DE960616C

DE960616C - Einrichtung zur elektrischen Fernuebertragung der Anzeige von Messinstrumenten

Info

Publication number: DE960616C
Application number: DEM27349A
Authority: DE
Original assignee: Microtecnica SRL
Current assignee: Microtecnica SRL
Priority date: 1954-06-24
Filing date: 1955-06-10
Publication date: 1957-03-21

Description

AUSGEGEBEN AM 21. MÄRZ 1957

M sr349 VIIId/Ub

Bei Einrichtungen zur Fernübertragung der Anzeige von Meßinstrumenten, sind in einem elektrolytischen Bad sich kreisförmig umschließende und sich gegeneinander verstellende Elektroden eingebaut, die zur Erzeugung der Widerstandsunterschiede dienen. Nach einem bekannten, Beispiel dieser Art sind die Elektrodenkreise fest eingebaut, und die Widerstandsänderung wird von der Stellung einer einstellbaren Kontaktbrücke abhängig gemacht, die ebenso wie die Elektrodenkreise drei Teilstücke aufweist. Demgemäß ist die Elektrodenzahl vor und hinter dem Flüssigkeitswiderstand die gleiche, so daß die Widerstandsänderung für alle drei Paare der Elektroden gleichzeitig und in gleicher Größe erfolgt. Wäre ein Stromfluß zwischen sich nicht gegenüberliegenden Elektroden möglich, dann würde dies nur Verluste verursachen. Da der bewegliche Kontakt nur eine Wertänderung des die Einrichtung durchfließenden Stromes hervorbringt, ist auch 2c·, keine Verzweigungsmöglichkeit in Abhängigkeit von der Lage des beweglichen Kontaktes gegeben. Bei einer Einrichtung zur Regelung der Dampferzeugung in weiten Grenzen sind zwei Elektroden kreisförmig ineinander angeordnet, von denen die innere von Hand verstellt werden kann. Die innere Elektrode ist jedoch nicht unterteilt, sondern bildet ein einheitliches Stück. In einer

anderen, Kompassen zugeordneten Einrichtung stehen vier Kontakte unter Spannung, und zwei andere werden über die Flüssigkeit gespeist, wobei diese gegenüber den vier ersten durch veränderliche Widerstände beeinflußt werden und zwischen den beiden Kontakten eine entsprechend der Lage der Kontakte wechselnde Spannung erzeugt wird. Die Übertragungsspannung wird in der Symmetrielage auf Null gebracht. Das hat zur ίο Folge, daß die Anzeige aus einer Spannungsdifferenz mit nur sehr geringer Empfindlichkeit erzielt wird. Die kleine Spannungsdifferenz ist nur mit großer Schwierigkeit meßbar. Die Elektrodenkreise haben dabei die gleiche Anzahl Elektroden. Bei einer ähnlichen Einrichtung wird je ein Relais in der einen oder anderen Richtung betätigt, je nachdem sich das bewegliche Glied der Gebereinrichtung nach rechts oder links bewegt. Eine Anzeige ist nur innerhalb eines sehr kleinen Drehwinkeis möglich und nur zur Einstellung auf die Nullmarke, da einerseits der Abweichungswinkel nur innerhalb sehr niedriger Werte angezeigt werden kann und andererseits wegen der linearen Änderungsabhängigkeit. Auch hier ist die Elektrodenzahl die gleiche auf beiden Seiten. Mit den bekannten, Einrichtungen ist wohl eine Widerstandsänderung erzielbar, jedoch nur verhältnismäßig grob.

Gemäß der Erfindung besitzt nun bei solchen Einrichtungen zur elektrischen Fernübertragung der Anzeige von Meßinstrumenten von den beiden Elektrodenkreisen, der eine eine gerade und der andere eine ungerade Elektrodenzahl.

Dadurch wird eine Übertragung mittels differentialer Stromverteilung z. B. von zwei Primärelektroden auf drei Sekundärelektroden bzw. Elektrodenkreise mit ungerader Anzahl Elektroden bewirkt. Die Summe der drei Übertragungsspannungen und demgemäß auch die Empfindlichkeit bleibt unabhängig vom zu übertragenden! Winkel gleich. Die Anzeige ist deshalb auch nicht von etwaigen Änderungen der Speisespannung abhängig. Wird z. B. ein durch zwei Leitungen· übertragener einphasiger Strom benutzt, so stehen, zur Übertragung des Speisestromes drei Übertragungsleitungen zur Verfügung.

