Vorrichtung zum Intensitätsvergleich zweier Strahlenbündel mittels eines Phasenvergleiches
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Intensitätsvergleich zweier Strahlenbündel, insbesondere auf eine Vorrichtung, die eine genaue Messung des Intensitätsverhältnisses zweier Strahlenbündel ermöglicht. Es ist bei spektrometrischen Untersuchungen von Stoffen bekannt, von einer Strahlenquelle zwei Strahlenbündel abzuzweigen und davon das eine durch den zu untersuchenden Stoff und das andere zum Beispiel durch einen Vergleichsstoff zu leiten, so dass aus dem Intensitätsunterschied der Strahlenbündel ein Schluss auf die Absorptionsver hältnisse des zu untersuchenden Stoffes gezogen werden kann. Dabei wird meist mit spektral zerlegten Strahlenbündeln innerhalb eines engen Spektralbereiches gearbeitet.
Für solche und ähnliche Zwecke dient auch die Strahlenvergleichsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Bei Strahlenvergleichsvorrichtungen ist es bekannt, beide Strahlenbündel abwechselnd auf einen strahlungsempfindlichen Empfänger zur Einwirkung zu bringen und durch geeignete Messvorrichtungen einen Messwert abzuleiten, der von dem Intensitätsunterschied der Strahlenbündel abhängig ist. Es ist auch eine Nullmethode bekannt, bei der durch eine Regelvorrichtung eine Schwächungsvorrichtung so lange verstellt wird, bis der Intensitätsunterschied ausgeglichen ist, wobei der Einstellweg der Schwächungsvorrichtung als Mass für das Intensitätsverhältnis verwendet wird.
Der auf diese Weise erhaltene Messwert für das Intensitätsverhältnis ist aber auch abhängig von der Charakteristik der Schwächungsvorrichtung, bei der zum Beispiel Schwächungskeile in den Weg des Vergleichsstrahlenbündels eingeführt werden. Eine genaue Messung nach einer solchen Nullmethode bringt in manchen Fällen gewisse konstruktive und messtechnische Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messung des Intensitätsverhältnisses zweier Strahlenbündel zu ermöglichen, ohne dass das Vergleichsstrahlenbündel abgeglichen oder sonstwie verändert werden muss. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei einer Strahlenvergleichsvorrichtung, bei der beide Strahlenbündel abwechselnd auf einen strahlenempfindlichen Empfänger einwirkeri, ein Wechselmesswert erzeugt werden kann, bei der eine Änderung des Intensitätsverhältnisses als Phasenverschiebung zum Ausdruck kommt.
Wenn man sich vorstellt, dass in periodischer Folge von bestimmter Frequenz erst das eine Strahlenbündel mit der Intensität 10, dann das zweite Strahlenbündel mit der Intensität I auf den Empfänger einwirkt und schliesslich während des Restes der Periode beide Strahlenbündel vom Empfänger ferngehalten werden, dann erzeugt der Empfänger eine Wechselspannung, die nach der in Fig. 1 dargestellten Kurve verläuft. Es ist leicht einzusehen, dass bei einer Veränderung des Verhältnisses der Intensitäten Io und I eine Verlagerung des Flächenschwerpunktes der von der Kurve eingeschlossenen Fläche stattfindet. Das bedeutet praktisch eine Phasenverschiebung. Noch deutlicher wird diese Tatsache bei einer vektoriellen Betrachtung.
Trägt man, wie in Fig. 2 dargestellt ist, die während einer Periode vom Empfänger aufgenommene Gesamtenergie als Verktor AC der in der Kurve enthaltenen 1. Harmonischen auf, so stellt die Vektorkomponente AB die von dem ersten Strahlenbündel und die Vektorkomponente BC die von dem zweiten Strahlenbündel an den Empfänger abgegebene Gesamtenergie dar. Wird innerhalb einer Periode das zweite Strahlenbündel länger als das erste zur Einwirkung gebracht, so kann die vom zweiten Strahlenbündel an den Empfänger abgegebene Gesamtenergie grösser sein als die vom ersten Strahlenbündel abgegebene.
