DE886260C - Method and arrangement for the electrical remote display of state variables - Google Patents

Description

Verfahren und Anordnung zur elektrischen Fernanzeige von Zustandsgrößen Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Anordnungen zur elektrischen Fernanzeige von Zustandsgrößen, insbesondere solche, bei denen durch den das für die Zustandsgröße empfindliche Organ durchfließenden Strom Anzeigefehler entstehen.Method and arrangement for the electrical remote display of state variables the The invention relates to methods and arrangements for remote electrical display of state variables, especially those for which the for the state variable Sensitive organ flowing through current display errors arise.

Für die Zwecke der Untersuchung höherer Luftschichten sind gegenwärtig sogenannte Radiosonden in Gebrauch, die man in der Atmosphäre aufsteigen läßt und die mit Hilfe eines Hochfrequenzsenders sowie von druck-, temperatur- und feuchtigkeitsempfindlichen Gliedern einer Bodenstation Angaben über die meteorologischen Verhältnisse in den durchquerten Luftschichten übermitteln. Bekannte Vorrichtungen dieser Art enthalten einen Hochfrequenzschwingungserzeuger, der mit einer Sendeantenne gekuppelt ist und in tfhereinstimmung mit der Relaxationsfrequenz eines zweiten Schwingungserzeugers moduliert wird, dessen Relaxationsfrequenz durch die jeweils unter Beobachtung stehende Zustandsgröße gesteuert wird. For the purpose of studying higher layers of air are present so-called radiosondes in use that are allowed to rise in the atmosphere and with the help of a high-frequency transmitter as well as pressure-, temperature- and moisture-sensitive Break down a ground station information about the meteorological conditions in the Transmitted layers of air. Known devices of this type included a high frequency vibrator coupled to a transmitting antenna and in accordance with the relaxation frequency of a second vibrator is modulated, the relaxation frequency of which is modulated by the one under observation State variable is controlled.

Die Verwendung von veränderlichen Widerstände den, die in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit durch Haarhygrometer gesteuert werden, ist neuerdings durch elektrische Vorrichtungen ersetzt worden, die zwischen zwei Elektroden einen Film einer lösbaren bzw. hygroskopischen Substanz, wie Lithiumchlorid, enthalten, dessen Leitfähigkeit sich in Abhängigkeit von der umgehenden relativen Feuchtigkeit ändert. Einzelheiten solcher hygroskopischer Widerstände sind an sich bekannt. The use of variable resistances the ones that are dependent controlled by the humidity by hair hygrometer, is by recently Electrical devices have been replaced which put a film between two electrodes a soluble or hygroscopic substance, such as lithium chloride, contain its Conductivity changes depending on the immediate relative humidity. Details of such hygroscopic resistances are known per se.

Obgleich die Ansprechgeschwindigkeit auf Änderungen der Feuchtigkeit in verschiedenen Höhen durch die Anwendung von hygroskopischen Wider- ständen ftir die Steuerung eines Relaxationsschwingungserzeugers wesentlich gesteigert worden ist, besitzen diese Widerstände den großen Nachteil, daß sie für Polarisationsfehler empfindlich sind. Dies liegt daran, daß die wechselnde Leitfähigkeit derartiger Filme in Gegenwart verschiedener Luftfeuchtigkeiten im wesentlichen eine elektrolytische Erscheinung ist und als solche unvermeidlich von Änderungen in der Masse der leitenden Zusammensetzung und an den Grenzflächen zwischen dieser und den Elektroden begleitet ist. Although the speed of response to changes in humidity at different heights through the use of hygroscopic resistors stands for the control of a relaxation oscillator has been increased significantly is, these resistors have the major disadvantage that they are responsible for polarization errors are sensitive. This is because the changing conductivity is more such Films in the presence of different humidities are essentially electrolytic Appearance is and as such inevitable of changes in the bulk of the conductive Composition and accompanied at the interfaces between this and the electrodes is.

Wenn ferner ein Widerstand, dessen Wert sich mit der umgebenden Temperatur ändert, für die Anzeige von Temperaturänderungen verwendet wird, so bewirkt die in dem Widerstand verbraucht Energie, daß seine Temperatur von der umgebenden Temperatur abweicht. Unter statischen Verhältnissen, solange der Strom in dem Widerstand konstant ist, kann dies dadurch kompensiert werden, daß die Anzeigeskala um einen geeigneten Betrag verschoben wird. Wenn dagegen der Strom in dem Widerstand sich ändern kann, besteht keine Möglichkeit mehr für eine zuverlässige Kompensierung des besagtenTemperaturunterschiedes, da derselbe sich in unvorhergesehener Weise ändert. Furthermore, if there is a resistance, its value varies with the surrounding temperature changes, is used for the display of temperature changes, then causes the in the resistor consumes energy that its temperature depends on the ambient temperature deviates. Under static conditions, as long as the current in the resistor is constant is, this can be compensated by moving the display scale around a suitable Amount is shifted. If, on the other hand, the current in the resistor can change, there is no longer any possibility of a reliable compensation of the said temperature difference, since it changes in an unforeseen way.

Hiervon ausgehend hat die Erfindung ein Verfahren bzw. eine Anordnung der angegebenen Art zum Gegenstand, bei dem Fehler in der Anzeige einer Zustandsgröße, die sich aus der Änderung des durch ein elektrisches Meßglied fließenden Stromes ergeben, auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Based on this, the invention has a method and an arrangement of the specified type to the object, in the case of the error in the display of a state variable, resulting from the change in the current flowing through an electrical measuring element should be reduced to a minimum.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Gerät zeichnet sich ferner dadurch aus, daß eine Anzeigevorrichtung für Feuchtigkeit vorgesehen ist, die für die Änderungen eines hygroskopischen Widerstandes empfindlich ist, bei dem die Wirkungen von Polarisationsfehlern nahezu ausgeschaltet sind. The device forming the subject of the invention is also distinguished characterized in that a display device is provided for moisture, which for the changes of a hygroscopic resistance is sensitive at which the effects polarization errors are almost completely eliminated.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist eine Vorrichtung für die Anzeige der Feuchtigkeit vorgesehen, bei der der durch einen elektrolytischen Widerstand fließende Strom leicht auf einem Normaiwert gehalten werden kann. According to a further feature of the invention is a device intended for the display of the humidity, at which the by an electrolytic Resistance flowing current can easily be kept at a normal value.

