CH355720A - Verfahren und Anordnung zur Fernmessung mittels einer Impulsserie - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Fernmessung mittels einer Impulsserie

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CH355720A
CH355720A CH355720DA CH355720A CH 355720 A CH355720 A CH 355720A CH 355720D A CH355720D A CH 355720DA CH 355720 A CH355720 A CH 355720A
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capacitor
pulse
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transistor
proportional
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Inventor
Hansson Hugo
Petterson Carl
Angeid Egil
Original Assignee
Asea Ab
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    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C15/00—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path
    • G08C15/06—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path successively, i.e. using time division
    • G08C15/12—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path successively, i.e. using time division the signals being represented by pulse characteristics in transmission link

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Description


  Verfahren und Anordnung     zur    Fernmessung mittels     einer    Impulsserie    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren  zur Fernmessung mittels     einer    Impulsserie und eine  Anordnung zur Ausführung des Verfahrens.  



  Bei bisher bekannten Verwendungen einer Im  pulsserie für die Zwecke der Fernmessung wird die  Messgrösse gewöhnlich in einem Impulssender in eine  Impulsserie umgewandelt, deren Impulsfrequenz pro  portional der Messgrösse ist. In der Empfangsanlage  wird die Impulsfrequenz dadurch gemessen, dass im  Prinzip die     Anzahl    Impulse gezählt wird, die während  einer bestimmten Zeit empfangen wird. Gewöhnlich  erfolgt dies derart, dass ein Kondensator für jeden  empfangenen Impuls geladen und der     Durchschnitts-          wert    des Ladestromes gemessen wird.

   Unabhängig  von der Ausführung des Empfängers wird indessen  die Einstellzeit, d. h. die Zeit vom Auftreten einer  plötzlichen Änderung der Messgrösse bis zur Ables  barkeit des Betrages der Änderung in der Empfangs  anlage mit genügender Genauigkeit, sehr lang, da  immer eine bestimmte Anzahl     Impulse    empfangen  werden muss, ehe der Betrag der Impulsfrequenz be  stimmbar wird. Gewöhnlich rechnet man     mit    einer       Einstellzeit,    die etwa zehn     Impulsperioden    entspricht.

    Die lange Einstellzeit hat zur Folge, dass kurz  dauernde Änderungen der Messgrösse in der Emp  fangsanlage nicht feststellbar werden und dass da  durch grosse Schwierigkeiten entstehen     können,     wenn die Fernmessung in einem Regelungssystem  enthalten ist.  



  Um Verbindungskanäle zwischen den Sender- und  Empfangsanlagen einzusparen, werden häufig meh  rere verschiedene Messgrössen     zyklisch    nacheinander  auf demselben     übertragungskanal    gesendet. Bei dem       Impulsfrequenzverfahren    ist es dabei aus oben an  gegebenen Gründen     erforderlich,    dass jede     Mess-          grösse    während einer verhältnismässig langen Zeit,  mindestens während zehn Impulsperioden, eingeschal-         tet    ist, was zur Folge hat, dass die Zeit zwischen       nacheinander    folgenden Informationen derselben  Messgrösse,

   welche Zeit in diesem Falle die     Einstell-          zeit    der Messung bestimmt, sehr lang wird. Um die  Umschaltungen zwischen den verschiedenen     Mess-          grössen    im Sender mit den entsprechenden Umschal  tungen zwischen den verschiedenen Messgeräten     im     Empfänger zu synchronisieren, wird es weiter     erfor-          derlich,    dass besondere     Synchronisierungsimpulse     übertragen werden, was ebenfalls     eine    gewisse Zeit  erfordert, so dass die     Informationsgeschwindigkeit     dadurch noch weiter vermindert wird.

   Die einzige       Möglichkeit,    eine Fernmessung nach dem     Impulsfre-          quenzverfahren    schneller zu übertragen, besteht dem  nach in einer Erhöhung der     Impulsfrequenz,        was    in  dessen mit höheren Anforderungen     an    den     über-          tragungskanal    und die     Einzelapparate,    z. B. der Re  lais, in dem Sender und dem     Empfänger    verbunden  ist.  



  Bei einem anderen bekannten, aber weniger be  nutzten Verfahren zur     Fernmessung        mittels    Impulsen  ist     die    Dauer der Impulse der Impulsserie proportional  der Messgrösse, wobei die     Impulsfrequenz        konstant     ist.     Dieses    Verfahren hat     im    Prinzip eine viel schnel  lere Messung zur Folge als das     Impulsfrequenzver-          fahren,    da man in der Empfangsanlage durch die  Messung der Dauer eines einzigen     Impulses    sofort  den Betrag der Messgrösse kennt.

   Die Impulsdauer  kann sich     indessen    infolge von Verzerrungen auf dem       übertragungskanal    und     im    Empfänger und Sender  stark     verändern,    was eine entsprechende Falschmes  sung der     Messgrösse    zur Folge hat. Um den ungün  stigen     Einfluss    der     Verzerrung    auf die     Messgenauig-          keit    zu vermindern, wird die     Impulsdauer    gewöhn  lich     sehr        lang,    z.

