DE744060C - Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels Schallwellen - Google Patents

Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels Schallwellen

Info

Publication number
DE744060C
DE744060C DEA88706D DEA0088706D DE744060C DE 744060 C DE744060 C DE 744060C DE A88706 D DEA88706 D DE A88706D DE A0088706 D DEA0088706 D DE A0088706D DE 744060 C DE744060 C DE 744060C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
sound
speed
voltmeter
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEA88706D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Phil Robert Wellenstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atlas Werke AG
Original Assignee
Atlas Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Werke AG filed Critical Atlas Werke AG
Priority to DEA88706D priority Critical patent/DE744060C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE744060C publication Critical patent/DE744060C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/52006—Means for monitoring or calibrating with provision for compensating the effects of temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels Schallwellen Bei der Entfernungsmessung mittels Schallwellen wird die Laufzeit des Schalles als Maß für die zu messende Entfernung benutzt. Bei den bisher gebräuchlichen nach diesem Verfahren arbeitenden Entfernungsmessern wird dem Entfernungsmaßstab eine bestimmte Schallgeschwindigkeit zugrunde gelegt. In Wirklichkeit ist aber die Schallgeschwindigkeit nicht konstant, sondern mehr oder weniger starken Schwankungen unterworfen, da sie nicht nur von der Art des Schallmittels (Luft, Wasser u.a.), sondern auch von dessen Zustandsgrößen, wie Temperatur, Salzgehalt u. dgl., abhängig ist.
  • Um die durch Temperaturschwankungen verursachtenÄnderungen 4er Schallgeschwindigkeit auszugleichen, ist es bekannt, bei mit einem Zeitgebermotor arbeitenden Echolotgeräten die Drehzahl des Motors durch eine Fliehkraftbremse zu: regeln, deren Bnemsstellung durch ein temperaturabhängiges Glied beeinflußt wird. Diese Regelung bat aber Nachteile in mehrfacher Hinsicht. Zunächst ist sie durch die ständige Reibung des regelnden temperaturabhängigen Bremsgliedes einer dauernden Abnutzung unterworfen, so daß sich die Temperaturkorrektur im Laufe des Betriebes ändert und nachjustiert werden muß. Man hat deshalb bei den gebräuchlichen Geräten bisher auf einen selbsttätigen Temperaturausgleich verzichtet. Um dabei die durch Temperaturschwankungen verursachten Messungsgenauigkeiten möglichst klein zu halten, hat man dem Entfernungsmaßstab die einer mittleren Temperatur entsprechende Schallgeschwindigkeit zugrunde gelegt. Für Entfernungsmesser mit Motor als Zeitgeber hat man auch schon vorgeschlagen, die Meßeinrichtung nach der jeweiligen Schallgeschwindigkeit einzustellen, indem man zunächst aus den Zustandsgrößen des Schallmittels die Schallgeschwindigkeit errechnet und danach die Drehzahl des Zeitgebermofors von Hand auf den entsprechenden Wert einregelt. Nn dieser Äföglichkeit wird jedoch im praktischen Betrieb kein Gebrauch gemacht, weil ein solches Korrekturverfahren viel zu umständlich und zeitraubend ist und besondere Wartung erfordert.
  • Bei der Entfernungsmessung im Wasser sind die durch die Temperaturschwankungen verursachten Änderungen der Schallgeschwindigkeit verhältnismäßig gering. Erhebliche Temperaturunterschiede treten gleichzeitig meist-nur an weit voneinander entlegenen Orten der Erdoberfläche oder an ein und demselben Ort nur in den verschiedenen Jahreszeiten auf. Bei der Entfernungsmessung in der Luft machen sich dagegen die Temperaturschwankungen sowohl zeitlich als auch räumlich in viel stärkerem Maße bemerkbar und können empfindliche Beeinträchtigungen der Meßgenauigkeit hervorrufen.
  • Um nun bei Echolotgeräten mit Zeitgebermotor, insbesondere solchen für die Höhenmessung auf Luftfahrzeugen, eine genaue und zuverlässige selbsttätige Kompensation von Schwnakungen der Schallgeschwindigkeit durch Änderungen der Temperatur oder der sonstigen die Schallgeschwindigkeit hestimmenden Zustandsgrößen des Schallmittels zu erzielen, ist erfindungsgemäß ein vom Zeitgebermotor angetriebenes Drehpotentiometer, dessen Abgriffspannung bei Ankunft des Echos an einen Spannungsmesser gelegt wird, und ein elektrischer Widerstand vorgesehen, dessen Größe von der Temperatur oder den sonstigen die Schallgeschwindigkeit bestimmenden Zustandsgrößen des Schallmittels abhängig ist bzw. dadurch gesteuert wird und der seinerseits bei unveränderter Drehzahl des Motors und Drehpotentiometers die Größe des durch das Echo rom Drehpotentiometer auf den Spannungsmesser gegebenen Strom-bzw. Spannungswertes regelt. Eine Veränderung des Regelmaßes durch Abnutzung der Regeleinrichtung kann hierbei nicht auftreten so daß eine hohe Betriebssicherheit und Genauigkeit der Regelung gewährleistet ist.
