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Einrichtung zur Lagebestimmung und automatischen Registrierung optischer und kristallographischer Kennwerte von Kristallen unter Verwendung eines Mikroskops
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diesen Brücken über einen Verstärker gesteuerten Stellmotoren und wieder von diesen Motoren beeinflussten, auf die Brücken rückwirkenden weiteren Potentiometern besteht, erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an dem Universaldrehtisch der Drehachse und den Kippachsen je eines dieser erstgenannten Potentiometer zugeordnet ist, welches sich in Abhängigkeit von der Drehung bzw.
Kippung des Universaldrehtisches mitverstellt, dass ferner die Einrichtung einen von Hand auszulösenden Steuermotor enthält, der nach Beendigung der von Hand durchgeführten Einstellung des Universaldrehtisches eine FolgeSchalteinrichtung betätigt, die nacheinander Messwerte von den durch diese Potentiometer beeinflussten Brücken abgreift, diese Messwerte nacheinander über den Verstärker leitet, in dem diese Messwerte zur Inbetriebnahme von den Achsen des Universaldrehtisches zugeordneten Stellmotoren verstärkt werden, dass weiterhin diese Stellmotoren mit den über Getriebe mitlaufende, auf die Brücken rückwirkende und damit die Anzahl der.
Motordrehungen begrenzende und auch deren Drehrichtung bestimmende weiteren Potentiometern gekuppelt sind, dass ausserdem in einem Registriergerät einer dieser Stellmotoren den Drehwinkel des Drehtisches auf eine drehbare Diagrammvorlage überträgt und die andern Stellmotoren mittels eines von Gewindespindeln angetriebenen Kreuzschlittens einen Registrierstift in Abhängigkeit von den Kippwinkeln des Universaldrehtisches mit geringem Abstand über die Diagrammvorlage hinwegbewegen, wobei die Gewindespindeln einen den Polarkoordinaten der Diagrammvorlage entsprechenden, nichtlinearen Steigungsverlauf aufweisen und dass schliesslich eine magnetische Auslösung vorgesehen ist, die zuletzt ebenfalls vom Steuermotor betätigt, die dem Registrierstift vermittelte Endstellung auf die Diagrammvorlage überträgt.
Zur Ausmessung solcher Kristalle, deren zu bestimmende Achse so gelagert ist, dass die zur Verfü- gung stehende Kippmöglichkeit des Universaldrehtisches nicht ausreicht, sind dem Potentiometer der einen der beiden Kippachsen zwei Schaltkontakte zugeordnet, die je nach Rechts-oder Linksdrehung dieser Kippachse einzeln geschlossen werden und damit an entsprechenden Stellen der Steuereinrichtung Widerstände zuschalten, die bei der Bewegung des Kreuzschlittens einen zusätzlichen Verschiebeweg von plus oder minus 900 bewirken.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung im Schema dargestellt.
Das nicht mitgezeigte Einstellgerät, auf dem sich das zu untersuchende Objekt als ein Dünnschliff befindet, ist im Prinzip ein dreiachsiger Universaldrehtisch, dessen eine Achse senkrecht gelagert ist und zur horizontalen Drehung des Drehtisches dient, während die beiden andern Achsen kardanisch zueinander angeordnet sind und zur Kippung des Drehtisches Verwendung finden.
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beschaffen, dass sich deren Widerstandswerte proportional mit den Drehwinkeln der Drehachse bzw. mit den Kippwinkeln der Kippachsen des Drehtisches ändern.
Beim Ausrichten der Kristalle werden also bei diesen Potentiometern automatisch den Drehwinkeln des Drehtisches proportionale Widerstandswerte eingestellt.
Diesen drei Potentiometern ist je eine Steuereinrichtung ; 2'und 2"-nachgeordnet. In diesen Steuereinrichtungen befinden sich je eine nicht mit dargestellte elektrische Messbrücke. je ein Widerstandszweig dieser Messbrücken wird durch den eingestellten Widerstand je eines dieser Potentiometer gebildet. Die Steuereinrichtungen sind so ausgebildet, dass bei 0-Stellung dieser Potentiometer, die der Grundstellung des Drehtisches entspricht, von keiner der Messbrücken ein Strom abgegeben wird.
