Diskussion:Drehmelder

Dieser Artikel war am 17. November 2016 der Artikel des Tages.

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Abschnitt Geschichte

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Moin Rainald.
Du hast gestern im Geschichtsabschnitt Änderungen vorgenommen und dabei wesentliche Aussagen entfernt: die der Genauigkeitsunterschiede und der Herstellungskosten. In fast allen Quellen mit historischer Betrachtung ist genau diese mangelnde Genauigkeit als wesentlicher Grund für den Übergang zu induktiven Drehmeldern wenn nicht sogar direkt genannt, so doch mindestens zwischen den Zeilen lesbar. Rein technisch lässt sich das sogar simpel erklären: Präzisionspotenziometer können heute bis zu einer Genauigkeit von 1% hergestellt werden. Diese Genauigkeit ist zwar auf den Widerstandswert bezogen, nicht auf den Winkel, jedoch wurden vor 1920 keine kohlebedampften Potenziometer, sondern drahtgewickelte produziert. Potenziometer aus Widerstandsdraht haben sogar heute noch eine Genauigkeitsklasse von nur 10% bis 20%. Ganz abgesehen davon, dass der Schleifer auf diesen Wicklungen keine kontinuierlichen Werte abgreifen konnte, sondern von Windung zu Windung gesprungen ist. Durch die Stromlast konnte auch der gesamte Widerstandswert des Potenziometers nicht allzu groß sein.

Diese DC-Selsyn waren (und das war immer eine Servomotorlösung) für eine Waffensteuerung viel zu ungenau. Induktive Drehmeldegeber können dagegen mit einer Genauigkeitsklasse von 0,25° produziert werden. Allein dieser Genauigkeitsunterschied war der Durchbruch für den Einsatz in der Waffenleitung. Ich bitte dich also, deine Einschätzung von (→‎Geschichte: Die mangelnde Präzision lag eher nicht auf der Seite des Potentiometers, sondern beim Empfänger, falls kein Servosystem) noch mal zu überdenken. Diese deine Änderung hat einen wesentlichen Nachteil: die Beschränkung auf ein reines Indikatorprinzip (etwas anderes geht ja ohne Servomotor nicht) birgt eine nichtgenannte Vorraussetzung: Als reine Anzeigeinstrumente müssen DC-Selsyns hier auch keine Genauigkeiten im Bereich von Winkelminuten bieten: es reichen für diesen Einsatz 2…3° Toleranz völlig aus. Deine Änderung erklärt also nicht die Notwendigkeit des Übergangs zu induktiven Drehmeldern. --≡c.w. 10:03, 4. Jan. 2013 (CET)

Dass induktive Drehmelder 0,25° erreichen, glaube ich dir gerne, aber doch wohl nicht mit einem Polpaar, oder? Die Präzision von Drahtwickel-Potis ist vergleichbar: Hier gibt es 0,1 % zu kaufen. Dass deine Quellen die Präzision bemängeln, müsste mithin an der geringen Steifigkeit in Kombination mit Drehmomentbelastung liegen. Geringe Steifigkeit verbietet auch den Versuch, mit dem Poti-Prinzip etwas Äquivalentes zu hoher Polpaarzahl realisieren zu wollen. – Rainald62 (Diskussion) 21:56, 4. Jan. 2013 (CET)

Vergiss bitte nicht: wir sind hier in dem Abschnitt „Geschichte der Drehmelder“ und Alibaba.com und seine chinesischen Zulieferer gab es damals noch nicht. Hier geht es auch nicht um Potenziometer in einer Standardbauform mit nur drei Anschlüssen, sondern hier geht es um Spezialpotenziometer, die diese hohe Linearität auf mindestens drei gleichen Abschnitten eines Vollkreises haben müssen, deren Teilwiderstand im Bereich von wenigen hundert Ohm liegen muss. (Damit ist dein Alibaba-Link in allen geforderten Daten nicht mehr zutreffend, das dortige Potenziometer ist nicht einmal für eine in deiner Änderung erwähnten elektrischen Welle verwendbar, da es links und rechts einen Anschlag hat).

