CH257232A - Elektronische Vorrichtung zur Umwandlung einer mechanischen Grösse in eine elektrische Grösse. - Google Patents

Description

  



  Elektronische Vorrichtung zur Umwandlung einer mechanischen Grösse in eine elektrische   Groie.   



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Vorrichtung zur Um  wandlung'einer mechanischen Grosse    (z. B.



  Kraft, Beschleunigung. Verschiebung) in eine elektrische Gr¯¯e (Strom, Spannung), bei   welchereineElektronenrohremitMitteln    ver ?ehen ist, durch welche die mechanische   grouse    als   Verschiebung a. uf eine in    der Elek   tronenröhre beweglich angeordnete Elektrode    einwirkt, die zur Steuerung des von der Kathode ausgehenden Elektronenstromes dient.



     Bekannte'derartige Wandler besitzen    den Nachteil, da¯ trotz eines verhÏltnismϯig komplizierten Aufbaues nur   eine kleine An-    sprechempfindlichkeit erreichbar ist, d. h. da¯ das VerhÏltnis zwischen der erzeugten elek   @ Grosse und der mechanischen Ver-      schiebungklein    bleibt.   Der Zw.

   eek der vor-    liegenden Erfindung besteht darin, diesen Nachteil der   bekannten Konstruktionen zu      beseitigen.    Erfindungsgemϯ wird dies da   durch erreicht, dass zwei Anodec vorgesehen    sind, von denen jede je einen Teil des Elek   tronenstromes aufnimmt, wobei die Elektro- nf'nstromverteilung zwischen'den beiden An-    oden durch die Stellung der beweglichen    Stcuerelektrode gegenüber mindestens einer    festen Steuerelektrode bestimmt ist, und da¯ eine elektrische Verbindung zwischen einer Anode und einer der genannten Steuerelek  t roden vorgesehen ist,    durch welche, die an dieser Anode auftretende, durch die Steuerung des Elektronenstromes bewirkte PotentialÏnderung auf diese Steuerelektrode  bertragen wird, zum Zwecke,

   die durch die mechanische Verschiebung bewirkte Steuerung des.   Elektronenstrome-s durch    eine zu  sätzliche elektrische Steuerutig zu    unterst tzen.



   Im folgenden sind an Hand der Zeichnungen zwei Ausf hrungsbeispiele des Erfin  (lungsgegenstandtes beschrieben. In der Zeich-      nung    zeigt :
Fig.   1    eine Elektronenröhre mit einer Kathode, zwei Anoden, zwei festen und einer beweglichen Steuerelektrode,
Fig. 2 eine Schaltung f r die   Elektroncn-      röhle    nach Fig. 1, die eine starke Erh¯hung der   Steuerwirkuiig    der   bewegtichen Elektrode    zur Folge hat,
Fig.   3    eine als Kathodenstrahlr¯hre ausgebildete Elektronenr¯hre, bei der   dier      Ka-    thodenstrahl durch eine bewegliche Strahlablenkplatte abgelenkt wird.



   Die Schnittzeichnung in   Fig. l zeigt ein    Elektrodensystem, das nach Schaltung von   F. ig.    2 eine kombinierte Steuerung des Elek   tronenstromeg durch Bewegung einer Steuer-    elektrode und durch   Potentialänderungen an    den festen Steuerelektroden bewirkt, wobei die   Potentia-Iänderungen der festen Steuer-       elektrod'en nur von den Lageä.

   nde'rung'en der      beweglichen Steuerelektrode abhÏngen@    Die   durch den Heizfaden 46 indirekt geheizte Kathode 47, welche die aktive Schicht 48    trÏgt, emittiert einen Elektronenstrom, der   unter dem Einfl'uiss    der zwischen der Kathode 47 und den   Anodes    n 49 und 50 bestehenden Potentialdifferenz zwischen der an der Membran   51    mittels, des Steges 5'befestigten be  weglichen      SteueTelektrode    53 und den festen    Steuerelektroden 54 und 55 hindurchtreten    kann.

   Das ganze System besteht. aus zwei HÏlften, die durch die isolierende Trennwand 56, welche zugleich der Zentrierung der beweglichen Steuerelektrode 53 dient, vonein  anidergetrenntsind.InderunbelastetenStel- lung der Membran 5l ist der ringförmige    Spalt zwischen der beweglichen Steuerelektrode 53 und der festen Steuerelektrode 54    gleich gross wie. derjenige zwischen. den    Steuerelektroden 53 und 55. Wenn die Potentiale der Anoden 49 und 50 gleich gross. sind, wird in beiden R¯hrensystemen der gleiche Elektronenstrom flie¯en. Wird nun durch eine mechanische Gr¯¯e die Membran nach    oben'oderna.'ohuntenbewegt,sowirdder    eine Spalt vergrössert und der andere im selben Ma¯e verkleinert.