Besonders günstig erweist sich die Einrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit Kreiselkompassen, deren Kompaßgehäuse als äußerer, ortsfester Plattensatz mit drei Elektroden und der die Kreisel tragende Kugelschwimmer als beweglicher Plattensatz mit zwei Elektroden ausgebildet sind, während als Kompaßflüssigkeiit eine in gewissem Umfang elektrisch leitende Wider-Standsflüssigkeit dient. Durch Isoliereinsätze zwischen den Platten eines Elektrodensatzes können die Nullwiderständie, d. h. die Widerstandswerte der Flüssigkeit in der Ruhelage des Anzeigesystems, auf gewünschte Anfangswerte gebracht werden.

Die Erfindung· ist für diesen Anwendungsfall an Hand der Zeichnung näher erläutert, die die Einrichtung schematisch in zwei abweichenden Ausführungsbeispielen zeigt, die sich nur im Fernanzeigesystem unterscheiden.

Dabei wird der Kugelschwimmer eines Kreiselkompasses mit zwei an passender Stelle diametral gegenüberliegenden Metallplatten 1' und 1" versehen, während die Zwischenräume isoliert bleiben. An die Platten 1' und 1" wird eine konstarrte Spannung, und zwar zwecks Vermeidung von Elektrolyseerscheinungen Wechselspannung gelegt. Als solche dient beim Kreiselkompaß zweckmäßig die ohnehin zum beweglichen System zuzuführende Speisespannung der Kreiselmotoren. Allenfalls kann noch ein Transformator T zwischengeschaltet werden, der also primär mit seinen Klemmen R-R an dieser Wechselspannung liegt. Durch den Transformator wird das Fernübertragungsoietz vom Speisenetz elektrisch getrennt.

Wie üblich, schwimmt die Kugel mit den Kreiseln auf einer in einem Gehäuse enthaltenen Flüssigkeit 2, die für den Zweck der Erfindung eine gewisse begrenzte Leitfähigkeit besitzen muß. Die Innenfläche des Gehäuses ist mit drei gleichartigen Metallplatten 3⁰ _ä 3' und 3" versehen. Jede besetzt ungefähr ein Drittel des Umfanges und. ist von den anderen isoliert. Von den Platten 3 führen Übertragunigsleitungen 4°, 4' und 4" zum Fernanzeigesystem.

Die Wirkungsweise ist folgende·: Der vom Transformator T den Platten 1 zugeführte Strom wird dien Platten-3 über die Widerstandsflüssigkeit 2, die hier wie der Widerstandsdraht eines Potentiometers wirkt, in der Stellung des Schwimmers entsprechenden Anteilen zugeführt. Diese Ströme können durch die Leitungen 4 beliebig weit übertragen werden, ohne daß irgendeine rückwirkende Kraft auf die Bewegung und die Anzeige des Schwimmers ausgeübt wird. Da der Schwimmer bei. Kreiselkompassen ohnehin in einer Flüssigkeit drehbar ist, hat sich an den mechanischen Verhältnissen demnach nichts geändert.

Vorzugsweise wird der Zwischenraum 5 zwischen je zwei benachbarten Platten 3 so bemessen, daß der sich zwischen ihnen einstellende Flüssigkeitswiderstand denselben Wert besitzt wie derjenige Flüssigkeitswiderstand, der sich zwischen n₀ einer Platte 3, z. B. 3⁰, und einer ihr gerade genau gegenüberstehenden Platte 1, z. B. i', einstellt.

Die in den Leitungen 4 fließenden Ströme können in verschiedener Weise zur Fernanzeige nutebar gemacht werden. Man könnte beispielsweise ein dem Flüssigkeitspotentiometer nachgebildetes Dreifachpotentiometer 6 anschließen. Auf diesem gleiten zwei Kontakte 7' und 7", die von inem durch einen Einphaseninduktionskleinmotor 8 angetriebenen Rotor 7 getragen, werden. Eine der beiden Induktionsspulen 9' des Motors 8 wird unmittelbar vom Wechselstromnetz gespeist. Die andere Induktionsspule 9" dagegen wird von der mittels der Kontakte 7 am Potentiometer 6 abgegriffenen Spannung gespeist. Das erfolgt, zweckmäßig nicht unmittelbar, sondern über einen

stärker A, der etwa ein Magnetverstärker sein kann. Ein zwiechengeschalteter Kondensator io zur Phasenverschiebung gestattet die genaue Einstellung der gegenseitigen Phasenlage der Ströme in den beiden Induktionsspulen 9 in der Ausgangslage. Werter kann noch ein Potentiometer 11 vorgesehen sein, mit dem eine gewisse Gegenkopplung zwischen der, dem Verstärker A zugeführten Eingangsspannung und seiner Ausgangsspannung möglich ist.

