Einrichtung zur Fernübertragung von Messwerten. Eine zuverlässige Fernübertragung von Messwerten über beliebige Entfernungen un abhängig vom Widerstand der Fernleitung ist nach dem heutigen Stand der Fernmess- technik nur mit Frequenz- oder Impulsfern- messmethoden möglich.
Es sind eine Reihe solcher riernmessein- richtungen bereits bekannt. So verwendet eine bekannte Impulsfernmesseinrichtung als Sender einen. Zähler, der je nach der Grösse des zu übertragenden Messwertes eine be stimmte Impulszahl in der Zeiteinheit unter Zwischenschaltung von Relais aussendet. Auf der Empfangsseite wird im Rhythmus der ankommenden Impulse durch eine Relaisein richtung ein Kondensator über ein stark ge dämpftes, ballistisches Galvanometer geladen bezw. entladen.
Trotz verschiedener Kontakt zeiten bei verschiedenen Impulszahlen pro. Zeiteinheit wird .daher dem Messinstrument bei jedem Impuls eine konstante Energie menge zugeführt, deren Grösse von der Kapa- zität des verwendeten Energiespeichers (Kon densator) und der Batteriespannung abhängt.
Ein Nachteil dieser Einrichtung ist das Vorhandensein von Kondensatoren. die bei Dauerbetrieb häufig zu Störungen Anlass geben. Ausserdem kann bei diesem Verfahren nicht ohne weiteres eine Summation beliebig vieler Messwerte auf der Empfangsseite vor genommen werden, da bei gleichzeitig auf tretenden Kondensatorentladungen unter Um ständen Messfehler entstehen.
Eine Weiterbildung der oben ,beschriebe nen Messeinrichtung sucht daher die bei der Summation mehrerer Messwerte auftretenden Schwierigkeiten durch Verhinderung eines gleichzeitigen Zusammentreffens der Impulse mehrerer Sender zu beheben. Hierzu sind je doch verwickelte Relaisketten notwendig, was zur Folge hat, dass die Häufigkeit der Im pulse, das heisst die Zahl der Impulse in der Zeiteinheit, mit Rücksicht auf die Trägheit der Relais nur klein sein kann.
Als Emp- fangsmessinstrumente müssen daher stark gedämpfte Messinstrumente verwendet wer den, die eine sehr stark nachhinkende. Mess- anzeige ergeben.
Bei beiden erwähnten bekannten Anord nungen ist im Messkreis als Energiespeicher ein Kondensator notwendig, der die bei je dem Impuls über das Messinstrument flie ssende Energiemenge begrenzt. Daraus ergibt sich, dass trotz hoher Entladestromstärke bei Beginn der Kondensatorentladung bezw. Ladung nur eine ganz geringe Energiemenge dem Messinstrument zugeführt wird, da der Kondensatorladestrom, wie die Abb. 2a zeigt, rasch abklingt.
Die zur Betätigung des Mess- instrumentes zu Verfügung stehende Ener giemenge ist daher sehr klein, so dass hoch empfindliche Galvanometer als Empfangs messgeräte verwendet werden müssen.
Die Erfindung ermöglicht, bei solchen Messeinrichtungen ohne kapazitive, induktive oder mechanische Speicher im Messkreis aus zukommen, so dass diese Messeinrichtungen in diesem Falle frei von den oben angeführten Nachteilen sind. Der Hauptvorteil der neuen Einrichtung liegt in der Möglichkeit, beliebig viele Messwerte summieren zu können, wobei es für die Messgenauigkeit bedeutungslos ist, ob die Impulse mehrerer Sender auf der Emp fangsseite gleichzeitig auftreten oder nicht.
Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Fernmesseinrichtung ar beitet folgendermassen: Der Sender weist. eine Einrichtung auf, die in der Lage ist, Impuls reihen zu erzeugen, wobei die Häufigkeit der Impulse proportional der Grösse des zu über tragenden Messwertes ist. Die Impulse be tätigen am Empfangsort eine Relaiseinrich tung, und zwar so, dass bei jedem Impuls der Stromkreis des Empfangsgerätes während eines bestimmten, gleichbleibenden Zeitinter- valles geschlossen wird. Dies kann durch Schaltorgane bekannter Bauart mit bestimm ter Zeitverzögerung geschehen.
Beispielsweise kann die Relaiseinrichtung zwei Kontakt;; besitzen, deren Betätigung in bekannter Weise durch elektrische oder mechanische Mittel zwangläufigegenseitig verzögert wird. Ferner kann die Anordnung auch getroffen sein, dass- ein -Kontakt bei jedem Impuls eine ganz bestimmte, konstante Zeit geschlossen bleibt und dann wieder geöffnet wird, was ebenfalls durch elektrische oder mechanische Mittel erreicht werden kann.
Im Gegensatz zu den oben angeführten be kannten Einrichtungen kann die erfindungs gemässe Einrichtung folgende Merkmale auf weisen: Im Stromkreis des Messinstrumentes liegt praktisch nur ein Ohmscher Widerstand und dieser Messinstrumentenkreis liegt an einer konstanten Hilfsspannung E.
Die wäh rend eines Impulses über das Messinstrument fliessende Elektrizitätsmenge ist, wenn R der Widerstand des gesamten Messkreises und t die Dauer des Impulses (Stromschlusszeit) ist:
EMI0002.0044
Bei n Impulsen pro Sekunde fliesst daher über das Messinstrument eine Elektrizitäts menge
EMI0002.0046
Verwendet man daher als Empfangsmess- instrument 'ein Amperemeter mit. geeigneter Dämpfung, so ergibt sich ein Zeigeraus schlag, der direkt proportional der Impuls zahl in der Zeiteinheit ist und daher die fern zuübertragende Messgrösse anzeigt.
