DE1203388B

DE1203388B - Compensation or quotient recorder

Info

Publication number: DE1203388B
Application number: DEL46540A
Authority: DE
Inventors: Helmuth Frenk; Dipl-Ing Heribert Luessem; Dipl-Phys Guenter Meinecke
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1963-12-09
Filing date: 1963-12-09
Publication date: 1965-10-21

Description

Kompensations- oder Quotientenschreiber Die Anwendung von Kompensationsschaltungen und Kompensationsschreibern ist heute weit verbreitet. So ist beispielsweise ein Galvanometerverstärker in Kompensationsschaltung mit einem Steuergalvanometer, auf dessen Achse ein äußeres Drehmoment wirkt, bekannt, bei dem durch Einstellen des äußeren Moments auf einen festen Wert der Verstärker als Konstantstrom- oder -spannungsquelle, durch Einstellen des äußeren Moments auf einen quadratisch von dem einen zu messenden Widerstand durchfließenden Verstärkerausgangsstrom abhängigen Wert als Widerstandsmeßeinrichtung verwendbar ist.Compensation or quotient recorder The use of compensation circuits and compensation recorder is widely used today. For example, there is a Galvanometer amplifier in compensation circuit with a control galvanometer whose axis acts an external torque, known in which by setting the external moment to a fixed value of the amplifier as a constant current or voltage source, by setting the external moment to be a square of the one to be measured Resistance flowing through amplifier output current dependent value as resistance measuring device is usable.

Auch ist ein Kompensationsschreiber mit einem magnetischen Kreis für den Vergleich des vom Meßstrom erzeugten Magnetflusses mit dem von einem verstellbaren Permanentmagneten in den Kreis eingestreuten magnetischen Fluß bekannt, bei dem ein durch die Differenz der Flüsse gesteuerter Verstärker mittels eines gegen eine Feder in einem weiteren Magnetsystem längsverschiebbaren elektromagnetischen Übertragungsgliedes den den Vergleichsfiuß liefernden Permanentmagneten einstellt. Mit diesem Schreiber lassen sich also nur Gleichströme als Meßwerte verarbeiten. There is also a compensation recorder with a magnetic circuit for the comparison of the magnetic flux generated by the measuring current with that of an adjustable one Permanent magnets in the circle interspersed magnetic flux known in which an amplifier controlled by the difference of the flows by means of one against one Spring in a further magnet system, longitudinally displaceable electromagnetic transmission element sets the permanent magnet supplying the comparative fiow. With this clerk so only direct currents can be processed as measured values.

Darüber hinaus ist ein Galvanometer bekannt, dessen Stator aus einem Permanentmagneten besteht, welcher mit einer Wicklung versehen ist, mit deren Hilfe das Magnetfeld des Systems periodisch zwischen festen Grenzen geändert werden kann. In addition, a galvanometer is known whose stator consists of a There is permanent magnet, which is provided with a winding, with the help of which the magnetic field of the system can be changed periodically between fixed limits.

Die meisten der Kompensationsschreiber sind so aufgebaut, daß der Schleifer eines Potentiometers, der gleichzeitig mit einer Schreibfeder bestückt ist, von einem Servomotor angetrieben werden kann. Most of the compensation recorders are designed so that the Slider of a potentiometer, which is equipped with a pen at the same time can be driven by a servo motor.

Das Potentiometer ist an eine Vergleichsspannung gelegt. Eine Meßspannung, die kleiner als diese Vergleichsspannung ist, wird gegen die vom Schleifer abgegegriffene Spannung geschaltet und die sich dabei ergebende Differenzspannung nach Durchlaufen einer Verstärkeranordnung zur Steuerung des Servomotors benutzt.The potentiometer is connected to a reference voltage. A measuring voltage, which is smaller than this reference voltage is compared to the one picked up by the grinder Voltage switched and the resulting differential voltage after passing through an amplifier arrangement is used to control the servo motor.

Da man bestrebt ist, langlebige Anordnungen robuster Bauart zu schaffen, bemüht man sich, die Anwendung von Leistungskontakten, Kollektoren, Schleiferringen usw. nach Möglichkeit zu vermeiden, und benutzt daher vorzugsweise als Servomotoren Induktionsmotore, die kontaktlos über Verstärker gesteuert werden. Wenn Gleichspannungen als Eingangsspannungen vorliegen, formt man die Differenzspannung vor dem Verstärkereingang beispielsweise mittels Modulatoren um. Since one strives to create durable arrangements of robust construction, Efforts are made to use power contacts, collectors, wiper rings etc. should be avoided if possible, and therefore preferably used as servomotors Induction motors that are controlled contactlessly via amplifiers. If DC voltages as input voltages, the differential voltage is formed in front of the amplifier input for example by means of modulators.