   B. einige Sekunden,     gewählt,    wo  durch die     verhältnismässig    kleine Änderung der Im  pulsdauer, die durch     Verzerrungen    verursacht wird,      keinen zu grossen Messfehler ergibt. Die lange Im  pulsdauer weist aber den Nachteil auf,     dasss    die Mes  sung in der Praxis nicht viel schneller erfolgt als bei  dem     Impulsfrequenzverfahren.     



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Ver  fahren zur Fernmessung     mittels    einer Impulsserie,  bei dem eine Messgrösse in einem Impulssender in  eine die Messgrösse repräsentierende Impulsserie um  gewandelt wird, die zu einem Impulsempfänger über  tragen wird, in dem die übertragene Impulsserie in  eine der Messgrösse proportionale Grösse umgewan  delt und einem Messgerät zugeführt wird. Das Ver  fahren bezweckt eine sehr schnelle und von Ver  zerrung weitgehend unabhängige Messung.

   Das Ver  fahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeich  net, dass die Messgrösse in dem Impulssender in  eine Impulsserie umgewandelt wird, deren Perioden  dauer proportional der Messgrösse ist, und dass diese  Impulsserie auf einen Impulsempfänger übertragen  wird, der so ausgebildet ist, dass für jede Impuls  periode eine Grösse erzeugt wird, die proportional  der Dauer der Periode ist und einem Speichergerät       zugeführt    und in diesem so lange gespeichert wird,  bis eine der Dauer der nächstfolgenden Impulsperiode  der übertragenen Impulsserie proportionale Grösse  erzeugt wird und dem Speichergerät     zugeführt    worden  ist, worauf die gespeicherte oder eine dieser propor  tionale Grösse dem Messgerät     zugeführt    wird.  



  Die Erfindung bewirkt, dass die     Einstellzeit    höch  stens gleich der Periodendauer wird, weshalb die  Messung bei gleicher Impulsfrequenz ungefähr  zehnmal schneller wird als bei dem     Impulsfrequenz-          verfahren.    Anstatt diese     grössere    Geschwindigkeit  auszunutzen, kann man natürlich     eine    längere Perio  dendauer, d. h. eine kleinere Impulsfrequenz anwen  den und dadurch eine     beträchtlich    kleinere Abnut  zung der Relais und anderer Einzelapparate erhalten.  



  Die Messung nach dem erfindungsgemässen Ver  fahren hat weiter den     Vorteil,    dass sie in hohem  Grade unabhängig von Verzerrungen in der     übertra-          gung    und auch von Unterschieden in den     Ansprech-          und    Abfallzeiten der Relais wird, da eine Verlänge  rung oder Verkürzung der     Impulse    eine entspre  chende Verkürzung bzw. Verlängerung der Pausen  verursacht, so dass die Periodendauer unverändert  bleibt und der Messgrösse genau entspricht. Die Ver  zerrung der     Übertragung    und den Relais wird die  Messgrösse nur     beeinflussen,    wenn sie sich sehr  schnell während einer Periode verändert.  



  Die Erfindung     weist    ferner den     Vorteil    auf, dass  sie ohne Schwierigkeiten zyklische Messungen von  mehreren Messgrössen auf demselben Übertragungs  kanal gestattet. Wegen der kurzen Einstellzeit ist es       nämlich    nur erforderlich, dass jedesmal nur eine ein  zige Impulsperiode von jeder Messgrösse     übertragen     werden muss, und die Messimpulse selbst können da  zu verwendet werden, um in der Sender- und Emp  fangsanlage einen Stufenschalter zu steuern, der die  verschiedenen     Messgrössen    an den Impulssender bzw.    die verschiedenen Messgeräte an den Impulsempfän  ger nacheinander einschaltet.  



  Nach einer besonderen     Ausführungsform    des Ver  fahrens nach der Erfindung kann der Impulsempfän  ger so angeordnet sein, dass für jeden Impuls eine  Grösse erzeugt wird, die proportional der Dauer des  Impulses ist, und für jede Pause eine Grösse erzeugt  wird, die proportional der Dauer der Pause ist, und  dass diese der Impuls- bzw. Pausendauer proportio  nalen Grössen     derart    aufgespeichert werden, dass  immer eine Grösse zur Verfügung steht, die propor  tional der Summe der Dauer der     nächstvorhergehen-          den    Impulse und der     nächstvorhergehenden    Pause ist.

         Dises    Verfahren bewirkt eine weitere Erhöhung der  Messgeschwindigkeit, da schon nach höchstens der  halben Periodendauer wenigstens die Hälfte einer  Änderung in der Messgrösse in der Empfangsanlage  erkennbar wird. Dieses Verfahren bewirkt in der  Praxis auch eine     verminderte    Abhängigkeit von den       Ansprech-    und Abfallzeiten der Relais, da bei Mes  sung der ganzen Periodendauer ohne Einteilung in  Impuls- und Pausendauer     normalerweise    in dem  Empfänger ein Relais oder ein ähnliches Gerät er  forderlich ist, das alle zwei Perioden erregt bzw.

   ab  gefallen ist, weshalb die Differenz zwischen den An  sprech- und Abfallzeiten dieses Gerätes die     Mess-          grösse        beeinflussen    würde. Bei einer     Einteilung    in  Impuls- und Pausendauer werden indessen alle Re  lais und ähnlichen Geräte in dem Empfänger mit der  wahren Frequenz der Impulsserie arbeiten, weshalb  sie sowohl     ani    Anfang als auch am Ende einer Im  pulsperiode dieselbe Schaltbewegung ausführen, so       dass    eine     eventuelle    Differenz zwischen den     Ansprech-          und    Abfallzeiten die Messgrösse nicht beeinflusst.  



