Vorrichtung zum Anzeigen von Ersch tterungen.
Es ist bekannt, Ersch tterungen anzuzeigen, indem mindestens eine elektrische Kontaktstelle durch die bei der anzuzeigen- den Ersch tterung auftretende Beschleu nigung verändert wird. Der erschütterungs- empfindliche Kontakt wird dazu in einen Stromkreis geschaltet, in welchen ein Relais oder Transformator eingefügt ist. Beim Auf- treten einer Erschütterung wird der ersch tterungsempfindliche Kontakt verändert.
Dadurch ändert sich der durch das Relais oder den Transformator fliessende Strom.
Die dadurch entstehende VerÏnderung des elektromagnetischen Feldes dient dann zum Anzeigen der Erschütterung.
Fig. 1 zeigt eine derartige bekannte Anordnung, und die Fig. 2 und 3 zeigen ver besserte Anordnungen nach der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 bedeutet K der ersch tterungsempfindliche Kontakt, der in den Stromkreis der Batterie 60 eingeschaltet ist. Durch den Widerstand R wird der stationäre Ruhestrom i bestimmt, wenn R sämtliche im Stromkreis liegende Widerstände darstellt.
Wenn der Kontakt K unterbrochen wird, so wird der Strom i plötzlich verändert. Infolge der Selbstinduktion L, z. B. eine Relais-oder Transformerspule, wird deshalb die Spannung di
UL = L di dt in der Selbstinduktion Z induziert. Infolge dieser Spannungsänderung kann die Kon taktstelle K durch eine elektrische Entladung überschlagenwerden. Ein Teil der im Felde der Selbstinduktion liegenden Energie i2
EL = L
2 kann in der Entladung der Kontaktstelle in Wärme umgewandelt werden. Die Energie EL bewirkt eine krÏftige Funkenbildung, die die Kontaktstellen zerstören oder zusammen- schweiBen kann.
Die induzierte Spannung t6L kann eine Gasentladung zwischen den Kontakten hervorrufen, so dass der Stromkreis trotz Abhebung der Kontakte K nicht unterbrochen wird.
Beim Schlie¯en des Kontaktes, K wird die im Feld der Leitungskapazita. C légende Energie
E0 = C u2/2 über die Kontaktstelle entladen. Es ist hÏufig nicht möglich, den Kontakt li so auszubilden, da¯ er normalerweise offen ist und durch die Erschütterungen geschlossen wird.
Durch das in Fig. 2 dargestellte Ausfiih rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes werden die obigen Nachteile weitgehend ver mieden, indem der durch die Selbstinduk tionsspule-L fliessende, durch die Batteriespannung 60 hervorgerufene stationäre Strom iL nicht über den Kontakt li fliesst.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Selbstinduktionsspule L dem Kontakt paral, lel geschaltet wird. Beim Offnen des Kontaktes K wird nur der ohmsche Strom i unterbrochen und der Strom iL durch L steigt mit der Zeit t bis zu dem Wert :
UO +
Durch diese Veränderung des elektro- magnetischen Feldes, in der Spule L kann entweder ein Rela. iaa. nker angezogen werden oder ein Spannungsstoss in einer zweiten Selbstinduktionsspule erzeugt werden, der dann irgendwelche Anzeigevorrichtungen auslost.
Da der Kontakt If keinen Kreis mit grosser Selbstinduktivität mehr unterbrechen muB, kann für K mit Vorteil ein Vakuum- kontakt verwendet werden, der schon bei kleinstem Abheben der Kontaktteile schaltet. Da ein Offnungsfunke unterbleibt, werden die Kontakte weniger abgenützt. Sie können deshalb viel leichter und. kleiner sein. was vor allem bei Schaltern, die in einem Gase mit kleinem Druck, das heisst z. B. einem Druck, der kleiner ist als 10-6 mm Hg Saule. arbeiten, wichtig ist.
Durch die Verwendung eines Vakuumschalters ist es möglich, schon bei kleinsten Amplituden der Erschütterungen einen Stromkreis zu unterbrechen. Da derartige Erschütterungen meist von hoher Frequenz sind, muB das zum Anzeigen verwendete Relais kiirzester Zeit schalten. I) azu ist an sieh ein Gasentladungsrelais, z. B. eine Glimmlampe, eine gesteuerte Glimmlampe oder eine gasgefiillte Gliihkathodenröhre, sehr geeignet. Diese Apparate können jedoch nicht leicht, durch den Spannungsanstieg a. n der ge öffneten Eontaktstelle ausgelöst werden, da die Spannung an den Kontaktstellen so klein als möglieh sein soll, um einen Übersehlag zu vermeiden und um die elektrostatischen An zi@hungskrÏfte so klein als m¯glich zu halten.
Die bekannte, naheliegende Schaltung nach Fig. 1 würde zwar die genannte Auslösung ermöglichen, wenn L die eine Spule eines Transformators ist, hat aber die oben angeführten Nachteile. Mit der Schaltung nach Fig. 2 ist die Ausl¯sung ebenfalls m¯glich, wenn L die eine Wicklung oder ein Teil einer Wieklung eines Transformators ist; dabei können aber die oben erwähnten Nachleile vermieden werden.
Praktisch ist es hÏufig notwendig, den Kontakt K@ber lange Leitungen. die eine beachtliche Kapazität C besitzen, anzuschliessen. Diese Kapazität C wird bei offenem Kontakt Ii aufgeladen und ihre elektrisehe Feldenergie besehÏdigt die Kontakie beim Schlie¯en, da der Strom für kurze Zeit sehr hohe Werte annehmen kann. Dies wird bei einer Schaltung nach Fig. 3 durch den Widerstand d R2 vermieden@ der den Strom auf u0 den Wert i = begrenzt.