Bei diesen bekannten Anordnungen ist das ver- wendete Potentiometer das mechanisch schwächste Glied des Schreibers, weil es durch das fortwährende Verschieben des Schleifers einem hohen Verschleiß unterworfen ist. Dies gilt insbesondere für die Potentiometer in sogenannten Schnellschreibern. In these known arrangements, this is turned potentiometer the mechanically weakest link of the scribe, because it is the result of continual shifting of the grinder is subject to high wear. This is especially true for the potentiometers in so-called fast pens.

Und da an die Linearität und Feinstufigkeit dieser Potentiometer mit fortschreitender Entwicklung der Meßtechnik immer höhere Anforderungen gestellt werden, ist das verwendete Potentiometer ein verhältnismäßig teures Bauteil.And because of the linearity and precision of this potentiometer The progressive development of measurement technology made ever higher demands the potentiometer used is a relatively expensive component.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Kompensations- oder Quotientenschreiber zu schaffen, bei denen die oben dargelegten Nachteile vermieden sind, die also kein Potentiometer enthalten. The invention is therefore based on the object of compensation or To create quotient writers in which the disadvantages set out above are avoided which do not contain a potentiometer.

Gegenstand der Erfindung sind Kompensations-oder Quotientenschreiber mit einem Drehspulmeßwerk als Geber, die sich gegenüber Bekanntem dadurch auszeichnen, daß der Zeiger des Drehspulmeßwerkes mit einem die Schreibfeder tragenden Festpunkt, beispielsweise mit seinem freien Ende längs einer Geraden bewegt wird und daß der mit Wechselstrom gespeiste Feldmagnet des Drehspulmeßwerkes in einer zur durch die Zeigerbewegung gegebenen Ebene parallelen Ebene und senkrecht zur erwähnten Schreibgeraden bewegbar gelagert ist. Darüber hinaus ist ein über einen Verstärker gespeister Motor zur Durchführung dieser Bewegungen vorhanden. The invention relates to compensation or quotient recorders with a moving-coil measuring mechanism as the encoder, which distinguishes itself from familiar ones by that the pointer of the moving coil measuring mechanism with a fixed point carrying the pen, for example, is moved with its free end along a straight line and that the with alternating current fed field magnet of the moving coil measuring mechanism in a to by the Pointer movement given plane parallel plane and perpendicular to the writing line mentioned is movably mounted. In addition, there is a motor fed by an amplifier available to carry out these movements.

Vorteilhaft beim Erfindungsgegenstand ist es, daß die Meßspannung als Wechselspannung anliegen kann. It is advantageous in the subject matter of the invention that the measuring voltage can be applied as alternating voltage.

Die Erfindung ist nachfolgend beispielsweise an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer Anordnung gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine weitere Ausführungsform, F i g. 3 eine andere Art des steuernden Instruments, Fig.4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform. The invention is described below, for example, with reference to drawings described. 1 shows the basic structure of an arrangement according to FIG Invention, F i g. 2 shows another embodiment, FIG. 3 a other type of controlling instrument, Figure 4 is a schematic representation of a further embodiment.