   Demzufolge wird der   Elekt. ronienstrom    in dem   einen.System       erh8ht und im ändern verringert. Infolge der    durch die AnodenwiderstÏnde 57 und 58 bedingten   An. odens. pannungsänderung werden    durch die Rückführung über die Batterien   59    un, 60 die Potentiale der   festen Steuer-       elektroden 54 und 55 verändert. Die Ba. tte-    rie 59 und 60 haben. den Zweck, die hohe positive   Spannung der Anode anf den für die    festen Steuerelektroden günstigen Wert her  abzusetzen.

   Diese Potentialänderungen    der festen Steuerelektroden wirken im gleichen Sinne hemmend oder f¯rdernd auf den Elek   tronenstrom wie die Bewegung der beweg-    lichen Steuerelektrode, d. h. in   jenem System-    teil, in   dem durch Bewegung der Steuerelek-    trode 53 der ringförmige. Spalt verkleinert    wird, wird zugleich auch durch'die negative    Vorspannung infolge der Rückwirkung der    ändern Anode durch elektrostatische Wir-    kung der Elektronenstrom noch weiter ver  ringert.    Es handelt sich hierbei um eine R ckkopplung.

   Sofern der R ckkopplungsgrad durch entsprechende Dimensionierung   der Anodcnwiderstände      57,    58   8 den    kritischen Wert erreicht, hat diese Einrichtung den Charakter einer Kippschaltung. Durch die frei bestimmbare   Grolle    der R ckkopplung kann das   Verhältnis zwischen meeha. nischer    Verschiebung und StromÏnderung in sehr   weiten Grenzen ausserha-lb der Rohre    (d. h.   unabhÏngig von @   den Abmessungen des Elektrodensystemes) gewÏhlt werden.



   In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, welche eine   Richtung'sste'uerung    eines Elektronenstrahls durch Verschiebung einer Ab  lenkp ! Ia, tte zeigt.    Die   Robre    ist naeh dem Prinzip der   Ea. thodenstrahl. rohre gebaut.    Der von der Kathode 61 durch den Wehneltzylinder 62 konzentrierte Elektronenstrom wird durch die aus den Anodenzylindern 63 und   j64 gebildete    Rohrlinse   zu einean Strahlen-    büschel mit dem Brennpunkt zwischen den Ablenkplatten 65 und 66 konzentriert und endlich auf den voneinander isolierten und über separate Widerstände 67 und 68 von der Klemme 69 her gespiesenen Anoden 70 und 7, 1 aufgefangen.

   Zur Verhinderung des ¯berganges von   Sekundärelektronenvon    der Anodenplatte 70 auf die Anodenplatte 71 ist zwischen diesen beiden Platten eine Bremsplatte 72 angeordnet, die auf Wehneltzylinderpotential steht. Die Ablenkplatte 66 ist leitend mit der Membran 73, die an der metallischen H lle 74 angeschwei¯t ist, verbunden.   



  Dagegen ist die andere Ablenkplatte 6ss'wie    die iibrigen   @Elektroden isoliert durch die H lle      gef hrt und steht  ber die Batterie 75@   mit der Anode 71 galvanisch in Verbindung. Ein Spannungsanzeigeinstrument 76 ist. zwischen die Anoden 70 und 71 eingeschaltet. Die Spannungen der Klemmen 77, 78 und   6l9    nehmen positiv in der genannten Reihenfolge zu, wie es bei den normalen Kathodenstrahlr¯hren    üblich ist. In'dier Ruhestellung der Membran    73 wird der Elektronenstrom auf beide Anoden gleichmϯig verteilt und an beiden   Widerstanden      67    un, 68 denselben Spannungsabfall hervorrufen. Das Nullspannungsinstrument 76 zeigt keinen   Ausschlag.

   Wenu    nun die Membran 73 aus ihrer Ruhelage be   wegt wird, ändert sich die Feldstärke zwi-      .-chez    den Ablenkplatten, der Elektronenstrahl wird abgelenkt und bewirkt damit eine asymmetrische Verteilung des Stromzuflusses zu den beiden Auffanganoden 70 und 71.