In diesem Falle wird die Einwirkung des zweiten Strahlenbündels durch den Vektor BD dargestellt, so dass ein resultierender Vektor AD entsteht, der der vom Empfänger aufgenommenen Gesamtenergie entspricht. Wird im Extremfalle die Intensität des zweiten Strahlenbündels durch völlige Absorption zu Null, dann fällt der resultierende Vektor AC mit dem Vektor AB zusammen, das heisst der Phasenwinkel ist Null. Im andern Extremfall, wenn vom zweiten Strahlenbündel wenig oder gar keine Energie absorbiert wird, kann der resultierende Vektor AD mit dem Vektor AB des ersten Strahlenbündels einen Phasenwinkel von etwa 800 bilden. Der Intensitätsunterschied zwischen 1o und I kann also in einer Phasenverschiebung im Bereich von 0 bis etwa 80" zum Ausdruck kommen.
Ausgehend von dieser Erkenntnis besteht die Erfindung darin, dass ein Unterbrecher für die Strahlenbündel vorgesehen ist, der in periodischer Folge von vorbestimmter Frequenz erst das eine und dann das andere Strahlenbündel und dann keines der Strahlenbündel zum Empfänger gelangen lässt und dass als Messwert für den Intensitätsunterschied der Strahlenbündel die Phasenlage des vom Empfänger abgegebenen Wechselmesswertes im Vergleich zur bekannten Phasenlage eines Vergleichswertes von gleicher Frequenz mittels einer Phasenvergleichsvorrichtung ermittelt wird.
Durch geeignete Auswahl der Unterbrechungsfrequenz und durch Wahl der Einwirkungsdauer der beiden Strahlenbündel kann man dafür sorgen, dass für die Grundfrequenz bei einem vorgesehenen Empfänger ein möglichst günstiges Störpegelverhältnis entsteht und eine hohe Messgenauigkeit erreicht wird.
Die Erfindung kann in der Weise verwirklicht werden, dass der Ausgangsmesswert der Phasenvergleichsvorrichtung der Abweichung der Phase des Eingangsmesswertes von einer vorbestimmten Phasenbeziehung zum Vergleichswert, vorzugsweise von einer 90o Phasenbeziehung, entspricht. Der Aus gangsmesswert der Phasenvergleichsvorrichtung kann über Verstärker und Filter einem Anzeigeinstrument zugeleitet werden. Man kann aber auch von diesem Ausgangsmesswert eine Regelvorrichtung steuern, durch die die Phase des Vergleichswertes selbsttätig so lange verändert wird, bis eine vorgegebene Phasenlage relativ zum Eingangsmesswert erreicht ist, wobei der Stellweg der Regelvorrichtung als Mass für das Intensitätsverhältnis der beiden Strahlenbündel dient.
Man erhält auf diese Weise eine mit Phasenkompensation arbeitende Messvorrichtung, bei der die Intensität der Strahlenbündel nicht durch eine Schwächungsvorrichtung beeinflusst zu werden braucht. Benutzt man als Phasenvergleichsvorrichtung einen als Ringmodulator ausgebildeten phasenempfindlichen Gleichrichter, so wird dessen Ausgangsspannung bekanntlich zu Null, wenn die vom Empfänger kommende Eingangsspannung und die Vergleichs spannung eine Phasenverschiebung von 900 gegeneinander besitzen.
Man kann also die Phase der Vergleichsspannung, die in Fig. 3 durch einen Vektor AF dargestellt ist, um den Winkel Mv nachdrehen (Vektor AF'), bis eine 900-Phasenbezie- hung zur Eingangsspannung (Vektor A C) erreicht ist, das heisst bis die Ausgangsspannung des Ring modulators Null geworden ist. Der Winkel Mv ist dann bei einem solchen Abgleich, wie oben dargelegt worden ist, ein Mass für das Intensitätsverhältnis der beiden Strahlenbündel.