Die russischen induktiven Drehmelder aus der technologischen Ära zwischen 1950 und 1990 wurden in der Bauart gemäß Bild:Bauformen Drehmelder.png Ansicht a (also nicht mit mehreren Polpaaren, sondern in einer Standardbauform) in drei Genauigkeitsklassen angeboten (Θ_max ist hier die Fehlertoleranz):

Qualitätsklasse	Θmax für Drehmeldegeber	Θmax für Drehmeldeempfänger
I	0…0,25°	0…0,75°
II	0,25°…0,5°	0,75°…1,5°
III	0,5°…1,0°	1,55°…2,5°

(Quelle: Dieter Richter, Funkmesstechniker Band 1, Militärverlag der Deutschen Demokratischen Republik, Berlin 1883, verfügbar in Deutsche Bücherei Leipzig)

Ich bleibe dabei: du hast die Erklärung, warum induktive Drehmelder als Weiterentwicklung der DC-Selsyn notwendig wurden, ersatzlos entfernt. --≡c.w. 23:52, 4. Jan. 2013 (CET)

Nachtrag: Das von dir verlinkte Beispiel ist kein Drahtpotenziometer, sondern ist ein mit Laser korrigiertes Kohleschichtpotenziometer. Durch die Fertigung entstandene Nichtlinearitäten werden durch Messungen erfasst, ein interner Prozessor linearisiert diese Werte gemäß den Messergebnissen. Alles in allem eine Technologie, die 1920 nicht zur Verfügung stand. --≡c.w. 00:06, 5. Jan. 2013 (CET)

Selbstverständlich konnte man lange vor 1920 sehr gleichmäßig Draht ziehen, kurz danach sogar aus Edelstahl (für Nylons, im Osten vielleicht unbekannt). Als Ersatz für mein missratenes Beispiel (Kunststoffdraht statt Metalldraht) hier der Nachweis noch höherer Linearität, 0,05 %, für die Metalldrahtausführung. – Rainald62 (Diskussion) 01:14, 5. Jan. 2013 (CET)

Ich nehme deine Beschimpfungen im Editkommetar und deine West-chauvinistischen Bemerkungen hier im Text als persönliche Angriffe zur Kenntnis. Ich bin deswegen zwar enttäuscht von dir, aber ich bleibe bei sachlichen Argumenten und verzichte auf eine Vandalenmeldung:

• Bitte denke daran, es geht hier nicht um heutige Technologien in Laboren und an Universitäten, es geht darum, was 1920 industriell machbar war. Wenn die DC-Selsyns deiner Meinung nach so exakt waren, warum musste dann so viel Aufwand getrieben werden, etwas Neues zu entwickeln, was genauer sein sollte? Warum hat dann GE nicht diese alten DC-Selsyns für die Waffensteuerung verwendet? Wo ist denn da die Logik?
• Bitte denke daran: es geht nicht darum, gleichmäßig Draht ziehen zu können, es geht zum Beispiel darum, dass ein Schleifer auf dem zu einem Potenziometer gewickelten Draht nur schrittweise den Widerstand abgreifen kann. Dies mit drei zwei Schleifern im Winkelabstand von 120° auf einem ringförmigen Potenziometer synchron zu machen, ist kaum möglich. (spätere Korrektur: Es sind nur zwei Schleifer auf den drei Abschnitten.)
• Rein mathematisch: wenn zum Beispiel der Widerstand 120 Ohm sein soll (mindestens in dieser Größenordnung muss er liegen, um den Strom für den Drehmeldeempfänger bereitzustellen) und für 120° des Vollkreises 120 Windungen genutzt werden (das verlangt schon einen überdurchschnittlich großen Radius des Kreises), dann ist ein Abgriff nur in 1-Ohm-Schritten möglich. Da der zweite Schleifer nicht synchron sein kann (es summiert sich der Fehler immer in die ungünstige Richtung) sind es also schon Sprünge von 2 Ohm statt einem linearen dem Drehwinkel proportionalen Wert. Diesen Sprüngen folgend muss der Drehmeldeempfänger herumwackeln anstatt eine lineare proportionale Bewegung auszuführen. Das liegt dann aber nicht am Drehmeldeempfänger, sondern am Geber!
• Potenziometer zur Messwerterfassung ohne Servofolgesystem (andere Beispiele hast du hier noch nicht gebracht) gehören auch nicht in diesen Artikel, sondern höchstens in ein Lemma Transducer.
• Für das von dir genannte Beispiel, dass Gleichstromdrehmelder (warum ausgerechnet nur für Übertragung von Drehzahlen?) auch heute noch genutzt werden, hätte ich gerne eine Quelle. Ich weiß, dass du sie finden wirst: das wird dann ein schöner Eintrag im Absatz Anwendungen.

