Zeigermessgerät
In der Messtechnik stellt sich oft das Problem, gewisse Skalabereiche eines Messinstrumentes auf
Signal- oder Steuereinrichtungen zu übertragen. Es ist bekannt, den Zeiger des Instrumentes in solchen Fällen direkt als Impulsgeber zu benützen, zum Beispiel der art, dass derselbe an gewissen Stellen seiner Bahn einen zwischen einer Lampe und einer lichtempfindlichen Zelle bestehenden Lichtstrahl unterbricht und damit einen elektrischen Impuls auslöst. Der letztere kann dann zum Beispiel zur Betätigung eines Relais ausgenützt werden, welches seinerseits auf weitere Elemente wie Lampen usw. einwirkt.
Sind den verschiedenen Skalenbereichen beispielsweise Lampen verschiedener Farbe zugeordnet, so wird der Zeiger beim Überstreichen der Übergangsstelle zweier benachbarter Bereiche einen Impuls auslösen, welcher zur Umschaltung der entsprechenden Signallampen dient. Kehrt der Zeiger wieder zurück, so bewirkt der dabei erzeugte Impuls, dass eine weitere Umschaltung der Lampen, diesmal im umgekehrten Sinne, erfolgt.
Soll der beschriebene Rhythmus eindeutig aufrechterhalten werden, so muss der Zeiger den Lichtstrahl jeweils vollständig durchlaufen, denn nur so kann bei der folgenden Rückkehr ein zweiter Impuls erzeugt werden. Bleibt der Zeiger aber im Lichtstrahl selbst stehen, d. h. fällt sein Umkehrpunkt mit dem Grenzwert zusammen. so wird wohl ein erster Signalimpuls ausgelöst, ein zweiter aber unterbleibt bei der Rückkehr des Zeigers, und der Schaltrhythmus kann nicht aufrechterhalten bleiben. Es zeigt sich dann, dass für den Skalabereich, in welchen der Zeiger zurückkehrt, die falsche Lampe aufleuchtet oder aber, in Steuerungen, ein falsches Steuerorgan betätigt wird. Dieser Nachteil wirkt sich sehr störend aus, und ihn zu beheben, ist Gegenstand der Erfindung.
Die Erfindung betrifft ein Zeiger-Messgerät mit mindestens einer durch den Zeiger berührungsfrei gesteuerten Signalgebergruppe, wobei die relative Bewegung zwischen dem Zeiger und der Signalgeber gruppe, mindestens bei einer Zeigerstellung, ein Signal hervorruft, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgebergruppe zwei Schaltorgane besitzt, die unmittelbar nacheinander vom Zeiger betätigt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines elektrischen Messinstrumentes mit eingebauten Signal stellen;
Fig. 2 ist eine Ansicht von oben auf Fig. 1;
Fig. 3 ist ein vergrösserter Schnitt a-a durch Fig. 1.
Fig. 4 zeigt die elektrische Schaltung der Signaleinrichtung.
In der Fig. 1 bis 3 bedeutet 1 schematisch den Rahmen eines in Gehäuseteilen 2 gelagerten elektrischen Messinstrumentes. Auf dem Rahmen 1 ist ein Zeiger 3 befestigt, dessen Zunge 3a über einer Skala 4 spielt. Der Zeiger 3 ist mit einer rechteckigen Blende 5 versehen, deren Höhe aus Fig. 1, die Breite aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Drehbar um die Instrumentenachse angeordnet sind ferner zwei Hebel 6 und 7, die in ihrer Lage gegen über der Skala 4 verstellt und durch nicht gezeichnete Mittel festgehalten werden können, und welche an ihren Enden je eine Signalgruppe tragen. Die letztere besteht einerseits aus einer in einem Körper 8 eingebauten Lichtquelle 9 mit elektrischer Zuleitung 17 (Fig. 3), anderseits aus zwei in einem Körper 10 eingebauten Photodioden 11 und 12, respektive 13 und 14, mit ihren Anschlüssen 15 und 16. Das Licht der Lampen 9 kann durch im Körper 8 vorgesehene Kanäle 8a auf die Photodioden einwirken. Der Lichtstrahl wird jedoch unterbrochen, wenn die Blende 5 zwischen Lichtquelle und Photo diode zu stehen kommt.
Die Blendenbreite ist so gewählt, dass beim Vorüberbewegen des Zeigers nie beide Photodioden gleichzeitig gesperrt werden können, sondern die eine unmittelbar nach der andern.
Die durch die Photodioden gelieferten Impulse können in allgemein bekannter Weise zur Steuerung von Signallampen und sekundären Stromkreisen ausgenützt werden. So kann es beispielsweise nützlich sein, den Skalabereich des Instrumentes durch die gemäss Fig. 2 in den Lagen O-tl und O-t2 fixierten Hebel 6 und7 in drei Bereiche erst,, trotz und t2-e2 einzuteilen, denen je eine verschiedenfarbige Lampe zugeteilt wird.
