the display devices and oscilloscopes, do not need to be considered, because this is the same for all methods. The sensitivity of the measuring device is so great that a change in the double throttle by a thousandth of an am in the display device results in a current change of 1.5 mA. Making it at least equal, if not greater _sensitivity% of all "amplifiers and bridge facilities previously used _i ££ ^ ⁱ ^ jtj_ _ii Ms, w ^^ suss considered .rcrrl r η, rl: ι ~ r NNT ^ i t about a tenth of the weight and space -, p »previously used

Um eine/HfhrfachiAusnutzung der Verstärker ,Anzeigegeräte und insbesondere^'Oszillographen zu ermöglichen^ ist vorgesehen^dass z.B. für eisen Verstärker und die nachfolgenden SchaltEittelj^cnfer m ehr er e Mes sbrükken mii. den auf den Meßstellen aufgebrachten Doppeldrosseln ^eSgeseSen sind,welche dann wahlweise an die Verstärkereingänge angeschlossen werden. Dadurch ist es möglich^alle Doppeldrosseln einzeln abzugleichen und zu eichen und dann bei der Mess^ung durch Umschalten der Brücken schnell die verschiedenen Beanspruchungen der einzelnen Meßs£ellen aufzuzeichnen.In order to enable / HfhrfachiAusnutzung the amplifier, display devices, and in particular ^ '^ oscillograph is provided that, for example ^ for iron-amplifiers and the subsequent SchaltEittelj ^ cnfer m ore he e Mes sbrükken mii. The double chokes are attached to the measuring points, which are then optionally connected to the amplifier inputs. This makes it possible to adjust and calibrate all double chokes individually and then quickly record the various loads on the individual measuring points during the measurement by switching the bridges.

Wird diese Umschaltung durch eine rotierende oder besser dauernd hin und her schwingende Kontakteinrichtung,vorzugsweise Walze_yvorgenommen, so können dann mit einem Verstärkersatz und einer üszillographenschleifataehrere Vorgänge gleichzeitig aufgezeichnet werdenJ^a ja von der Schleife jeweils das Stück der Längenänderung der Dpppeldrossel aufgefceichnet wird,welche zu dieser Zeit a® Verstärkereingang angeschaltet ist. Bei entsprechender -^nzahl der Umschaltungen in der ZeiteinheitIf this switchover is carried out by a rotating or, better still, continuously oscillating contact _{device, preferably a roller y} , then several processes can be recorded simultaneously with an amplifier set and an oscilloscope loop at this time a® amplifier input is switched on. With a corresponding number of switchings in the unit of time

können dann die stückweise aufgezeichneten Werte leicht zur gesäumten Beanspruchungskurve der einzelnen Meßstellen ergänzt werden.You can then easily convert the piece-wise recorded values to the fringed Load curve of the individual measuring points can be added.

Der Trägerfrequenzgenerator 1 ,dessen Frequenz bekanntlich etwa 4-5 aal derjenigen nosrh genau zu messsnäen höchsten Frequenz sein suss, ist in der Leistung so besessen,dass er die gewünschte Anzahl der Messbrücken zu speisen gestattet.Derselbe kann einphasig oder mfedarphasig geschaltet sein und wird' von einer vorhandenen Spannung 4£f>torseitig gespeiit. Die einzelnen WechslstromBäessbrüeken 2a,2b u.s.w. werden nun entsprechend zwecksässig verteilt von den einzelnen Phasen der Trägerfrequenz gespeist.
In bekannter Weise werden die Doppeldrosseln der Längenänderungs-The carrier frequency generator 1, the frequency of which, as is well known, must be about 4-5 aal of that nosrh precisely to measure the highest frequency, is so obsessed in performance that it allows to feed the desired number of measuring bridges. It can be switched in single-phase or multi-phase and is' from an existing voltage 4 £ f> stored on the door side. The individual alternating current Baessbrüeken 2a, 2b, etc. are now appropriately distributed by the individual phases of the carrier frequency.
In a known way, the double chokes of the length change

er&te,welche die Längenänderung elektrisch aufzunehmen gestatten , iX^^^^^^hltbük geschaltet,während diehe & te, which allow the change in length to be recorded electrically, iX ^^^^^^ hltbük switched while the