Ein weiteres Merkmal des Gerätes nach der Erfindung besteht darin, daß Mittel vorgesehen sind für die unabhängige Einstellung der Form der Charakteristik, die die Abhängigkeit zwischen Ableitungswiderstand und Relaxationsfrequenz wie dergibt, sowie der absoluten Frequenz eines ausgewählten Punktes auf der Kennlinie eines Relaxationsschwingungserzeugers. Another feature of the device according to the invention is that means are provided for the independent adjustment of the shape of the characteristic, which shows the relationship between leakage resistance and relaxation frequency, as well as the absolute frequency of a selected point on the characteristic curve of a Relaxation vibrator.

Bei einer bevorzugten Ausführung des Gerätes nach der Erfindung ist ein die IÇennlinie formender Widerstand in Reihe mit einem feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand in den Steuerkreis der Relaxationsfrequenz eingeschaltet und sind Mittel für die Änderung der Verluste des Hilfsfrequenzteils des Relaxationsschwingungskreises vorgesehen. In a preferred embodiment of the device according to the invention a resistor in series with a moisture-sensitive resistor, which forms the characteristic curve Resistance switched into the control circuit of the relaxation frequency and are medium for the change in the losses of the auxiliary frequency part of the relaxation oscillation circuit intended.

Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung gehen. aus den nachstehenden Ausführungen hervor, die sich auf das dargestellte Ausführungsbeispiel I,eziehen. In der Zeichnung zeigt Fig. I eine schematische Darstellung eines Gerätes für die Fernanzeige von Zustandsgrößen nach der Erfindung, Fig. 2 und 3 Einzelheiten der Anordnung der Hilfsfrequenzspulen des Relaxationsschwingungserzeugers, Fig. 4 eine graphische Darstellung verschiedener \ATellenformen der Relaxationsschwingung, Fig. 5 verschiedene Kurven für die Abhängigkeitzwiscn der Stellung der Einstellschraube und dem Gitterstrom des Relaxationsschwingungserzeugers, Fig. 6 entsprechende Kurven für die Abhängigkeit zwischen der Stellung der Schraube und der Relaxationsfrequenz und Fig. 7 die entsprechenden Kurven für die Abhällgigkeit zwischen der Stellung der Schraube und der Hilfsfrequenz im Relaxationsschwingungserzeuger. Other features and advantages of the invention go. from the following Outlines that relate to the illustrated embodiment I, e. In the drawing, Fig. I shows a schematic representation of a device for Remote display of state variables according to the invention, FIGS. 2 and 3 details of the Arrangement of the auxiliary frequency coils of the relaxation oscillation generator, FIG. 4 a graphical representation of different waveforms of the relaxation oscillation, Fig. 5 different curves for the dependency between the position of the adjusting screw and curves corresponding to the grid current of the relaxation oscillation generator, FIG. 6 for the relationship between the position of the screw and the relaxation frequency and FIG. 7 shows the corresponding curves for the dependence between the positions the screw and the auxiliary frequency in the relaxation vibration generator.

Gemäß Fig. I ist eine Vakuumdose 10 vorgesehen, die einen geerdeten Kontaktarm I2 über eine Umschalteinrichtung 14 bewegt, deren Segmente mit verschiedenen Punkten eines Widerstandsnetzes verbunden sind, das in dem Gitterkreis eines Relaxationsschwingungserzeugers in an sich bekannter Weise eingeschaltet ist. According to FIG. I, a vacuum box 10 is provided which has a grounded Contact arm I2 moved via a switching device 14, the segments of which with different Points of a resistance network are connected in the lattice circle of a relaxation oscillator is switched on in a known manner.

Die Schwingungen, deren Modulationen die Meldungen des in der Luft aufsteigenden Gerätes an einen entfernten Beobachter übertragen, werden in dem einen Teil einer Elektronenröhre I6 erzeugt, für die beispielsweise die handelsübliche Type 3 A 5 verwendet werden kann. Die Anode I8 des Hochfrequenzschwingungserzeugerteils der Röhre 16 ist über die Anodenkopplungsspule 20 mit dem positiven Pol der Anodenstromquelle 22 verbunden, deren negativer Pol an Erde bzw. Masse liegt. Die Stromquelle 22, die hier als Batterie dargestellt ist, ist für Hochfrequenzströme durch einen Kondenstator 24 iiberbrückt, der zwischen ihrem positiven Pol und Erde liegt. Die für das Arbeiten der Vakuumröhre I6 notwendige Elektronenemission wird von dem Doppelfaden 26 bestritten, der aus der Heizbatterie 28 gespeist und für Hochfrequenzströme durch einen Kondensator 30 überbrückt ist. The vibrations, the modulations of which are the messages of the in the air ascending device to a distant observer, are in the one Part of an electron tube I6 is generated, for which, for example, the commercially available Type 3 A 5 can be used. The anode I8 of the high frequency vibrator part the tube 16 is via the anode coupling coil 20 to the positive pole of the anode power source 22 connected, the negative pole of which is connected to earth or ground. The power source 22, which is shown here as a battery, is for high frequency currents through a capacitor 24 bridged, which lies between its positive pole and earth. The ones for work The electron emission necessary for the vacuum tube I6 is denied by the double thread 26, fed from the heating battery 28 and for high frequency currents through a capacitor 30 is bridged.

Der negative Pol der Batterie und der entsprechende Pol des Heizfadens liegen an Erde bzw. The negative pole of the battery and the corresponding pole of the filament lie on earth or

Masse, wodurch der Anodenkreis zur Stromquelle 22 geschlossen ist. Ground, whereby the anode circuit to the power source 22 is closed.