Es ist bei bekannten Strahlenvergleichsvorrichtungen bereits vorgeschlagen worden, um den Einfluss von Streustrahlung zu vermeiden, die abwechselnd auf den Empfänger einwirkenden Strahlenbündel nochmals in bestimmter Frequenz zu unterbrechen, so dass der Empfänger die durch nochmalige Unterbrechung modulierte Messstrahlung von einer nicht in gleicher Weise modulierten Streustrahlung unterscheiden kann. Eine solche Unterbrechermodulation kann auch im vorliegenden Falle in Verbindung mit der Phasenvergleichsmethode angewandt werden. In Fig. 4 ist als Kurve A die der Fig. 1 entsprechende Intensitätskurve der Strahlenbündel dargestellt. Die Kurve B zeigt die Wirkung eines zusätzlich in den Strahlengang eingeschalteten Unterbrechers. Die Kurve C stellt den Verlauf der am Empfänger ankommenden Strahlung dar.
Diese Kurve C hat eine aus zwei Komponenten gebildete Grundfrequenz, wobei die Amplituden der beiden Komponenten den Intensitäten der beiden Strahlenbündel entsprechen, so dass für die Kurve C die gleichen Überlegungen gelten. Eine Veränderung des Intensitätsverhältnisses ergibt auch bei der Kurve C eine Phasenverlagerung im erläuterten Sinne.
Im folgenden ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein in Fig. 5 und 6 schematisch dargestellter Spektrograph beschrieben, der nach der geschilderten Phasenkompensationsmethode arbeitet.
Von einer Strahlenquelle 1 sind zwei Strahlenbündel SB und RB abgezweigt. Das Strahlenbündel SB ist über Fokussierungshohlspiegel 2, 3 durch eine mit dem zu untersuchenden Stoff gefüllte Zelle 4 geleftet, wird dann über Umlenkspiegel 5, 6 geführt, trifft dann auf einen weiteren Hohlspiegel 8 und einen Umlenkspiegel 13 und gelangt von dort zum Eintrittsspalt einer Dispersionsvorrichtung 14. Zwischen dem Umlenkspiegel 6 und dem Hohlspiegel 8 ist eine Unterbrecherscheibe 7 angeordnet, die in Fig. 6 vergrössert dargestellt ist. Die Unterbrecherscheibe 7 besitzt einen sich über etwa 1600 erstrekkenden Ausschnitt 7', eine sich daran anschliessende Ringzone 24 mit spiegelnder Vorderfläche und eine weitere undurchlässige und nicht reflektierende Ringzone 23.
Die Ringzonen 23, 24 erstrecken sich je über einen Winkel von 100 .
Das zweite Strahlenbündel RB wird über Fokussierhohlspiegel 9, 10 durch eine Kompensationszelle 11 geleitet, die dazu dient, die optischen Weglängen der beiden Strahlenbündel SB und RB einander anzugleichen und ein solches Gleichgewicht in beiden Strahlenbündeln herzustellen, dass ihr Intensitätsver hältnis ausschliesslich von der Absorption bestimmt wird, die durch den zu untersuchenden Stoff in der Zelle 14 bewirkt wird. Das Vergleichsstrahlenbündel RB fällt dann über einen Urnlenkspiegel 12 auf die spiegelnde Vorderfläche 24 der Unterbrecherscheibe 7 und wird von dort auf den Hohlspiegel 8 reflektiert und über den Umlenkspiegel 13 auf den Eintrittsspalt der Dispersionsvorrichtung 14. Die Optik ist so justiert, dass sowohl vom Strahlenbündel SB als auch vom Vergleichs strahlenbündel RB am Eintrittsspalt ein Bild der Strahlenquelle 1 erzeugt wird.