  Nachfolgend wird das     Fernmessverfahren    nach  der Erfindung an Hand einer aus Sender und Emp  fänger     bestehenden    beispielsweisen Anlage zur Aus  übung des Verfahrens     näher    beschrieben.  



       Fig.    1 der beigefügten Zeichnung stellt eine Aus  führungsform eines Impulssenders und eines Impuls  empfängers zur Fernmessung nach der Erfindung dar.  



       Fig.    2 zeigt schematisch die Form der Spannung  an     einigen    Stellen in dem Sender und Empfänger  nach     Fig.    1 und den Schaltzustand einiger Relais.  



       Fig.    3 zeigt eine andere Ausführungsform eines  Impulssenders zur Ausführung des Verfahrens nach  der Erfindung.  



  Der mit 1 bezeichnete Sender ist über einen  Übertragungskanal 2 mit dem Empfänger 3 verbun  den.     Der    Sender 1 enthält einen Kondensator 4, der  an eine Gleichstromquelle 5 angeschlossen ist. Paral  lel zu dem Kondensator 4 ist ein Ventil 6, z. B. eine       Siliziumdiode,        geschaltet,    in Reihe mit einer der  Messgrösse     proportionalen    Gleichspannung, die den  Klemmen 7     zugeführt    wird. Ein Transistor 8 ist dem  Kondensator 4 und dem Ventil 6 parallelgeschaltet,  dessen Basiselektrode an der     Kollektorelektrode    eines  anderen Transistors 9 angeschlossen ist. Die Basis  elektrode des Transistors 9 ist an einen Widerstand  10 in Reihe mit dem Kondensator 4 angeschlossen.

        Die Schaltung arbeitet derart, dass der Konden  sator 4 von dem Gleichstrom 1 der Gleichstromquelle  5 aufgeladen wird, wobei die Spannung am Konden  sator linear mit der Zeit ansteigt. Hierbei entsteht ein  Spannungsabfall am Widerstand 10, so dass die Ba  siselektrode des Transistors 9 negatives Potential er  hält und der Transistor 9 leitend wird, was bewirkt,  dass die Spannung zwischen der Basiselektrode und  der     Ermitierelektrode    des Transistors 8 nahezu Null  wird. Der Transistor 8 wird also gesperrt.

   Wenn die  Spannung über dem Kondensator 4 denselben Wert  wie die der     Messgrösse    proportionale Spannung an  den Klemmen 7 erreicht, beginnt das Ventil 6 zu lei  ten, wobei der Strom I durch die Quelle der     Mess-          grössenspannung    und das Ventil 6 anstatt durch den  Kondensator 4     fliesst.    Hierbei verschwindet die  Spannung am Widerstand 10, wodurch der     Transistor     9 gesperrt wird und die Basiselektrode des Tran  sistors 8 ein negatives Potential von der Batterie 11  erhält, so dass der Transistor 8 leitend wird und den  Kondensator 4 kurzschliesst.

   Der Kondensator 4 be  ginnt also sich über den Transistor 8 zu     entladen,     wobei wegen des Spannungsabfalls über dem Wider  stand 10 ein positives Potential an der Basiselektrode  des Transistors 9 entsteht, wodurch der Transistor 9  gesperrt und der Transistor 8 leitend bleibt. Das po  sitive Basispotential des Transistors 9 wird durch das  Ventil 12 auf einen zulässigen Wert begrenzt. Wenn  der Kondensator 4 ganz entladen ist, verschwindet  die Spannung über dem Widerstand 10 wieder, wo  bei der Transistor 9 etwas leitend und folglich der  Transistor 8 gegen seinen     gesperrten    Zustand getrie  ben wird.

   Dies hat zur Folge, dass ein Teil des Stro  mes I aufs neue den Kondensator 4 zu laden be  ginnt, wobei ein negatives Potential an der Basis  elektrode des Transistors 9 entsteht, so     dass    der  Transistor 9 voll leitend und der Transistor 8 gesperrt  wird und eine neue Ladeperiode des     Kodensators    4  beginnt. Der grosse Widerstand 13 in Serie mit der  der Messgrösse proportionalen Spannung verhindert,  dass der Transistor 8 während der kurzen Zeit, da er  leitend ist, überlastet ist. In     Fig.    2 stellt die Kurve A  schematisch dar, wie die Spannung über dem Kon  densator 4 mit der Zeit variiert, während die Kurve  B die der     Messgrösse    proportionale Spannung dar  stellt. Die Kurve C zeigt das Potential der Basiselek  trode des Transistors 8..