  • Ferner hesteht der Vorteil, daß das regelnde Glied nicht in unmittelharer Nähe des Zeitgebermotor untergebracht werden muß, sondern an einer solchen Stelle eingebaut werden kann, an der die für die Schallgeschwindigkeit maßgebende Außentemperatur oder sonstige Zustandsgröße des Schallmittels vorhanden ist. Dadurch wird ebenfalls die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Regelung erllöht.
  • Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
  • Es zeigt: Fig. I einen Zeit- bzw. Entfernungsmesser mit Drehpotentiometer als Zeitgeber, Fig. 2 und 3 Abänderungen der in Fig. I dargestellten Drehpotentiometerschaltung, Fig. 4 das Anzeigegerät des neuen Zeitxnessers in einer Schaltung zur unmittelbaren Temperaturbeeinflussung, Fig. 5 einen Zeit- bzw. Entfernungsmesser mit Zeitkries als Zeitgeber.
  • Die dargestellten Vorrichtungen dienen zur Bestimmung der Flughöhe auf Lufthahrzeugen, insbesondere beim Landen. Sie arbeiten nach der unbekannten Echomethode. Hierbei wird die Zeit zwischen aem Aussenden des Schallimpulses und der Rückkehr des Echos von der Erdoberfläche festgestellt. Das ankommende Echo löst eine elektromagnetische Relaisanordnung aus, wodurch ein Schauzeichen auf der Höhenskala des Anzeigegerätes erzeugt wird.
  • Als Anzeigegerät wird in allen Ausführungsbeispielen ein Strom- bzw. Spannungsmeßgeerät 1 benutzt,d as bei Echoankunft durch ein vom Echo betätigtes Relais 2 kurzzeitig an eine je nach der seit der Schallaussendung verflossenen Zeit mehr oder weniger große Spannung gelegt wird. Parallel zum Spannungsmesser I liegt ein kleiner Kondenstator, der die durch das Echo auf das Anzeigegerät geschaltete Meß spannung jeweils bis zum nächsten Echo festhält, so daß der Zeiger des Spannungsmeßgerätes auf dem jeweilig angezeigten Höhenwert bis zum nächsten Echo oder länger stehenbleibt.
  • Als Spannungs- oder Zeitgeber wird bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. I bis 3 ein Drehpotentiometer 4, 5 und nach der Fig. 5 ein sich aufladender Kondensator 6 benutzt.
  • Das Drehpotentiometer Fig. 1 und 3 besteht aus einem mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetriebenen Kontaktarm 4, der auf einem kreisförmig angeordneten Widerstand 5 Scheift, Der Widerstand 5 liegt an einer Spannungsquelle.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem Potentiometerwiderstand 5 ein Widerstand 7 vorgeschaltet. Dieser Widerstand wird aus einem Widerstandsmaterial mit negativem Temperaturlcoeffizienten, z. B. aus Kohle, hergestellt. Er ist so angeordnet, daß er dem Einfluß der Außentemperatur ausgesetzt ist, so daß sein Widerstand sich mit der jeweils herrschenden Außentemperatur ändert, und zwar nimmt der Widerstand mit steigender Lufttemperatur -ah. Diese Temperaturabhängigkeit des Widerstandes 7 hat zur Folge, daß die Gesamtspannung der Spannungsquelle sich je nach der herrschenden Temperatur verschieden auf die beiden Widerstände 5 und 7 verteilt, derart, daß oder auf das Potentiometer entfailende Spannungsbereich mit der Temperatur zum und abnimmt. Der Ausschlag des Spannungsmessers wird also mit zunehmender Temperatur vergröß-ert, und zwar im gleichen Maße wie die Schallgeschwindigkeit in der Luft zunimmt. Die Entfernungsanzeige ist damit von Temperaturschwankungen unalbhängig gemacht.
  • Fig. 2 zeigt eine Abänderung der Schaltung nach Fig. I, wobei die Spannung für das Drehpotentiometer von einem Spannungsteiler mit zwei Widerständen g und 10 abgeleitet wird. Dabei hat der Widerstand g wieder einen negativen Koeffizienten. Die Spannung des anderen Widerstandes 10, an dem das Drehpotentiometer liegt, nimmt infolgedessen, wie zum Ausgleich der Schallgeschwindigkeitsänderungen erforderlich, mit zunehmender Temperatur zu.
