CH354500A

CH354500A - Device for monitoring physical quantities that can be simulated with the aid of a voltage value

Info

Publication number: CH354500A
Authority: CH
Inventors: Berger Hermann Dipl-Ing Techn; Liebhart Rudolf; Schroeder Herbert; Voegele Albert
Original assignee: Elin Union Ag
Priority date: 1956-05-29
Filing date: 1957-05-25
Publication date: 1961-05-31

Description

  

  
 



   Einrichtung zur Überwachung physikalischer Grössen, die sich mit Hilfe eines Spannungswertes nachbilden lassen
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Überwachung physikalischer Grössen, die sich mit Hilfe eines Spannungswertes nachbilden lassen, welche eine hohe Ansprechgenauigkeit besitzt und vorzugsweise zur   Drebzahlüberwachung    verschiedener Antriebe gedacht ist.



   Grundgedanke der Erfindung ist es, eine dem Istwert der zu überwachenden physikalischen Grösse proportionale Messspannung einer aus Ohmschen Widerständen und einer mit ihrer Nennspannung als Sollwertgeber dienenden Glimmröhre bestehenden Brückenanordnung zuzuführen und ein Brückenrelais von der Differenzspannung aus der Spannung eines Brückenzweiges und der Spannung an der Glimmröhre zu erregen. Für die vorzugsweise Verwendung des Erfindungsvorschlages zur   Drehzahlüherwachung    verschiedener Antriebe können damit also bei Abweichungen der Drehzahl um einen bestimmten Prozentsatz vom Sollwert über Relaiskontakte Signale ausgelöst oder Servomechanismen betätigt werden, die die Rückführung auf den Drehzahlsollwert veranlassen oder den Antrieb abstellen.



   An sich sind Brückenschaltungen unter Verwendung von nichtlinearen Widerständen als Brückenglieder bekannt. Sie sind zum Zwecke der Stromoder Spannungskonstanthaltung   z. B.    Gegenstand der deutschen Patentschriften Nr. 413736 und Nr. 421482. Es handelt sich dabei um Brücken mit Brückenwiderständen in Form von Eisenwasserstoffwiderständen (Variatoren) oder Eisendrahtlampen. Eine Brückenschaltung unter Verwendung einer Glimmröhre als nichtlinearer Brückenwiderstand, ebenfalls zum Zwecke der Spannungskonstanthaltung, ist in der österreichischen Patentschrift Nr. 176632 beschrieben.

   Demgegenüber soll an dieser Stelle betont werden, dass das in erfindungsgemässer Weise angestrebte Ziel nicht die Konstanthaltung einer physikalischen Grösse, also etwa der Drehzahl eines Antriebes, ist, sondern ihre Überwachung über einen an sich bekannten Istwert-Sollwertvergleich, wobei, um die Erfindung mit anderen Worten zu kennzeichnen, der Sollwert als Nennspannung einer Glimmröhre einer von einer dem Istwert proportionalen Messspannung gespeisten Brücke eingeprägt ist.



   Die erfindungsgemässe   Überwachungseinrichtung    ermöglicht, wie nachstehend näher erläutert werden wird, in einfacher und sicherer Weise eine Staffelung der von ihr veranlassten Massnahmen nach dem Grad der Abweichung vom Sollwert und damit eine zwei- oder mehrfache Sicherheit gegen Versagen einer solchen   Überwachungseinrichtung.   



   Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung für den Fall, dass es sich um eine Drehzahl überwachung etwa in Förderanlagen handelt, beispielsweise näher beschrieben werden, und zwar in Fig. 1 für eine einstufige Überwachung und in Fig. 2 für eine zweistufige.



   In Fig. 1 bedeutet 1 einen Wechselstromtachometerdynamo, der entweder unmittelbar auf der Antriebswelle 2 sitzend oder von ihr her über eine entsprechende Übersetzung angetrieben eine Spannung liefert, die ein Mass ist für den Istwert der zu überwachenden Drehzahl. In einem Transformator 3 wird diese Messspannung entsprechend transformiert, in einem Gleichrichter 4 gleichgerichtet und dann einer aus den Ohmschen Widerständen   Rl,    R2, R3, einem Justierwiderstand   R4 und    einer Glimmröhre Gl bestehenden Brücke zugeführt. In der Diagonale dieser Brücke, in der bei sonstigen Brücken das Nullinstrument liegt, liegt eine Relais spule 5 und ein  bei 200 + 20 = 220 V ansprechen.

   Setzen wir dieselbe Relaisempfindlichkeit bei der vorliegenden Überwachungseinrichtung voraus, ferner als Eingangsgrösse für die Brücke bei Solldrehzahl 200 V und die Glimmröhrenspannung (gleich dem Spannungsabfall über   R1    bei Eingangsspannung 200 V) mit 100 V, so muS der Normalansprechwert des Relais 5 (unter der oben festgelegten Bedingung, dass es bei   100/0      Überdrehzahl    ansprechen soll) 10 V sein und es wird daher frühestens bei 9 V und spätestens bei 11 V ansprechen.