   Die Zeit zwischen zwei nach  einander folgenden     Kurzschlüssen    der Spannung über  dem Transistor 8 ist offenbar     proportional    dem Wert  der Messgrösse. Die kurzdauernden Änderungen der  Spannung über dem Transistor 8 steuern durch zwei  Kopplungskondensatoren 21 eine an sich bekannte       Multivibratorschaltung,    die aus zwei Transistoren 14  und 15 besteht, die dadurch, dass ihre     Kollektor-          und    Basiselektroden miteinander durch die Konden  satoren 16 und 17 sowie die Widerstände 18 und 19  verbunden sind, so arbeiten, dass immer der eine von  beiden voll leitend, während der andere ganz ge  sperrt ist,

   und dass jeder Wechsel zwischen leiten  dem und     gesperrtem    Transistor durch einen Span-         nungsimpuls    an der Basiselektrode des Transistors 8       erzeugt    wird, d. h. jedesmal, wenn der Transistor 8  leitend wird.     In    dem     Kollektorkreis    des Transistors  15 ist ein     Senderrelais    20 eingeschaltet, dessen Kon  takt 20a folglich auf den     I7bertragunpskanal    2 eine  Impulsserie sendet, die die Form der Kurve D in       Fig.    2 hat.  



  Im Empfänger 3     beeinflusst    die Impulsserie ein  Empfangsrelais 36, dessen Kontakt 36a zwei Hilfs  relais 22 und 23 steuert. Die Kurve E in     Fig.    2 zeigt  die Bewegung des Relais 22, die     Kurve    F die Bewe  gung des Relais 23. Es geht daraus hervor, dass  das Relais 22 sowohl beim Ansprechen als beim  Abfallen etwas schneller als das Relais 23 ist. Der  Empfänger enthält weiter zwei Kondensatoren 24  und 25, die an eine Gleichstromquelle 26 angeschlos  sen sind, in Reihe mit je einem     hochohmigen    Wider  stand 27 -und 28. Dadurch, dass die Relais wie in den       Fig.    2E und 217 arbeiten, wird der Kondensator 25  während der Pausendauer geladen.

   In der gleichen  Zeit ist der Kondensator 24 durch den Kontakt 23a  des Relais 23 und den Widerstand 29 kurzgeschlos  sen. Während der Impulsdauer, wenn die beiden Re  lais 22 und 23 erregt sind, wird der Kondensator 24  geladen, während der Kondensator 25 durch den  Kontakt 23b und den Widerstand 29 kurzgeschlossen       ist.    Da die Ladung mittels konstanten Stromes er  folgt, werden die Spannungen über den Kondensato  ren proportional der     Impulsdauer    bzw. der Pausen  dauer.  



  Am Ende eines Impulses wird die Spannung  über dem Kondensator 24 auf den Speicherkonden  sator 30 übertragen, indem der Anker des Relais 22  zuerst     abfällt    und der Kontakt 22a schliesst, wäh  rend das Relais 23 immer noch angesprochen ist.  Danach wird auch das Relais 23     entregt,    wobei der  Kondensator 24 über den Kontakt 23a kurzgeschlos  sen und der Kurzschluss des Kondensators 25 auf  gehoben wird, so dass dieser Kondensator während  der nachfolgenden Pause geladen wird. Am Ende der  Pause wird die Spannung über dem Kondensator 25  auf den Speicherkondensator 31 übertragen, indem  das Relais 22 wieder anspricht und sein Kontakt 22b  schliesst, bevor das Relais 23 anspricht.

   Danach  spricht auch das Relais 23 an und sein Kontakt 23b  schliesst den Kondensator 25 kurz, während sein  Kontakt 23a den Kurzschluss des     Kondensators    24  öffnet, so dass dieser Kondensator während des  nachfolgenden Impulses geladen wird. Da die Spei  cherkondensatoren 30 und 31 viel kleiner als die  Kondensatoren 24 und 25 bemessen sind, erfolgt die  Spannungsübertragung ohne merkbare     Änderungen    der  Spannung. Die Kurve G in     Fig.    2 zeigt     die        Spannung     über dem Kondensator 24, während die     Kurve    H die  Spannung über dem Kondensator 25 darstellt.

   Die  Kondensatoren 30 und 31 sind     parallel        miteinander     in Reihe mit je einem     hochohmigen    Widerstand 32  und 33 am Eingang eines     Elektrometerverstärkers    34  mit sehr hoher Eingangsimpedanz     angeschlossen.     Am Eingang des     Elektrometerverstärkers    wird also           ein    Potential erhalten, das gleich dem Mittelwert der  Spannungen über den Speicherkondensatoren 30 und  31 ist, d. h.

       proportional    der Summe der Dauer des       nächstvorangegangenen    Impulses und der Dauer der       nächstvorangegangenen    Pause und folglich propor  tional der Messgrösse ist, die mittels eines am Aus  gang des     Elektrometerverstärkers    angeschlossenen  Instrumentes 35 gemessen werden kann. Wegen der  hohen     Eingangsimpedanz    des Verstärkers behalten  die Kondensatoren 30 und 31 ihre Spannungen wäh  rend einer langen Zeit, und der Verstärker arbeitet  zusammen mit den Kondensatoren als ein Speicher  gerät. Die     hochohmigen    Widerstände 32 und 33 ver  hindern, dass die Spannungen an den Kondensatoren  30 und 31 während der Ladezeit der Kondensatoren  24 und 25 ausgeglichen werden.

    



  Durch die Eigenschaften des     Speichergerätes    wird  bewirkt, dass auch eine Unterbrechung- des     über-          tragungskanals    2, die während einer Pause eintritt,  keine Änderung der Ausgangsgrösse des Elektro  meters verursacht. Eine Unterbrechung während eines       Impulses    kann höchstens verursachen, dass die     Aus-          gangsgrösse    des     Elektrometerverstärkers    auf den hal  ben wahren Wert der Messgrösse zurückgeht.