  • Die Temperaturbeeinflussung kann statt durch Ausnutzung postive oder negativer Temperaturabhängigkeit vershciedener Widerstandsmaterialien auch durch Steuerung eines Regelwiderstandes 11 durch ein temperaturbeeinflußtes Glied, z. B. durch einen Bimetallstreifen I2, erfolgen, wie in Fig. 3 veranschaulicht.
  • Ferner kann die Temperaturbeeinflussung auch am Anzeigegerät selbst vorgenommen werden. Bei Verwendung als Spannungsmesser z. B. durch Anordnung des Vorschaltwiderstandes I3. (Fig. 4) mit negativem Koeffizienten oder durch Anordnung eines Nebenschlußwiderstandes 14 mit positivem Koeffizienten. Bei der letzteren Schaltung ist zusätzlich zu dem Nehenschluß widerstand noch ein Vorwiderstand vorzusehen, der einen negativen Koeffizienten hat oder temperaturunabhängig ist.
  • Die erforderliche Temperaturabhängigkeit läßt sich sinngemäß auch beiKurzzeitmessern anderer Bauart, insbesondere auch bei Kurzzeitmessern mit anderen Zeitgebereinrichtungen, durchführen. Fig.5 ziegt z.B. die Anwendung für Kurzzeitmesser mit Zeitkreis als Zeitgeber. hierbei wird der Labewiderstand 15 durch die Temperatur so beeinflußt, daß der Ladewiderstand mit zunehmender Tmeperatur kleiner wird, so daß das Anzeigegerät I für gleiche Schallaufzeit bei höhe rer Temperatur eine größere Entfernung anzeigt als bei niedrigerer Temperatur, und zwar eine in dem Maße größere Entfeenung, als es der Zunahme der Schallgeschwindigkeit gegenüber der kleineren Temperatur entspricht. Die Temperaturbeeinflussung kann wieder mittelbar durch einen Bimetallstreifen 12 oder ummittelber, durch Verwendung temperaturabhängiger Widerstandsmaterialien erfolgen.
  • Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und auch andere Ausführungen möglich. Insbesondere ließe sich auch bei dem Zeitkre.is die Temperaturabhängigkeit durch Regelung der gesamten Ladespannung ähnlich wie in Fig. 2 und 3 erzielen. Bei der Instrumentenregelung könnten gegebenenfalls auch die Elemente des Anzeigegerätes selbst in dem für den Ausgleich der Schallgeschwindigkeitsschwankungen erforderlichen Maße temperaturabhängig ausgebildet sein. Bei Flugzeugecholoten ist die unmittelbare Instrumentenregelung besonders zweckmäßig, weil an der Einbaustelle des Anzeigegerätes praktisch Außentemperatur herrscht, insbesondere bie Kriegsflugzeugen. Bei Kurzzeitmessern, bei denen als Zeitgeber ein' Motor benutzt wird, kann die Motorgeschwindigkeit durch ei neu temperaturbeeinflußten Widerstand in entsprechender Weise geregelt werden. Statt des temperaturabhängigen Widerstands' materials oder Bimetallstreifens können auch noch andere temperaturabhängige Einrichtungen verwendet werden. Schließlich ist die, Erfindung auch sinngemäß bei der Schallübertragung zur Entfernungsmessung in anderen Schallmitteln, z. B. auch im Wasser, anzuwenden. Bei der Schallübertragung im Wasser kann ferner eine entsprechende Beeinflussung des Zeitmessers in Abhängigkeit von dem Salzgehalt bzw. der Dichte des Wassers erfolgen, indem z. B. ein den Zeitgeber beeinflussender elektrischer Widerstand durch einen Salzgehalbmesser gesteuert wird Auch kann das Anzeigegerät beliebig anders als in den dargestellten Beispielen ausgeführt sein.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels Schallwellen, insbesondere zur Höhenmessung auf Luftfahrzeugen nach der Echomethode, mit einem umlaufenden, durch einen Motor angetriebenen Zeitgeb, ergiied und einer von der Temperatur bzw. den sonstigen die Schallgeschwindigkeit. bestimmenden Zustandsgrößen des Schallmittels beeinflußten Vorrichtung zur selbsttätigen Korrektur des Entfernungsmaßstabes, gekennzeichnet durch ein vom Zeitgebermotor angetriebenes Drehpotentiometer (4, 5), dessen Abgriffsspannung bei Ankunft des Echos an einen Spannungsmesser (i) gelegt wird, und einen elektrischen Widerstand, dessen Größe von der Temperatur oder den sonstigen die Schallgeschwindigkeit bestimmenden Zustandsgrößen des Schallmittels abhängig ist bzw. dadurch gesteuert wird und der seinerseits bei unveränderter Drehzahl des Motors und Drehpotentiometers die Größe des durch das Echo vom Drehpotentiometer auf den Spannungsmesser gegebenen Strom- bzw. Spannungswertes regelt.
