DE1154650B

DE1154650B - Einrichtung und Schaltungsanordnung zur Kompensation von Stoerspannungen und Stroemen in Lichtmengenmessgeraeten

Info

Publication number: DE1154650B
Application number: DEV16653A
Authority: DE
Inventors: Alfred Krumpe
Original assignee: INTRON LEIPZIG WERK fur IND E
Current assignee: INTRON LEIPZIG WERK fur IND E
Priority date: 1959-06-08
Filing date: 1959-06-08
Publication date: 1963-09-19

Description

Einrichtung und Schaltungsanordnung zur Kompensation von Störspannungen und Strömen in Lichtmengenmeßgeräten Zur Messung von Lichtmengen ist es bekannt, eine Fotozelle mit dem zu messenden Licht zu beaufschlagen und mit dem dabei durch die Fotozelle fließenden Strom einen Kondensator aufzuladen, der bei Erreichen eines bestimmten Ladungspotentials über eine Elektronen- oder Gasentladungsröhre bestimmte Schaltvorgänge auslöst. Sind die Lichtintensitäten sehr gering, z.B. weniger als etwa 1 Lux Beleuchtungsstärke, so sind Sekundärelektronenvervielfacher erforderlich, um den Ladestrom für den Kondensator genügend groß zu machen, damit die nicht vermeidbaren Fehl ströme, verursacht durch Isolations-, Ionisations- und Emissionsströme das Meßergebnis nicht verfälschen. Gerade zur Erzielung einer hohen Genauigkeit ist es unbedingt erforderlich, vor allem die Isolationsströme der Fotozelle zu berücksichtigen.
Es war daher die Aufgabe gestellt, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die es ermöglicht, mit einer Fotozelle kleine Lichtmengen bei kleinsten Lichtintensitäten direkt zur Schaltung von Vorgängen auszunutzen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kolben der Fotozelle zwischen den beiden Elektroden einen Erdungsring trägt und der ein solches Potential, vorzugsweise den halben Betrag des Katodenpotentials erhält, damit sich die Isolationsströme über die Fotozelle, die eine unkontrollierbare Auf- bzw. Entladung des Kondensators während des Ladevorganges zur Folge haben, gegenseitig aufheben.
Eine zum Katodenpotential zusätzliche Spannung sorgt dafür, daß auch der Gitterionenstrom unwirksam ist.
An einem Ausführungsbeispiel sei der Erfindungsgegenstand näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 die Schaltungsanordnung mit Elektronenröhre, Fig. 2 die Schaltungsanordnung mit Kaltkatodenthyratron.
Gemäß Fig. 1 wird ein am Gitter einer Röhre 1 liegender Kondensator 2 über eine Fotozelle bei Beleuchtung so weit aufgeladen, daß am Gitter der Röhre 1 eine positive Spannung zu liegen kommt. Im Ruhestand ist die Röhre 1, in deren Anodenkreis sich ein Relais 4 zum Schalten von Signalen befindet, durch eine negative Spannung am Gitter gesperrt, die durch Hoch setzen der Katode hergestellt wird. Diese Spannung, die mittels eines Spannungsteilers 5 erzeugt wird, ist der Vorgabewert bzw. Vergleichswert, der die Zeitdauer um die bestimmte Lichtmenge bei beliebiger Beleuchtungsstärke zu erhalten bestimmt, d. h. die Zeit, die der Kondensator 2 braucht, um eine solche Gegenspannung am Gitter der Röhre 1 zu erzeugen, damit die Röhre 1 das Relais 4 schaltet.
Diese Vorgabespannung, die an den Punkten 10 auftritt, ist konstant und wird durch den Arbeitsstrom der Röhre 1, der separat an den Punkten 6 zugeführt wird, nicht beeinflußt. Dadurch ist der Betrag des Vergleichswertes proportional der Belichtungszeit und in besonders einfacher Weise darstellbar. Der Beginn der Meßzeit wird bestimmt durch das Öffnen der Taste 7, mit der gleichzeitig das Relais 4 anzieht, wobei die Taste durch nicht dargestellte Schaltmittel nach Ablauf der Zeit wieder geschlossen und damit der Kondensator 2 entladen wird.
