CH409451A - Belichtungsmesser - Google Patents

Description

  
 



  Belichtungsmesser
Die Erfindung bezieht sich auf einen Belichtungsmesser, bei dem als lichtempfindliches Organ ein Photowiderstand verwendet ist, der im batteriegespeisten Stromkreis eines, die Beleuchtungsstärke am Photowiderstand anzeigenden Messwerkes liegt.



   Die Verwendung eines Photowiderstandes als lichtempfindliches Organ hat gegenüber einer Photozelle bei Belichtungsmessern den Vorteil, dass ein grösserer Helligkeitsbereich erfasst werden kann.



  Photowiderstände haben jedoch die Eigenschaft, dass sich ihr Widerstandswert mit logarithmisch zunehmender Beleuchtungsstärke weit überlinear verringert. Dadurch ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten bei der Anzeige des Messwerkes, welches mit logarithmisch zunehmender Beleuchtungsstärke überproportional anwachsende Ausschläge macht.



   Bei den bekannten Belichtungsmessern der eingangs definierten Art werden nichtlineare Skalen verwendet, deren Teilung mit zunehmender Beleuchtungsstärke weiter wird. Da sich hierbei jedoch Skalen ergeben, die im Bereich niedriger Beleuchtungsstärken schwer ablesbar sind und ausserdem für einen gegebenen Messbereich sehr gross sein müssen, wurde bei bekannten Belichtungsmessern mit dem Messwerk und dem Photowiderstand ein konstanter Vorwiderstand in Reihe geschaltet, der das Anwachsen der Stromstärke im Stromkreis des Messwerkes bei zunehmender Beleuchtungsstärke begrenzt. Ferner ist es zusätzlich bekannt, zum Verhindern eines übermässigen Anwachsens des Ausschlages des Messwerkes bei grossen Beleuchtungsstärken vor dem Photowiderstand einen wahlweise benützbaren, lichtschwächenden Filter vorzusehen.

   Beide Massnahmen führen jedoch nicht zu einer auch nur annähernd linearen Abhängigkeit zwischen der logarithmisch wachsenden Beleuchtungsstärke am Photowiderstand und dem Messwerkausschlag. Um wenigstens eine einigermassen übersichtliche Skala zu bekommen, ist es daher erforderlich, noch ein mechanisches Kurvengetriebe vorzusehen, das eine   Annähen mg    an eine lineare Abhängigkeit bringt. Dadurch wird der Aufbau des Belichtungsmessers sehr kompliziert.



   Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass dem Stromkreis des Messwerkes ein nichtlinearer Widerstand derart zugeschaltet ist, dass sich eine wenigstens angenähert lineare Abhängigkeit zwischen der logarithmisch wachsenden Beleuchtungsstärke am Photowiderstand und dem Messwerkausschlag ergibt.



   Bei Kenntnis der Funktion, nach der die Anderung des Photowiderstandes von der Beleuchtungsstärke abhängt, ist es ohne weiteres möglich, einen nichtlinearen Widerstand, das heisst einen Widerstand, dessen Widerstandswert sich mit der Grösse des ihn durchfliessenden Stromes ändert, mit einer solchen Charakteristik zu wählen, dass der Ausschlag des Messwerkes im wesentlichen linear von der logarithmisch zunehmenden Beleuchtungsstärke am Photowiderstand abhängt. Damit ist es möglich, am Messwerk eine Skala mit linearer Teilung zu verwenden, die auch bei niedrigen Beleuchtungsstärken gut ablesbar ist. Ferner lässt sich bei einem Messwerk mit gegebenem Maximalausschlag ein grosser Messbereich erfassen. Ein mechanisches Kurvengetriebe zum Linearisieren der Abhängigkeit zwischen der Beleuchtungsstärke und dem Messwerkausschlag kann entfallen oder zumindest eine sehr einfache Ausbildung aufweisen.