In F i g. 1 ist eine Anordnung dargestellt, bei der sich die verwendete DrehspulelO im homogenen Feld eines in einer Führungll verschiebbar gelagerten Elektromagneten befindet und dort ortsfest drehbar gelagert ist. Der Spule 12 dieses Magneten wird eine 100°/o des Meßwertes entsprechende Vergleichswechselspannung zugeführt. Die Drehspule 10 ist mit einem Zeiger 13 versehen, der mit einem festen Punkt, an dem gleichzeitig die Schreibfeder befestigt ist, längs einer Führungl4 gleitet, welche senkrecht zur Führung 11 gerichtet ist. An dem Zeiger greift gleichzeitig ein Schreibermotor 15 an, der aus einem Verstärker 16 gespeist wird. Die Eingangsklemmen dieses Verstärkers liegen an einem aus zwei Widerständen 17, 18 gebildeten Spannungsteiler an, dessen einer Abgriff (Widerstand 18) mit der Drehspule 10 verbunden ist und dessen anderem Abgriff (Widerstand 17) die Meßwechselspannung zugeführt wird. Unterhalb der Schreibfederführung befindet sich in bekannter Weise eine einen kontinuierlichen Vorschub des Aufzeichnungsträgers 19 bewirkende Papierführung. In Fig. 1 shows an arrangement in which the used Moving coil (O) in the homogeneous field of an electromagnet that is slidably mounted in a guide is located and is rotatably mounted there in a stationary manner. The coil 12 of this magnet is a comparison AC voltage corresponding to 100% of the measured value is supplied. the Moving coil 10 is provided with a pointer 13, which has a fixed point at which at the same time the pen is attached, slides along a guide 14 which is directed perpendicular to the guide 11. At the same time, a pen motor engages the pointer 15, which is fed from an amplifier 16. The input terminals of this amplifier are applied to a voltage divider formed from two resistors 17, 18, whose a tap (resistor 18) is connected to the rotating coil 10 and the other Tap (resistor 17) the measuring AC voltage is supplied. Below the pen guide there is a continuous advance of the recording medium in a known manner 19 causing paper guidance.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Durch Drehen der Spule 10 um einen gewissen Winkel wird in dieser Spule eine der Vergleichsspannung und dem Sinus des Winkels X proportionale Spannung induziert, welche mit der Meßspannung verglichen wird. (Selbstverständlich müssen beide Spannungen von gleicher Frequenz sein und gleiche Phasenlage aufweisen.) Die Differenzspannung wird verstärkt und treibt den Motor so lange an, bis sie selbst zu Null geworden ist. Die Drehung um den Winkel wird auf die Schreibfeder übertragen, die das Spannungsverhältnis Meßwert Vergleichswert linear aufzeichnet. The mode of operation of the arrangement described is as follows: Through Turning the coil 10 through a certain angle becomes one of the comparison voltages in this coil and the voltage proportional to the sine of the angle X is induced, which with the measuring voltage is compared. (Of course, both voltages must be of the same frequency and have the same phase position.) The differential voltage is amplified and drives the motor until it has become zero itself. The turn around the angle is transferred to the pen, which measured the tension ratio Comparison value recorded linearly.

Damit man den Winkel os klein halten kann (dies ist deshalb vorteilhaft, weil man dann die Korrektur des Sinus gegen die Gerade klein halten oder sogar auf sie verzichten kann) ist es zweckmäßig, den Nullpunkt für den Winkel a der Größe Meßwert Vergleichswert auf 500in zu legen und jeweils die Hälfte der Vergleichsspannung zur Meßspannung zu addieren (wenn nicht der Nullpunkt der Meßspannung ohnehin in der Mitte liegt). Eine derartige Anordnung ist in F i g. 2 gezeigt. So that the angle os can be kept small (this is therefore advantageous, because you then keep the correction of the sine against the straight line small or even up they can do without) it is useful to set the zero point for the angle a of the size Set the measured value comparison value to 500in and each half of the comparison voltage to be added to the measuring voltage (if the zero point of the measuring voltage is not in the middle). Such an arrangement is shown in FIG. 2 shown.

In F i g. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Vergleichsspannung als Gleichspannung anliegt. In Fig. 3 shows an arrangement in which the comparison voltage is applied as DC voltage.

Hier befindet sich die Drehspule 31 drehbar gelagert in einem aus zwei Schuhen bestehenden Stator 32, der mit seinem freien Ende einen um seine Mittellinie drehbar gelagerten, quer zu dieser Achse sich erstreckenden Elektromagneten 33 umschließt. Dieser Magnet wird mittels eines Synchronmotors bewegt und über Schleifringe 35 oder auf elektro- nischem Wege mit Gleichstrom gespeist. Die weitere Anordnung ist wie bereits oben beschrieben.Here, the rotating coil 31 is rotatably mounted in an off two shoes existing stator 32, the one with its free end around its center line rotatably mounted, transversely to this axis extending electromagnet 33 encloses. This magnet is moved by means of a synchronous motor and via slip rings 35 or on electrical nischer way fed with direct current. The further arrangement is as already described above.