Die Unterbrecherscheibe 7 wird von einem Elektromotor 16 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben. Während jedes Umlaufes der Unterbrecherscheibe 7 wird in periodischer Folge während eines Winkelweges von 100" zunächst das Vergleichsstrahlenbündel RB über die spiegelnde Ringzone 24 zum Eintritts spalt durchgelassen, anschlie ssend während eines Winkelweges von 1600 des Strahlenbündels SB durch den Ausschnitt 7' durchgelassen und dann während des restlichen Winkelweges von 100" beide Strahlenbündel RB und SB durch die Ringzone 23 vom Eintrittsspalt ferngehalten. Durch diese Wirkungsweise der Unterbrecherscheibe 7 wird die in Fig. 1 dargestellte Kurve realisiert.
Die Strahlenbündel SB und RB werden in der Dispersionsvorrichtung in gleicher Weise gegebenenfalls mehrfach spektral zerlegt, so dass von beiden Strahlenbündeln nur ein und derselbe enge SpektraIbereich zur Wirkung kommt. Die aus der Dispersionsvorrichtung 14 austretende Strahlung trifft auf einen strahlungsempfindlichen Empfänger 15, der zum Beispiel ein Thermoelement sein kann. Der Empfänger 15 erzeugt eine Wechselspannung von der in Fig. 1 dargestellten Kurvenform, die nach Verstärkung und Filterung in einem Messwertverstärker 17 einer Phasenvergleichsvorrichtung 18 zugeführt wird. Diese (18) ist beispielsweise als phasenempfindlicher Gleichrichter (Ringmodulator) ausgebildet, der von einer Hilfswechselspannung gesteuert wird.
Bekanntlich wird bei einem solchen phasenempfindlichen Gleichrichter die Ausgangs spannung zu Null, wenn die Eingangswechselspannung und die Hilfswechselspannung eine Phasenverschiebung von 90" zueinander haben.
Die zur Steuerung des phasenempfindlichen Gleichrichters 18 erforderliche Hilfswechselspannung wird durch einen Generator 21 erzeugt, dessen Rotor mit der Unterbrecherscheibe 7 synchron gekuppelt ist. Die Phase der Hilfswechselspannung kann durch Verdrehung des Stators in bekannter Weise verschoben werden. Die vom Generator 21 erzeugte Hilfswechselspannung wird nach Verstärkung und Filterung im Verstärker 20 als Steuerspannung an den phasenempfindlichen Gleichrichter 18 angelegt.
Die Ausgangsspannung des phasenempfindlichen Gleichrichters 18 steuert einen Stellmotor 19, der in dem einen oder dem andern Sinne umläuft, solange die Ausgangsspannung nicht zu Null geworden ist. Dabei verdreht der Stellmotor 19 über eine Getriebeverbindung den Stator des Generators 21 und steuert gleichzeitig ein Registriergerät 22. Sobald durch die Verdrehung des Stators die 90o-Phasen- lage der Hilfswechselspannung erreicht ist, kommt der Stellmotor 19 zur Ruhe. Eine Phasenveränderung der vom Empfänger 15 abgegebenen Messwechselspannung, die nach dem Vorhergesagten einer Anderung des Intensitätsverhältnisses entspricht, hat ein Anlaufen des Stellmotors 19 und ein Nachstellen der Phase der Hilfswechselspannung zur Folge. Der Stellweg des Motors 19 ist demnach ein Mass für das Intensitätsverhältnis.
Eine besonders zweckmässige Ausführungsform eines zur Erzeugung der Hilfswechselspannung dienenden Generators ist in Fig. 7 dargestellt.
