DE1108926B - Device for integrating the time-varying distance between two light marks - Google Patents

Device for integrating the time-varying distance between two light marks

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DE1108926B
DE1108926B DEA23270A DEA0023270A DE1108926B DE 1108926 B DE1108926 B DE 1108926B DE A23270 A DEA23270 A DE A23270A DE A0023270 A DEA0023270 A DE A0023270A DE 1108926 B DE1108926 B DE 1108926B
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Dipl-Phys Peter Von Mathes
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Description

Einrichtung zur Integration des zeitveränderlichen Abstandes von zwei Lichtmarken Die Erfindung beschreibt eine Einrichtung zur Integration des zeitveränderlichen Abstandes von zwei Lichtmarken nach einem Impulszählverfahren. Device for integrating the time-varying interval from two light marks The invention describes a device for integrating the time-varying Distance of two light marks according to a pulse counting method.

Die Integration von Meßgrößen über die Zeit bereitet Schwierigkeiten, wenn die Meßgrößen so klein sind, daß sie zur unmittelbaren Betätigung integrierender Einrichtungen nicht ausreichen. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, wendet man Impulszählverfahren an, die darauf beruhen, daß die Meßgröße einen Spiegel verdreht und dadurch ein beweglicher Lichtzeiger relativ zu einer festen Lichtmarke (Nullmarke) verschoben wird. Beide Lichtmarken werden abwechselnd von einer rotierenden Blende, hinter deren Schlitzen Fotozellen angebracht sind, abgetastet, und zwar in der Weise, daß durch die feste Lichtmarke (Nullmarke) ein Schaltwerk einen Impulsgeber ein-und durch die bewegliche Marke (Meßmarke) dasselbe Schaltwerk den Impulsgeber abschaltet. In der Zwischenzeit zwischen dem Ein- und Ausschalten werden die Impulse durch ein Zählwerk gezählt, und da die Blende mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, wird durch das Zählwerk das Zeitintegral des Meßwertes angezeigt. The integration of measurands over time causes difficulties, when the measured quantities are so small that they are integrating for immediate actuation Facilities are insufficient. To avoid this difficulty, one uses pulse counting methods which are based on the fact that the measured variable rotates a mirror and thereby a Movable light pointer shifted relative to a fixed light mark (zero mark) will. Both light marks are alternately behind a rotating screen whose slots are attached photocells, scanned in such a way that through the fixed light mark (zero mark) a switching mechanism switches a pulse generator on and off by the moving mark (measuring mark) the same switching mechanism switches off the pulse generator. In the meantime between switching on and off, the impulses are switched on Counter is counted, and since the diaphragm rotates at a constant speed, the time integral of the measured value is displayed by the counter.

Dem bekannten Verfahren haften insofern noch Mängel an, als es mehrere Fotozellen benötigt, die außerdem beweglich und mit der Blende rotierend angeordnet sein müssen. Ferner muß für eine strenge Konstanz der Drehgeschwindigkeit des Blendensystems gesorgt werden, wenn Verfälschungen des Meßwertes vermieden werden sollen, es sei denn, man benutze bekanntermaßen als Impulsgenerator einen Kollektor, der starr an das Blendensystem gekoppelt ist. Eine solche Maßnahme ist jedoch mit hohem und kostspieligem Aufwand verbunden. Die bekannte Einrichtung hat ferner den Nachteil, daß die üblichen Spiegelgalvanometer in ihr nicht Verwendung finden können, sondern daß diese speziell der Einrichtung angepaßt sein müssen. - Es ist auch bekannt, den Meßwert in Form eines Lichtbandes veränderlicher Breite einem feststehenden Gitter zuzuführen und die Ausleuchtung des Gitters fotoelektrisch abzutasten. The known method still adheres to defects in that there are several Photocells are required, which are also arranged to be movable and rotating with the aperture must be. Furthermore, for a strict constancy of the rotational speed of the diaphragm system if falsifications of the measured value are to be avoided, it should be because, as is known, a collector is used as a pulse generator, which is rigid is coupled to the panel system. However, such a measure is highly and associated with costly effort. The known device also has the disadvantage that the usual mirror galvanometers cannot be used in it, but that these must be specially adapted to the facility. - It is also known the measured value in the form of a light band of variable width to a fixed one Feed grid and scan the illumination of the grid photoelectrically.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß man mit einer feststehenden Fotozelle auskommt und daß die Konstanz der Drehgeschwindigkeit weniger kritisch ist.This training has the advantage that you have a fixed Photo cell gets by and that the constancy of the rotational speed is less critical is.