   Auch die Getriebe zum Übertragen der Anzeigebewegung des Messwerkes auf eventuell vorhandene zusätzliche Rechenwerke, beispielsweise zum Bestimmen von Filterfaktoren oder Kontrastkorrek  turen, können sehr einfach gestaltet werden. Infolge der linearen Abhängigkeit des Messwerkausschlages von der logarithmisch wachsenden Beleuchtungs stärke, kann das Messwerk auch ohne weiteres so ausgelegt werden, dass es über seinen ganzen Ausschlagbereich eine sehr grosse Empfindlichkeit besitzt und dementsprechend genau anzeigt. Das Messwerk selbst ist mechanisch sehr einfach aufgebaut. Schliesslich ergibt sich noch der besondere Vorteil, dass der nichtlineare Widerstand auch die unvermeidlichen, auf Temperatureinflüsse und Vebrauchserscheinungen zurückzuführenden Schwankungen der Batteriespannung in weiten Grenzen selbsttätig ausgleicht.



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt den im Zusammenhang mit der Erfindung stehenden Teil der Schaltung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Belichtungsmessers.



   Die in der Zeichnung dargestellte Belichtungsmesserschaltung enthält als Stromquelle eine Batterie B, deren Spannung U beispielsweise 1,35 V beträgt.



  Mit der Batterie B in Serie geschaltet ist ein Photowiderstand FW, der im Sinn der Pfeile A mit dem zu messenden Licht beleuchtbar ist. Der Batteriestromkreis enthält ferner ein Messgerät M, das in der Regel als Drehspulmessgerät ausgebildet ist. Das Messgerät M zeigt auf einer Skala S die auf Anderungen der Beleuchtung A am Photowiderstand FW zurückzuführenden Stromänderungen an.



   Da der Widerstandswert des Photowiderstandes FW mit logarithmisch zunehmender Beleuchtungsstärke überlinear abfällt, müsste   dieSkalaSbei    niedrigen Beleuchtungswerten eine sehr kleine Teilung haben, die mit zunehmender Beleuchtung wesentlich grösser wird. Um dies zu vermeiden, ist dem Stromkreis ein nichtlinearer Widerstand zugeschaltet, der die überlineare Änderung des Photowiderstandes so ausgleicht, dass sich wenigstens angenähert eine lineare Abhängigkeit zwischen der logarithmisch wachsenden Beleuchtungsstärke am Photowiderstand und dem Ausschlag am Messwerk M ergibt. Bei dem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist als nichtlinearer Widerstand eine Diode D, zweckmässig eine Germaniumdiode, vorgesehen, die zum Messwerk M parallel geschaltet ist.

   Die Diode D hat die Eigenschaft, dass sich ihr Widerstand mit zunehmender Stromstärke verringert. Infolge der Parallelschaltung der Diode D zum Messwerk M kann somit erreicht werden, dass sich bei logarithmisch steigender Beleuchtung A am Photowiderstand FW und somit überlinear steigender Stromstärke im Batteriestromkreis am Messwerk M trotzdem nur ein lineares Anwachsen des Ausschlages ergibt. Die Skala S kann dadurch eine im wesentlichen lineare Teilung besitzen.



   Bei der Schaltung nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ergeben sich darüber hinaus sehr einfache Möglichkeiten des Abgleichs. Zweckmässigerweise ist mit der Diode D ein Abgleichswiderstand R1 in Reihe geschaltet, der zum Abgleich bei hohen Beleuchtungsstärken dient. Zum Abgleich bei mittleren und niedrigeren Beleuchtungsstärken ist zweckmässigerweise ferner ein Anpassungsvierpol vorgesehen, der aus Widerständen R2 und   RQ    besteht. Der Widerstand R2 ist zum Messwerk M parallel geschaltet, während der Widerstand   R,    in Reihe mit dem Messwerk liegt. Zum Erleichtern des Abgleichs können einzelne oder alle der Widerstände R1-R3 einstellbar sein. Durch entsprechendes Auswählen und/oder Einstellen der Widerstände lässt sich ein ausgezeichneter Abgleich auf einfache Weise verwirklichen.



