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.
Pointer measuring device
In metrology, the problem often arises of certain scale ranges of a measuring instrument
To transmit signal or control devices. It is known to use the pointer of the instrument directly as a pulse generator in such cases, for example in such a way that it interrupts a light beam existing between a lamp and a light-sensitive cell at certain points on its path and thus triggers an electrical pulse. The latter can then be used, for example, to actuate a relay, which in turn acts on other elements such as lamps, etc.
If, for example, lamps of different colors are assigned to the different scale areas, the pointer will trigger an impulse when it passes over the transition point between two adjacent areas, which is used to switch over the corresponding signal lamps. When the pointer returns, the generated pulse causes the lamps to switch again, this time in the opposite direction.
If the described rhythm is to be clearly maintained, the pointer must pass through the light beam completely, because this is the only way to generate a second pulse on the following return. But if the pointer stops in the light beam itself, i. H. its turning point coincides with the limit value. a first signal pulse is triggered, but a second does not occur when the pointer returns, and the switching rhythm cannot be maintained. It then appears that the wrong lamp lights up for the scale area in which the pointer returns or, in controls, a wrong control element is actuated. This disadvantage is very troublesome, and the object of the invention is to remedy it.
The invention relates to a pointer measuring device with at least one signal generator group controlled by the pointer without contact, the relative movement between the pointer and the signal generator group, at least in one pointer position, causing a signal, characterized in that the signal generator group has two switching elements which directly operated one after the other by the pointer.
An embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing.
1 is a schematic side view of an electrical measuring instrument with a built-in signal;
Figure 2 is a top view of Figure 1;
FIG. 3 is an enlarged section a-a through FIG. 1.
4 shows the electrical circuit of the signaling device.
In FIGS. 1 to 3, 1 schematically denotes the frame of an electrical measuring instrument mounted in housing parts 2. A pointer 3 is attached to the frame 1, the tongue 3a of which plays over a scale 4. The pointer 3 is provided with a rectangular screen 5, the height of which can be seen from FIG. 1 and the width from FIG.
Also arranged to be rotatable about the instrument axis are two levers 6 and 7, which are adjusted in their position relative to the scale 4 and can be held by means not shown, and which each carry a signal group at their ends. The latter consists on the one hand of a light source 9 built into a body 8 with an electrical lead 17 (FIG. 3), on the other hand of two photodiodes 11 and 12, respectively 13 and 14 built into a body 10, with their connections 15 and 16. The light of the lamps 9 can act on the photodiodes through channels 8a provided in the body 8. However, the light beam is interrupted when the diaphragm 5 comes to stand between the light source and photo diode.
The width of the aperture is chosen so that both photodiodes can never be blocked at the same time when the pointer is moved past, but one immediately after the other.
The pulses supplied by the photodiodes can be used in a generally known manner to control signal lamps and secondary circuits. For example, it can be useful to divide the scale area of the instrument into three areas first, in spite of and t2-e2, by levers 6 and 7 fixed in positions O-t1 and O-t2 according to FIG. 2, each of which is assigned a different-colored lamp becomes.
4 shows the example of an electrical connection diagram. The constantly switched on lamps 9 irradiate the four photodiodes 11 to 14 therein. The diaphragm 5 can move, indicated by arrows, so that it cuts through the light connection between the lamps and the photodiodes when moving past.
Each photodiode 11 to 14 controls an amplifier A1-A4. These amplifiers are provided in such a way that they do not supply any output voltage as long as the corresponding photodiode is irradiated.
However, each amplifier gives an output signal when its associated photodiode is not irradiated.
Each amplifier A1 and A4 controls a relay R or U, which is equipped with a holding contact r1 or ul. Each relay also has a normally closed and normally open contact r2, r3 or u2, u1, the switching position of these two contacts causing one of the three lamps of different colors L1, L2 or L3 to light up. The amplifiers A2 and A3 control two relays S and T, each provided with a break contact s1 and t1. The contacts s1 and t1 are connected in the excitation circuit of the relays R and U, so that when the relay S or T is picked up, the relay is excited R or U is turned off.
The state of the diagram applies to the diaphragm position shown: All four photodiodes are irradiated so that no switching voltages occur at the amplifier outputs and the four relays remain in the idle state. The lamp circuit: positive terminal of the battery (not shown) - contact r2 of relay R- lamp L3 - contact u2 of relay U-negative terminal is closed so that lamp L2, which is assigned to the scale range tl-t2, lights up.
If the diaphragm 5 moves upwards in FIG. 4, it first interrupts the photodiode 12. The lamp L2 remains lit for the time being because only the relay S receives current and, with its contact s1, cuts off the supply line to the relay R. However, since the latter was already at rest, nothing changes in the status of the signal lamps. Nothing will change even if the diaphragm releases the light beam for the photo diode 12 again on its further path.
If the photodiode 11 is now blocked, a switching voltage is generated at the output of the amplifier A1, which brings the relay R to the closed contact s1 of the relay S to attract. This interrupts contact) -2, lamp L2 goes out, and lamp L1, which is only assigned to the scale area, lights up via the now closed contact r3. At the same time, the relay R holds itself via the contact r1, so that the lamp L1 remains lit even after the diaphragm releases the light beam to the photodiode 11 again.
The lamp L1 only goes out again when the diaphragm again interrupts the photodiode 12 on its way back, thereby causing the relay S to attract and interrupting the supply line to the relay R via the contact s1 that is now open.
If the diaphragm 5 moves downwards in FIG. 4, the processes already described result in the same sequence, except that this time the lamp Ls lights up for the area t2-e2 as soon as the diaphragm passes the light beam between the lamp 9 and the photodiode 14 interrupts.
For the sake of clarity, an amplifier and a relay have been assigned to each photodiode. It is clear that the number of these elements can be reduced by appropriate switching precautions without the functional principle being violated.
The photodiodes in the present exemplary embodiment can of course also be replaced by other signal transmitter elements such as electro-inductive, electrostatic and pneumatic transmitters. The invention will prove itself wherever it is necessary to emit unambiguous signal pulses from a measuring instrument without contact.