   Da  die Relais 22 und 23 beim Ansprechen und Abfallen  verzögert sind, beeinflussen schnelle Störungen im       übertragungskanal    die Messung nicht, sofern sie  nicht während dem Wechsel zwischen Pause und Im  puls eintreffen.  



  Im Vorhergehenden ist vorausgesetzt worden,  dass die Kondensatoren im Sender und Empfänger  mit konstantem Gleichstrom geladen werden, um  vollständige     Linearität    im Sender zwischen     Mess-          grösse    und Periodendauer und im Empfänger zwi  schen Periodendauer und der     Ausgangsgrösse    des       Elektrometerverstärkers    zu erhalten.

   Wenn indessen  die Ladekreise im Sender und Empfänger mit im       wesentlichen    gleichen Zeitkonstanten ausgeführt wer  den, kann die Ladung in Reihe mit Widerständen  und Spannungen von verhältnismässig geringer Kon  stanz erfolgen, da die von der Krümmung der Lade  kurve verursachte     Nichtlinearität    im Sender und  Empfänger genau gleich wird, so dass die     Ausgangs-          grösse    des     Elektrometerverstärkers    proportional der       Mesisgrössenspannung    im Sender wird.  



  Der Impulssender nach     Fig.    3 arbeitet grundsätz  lich wie der in     Fig.    1 gezeigte Sender, aber unter  scheidet sich von diesem dadurch, dass er zwei ganz  gleiche     Kondensatorladekreise    enthält, die derart  wechselweise arbeiten, dass der eine während der  Impulse der ausgesandten Impulsserie geladen und  während der Pausen entladen wird, während der an  dere während der Pausen geladen und während der       Impulse    entladen wird.

   Hierdurch wird erreicht, dass  die     Entladungszeiten    der Kondensatoren nicht als ein  Teil in der Periodendauer der erzeugten Impulsserie  enthalten     sind,    weshalb die Periodendauer mit     grös-          serer    Genauigkeit     proportional    der Messgrösse     wird.     Die Zeit, die zur Verfügung für die Entladung der  Kondensatoren steht, wird folglich auch beträchtlich    länger, weshalb die Entladung vollständiger wird, was  die Genauigkeit des Senders verbessert.

   Der Sender  nach     Fig.    3 enthält weiter keinen     Multivibrator,    wes  halb er weniger     empfindlich    für Störungen ist als  der Sender nach     Fig.    1. Ein weiterer Vorteil des  Senders nach     Fig.    3 ist, dass er die Quelle der der  Messgrösse proportionalen Spannung überhaupt nicht  belastet.  



  Der eine Ladekreis des Senders besteht aus dem  Kondensator 40, der von einer an der     Anschluss-          klemme    41 angeschlossenen Stromquelle für konstan  ten Gleichstrom über einen     hochohmigen    Widerstand  42 geladen wird, so dass der Ladestrom annähernd  konstant wird. Die Spannung über dem Kondensator  40 wird mittels eines Ventils 43 mit einer der     Mess-          grösse    proportionalen Gleichspannung verglichen, die  zwischen den     Anschlussklemmen    44 und 45 ange  schlossen ist.

   Der andere Ladekreis ist identisch auf  gebaut und besteht aus dem Kondensator 46, der  von der Gleichspannung an 41 über den     hochohmi-          gen    Reihenwiderstand 47 geladen wird und dessen  Spannung mittels des Ventils 48 überwacht wird. Die  Kondensatoren 40 und 46 sind durch einen Um  schaltekontakt 49a eines Relais 49 und einen Wider  stand 50 wechselweise kurzgeschlossen. Der Erreger  strom des Relais 49 wird von einem Transistor 51  gesteuert, der mit der Relaiswicklung 49 reihen  geschaltet ist und von zwei als     Phasenumkehrer    und  Verstärker arbeitenden Hilfstransistoren 52 und 53  gesteuert wird, die von dem Strom durch je einen der  Kondensatoren 40 und 46 gesteuert werden.

   Das Re  lais 49 weist einen     Umschaltekontakt    49b auf, der  durch den Spannungsteiler 54 dem Transistor 51 ent  weder ein positives Basispotential von der Anschluss  klemme 55 oder ein negatives Basispotential von dem  Spannungsteiler 56 zuführt. Das Relais 49 ist auch  mit einem impulssendenden     Kontakt    49c versehen.  



  Unter der Annahme, dass der Sender sich in dem  in     Fig.    3 dargestellten Zustand befindet und dass er  an die gezeigten Spannungen angeschlossen wird, er  gibt sich folgende Wirkungsweise: Der Umschalte  kontakt 49b schliesst das positive     Potential    von der  Anschlussklemme 55 über den Spannungsteiler 54  an die Basiselektrode des Transistors 51 an, was zur  Folge hat, dass der Transistor 51 voll gesperrt und  das Relais 49 nicht erregt wird.

   Der Kondensator 46  beginnt sich zu laden, wobei der Ladestrom wegen  des Ventils 57 durch die Basiselektrode des Transi  stors 52     fliesst,    weshalb dieser Transistor 52 leitend  wird und seine     Kollektorelektrode    annähernd das Po  tential Null erhält, das indessen von dem Basis  potential des Transistors 51 durch den Kopplungs  kondensator 58     gleichstrommässig    getrennt ist. Der  Kondensator 40 ist durch den Kontakt 49a und den  Widerstand 50 kurzgeschlossen, so dass ihn kein  Strom     durchfliesst,        washalb    die Basiselektrode des  Transistors 53 Erdpotential hat und der Transistor 53       gesperrt    ist.