Sobald jedoch bei Verstellung des Drehtisches aus seiner Grundstellung heraus die Potentiometer verändert werden, werden die Messbrücken aus ihrem elektrischen Gleichgewicht gebracht und geben unabhängig voneinander elektrische Ströme ab, deren Polaritäten jeweils von der Verstellrichtung der ihnen zuge-
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; l' ; l"-abhängig4'bzw. 4"-- geleitet, deren Drehrichtungen von der jeweiligen Dreh-bzw. Kipprichtung des Drehtisches, also von der Polarität des ihnen zugeführten Stromes abhängig ist. Diese Umkehrmotoren gehören zu einem Registriergerät --5--, welches im wesentlichen aus einer mit einem Schneckenzahnkranz - 6-versehene Scheibe- ?-, auf der eine Diagrammvorlage --8-- mit Polarkoordinaten (SchmidtL schen Netz) aufgespannt ist, besteht.
Auf der Welle des Motors --4-- ist eine Schnecke --9-- befestigt, mit deren Hilfe die Diagrammvorlage --8-- entsprechend der Drehrichtung und dem Drehwinkel des Drehtisches verdreht wird. Damit der Drehwinkel des Drehtisches genau auf die Diagrammvorlage übertragen wird, ist nachstehende Einrichtung vorgesehen : Über ein nicht mit dargestelltes Getriebe ist die Welle des Umkehrmotors --4-- mit einem Poten-
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tiometer-10-fest gekuppelt. Dieses Potentiometer liegt in einem andern Zweig der in der Steuereinrichtung --2-- gelegenen Brücke.
Sobald durch das Potentiometer --1-- veranlasst, die Brücke in der Steuereinrichtung--2-- aus dem Gleichgewicht gebracht wird, läuft der Motor --4-- an und ver-
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Widerstandswerte aufweisen und dadurch von der Messbrücke kein Strom mehr abgegeben werden kann.
Die Folge hievon ist, dass der Verstärker--3-- keinen Strom mehr zum Verstärkenerhält und dadurch der Motor --4-- zum Stillstand kommt. Diese Einrichtung muss dabei so abgeglichen und justiert sein, dass die auf die Diagrammvorlage übertragene Drehung hinsichtlich Richtung und Winkelmass genau der Drehung des Drehtisches entspricht.
Ortsfest über der Diagrammvorlage --8-- befindet sich schematisch dargestellt ein von Spindeln - 11 und 11'-- angetriebener kreuzschlitten --12--. Im Zentrum unter diesem Kreuzschlitten befindet sich ein Schreibstift-13-, dessen Schreibspitze nur einen geringen Abstand zur Diagrammvorlage - besitzt und der mittels eines durch gestrichelte Linien angedeuteten Hubmagneten --14-- zum Zweck der Registrierung eines Diagrammpunktes gegen die Diagrammvorlage bewegbar ist.
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bildet ist.
Mit Hilfe des Kreuzschlittens --12-- werden die Kippwinkel des Drehtisches auf die Diagrammvor- lage --8-- übertragen. Das Prinzip der Registrierung besteht darin, dass man sich über jedem einzelnem Kristall eine Halbkugel zu denken hat, auf deren Oberfläche der Durchstosspunkt der auszumessenden Kristallachse zu registrieren und somit koordinatenmässig festzulegen ist. Zur praktischen Durchführung
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kreisförmige Vorlage, die als Projektion der Halbkugel auf eine Kreisfläche anzusehen ist (Schmidt'sches Netz). Diese Planierung der Halbkugel bedeutet, dass die Kippwinkel des Drehtisches in keiner linearen Beziehung mehr zu den radial gerichteten Koordinaten auf der Diagrammvorlage stehen, dass also die Winkelwerte auf dem Diagramm nach dem Rand zu sich stark zusammendrängen.
Da es einfacher ist, die Umdrehungen der Motoren --4'und 4"-- in lineare Beziehung zu den Kippwinkeln des Drehtisches zu bringen als die Motordrehzahlen den immer mehr zusammengedrängten Winkelwerten in Richtung zum Rand der Diagrammvorlage-8-anzupassen, so sind die Spindeln --11 und 11'-- so beschaffen, dass deren Gewindesteigungswinkel nach den Enden- zu. entsprechend der Winkelteilung auf der Diagrammvorlage immer kleiner werden.
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schriebene Beziehung des Motors-4-- zu dem Potentiometer --1--.
