DE1167045B

DE1167045B - Protection device for light mark instruments

Info

Publication number: DE1167045B
Application number: DEP22987A
Authority: DE
Inventors: Karl Friedrichs; Peter Wittstock
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1959-06-19
Filing date: 1959-06-19
Publication date: 1964-04-02

Description

Schutzvorrichtung für Lichtmarkeninstrumente Bei Lichtmarkeninstrumenten sind mechanische Begrenzungen am unteren und oberen Skalenende angebracht, um bei starker Überlastung des Lichtmarkeninstrumentes, dessen Empfindlichkeit im allgemeinen sehr groß ist, das Meßwerk und die Aufhängung vor Schaden zu bewahren und die bei Überlastung sehr schnell in Mitleidenschaft gezogene Genauigkeit nicht zu beeinträchtigen.Protective device for light mark instruments For light mark instruments mechanical limits are attached to the lower and upper ends of the scale to prevent severe overload of the light marker instrument, its sensitivity in general is very great to protect the movement and the suspension from damage and the at Overload very quickly not affecting accuracy.

Empfindliche Meßvorrichtungen mit einer Schutzvorrichtung zu versehen, die aus zwei veränderlichen, entgegengesetzt parallel geschalteten Widerstandselementen besteht, welche parallel zudem gegen Überlastung zu schützenden Anzeigeteil liegen, sind bekannt. To provide sensitive measuring devices with a protective device, those made up of two variable resistance elements connected in parallel in opposite directions exists, which are parallel to the display part to be protected against overload, are known.

Hierbei wird jedoch immer eine zusätzliche Spannungsquelle oder eine Potentiometeranordnung benötigt.However, an additional voltage source or a Potentiometer arrangement required.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Schutzvorrichtung für Lichtmarkeninstrumente, deren Meßwerke in Abhängigkeit vom Meßwerkstrom veränderbare Widerstände parallel geschaltet sind, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Widerstände mindestens zwei einander entgegengesetzt geschaltete Photodioden oder zwei einander entgegengerichtete Emitter-Kollektor-Strecken von lichtgesteuerten Halbleitern sind und diese Halbleiter an diskreten Stellen des Lichtmarkenweges, vorzugsweise an den Enden, angeordnet sind. The invention now relates to a protective device for light marker instruments, whose measuring units have variable resistances in parallel depending on the measuring unit current are connected, and it is characterized in that these resistors at least two oppositely connected photodiodes or two oppositely directed Emitter-collector paths of light-controlled semiconductors are and these semiconductors at discrete points of the light mark path, preferably at the ends are.

Da die Innenwiderstände der lichtgesteuerten Halbleiter, z. B. der Photodioden. sehr groß gegen den Innenwiderstand des Meßwerkes eines Lichtmarkeninstrumentes sind, ist eine Fälschung der Messung nicht zu befürchten, während einfallendes Streulicht durch die antiparallele Schaltung der Photodioden kompensiert wird. Since the internal resistances of the light-controlled semiconductors, e.g. B. the Photodiodes. very large compared to the internal resistance of the measuring mechanism of a light marker instrument falsification of the measurement is not to be feared during incident stray light is compensated by the anti-parallel connection of the photodiodes.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gegenüber anderen mit lichtempfindlichen Elementen arbeitenden Schutzeinrichtungen besteht darin, daß der Kompensationsstrom ohne zusätzliche Batterieverstärkung vom Photo element selbst unmittelbar geliefert wird. A major advantage of the invention over others with photosensitive Elements working protective devices is that the compensation current Delivered directly from the photo element itself without additional battery reinforcement will.

Die Kleinheit der Photoelemente gewährleistet außerdem eine genaue Anzeige des Meßinstrumentes bis unmittelbar vor der Halteinstellung und macht eine Anordung mehrerer Photo elemente dicht neben; einander möglich, so daß die Einstellung des Meßinstrumentes innerhalb einer sehr engen Toleranz gegeben ist. The small size of the photo elements also ensures an accurate one Display of the measuring instrument until immediately before the stop setting and makes one Arrangement of several photo elements close together; each other possible so that the setting of the measuring instrument is given within a very narrow tolerance.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen stellen Ausführungsb ei spiele dar, und zwar: F i g. 1 die einfache Ausführung der Schutzvorrichtung, Fig. 2, 3 und 4 Schutzvorrichtungen kombiniert mit Transistorstufen. The invention is explained with reference to the drawings. The painting represent exemplary embodiments, namely: F i g. 1 the simple execution of the Protection device, Figs. 2, 3 and 4 protection devices combined with transistor stages.