Der Kleinmotor 8 arbeitet über ein mechanisches Getriebe auf die drehbaren Kontakte 7' und 7" und' dreht sie mit einer von der an diesen Kontakten liegenden Spannung abhängigen Geschwindigkeit. Dabei verschieben sich bei geeigneter Einstellung des Drehsinns des Motors 8 die Kontakte so, daß zwischen ihnen die Spannung Null auftritt und nun der Motor stehenbleibt. Die Spannung Null tritt auf, wenn sich die Kontakte 7', 7" im rechten Winkel zu den Platten i', 1" am Kugelschwimmer des Kreiselkompasses eindrehen, die in Fig. 1 dargestellte Schaltung vorausgesetzt. Auf diese Weise kann der Rotor 7 die Anzeige des Kugelschwimmers wiederholen. Natürlich könnte man vom Läufer aus, der ja eine gewisse Kraft ausüben kann, einen Synchrongeber fernsteuern. Die über die Widerstandsflüssigkeit abgenommenen Ströme können auch Servomotoren zugeführt werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel für die Fernanzeige ist aus Fig. 2 zu entnehmen. Die Einrichtung am Kreiselkompaß ist die gleiche wie nach Fig. ι. An die Leitungen 4 sind drei Induktionswicklungen 12°, 12.' und 12" angeschlossen. Im Feld dieser Statorwicklungen kann sich eine unmittelbar vom Wechselstromnetz gespeiste Rotorwicklung 14 drehen und sich entsprechend einstellen. Auch könnte wieder mit einem Zwischenverstärker gearbeitet werden. Die Anzeige kann in allen Fällen auf eine Kompaßrose gegeben werden. Obgleich die Erfindung an Hand von Kreiselkompassen näher erläutert wurde, ist sie doch nicht auf diesen Gegenstand beschränkt. Sie kann sinngemäß zur Fernübertragung irgendwelcher Meßgrößen dienen, deren Anzeigesystem keine Belastung oder Rückwirkung verträgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE!

i. Einrichtung zur elektrischen Fernübertragung der Anzeige von Meßinstrumenten, bei der in einem etektrolytischen Bad sich kreisförmig umschließende und sich gegeneinander verstellende Elektroden zur Fernleitung der Widerstandsunterschiede Anwendung finden, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Elektrodenkreisen (3⁰, 3', 3" : i', 1") der eine eine gerade, der andere eine ungerade Elektrodenanzahl enthält.
2. Einrichtung zur elektrischen. Fernanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander isolierte Platten des einen Plattensatees einer Platte des anderen Plattensatzes so zugeordnet sind, daß ein Flüssigkeitspotentiometer entsteht.
3. Einrichtung zur elektrischen Fernanzeige nach Anspruch 1 und 2 für Anzeigedrehwinkel bis 360⁰, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Plattensatz drei voneinander mit kurzen Zwischenräumen isolierte, volle 360⁰ umschließende Platten enthält, während der andere Plattensatz zwei durch bis annähernd 90⁰ umschließende Isolierzwischenräume getrennte Platten enthält.
4. Einrichtung zur elektrischen Fernanzeige nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Platten des Zweiplattensatzes eine konstante Spannung gelegt wird, während die de. Platten des Dreiplattensatzes über die Widerstandsflüssigkeit zugeführten Spannungen zum Fernanzeigesystem geleitet werden.
5. Einrichtung zur elektrischen Fernanzeige nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung der Speiseleitung zu den Antriebsmotoren der Kompaßkreisel, gegebenenfalls über einen Transformator, entnommen wird.
6. Einrichtung zur elektrischen Fernanzeige nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierzwischenraum zwischen den Platten des Dreiplattensatzes derart bemessen go ■ist, daß der zwischen diesen beiden Platten befindliche Flüssigkeitswiderstand denselben Wert annimmt wie der Flüssigkeitswiderstand zwischen einer Platte des Dreiplattensatzes und einer ihr genau gegenüberstehenden Platte des Zweiplattensatzes.
7. Einrichtung zur elektrischen Fernanzeige nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Widerstandsflüssigkeit abgenommenen Spannungen Servomotoren zugeführt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 339 882, 464 888, 527Γ französische Patentschrift Nr. 1 035 665.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen