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Man kann das elektrische Gleichgewicht einer Wheatstone'sehen Brückenschaltung oder ihrer Abarten, das durch eine beliebige, auf die eine Brückenseite wirkende Geberbewegung gestört wurde,
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kator die Brückenglieder der andern Brückenseite steuert, vorausgesetzt, dass die Differenzströme bzw. die Geberkräfte genügend gross sind. um die Reibungswiderstände der Brückenglieder zu überwinden.
Bei einer Reihe von technischen und physikalischen Vorgängen wird jedoch der Differenzstrom oder der Geberimpuls sehr schwach sein bzw. schwach sein müssen, um beispielsweise äusserster Genauig- keit Rechnung zu tragen oder um hochfrequenten Wertänderungen folgen zu können.
Um in diesen Fällen eine fortlaufende, selbsttätige Gleichgewiehtsherstellung der Brücke zu erreichen. wird durch die Erfindung die Änderung der Brückenglieder praktisch trägheitslos erzielt.
Im folgenden sind drei Beispiele von Einrichtungen zur Lösung der geschilderten Aufgabe beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung, bei welcher die trän'heitslose Verbindung zwischen den Brücken-
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Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei welcher die trägheitslose Verbindung der Brückenglieder durch Elektronen, z. B. durch Photoelektronen, erfolgt. Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit Photoelektronen, bei welcher ein Differentialstrom Elektronen-
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als Relais wirken.
In Fig. 1 sind die Primär (-Geber) seite mit den Briickenzweigen 4, 5 und die Empfängerseite
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Mittelpunkt drehbar gelagert ist. versehen sein. In der Blende 18 ist ein Schlitz 19 vorhanden, durch den ein Lichtstrahl 20 einer innerhalb der Blende 18 angeordneten Lichtquelle 17 hindurchtreten kann, wodurch eine leitende Verbindung zwischen dem Leiter 9 und den Brückenzweiges 4, 5 unter Mitwirkung der Selenzelle 7 hergestellt wird.
In gleicher Weise kann der bewegliche Teil 13 des Empfängers (Indikators) mit einer Blende 12 gekuppelt sein, durch deren Schlitz 15 der Strahl 16 einer innerhalb der Blende 12 angeordneten Lichtquelle 14 hindurchtreten und die leitende Verbindung zwischen dem Metallkörper 8 und den Brücken- zweigen 2,. 3 herstellen kann. Bei dieser Anordnung erfolgt also die Arbeit des Gebers und des Empfängers bis auf die Reibung der Blenden praktisch trägheitslos.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist in die Geberseite und Empfängerseite je eine Photozelle 6 bzw. 7 eingebaut. Diese bestehen aus den Glaskolben 30 und 31 und den in ihnen enthaltenen Teilen.
In jeder Photozelle ist die zugehörige Brückenseite mit eingeschlossen. Es liegen also auf der Geberseite die Brückenzweig 4, 5 und der metallische Leiter 9. Auf der Empfängerseite liegen die Widerstands-
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elektronenstrom die Brückenseite 4, 5 und den Leiter 9 bestreicht. Zweckmässig liegen die Photoanode 32 und die Photokathode 33 an einer besonderen Stromquelle 3-/. Fällt der Lichtstrahl a auf die Photokathode 33, so wird an dieser Stelle ein begrenztes Elektronenbündel frei, das den Brüekenzweig 3 und
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anode 42 und der Photokathode 4. 3 liegen die Brückenzweig 2, 3 und der metallische Leiter 8. Der Liehtstrahl al löst auch an seinem Einfallspunkt ein begrenztes Elektronenbündel aus.
Dadurch wird der trägheitslose Kontakt an dem Brückenzweig 2, 3 und dem Leiter 8 hergestellt.