Bei dieser Einrichtung macht es jedoch angesichts des relativ kleinen Spiegels des Meßsystems Schwierigkeiten, das aus Gründen der Meßgenauigkeit groß zu wählende Gitter genügend auszuleuchten.With this facility, however, it does, given the relatively small size Mirror of the measuring system difficulties, which are great for reasons of measuring accuracy Illuminate the grid to be selected sufficiently.

Erfindungsgemäß wird daher eine Einrichtung zur Integration des zeitveränderlichen Abstandes zweier Lichtmarken, deren eine ortsfest (Nullmarke) und deren andere (Meßmarke) verschiebbar ist, nach einem Impulszählverfahren vorgeschlagen, bei dem das Licht beider Lichtmarken durch Reflektoren abwechselnd einem lichtempfindlichen, das ImpulszähI-werk beeinflussenden Organ zugeführt wird, wobei zur Erzeugung der beweglichen Lichtmarke der Lichtzeiger eines Meßinstrumentes Verwendung findet, die sich dadurch kennzeichnet, daß die beiden Lichtmarken abwechselnd durch einen rotierenden oder schwingenden Reflektor auf ein feststehendes lichtempfindliches Organ geworfen werden. Es ist also zur Abtastung der beiden Lichtmarken nur noch eine Fotozelle erforderlich, die außerdem fest angeordnet sein kann. Zur Erzeugung der Meßmarke läßt sich überdies ein normales handelsübliches Spiegelgalvanometer benutzen, so daß der Aufwand für die Anordnung sich verringert. According to the invention, therefore, a device for integrating the time-varying Distance between two light marks, one of which is stationary (zero mark) and the other (measuring mark) is displaceable, according to proposed a pulse counting method in which the light Both light marks through reflectors alternately a light-sensitive, the pulse counter influencing organ is supplied, wherein to generate the movable light mark the light pointer of a measuring instrument is used, which is characterized by that the two light marks alternate with a rotating or oscillating one Reflector can be thrown onto a fixed light-sensitive organ. It is so only one photocell is required to scan the two light marks, which can also be fixed. In addition, to generate the measurement mark Use a normal commercial mirror galvanometer, so that the effort for the arrangement is reduced.

Die Erfindung möge an Hand der Zeichnungen erläutert sein: In Abb. 1 ist mit 1 eine Lichtquelle bezeichnet, die eine Lichtmarke2 (Meßmarke) über den Spiegel 3 eines Meßinstrumentes, z. B. eines normalen Spiegelgalvanometers, auf den reflektierenden Schirm 4 wirft. 5 ist eine durch eine Lichtquelle ausgeleuchtete, als Nullmarke dienende Lichtmarke. Der zu Umdrehungen konstanter Frequenz angetriebene Spiegel 6 wirft abwechselnd das Licht der Nullmarke und der Meßmarke auf die Fotozelle 7. Dadurch werden Stromstöße ausgelöst, die das Schaltmittel 8 dazu veranlassen, die Speiseleitung zwischen dem Wechselstromnetz 9 und dem zur Zählung von Wechselstromperioden eingerichteten, zweckmäßig elektronischen Zählwerk 10 abwechselnd zu schließen und zu unterbrechen. Dreht sich der Spiegel 6 im Uhrzeigersinn und wird die Phase des Schließens und Unterbrechens so gewählt, daß das Licht der Nullmarke Schließen und das Licht der Meßmarke Unterbrechen der Speisung des Zählwerks bewirkt, dann entspricht die Anzahl der vom Zählwerk zwischen Schließen und Unterbrechen gezählten Perioden dem Abstand zwischen Nullmarke und Meßmarke. Mit jeder Umdrehung des Spiegels 6 erfolgendes Weiterzählen führt am Zählwerk zu einer Anzeige eines Zeitintegrals des Abstandes zwischen Nullmarke und Meßmarke. The invention should be explained with reference to the drawings: In Fig. 1 is denoted by 1 a light source, which is a light mark2 (measuring mark) on the Mirror 3 of a measuring instrument, e.g. B. a normal mirror galvanometer on the reflective screen 4 throws. 5 is a illuminated by a light source, Light mark serving as a zero mark. The one driven to revolutions of constant frequency Mirror 6 alternately throws the light of the zero mark and the measuring mark onto the photocell 7. This triggers current surges, which cause the switching means 8 to the feed line between the alternating current network 9 and the one for counting alternating current periods furnished, functional electronic Counter 10 alternately to close and interrupt. If the mirror 6 rotates clockwise and the phase of closing and interruption is selected so that the light of the zero mark Closing and the light of the measuring mark interrupts the supply of the counter, then corresponds to the number of the counter between closing and interrupting counted periods the distance between zero mark and measuring mark. With every turn Further counting of the mirror 6 leads to a display of a on the counter Time integral of the distance between zero mark and measuring mark.