Fig. 4 gibt das Beispiel eines elektrischen Anschluss-Schemas wieder. Die ständig eingeschalteten Lampen 9 bestrahlen darin die vier Photodioden 11 bis 14. Die Blende 5 kann sich, durch Pfeile angedeutet, so bewegen, dass sie die Lichtverbindung zwischen den Lampen und den Photodioden beim Vorbeibewegen durchschneidet.
Jede Photodiode 11 bis 14 steuert einen Verstärker A1-A4. Diese Verstärker sind derart vorgesehen, dass sie keine Ausgangsspannung liefern, solange die entsprechende Photodiode bestrahlt ist.
Jeder Verstärker gibt aber ein Ausgangssignal, wenn seine zugeordnete Photodiode unbestrahlt ist.
Jeder Verstärker A1 und A4 steuert ein Relais R bzw. U, welches mit einem Haltekontakt r1 bzw. ul ausgerüstet ist. Jedes Relais weist noch einen Ruhe- und Arbeitskontakt r2, r3 bzw. u2, u1 auf, wobei die Schaltlage dieser beiden Kontakte die Aufleuchtung einer der drei Lampen verschiedener Farbe L1, L2 oder L3 bewirkt. Die Verstärker A2 und A3 steuern zwei je mit einem Ruhekontakt s1 bzw. t1 versehene Relais S und T. Die Kontakte s1 und t1 sind in dem Erregungsstromkreis der Relais R und U geschaltet, so dass beim Anziehen des Relais S oder T die Erregung des Relais R oder U ausgeschaltet wird.
Der Zustand des Schemas gilt für die gezeichnete Blendenstellung: Alle vier Photodioden sind bestrahlt, so dass an den Verstärkerausgängen keine Schaltspannungen auftreten und die vier Relais im Ruhezustand bleiben. Der Lampenstromkreis: Positive Klemme der nicht dargestellten Batterie - Kontakt r2 des Relais R- Lampe L3 - Kontakt u2 des Relais U-negativeKlemme, ist geschlossen, so dass die Lampe L2, welche dem Skalabereich tl-t2 zugeordnet ist, aufleuchtet.
Bewegt sich die Blende 5 in Fig. 4 nach oben, so unterbricht sie zuerst die Photodiode 12. Die LampeL2 bleibt vorerst weiter angezündet, weil lediglich das Relais S Strom erhält und mit seinem Kontakt s1 die Zuleitung zum Relais R unterbindet. Da jedoch das letztere bereits in Ruhe war, ändert sich am Zustand der Signallampen nichts. Es wird sich auch dann nichts verändern, wenn die Blende auf ihrem weiteren Weg den Lichtstrahl für die Photo diode 12 wieder freigibt.
Wird nun die Photodiode 11 gesperrt, so entsteht am Ausgang des Verstärkers A1 eine Schaltspannung, welche das Relais R über den wieder geschlossenen Kontakt s1 des Relais S zum Anziehen bringt. Dadurch wird der Kontakt)-2 unterbrochen, die Lampe L2 erlischt, und über den nunmehr geschlossenen Kontakt r3 kommt die Lampe L1, welche dem Skalabereich erst, zugeordnet ist, zum Aufleuchten. Gleichzeitig hält sich das Relais R über den Kontakt r1 selbst, so dass auch, nachdem die Blende den Lichtstrahl zur Photodiode 11 wieder freigibt, die Lampe L1 angezündet bleibt.
Die Lampe L1 erlischt erst wieder, wenn die Blende auf ihrem Rückweg wiederum die Photodiode 12 unterbricht, dadurch das Relais S zum Anziehen bringt und über den nun geöffneten Kontakt s1 die Zuleitung zum Relais R unterbricht.
Bewegt sich die Blende 5 in Fig. 4 nach unten, so ergeben sich in derselben Reihenfolge sinngemäss die bereits beschriebenen Vorgänge, nur dass diesmal für den Bereich t2-e2 die Lampe Ls aufleuchtet, sobald die Blende den Lichtstrahl zwischen der Lampe 9 und der Photodiode 14 unterbricht.
Der Übersicht halber wurde jeder Photodiode ein Verstärker und ein Relais zugeordnet. Es ist klar, dass die Zahl dieser Elemente durch entsprechende Schaltvorkehrungen herabgesetzt werden kann, ohne dass das Funktionsprinzip verletzt wird.
Die Photodioden im vorliegenden Ausführungsbeispiel können natürlich auch durch andere Signalgeberelemente wie elektro-induktive, elektro-statische und pneumatische Geber ersetzt werden. Die Erfindung wird sich überall dort bewähren, wo es gilt, von einem Messinstrument aus berührungsfrei eindeutige Signalimpulse abzugeben.