anaoron Zweig^ffUSüuiem fe yteßunäf eines veränderlichen Widerstand zwecks Abgleicht der Brücke demiiBetrage nachbestellen. Der Kondensator , dessen ein*^Beleg Bait einer Brückenmitte verbunden ist, währ end der andere Beleg auf einen Potentio»eter,welche»*J6wischen den Trägerfrequenfc-Speisespannungspunkten angelegt ist,gleite^ dient zum Phasenabgleich der Messbrücke. Ue die Erregerspannung der elektromagnetischen kDoppeldrossel einstellen zu können,ist noch ein Potentiometer vorgesehen Diese Anordnugg ist deswegen von Wichtigkeit,um die Erregung nur so gross einstellen zu können,dass der Anteil der durch die Eisensättigung in der Doppeldrossel hervorgerufenen!)der verstärkten Oberwellen ein gewünschtes Mass nicivt überschreitet.anaoron branch ^ ffUS üuiem fe yteßunäf a variable resistor for the purpose of balancing the bridge demiiRorder amounts. The capacitor, one of which is connected to the middle of the bridge, while the other is connected to a potentiometer which is applied between the carrier frequency supply voltage points, serves to phase-adjust the measuring bridge. In order to be able to set the excitation voltage of the electromagnetic double choke, a potentiometer is also provided.This arrangement is important so that the excitation can only be set so high that the proportion of the amplified harmonics caused by the iron saturation in the double choke!) Is a desired one Mass nicivt exceeds.

Der jeder Brücke nachgeschaltete Verstärker fccxfe 3 ( la,3b u.s.w.) ist »it transformatorisch übersetzterrtveränderlich einst ellbar en\kapazitivgekoppeltemGittereingang ausgerüstet und so beHessen ,dass bei geringster Heiz-und Anodenleistung grösstaöglichste Verstärkung erzielt wird. Bei demnachfolgenden Gleichrichter -Teil,welcher zwecks Anpassung an den niederohmigen Kupferoxydulgleichrichter und der zu verwendenden Oszillographenschleife niederohmig ausgeführt sein muss und daher transformator!sch angeschlossen ist,wurde bewußt auf eine phasenabhängige Gleichrichtung verzichtet| da bei einer solchen nach der Brücke bzw. hinter de» Verstärker eine gute Aussiebung aller Oberwellen vorgenommen werden muss,wenn eine lineare Rennlinie bei* Durchgang durch den Brückenabgleich auftreten soll,was aber eine unbedingte Forderung ist. Bei selbst noch demkleinsten Rest an Oberwellen tritt sonst ein S^-* Schlag in der kennlinie bei BrückenabStimmung yjfull §cuf ,weil die Brücke dem Betrage und der Phase nach nur auf die Grundwelle abgestimmt werden kann. Bei den zu verwendenden Frequenzen von etwa 500 Hz bis 6000 Hz ist eine Aussiebung der Oberwellen aber nur mit grosse» Aufwand an Schaltaitteln möglich, und Ausserde» wird durch die notwendigen auftretenden Dämpfungen die Empfindlichkeit der Messeinrichtung auf einen Bruchteil herabgesetzt,was durch zusätzliche Verstärkung wieder ausgeglichen werden muss. Die Wechslstrombrücke 2 ( 2a,2b u.s.w. ) wird m**t bei dieser Sehaltune da/^a, eine Unterscheidung bei nicht jöfasenabhängiger/fGleichrichtung von positiven und negativen Längenäifaerungen an der Doppeldrossel bei auf /lull abgeglichener Brücke nicht möglich ^iet,^ +ri*⁴" j η in ',-' ■ ' i so verstimmt,dass die grösste auftretende posij^o^oter neg#^^Cangenänderung noch keine Umkehr des Anzeigestromes bewirkt.The amplifier fccxfe 3 (la, 3b, etc.) connected downstream of each bridge is equipped with a capacitively coupled grid input and is designed so that the greatest possible gain is achieved with the lowest heating and anode output. In the case of the subsequent rectifier part, which must be designed with low resistance in order to adapt to the low-resistance copper oxide rectifier and the oscilloscope loop to be used and which is therefore connected to the transformer, a phase-dependent rectification was deliberately omitted because with such a good filtering out of all harmonics must be carried out after the bridge or behind the amplifier if a linear racing line is to appear when passing through the bridge adjustment, but this is an absolute requirement. If there is even the smallest amount of harmonics, there will otherwise be an S ^- * beat in the characteristic with bridge tuning yjfull §cuf, because the amount and phase of the bridge can only be tuned to the fundamental wave. At the frequencies to be used from around 500 Hz to 6000 Hz, a filtering out of the harmonics is only possible with great »expenditure on switching devices, and outside» the sensitivity of the measuring device is reduced to a fraction by the necessary attenuations, which is again achieved through additional amplification needs to be balanced. The Wechslstrombrücke 2 (2a, 2b etc) is m ** t / ^ a, not ^iet in this Sehaltune since a distinction in non jöfasenabhängiger / fGleichrichtung of positive and negative Längenäifaerungen of the dual coil at up / lull bridge is balanced possible ^ + ri * ⁴ "j η in ', -' ■ 'i so out of tune that the greatest posij ^ o ^ oter neg # ^^ change in the range does not yet cause a reversal of the display current.