Für den von dir aus dem Geschichtsabschnitt entfernten Satz: Die Gleichstromdrehmelder verloren ihre Bedeutung, da deren Präzisionspotenziometer neben den Nachteilen bei der Genauigkeit wesentlich teurer in der Herstellung waren als die relativ einfachen Wechselstromdrehmelder. hast du keinen Ersatz gebracht. Statt dessen hast du an unpassender Stelle technische Begriffe wie Steifheit und Symmetrie im Aufbau eingeführt, die nirgendwo im Artikel weiter ausgeführt werden und für die es anscheinend auch keine erklärenden Links gibt. Dafür vertrittst du hier in der Diskussion anscheinend den Standpunkt, dass jegliche ohmschen Messwertgeber (Transducer) Drehmelder seien. --≡c.w. 02:09, 5. Jan. 2013 (CET)

Sachlichkeit kannst Du nicht beanspruchen – zwei krasse Beispiele:

• 10 bis 20 % Fehler bei Widerstandsdraht – erstens weit übertrieben, zweitens kommt es auf den absoluten Wert nicht an, sondern auf das Teilungsverhältnis, das eben doch von der Gleichmäßigkeit des Drahtes bestimmt wird.
• Vergleich der höchsten Genauigkeitsklasse induktiver Drehmelder mit einem Bastelobjekt, bei dem Schleifer (warum eigentlich drei statt zwei?) so wackelig montiert sind, dass 1°-Schritte unsicher werden. Ich setzte dagegen, dass die beiden Schleifer jeweils 1,5° breit sind, also das Teilungsverhältnis sich in 0,5°-Schritten ändert, und die 0,5°-Schritte der beiden Schleifer um 0,25° gegeneinander versetzt auftreten. Die drei Abgriffe der Wicklungen sind wie im Artikel abgebildet zum induktiven Empfänger geführt, der (ohne eigene Fehler) 0,25°-Schritte anzeigt. Ein Mehrfaches an Windungszahl ist nicht nötig.

Das Problem des Verfahrens ist nicht die Präzision des Potis, sondern dessen Innenwiderstand, sodass bei einer kleinen Winkeldifferenz zwischen Geber und Indikator kaum Drehmoment entsteht (geringe Steifheit der Kopplung). Entsprechend groß ist der Fehler im Betrieb. Unverständlich?

Du hast, vielleicht wegen Verständnisschwierigkeiten, Steifheit damals aus dem Artikel gelöscht. Wirf mir aber jetzt nicht vor, dass das nicht mehr drinsteht. Nochmal zum Mitschreiben: Drehmelder und Empfänger sind im Prinzip gleichartige Synchronmaschinen. Stimmen die Drehwinkel überein, so werden in den einander entsprechenden Statorwicklungen gleiche Spannungen induziert. Eine Winkeldifferenz führt zu Spannungsdifferenzen, zu hohen Kurzschlussströmen, zu hohem ausgleichenden Drehmoment. Hohes Drehmoment bei kleiner Winkeldifferenz = große Steifheit.