Bei der Erprobung der Schaltung stellten sich insofern noch Schwierigkeiten heraus, weil sich die Isolationswiderstände der Fotozelle 3 und die damit verbundenen Isolationsströme störend bemerkbar machten, indem die Proportionalität zwischen Zeit und Ladespannung nicht mehr stimmte, d. h., die an der Fotozelle 3 liegende positive Spannung gelangte über den Isolationswiderstand der Fotozelle zum Kondensator2, ohne daß eine Beeinflussung durch das auffallende Licht gegeben war.
Erfindungsgemäß wurde dieser Mangel beseitigt durch das Anbringen eines Erdungsringes um den Kolben der Fotozelle zwischen den Anschlüssen der Anode und Katode. Damit wurde der Fehler jedoch nur zum Teil beseitigt. Legte man diesen Anschluß auf die Anode, so trat der Fehler weiterhin auf. Legte man ihn auf minus so floß die im Kondensator entstandene Ladung gegen Erde ab und fälschte wiederum das Ergebnis. Die Lösung war erst gegeben, indem dieser Erdungsring ein Potential erhielt, welches genau in der Mitte lag in bezug auf den entladenen und bis zum Schaltpunkt aufgeladenen Kondenstator 2. Da der Kondensator 2 im Schaltpunkt eine Spannung hat, die dem Katodenpotential entspricht, so ließ sich diese Lösung dadurch realisieren, daß das Katodenpotential über zwei gleich große Widerstände 8 halbiert und die Erdungsklemme dort angeschlossen wurde. Dadurch wird in der ersten Halbzeit der Ladung so viel Strom dem Kondensator 2 zugeführt, wie in der zweiten Halbzeit der Ladung wieder abfließt.
Eine weitere Störung der Proportionalität, hervorgerufen durch den Gitterionenstrom der Röhre 1, wurde beseitigt durch Einbringen einer zusätzlichen Spannung, die zum Katodenpotential addiert ist. Sie läßt sich mit dem Potentiometer 9 auf den richtigen Wert einstellen. Dieser Gitterionenstrom tritt auf, wenn ein Anodenstrom zu fließen beginnt. Der Ionenstrom lädt den Kondensator zusätzlich auf, und es ergibt sich ein Schaltzeitverlust. Durch Hinzufügen eines konstanten Spannungsbetrages zur Katodenspannung wird diese Fehlzeit korrigiert.
Die Anwendung eines Kaltkatodenthyratrons zeigt Fig. 2. Hier liegen wiederum der Kondensator 2 und die Fotozelle 3 als Zeitglied in Reihe, wobei die Steuerung des Kaltkatodenthyratrons 11 über die Zündelektrode erfolgt. Die Wirkungsweise ist an sich die gleiche wie in Fig. 1. Lediglich die Schaltzeiteinstellung erfolgt am katodenseitigen Anschluß des Kondensators 2, indem dort ein Potential vorgegeben wird, ab welchem die Aufladung beginnt. Der Schutzring der Fotozelle erhält das halbe Potential zwischen Zündspannung der Zündelektrode und Spannung des katodenseitigen Endes des Ladekondensators, womit wiederum die Isolationsströme kompensiert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung und Schaltungsanordnung zur Lichtmengenmessung kleinster Lichtintensitäten, bei der eine Fotozelle als Ladewiderstand eines Kondensators dient und durch die Ladung des Kondensators bei Erreichen einer bestimmten Spannungshöhe eine Elektronenröhre gesteuert wird und damit Schaltvorgänge ausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben der Fotozelle und damit die Isolationsstrecke einen Erdungsring trägt und der ein solches Potential, vorzugsweise den halben Betrag des Katodenpotentials erhält, damit sich die Isolationsströme über die Fotozelle, die eine unkontrollierbare Auf- bzw. Entladung des Kondensators während des Ladevorganges zur Folge haben, gegenseitig aufheben.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die proportionale Abhängigkeit zwischen Kondensatorladung und Zeit störende Gitterionenstrom durch Einbringen einer zum Katodenpotential zusätzlichen Spannung unwirksam gemacht wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Thyratrons der Erdungsring der Fotozelle ein solches Potential erhält, vorzugsweise den halben Betrag zwischen Zündspannung der Zündelektrode und Spannung des katodenseitigen Endes des Ladekondensators, welches den Einfluß der Isolationsströme aufhebt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1046497.