  Tnfolge der   R. ückkoppl. ung von der Anode 71     ber die Batterie 75 auf die feste Steuerelek  troche    65 wird die AnodenspannungsÏnderung    aufd.ieElektrode.65übertragen,wobeidie    ¯nderung ihres Potentials im gleichen Sinne    stx'rndwiedieVersohi'e'bungderElektrode irlSt.   



   Diese Anordnung besitzt also wie das System von Fig. 1 eine von der Verschiebung der Membran unabhängige Empfindlichkeit des Me¯systems. Der Unterschied der beiden    Anordnungen liegt lediglich da. rln. dass das    System nach Fig. 1 eine IntensitÏtssteuerung   bc'-. itzt, während dag. System nach Fig. 3    eine Richtungssteuerung aufweist.



   Bei den beschriebenen Ausf hrungsformen des Erfindungsgegenstandes ist der   defor-       @@erbare Teil der Gefϯwand mit der beweg-    lichen Steuerelektrode  ber ein einfaches GestÏnge verbunden. Es ist selbstverstÏndlich nun auch m¯glich, f r die Bewegungs ber   @ragung eine kompliziertere Anordnung zu    wÏhlen; so kann z. B. zum Zwecke der Ver   gr¯¯er@@g der Bewegung der Steuerelektrode    eine Hebel- oder Zahnrad bersetzung in die   Elektronenr¯h@@ eingebaut werden.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Elektronische Vorrichtung zur Umwand lung'einer mechanischen Grösse in eine elektrische Grosse, bei welcher eine Elektronenröhre mit Mitteln versehen ist, durch welche die mechanische Gr¯¯e als Verschiebung auf eine in de.

   r Elektronenrohre beweglich ange- ordnete Elektrode einwirkt, die zur Steue rungdevonderKathode der Elektronen- rühreausgehendenElektronenstromesdient. dadurch gekennzeichnet, da¯ zwei Anoden vorgesehen sind, von denen jede je einen Teil des Elektronenstromes aufnimmt, wobei die @ Elektronenstromverteilung zwischen den bei 'den Anoden durch die Stellung der beweg- lichen Steuerelektrode gegenüber mindestens einer festen SteuerelektTode'bestimmt ist,-und daBI eine elektrische Verbi. ndu. ng zwischen einer Anode und einer der genannten.

   Steuer- elektroden vorgesehen ist, durch welche die a-n dieser Anode auftretende, durch die Steuerung des Elektronenstromes bewirkte PotentialÏnderung auf diese Steuerelektrode übertragen wird, zum Zwecke, die durch die mechanische Verschiebung bewirkte Steue- rung des Elektronenstromesdurchei'ne zu sätzliche elektrische Steuerung zu unterstützen.

   UNTEBANSPRÜCHE : 1. Elektronische Vorrichtung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei feste Steuerelektroden (54, 5, 5) vorgesehen sind, zwischen denen die bewegliche Steuerelektrode (53) derart angeordnet ist, dass zwei zum Durchlass je eines Teils des Elektronenstromes bestimmte Öffnungen ge- bildet werden, von denen bei LageÏnderungen der beweglichen Steuerelektrode (53) die eine vergrössert, die andere dagegen gleich- zeitig verkleinert wird.

   und dass die beiden festen Steuerele'ktroden (54, 55) mit je einer der beiden Anoden (49, 50) derart elektrisch verbund, en sind daBI bei durch Verkleinerung derÍffnung zwischen der beweglichen Steuer elektrode (5'3') und einer der beiden festen Steuerelektroden (54, 5'5) bewirkten Verklei nerung des durch'diese 0'ffnung fliessenden Anodenteilstromegdas'Potentialdieser festen Steuerelektrode erniedrigt, das Potential der andern festen Steuerelektrode dagegen erh¯ht wird.

   2. Elektronische Vorrichtung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektronenröhre eine Kathodenstrahlröhre mit zwei festen Anoden (70, 71), einem ge- b ndelten Kathodenstrahl und einem zur . desselben bestimmten Steuerelektrodenpaar (65.

   66) vorgesehenist.dass ferner die eine Elektrode des Elektroden paares (65, 6'6) mechanisch mit'dem nachgie- big ausgebildeten Gefϯwandteil (73) gekup pelt ist und eine der beiden Ano, den (70, 71) mit einer Elektrode'des EleMr-odenpaares (65, 66) elektrisch verbunden ist, wodurch das Potential dieser EleMrode m Abhängig- keit des zur genannten Anode flie¯enden Stromes verÏndert und der Kathodenstrahl zusÏtzlich abgelenkt wird.