DE1011154B - Lichtelektrische Abtastvorrichtung fuer Mess- oder Anzeigegeraet mit kurzem Messweg - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lichtelektrische Abtastvorrichtung für Meß- oder Anzeigegeräte mit kurzem Meß weg, insbesondere Leuchtbildneigungswaagen, die für einstellbare Meß- oder Anzeigewerte mit Hilfe eines oder mehrerer lichtelektrischer Impulsgeber, ζ. Β. Fotozellen, elektrische Steuerimpulse auslösen, indem das von einer Lichtquelle ausgehende Licht unter Zwischenschaltung optischer Mittel und beeinflußt durch die zu bestimmende Meßgröße auf das lichtelektrische Steuerorgan geführt ist, und bei welcher zur Erzielung eines trennscharfen Steuerimpulses die Lichtquelle, die Blende, die die Blende abbildenden optischen Mittel und das lichtelektrische Steuerorgan derart am nicht beweglichen Teil des Meß- oder Anzeigegerätes angeordnet sind, daß im Zusammenwirken mit einem in an sich bekannter Weise am beweglichen System des Meß- oder Anzeigegerätes angebrachten optischen Mittel in dem Augenblick, in welchem das bewegliche System die durch die für die Auslösung des Steuervorganges ao maßgebende Meßgröße bestimmte Stellung durchläuft, eine scharfe Abbildung der Blende in die wirksame Fläche der lichtelektrischen Zelle erfolgt nach Patent 957 349. Beim Gegenstand des Hauptpatents erfolgt die Abbildung der Anzeigeskala und die Steuerung durch zwei verschiedene optische Systeme, was zu Genauigkeitsminderungen infolge von Verbiegungen, Wärmedehnungen, Spiel od. dgl. führen kann.

Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß die den einstellbaren Meß- oder Anzeigewerten entsprechenden optischen Steuermarken durch dasselbe Projektionssystem, das auch die Anzeigeskala der Waage auf der Mattscheibe entwirft, abgetastet, mit optischen Mitteln, beispielsweise Spiegeln, aus dem gemeinsamen Strahlengang herausgenommen und auf eine oder mehrere lichtelektrische Zellen zur Wirkung gebracht werden.

Die Steuermarken werden beispielsweise auf einem Streifen neben der Anzeigeskala angebracht. Die Auswahl des Skalenwertes, der einen Schaltimpuls veranlassen soll, erfolgt bei Leuchtbildneigungswaagen zweckmäßig mit Hilfe der optischen Tariereinrichtung, die beispielsweise mit einer um eine in der Verlängerung der Drehachse des Pendels liegenden Achse im Ausmaß des Bereichs der Skala schwenkbar angeordnet sein kann. Mit einer solchen Einrichtung kann man den gewünschten Abschaltpunkt auf der negativen Skala einstellen und den Schaltimpuls auslösen lassen, sobald die in diesem Falle zweckmäßig in der Nähe des Skalennullpunktes angeordnete Steuermarke die Nullposition der Waage erreicht. Dieses an sich sehr einfache Verfahren findet seine Anwendungsbegrenzung jedoch darin, daß der Lichtelektrische Abtastvorrichtung

für Meß- oder Anzeigegerät

mit kurzem Meßweg

Zusatz zum Patent 957 349

Anmelder:

Carl Schenk Maschinenfabrik G.m.b.H.,
Darmstadt, Landwehrstr. 55

Dipl.-Phys. Andreas Soeder, Darmstadt-Eberstadt,
■ ist als Erfinder genannt worden

negative Skalenbereich meist kleiner ist als der Wägebereich. (Man arbeitet häufig mit 60 °/o des positiven Skalenbereiches.) Um trotzdem den gesamten Wägebereich erfassen zu können, müssen zwei oder mehr um eine bestimmte Strecke auseinanderliegende Steuermarken angebracht werden.

Zur Vermeidung von Fehlschaltungen infolge einer Einwirkung mehrerer Steuefmarken bei einem Meßvorgang müssen jeweils alle Impulse außer einem unterdrückt werden. Die Auswahl der freizugebenden oder zu unterdrückenden Steuermarkenimpulse kann durch Schrittschalter, die erst nach einem oder mehreren empfangenen Impulsen einen Steuerimpuls auslösen, oder ähnliche Schaltmittel, z. B. elektronische Schaltelemente, wie Flip-Flop-Zähler od. dgl., erfolgen. Man kann aber auch die Steuermarken in verschiedenen Bahnen anordnen. In diesem Falle ist der jeweilige Schaltpunkt durch Verschieben von Blenden und/oder durch Verwendung mehrerer lichtempfindlicher Zellen, und zwar jeweils eine Zelle für jede Steuermarke, festzulegen.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen für eine Leuchtbildwaage als Ausführungsbeispiel erläutert. In der Zeichnung stellt

Abb. 1 den Strahlengang und

Abb. 2 die Leuchtbildskala mit zwei Steuermarken dar.