Die Hochfrequenzschwingungsspule 20 ist in gewissem Abstand elektromagnetisch mit einer Gitterspule 32 gekoppelt, die einerseits mit dem Steuergitter 34 und andererseits über Reihenwiderstände 36 und 38 mit Masse verbunden ist. Dasjenige Ende der Gitterspule 32, das das tiefere Potential besitzt, ist für Hochfrequenzenergie über einen Kondensator 40 geerdet, der eine Kapazität in der Größenordnung von Ioommfd = 100 p F besitzt, während die Hochfrequenzschwingungen eine Frequenz von 50 MHz oder mehr besitzen, die durch den Trimmkondensator 42 eingestellt wird, der zwischen Mittelabgriffe an der Anodenspule 20 und der Gitterspule 32 eingeschaltet ist. Die abgestrahlte Energie wird von der Kopplungsspule 44 abgenommen, die zwischen Anodenspule 20 und Gitterspule 32 liegt und mit ihren beiden Enden einzeln an die s.-Vierteilglieder einer Dipolantenne46 für eine halbe Wellenlänge angeschlossen ist. Die Unterteilung der Gitterableitung des Hochfrequenzschwingungserzeugers in die Widerstände 36 und 38 hat einen bestimmten Zweck, über den noch gesprochen wird. The high-frequency oscillation coil 20 is electromagnetic at a certain distance coupled to a grid coil 32, on the one hand with the control grid 34 and on the other hand is connected to ground via series resistors 36 and 38. That end of the lattice coil 32, which has the lower potential, is for high frequency energy through a capacitor 40 grounded, which has a capacitance in the order of magnitude of Ioommfd = 100 p F, while the high frequency vibrations have a frequency of 50 MHz or more, which is set by the trimming capacitor 42 between the center taps on the anode coil 20 and the lattice coil 32 is switched on. The radiated energy is taken from the coupling coil 44, which is between Anode coil 20 and grid coil 32 is and both ends individually to the See four-part sections of a dipole antenna46 for half a wavelength is. The division of the lattice derivative of the high frequency vibrator into resistors 36 and 38 have a specific purpose which will be discussed later.

Die Umwandlung der Widerstands änderungen der temperatur- und feuchtigkeitsempfindlichen Glieder in die Modulation der Hochfrequenz des Senders erfolgt durch den Relaxationsschwingungsteil der Valiuumröhre I6, dessen Anode 48 mit dem positiven Pol der Stromquelle 22 über die Anodenspule 50 des Hilfsfrequenzkopplungstransformators des Rela. xationsfrequenzschwingungserzeugers und über den Anodenwiderstand 51 verbunden ist. The conversion of the resistance changes of the temperature and humidity sensitive Links in the modulation of the high frequency of the transmitter are carried out by the relaxation oscillation part the Valiuumröhre I6, the anode 48 of which is connected to the positive pole of the current source 22 the anode coil 50 of the relay's auxiliary frequency coupling transformer. xation frequency vibrator and connected through the anode resistor 51.

Ülereinstimmend mit der Relaxationsschwin-=ung fließt der Strom zur Anode 48 in kurzen Impulsen, die entsprechende kurze Spannungsstöße am Anodenwiderstand 51 hervorrufen, der mit dem Steuergitter 34 über einen Kondensator 37 verbunden ist, der zwischen das anodenseitige Ende des Widerstandes 51 und den Verbindungspunkt der Gitterwiderstände 36 und 38 eingeschaltet ist. Die dem Gitter 34 auf diese Weise aufgedrückten Spannungsstöße haben negative Polarität und dienen dazu, das Arbeiten des Hochfrequenzschwingungserzeugers momentweise zu unterbrechen. Ein Kondensator 39, der zwischen dem anodenseitigen Ende des Widerstandes 51 und Erde liegt, bildet eine Rückleitung für die Hilfsfrequenzenergie, und zu diesem Zweck hat sich ein Kondensator von 0, OI ItF als brauchbar erwiesen, während als ein geeigneter Wert für den Kondensator 37 eine Kapazität von 0,05 uF ermittelt wurde. Das Steuergitter 52 des Schwingteiles für die Relaxationsfrequenz der Röhre I6 ist mit dem einen Ende der Gitterspule 54 il. des Hilfsfrequenztransformators des Relaxationsschwingungserzeugers verbunden. In accordance with the relaxation oscillation, the current flows to the Anode 48 in short pulses, the corresponding short voltage surges on the anode resistor 51, which is connected to the control grid 34 via a capacitor 37 is that between the anode-side end of the resistor 51 and the connection point the grid resistors 36 and 38 is switched on. The grid 34 in this way Imposed voltage surges have negative polarity and are used to make the work to interrupt the high-frequency oscillation generator momentarily. A capacitor 39, which lies between the anode-side end of the resistor 51 and earth a return line for the auxiliary frequency energy, and for this purpose has become a Capacitor of 0. OI ItF proved useful while being a suitable value a capacitance of 0.05 uF was determined for the capacitor 37. The control grid 52 of the oscillating part for the relaxation frequency of the tube I6 is with the one End of the lattice coil 54 il. of the auxiliary frequency transformer of the relaxation oscillation generator tied together.

Die Anschlüsse von Anode 48 und Gitter 52 sind außerdem durch einen Kondensator 56 überbrückt, der einen Wert von soopF hat, und das Gitter ist über einen Kondensator 58 mit Masse verbunden, der beispielsweise einen Wert von 500 pF besitzt.The connections of anode 48 and grid 52 are also through a Capacitor 56 is bridged, which has a value of soopF, and the grid is over a capacitor 58 connected to ground, which for example has a value of 500 pF owns.