   Der Widerstand zum Abgleich bei hohen Beleuchtungsstärken, bei denen der Photowiderstand FW einen kleinen Widerstandswert besitzt, ist verhältnismässig niederohmig, während die Widerstände   Re    und   Rs    entsprechend hochohmig sind. Als besonders zweckmässig ist ein Verhältnis der Widerstände   R1 : Rs :    R3 von etwa 3 : 50 : 100 anzunehmen. Bei einer Batteriespannung U = 1,35 V sollen die Widerstandswerte etwa betragen   R1    = 300 Q, R2 = 5000 Q und R3 =
10000 Q.



   Die Verwendung einer Diode ergibt im Zusammenhang mit der Erfindung insofern noch eine gewisse Schwierigkeit, als der Widerstand einer Diode nicht nur von der Stromstärke, sondern auch von der Temperatur abhängig ist. Der Widerstand einer Diode fällt mit steigender Temperatur. Eine richtige Zuordnung des Messwerkausschlags zu den Beleuchtungsstärken lässt sich daher strenggenommen nur für eine bestimmte Diodentemperatur sicherstellen.



   Um diese Schwierigkeit zu umgehen, ist nach einer zweckmässigen Weiterbildung der Erfindung zum Kompensieren der Temperaturabhängigkeit des Diodenwiderstandes ein Heissleiterwiderstand HL vorgesehen, der zweckmässig mit dem Messwerk M in Reihe geschaltet ist. Ein solcher Heissleiterwiderstand hat dieselbe Temperaturcharakteristik wie eine Diode, das heisst, dass sein Widerstandswert mit steigender Temperatur ebenfalls fällt und umgekehrt. Da bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel die Diode D parallel und der Heissleiterwiderstand HL in Serie zum Messwerk M liegt, gleichen sich die Temperatureinflüsse gegenseitig aus, so dass die Anzeige am Messwerk M von der Umgebungstemperatur weitgehend unabhängig ist.



   Eine vollkommene Kompensierung der Temperaturabhängigkeit des Diodenwiderstandes mittels eines Heissleiters ist allerdings nicht möglich. Der Diodenwiderstand ist nämlich in umso geringerem Masse temperaturabhängig, je grösser der durch die Diode fliessende Strom ist und umgekehrt. Eine solche Abhängigkeit ist bei einem Heissleiterwiderstand nicht vorhanden. Bei der praktischen Ausführung eines Belichtungsmessers kann der Heissleiter daher nur im Bereich grösserer Beleuchtungsstärken vollkommen die Temperaturabhängigkeit der Diode kompensieren.



  Um auch einen Ausgleich bei niedrigeren Beleuchtungsstärken und entsprechend schwachen Strömen zu erreichen, ist vorteilhafterweise zusätzlich zum Heissleiterwiderstand HL am Messwerk M eine Bimetalleinrichtung Bi angeordnet, die eine 0-Punkt-Verschie  bung des Messwerks bewirkt, welche bei allen Beleuchtungsstärken etwa gleich wirkt, also die Heissleiterwirkung bei den geringen Beleuchtungsstärken in besonders ins Gewicht fallendem Masse unterstützt.



   Um den Einfluss der Bimetalleinrichtung auf niedrige Beleuchtungsstärken und entsprechend kleine Ströme zu beschränken, kann das Messwerk auch, z. B. durch nichtlineare Feldgestaltung, derart ausgelegt werden, dass sich die durch die Bimetalleinrichtung bewirkte 0-Punkt-Verschiebung im Bereich niedriger Beleuchtungsstärken in höherem   Masse    auswirkt als bei grösseren Beleuchtungsstärken.