Gemäß F i g. 1 ist mit 1 das Meßwerk eines Lichtmarkeninstrumentes bezeichnet. Parallel zum Meß werk 1 sind zwei Photodioden 2 und 3 antiparallel geschaltet. Statt je einer Photodiode können auch mehrere entsprechend geschaltete Photohalbleiter vorgesehen sein. Diese beiden Dioden sind je am oberen und unteren Ende der Skala angebracht. Trifft der Lichtstrahl des Liohtmarkeninstrumentes auf eine der Photodioden, so erzeugt diese einen Gegenstrom. According to FIG. 1 is with 1 the measuring mechanism of a light mark instrument designated. In parallel with the measuring unit 1, two photodiodes 2 and 3 are connected in antiparallel. Instead of one photodiode each, several correspondingly switched photo semiconductors can also be used be provided. These two diodes are at the top and bottom of the scale appropriate. If the light beam from the light mark instrument hits one of the photodiodes, this creates a countercurrent.

Je stärker der zu messende Strom bei Überlastung wird, um so stärker ist der Lichteinfall und somit der Gegenstrom. Das Meßwerk wird also nicht nur wie beim mechanischen Anschlag gegen rein mechanische Überlastung geschützt, sondern der Strom, der durch das Meßwerk fließt, ist nicht größer als der entsprechende Lichteinfall. Legt man den außerdem vorhandenen mechanischen Anschlag so, daß er mit dem Winkel des maximalen Lichteinfalls übereinstimmt, so verhindert man ein »mechanisches Kleben«. Auf einen mechanischen Anschlag kann man verzichten, wenn der Überstrom nicht größer wird als der Strom, den man vom Photoleiter erwarten kann.The stronger the current to be measured becomes in the event of an overload, the stronger is the incidence of light and thus the countercurrent. So the measuring mechanism is not just like protected against purely mechanical overload in the case of a mechanical stop, but the current flowing through the measuring mechanism is not greater than the corresponding one Incidence of light. If you put the also existing mechanical stop so that he coincides with the angle of the maximum incidence of light, one prevents one »Mechanical gluing«. You can do without a mechanical stop if the overcurrent does not become greater than the current expected from the photoconductor can.

Liegen Meßwerke vor, die stark überlastet werden oder solche, die einen starken Strom zur Anzeige benötigen, dann ist eine weitere Stromverstärkung erforderlich. In den folgenden Schaltungen werden diese Möglichkeiten beschrieben. Are there measuring mechanisms that are heavily overloaded or those that need a strong current for display, then there is a further current amplification necessary. These possibilities are described in the following circuits.

Die Schaltung in F i g. 2 zeigt je einen npn- und pnp-Trnnsistor 4 und 5 in Reihe geschaltet. Dem Meßwerk 1 sind die Innenwiderstände der beiden Transistoren 4, 5 parallel geschallet. Die Photoleiter 2, 3 arbeiten als Stromgeneratoren. Die Stromverstärkung beträgt etwa a' t 100. Es ist jedoch bei dieser Schaltung zu beachten, daß es kaum gleichwertige npn- und pnpTTransistoren gibt. Der Vorteil dieser Schaltung ist der, daß bereits eine Betriebsspannung von 1,5 V ausreichend ist, die von der Spannungsquelle 8 geliefert wird. The circuit in FIG. 2 shows one npn and one pnp transistor each 4 and 5 connected in series. The internal resistances of the two are the measuring mechanism 1 Transistors 4, 5 sounded in parallel. The photoconductors 2, 3 work as current generators. The current gain is about a 't 100. It is, however, in this circuit too Note that there are hardly any equivalent npn and pnpT transistors. The advantage this The circuit is that an operating voltage of 1.5 V is sufficient, which is supplied by the voltage source 8.