   Die     Kollektorelektrode    des Transistors  53 weist folglich ein niedriges negatives Potential auf,  das durch den Kopplungskondensator 60 von dem      Basispotential des Transistors 52 gleichstrommässig  getrennt ist. Da das Ventil 43 zwischen der     Kurz-          Schlussverbindung    des Kondensators 40 und der an  44 angeschlossenen Quelle der der Messgrösse pro  portionalen Gleichspannung eingeschaltet ist, wird  die Quelle nie durch den Kurzschluss der Konden  satoren belastet.

   Sobald die Spannung über dem Kon  densator 46 denselben Wert wie die der Messgrösse  proportionale Spannung zwischen den     Anschluss-          klemmen    44 und 45 erreicht, beginnt das Ventil 48  zu leiten, und der Ladestrom durch den Kondensator  46 fällt weg. Hierbei verschwindet auch das negative  Steuerpotential an der Basiselektrode     des    Transistors  52, weshalb der Transistor 52 gesperrt wird und ein  sofortiger Abfall seines     Kollektorpotentials    eintritt.  Da die Spannung über dem Kondensator 58 sich  nicht augenblicklich ändern kann, entsteht gleich  zeitig ein negativer Spannungsimpuls auf der Basis  elektrode des Transistors 51, was zur Folge hat, dass  der Transistor 51 leitend wird, so dass das Relais 49  anspricht.

   Wenn der Umschaltkontakt 49b seine Ru  hestellung verlässt, wird das Basispotential des Tran  sistors 51 noch negativer, da das positive Potential  von der Anschlussklemme 55 verschwindet. Der Kon  densator 58 ist so bemessen, dass der negative Span  nungsimpuls auf der Basiselektrode des Transistors  51 so lange anhält, bis das Relais 49     umgeschaltet     ist und der     Kontakt    49b seine Arbeitsstellung ein  genommen hat. Dadurch erhält die Basiselektrode  des Transistors 51 eine permanente negative Steuer  spannung von dem Spannungsteiler 56, so dass der  Transistor 51 voll leitend und das Relais 49 ange  sprochen bleiben.

   Wenn der Kontakt 49a seine Ruhe  stellung verlässt, beginnt sich der Kondensator 40 zu  laden, wobei der Ladestrom wegen des Ventils 59  durch die Basiselektrode des Transistors 53 fliesst,  so dass dieser Transistor 53 leitend wird und eine  kräftige Erhöhung seines     Kollektorpatentials    die  Folge ist. Durch den Kopplungskondensator 60 wird  dabei ein positiver Spannungsimpuls auf der Basis  elektrode des Transistors 52 erhalten, was     eine    völlige  Sperrung dieses Transistors 52 bewirkt. Erreicht der  Kontakt 49a seine Arbeitsstellung, so wird der Kon  densator 46 kurzgeschlossen und der     Entladestrom,     der durch das Ventil 57 fliesst, bewirkt auch ein  positives Potential auf der Basiselektrode des Tran  sistors 52.

   Der Transistor 52 wird gesperrt, wodurch  der Basiselektrode des Transistors 51     eine    negative  Steuerspannung aufgedrückt wird, so dass der Tran  sistor 51 mit Sicherheit     voll    leitend wird. Alles wirkt  also zusammen, um das Relais 49 umzuschalten und  damit die Ladekreise zu wechseln. Wenn die Span  nung über dem Kondensator 40 die der Messgrösse  proportionale Spannung erreicht, wird das Ventil 43  leitend, und der Ladestrom durch den Kondensator  40 hört auf. Dabei verschwindet auch die negative  Steuerspannung auf der Basiselektrode des Transi  stors 53, weshalb der Transistor 53 gesperrt und ein  kräftiger Abfall seines     Kollektorpotentials    bewirkt  wird.

   Dieser Potentialabfall hat durch den Kondensa-         tor    60     einen    negativen     Spannungsimpuls    auf der Ba  siselektrode des Transistors 52 zur Folge, so dass der  Transistor 52 leitend wird. Dies bewirkt     seinerseits     einen positiven Spannungsimpuls auf der Basiselek  trode des Transistors 51, so dass der Transistor 51  gesperrt wird und der Anker des Relais 49 abfällt.  Da der Kontakt 49b dabei seine Arbeitsstellung     ver-          lässt,    wird das     Basispotential    des Transistors 51 po  sitiver, da das negative Potential am     Spannungsteiler     56 verschwindet.

   Der Kondensator 58 ist, wie früher  erwähnt, so bemessen, dass der positive Spannungs  impuls auf der Basiselektrode des Transistors 51 wäh  rend der Arbeitszeit des Relais 49 andauert,     fällt    der  Anker des Relais 49 mit Sicherheit ab, und wenn der  Kontakt 49 seine Ruhestellung erreicht,     schliesst    er  von der Anschlussklemme 55 ein     permamentes    posi  tives Potential an die Basiselektrode des     Transistors     51 an, was den Transistor 51 sperrt und das Relais  49     entregt        hält.    Schaltet der Kontakt 49a in seine  Ruhestellung um, so beginnt eine neue Ladung des  Kondensators 46, und der Kondensator 40 wird ent  laden.