Eine geeignete Hilfsfrequenz für einen solchen Relaxationsschwingungserzeuger hat sich zu ungefähr 2 MHz ergeben, bei einer Relaxationsfrequenz von 2 bis 90 Hz.A suitable auxiliary frequency for such a relaxation oscillation generator turned out to be about 2 MHz, with a relaxation frequency of 2 to 90 Hz.

Der Gleichstromkreis zwischen Gitter 52 und Erde ist vervollständigt durch die Reihenschaltung eines regelbaren Widerstandes 60, eines festen Widerstandes 62 und dann, je nach der Stellung des Relaiskontakt 7I, durch den temperaturempfindlichen Widerstand 66 oder den feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand 68 und verläuft schließlich über den Relaiskontakt 71 nach Erde. Um ein Weiterarbeiten des Relaxationsschwingungserzeugers zu ermöglichen, wenn der Widerstand 68 die iiußerst hohen Werte annimmt, die für niedrige Werte der relativen Feuchtigkeit bei sehr tiefen Temperaturen lsennzeichnel sind, ist der Widerstand 68 durch einen Widerstand 70 überbrückt. The DC circuit between grid 52 and earth is completed through the series connection of an adjustable resistor 60, a fixed resistor 62 and then, depending on the position of the relay contact 7I, through the temperature-sensitive Resistor 66 or the moisture sensitive resistor 68 and eventually runs via relay contact 71 to earth. To continue working of the relaxation oscillation generator to enable when resistor 68 assumes the extremely high values required for low values of the relative humidity at very low temperatures the resistor 68 is bridged by a resistor 70.

Die vorstehend beschriebene Widerstandsverbindung zur Masse ist durch einen Kondensator 72 überbrückt, der einen Nennwert von o,og uF besitzt. Die Spulen 50 und 54 sind vorzugsweise konzentrisch gewickelt, wie am besten aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, und eine leitende Schraube 74 ist längs der Spulenachse angeordnet und kann durch Vor- und Zurückschrauben in dem Muttergewinde des Halters 76 in die Spulenanordnung hinein und aus derselben heraus bewegt werden, wol>ei die beiden Spulen fest miteinander gekoppelt sind, so daß die Frequenz der in dem Transformator erzeugten Hilfsschwingungen unabhängig von der Stellung der leitenden Schraube im wesentlichen konstant bleibt. Die Gitterspule 54 ist im Innern der konzentrischen Spulenanordnung und die Kopplungsspule 50 außerhalb davon angeordnet. The resistance connection to ground described above is through bridged a capacitor 72, which has a nominal value of o, og uF. The spools 50 and 54 are preferably wound concentrically, as best seen in FIGS. 2 and 4 3 and a conductive screw 74 is positioned along the coil axis and by screwing back and forth in the nut thread of the holder 76 in the Coil assembly to be moved in and out of the same, the two want Coils are tightly coupled together so that the frequency of the transformer generated auxiliary vibrations regardless of the position of the leading screw in the remains essentially constant. The grid coil 54 is inside the concentric Coil arrangement and the coupling coil 50 arranged outside of it.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind der Eingangskreis und der Ausgangskreis, die dem Steuergitter 52 und der Anode 48 entsprechen, durch positive Rückkopplung miteinander verbunden, derart, daß Schwingungen in der Hilfsfrequenztransformatoranordnung 50, 54 erzeugt werden. Die Schwingungen in den Spulen 50 und 54 nehmen an Stärke bis zu einem Punkt zu, wo ein Gitterstrom zwischen Steuergitter 52 und Faden 26 fließt und eine negative Ladung auf der nicht geerdeten Belegung des Kondensators 72 entstehen läßt. Wenn diese negative Ladung einen genügend großen Wert erreicht hat, wird die Verstärkerwirkung des Relaxationsschwingteiles der Röhre I6 beendet, was zur Folge hat, daß die Schwingung und das Fließen des Ladestromes aufhören. Der Kondensator 72 wird nun durch das anhängende Widerstandsnetz entladen, bis die zwischen dem Steuergitter 52 und dem Faden 26 herrschende Spannung einen solchen Wert angenommen hat, daß die Schwingbedingungen wiederhergestellt sind, worauf derselbe Kreislauf sich wiederholt. As can be seen from the drawing, the input circle and the Output circuit corresponding to control grid 52 and anode 48 by positive Feedback interconnected so that oscillations in the auxiliary frequency transformer arrangement 50, 54 are generated. The vibrations in the coils 50 and 54 increase in strength to a point where a grid current between control grid 52 and filament 26 flows and a negative charge on the ungrounded pinout of the capacitor 72 can arise. When this negative charge reaches a sufficiently large value the amplifying effect of the relaxation oscillating part of the tube I6 is ended, which has the consequence that the oscillation and the flow of the charging current stop. The capacitor 72 is now discharged through the attached resistor network until the the tension prevailing between the control grid 52 and the thread 26 is such Wert assumed that the oscillation conditions are restored, whereupon the same Cycle repeats itself.

Die am Kondensator 72 während dieses Betriebes auftretenden Spannungen haben den in Fig. 4 graphisch dargestellten zeitlichen Verlauf, wobei der negative Anstieg 78 die Zunahme der negativen Ladung des Kondensators 72 während der eingeleiteten Schwingungsperiode veranschaulicht und die Exponentialkurve 8o den Abfall der Steuerspannung am Gitter 52 infolge Ableitung der Ladung des Kondensators 72 über das Widerstandsnetz nach Erde veranschaulicht. Die gestrichelte Linie 82 in Fig. 4 gibt die Gittersperrspannung an, bei der die Schwingbedingungen wiederhergestellt sind; und wenn, wie aus den Kurven hervorgeht, die Exponentialkurve 80 den Spannungswert 82 erreicht, werden von neuem Schwingungen in dem Relaxationsfrequenzteil der Röhre I6 angefacht, worauf der negative Spannungsanstieg 78 einsetzt. The voltages occurring across the capacitor 72 during this operation have the time course shown graphically in FIG. 4, the negative Increase 78 the increase in the negative charge on capacitor 72 during the initiated Oscillation period illustrates and the exponential curve 8o the drop in the control voltage at the grid 52 as a result of the discharge of the charge on the capacitor 72 via the resistor network illustrated by earth. The dashed line 82 in FIG. 4 indicates the grid reverse voltage at which the vibration conditions are restored; and if, how from the Curves can be seen, the exponential curve 80 reaches the voltage value 82, are again fanned vibrations in the relaxation frequency part of the tube I6, whereupon the negative voltage rise 78 begins.