Gemäss diesem Beispiel sind die beiden eingeschalteten Briirkenseiten von gleich grossem Widerstand. Eine Spannungsdifferenz ist also nicht vorhanden, und die Diagonale 10. 11 führt keinen Strom.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Lichtstrahl 20 durch Blenden gesteuert. Je nach der Winkelbewegung der Blende 18 wird der Lichtstrahl 20 durch den Schlitz 19 die Photokathode an verschiedenen Stellen belichten. An der Stelle, wo dieser begrenzte Lichtstrahl auf die Photokathode 33 einfällt, beispielsweise bei e. wird ein begrenztes Elektronenbündel ausgelöst, das den trägheitslosen
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werden. Die Rohren können Vakuum- bzw. Hochvakuum aufweisen oder gasgefüllt sein.
Es können auch Elektronen, deren Entladung nicht im geschlossenen Raum erfolgt, also z. B. radioaktive Entladungen. zur Verbindung der Brückenglieder verwendet werden. Werden z. B. Kathodenstrahlen gesteuert, so erfolgt die Bewegung des Elektronenbündels durch elektrische Kraftfelder, wie z. B. bei einer Braunsehen Röhre.
Sollen durch kleine Differenzströme grosse Kräfte gesteuert werden. so ist die in Fig. 3 dargestellte
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Die Verbindung der Briiekenzweige 5. 4 auf der Geberseite mit dem zugehörigen Diagonalanschluss 6 erfolgt durch lichtelektrische Körper, z. B. Selenzellen. Photozellen. oder durch Elektronenstreeken, z. B. durch Glühkathoden. Auf der Empfängerseite sind die Widerstandszweige 2. 3 und der Diagonalleiter 9 in gleicher Weise verbunden.
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und gesteuerten Lichtstrahl 29 bzw. 25.
Wenn es sich darum handelt, die Reibungsarbeit der Blenden 22. 27 zu vermeiden oder den Steuerstrom von dieser Arbeit zu entlasten, oder kleine Steuerströme noch zu verwenden, werden Elektronenröhren als Ventil-und Hilfssteuerröhren eingeschaltet. Als Steuerströme gelten immer die Differenzströme der Brücke, die bei Gleichgewichtsverschiebung der Brücke eintreten. Der Steuerstrom kann also sowohl den Brückenzweiges 4,. 5, 2, 3 oder der Diagonale 32 oder allen diesen Teilen gleichzeitig entnommen sein.
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Glühkathode 20 der Röhre der Geberseite liegt in Serie mit dem Widerstandszweig 4, 5 minusseitig angeschlossen.
Die Anode 15 dieser Röhre ist einerseits an dem plusseitigen Ende des Brückenzweiges-/in der Zuleitung 10, 11 angeschlossen, während die andere Seite der Anode 15 über Leitung 18 an das Indikatorsystem 19 angeschlossen ist. Die Glühkathode 21 der Röhre auf der Empfängerseite liegt in Serie mit dem Brüekenzweige 2, 3 gleichfalls minusseitig. Die Anode 16 dieser Röhre ist über Leitung 14 an die Plusleitung 10, 13 des Widerstandszweiges 2, 3 angeschlossen. Über Leitung 17 liegt sie ebenfalls wieder an dem Drehsystem 19. Wrnn in den beiden Brückenzweigen 2, 3, 4, 5 kein Differenzstrom fliesst, also die Diagonalanschlussleiter 8, 9 keine Potentialdifferenz haben, sind die beiden Glühkathoden 20 und 21 gleich stark beheizt.
Je nachdem der Heizvorgang dieser Glühkathoden die Emission beeinflusst. ist der
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der Geberseite durch die Blendenverdrehung ein Wandern des Lichtstrahls von 29 nach 29a ein. so wird das Gleichgewicht der Brücke verschoben. Es fliesst ein Differenzstrom über die Diagonalausgleichsleitung 32. Ein zweiter Differenzstrom entsteht in den beiden Brückenzweigen 2, 3, 4, 5. In der Brüekenseite, in der der erhöhte Strom fliesst, wird dadurch gleichzeitig die Glühkathode stärker beheizt, dies sei beispielsweise die Glühkathode 20.