Claims (6)

Patentansprüche^,Claims ^, Maschinen oder Höhrengenerator er4«s~,dass der AusgangsstroM,e- J*** Machines or hearing generators er4 «s ~ that the output current, e- J *** über et*v transforMatorisch gekuppelteSt Verstärker, nicht ffiiasenabhängige% Leicijrichter und Siebaittel iff «-. MilliaMperMeter oder öaSllogfaphenschleife angezeigt wird,bei den höchsten ^durch die jeweiligen Beanspruchungen des zu prüfenden Bauteils ^in dett Doppeldrossel*t bewirkten ÄositivenpundyÄegativen^Längenänderungen _t -^ sich nicht UKkehrt. ^^/k/i/u^^ via et * v transformer-coupled lteSt amplifiers, non-ffiiasen-dependent% Leicijrichter and Siebaittel iff «-. _{MilliaMperMeter or ÖaSllogfaphenschleife is displayed, at the highest ^ positive ^ changes in length t} - ^ caused by the respective stresses of the component to be tested ^ in double throttle * t ^ negative ^ changes in length t - ^. ^^ / k / i / u ^^ 2. 2. dadurch^gekethereby ^ geke da|Sda | S sbereichyr^mBsbereichyr ^ mB 3. Ä3. Ä ^ Anspruch 1 eÄschleifen und der ^ Claim 1 eÄschleifen and the 2j dadurch gekennzeichnet,dass zur Schonung der Anzeigegeräte und zur genaueren Einstellung und Ablesung der Meßwerte, der RuhestroB durch eine ,von einer konstanten Spannung abgegriffene, einstellbare Gegenspannung,teilweise oder ganz Kompensiert wird.2j characterized in that to protect the display devices and for more precise setting and reading of the measured values, the quiescent current is partially or fully compensated by an adjustable counter-voltage tapped from a constant voltage. 4. DI nmTTflSaS^iOTken »nri Yt-'•»Tnt'irr**»*¹ ^*""g nach Anspruch4. DI nmTT flSaS ^ iOTke n »nri Yt- '•» Tnt'irr ** »* ¹ ^ *""g according to claim 3,dadurch gekennzeichnet,dass die Gegenspannung vo quenzspannung abgegriffen wird .O''» (51 e Meßbrücke^ veränderlich einstellbare Torschaltwiderständetmd Kondensatoren deM Betrage und der Phase nach einj|fr.stellfo»/ und_/über einen Gleichrichter vor der Siebschaltung angeschlo&sen,zur KoMpensation des Ruhestroaes verwendet wird.
3, characterized in that the G egenspannung v o quenzspannung is tapped "(51e measuring bridge ^ variably adjustable Torschaltwiderständetmd .O '' capacitors in magnitude and phase according to ay | &sen" / and _/ angeschlo via a rectifier in front of the filter circuit fr stellfo. , is used to compensate for the calm flow.
5. Se a.i nach Anspruch5. Se a.i according to claim ^,dadurch gekennzeichnet, dass^^btler Mehrere Messbrücken «it en Doppeldrosseln wahlweise an die Verstärker und nachfolgenden^, characterized in that ^^ btler Several measuring bridges «it en double chokes optionally to the amplifier and subsequent ones nach Anspruch -according to claim - 6. t6. t 5, dadurch gekennzeichnet,dass^^äer Mehrere Messbrücken über rotierende Schaltwalze^-oder periodisch jßk) und^erschwingende Schaltaleaente an die Verstärkereingänge gpschal.tfay wi:iHerf, so dass wechselweise angeschlossen ,im Oszillographen #unkt -oder Zeitweise die Längenänderungen der einzelnen Doppeldrosseln aufgezeicifnet und zur geschlossenen Kurve ergänzt werden,5, characterized in that ^^ äer several measuring bridges over rotating switching drum ^ - or periodically jßk) and ^ affordable switching elements to the amplifier inputs gpschal.tfay wi: iHerf, so that alternately connected, in the oscilloscope #punkt -or temporarily the changes in length of the individual Double throttles are recorded and added to the closed curve, Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstands vom Stand der Technik sind im ErteilungsverfahrenTo distinguish the subject of the application from the state of the art are in the grant procedure iiii iliiiiMlt) Betracht gezogen worden.iiii iliiiiMlt) Been considered.