Elektrische Anzeigevorrichtung für veränderliche mechanische Vorgänge mit mindestens einem auf letztere ansprechenden elektromechanischen Wandler.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Anzeigevorrichtung für veränderliche mechanische Vorgänge, z. B. Druckänderungen in Gasen, Vibrationen fester, flüssiger oder gasförmiger Körper, mit mindestens einem auf diese Vorgänge ansprechenden elektromechanischen Wandler, der mit einem ihm zugehörigen Oszillator derart verbunden ist, dass dieser eine frequenzmodulierte Schwingung erzeugt, die einem Empfänger zugeführt ist, der einen Frequenzdemodulator, einen auf diesen folgenden Verstärker und einen In dikator, dem die Verstärkerausgangsspannung zugeführt ist, aufweist.
Um die Anzeigevorriehtung betreiben zu können, ohne dass es notwendig ist, die mittlere Frequenz der einzelnen Oszillatoren, mit denen die Wandler vereinigt sind, nachzustimmen, wird in der schweizerischen Patentschrift Nr. 259974 vom gleichen Erfinder vorgeschlagen, die vom Wandler und dessen Oszillator herrührende frequenzmodulierte Schwingung einem Transponierungsempfän- ger zuzuführen, dessen örtlich erzeugte Über lagerungsschwingung einstellbar ist, um eine transponierte frequenzmodulierte Schwingung zu erzeugen, deren mittlere Frequenz der Arbeitssollfrequenz des Frequenzdemodulators entspricht.
Man glaubte bisher, dass es notwendig sei, dafür Sorge zu tragen, dass die mittlere Fre quen z der frequenzmodulierten Schwingung, die einem Frequenzdemodulator zugeführt wird, sorgfältig der Arbeitssollfrequenz des Frequenzdemodulators angepasst sein muss, um eine verzerrungsfreie Anzeige zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung bricht nun sehr entschieden mit den konventionellen Anschauungen, die in dieser Beziehung herrschen, indem der Empfänger erfindungsgemäss statt nach dem Superheterodyn-Prinzip, ohne Mischstufe iind örtlichen Oszillator, das heisst nach dem sogenannten Gradaus-Prinzip gebaut wird.
Dies wäre nicht möglich gewesen, wenn, wie dies bei den bekannten Anzeigevorrichtungen der Fall ist, als Frequenzdemodulator ein solcher mit einfachem Schwingungs- kreis verwendet worden wäre, da die Charakteristik eines solchen in einem genügend breiten Frequenzband nicht genügend geradlinig ist, mn eine verzerrungsfreie Ermittlung der Moduliersehwingungen mehrerer aus je einem elektromechanischen Wandler und einem Oszillator bestehenden Sender zu ermöglichen, wenn letztere nicht sehr genau auf die gleiche mittlere Frequenz abgestimmt sind.
Dies kann im ailgenieinen nicht erreicht werden, z. B. wenn die Anzeigevorrichtung zur Anzeige von Drücken in den Zylindern von Verbrennungskraftmaschinen verwendet werden soll. In diesem Falle sind nämlich die in den Zylindern eingebauten Drucksonden und deren beigefügte Oszillatoren beträchtlichen Temperaturänderimgen unterworfen, und ihre mittlere Frequenz kann deshalb nicht genügend konstant und von einem Zylinder zum andern nieht genügend gleichmässig gehalten werden.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die Anwendung eines örtlichen Generators und einer Mischstufe im Empfänger dadurch vermieden, dass die frequenzmodulierte Schwingung ohne Prequenzwandlung einem Frequenzdemodulator der Phasensprungtype zugeführt wird.
Ein Frequenzdemodulator der Phasensprungtype weist bekanntlich am Eingang einen primär- und sekundärseitig abgestimmten Hochfrequenztransformator auf, dessen Wicklungen miteinander lose induktiv gekuppelt sind und eine zusätzliche Kopplung mittels einer Verbindung von einem Ende der Primärwicklung zur Mitte der Sekundärwicklung aufweisen, wobei die Sekundärkreisspannung in Gegentakt und die Primärkreisspan nung in Gleichtakt zweier Dioden zugeführt werden.