Sind die Glühkathode 20 und 21 beispielsweise nun so einreguliert. dass sie bei Ruhelage unmittelbar unter der kritischen Temperatur liegen, also unmittelbar vor Einsetzen der Emission, so wird durch den eintretenden Differenzstrom die kritische Grenze erreicht bzw. überschritten, und der Anodenstrom zwischen 1, 5 und 20 kommt zustande. Dadurch fliesst ein Strom
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der Gleichgewichtszustand der Brücke wiederhergestellt, und der Differenzstrom hört auf, und damit hört zugleich die Steuerbewegung auf. Die Ventilröhren 15, oc und 16, 21 können auch an andern Stellen der Stromkreise eingeschaltet sein. An Stelle der Widerstände 2, 3, 4, 5 können auch Kapazitäten oder Induktivitäten verwendet werden.
PATENT-ANSPRtCHE :
1. Einrichtung zur elektrischen Fernanzeige mittels der Wheatstone'sehen BrÜckenschaltung oder ihrer Abarten, bei welcher der durch die Wirkung des Gebers auf einen Brüekenzweig entstehende Differenz-
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gleichgewicht wiederhergestellt werden soll. dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung des Gebers oder des Empfängers auf die Brüekenzweige mittels Lichtstrahlen, Wärmestrahlen oder Elektronen erfolgt, unter deren Wirkung ein zwischen die miteinander elektrisch zu verbindenden Teile der Brücke 4,5 und 9, 2, 3 und 8 eingeschalteter Körper 7,6 elektrisch leitend wird.
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One can see the electrical equilibrium of a Wheatstone bridge circuit or its variants, which has been disturbed by any encoder movement acting on one side of the bridge,
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Kator controls the bridge links on the other side of the bridge, provided that the differential currents or the transmitter forces are sufficiently large. to overcome the frictional resistance of the bridge members.
In a number of technical and physical processes, however, the differential current or the encoder pulse will be very weak or have to be weak, for example, in order to take into account the utmost accuracy or to be able to follow high-frequency changes in value.
In order to achieve a continuous, automatic balancing of the bridge in these cases. is achieved by the invention, the change in the bridge members practically inertia.
In the following three examples of devices for solving the problem are described.
Fig. 1 shows an arrangement in which the impregnation-free connection between the bridge
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Fig. 2 shows an arrangement in which the inertia-free connection of the bridge members by electrons, z. B. by photoelectrons. Fig. 3 shows an arrangement with photoelectrons in which a differential current electron
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act as a relay.
In Fig. 1, the primary (transmitter) side with the bridge branches 4, 5 and the receiver side
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Center is rotatably mounted. be provided. A slot 19 is provided in the diaphragm 18 through which a light beam 20 from a light source 17 arranged within the diaphragm 18 can pass, whereby a conductive connection is established between the conductor 9 and the bridge branches 4, 5 with the assistance of the selenium cell 7.
In the same way, the movable part 13 of the receiver (indicator) can be coupled to a screen 12, through whose slot 15 the beam 16 of a light source 14 arranged inside the screen 12 passes and the conductive connection between the metal body 8 and the bridge branches 2 ,. 3 can produce. With this arrangement, the work of the transmitter and the receiver takes place practically without inertia apart from the friction of the diaphragms.
In the arrangement according to FIG. 2, a photocell 6 or 7 is installed in each of the transmitter and receiver sides. These consist of the glass bulbs 30 and 31 and the parts contained in them.
The associated bridge side is included in each photocell. The bridge arms 4, 5 and the metallic conductor 9 are on the transmitter side. On the receiver side, the resistor
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electron current brushes the bridge side 4, 5 and the conductor 9. The photoanode 32 and the photocathode 33 are expediently connected to a special current source 3 /. If the light beam a falls on the photocathode 33, a limited electron beam is released at this point, which the bridge branch 3 and
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the anode 42 and the photocathode 4. 3 are the bridge branches 2, 3 and the metallic conductor 8. The light beam al also triggers a limited electron beam at its point of incidence.
