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Schaltungsanordnung zur Anzeige des Sättigungszustandes eines Zählkernes
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Anzeige des Sättigungszustandes eines Zählkernes, der mehrere stabile Magnetisierungszustände aufweist und durch Impulse konstanten SpannungsZeit-Integrals in die Sättigung gebracht wird. Als Zählkern werden vorwiegend Magnetkerne mit annähernd rechteckförmiger Hysteresisschleife verwendet, die durch die Zählimpulse von einem Remanenzzustand in den andern gebracht werden. Dabei ist eine Anzahl von definierten Impulsen, die von einem Impulsformerkem geliefert werden, erforderlich. Werden Zählschaltungen mit derartigen Zählkemen aufgebaut, dann ist ein Ausgangssignal erforderlich, das anzeigt, dass der Zählkem seine Endstellung erreicht hat.
Es ist eine Anordnung bekannt, die zwei Wicklungen pro Zählkern vorsieht. Die Magnetisierungs-
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werden gleichzeitig vom Impulsformerkem gespeist. Im ungesättigten Zustand wird der Kern über den ersten Zweig magnetisiert. Dabei wird in der zweiten Wicklung zusätzlich noch eine gegenphasige Spannung induziert, deren Amplitude annähernd gleich gross ist, wie die von dem Impulsformerkern gelieferte Eingangsspannung, so dass die Spannungen im Indikatorzweig sich nahezu aufheben. Der Kondensator wird daher nicht aufgeladen und es entsteht kein Ausgangssignal. Nachdem eine bestimmte Anzahl von Zählimpulsen angelegt worden ist, kommt der Zählkern in die Sättigung. Die beiden Wicklungen sind gegeneinander entkoppelt und die in den Indikatorzweig induzierte Gegenspannung fällt weg.
Der vom Impulsformerkem kommende Zählimpuls greift durch und der Kondensator wird aufgeladen. An Stelle des Kondensators kann auch direkt ein Indikator eingesetzt werden. An dem Indikator wird im nichtgesättigten Zustand jedoch stets eine kleine Restspannung stehen bleiben. Die Grösse der Restspannung ist sehr stark von den Toleranzen der Bauelemente abhängig. Eine einwandfreie Anzeige des Sättigungszustandes lässt sich nur bei grosser zugeführter Leistung erreichen und bei entsprechenden Fehlstrombedingungen für den Indikator.
Diesen Nachteil vermeidet eine andere bekannte Anordnung, die ebenfalls zwei parallelgeschaltete Zweige aufweist. In jedem Zweig ist zusätzlich ein Gleichrichter eingesetzt, der für die Zählströme in Durchlassrichtung betrieben wird. Die Dimensionierung und Einschaltung der beiden Wicklungen des Zählkernes ist so, dass die induzierte Spannung im Indikatorkreis grösser ist als die anliegende Eingangsspannung vom Impulsformerkern. Solange der Zählkern im nichtgesättigten Zustand ist, ist der Gleichrichter im Indikatorkreis stets gesperrt. Damit ist sichergestellt, dass der Indikator vollkommen stromlos bleibt und nur dann erregt wird, wenn der Zählkern gesättigt ist und die Eingangsspannung vom Impulsformerkern durchgreift. Diese Anordnung hat jedoch noch den Nachteil, dass der Impulsformerkern soviel Leistung abgeben muss, dass der Indikator anspricht.
Bei einer sehr grossen Zählrate des Zählkernes ist der Zählimpuls entsprechend klein und kurz, so dass ein empfindlicher schnell ansprechender Indikator vorgesehen werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Indikatorschaltung für einen Zählkem anzugeben, die unabhängig von der Grösse und Dauer des Zählimpulses einen unempfindlichen billigen Indikator verwenden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die zur stufenweisen Magnetisierung vorgesehenen Impulse von einem Impulsformkern auf die Reihenschaltung der Zählkernwicklung und einer Überwachungswicklung eines zusätzlichen Anzeigekernes einwirken, dass diese Wicklung so dimensioniert ist,
dass die durch einen Zählimpuls erzeugte Feldstärke im nicht gesättigten Zustand des Zählkemes kleiner und im gesättigten Zustand grösser als die Koerzitivkraft des Anzeigekernes ist und damit der Anzeigekern erst beim Erreichen des Sättigungszustandes des Zählkernes ummagnetisiert wird und dass über eine nach jedem Impuls erregte getrennte Rückstellwicklung der Anzeigekern unter Abgabe eines Impulses zum Ansprechen eines Indikators wieder in die Ausgangslage gebracht wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rückstellimpuls eine Zeitkonstante aufweist, die zum Ansprechen des Indikators ausreicht.