Nun zu dem gelöschten Satz: Unbelegt (und erwiesen falsch) ist der "Nachteil bei der Genauigkeit der Potentiometer". Unbelegt (und unplausibel) ist "wesentlich teurer in der Herstellung" (warum kosten wire-wound 10-Gang-Potis weniger als Selsyns?). – Rainald62 (Diskussion) 06:41, 5. Jan. 2013 (CET)

Meine Sachlichkeit (mögliche Irrtümer eingeschlossen) geht nicht mit Beschimpfung einher - das kann ich für mich beanspruchen - und das ist auch der große Unterschied zu dir.

Drahtpotenziometer

• 10 bis 20% bei Potenziometern mit Widerstandsdraht (nicht der Widerstandsdraht allein!) ist nicht übertrieben: möchtest du ein Foto davon sehen? (das Poti mit einer Belastbarkeit von 10 Watt liegt bei mir hier auf dem Tisch)
• Bastelobjekt? die von mir beschriebene Quantisierung ist ein bauarttypischer Fehler für gewickelte Drahtpotenziometer: Wenn du dir das nicht vorstellen kannst, siehe das nebenstehende Foto. (Den möglichen Fehler, der durch die Breite des Schleifers entsteht, habe ich gar nicht betrachtet, da er bei beiden Schleifern gleich groß sein wird und ausjustiert werden kann.)

Prinzip eines Gleichstrom-Drehmelders in Indikatorschaltung

• Vielleicht hast du die mir unterstellten Verständnisschwierigkeiten? Wo soll da im Indikatorprinzip (den Fall Servomotor hast du ja oben ausgeschlossen) bei kleinerem Fehlerwinkel ein kleineres Drehmoment herkommen? Die Gleichspannungen auf den drei Signalleitungen eines DC-Selsyns sind für einen gegebenen Winkel konstruktiv festgelegt. Für diesen gegebenen Winkel sind auch die Teilwiderstände des Potis konstant. Für den Drehmeldeempfänger des DC-Selsyn fließt deswegen auf den Leitungen ein konstanter Strom, der unabhängig von der Lage des Rotors ist (er erzeugt im Stator keine Gegenspannung, sondern nur ein konstantes Magnetfeld mit der Richtung dieses Winkels). Der Permanentmagnet richtet sich nach diesem Magnetfeld aus - warum sollte dabei ein geringeres Drehmoment bei kleinen Winkeldifferenzen entstehen? Bei kleineren Winkeldifferenzen liegen die Pole der beiden Magnetfelder doch dichter beieinander als bei größeren, es sollte also umgekehrt sein. (Oder trifft hier jetzt auf Wunsch das Abstandsgesetz für Magentfelder nicht zu?) Das heißt doch, beim Fehlerwinkel in der Nähe von Null ist das Drehmoment am größten!
• Steifheit gehört in diesen Artikel nicht hinein: das gehört zu Führungsverhalten eines Regelkreises. Da dieser Begriff im dortigen Lemma jedoch nicht erwähnt ist, lasse ich dieses Stichwort hier komplett weg. Hier in diesem Lemma wird nicht der Regelkreis erläutert, sondern ein einzelnes Bauteil, welches für Regelkreise genutzt werden kann.
• unbelegt und falsch? In der angegebenen Quelle steht, dass DC-Selsyns (wegen ihrer Ungenauigkeit!) nicht für Waffensteuerung geeignet waren und deshalb durch die beiden Ingenieure (einer davon mit militärischem Rang) für G.E. und das BuOrd die induktiven Drehmelder entwickelt wurden. Das jetzt aufschlüsseln zu wollen auf Potenziometer oder Anzeigegerät hat keinen Sinn. DC-Selsyn hat als Gesamtsystem eine viel schlechtere Genauigkeit als induktive Drehmelder. Das wird sich besonders im Servomotorprinzip auswirken (warum du das ausgeschlossen hast, aber trotzdem dessen spezifische Eigenschaften auf das ganz andere Nutzungsprinzip anwendest, entzieht sich meinem Verständnis). Hier liegt die kritische Fehlerquelle darin, dass beide Potenziometer (sowohl im Geber, als auch im motorgetriebenen Empfänger) ideal identisch sein müssen.
• Preise: mir liegt vor der Ersatzteilkatalog der Funktechnischen Truppen der NVA. Wie oben schon beschrieben: es sind Wiederbeschaffungspreise, die nicht so einfach auf heutige Anschaffungen reflektiert werden können, aber das Verhältnis von dort genannten Preisen untereinander ist schon aussagekräftig. Du darfst hier nicht den Fehler machen, einen DC-Selsyn Geber (auch wenn er im Prinzip wie ein Potenziometer arbeitet) mit irgendwelchen heutigen Potenziometern in Standardbauweise gleichzusetzen. Laut diesem Katalog sind Drehmelder (damaliger Technologiestand) sehr viel billiger als die Spezialpotenziometer für Regelkreise (gleicher Technologiestand). Auch das muss nicht extra bewiesen werden, da es offensichtlich ist, dass eine Massenproduktion motorähnlicher Geräte immer billiger ist (die Wickelmaschinen für Motoren gab es schon lange), als eine Spezialanfertigung eines Potenziometers, bei der aufgrund der verlangten Präzision viele Messungen, Justagen und Korrekturen nötig sind.