Während jedes negativen Anstiegs der Spannung des Relaxationsschwingungserzeugers fließt ein Anodenstromstoß durch den Widerstand 51.During each negative increase in the voltage of the relaxation vibrator an anode rush current flows through the resistor 51.

\N'enn das Gerät als Radiosonde durch die Luft aufsteigt. bewegt sich der Kontaktarm I2 nachein- ander über die Stäbe des Umschalters I4, wodurch der eine Pol der Erregerwicklung 64 des Relais für die Umschaltung von Temperatur auf Feuchtigkeit vorübergehend mit Masse verbunden und von Masse abgeschaltet wird. Wenn die Wicklung 64 erregt wird, wird durch den Kontakt 7t der eine Pol des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes geerdet und damit dieser Widerstand in den Gitterkreis des Relaxationsschwingungserzeugers gelegt. Bei niedrigen Feuchtigkeitswerten hat der Widerstand 68 einen ziemlich hohen Wert, wodurch die Periode des exponentialen Abfalls verlängert und die Relaxationsfrequenz herabgesetzt wird, während bei hoher Feuchtigkeit das Gegenteil eintritt. Wenn der Kontaktarm 12 sich über einem der nicht leitenden Zwischenräume der Kontakteinrichtung 14 befindet, wird die Relaiswicklung 64 stromlos und der temperaturempfindliche Widerstand 66 in den Entladungskreis gelegt. In bekannter Weise wird in Abständen eine Erdverbindung an das eine oder andere Ende des Widerstandes 62, von denen das eine ein tieferes und das andere ein höheres Potential besitzt, gelegt und dadurch eine hohe oder eine tiefe Bezugsfrequenz für Eichzwecke erzeugt. \ N'if the device ascends through the air as a radiosonde. emotional the contact arm I2 moves one after the other other over the bars of the switch I4, whereby one pole of the excitation winding 64 of the relay for switching from Temperature to humidity temporarily connected to ground and disconnected from ground will. When the winding 64 is energized, one pole of the moisture-sensitive resistor grounded and thus this resistor in the Lattice circle of the relaxation oscillation generator laid. At low humidity levels resistor 68 has a fairly high value, thus reducing the period of the exponential Fall lengthened and the relaxation frequency decreased, while at high Moisture the opposite occurs. When the contact arm 12 is over one of the Non-conductive spaces of the contact device 14 is located, the relay winding 64 de-energized and the temperature-sensitive resistor 66 in the discharge circuit placed. In a known manner, a ground connection to the one or at intervals other end of the resistor 62, one of which is a deeper one and the other has a higher potential, and thus a high or a low reference frequency generated for calibration purposes.

Da die Erfindung von besonderem Wert für die der Feuchtigkeitsanzeige dienenden Teile der Schaltung ist, wird in der weiteren Beschreibung in erster Linie die Arbeitsweise für den Fall berücksichtigt, -daß die Relaiswicklung 64 erregt, d. h. der feuchtigkeitsempfindliche Widerstand in den Entladungskreis eingeschaltet ist. Since the invention is of particular value for the moisture indicator serving parts of the circuit will be primarily used in the further description the mode of operation taken into account in the event that the relay winding 64 energizes, d. H. the moisture-sensitive resistor switched into the discharge circuit is.

Die Form der Kurve, die gemäß der Fig. 4 abwechselnd aus einem negativen Spannungsanstieg 78 und exponentialen Abfallperioden 80 besteht und die Spannungsänderungen am Kondensator 72 veranschaulicht, gibt zugleich an, daß das Integral dieser Kurve einen bestimmten negativen Wert hat. The shape of the curve, which according to FIG. 4 alternates from a negative There is voltage rise 78 and exponential fall periods 80 and the voltage changes illustrated on the capacitor 72, indicates at the same time that the integral of this curve has a certain negative value.

Da der Entladungskreis einen reinen Widerstand darstellt, hat der Strom in diesem Kreis eine Wellenform, die mit dem in Fig. 4 dargestellten Spannungsverlauf übereinstimmt, sowie demzufolge eine Gleichstromkomponente, die gewöhnlich als Gitterstrom bezeichnet wird. Wie bekannt, entspricht die am Steuergitter 52 erhaltene Höchstspannung der Hilfsfrequenzschwingung derjenigen Gitterspannung, die einen Energiegewinn in dem Relaxationsschwingungsteil der Röhre bestimmt, der den in der Transformatoranordnung für die Hilfsfrequenzschwingung auftretenden Verlusten das Gleichgewicht hält. Abweichungen bei den handelsüblichen Röhren bedingen entsprechende Unterschiede in der Höhe dieser Gitterspannung.Since the discharge circuit is a pure resistance, the Current in this circle has a waveform that corresponds to the voltage curve shown in FIG coincides, and consequently a direct current component, usually called grid current referred to as. As is known, the maximum voltage obtained at the control grid 52 corresponds the auxiliary frequency oscillation of the grid voltage that generates an energy gain in the relaxation oscillation part of the tube, which determines the one in the transformer arrangement for the auxiliary frequency oscillation occurring losses keeps the equilibrium. Deviations in the case of commercially available tubes there are corresponding differences in the amount of these Grid tension.