   Durch     die    Transistoren 52 und 53 werden  auch positive Spannungsimpulse auf die Basiselek  trode des Transistors 51 gegeben, die also ein sicheres  Abfallen des Ankers des Relais 49 bewirken. In  Reihe mit den Kondensatoren 40 und 46 sind die  Widerstände 61 und 62 angeschlossen, die so be  messen sind, dass der     Spannungsabfall,    der über  ihnen bei der Ladung der Kondensatoren entsteht,  annähernd gleich gross ist wie die Schwellspannungen  der Ventile 43 und 48. Dies bewirkt, dass die Kon  densatoren 40 und 46 immer auf eine Spannung, die  genau gleich der der Messgrösse     proportionalen    Span  nung ist, geladen werden, was die Genauigkeit des  Senders verbessert.

   Für das Ansprechen oder Ab  fallen des Relais 49 wird ein Spannungsimpuls auf  der Basiselektrode des Transistors 51 benötigt, der       mindestens    gleich lang wie die Arbeitszeit des Relais  49 ist, weshalb kurzdauernde Störungen den Sender  nicht beeinflussen.  



  Natürlich ist die Erfindung nicht nur auf die  oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.  Der Empfänger kann z. B. mit nur einem Ladekreis  ausgeführt werden, der einen Kondensator     enthält,     der geladen und danach schnell entladen wird, wor  auf eine neue Ladung     folgt.    Weiter können, wie vor  her erwähnt, die Kondensatoren des Empfängers so  angeordnet sein, dass sie während der ganzen Perio  dendauer geladen werden, so dass keine Einteilung  in Impulsdauer und Pausendauer erhalten wird, wo  bei nur ein Speicherkondensator über dem Eingang  der     Elektrometerverstärker    erforderlich ist.