Mit dieser Anordnung kann natürlich auch eine Fern zählung vorgenommen werden.
Abb. 1 zeigt das Schema der oben be schriebenen beispielsweisen Ausführungsform der Messeinriehtung. W ist eine Senderachse, deren Drehzahl proportional der Grösse des fernzuübertragenden Messwertes ist. Auf der Welle W ist ein Nockenrad N ,befestigt, wel ches einen Sendekontakt K betätigt. Die Sendevorrichtung steht durch eine Doppel leitung F mit der Empfangsvorrichtung in Verbindung.
Ein Relais B1 wird im Rhyth mus der vom Sender erzeugten Impulse er regt und schliesst in erregtem Zustande seine Kontakte 1 und 2. Über den Kontakt 2 wird der Stromkreis eines Messinstrumentes. E (über Batterie B, Messgerät E, Kontakt 2 von Relais Bz, Kontakt 2 von Relais B1, zurück zur Batterie) geschlossen.
Gleichzeitig wird über: Batterie B, Kontakt 2 von Relais B,, Wicklung des verzögerten Relais B2, zurück zur Batterie B das Relais Bz erregt, welches durch Üffnen seines Kontaktes 2 den Strom kreis des Messinstrumentes E unterbricht.
Die Dauer der Stromimpulse, welche über das Messinstrument E fliessen, hängt nur von der Zeitverzögerung des Relais B2 ab. E ist ein Messinstrument beliebiger Bauart. Die Kontakte 1 der Relais B, und BZ sind für den Messvorgang bedeutungslos. Beide Kon takte dienen nur dazu, wenn der Sender Im pulse von sehr kurzer Dauer erzeugt, ein ein wandfreies Arbeiten der Empfangseinrich tung zu gewährleisten.
Natürlich ist es nicht notwendig, zwei ge trennte Relais zu verwenden. Man kann auch ein Relais 'mit zwei Ankern benützen oder eine Einrichtung mit Pendel, welche durch die Impulse betätigt wird.
Ein wesentlicher Vorteil der neuen Über tragungseinrichtung gegenüber den. erwähn ten Einrichtungen, welche mit Kondensator ladungen arbeiten, ist der, dass bei der An zeige- und Messeinrichtung eine viel grössere Energiemenge bei jedem Impuls zugeführt werden kann, da die Stromimpulskurve in graphischer Darstellung eine Rechteckform aufweist (vergleiche Abb. 2b), während bei der Verwendung von Kondensatorentladun- gen Stromkurven von sehr kleinem Energie inhalt entstehen, wie Abb. 2a zeigt. Bei der neuen Einrichtung können daher wesentlich unempfindlichere Messinstrumente verwendet.
werden.
Die dem Messinstrument zugeführte Ener giemenge ist direkt proportional der Strom schlusszeit t, welche bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel eine Funktion der Ab- scha;ltverzögerung des Relais BZ ist. Die dem Messinstrument zugeführte Energiemenge pro Stromstoss kann daher durch Wahl der Ab schaltverzögerung beliebig geändert werden.
Der Hauptvorteil des neuen Messverfah- rens liegt in der einfachen Möglichkeit, belie big viele Einzelmesswerte zu summieren, un abhängig davon, ob die ankommenden Im pulse oder Frequenzen, zeitlich zusammen fallen oder nicht.
Abb. 4 zeigt die prinzipielle Schaltung einer Vorrichtung zur Summierung von zwei Messwerten. Die Empfängerimpulse werden über parallel geschaltete Wider stände W, und WZ dem Empfangsmessinstru- ment E zugeführt. Bei einer Gleichzeitigkeit der Impulse addieren sich die Augenblicks werte der einzelnen Impulsströme. Bei as5#n- ehronem Arbeiten summieren sieh die einzel nen Impulszahlen entsprechend den nachein ander erfolgenden Stromimpulsen.
Der vom Messinstrument E angezeigte arithmetische Mittelwert ist daher immer proportional der Gesamtsumme der Einzelmesswerte. Ein be sonderer Vorteil dieser Einrichtung ist der, dass die Proportionalität zwischen den einzel nen zu summierenden Messwerten und der durch das Anzeigeinstrument in der Zeitein heit gesandten Elektrizitätsmengen sowohl durch entsprechende Wahl der Senderimpuls- za.hlen, als auch durch Einstellung der Vor schaltwiderstände W erfolgen kann.
Dies ist wichtig, da man bei der Summation von hIess- werten, die der Grössenbereiche nach vonein ander sehr verschieden sind, bei einer blossen Regelung durch die Senderimpulszahlen un ter Umständen Impulszahlen verwenden müsste, bei welchen die gewünschte Mess- genauigkeit nicht mehr eingehalten werden kann.
Durch die Widerstandsregelung ist es dagegen möglich, bei allen Sendern ohne Rücksicht auf die Proportionalität der l'gess- grössen dieselben Impulszahlenbereiche zu verwenden und die Proportionalität der ein zelnen Summanden durch die verschiedenen Vorschaltwiderstände herzustellen.
Um möglichst unabhängig von Span nungsschwankungen der Hilfsstromquelle zu sein, kann in bekannter Weise als Empfangs messinstrument ein Quotientenmesser verwen det werden, dessen eine Wicklung direkt an der Batteriespannung liegt, während die an dere Wicklung durch die Stromimpulse ge- speist wird. Abb. 3 zeigt eine derartige Ein richtung mit induktiver Ankupplung der Sender- und Empfangsvorrichtungen an die Fernleitung.