Nun ist die Höchstspannung, auf die der Kondensator 72 aufgeladen wird, im wesentlichen gleich der am Steuergitter 52 erhaltenen Höchstspannung der Hilfsfrequenzschwingung. Da diese Schwingungshöchstspannung ihrerseits auf den Wert festgelegt ist, für den die Eingangsenergie des Relaxationsfrequenzschwingungserzeugers gleich den Verlusten in der Transformatoranordnung für die Hilfsfrequenzschwingung ist, wird durch eine Steigerung der Verluste in diesem Teil des Kreises die Schwingspannungsgröße, bei der die Gleichgewichtsbedingung erhalten wird, herabgesetzt. Da der dadurch den Relaxationsfrequenzteil der Schwingröhre abgezogene Gitterstrom diese Verluste beeinflußt und da die Gitterstromcharakteristik bei den handelsüblichen Erzeugnissen sich von Röhre zu Röhre erheblich ändert, ist die negative Spitze der Relaxationsspannung ebenfalls einer Änderung unterworfen. Da die beiden Grenzen der Wellenform der Schwingung unabhängig voneinander beweglich sind, so ist klar, daß das Integral der Wellenform, d. h. der durch den feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand 68 fließende Gitterstrom, gleichfalls einer Änderung unterworfen ist. The maximum voltage to which the capacitor 72 is charged is now becomes, essentially equal to the maximum voltage obtained at the control grid 52 Auxiliary frequency oscillation. Since this maximum oscillation voltage in turn affects the value is set for which the input energy of the relaxation frequency oscillator equal to the losses in the transformer arrangement for the auxiliary frequency oscillation is, by increasing the losses in this part of the circle, the oscillation voltage magnitude, at which the equilibrium condition is maintained is decreased. Because of that The grid current subtracted from the relaxation frequency component of the vibrating tube, these losses influenced and there the grid current characteristics in the commercial products changes significantly from tube to tube, the negative peak is the relaxation voltage also subject to change. Because the two limits of the waveform of vibration are independently movable, it is clear that the integral of the waveform, d. H. the grid current flowing through the moisture-sensitive resistor 68, is also subject to change.

Der feuchtigkeitsempfindliche Widerstand 68 ist gewöhnlich eine Vorrichtung, die eine Schicht eines hygroskopischen Salzes, wie Lithiumchlorid, auf einer nicht leitenden Unterlage zwischen zwei leitenden Elektroden enthält. Die Stromleitung in diesem Salz in Gegenwart von hohen Feuchtigkeiten ist im wesentlichen elektrolytischer Natur, derart, daß gegenelektromotorische Kräfte an den Elektroden erzeugt werden, die den scheinbaren Widerstandswert des Widerstandsgebildes verändern. Da diese elektromotorischen Kräfte elektrolytischer Natur sind, hängen sie von der Größe des -Gitterstromes in dem feuchtigkeitsempfindlichen Gebilde ab und ändern sich kontinuierlich mit der Zeit. The moisture sensitive resistor 68 is usually a device that one layer of a hygroscopic salt, such as lithium chloride, on one does not contains conductive pad between two conductive electrodes. The power line in this salt in the presence of high humidities it is essentially electrolytic Nature, such that counter electromotive forces are generated on the electrodes, which change the apparent resistance value of the resistance structure. This one electromotive forces are electrolytic in nature, they depend on size of the grid current in the moisture-sensitive structure and change continuously over time.

Es ist versucht worden, hierdurch entstehende Fehler dadurch zu vermeiden, daß für die Anzeige der Feuchtigkeitswerte nur die Schwingungsfrequenz benutzt wird, die zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Beginn der Feuchtigkeitsmessung besteht; aber das Vorhandensein einer zweiten nicht kontrollierten veränderlichen Größe, des Gitterstromes, hat diesem Verfahren zur Herabsetzung der Fehler den Erfolg versagt. Die Hinzufügung der beweglichen Schraube 74 an der Trausformatoranordnung der Hilfsfrequenzschwingung für den Relaxationsschwingungserzeuger bietet ein Mittel, den Gitterstrom im Gitterkreis des Relaxationsschwingungserzeugers trotz erheblicher Schwankungen in den Eigenschaften der Schaltglieder und Röhren zu normalisieren. Attempts have been made to avoid errors resulting from this by that only the oscillation frequency is used to display the moisture values, which exists at a certain point in time after the start of the moisture measurement; but the presence of a second uncontrolled variable quantity, of the grid current, this method of reducing errors has failed. The addition of the movable screw 74 to the transformer assembly of the auxiliary frequency oscillation for the relaxation oscillation generator offers a means, the grid current in the grid circle of the relaxation oscillation generator despite considerable fluctuations in the properties normalize the switching elements and tubes.

Es ist zuvor erwähnt worden, daß die negative Spannungsspitze bei einer Relaxationsschwingungsperiode durch die Höchstspannung der Hilfsfrequenzschwingung bestimmt ist und daß diese wiederum von den Verlusten im Stromkreis abhängig ist. Nunmehr werden durch das Einbringen eines leitenden Gegenstandes in die Hochfrequenzspule der Anordnung 50, 54 wegen der darin erzeugten Wirbelströme Verluste in dieser Anordnung erzeugt. Die Einführung einer größeren Länge der Schraube 74 erhöht die Verluste, und umgekehrt. It has been mentioned earlier that the negative voltage spike at a relaxation oscillation period due to the maximum voltage of the auxiliary frequency oscillation is determined and that this in turn depends on the losses in the circuit. Now, by introducing a conductive object into the radio frequency coil the arrangement 50, 54 because of the eddy currents generated therein losses in this arrangement generated. The introduction of a longer length of the screw 74 increases the losses, and vice versa.