In der in Abb. 1 skizzierten Einrichtung dienen die Spitzen der Spannung oder des Stromes in einem Wechselstromnetz als Impulse, auf welche das Zählwerk anspricht. Selbstverständlich kann an Stelle des Wechselstromnetzes, als welches möglicherweise das Ortsnetz gewählt ist, jeder beliebige, elektrische Impulse liefernde Generator, z. B. ein Meßsender oder ein Stimmgabelsummer, treten. In the device sketched in Fig. 1, the peaks are used for voltage or the current in an alternating current network as pulses to which the counter appeals to. Of course, instead of the alternating current network, as which possibly the local network is selected, any electrical impulses delivering Generator, e.g. B. a measuring transmitter or a tuning fork buzzer occur.

In der in Abb. 1 beschriebenen Anordnung ist es noch notwendig, den Spiegel 6 mit konstanter Geschwindigkeit rotieren zu lassen, damit nicht Verf älschungen des Meßwertes auftreten. Von diesem Nachteil kann man sich weitgehend befreien, wenn man den Reflektor 6 zur Steuerung des Impulsgenerators ausnutzt, wie dies die Abb. 2 beschreibt, die eine Einrichtung zeigt, in welcher die Erzeugung der zu zählenden Impulse dadurch erfolgt, daß der Spiegel 6 auf seiner Rückseite einen Spiegel 11 trägt, welcher das Licht einer Reihe von Lichtmarken 12 nacheinander auf eine weitere, Spannungs- oder Stromstöße steuernde Fotozellel3 wirft. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, statt der ortsfesten Lichtmarken 12 eine andere Vorrichtung zur Impulserzeugung auszunutzen, indem man eine am Rande mit Löchern oder Schlitzen versehene Kreisscheibe in Kombination mit einer foto elektrischen Abtastvorrichtung mit dem Spiegel 6 kuppelt. Will man den höheren Aufwand in Kauf nehmen, so läßt sich auch ein Kollektor durch den Spiegel 6 antreiben. Die Anordnungen dieser Art haben den Vorteil, den Abstand der Lichtmarken auch dann richtig durch die Anzahl der Impulse darzustellen, wenn die Bewegung des Spiegels 6 zeitlich nicht konstant ist. Da diese Abstände, die den jeweiligen Meßwerten entsprechen, zeitlich aufintegriert werden müssen, bleibt zwar eine gewisse Konstanz der Drehbewegung des Spiegels 6 weiterhin erforderlich, doch ist die aus diesem Grunde zu fordernde Konstanz weniger kritisch. Der Vorgang des Integrierens läßt kleinere Veränderungen und Verschiebungen der Teilintervalle (Teilintervalle hinsichtlich der Zeit) durchaus zu; es muß lediglich gefordert werden, daß die Zahl der Teilintervalle, also die Zahl der Abtastungen des Lichtmarkenabstandes, bezogen auf das gesamte Integraüonsintervall, gleichbleibt, während die Teilintervalle nur näherungsweise gleiche Länge aufzuweisen brauchen. In the arrangement described in Fig. 1, it is still necessary to use the To let mirror 6 rotate at a constant speed, so that no falsifications of the measured value occur. You can largely free yourself from this disadvantage, if one uses the reflector 6 to control the pulse generator, as this is the case Fig. 2 describes a device in which the generation of the Pulses take place in that the mirror 6 has a mirror 11 on its rear side which carries the light of a series of light marks 12 one after the other onto another, Photocell3 controlling voltage or current surges. But it goes without saying also possible, instead of the stationary light marks 12, another device for generating pulses to take advantage of by placing a circular disc with holes or slots on the edge in combination with a photo-electric scanning device with the mirror 6 couples. If you want to accept the higher expense, a collector can also pass through drive the mirror 6. The arrangements of this type have the advantage of spacing of the light marks can also be correctly represented by the number of impulses, if the movement of the mirror 6 is not constant over time. Since these distances, the correspond to the respective measured values, must be integrated over time, remains a certain constancy of the rotary movement of the mirror 6 is still required, but the constancy to be demanded for this reason is less critical. The process integrating allows for minor changes and shifts in the sub-intervals (Partial intervals with regard to time) quite too; it only has to be demanded that the number of sub-intervals, i.e. the number of scans of the light mark spacing, related to the entire integraon interval, remains the same while the sub-intervals only need to have approximately the same length.