Der durch den Motor 19 verdrehbare Stator wird hier von einem Träger 30 gebildet, auf dem eine Photozelle 31 angeordnet ist. Auf der Welle des die Unterbrecherscheibe 7 antreibenden Motors 16 ist ein Hilfsunterbrecher in Form einer halbkreisförmigen Zylinderblende 34 angeordnet. Die Photozelle 31 wird von zwei auf dem Träger 30 angeordneten Glühlampen 32, 33 belichtet, die in der Umlaufrichtung der Zylinderblende 34 etwas gegeneinander versetzt sind. Die Glühlampen 32, 33 sind aus einer Batterie 35 über einen Spannungsteiler 36 gespeist, dessen Abgriff 37 einstellbar ist. Man kann also durch Verstellen des Abgriffes 37 die Helligkeit der Glühlampen unterschiedlich einstellen. Durch den Umlauf der Zylinderblende 34 wird die Belichtung der Photozelle 31 mit der Umlauffrequenz der Unterbrecherscheibe 7 unterbrochen.
Die Photozelle 31 erzeugt daher eine frequenzgleiche Hilfswechselspannung, deren Phase durch Verdrehung des Trägers 30 verändert werden kann. Zur Feineinstellung der Phasenlage dient der Spannungsteilerabgriff 37, da sich natürlich die Phase des Photozellenstromes innerhalb gewisser Grenzen ändert, je nachdem ob die Glühlampe 32 oder die Glühlampe 33 heller leuchtet. Mit dem Träger 30 kann ein Registriergerät durch ein mechanisches Gestänge 38 verbunden werden.
Device for comparing the intensity of two beams by means of a phase comparison
The invention relates to a device for comparing the intensity of two bundles of rays, in particular to a device which enables an accurate measurement of the intensity ratio of two bundles of rays. It is known in the case of spectrometric investigations of substances to branch off two beams of rays from a radiation source and to direct one of them through the substance to be examined and the other, for example, through a reference substance, so that a conclusion on the absorption ratios of the to be derived from the intensity difference of the beams examined substance can be drawn. In most cases, spectrally split beams are used within a narrow spectral range.
The beam comparison device according to the present invention is also used for such and similar purposes. In the case of radiation comparison devices, it is known to alternately bring both beams to act on a radiation-sensitive receiver and to derive a measured value, which is dependent on the intensity difference of the beam, using suitable measuring devices. A zero method is also known in which a control device adjusts an attenuation device until the difference in intensity is balanced out, the adjustment path of the attenuation device being used as a measure of the intensity ratio.
The measured value for the intensity ratio obtained in this way, however, is also dependent on the characteristics of the attenuation device in which, for example, attenuation wedges are inserted into the path of the comparison beam. In some cases, an exact measurement using such a zero method brings certain constructive and metrological difficulties.
The invention is based on the object of making it possible to measure the intensity ratio of two bundles of rays without the comparison bundle of rays having to be adjusted or otherwise changed. The invention is based on the knowledge that in a beam comparison device in which both beams act alternately on a radiation-sensitive receiver, an alternating measured value can be generated in which a change in the intensity ratio is expressed as a phase shift.
If one imagines that in a periodic sequence of a certain frequency first one beam with the intensity 10, then the second beam with the intensity I acts on the receiver and finally both beams are kept away from the receiver for the rest of the period, then the Receiver an alternating voltage which runs according to the curve shown in FIG. It is easy to see that when the ratio of the intensities Io and I changes, the center of gravity of the area enclosed by the curve is shifted. This practically means a phase shift. This fact becomes even clearer with a vector view.
If, as shown in FIG. 2, the total energy absorbed by the receiver during a period is plotted as the vector AC of the 1st harmonic contained in the curve, the vector component AB represents that of the first beam and the vector component BC that of the second If the second bundle of rays is brought into action for longer than the first within a period, the total energy given by the second bundle of rays to the receiver can be greater than that given by the first bundle of rays.
In this case, the action of the second beam is represented by the vector BD, so that a resulting vector AD is created which corresponds to the total energy absorbed by the receiver. If, in the extreme case, the intensity of the second beam becomes zero due to complete absorption, then the resulting vector AC coincides with vector AB, that is to say the phase angle is zero. In the other extreme case, when little or no energy is absorbed by the second beam, the resulting vector AD can form a phase angle of approximately 800 with the vector AB of the first beam. The difference in intensity between 10 and I can thus be expressed in a phase shift in the range from 0 to about 80 ".