Schliesslich ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Indikator z. B. an die Reihenschaltung der Überwachungswicklung mit einer zusätzlichen Anzeigewicklung angeschaltet
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ist, und dass die Anschaltung über einen Kontakt erfolgt, der bei der Zurückstellung des Impulsformkernes und Anzeigekernes geschlossen ist.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 die prinzipielle Zählschaltung und Fig. 2 die Zählschaltung mit Anzeigekern und Indikator.
In Fig. 1 ist eine multistabile Zählschaltung mit Impulsformerkern K'und Zählkem ZK* angegeben.
Beide Kerne sind aus ferromagnetischem Material mit annähernd rechteckförmiger Hysteresisschleife.
Der ImpulsfbrmkemyK'wird durch das gleichzeitige Arbeiten der Kontakte sv und sk ständig ummagnetisiert. Beim Schliessen der Schalter sv und sk wird der Kern über die Vorklappwicklung wv magnetisiert und nach dem Öffnen der Kontakte über die Rückklappwicklung wr zurückgestellt. An der Ausgangswicklung tritt bei jedem Impuls (sv und sk geschlossen) ein Ausgangsimpuls mit konstantem Spannungszeitintegral auf. Dieser Impuls gelangt gleichzeitig auf die Zählkemwicklung, deren Windungszahl so dimensioniert ist, dass der Zählkern nach einer ganz bestimmten Anzahl derartiger Impulse in die Sättigung kommt.
Fig. 2 zeigt die Einschaltung eines besonderen Anzeigekernes AK in die Zählschaltung und die Anschaltung eines unempfindlichen Indikators P. Die Impulse mit konstantem Spannungszeitintegral werden auf die Reihenschaltung aus Zählkernwicklung ZK und einer Überwachungswicklung zo des Anzeigekernes AK gegeben. Solange der Zählkern sich im nichtgesättigten Zustand befindet nimmt der Zählkern infolge seines grossen Eingangswiderstandes den Hauptteil der Impulsenergie auf. Der auch den Anzeigekern AK durchfliessende Magnetisierungsstrom reicht nicht aus, um den Kern ! umzuklappen.
Hat der Zählkern seine Endstellung erreicht, dann wird er niederohmig und beim nächsten Impuls wird die Hauptenergie dem Anzeigekern zugeführt, der daraufhin in die andere Sättigungslage umkippt. Während dieses Vorganges ist die Rückstellwicklung w 2 und die Anzeigewicklung w 3 durch sk-Kontakte abgeschaltet. Bei der folgenden Zurückstellung des Impulsformerkernes wird die Rückstellwicklung w 2 des Anzeigekernes in dem entgegengesetzten Sinne erregt. Über den Anzeigekern sk-Kontakt wurde inzwischen auch der Indikator P an die Anzeigewicklung w 3 und die Überwachungswicklung w 1 angeschaltet. Durch entsprechende Dimensionierung der Wicklungen des Anzeigekernes steht genügend Energie zur Verfügung um auch unempfindliche Indikatoren zu betätigen.
Die Rückstellzeit des Anzeigekernes wird so gewählt, dass der Rückstellimpuls lange genug ansteht und der Indikator sicher ansprechen kann. Wesentlich bei einer derartigen Indikatoranschaltung ist, dass die Zeitkonstante im Rückstellkreis unabhängig von den Verhältnissen der eigentlichen Zählschaltung gewählt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, dass der Zählschaltung nur sehr wenig Energie zum Umklappen eines unbelasteten Anzeigekernes entzogen wird, denn während des Zählimpulses ist der Indikator P und die Rückstellwicklung w 2 des Anzeigekernes abgeschaltet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Anzeige des Sättigungszustandes eines stufenweise magnetisierbaren
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des Zählkemes (ZK) kleiner und im gesättigten Zustand grösser als die Koerzitivkraft des Anzeigekernes (AK) ist und damit der Anzeigekern (AK) erst beim Erreichen des Sättigungszustandes des Zähl- kernes (ZK) ummagnetisiert wird und dass über eine nach jedem Impuls erregte getrennte Rückstellwicklung (W 2) der Anzeigekern unter Abgabe eines Impulses zum Ansprechen eines Indikators (P) wieder in die Ausgangslage gebracht wird.