Es ist überraschend, dass eine so einfache Massnahme genügt, um dis Anwendung eines örtlichen Generators und einer Mischstufe überflüssig zu machen. Verglichen mit einem Frequenzdemodnlator mit einfachem Schwin gungskreis, hat ein : sreqnenzdemodulator der Phasensprungtype in einem beträchtlich breiteren Frequenzband eine geradlinige Charakteristik, so dass kleine Schwankungen in der mittleren Frequenz der verschiedenen Oszillatoren keine Verzerrung oder zufälliges, vollständiges Aufhören der Anzeige bewirken.
In Fällen, wo besonders starke Abweichungen einer oder mehrerer der mittleren Frequenzen der Oszillatoren zugelassen werden Müssen, ist es jedoch möglich, die von da kommenden Modulierschwingungen verzerrungsfrei zu indizieren, wenn man den Frequenz demodulator so ausbildet, dass die Resonanzfrequenz des Primär- und Sekundärschwing- kreises einstellbar ist, was in Frequenz demodulatoren der Phasensprungtype leicht möglich ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeiclmlmg näher beschrieben. Diese zeigt eine Prinzipschaltung in Form eines Blockschemas für die Ausführungsform der erfindungsgemässen Anzeigevorrichtung.
In der Zeichnung bedeutet 1 die z. B. als Drucksonden ausgebildeten Wandler, die als elektrostatische Wandler nach Art der Kon- densatormikrophone ausgebildet sein können und die in an sich bekannter Weise so gebaut sind, dass sie die Druckschwankungen, denen sie bei der besonderen Verwendung der Vor richtung ausgesetzt sind, aushalten und getreu wiedergeben können. Jede Drucksonde 1 ist mit je einem zugehörigen Oszillator 2 derart vereinigt, dass beide zusammen als Sender für eine frequenzmodulierte Schwingung wirken. Durch den Wähler 3 kann irgendeiner der dargestellten Sender 1, 2 mit den Eingangsanschlüssen eines Empfängers verbunden werden.
Diese Eingangsanschlüsse leiten die frequenzmodnlierte Schwingung zu einem Frequenzdemodulator 4 der Phasensprungtype, wie er aus der Radiotechnik an sich bekannt ist. Die Ausgangsschwingung des Fre quenzdemodulators wird einem Niederfrequenzverstärker 5 zugeführt und die Ausgangsspannung des letzteren einem Indikator 6, der z. B. eine Kathodenstrahlröhre sein kann. Zwischen dem Wähler 3 und dem Frequenzdemodulator 4 kann nötigenfalls ein Hochfrequenzverstärker eingefügt werden, und zwischen dem ietzteren und dem Frequenzdemodulator kann man ferner einen Amplitudenbegrenzer schalten, wenn die Empfindlichkeit und Genauigkeit mit der die Apparatur arbeiten soll, dies erforderlich macht.
Am Prequenzdemodulator befindet sich ein Regulierknopf 7, durch welchen der Primärund der Sekundärschwingkreis desselben auf die mittlere Frequenz der Sender 1, 2 einstellbar ist.
Wenn zu erwarten ist, dass die verschiedenen Sender 1, 2 in der Lage sind, frequenzmodulierte Schwingungen zu liefern, deren mittlere Frequenz konstant bleibt, benötigt der Empfänger 4, 5, 6 keine Anpassung ausser der Auswahl eines der Sender durch den Wähler 3. Wenn einer oder mehrere der Sender in der mittleren Frequenz abweichen sollten, ist nach Anschluss des diesbezüglichen Senders an den Empfänger nur eine entsprechende Nachstimmung des Frequenzdemodulators 4 erforderlich, um eine verzerrungsfreie Anzeige zu erreichen, und diese Nachstimmung ist infolge der langen geradlinigen Charakteristik des Phasensprung-Frequenzdemodulators absolut nicht kritisch, sondern im Gegenteil sehr leicht durchzuführen.