Fig.4 zeigt eine vom bisher Beschriebenen abweichende Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung. Hier ist die Führung für den ZeigerpunktP als elektrische Kontaktbahn ausgebildet, zwischen deren Flächen 44, 45 der selbst als elektrischer Kontakt ausgebildete Festpunkt beweglich ist. Diese Kontaktanordnung liegt im Eingangskreis eines Verstärkers 46, dem der Stellmotor 47 nachgeschaltet ist. Je nachdem, ob der Kontakt P an der Fläche 44 oder 45 anliegt, dreht sich der Rotor des Motors in der einen oder in der anderen Richtung und bewegt dabei über mechanische Mittel den Elektromagneten, dessen Wicklung 42 an der Vergleichsspannung anliegt, längs der Führung41 so lange, bis der Kontakt P frei entsprechend der Stellung der Drehspule 40 zwischen den beiden Kontaktflächen liegt. Die Empfindlichkeit der Anordnung läßt sich durch die Bemessung des Abstandes der beiden Kontaktflächen zueinander bestimmen. Zum Zwecke ihrer Variation können die Flächen einstellbar ausgeführt sein. In diesem Fall kann auch eine einseitige Minderung der Empfindlichkeit folgen. Sie wird dadurch erreicht, daß man die Fläche nicht parallel zueinander einstellt. 4 shows an embodiment that differs from that previously described of the subject matter of the invention. Here is the lead for the pointer point P as an electrical one Contact track formed, between the surfaces 44, 45 of the itself as an electrical Contact trained fixed point is movable. This contact arrangement is in the input circuit an amplifier 46, which is followed by the servomotor 47. Depending on whether the Contact P rests against surface 44 or 45, the rotor of the motor rotates in the one or the other direction and moves the by mechanical means Electromagnet, the winding 42 of which is applied to the comparison voltage, along the Guide41 until the contact P is free according to the position of the moving coil 40 lies between the two contact surfaces. The sensitivity of the arrangement leaves can be determined by measuring the distance between the two contact surfaces. For the purpose of their variation, the surfaces can be designed to be adjustable. In this This can also be followed by a one-sided reduction in sensitivity. She becomes thereby achieves that the surface is not set parallel to one another.

Selbstverständlich läßt sich der Motorantrieb bei dem beschriebenen Beispiel vom Punkt P zum Elektromagneten verlegen oder umgekehrt, ohne daß dies den Rahmen der Erfindung sprengen würde. Of course, the motor drive can be used with the one described Example relocate from point P to the electromagnet or vice versa without this would go beyond the scope of the invention.

Auch ist es möglich, den Motor über entsprechende Mittel, beispielsweise ein Differentialgetriebe, gleichzeitig auf den Zeiger und den Elektromagneten wirken zu lassen, wobei das Getriebe auch ein elektrisches Differentialgetriebe sein kann.It is also possible to control the motor using appropriate means, for example a differential gear, acting simultaneously on the pointer and the electromagnet to let, whereby the transmission can also be an electric differential gear.

Claims

Claims: 1. Compensation or quotient recorder with a Moving-coil measuring mechanism as a transmitter, d a -characterized in that the pointer of the moving-coil measuring mechanism with a fixed point carrying the pen, for example with its free one End, is moved along a straight line that the field magnet fed with alternating current of the measuring mechanism in a plane parallel to the plane given by the movement of the pointer and is mounted movably perpendicular to the mentioned straight line and that one over a Amplifier-fed motor is available to carry out this movement.

2. Writer according to claim 1, characterized in that the fixed point of the recorder slides on a guide rod and mechanically from the motor along the Straight line is moved.

3. Writer according to claim 1, characterized in that the fixed point of the pointer slides on a guide rod and that the motor controls the movement of the Field magnet controls.

4. Writer according to claim 1, characterized in that the motor Via appropriate means, for example a differential gear, both the movement the fixed point of the pointer and the movement of the field magnet at the same time controls.

5. Writer according to claim 1, characterized in that the fixed point of the pointer is designed as an electrical contact between two to each other and parallel to the straight line Contact surfaces is movable, and that the motor controls the movements of the field magnet.

6. Writer according to claim 1, characterized in that the fixed point of the pointer is designed as an electrical contact that is symmetrical between two attached to the straight contact surfaces is movable, and that the motor the Controls movements of the field magnet.

7. Writer according to claims 5 and 6, characterized in that that the distance between the two contact surfaces is adjustable.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,010,163; German utility model No. 1 802786; U.S. Patent No. 2,368 701