   Die Erfindung ist nicht auf das gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere wäre grundsätzlich auch die Verwendung anderer nichtlinearer Widerstände denkbar, die je nach ihrer Charakteristik so in den Stromkreis des Messwerks M eingeschaltet werden müssen, dass sich eine Linearisierung der Abhängigkeit des Messwerkausschlages von der logarithmisch wachsenden Beleuchtungsstärke am Photowiderstand ergibt. Zum Abgleich wäre es auch möglich, einen Widerstand des Anpassungsvierpols durch eine entsprechende 0-Punkt-Einstellung des Messwerks M zu ersetzen.



   Ein besonderer Vorteil der gezeigten Schaltung besteht noch darin, dass ein Batterieprüfkreis vorgesehen sein kann, der den Photowiderstand durch einen Festwiderstand überbrückt, ansonst aber die Schaltung unverändert lässt. Dadurch werden etwaige Temperatureinflüsse auch beim Prüfen der Batterie kompensiert. Ausserdem wird die Batterie bei hohen Stromstärken geprüft, was dem Betriebszustand entspricht.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Belichtungsmesser, bei dem als lichtempfindliches Organ ein Photowiderstand verwendet ist, der im batteriegespeisten Stromkreis eines, die Beleuchtungsstärke am Photowiderstand anzeigenden Messwerkes liegt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stromkreis des Messwerks ein nichtlinearer Widerstand derart zugeschaltet ist, dass sich eine wenigstens angenähert lineare Abhängigkeit zwischen der logarithmisch wachsenden Beleuchtungsstärke am Photowiderstand und dem Messwerkausschlag ergibt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Belichtungsmesser nach Patentanspruch, dadurch gekenzeichnet, dass als nichtlinearer Widerstand eine zum Messwerk parallel geschaltete Diode vorgesehen ist.

   2. Belichtungsmesser nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem nichtlinearen Widerstand ein Abgleichswiderstand vom Wert R1 zum Abgleich bei hohen Beleuchtungsstärken in Reihe geschaltet ist.

   3. Belichtungsmesser nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass zum Abgleich bei mittleren und niederen Beleuchtungsstärken ein Anpassungsvierpol mit einem zum Messwerk parallel geschalteten Widerstand vom Wert R, und einem mit dem Messwerk in Reihe geschalteten Widerstand vom Wert R8 vorgesehen ist.

   4. Belichtungsmesser nach den Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Widerstände (R1-R8) einstellbar ist.

   5. Belichtungsmesser nach den Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte der drei genannten Widerstände R1 : R2 : R3 sich etwa verhalten wie 3 : 50 : 100.

   6. Belichtungsmesser nach den Unteransprüchen 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Batteriespeisung von 1,35 V die Werte der Widerstände R1 = 300 Q, R, = 5000 Q und R6 = 10 000 Q betragen.

   7. Belichtungsmesser nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kompensieren der Temperaturabhängigkeit des Diodenwiderstandes ein Heissleiterwiderstand vorgesehen ist, der zweckmässig mit dem Messwerk in Reihe geschaltet ist.

   8. Belichtungsmesser nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Heissleiterwiderstand zum Kompensieren der Temperaturabhängigkeit des Diodenwiderstandes am Messwerk eine Bimetalleinrichtung angeordnet ist, die eine 0-Punkt-Verschiebung bewirkt, welche bei allen Beleuchtungsstärken etwa gleich wirkt, und bei geringen Beleuchtungsstärken gegenüber der Kompensation durch den Heissleiterwiderstand besonders ins Gewicht fällt.

   9. Belichtungsmesser nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Messwerk, z. B. durch nichtlineare Feldgestaltung, derart ausgelegt ist, dass sich die durch die Bimetalleinrichtung bewirkte 0-Punkt-Verschiebung im Bereich niedriger Beleuchtungsstärken in höherem Masse auswirkt als bei grösseren Beleuchtungsstärken.

   10. Belichtungsmesser nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand des Anpassungsvierpols durch eine entsprechende 0-Punkt Einstellung des Messwerkes ersetzt ist.

   11. Belichtungsmesser nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Batterieprüfkreis vorgesehen ist, bei dem lediglich der Photowiderstand durch einen Festwiderstand überbrückt ist.