R2
Dieser Widerstand R2 kann zur Leitungs- kontrolle dienen, denn bei einem Kurzschluss der Zuleitungen rechts von R2 bricht die Spannung ber R und L vollständig zusammen und der Strom durch Rl wird vergrössert. was durch eine Vorrichtung angezeigt werden kann.
Durch entsprechendeWahlvonsistes möglieh, ein besseres Arbeiten eines durch die Selbslinduktion L betÏtigten Relais zu erzielen. R2 wird dazu so gross gemacht, dass der Ruhestrom durch L beinahe ausreicht, um den Relaisanker anzuziehen. Es genügt dann eine kleine und kurzzeitige Vergrösserung der Spannung uL, damit das Relais schaltet, weil dessen Anker durch den Bukestrom beinahe ausbalanciert werden kann.
Damit der Relaisanker angezogen bleibt, auch nachdem der Kontakt E wieder geschlossen ist, kann durch das Relais der Schalter S betäbigt werden, der den Stromkreis des Kontaktes K unterbricht. S kann zugleich die Kapazitat C spannungslos machen, so dass dann, wenn K wieder geschlossen wird, keine Ladung mehr vorhanden ist und also keine elektrische Kontaktbelastung auftritt.
Device for displaying vibrations.
It is known to indicate vibrations by changing at least one electrical contact point as a result of the acceleration occurring during the vibration to be displayed. The shock-sensitive contact is connected to a circuit in which a relay or transformer is inserted. If a shock occurs, the shock-sensitive contact is changed.
This changes the current flowing through the relay or transformer.
The resulting change in the electromagnetic field then serves to indicate the shock.
Fig. 1 shows such a known arrangement, and Figs. 2 and 3 show ver improved arrangements according to the present invention.
In FIG. 1, K denotes the shock-sensitive contact which is switched into the circuit of the battery 60. The steady-state quiescent current i is determined by the resistor R if R represents all the resistances in the circuit.
If the contact K is interrupted, the current i is suddenly changed. As a result of the self-induction L, e.g. B. a relay or transformer coil, therefore the voltage is di
UL = L di dt induced in the self-induction Z. As a result of this voltage change, the contact point K can be overturned by an electrical discharge. Part of the energy i2 lying in the field of self-induction
EL = L
2 can be converted into heat in the discharge of the contact point. The energy EL causes strong sparks that can destroy the contact points or weld them together.
The induced voltage t6L can cause a gas discharge between the contacts, so that the circuit is not interrupted in spite of the lifting of the contacts K.
When the contact closes, K becomes the field of the line capacitance. C lying energy
E0 = C u2 / 2 discharged through the contact point. It is often not possible to form the contact li so that it is normally open and is closed by the vibrations.
The exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown in FIG. 2 largely avoids the above disadvantages in that the stationary current iL flowing through the self-induction coil L and caused by the battery voltage 60 does not flow via the contact li.
This is achieved in that the self-induction coil L is connected in parallel to the contact. When contact K is opened, only the ohmic current i is interrupted and the current iL through L increases with time t up to the value:
UO +
Due to this change in the electromagnetic field in the coil L, either a relay. iaa. nker are attracted or a voltage surge is generated in a second self-induction coil, which then triggers any display devices.
Since the contact If no longer has to interrupt a circuit with high self-inductance, a vacuum contact can advantageously be used for K, which switches even when the contact parts are lifted the smallest. Since there is no opening spark, the contacts are less worn. You can therefore much more easily and. be smaller. Which is especially true for switches that operate in a gas with low pressure, that is z. B. a pressure that is less than 10-6 mm Hg column. work is important.
By using a vacuum switch, it is possible to interrupt a circuit even with the smallest amplitudes of the vibrations. Since such vibrations are mostly of high frequency, the relay used for the display must switch as quickly as possible. I) azu is a gas discharge relay, z. B. a glow lamp, a controlled glow lamp or a gas-filled incandescent cathode tube, very suitable. However, these apparatuses cannot easily a. In the opened contact point, the voltage at the contact points should be as low as possible in order to avoid overshooting and to keep the electrostatic attraction forces as small as possible.
The known, obvious circuit according to FIG. 1 would indeed enable the mentioned triggering if L is the one coil of a transformer, but has the disadvantages mentioned above. With the circuit according to FIG. 2, the triggering is also possible if L is one winding or part of a winding of a transformer; in doing so, however, the disadvantages mentioned above can be avoided.
In practice, it is often necessary to connect contact K @ over long cables. which have a considerable capacity C to be connected. This capacitance C is charged when the contact Ii is open and its electrical field energy damages the contact when it closes, since the current can assume very high values for a short time. In a circuit according to FIG. 3, this is avoided by the resistor d R2 which limits the current to the value i = u0.
R2
This resistor R2 can be used for line control, because if the supply lines to the right of R2 short-circuit, the voltage across R and L collapses completely and the current through R1 is increased. what can be displayed by a device.
With the appropriate choice it is possible to achieve better functioning of a relay activated by self-induction L. R2 is made so large that the quiescent current through L is almost sufficient to attract the relay armature. A small and brief increase in the voltage uL is then sufficient for the relay to switch because its armature can be almost balanced by the buoyancy current.
So that the relay armature remains attracted, even after the contact E is closed again, the switch S can be actuated by the relay, which interrupts the circuit of the contact K. S can at the same time de-energize the capacitance C, so that when K is closed again, there is no longer any charge and thus no electrical contact load occurs.