Das von der Lichtquelle 1 ausgesandte Licht wird im Kondensor 2 gebündelt und durchdringt ein Diapositiv 3, das zwecks doppelseitiger Meßwertanzeige zwei Skalen 31 und 32 (Abb. 2) trägt. Die Teilung ist

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in den negativen Bereich bis zu 60 % des Meßbereichs erweitert. Für die lichtelektrische Schaltung wird der Gesamtskalenbereich durch Anordnung von zwei Steuermarken 6 und 7 erfaßt, wobei die erste beispielsweise bei 50% des positiven Skalenbereichs, die zweite beim Skalennullpunkt angeordnet ist. Die Steuermarken befinden sich in der oberen bzw. in der unteren Hälfte eines zwischen den beiden Skalen 31 und 32 liegenden neutralen Streifens. Durch die versetzte Anordnung der Steuermarken werden Fehl-Schaltungen vermieden, wenn man durch geeignete Blenden 12 eine vorher festgelegte Zuordnung zwischen Schaltmarke 7 und Fotozelle 11 herstellt. Das Skalenbild wird mit Hilfe des Objektivs 8 auf die Mattscheibe 9 projiziert. Dagegen wird das Lichtband, in welchem die Steuermarken erscheinen, mit einem Spiegel 10 aus dem Strahlenbündel herausgespiegelt und auf eine Fotozelle 11 gelenkt, die hinter einer Blende 12 angeordnet ist. Im zeichnerisch dargestellten Fall ist das der Steuermarke 7 zugeordnete Strahlenbündel herausgespiegelt. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist nur eine Fotozelle mit einer feststehenden Blende gezeichnet. In Wirklichkeit sind jedoch entweder zwei Fotozellen mit je einer festen Blende angeordnet, welche elektrisch umgeschaltet werden, oder eine Fotozelle mit einer verschiebbaren Blende, um entweder die Steuermarke 6 oder die Steuermarke 7 wirksam werden zu lassen.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist an zwei Zahlenbeispielen erläutert:

1. Der Abschaltpunkt liegt- bei weniger als 60% des Meßbereichs, z.B. bei 43%. Durch die optische Tariereinrichtung wird die Projektionsoptik 1,2, 8 auf minus 43 % eingestellt und die Blende 12 so eingestellt, daß die Steuermarke 7 auf die Fotozelle 11 wirkt. Wenn beim Einspielen des Meßgliedes das Bild der Steuermarke über den Blendschlitz der Fotozelle hinweggleitet, wird ein Impuls ausgelöst, der für irgendwelche S teuer auf gaben verwendet werden kann.

2. Der Abschaltpunkt liegt z. B. bei 76% des Meßbereichs, geht also über 60% hinaus. Die Projektionsoptik 1, 2, 8 wird hierbei auf 50 — 76 = —26% eingestellt und die Blende 12 nach rechts verschoben, so daß die Steuermarke 6 beim Einspielen des Meßgliedes mittels der Fotozelle 11 den Schaltimpuls auslöst. Um das eingestellte'Gewicht unmittelbar ablesen zu können, ist ein zusätzliches Anzeigefenster vorgesehen, auf dem in Leuchtziffern der Wert für 50% des Meßbereichs erscheint. Der Schalter für die Zusatzanzeige ist mit dem Meßbereichsumschalter (Einrichtung zum Verschieben der Blende 12) gekoppelt. Es ist natürlich nicht erforderlich, die Steuermarke 6 genau auf 50% des Meßbereichs zu legen; man wird sie vielmehr so anordnen, daß die Zusatzanzeige eine runde Zahl ergibt.

Eine besonders einfache Konstruktion der Projektionseinrichtung ergibt sich, wenn die Leuchtbildanzeigeskala und die Steuermarken auf verschiedenen Seiten des Skalenträgers angeordnet sind, so daß sie um die Materialdicke des Diapositivs 3 auseinanderliegen. Dabei ordnet man zweckmäßigerweise die Steuermarke in größerer Entfernung vom Objektiv an als die Anzeigeskala, so daß der Lichtweg bis zum scharfen Bild der Marke kürzer ist als der Weg zur Mattscheibe. Infolge des kürzeren Lichtweges kann dann nämlich die fotoelektrische Steuereinrichtung bequem im Meßgerätgehäuse untergebracht werden.