Die Wirkung dieser zusätzlichen Verluste geht deutlich aus einem zweiten Kurvenzug in Fig. 4 hervor, welcher zeigt, daß die das Aufhören der Schwingungen bewirkende Gleichgewichtsbedingung bei einem tieferen Wert eintritt, wenn solche zusätzlichen Verluste eingefügt worden sind, wie aus der neuen exponentialen Abfallkurve 84 der Gittersteuerspannung ersichtlich ist, die bei einem kleineren Spitzenwert der negativen Spannung beginnt. Unter diesen Umständen kehrt die Steuerspannung am Gitter 52 schneller zu der Anfachspannung zurück, so daß ein neuer negativer Anstieg 86 in kürzerer Zeit einsetzt, als dies vorher der Fall war. Demzufolge folgen die Schwingungszüge schneller aufeinander, und d wegen der kleineren negativen Spannungsspitze, die während einer Periode der Relaxationsschwingung auftritt, hat das Integral dieser neuen Relaxationswellenform einen weniger negativen Wert, was eine Verringerung des Gitterstromes bedeutet. Falls lediglich eine Herabsetzung des Gitterstromes gewünscht wird, kann die dadurch bedingte Erhöhung der Relaxationsfrequenz durch eine Erhöhung des Wertes des Kondensators 72 ausgeschaltet werden, dessen Änderung außerdem ein Mittel zur Regelung der Relaxationsfrequenz darstellt, jedoch im wesentlichen ohne Wirkung auf den Gitterstrom ist. The effect of these additional losses is evident from one second curve in Fig. 4, which shows that the cessation of the vibrations causing equilibrium condition occurs at a lower value, if such additional losses have been inserted, such as from the new exponential Falling curve 84 of the grid control voltage can be seen, which at a smaller The peak of the negative voltage begins. In these circumstances the control voltage reverses at grid 52 faster back to the starting voltage, so that a new negative Rise 86 begins in a shorter time than was previously the case. Follow accordingly the oscillation trains more quickly on top of each other, and d because of the smaller negative voltage peak, which occurs during a period of the relaxation oscillation has the integral of this new relaxation waveform has a less negative value, indicating a decrease of the grid current means. If only a reduction of the grid current is desired, the resulting increase in the relaxation frequency can be achieved by an increase in the value of the capacitor 72 can be switched off, its change also represents a means for regulating the relaxation frequency, but essentially has no effect on the grid current.

Um die Kurvenform der Widerstandfrequenzcharakteristik des Relaxationsschwingungserzeugers zu normen, wird der veränderliche Widerstand 60 nach Fertigstellung einer solchen Radiosonde eingestellt, und zwar wird der Widerstand fixiert, nachdem die Kurve den richtigen Verlauf erhalten hat. Die hierdurch bewirkte Änderung des gesamten Entladungswiderstandes ist von einer Änderung der Relaxationsfrequenz und des Gitterstromes des Relaxationsschwingungserzeugers begleitet. Nachdem so das gewünschte Verhältnis der Frequenzänderung für ein bestimmtes Verhältnis der Widerstände im Entladungskreis hergestellt ist, wird anschließend die Schraube 74 so eingestellt, daß der durch die Gitterableitung fließende Gitterstrom auf den vorbestimmten Normalwert gebracht wird, während verschiedene Kondensatoren 72 eingesetzt werden, um den absoluten Frequenzwert für einen auf der Widerstandfrequenzcharakteristik gewählten Bezugspunkt einzustellen. Hierbei ist zu beachten, daß die Verkleinerung des die Kurvenform beeinflußenden Widerstandes 60 eine Erhöhung der Relaxationsfrequenz mit einer Zunahme des Gitterstromes verursacht, während die Erhöhung der Verluste für die Hilfsschwingungekreise der Relaxationsschwingung eine Zunahme der Relaxationsfrequenz, jedoch eine Abnahme des Gitterstromes bewirkt. To the waveform of the resistance frequency characteristic of the relaxation vibrator to normalize, the variable resistor 60 becomes after such completion Radiosonde set, namely the resistance is fixed after the curve has received the correct course. The resulting change in the whole Discharge resistance is of a change in relaxation frequency and grid current of the relaxation vibrator. After so the desired ratio the frequency change for a certain ratio of the resistances in the discharge circuit is made, the screw 74 is then adjusted so that the through the grid current flowing through the grid derivation is brought to the predetermined normal value is, while various capacitors 72 are used to the absolute Frequency value for a reference point selected on the resistance frequency characteristic to adjust. It should be noted that the reduction in size of the curve shape influencing resistor 60 an increase in the relaxation frequency with an increase of the grid current caused, while the increase in the losses for the auxiliary oscillation circuits of the relaxation oscillation an increase in the relaxation frequency, but a decrease of the grid current causes.

Dies ist deutlich erkennbar in Fig. 5 bis 7, die mit einem Gerät aufgenommen sind, das eine Röhre 3 A 5 enthält, die mit 90 V Anodenspannung und 3 V Heizspannung in einem Relaxationsschwingkreis, wie er hier dargestellt ist, mit einer Relaxationsfrequenz von I60 bis 240 Perioden in der Sekunde und eine Frequenz der Hilfsschwingung von im wesentlichen 2MHz betrieben wird. This can be clearly seen in Figs. 5 to 7, which include an apparatus are included, which contains a tube 3 A 5 with 90 V and anode voltage 3 V heating voltage in a relaxation oscillating circuit, as shown here, with a relaxation frequency of 160 to 240 periods per second and one frequency the auxiliary oscillation of essentially 2MHz is operated.

In Fig.5 ist die Abnahme des Gitterstromes (in Mikroampere) getrennt für eine Schraube aus Messing (I), rostfreiem Stahl (II) und Weicheisen (III) in Abhängigkeit von der Verstellung der Schraube (in Zoll) dargestellt, während Fig. 6 die gleichzeitig auftretende Änderung der Relaxationsfrequenz (in Hertz) und Fig. 7 die der Hilfsschwingungsfrequenz (in Megahertz) veranschaulicht.The decrease in the grid current (in microamps) is separated in FIG for a screw made of brass (I), stainless steel (II) and soft iron (III) in Dependent on the adjustment of the screw (in inches) shown, while Fig. 6 the simultaneously occurring change in the relaxation frequency (in Hertz) and Fig. 7 illustrates the auxiliary oscillation frequency (in megahertz).