   Bezogen auf die Messspannung (200 V) bedeutet dies eine 20-mal grössere Genauigkeit der   Überwachungsanordnung.    Dass eine solche Drehzahlüberwachungseinrichtung besonders bei   An    trieben zur Personenbeförderung, also etwa bei Umlaufbahnen wie Sesselliftanlagen, zur Erhöhung der Sicherheit beiträgt, liegt auf der Hand.



   Es soll noch erwähnt werden, dass die Tachometermaschine natürlich auch eine Gleichstrommaschine sein könnte, womit der Transformator 3 und der Gleichrichter 4 (der im allgemeinen ein Vollweggleichrichter sein wird) entfallen können und dass man vorzugsweise polarisierte Relais 5 und 5' verwenden, aber ihnen trotzdem Gleichrichter 6 und 6' vorschalten wird, um die Sicherheit zu erhöhen. Ferner wird man, wie in Fig. 2 auch angedeutet, der Glimmröhre Gl eine oder mehrere Glimmröhren parallelschalten, die man gegebenenfalls über Vorwiderstände in ihrer Zündspannung staffeln kann, um so eine erhöhte Sicherheit gegen Ausfall einer Glimmröhre zu erhalten.



   Natürlich kann, wie leicht einzusehen ist, nach diesem Prinzip auch eine   rein oder    noch mehrfache Staffelung vorgesehen sein, oder bei gleicher Ansprechschwelle aller Relais bei Gleichheit der Widerstände   Rt      =      R11      Rt"...    und R2 =   R2, =      R2,,    eine mehrfache Sicherheit bei Versagen eines der Relais erreicht werden.   



  
 



   Device for monitoring physical quantities that can be simulated with the aid of a voltage value
The subject matter of the invention is a device for monitoring physical quantities which can be simulated with the aid of a voltage value, which has a high response accuracy and is preferably intended for monitoring the speed of various drives.



   The basic idea of the invention is to supply a measurement voltage proportional to the actual value of the physical variable to be monitored to a bridge arrangement consisting of ohmic resistances and a glow tube with its nominal voltage serving as a setpoint generator and to supply a bridge relay with the differential voltage from the voltage of a bridge branch and the voltage on the glow tube irritate. For the preferred use of the inventive proposal for speed monitoring of various drives, signals can be triggered via relay contacts or servomechanisms can be actuated that initiate the return to the speed setpoint or switch off the drive if the speed deviates by a certain percentage from the setpoint.



   Bridge circuits using non-linear resistors as bridge elements are known per se. They are used to keep current or voltage constant, e.g. B. Subject of German patents No. 413736 and No. 421482. These are bridges with bridge resistances in the form of ferrous hydrogen resistors (variators) or iron wire lamps. A bridge circuit using a glow tube as a non-linear bridge resistor, also for the purpose of keeping the voltage constant, is described in Austrian patent specification No. 176632.

   On the other hand, it should be emphasized at this point that the aim of the invention is not to keep a physical variable constant, i.e. the speed of a drive, but to monitor it via a comparison of actual value and setpoint values known per se To identify words, the nominal value is impressed as the nominal voltage of a glow tube of a bridge fed by a measuring voltage proportional to the actual value.



   As will be explained in more detail below, the monitoring device according to the invention enables the measures it instigates to be graded in a simple and reliable manner according to the degree of deviation from the target value and thus double or multiple security against failure of such a monitoring device.



   The invention is to be described in more detail below with reference to the drawing for the case that it is a question of speed monitoring, for example in conveyor systems, specifically in FIG. 1 for a single-stage monitoring and in FIG. 2 for a two-stage.



   In Fig. 1, 1 denotes an alternating current tachometer dynamo, which either sitting directly on the drive shaft 2 or is driven by it via a corresponding transmission delivers a voltage which is a measure of the actual value of the speed to be monitored. This measurement voltage is correspondingly transformed in a transformer 3, rectified in a rectifier 4 and then fed to a bridge consisting of the ohmic resistors R1, R2, R3, an adjustment resistor R4 and a glow tube Gl. In the diagonal of this bridge, where the zero instrument is located in other bridges, there is a relay coil 5 and a response at 200 + 20 = 220 V.

   If we assume the same relay sensitivity in the present monitoring device, as well as the input variable for the bridge at a target speed of 200 V and the glow tube voltage (equal to the voltage drop across R1 at an input voltage of 200 V) at 100 V, then the normal response value of relay 5 (below the one specified above Condition that it should respond at 100/0 overspeed) 10 V and it will therefore respond at 9 V at the earliest and at 11 V at the latest.