Wenn solche fotoelektrischen Schalteinrichtungen zur automatischen Steuerung von Füllvorgängen ver-

wendet werden sollen, ist es häufig notwendig, die Abschaltung in zwei Stufen (Vor- und Hauptimpuls) auszuführen. Diese Aufgabe läßt sich mit der erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch lösen, daß man für jede Steuermarke zwei hintereinandergeschaltete Fotozellen verwendet oder eine an sich bekannte Spiegel- bzw. Blendenanordnung einschaltet, die das Abbilden der Steuermarke auf eine Fotozelle zweimal nacheinander und damit das Auslösen von zwei zeitlich auseinanderliegenden Steuerimpulsen bewirkt. Wie ersichtlich, können auf diese Weise auch mehr als zwei Impulse von einer Steuermarke ausgelöst werden.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Lichtelektrische Abtastvorrichtung für Meßoder Anzeigegeräte mit kurzem Meßweg, insbesondere Leuchtbildneigungswaagen, die für einstellbare Meß- oder Anzeigewerte mit Hilfe eines oder mehrerer lichtelektrischer Impulsgeber, ζ. Β. Fotozellen, elektrische Steuerimpulse auslösen, indem das von einer Lichtquelle ausgehende Licht unter Zwischenschaltung optischer Mittel und beeinflußt durch die zu bestimmende Meßgröße auf das lichtelektrische Steuerorgan geführt ist, und bei welchem zur Erzielung eines trennscharfen Steuerimpulses die Lichtquelle, die Blende, die die Blende abbildenden optischen Mittel und das lichtelektrische Steuerorgan derart am nicht be- weglichen Teil des Meß- oder Anzeigegerätes angeordnet sind, daß im Zusammenwirken mit einem in an sich bekannter Weise am beweglichen System des Meß- oder Anzeigegerätes angebrachten optischen Mittel in dem Augenblick, in welchem das bewegliche System die durch die für die Auslösung des Steuervorganges maßgebende Meßgröße bestimmte Stellung durchläuft, eine scharfe Abbildung der Blende in die wirksame Fläche der lichtelektrischen Zelle erfolgt nach Patent 957 349, dadurch gekennzeichnet, daß die den einstellbaren Meß- oder Anzeigewerten entsprechenden optischen Steuermarken durch dasselbe Projektionssystem, das auch die Anzeigeskala der Waage auf der Mattscheibe entwirft, abgetastet, mit optischen Mitteln, beispielsweise Spiegeln, aus dem gemeinsamen Strahlengang herausgenommen und auf eine oder mehrere lichtelektrische Zellen zur Wirkung gebracht werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am bewegten Meß- oder Anzeigeglied mehrere Steuermarken angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch versetzt angeordnete Steuermarken (6 und 7) und mindestens eine, vorzugsweise verschiebbare Blende (12, Bereichserweiterung) zum Herstellen einer eindeutigen Zuordnung zwischen einer vorher festgelegten Steuermarke und einem lichtelektrischen Element (11).

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Umschaltvorrichtung bzw. Schrittschalter, Flip-Flop-Zähler od. dgl., welche die Auswahl einer vorbestimmten Steuermarke vornimmt und dadurch die gegenseitige Zuordnung zwischen Steuermarke und lichtelektrischem Element (11) herstellt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermarken so angeordnet sind, z.B. auf verschiedenen Seiten des

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Skalendiapositivs (3), daß die Lichtwege bis zum scharfen Bild der Anzeige und der Steuermarken verschieden lang sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch Spiegel, Blenden und lichtelektrische Zellen, die so angeordnet sind, daß eine Steuermarke mehrere zeitlich auseinanderliegende Impulse auslöst.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Vorrichtung an Leuchtbildneigungswaagen der Schaltpunkt für einen oder mehrere Steuerimpulse mittels einer an sich bekannten optischen Taraausgleichsvorrichtung auf der Negativskala einer Meßwertanzeige einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine vom Schalter für die Bereichserweiterung mit betätigte Zusatzanzeige, die den Skalenwert anzeigt, bei dem die eine Steuermarke (6) angeordnet ist, so daß der wirklich eingestellte Meßwert als Summe von Skalen- und Zusatzanzeige ablesbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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