--≡c.w. 12:04, 5. Jan. 2013 (CET)

"beim Fehlerwinkel in der Nähe von Null ist das Drehmoment am größten!" ??? Am besten probierst Du das mal aus, bevor Du mir Verständnisschwierigkeiten vorwirfst. – Rainald62 (Diskussion) 15:01, 5. Jan. 2013 (CET)

Richtig: das gilt für einen DC-Selsyn-Empfänger in Indikatorschaltung. Vielleicht versuchst du mal die genau davorstehende Herleitung zu verstehen. --≡c.w. 15:09, 5. Jan. 2013 (CET)

Wenn Du die Formeln im Artikel für die AC-Indikatorschaltung verstanden hättest, würde dir die Übertragung auf auf die DC-Indikatorschaltung leichter fallen. Der Anstieg des Drehmonentes mit dem Winkel ist für kleine Winkel ebenfalls sinusförmig, aber für realistische Auslegungen viel flacher. – Rainald62 (Diskussion) 17:07, 5. Jan. 2013 (CET)

Tut mir leid dir sagen zu müssen, dass diese Formeln (die ich sehr wohl verstanden habe: ich verstehe nur nicht, weshalb du kein Diskussionsbeitrag abliefern kannst, ohne den jeweiligen Gesprächspartner zu diffamieren!) nichts mit mit einer Veränderung eines Drehmomentes beim Indikatorprinzip des DC-Selsyns zu tun haben. Hier wird über einen DC-Selsyn im Indikatorprinzip diskutiert; alles andere hast du selber ausgeschlossen.

Noch einmal zum Mitschreiben: Das im Drehmeldeempfänger durch die konstanten Ströme für einen statischen Winkel erzeugte Magnetfeld ist unabhängig von der Position des dortigen Rotors. Das Magnetfeld des Rotor als Permanentmagnet ist ebenfalls davon unabhängig. Der Nordpol des Rotors wird sich in Richtung Süpdpol des statischen Magnetfeldes des Stators drehen und je dichter er an diesen kommt, desto stärker wird das Drehmoment gemäß dem Abstandsgesetz. Punkt. Alles Andere, was du hier erzählen willst, ist einfach sachlich falsch.