       Im    Falle  von zwei Speicherkondensatoren am Eingang des       Elektrometerverstärkers    können diese auch reihen  statt     parallelgeschaltet    sein.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Fernmessung mittels einer Im pulsserie, wobei eine Messgrösse in einem Impuls sender in eine die Messgrösse repräsentierende Im- pulsserie umgewandelt wird, die auf einem Impuls, empfänger übertragen wird, in dem die übertragene Impulsserie in eine der Messgrösse proportionale Grösse umgewandelt und einem Messgerät zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgrösse in dem Impulssender in eine Impulsserie mit einer der Messgrösse proportionalen Periodendauer um gewandelt wird, und dass diese Impulsserie auf einen Impulsempfänger übertragen wird,
    der so ausgebildet ist, dass für jede Impulsperiode der übertragenen Impulsserie eine Grösse erzeugt wird, die proportio nal der Dauer der Periode ist und die einem Spei chergerät zugeführt und in diesem so lange gespei chert wird, bis eine der Dauer der nächstfolgenden Impulsperiode der übertragenen Impulsserie propor tionale Grösse erzeugt und dem Speichergerät zuge führt worden ist, worauf die gespeicherte Grösse oder eine dieser proportionale Grösse dem Messgerät zu geführt wird.
    II. Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Impulssender, der einen Ladekreis ent hält, der aus einem Kondensator besteht, der an einer einen praktisch konstanten Gleichstrom liefernden Quelle angeschlossen und zu dem ein Ventil in Reihe mit einer der Messgrösse proportionalen Gleichspan nung derart parallelgeschaltet ist, dass das Ventil lei tend wird, wenn die Spannung des Kondensators die der Messgrösse proportionale Gleichspannung über steigt, und der Mittel zur Impulssendung und zum Kurzschliessen des Ladekondensators aufweist, wel che Mittel in Abhängigkeit von den Änderungen des den Ladekondensator durchfliessenden Stromes ge steuert sind. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass mittels des Impulsempfängers für jeden Impuls der übertragenen Impulsserie eine Grösse erzeugt wird, die proportional der Dauer des Impulses ist, und für jede Pause der übertragenen Impulsserie eine Grösse erzeugt wird, die proportio nal der Dauer der Pause ist, und dass diese der Im pulsdauer bzw. der Pausendauer proportionalen Grössen einem Speichergerät zugeführt und dort auf gespeichert werden, bis der Dauer des nächstfolgen den Impulses bzw. der nächstfolgenden Pause der übertragenen Impulsserie proportionale Grössen er zeugt und dem Speichergerät zugeführt wor den sind, worauf eine Grösse, die der Summe der beiden in dem Speichergerät gespeicherten, der Im puls- bzw.
    Pausendauer proportionalen Grössen pro portional ist, erzeugt und dem Messgerät zugeführt wird. 2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Kurz schliessen des Kondensators (4) ein Transistor (8) ist, der zum Ladenkondensator (4) parallel geschaltet ist. 3. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 2, gekennzeichnet durch einen von mindestens einem Teil des Kondensator-Ladestromes gesteuerten Hilfs transistor (9), der als Verstärker und Phasenumkeh- rer der Steuergrösse des erstgenannten Transistors (8) arbeitet. 4.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 2, gekennzeichnet durch einen bistabilen Multivibrator, der von der Spannung über dem Transistor (8) ge steuert ist, und dessen Ausgangskreis ein impuls sendendes Relais (20) beaufschlagt. 5.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch zwei wechselweise arbeitende Ladekreise, von denen jeder einen Kondensator (40, 46) enthält, die an einer Quelle praktisch konstan ten Gleichstroms angeschlossen und über je ein Ventil (43, 48) mit einer der Messgrösse proportionalen Gleichspannung derart parallelgeschaltet sind, dass das Ventil (43, 48) leitend wird, wenn die Spannung des Kondensators (40, 46) die der Messgrösse pro portionale Gleichspannung übersteigt, ferner gekenn zeichnet durch Mittel zur Impulssendung und zum wechselweisen Kurzschliessen der Kondensatoren (40, 46) der beiden Ladekreise, die in Abhängigkeit von den Änderugen der Kondensator-Ladeströme ge steuert sind. 6.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum wech selweisen Kurzschliessen der Kondensatoren (40, 46) aus einem Relais (49) besteht, dessen Erregerstrom von einem Transistor (51) gesteuert ist, der in Ab hängigkeit von den Änderungen der Kondensator Ladeströme gesteuert ist. 7. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 6, gekennzeichnet durch zwei Hilfstransistoren (52, 53), von denen der eine (52) von dem Strom durch den einen Kondensator (46) und der andere (53) von dem Strom durch den anderen Kondensator (40) gesteuert ist, welche Hilfstransistoren (52, 53) als Verstärker und Phasenumkehrer der Steuersignale des erstge nannten Transistors (51) arbeiten. B.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Relais (49) mit einem impulssendenden Kontakt (49c) versehen ist. 9. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Relais (49) mit einem die Steuerspannung des Transistors (51) der art beeinflussenden Kontakt (49b) versehen ist, dass wenn das Relais (49) erregt ist, eine solche Steuer spannung dem Transistor (51) zugeführt wird, dass der Transistor (51) voll leitend gehalten wird, und wenn das Relais (49) abgefallen ist, eine solche Steuerspannung dem Transistor (51) zugeführt wird, dass der Transistor (51) gesperrt bleibt. 10.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator jedes Ladekreises mit einem Widerstand reihengeschaltet ist, der so bemessen ist, dass der über dem Wider stand während der Ladung des Kondensators entste hende Spannungsabfall annähernd gleich gross wie die Schwellenspannung des in dem Ladekreis enthal tenden Ventils ist. 11.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch II, mit einem Impulsempfänger, der einen an einer Quelle praktisch konstanten Gleichstroms angeschlos senen Kondensator und eine von der auf den Emp fänger übertragenen Impulsserie gesteuerte Anord nung zur Übertragung der Spannung des Kondensa- tors auf ein Speichergerät und zur Entladung des Kon- densators enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator während sowohl der Impulse als auch der Pausen der übertragenen Impulsserie an der Gleich stromquelle angeschlossen ist und dass die impulsge- steuerteAnordnung so ausgebildet i,st,
    dass sie am Ende jeder ganzen Impulsperiode der übertragenen Impuls serie die Spannung des Kondensators auf das Speicher gerät überträgt und danach den Kondensator schnell entlädt. 12. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 11, zur Ausführung des Verfahrens nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der über tragenen Impulsserie gesteuerte Anordnung so aus gebildet ist, dass sie am Ende sowohl jedes Impulses als auch jeder Pause der übertragenen Impulsserie die Spannung des Kondensators auf das Speicher gerät überträgt und danach den Kondensator schnell entlädt. 13.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 11, zur Ausführung des Verfahrens nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei an einer Quelle praktisch konstanten Gleichstroms (26) an geschlossene Kondensatoren (24, 25) enthält und eine von der übertragenen Impulsserie gesteuerte Anord nung (36, 22, 23), die so ausgebildet ist, dass sie die Kondensatoren (24, 25) wechselweise kurz- schliesst und am Ende sowohl jedes Impulses als auch jeder Pause der übertragenen Impulsserie die Spannung des während des Impulses bzw.
    der Pause aufgeladenen Kondensators auf ein Speichergerät überträgt und danach diesen Kondensator kurz schliesst und gleichzeitig den Kurzschluss des anderen Kondensators öffnet. 14. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergerät an einen Elektrometerverstärker angeschlossen ist, an dessen Eingang ein Speicherkondensator angeschlos sen ist, auf welchen am Ende jeder ganzen Impuls periode die Spannung des während der Periode gela denen Kondensators übertragen wird. 15.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergerät an einen Elektrometerverstärker (34) angeschlossen ist, an dessen Eingang zwei Speicherkondensatoren (30, 31) so angeschlossen sind, dass die Spannung über dem Eingang des Verstärkers (34) gleich der Summe der Spannungen der Speicherkondensatoren (30, 31) ist, wobei am Ende jedes Impulses der übertragenen Impulsserie die Spannung des während des Impulses geladenen Kondensators (24) auf den einen Speicher kondensator (30) übertragen wird und am Ende je der Pause der übertragenen Impulsserie die Span nung des während der Pause geladenen Kondensators (25) auf den anderen Speicherkondensator (31) übertragen wird. 16.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladekreise der Kondensatoren des Impulssenders und des Impuls empfängers so bemessen sind, dass die Kondensa toren nach annähernd gleichen Zeitfunktionen ge laden werden.
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