Eine Einrichtung, die den vorgenannten Gesichtspunkten in einfacher Weise Rechnung trägt, läßt sich durch ein zweites Galvanometersystem schaffen, welches durch passende, in das Galvanometer geleitete Stromstöße in Schwingungen versetzt wird und den Spiegel 6 sowie an dessen Rückseite den Spiegel 11 trägt. Im Sinne der obigen Ausführungen ist es dabei gleichgültig, in welcher Weise der zeitliche Ablauf einer solchen einzelnen Schwingbewegung erfolgt, während andererseits die Zahl der Schwingbewegun- gen pro Zeiteinheit sehr viel leichter konstant gehalten werden kann als die Drehzahl eines Motors. Auch das hier in Rede stehende Galvanometer ist durch verhältnismäßig einfache Abänderungen aus einem gebräuchlichen Spiegelgalvanometer herstellbar. Es sind lediglich die Spiegel 6 und 11 auf die Achse des von Stromstößen konstanter Frequenz durchflossenen Galvanometers zu bringen. A facility that fulfills the aforementioned aspects in a simpler way Way, can be created by a second galvanometer system, which set in vibration by suitable current impulses fed into the galvanometer and the mirror 6 as well as the mirror 11 on the rear side thereof. For the purpose of of the above, it does not matter in what way the temporal Sequence of such a single oscillating movement takes place, while on the other hand the Number of oscillations genes per unit of time are much easier to keep constant can be called the speed of an engine. Also the galvanometer in question here is due to relatively simple modifications from a common mirror galvanometer manufacturable. There are only the mirrors 6 and 11 on the axis of the power surges constant frequency through which the galvanometer flows.

