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Photoelektrische Meßanordnung Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zur feinstufigen Messung von Breiten oder Längen.
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Für derartige Anordnungen ist es bekanntgeworden, mehrere Photozellen
oder Photowiderstände sowie gegenüberliegende Lichtquellen anzuordnen, so daß einzelne
Lichtschranken entstehen. Die Genauigkeit einer solchen Anordnung wird durch die
natürliche Breite der Photozellen bzw. Photowiderstände begrenzt. Damit scheidet
eine derartige Meßanordnung für viele Probleme, insbesondere für die Sortierung
innerhalb geringer Toleranzen, aus.
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Eine andere bekannte Anordnung besteht aus einer langgestreckten
Photozelle oder einer einfachen Photozelle mit vorgesetzter Weitwinkeloptik. Hierbei
werden stetig die Helligkeitsänderungen bei verschiedenen Graden der Abdeckung registriert.
Eine derartige Anordnung muß dann ungenau arbeiten, wenn Trübungen des Lichtweges
auftreten können. Außerdem werden Helligkeitsabsenkungen der Lichtquelle oder Alterungserscheinungen
der photoelektrischen Anordnung als unterschiedliche Meßergebnisse bezüglich des
Prüfvorganges festgehalten.
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Weiterhin sind zwei Einrichtungen bekanntgeworden, die rein äußerlich
eine gewisse Ähnlichkeit mit vorliegender Erfindung haben, sich jedoch grundsätzlich
im Aufbau und in der Wirkungsweise von dieser unterscheiden. So wird in der USA.-Patentschrift
1 997 973 eine photoelektrische Zelle beschrieben, die folgendermaßen aufgebaut
ist: Auf eine Trägerschicht aus Glas ist eine Platinschicht aufgebracht, in welche
eine oder mehrere durchgehende mikroskopisch feine Zickzacklinien eingeschnitten
sind, so daß die Platinschicht hierdurch zunächst in zwei Bereiche unterteilt ist.
Diese feine Zickzacklinie wird mit Selen gefüllt. Weitere von der Zickzacklinie
abgehende Schlitze in der einen Platinschicht sind mit Isoliermaterial versehen,
wobei diese so entstehenden Einzelfelder mit entsprechenden Anschlüssen verbunden
werden. In ähnlicher Weise ist nach der USA.-Patentschrift 2 487 865 beispielsweise
eine Metallfolie mit einer isolierenden Plastikfolie verbunden. Eine gewisse Zahl
von Einschnitten in dieser Folie ist mit Selen gefüllt. Jede einzelne Selenzelle
steuert ein zugehöriges Gerät, z. B. eine mit farbiger Tinte gefüllte I;eder.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine photoelektrische Anordnung
zur feinstufigen Messung von Breiten oder Längen, insbesondere zur Sortierung, und
ist dadurch gekennzeichnet, daß eine langgestreckte aus einem Einkristall bestehende
Photowiderstandsanordnung vorgesehen ist mit auf der ganzen Länge aufgebrachten
Kontaktschichten, von denen mindestens eine feinstufig unterteilt und deren andere
unterteilt oder durchgehend ist.
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Diese Ausführung, nämlich der als Einkristall gezogene Photowiderstand,
ist aber für die Wirkungsweise von entscheidender Bedeutung. Einerseits werden durch
diese Lösung die obenerwähnten Nachteile vermieden, andererseits wird eine Reihe
von Vorteilen erlangt. So erhält man beispielsweise infolge des Einkristall aufbaues
gegenüber den in mikroskopisch feinen Schlitzen oder Lücken eingebrachten Selenbereichen
einen sehr viel größeren photoelektrischen Strom, eine erhebliche Steigerung der
Empfindlichkeit und eine Erhöhung der Meßgenauigkeit um mindestens eine bis zwei
Zehnerpotenzen.
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Die Zeichnung zeigt das an einem Ausführungsbeispiel näher. Mit 1
ist ein langgestreckter Einkristall dargestellt, der etwa aus Kadmiumsulphid gezogen
ist.
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Mit a ist die Länge dieses Photowiderstandes bezeichnet. 2 ist die
eine durchgehende, aufgedampfte oder aufgespritzte Kontaktschicht. Dies e Aufbringungs
arten sind nicht zwingend, aber zweckmäßig. 3 ist die feinstufig unterteilte andere
Kontaktschicht. Die Unterteilung kann in einfacher Weise derart hergestellt werden,
daß man zunächst eine durchgehende Schicht aufdampft und nachträglich durch nebeneinander
angebrachte Ritze eine galvanische Trennung der verbleibenden Schichtlamellen vornimmt.
Zu jeder einzelnen Lamelle wird nun ein Kontaktanschluß hingeführt. Mit der Schicht
2 ist ein einzelner Zuführungskontakt verbunden. Je nachdem, wieweit längs der Breite
a eine Beleuchtung vorgenommen wird, werden die einzelnen durch die Lamellen, die
Photowiderstandsstrecke und die durchgehende Schicht 2 gebildeten Stromkreise nach
Art hintereinander angebrachter Schalter geöffnet oder geschlossen. Sind beide Schichten
unterteilt, so sind gegenüberliegende Lamellen einander zugeordnet. Jeder einzelne
dieser Stromkreise ist nur dadurch bestimmt, ob die ihm zugeordnete Widerstandsstrecke
des Kristalles 1 leitend oder nichtleitend ist. DieUnterteilung hängt praktisch
nur davon ab, ob genügend
kleine Stromzuführungen vorgesehen werden
können.
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Man kommt durchaus zu -einer Unterteilung von der Größenordnung 1/ioo
mm.
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Jedem dieser Stromkreise kann ferner ein nachgeschalteter Verstärker
zugeordnet werden. Im Falle einer durchgehenden Schicht bildet diese dann das Nullpotential.
Man erreicht mit einer derartigen Anordnung einerseits praktisch die Genauigkeit
eines stetigen Meßgerätes und vermeidet andererseits die Ungenauigkeiten von solchen
Anordnungen, die nicht nach dem Schwellwertprinzip arbeiten. Man kann auch eine
Photozelle verwenden, deren eine Elektrode entsprechend feinstufig unterteilt ist.
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Man wird eine derartige Anordnung zur Sortierung gefertigter Objekte
verwenden, deren Fertigungs-
genauigkeit eine bestimmte Toleranzgrenze nicht überschreiten
darf.