  2. 2. Abänderung der Vorrichtung nach Anspruch I, bei der als Anzeigegerät ein Strom- oder Spannungsmesser dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit des Strom- oder Spannungsmessers durch ein temperaturabhängiges Glied. z. B. temperaturabhängigen oder temperaturgesteuerten Vorschalt- oder NTebenschlußsviderstand, geregelt wird.
  3. 3. Abänderung der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte durchlaufene Potentiometerspannung durch ein temperaturabhängiges Glied geregelt wird.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Drehpotentiometer kommende Spannung durch ein temperaturgesteuertes Potentiometer geregelt wird.
    Zur Abgrenzung des Xnmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ....... Nr. 607 589.
DEA88706D 1938-12-28 1938-12-28 Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels Schallwellen Expired DE744060C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA88706D DE744060C (de) 1938-12-28 1938-12-28 Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels Schallwellen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA88706D DE744060C (de) 1938-12-28 1938-12-28 Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels Schallwellen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE744060C true DE744060C (de) 1944-01-08

Family

ID=6950408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA88706D Expired DE744060C (de) 1938-12-28 1938-12-28 Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels Schallwellen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE744060C (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE607589C (de) * 1934-05-20 1935-01-03 Askania Werke Akt Ges Vormals Kurzzeitmesser fuer Echolotungen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE607589C (de) * 1934-05-20 1935-01-03 Askania Werke Akt Ges Vormals Kurzzeitmesser fuer Echolotungen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2435709A1 (de) Einrichtung zur ueberpruefung und justierung von beruehrungslos arbeitenden drehmomentmesseinrichtungen
DE2744444A1 (de) Einrichtung zur stetigen messung des massendurchflusses einer fluessigkeit
DE663533C (de) Echoloteinrichtung mit einem Zeitmesser, bei dem ein durch einen Motor oder Uhrwerk angetriebener Zeiger an einer Skala umlaeuft
DE709116C (de) Anordnung zum Erzeugen einer Impulsfolge, deren Impulshaeufigkeit von dem Ausschlag eines Messwerkes abhaengig ist
DE973069C (de) Registriereinrichtung fuer elektrische Spannungen oder fuer nichtelektrische, durch elektrische Spannungen dargestellte Messgroessen
DE887977C (de) Wechselstromkompensator mit Mess- und Hilfskreis
DE394783C (de) Windgeschwindigkeitsfernzeiger, bei welchem ein vom Winde und der Temperatur und einvon der Temperatur allein beeinflusster Widerstand in je einem Stromkreis Strom-aendeungen verursacht, deren Differenz eine Funktion der Geschwindigkeit darstellt
DE662516C (de) Vorrichtung zur Messung der Wasserstoffionenkonzentration
DE637902C (de) Einrichtung zur Fernuebertragung von Messgroessen mittels Impulse, bei welcher am Empfangsort der Strom mittels eines Amperestundenzaehlers mit temperaturabhaengiger Wirbelstrombremsung eingeregelt wird
DE915279C (de) Vorrichtung zur Auswertung von Diagrammen
DE944687C (de) Anzeigegeraet fuer grosse Messbereiche der Messeinheit, insbesondere Teufenzeiger
DE459426C (de) Vorrichtung zur genauen Messung oder Steuerung einer Frequenz oder Tourenzahl
DE693276C (de) Vorrichtung zur Bestimmung des Saeuregrades in einer Halbpotentiometerschaltung mit selbsttaetigem Temperaturausgleich
DE751156C (de) Vorrichtung zur Verbesserung der Fehlerkurve von Spitzenzaehlern mit einstellbarem Gegendrehmoment, also mit einstellbarer Registriergrenze
DE953731C (de) Hilfsgeraet fuer das Pruefen und Eichen von Elektrizitaetszaehlern
DE767952C (de) Einrichtung zum Kontrollieren und Eichen von Kurzzeitmessgeraeten
DE693204C (de) Mittelwertmesser zur Betriebsueberwachung o. dgl.
DE748791C (de) Anordnung zum Empfang einer Impulsfrequenz
DE760216C (de) Verfahren zum Pruefen oder Eichen von Elektrizitaetszaehlern
DE586900C (de) Vorrichtung zum Messen von kurzdauernden elektrischen Groessen, insbesondere von kurzdauernden elektrischen Spannungen
DE888463C (de) Einrichtung zum Messen oder Vergleich kleinster Kraefte oder Drehmomente
DE584643C (de) Verfahren zur Widerstandsmessung
DE741747C (de) Einrichtung zur Messung und Vielfachanzeige der Flughoehe
DE102004034894A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der absoluten Windgeschwindigkeit
DE415872C (de) Instrument zur Messung saemtlicher Bestimmungsgroessen des erdmagnetischen Feldes