Um nach beendeter Einstellung des Drehtisches alle Winkel nacheinander auf die Diagrammvorlage zu übertragen, ist hiefür nachstehend beschriebene automatische Folge-Schalteinrichtung vorgesehen.
Sobald der Drehtisch von Hand auf die interessierende Achse eines Kristalls so ausgerichtet ist, dass diese Achse mit der Mikroskopachse zusammenfällt, und damit sich auch die Potentiometer-l und l' bzw. 1 und 1"-- auf entsprechende Widerstandswerte eingestellt haben, wird der Schalter-15-betä-
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eine Kurvenscheibe --19--, gegen die ein von Federn --20 und 20'-- gezogener Stössel --21-- drückt, der mit einem gabelförmigen glied --22-- verbunden ist, welches die beiden Schaltarme--23 und 23'--
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mehrpoliger Umschalter gleichzeitigd--ist so bemessen, dass auch der grösstmögliche Verstellweg in dem Registriergerät ausgeführt werden kann.
Auf die gleiche Weise werden nacheinander auch die Steuereinrichtungen --2' und 2"-- über die
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--3-- mit- bewegen. Bei der tiefsten Stellung des Stössels --21-- befindet sich der Schalt arm --23'-- auf dem Kontakt-e-. Dadurch wird ein elektrischer Impuls auf den Hubmagneten --14-- gegeben, der bewirkt, dass der Schreibstift-13-gegen die Diagrammvorlage --8-- bewegt wird und dort eine bleibende punktförmige Markierung hinterlässt.
Theoretisch gehören zur Registrierung der Kristallachsen nur zwei Bewegungen des Drehtisches, u. zw. eine Drehbewegung um dessen vertikale Achse und eine Kippbewegung um eine der beiden kar-
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wären.
Praktisch können auf diese Weise jedoch nur solche Kristallachsen gemessen werden, die innerhalb eines um die Mikroskopachse gedachten Kegels von etwa 1000 liegen und dessen Spitze die Objektebene berührt. Liegt jedoch die interessierende Achse ausserhalb dieses Kegels und die Kippmöglichkeit des kardanisch gelagerten Drehtisches reicht nicht aus, um diese Kristallachse mit der Mikroskopachse zur Deckung zu bringen, sowird in diesem Fall an Stelle der dem Potentiometer--l'--zugeordneten Kipp- achse des Drehtisches die dem Potentiometer --1"-- zugeordnete Kippachse bedient und mit dieser die auszumessende Kristallachse nunmehr in 900-Stellung zur Mikroskopachse gebracht.
Hiebei würde aber über das Potentiometer --1"-- in die Registriereinrichtung hinsichtlich der wahren Kristallachslage ein Fehler entsprechend der vorgenommenen Kipprichtung von plus oder minus 900 übertragen werden. Um dies jedoch zu vermeiden, ist mit diesem Potentiometer--1"-- ein elektrischer Umschalter--24-- ge- kuppelt, mit dessen Hilfe entsprechend der Kipprichtung des Drehtisches automatisch zusätzlich zu dem eingestellten Widerstand dieses Potentiometers in den einen bzw. den andern Zweig der in der Steuereinrichtung befindlichen Messbrücke ein Widerstand eingeschaltet wird.
Dadurch wird in der Registriereinrichtung die vorgenommene Kippung der interessierenden Achsen um 900 durch einen entsprechenden zusätzlichen Verschiebeweg des Kreuzschlittens --12-- in der einen bzw. in der andern Richtung berücksichtigt und trotzdem die richtige Kristallage registriert.
Der besondere Vorteil dieser erfindungsgemässen Einrichtung liegt zusammenfassend darin, dass die mühsame und bei manchen Kristallagen nur sehr schwer durchführbare Ablesungen der Winkelwerte und deren Übertragung von Hand in die Diagrammvorlage entfällt, dass sich die Winkelskalen erübrigen und dass die automatische Registrierung der Messwerte nunmehr in einer wesentlich kürzeren Zeit durchführbar ist, subjektive Fehler ausgeschlossen sind, die untersuchende Person nicht mit den zeitraubenden eintönigen Ablese- und Registrierarbeiten beansprucht wird, sich besser auf die Beobachtung der zu untersuchenden Probe konzentrieren kann und die zahllosen Umkommodierungen der Augen von mikroskopischer Beobachtung auf Ablesung und Übertragung der Winkelwerte völlig entfallen.
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