The inertia-free contact on the bridge arm 2, 3 and the conductor 8 is thereby established.
According to this example, the two switched-on sides of the bridge have the same resistance. There is therefore no voltage difference and the diagonal 10.11 does not carry any current.
In this embodiment, a light beam 20 is controlled by diaphragms. Depending on the angular movement of the diaphragm 18, the light beam 20 through the slit 19 will expose the photocathode at different locations. At the point where this limited light beam is incident on the photocathode 33, for example at e. a limited electron bundle is released, which causes the inertialess
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will. The tubes can have a vacuum or high vacuum or be gas-filled.
It can also electrons, the discharge of which does not take place in a closed space, so z. B. radioactive discharges. used to connect the bridge members. Are z. B. controlled cathode rays, the movement of the electron beam is carried out by electric force fields, such as. B. in a Braunsehen tube.
Should large forces be controlled by small differential currents. so is that shown in FIG
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The connection of the bridge branches 5. 4 on the encoder side with the associated diagonal connection 6 is made by photoelectric bodies, e.g. B. selenium cells. Photocells. or by electron stretching, e.g. B. by hot cathodes. On the receiver side, the resistance branches 2. 3 and the diagonal conductor 9 are connected in the same way.
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and controlled light beams 29 and 25, respectively.
If the task is to avoid the frictional work of the diaphragms 22, 27 or to relieve the control current of this work, or to still use small control currents, electron tubes are switched on as valve and auxiliary control tubes. The differential currents of the bridge that occur when the bridge shifts in equilibrium are always regarded as control currents. The control current can therefore both the bridge branches 4,. 5, 2, 3 or the diagonal 32 or all of these parts at the same time.
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The hot cathode 20 of the tube on the transmitter side is connected in series with the resistance branch 4, 5 on the minus side.
The anode 15 of this tube is connected on the one hand to the plus-side end of the bridge branch / in the supply line 10, 11, while the other side of the anode 15 is connected to the indicator system 19 via line 18. The hot cathode 21 of the tube on the receiver side is in series with the bridge branches 2, 3 also on the minus side. The anode 16 of this tube is connected via line 14 to the positive line 10, 13 of the resistance branch 2, 3. It is also connected to the rotating system 19 via line 17. If no differential current flows in the two bridge branches 2, 3, 4, 5, i.e. the diagonal connection conductors 8, 9 have no potential difference, the two hot cathodes 20 and 21 are equally heated.
Depending on the heating process of these hot cathodes influences the emission. is the
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the encoder side causes the light beam to migrate from 29 to 29a due to the diaphragm rotation. so the balance of the bridge is shifted. A differential current flows via the diagonal compensation line 32. A second differential current occurs in the two bridge branches 2, 3, 4, 5. In the bridge side where the increased current flows, the hot cathode is heated more intensely at the same time, for example the hot cathode 20 .
If the hot cathode 20 and 21 are now regulated in this way, for example. that they are immediately below the critical temperature in the rest position, i.e. immediately before the start of the emission, the critical limit is reached or exceeded by the incoming differential current, and the anode current between 1.5 and 20 is established. This causes a current to flow
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the equilibrium of the bridge is restored and the differential current ceases, and at the same time the control movement ceases. The valve tubes 15, oc and 16, 21 can also be switched on at other points in the circuits. Instead of the resistors 2, 3, 4, 5, capacitances or inductances can also be used.
PATENT CLAIMS:
1. Device for electrical remote display by means of the Wheatstone's bridge circuit or its variants, in which the difference resulting from the effect of the encoder on a bridge branch
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balance should be restored. is used, characterized in that the action of the transmitter or the receiver on the bridge branches takes place by means of light rays, heat rays or electrons, under the effect of which a body is inserted between the parts of the bridge 4, 5 and 9, 2, 3 and 8 to be electrically connected 7.6 becomes electrically conductive.