Obgleich die Normalisierung des Gitterstromes besonders vorteilhaft in Verbindung mit den Feuchtigkeitsangaben ist, ist sie außerdem von Bedeutung, um eine veränderliche Abweichung zwischen der umgebenden Temperatur und der Temperatur des temperaturempfindlichen Widerstandes 66 und die damit verbundene Einführung von nicht übersehbaren Fehlern zu verhindern. Although the normalization of the grid current is particularly advantageous is in connection with the moisture information, it is also of importance, a variable deviation between the ambient temperature and the temperature of the temperature sensitive resistor 66 and the associated introduction to prevent errors that cannot be overlooked.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren und Anordnung zur elektrischen Fernanzeige von meteorologischen Zustandsgrößen, insbesondere für die Untersuchung höherer Luftschichten durch Radiosonden, unter Verwendung eines Meßwiderstandes (der beispielsweise als feuchtigkeitsempfindlicher elektrolytischer Widerstand stromabhängig sein kann), dessen Anderungen zur Änderung der Frequenz einer Relaxationsschwingung benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur unabhängigen Regelung der Meßwiderstand - Relaxationsfrequenz-Charakteristik einerseits und des durch den Meßwiderstand fließenden Stromes andererseits zwei die Frequenz unabhängig voneinander regelnde Vorrichtungen dienen, die bei gleichem Richtungssinn der Frequenzänderung den durch den Meßwiderstand fließenden Strom in entgegengesetzten Richtungen ändern. PATENT CLAIMS: I. Method and arrangement for electrical remote display of meteorological state variables, especially for the investigation of higher air layers by radiosondes, using a measuring resistor (e.g. moisture-sensitive electrolytic resistance can be current-dependent), whose changes are used to change the frequency of a relaxation oscillation are, characterized in that for independent control of the measuring resistor - Relaxation frequency characteristic on the one hand and that of the measuring resistor flowing current, on the other hand, two regulating the frequency independently of one another Devices are used that with the same sense of direction of the frequency change through change the current flowing in the measuring resistor in opposite directions. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaxationsschwingungserzeuger, etwa in Form einer Dreielektrodenröhre, zwecks Erzeugung einer Hilfsfrequenz zwischen Anode und Gitter einen Rückkopplungstransformator und zwecks-periodischer Unterbrechung der Hilfsfrequenzschwingungen mit einer Relaxationsfrequenz zwischen Gitter und Kathode einen Kondensator und parallel dazu eine Gitterableitung aufweist, die den Meßwiderstand enthält, dessen Änderungen somit die Relaxationsfrequenz beeinflussen. 2. Arrangement according to claim I, characterized in that the relaxation vibration generator, in the form of a three-electrode tube, for the purpose of generating an auxiliary frequency between Anode and grid a feedback transformer and for the purpose of periodic interruption of the auxiliary frequency oscillations with a relaxation frequency between the grid and Cathode has a capacitor and parallel to it a grid lead that the Contains measuring resistor, the changes of which thus affect the relaxation frequency. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterableitung in Reihe mit dem Meßwiderstand einen regelbaren Widerstand enthält, der den den Meßwiderstand durchfließenden Strom und die Relaxationsfrequenz in dem Sinne zu ändern gestattet, daß eine Erhöhung der Relaxationsfrequenz mit einer Zunahme des Stromes im Meßwiderstand verbunden ist. 3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the Grid discharge in series with the measuring resistor contains an adjustable resistor, the current flowing through the measuring resistor and the relaxation frequency in the Changing senses allows an increase in the relaxation frequency with an increase of the current in the measuring resistor is connected. 4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungsfransformator mit einer Einrichtung zur regelbaren Energieentziehung versehen ist, die die Relaxationsfrequenz und den im Meßwiderstand fließenden Strom in dem Sinne zu ändern gestattet, daß eine Erhöhung der Relaxationsfrequenz mit einer Abnahme des Stromes im Meßwiderstand verbunden ist. 4. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the Feedback transformer with a device for controllable energy extraction is provided, which is the relaxation frequency and the current flowing in the measuring resistor change in the sense that allows an increase in the relaxation frequency with is associated with a decrease in the current in the measuring resistor. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der regelbaren Energieentziehung ein länglicher leitender Körper, beispielsweise eine Schraube, dient, der längs der Achse der gleichachsig zueinander angeordneten Transformatorspulen verstellbar ist. 5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the controllable Energy extraction an elongated conductive body, for example a screw, serves along the axis of the coaxially arranged transformer coils is adjustable. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transformatorspulen in möglichst fester Kopplung miteinander stehen, so daß die Verstellung des leitenden Körpers die Hilfsfrequenz nicht wesentlich beeinflußt. 6. Arrangement according to claims 4 and 5, characterized in that that the two transformer coils are coupled to one another as tightly as possible, so that the adjustment of the conductive body does not significantly affect the auxiliary frequency influenced. 7. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gitterableitung-abwechselnd ein feuchtigkeits- und ein temperaturempfindlicher Meßwiderstand einschaltbar ist. 7. Arrangement according to claims I to 6, characterized in that that in the grid derivation-alternately a moisture-sensitive and a temperature-sensitive one Measuring resistor can be switched on. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung selbsttätig, beispielsweise in Abhängigkeit von dem mit der Steighöhe einer Radiosonde abnehmenden Luftdruck, durch eine barometrische Vorrichtung erfolgt, die zusätzlich Änderungen der Relaxationsfrequenz zur gleichzeitigen Anzeige des Luftdrucks und Abgabe von Eichwerten vornimmt. 8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the switching automatically, for example depending on the height of a radiosonde decreasing air pressure, is done by a barometric device, which in addition Changes in the relaxation frequency for the simultaneous display of the air pressure and Submission of calibration values. 9. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaxationsschwingungen von veränderlicher Frequenz der Modulation eines Hochfrequenzsenders dienen. 9. Arrangement according to claims I to 8, characterized in that that the relaxation vibrations of variable frequency of modulation of a Serve high frequency transmitter.