Mitunter besteht das Bedürfnis, nicht einen Meßwert selbst, sondern eine Funktion des Meßwertes über die Zeit zu integrieren. Dies kann durch passende Anordnungen der Lichtmarken 12 ermöglicht werden; bei Verwendung eines Impulsgebers in Gestalt einer Kreis scheibe, die am Rande mit Löchern oder Schlitzen versehen ist und in Kombination mit einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung arbeitet, lassen sich die Schlitze oder Löcher geeignet anordnen oder - falls als Impulsgeber ein Kollektor Verwendung findet - es kann durch passende Wahl der Abstände der Kollektorlamellen der gewünschte funktionale Zusammenhang hergestellt werden. Sometimes there is a need, not a measured value itself, but integrate a function of the measured value over time. This can be done by matching Arrangements of the light marks 12 are made possible; when using a pulse generator in the form of a circular disc with holes or slots on the edge and works in combination with a photoelectric scanning device arrange the slots or holes appropriately or - if used as a pulse generator Collector is used - it can be done by suitable choice of the spacing of the collector lamellas the desired functional relationship can be established.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Integration des zeitveränderlichen Abstandes von zwei Lichtmarken, deren eine ortsfest (Nullmarke) und deren andere (Meßmarke) verschiebbar ist, nach einem Impulszählverfahren, bei dem das Licht beider Lichtmarken durch bewegliche Reflektoren abwechselnd einem lichtempfindlichen, das Impulszählwerk beeinflussenden Organ zugeführt wird, wobei zur Erzeugung der beweglichen Lichtmarke der Lichtzeiger eines Meßinstrumentes Verwendung findet, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lichtmarken (2, 5) abwechselnd durch einen rotierenden oder schwingenden Reflektor (6) auf ein feststehendes lichtempfindliches Organ (7) geworfen werden. PATENT CLAIMS: 1. Device for integrating the time-varying Distance of two light marks, one of which is stationary (zero mark) and the other (Measurement mark) is displaceable, according to a pulse counting method in which the light of both Light marks by moving reflectors alternately a light-sensitive, the Pulse counter influencing organ is supplied, whereby to generate the movable Light mark of the light pointer of a measuring instrument is used, characterized in that that the two light marks (2, 5) alternately by rotating or oscillating Reflector (6) are thrown onto a fixed light-sensitive organ (7). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Impulsgebers (9, 12), dessen Impulse über ein von dem lichtempfindlichen Organ beeinflußtes Schaltmittel (8) dem Impulszählwerk (10) zugeführt sind. 2. Device according to claim 1, characterized by the use a pulse generator (9, 12), the pulses of which via one of the light-sensitive organ influenced switching means (8) are fed to the pulse counter (10). 3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen solchen Impulsgeber, bei dem zur Erzeugung der zu zählenden Impulse der rotierende oder schwingende Reflektor (6) gleichzeitig das Licht einer Reihe ortsfester Lichtmarken (12) nacheinander auf ein elektrische Spannungs- oder Stromimpulse steuerndes, zusätzliches lichtempfindliches Organ, vorzugsweise eine Fotozelle (13), wirft. 3. Device according to claim 2, characterized by such Pulse generator in which the rotating or the oscillating reflector (6) at the same time the light of a number of stationary light marks (12) one after the other to control an electrical voltage or current pulse, additional light-sensitive organ, preferably a photocell (13), throws. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Reflektor (6) gesteuerte Impulsgeber (12) aus einer am Rande mit Löchern oder Schlitzen versehenen Kreisscheibe in Kombination mit einer fotoelektrischen Abtasteinrichtung besteht. 4. Device according to claim 2, characterized in that the of the reflector (6) controlled pulse generator (12) from an edge with holes or Slotted circular disc in combination with a photoelectric scanning device consists. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Reflektor (6) gesteuerte Impulsgeber aus einem elektrische Spannungen oder Ströme steuernden Kollektor besteht. 5. Device according to claim 2, characterized in that the of the reflector (6) controlled pulse generator from an electrical voltage or current controlling collector exists. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Integration einer bestimmten gewünschten Funktion des Abstandes von Nullmarke und Meßmarke die ortsfesten Lichtmarken (12) nach Anspruch 3 bzw. die Löcher oder Schlitze der Kreisscheibe nach Anspruch 4 bzw. die Lamellen des Kollektors nach Anspruch 5 in Abständen angebracht sind, welche der zu integrierenden Funktion angepaßt sind. 6. Device according to one of claims 3, 4 or 5, characterized in that that to integrate a certain desired function of the distance from the zero mark and measuring mark the stationary light marks (12) according to claim 3 or the Holes or slots of the circular disc according to claim 4 or the lamellae of the collector according to claim 5 are attached at intervals which of the function to be integrated are adapted. 7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als schwingender Reflektor (6) ein vorzugsweise doppelseitiger Spiegel (6, 11) dient, welcher auf der Achse eines von Strom- stößen konstanter Frequenz durchflossenen Galvanometers angebracht ist. 7. Device according to claim 3, characterized in that as a vibrating Reflector (6) a preferably double-sided mirror (6, 11) is used, which on the axis of one of the shocks of constant frequency through which the galvanometer flows is appropriate. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 925 255; französische Patentschrift Nr. 838 302; Patentschrift Nr. 8974 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands. Documents considered: German Patent No. 925 255; French Patent No. 838 302; Patent No. 8974 of the Office for Inventions and patents in the Soviet zone of occupation in Germany.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8974C (en) * AUSTRUY in Marvejols (Frankreich) Turbine with moving blades
FR838302A (en) * 1937-11-16 1939-03-02 Device for planning curves
DE925255C (en) * 1951-09-05 1955-03-17 Schenck Gmbh Carl Device for converting measured values and the like Like. In electrical surges

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