   In relation to the measuring voltage (200 V), this means a 20 times greater accuracy of the monitoring arrangement. It is obvious that such a speed monitoring device contributes to increasing safety, particularly in the case of drives for passenger transport, for example in orbits such as chairlifts.



   It should also be mentioned that the tachometer machine could of course also be a DC machine, which means that the transformer 3 and the rectifier 4 (which will generally be a full-wave rectifier) can be omitted and that polarized relays 5 and 5 'are preferably used, but still use them Rectifiers 6 and 6 'are connected upstream in order to increase safety. Furthermore, as also indicated in FIG. 2, one or more glow tubes are connected in parallel to the glow tube Gl, the ignition voltage of which can optionally be staggered via series resistors in order to obtain increased security against failure of a glow tube.



   Of course, as is easy to see, according to this principle, a purely or multiple grading can be provided, or if the response thresholds of all relays are the same, if the resistors Rt = R11 Rt "... and R2 = R2, = R2 ,, a multiple Safety can be achieved if one of the relays fails.

Claims

PATENT CLAIM Device for monitoring physical quantities, which can be simulated with the help of a voltage value, characterized in that a measuring voltage proportional to the actual value is fed to a bridge arrangement consisting of ohmic resistors and a glow tube with its nominal voltage serving as a setpoint generator, and a bridge relay from the differential voltage from the voltage a bridge branch and the voltage on the glow tube is excited.

SUBCLAIMS 1. Device according to claim, characterized in that, viewed from the measuring voltage source, the bridge arrangement has two parallel branches, one of which consists of the series connection of an ohmic resistor with a glow tube and the other consists of the series connection of two ohmic resistors.

Rectifier 6. The associated relay contact is labeled 7.

In Fig. 2, corresponding parts are posi tioned the same as in Fig. 1. The resistors R1, R2 and R4 are parallel to the resistors R1, R2 and R4.

Likewise, the relay coil 5 has a relay coil 5 'connected in parallel with the relay contact 7'.

The mode of operation of a speed monitoring device according to FIG. 1 is as follows.

As is easy to see, the voltage at the bridge branch Rl is always proportional to the supply voltage of the bridge and thus the actual speed of the drive.

This voltage across R1 is now compared with the constant voltage across the glow lamp Gl and as soon as the former is greater than the glow tube voltage by a certain amount, the relay 5 responds and, by closing the contact 7, causes a warning signal to be activated or a brake to be applied . If you now choose the resistors R1, R2 and R3 so that at the target speed, the voltage across Rl is equal to the glow tube voltage and the response voltage of the relay 5 so that it is z. B. responds at 10 / o higher voltage across Rl, so you have achieved that at 100 / o overspeed a warning signal is activated or the slip brake comes into effect.

However, so that the relay does not respond in the opposite direction of the differential voltage (i.e. when the voltage across Rl is less than the voltage at the glow tube Gl), a polarized relay must be used as relay 5, or as indicated, a rectifier 6 must be used, which only allows current to flow through the relay coil in one direction.

In Fig. 2, the relays 5 and 5 'with the same values of the resistors Rl = Ru' and R2 = R2, staggered in their response values, or with the same response values of the relays 5 and 5 ', the resistors Rt, R2 are different from the Resistors R1 ,, and R2 ,, so that at 100 / o overspeed the relay 5 responds and brings the driving brake to effect and with a further increase in speed to 15 0 / o overspeed the relay 5 ', which is then via the relay contacts 7' the emergency brake is applied. The mode of operation is the same as in FIG. 1.

The constant voltage of the glow tube, which is a measure for the target speed, is always compared with the voltage across Rl or

So when the latter voltages outweigh a certain amount, the relays 5 or 5 'will respond.

The advantages of the present monitoring device are its high response accuracy. With commercially available telegraph relays, the deviations from the normal response value are around 3100 / o. If t 10 0 / o deviation is set as the measurement voltage for the setpoint value of the variable to be monitored, 200 V, a relay directly monitoring this measurement variable would, in the extreme case, be 200-20 = 180 V and the other 2.

Device according to patent claim, characterized in that, viewed from the measuring voltage source, the bridge arrangement has more than two parallel branches, one of which consists of the series connection of an ohmic resistor with a glow tube and the other consists of a series connection of purely ohmic resistances and with the help of relays the Voltage difference from the voltage drop across part of the purely ohmic parallel branches and the voltage across the glow tube is monitored.

3. Device according to claim and dependent claim 2, characterized in that the bridge relays are staggered in their response values and the branches parallel to the glow tube branch are equal in their partial resistance values.

4. Device according to claim and dependent claim 2, characterized in that the bridge relays have the same response values and the branches parallel to the glow tube branch are divided into different parts.