Based on this knowledge, the invention consists in that an interrupter is provided for the beam, which in a periodic sequence of a predetermined frequency allows first one and then the other beam and then none of the beam to reach the receiver and that as a measured value for the difference in intensity Beam bundle the phase position of the alternating measurement value emitted by the receiver is determined in comparison to the known phase position of a comparison value of the same frequency by means of a phase comparison device.
By suitable selection of the interruption frequency and by choosing the duration of action of the two bundles of rays, it is possible to ensure that an interference level ratio that is as favorable as possible is created for the fundamental frequency in the intended receiver and that a high level of measurement accuracy is achieved.
The invention can be implemented in such a way that the output measured value of the phase comparison device corresponds to the deviation of the phase of the input measured value from a predetermined phase relationship to the comparison value, preferably from a 90 ° phase relationship. The output measured value from the phase comparison device can be fed to a display instrument via an amplifier and filter. However, one can also use this output measured value to control a regulating device by means of which the phase of the comparison value is automatically changed until a specified phase position relative to the input measured value is reached, the travel of the regulating device serving as a measure of the intensity ratio of the two beams.
In this way, a measuring device operating with phase compensation is obtained, in which the intensity of the beam does not need to be influenced by an attenuation device. If a phase-sensitive rectifier designed as a ring modulator is used as a phase comparison device, its output voltage is known to be zero when the input voltage coming from the receiver and the comparison voltage have a phase shift of 900 relative to one another.
The phase of the comparison voltage, which is represented in FIG. 3 by a vector AF, can therefore be rotated by the angle Mv (vector AF ') until a 900 phase relationship to the input voltage (vector AC) is reached, that is to say up to the output voltage of the ring modulator has become zero. In the case of such a comparison, as has been explained above, the angle Mv is then a measure of the intensity ratio of the two bundles of rays.
It has already been proposed in known beam comparison devices, in order to avoid the influence of scattered radiation, to interrupt the beam bundles alternately acting on the receiver again at a certain frequency, so that the receiver distinguishes the measurement radiation modulated by repeated interruption from a scattered radiation that is not modulated in the same way can. Such an interrupter modulation can also be used in the present case in connection with the phase comparison method. In FIG. 4, curve A shows the intensity curve of the beam of rays corresponding to FIG. 1. Curve B shows the effect of an interrupter additionally switched into the beam path. Curve C represents the course of the radiation arriving at the receiver.
This curve C has a fundamental frequency formed from two components, the amplitudes of the two components corresponding to the intensities of the two beams, so that the same considerations apply to curve C. A change in the intensity ratio also results in a phase shift in curve C in the sense explained.
In the following, as an embodiment of the invention, a spectrograph shown schematically in FIGS. 5 and 6 is described which operates according to the phase compensation method described.
Two beam bundles SB and RB are branched off from a radiation source 1. The bundle of rays SB is directed via concave focusing mirrors 2, 3 through a cell 4 filled with the substance to be examined, is then guided via deflecting mirrors 5, 6, then hits another concave mirror 8 and a deflecting mirror 13 and from there reaches the entrance slit of a dispersion device 14 Between the deflection mirror 6 and the concave mirror 8 there is arranged an interrupter disk 7, which is shown enlarged in FIG. The interrupter disk 7 has a cutout 7 ′ extending over approximately 1600, an adjoining ring zone 24 with a reflective front surface and a further impermeable and non-reflective ring zone 23.
The ring zones 23, 24 each extend over an angle of 100.