Jedes kleine Kind wäre in der Lage, mittels zweier Magnete dieses Prinzip zu veranschaulichen. Und mehr ist das hier auch nicht. Du kannst es in einem eigenen kleinen Experiment selbst ausprobieren: Versuche einfach einen in einer Position eingerasteten Schrittmotor bei angelegter Spannung mit der Hand weiterzudrehen: dort sind die magnetischen Bedingungen ähnlich dem DC-Selsyn. So kannst du das notwendige Drehmoment selbst einschätzen lernen. --≡c.w. 17:26, 5. Jan. 2013 (CET)

Aha, Rainald62 beginnt einen Editwar, fügt Sätze wieder ein, die er nicht mit Quellen belegt hat, löscht dabei einen Satz, der mit Quelle belegt ist und behauptet, er sei unbelegt. Seine Ausführungen zum DC-Selsyn sind geprägt davon, dass er die Eigenschaften von zwei unterschiedlichen Systemen durcheinanderwürfelt. --≡c.w. 17:47, 5. Jan. 2013 (CET)

Rainald62 geht davon aus, dass das Drehmoment sich über die Winkeländerung annähernd sinusförmig ändert und in der Nähe zur Winkelnullstelle Null wird. Das ist aber nur so lange richtig, wenn sich die Kraft, die in Richtung der Magnetpole wirkt, über die Winkeländerungen nicht ändert.

Die Anziehungskraft zwischen den Polen ist aber abhängig vom Quadrat des Abstandes zwischen den abstoßenden und anziehenden Polpaaren. Das heißt, je näher die Polpaare zueinander kommen, um so wesentlich stärker wird die Anziehungskraft zwischen ihnen wirken. Das Drehmoment ist nur ein Teil dieser Anziehungskraft. Winkelabhängig kann dieser Teil größer oder kleiner werden, aber das Abstandsgesetz wirkt quadratisch dagegen.

Nachdem die Nulllage erreicht ist, ist das Drehmoment tatsächlich null, aber die Kraftwirkung in Richtung Pol ist maximal. Das Abstandsgesetz überlagert die angenommene Sinusform des Drehmomentes so stark, dass in der Nähe von Null mit nur wenigen Grad Abweichung deshalb das Drehmoment am stärksten ist.

Wie gesagt: hier wird das Indikatorprinzip betrachtet: es ist nur eine Anzeige eines Winkels. Abweichungen von kleiner als ±1 Grad sind dermaßen unwichtig (weil schon der Zeiger in vielen Fällen mehrere Grad breit ist), dass tatsächlich erst Abweichungen von mehreren Grad vom Sollwert wesentlich sind, die dann ein sehr starkes Drehmoment zurück zur Nullstelle bewirken. --≡c.w. 20:08, 5. Jan. 2013 (CET)

Den mathematischen Beweis für die Verstärkung des Drehmomentes in der Nähe der Nullstelle habe ich hier im Benutzernamensraum geführt. --≡c.w. 21:59, 6. Jan. 2013 (CET)

Western Electronics

Zitat aus dem Abschnitt Geschichte: "Die Firma Western Electronics verwendete 1922 dieses System, um für die ersten Tonfilme..."

Ist "Western Electric" gemeint? ...siehe: https://en.wikipedia.org/wiki/Western_Electric (nicht signierter Beitrag von 79.249.102.40 (Diskussion) 17:28, 17. Nov. 2016 (CET))

Wahrscheinlich ja, siehe dieses Buch Seite 54 --80.142.245.64 17:51, 17. Nov. 2016 (CET)

Mischung verschiedener Zeiten

Im Artikel findet man einen wilden Mischmasch verschiedener Zeiten, d.h. Gegenwarts- und Vergangenheitsformen. Dies sollte deutlich aufgeräumt werden, d.h. in die Gegenwartsform gebracht werden. Ansonsten wird suggeriert, dass alte, noch in Betrieb befindliche Systeme "plötzlich", d.h. mit der Erstellung des Wikipedia-Artikels, funktionslos geworden seien. Wenn es darum geht, ein Verfahren als technisch überholt darzustellen, ist die sprachliche Vergangenheitsform völlig ungeeignet, sondern entweder wird sie überlesen oder es werden die falschen Schlüsse daraus gezogen. Daher sollte ggf. in einem separaten Abschnitt explizit auf die Unterschiede zu den heute gebräuchlichen Verfahren eingegangen werden. Schweigstill (Diskussion) 14:42, 10. Dez. 2019 (CET)