The second bundle of rays RB is passed through a concave focusing mirror 9, 10 through a compensation cell 11, which is used to adjust the optical path lengths of the two bundles of rays SB and RB and to establish such a balance in both bundles of rays that their intensity ratio is determined exclusively by the absorption caused by the substance to be examined in the cell 14. The comparison beam RB then falls via a deflecting mirror 12 onto the reflective front surface 24 of the interrupter disk 7 and is reflected from there onto the concave mirror 8 and via the deflecting mirror 13 onto the entrance slit of the dispersion device 14. The optics are adjusted so that both from the beam SB as an image of the radiation source 1 is also generated from the comparison beam RB at the entrance slit.
The breaker disk 7 is driven by an electric motor 16 at a constant speed. During each revolution of the interrupter disk 7, first the comparison beam RB is allowed to pass through the reflective ring zone 24 to the entrance gap in periodic sequence during an angular path of 100 ", then the beam SB is allowed to pass through the cutout 7 'during an angular path of 1600 and then Remaining angular path of 100 "both beams RB and SB are kept away from the entrance slit by the annular zone 23. The curve shown in FIG. 1 is implemented by this mode of operation of the interrupter disk 7.
The bundles of rays SB and RB are spectrally split several times in the same way, if necessary, in the same way, so that only one and the same narrow spectral range of the two bundles of rays is effective. The radiation emerging from the dispersion device 14 hits a radiation-sensitive receiver 15, which can be a thermocouple, for example. The receiver 15 generates an alternating voltage of the waveform shown in FIG. 1, which, after amplification and filtering in a measurement amplifier 17, is fed to a phase comparison device 18. This (18) is designed, for example, as a phase-sensitive rectifier (ring modulator) which is controlled by an auxiliary AC voltage.
It is known that in such a phase-sensitive rectifier the output voltage becomes zero when the input AC voltage and the auxiliary AC voltage have a phase shift of 90 "to one another.
The auxiliary AC voltage required to control the phase-sensitive rectifier 18 is generated by a generator 21, the rotor of which is synchronously coupled to the interrupter disk 7. The phase of the auxiliary AC voltage can be shifted in a known manner by rotating the stator. The auxiliary alternating voltage generated by the generator 21 is applied to the phase-sensitive rectifier 18 as a control voltage after amplification and filtering in the amplifier 20.
The output voltage of the phase-sensitive rectifier 18 controls a servomotor 19 which rotates in one sense or the other as long as the output voltage has not become zero. The servomotor 19 rotates the stator of the generator 21 via a gear connection and at the same time controls a recording device 22. As soon as the 90 ° phase position of the auxiliary AC voltage is reached by the rotation of the stator, the servomotor 19 comes to rest. A phase change in the measurement AC voltage emitted by the receiver 15, which according to the prediction corresponds to a change in the intensity ratio, causes the servomotor 19 to start up and the phase of the auxiliary AC voltage to be readjusted. The travel of the motor 19 is therefore a measure of the intensity ratio.
A particularly useful embodiment of a generator used to generate the auxiliary AC voltage is shown in FIG.
The stator which can be rotated by the motor 19 is formed here by a carrier 30 on which a photocell 31 is arranged. An auxiliary interrupter in the form of a semicircular cylinder diaphragm 34 is arranged on the shaft of the motor 16 driving the interrupter disk 7. The photocell 31 is illuminated by two incandescent lamps 32, 33 arranged on the carrier 30, which are somewhat offset from one another in the direction of rotation of the cylinder diaphragm 34. The incandescent lamps 32, 33 are fed from a battery 35 via a voltage divider 36, the tap 37 of which is adjustable. So you can adjust the brightness of the incandescent lamps by adjusting the tap 37. The exposure of the photocell 31 with the rotational frequency of the interrupter disk 7 is interrupted by the rotation of the cylinder diaphragm 34.
The photocell 31 therefore generates an auxiliary AC voltage of the same frequency, the phase of which can be changed by rotating the carrier 30. The voltage divider tap 37 is used for fine adjustment of the phase position, since the phase of the photocell current naturally changes within certain limits, depending on whether the incandescent lamp 32 or the incandescent lamp 33 shines brighter. A recording device can be connected to the carrier 30 by a mechanical linkage 38.