In F i g. 3 ist eine Schaltung dargestellt, bei der die beiden Photodioden oder Photohalbleiter 2, 3 als Stromgeneratoren arbeiten. Die beiden npn- oder pnp Transistoren 4', 5' mit den Widerständen 6 und 7 bilden zusammen eine Brückenschaltung. Dem Meßwerk 1 parallel geschaltet sind die Reihenschaltung der Innenwiderstände der beiden Transistoren 4', 5' und parallel dazu die Reihenschaltung von Widerstand 6 und 7. Die Innenwiderstände der Transistoren sind zu vernachlässigen. Die Parallelschaltung von Widerstand 6 und 7 zum Meßwerk 1 muß den Erfordernissen entsprechend bemessen werden. Daraus ergibt sich die Größe der Betriebsspannung. In Fig. 3 shows a circuit in which the two photodiodes or photo semiconductors 2, 3 work as current generators. The two npn or pnp Transistors 4 ', 5' with resistors 6 and 7 together form a bridge circuit. The series connection of the internal resistances are connected in parallel to the measuring mechanism 1 of the two transistors 4 ', 5' and, in parallel, the series connection of the resistor 6 and 7. The internal resistances of the transistors are negligible. The parallel connection from resistance 6 and 7 to measuring mechanism 1 must be dimensioned according to the requirements will. This results in the size of the operating voltage.

F i g. 4 stellt eine Schaltung dar, bei der die Photodioden 2, 3 als Photowiderstände im Basiseingang der Transistoren 4', 5' arbeiten. Die Photohalbleiter liegen hierbei mit der Kollektor-Emitter-Strecke parallel zur Basis-Kollektor-Strecke der Transistoren 4', 5'. Diese Schaltung hat die größtmögliche Stromverstärkung. F i g. 4 shows a circuit in which the photodiodes 2, 3 work as photoresistors in the base input of the transistors 4 ', 5'. The photo semiconductors are here with the collector-emitter path parallel to the base-collector path of transistors 4 ', 5'. This circuit has the greatest possible current gain.

Der Dunkelstrom der Photodioden ist temperaturabhängig und wegen der örtlichen Anbringung nicht immer ganz zu kompensieren. Ist aber der nicht zu kompensierende Reststrom klein gegenüber der Genauigkeit des Meßwerkes, so ist diese Schaltung für Meßwerke mit sehr niedriger Spannung, aber dafür größeren Strömen geeignet.The dark current of the photodiodes is temperature dependent and because of the local installation not always fully compensated. But it is not to be compensated Residual current is small compared to the accuracy of the measuring mechanism, this is how this circuit is for measuring mechanisms with very low voltage, but suitable for higher currents.

Für 95 <>/o aller Meßwerk genügt die Schaltung in Fig. 1. Daraus ergibt sich, daß durch einen kaum ins Gewicht fallenden Mehraufwand Lichtmarkeninstrumente hoher Güte geschützt werden können, ohne daß eine zusätzliche Fremdspannung erforderlich ist, die bisher nur aus rein technischen Gründen zu rechtfertigen war. The circuit in Fig. 1 is sufficient for 95% of all measuring units the result is that light mark instruments due to a negligible additional expenditure high quality can be protected without an additional external voltage required which was previously only justifiable for purely technical reasons.

Patentansprüche: 1. Schutzvorrichtung für Lichtmarkeninstrumente, deren Meßwerken in Abhängigkeit vom Meßwerkstrom veränderbare Widerstände parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichn e t, daß diese Widerstände mindestens zwei einander entgegengesetzt geschaltete Photodioden oder zwei einander entgegengerichtete Emitter-Kollektor-Strecken von lichtgesteuerten Halbleitern sind und diese Halbleiter an diskreten Stellen des Lichtmarkenweges, vorzugsweise an den Enden, angeordnet sind. Claims: 1. Protective device for light mark instruments, whose measuring units have variable resistances in parallel depending on the measuring unit current are connected, characterized in that these resistors have at least two oppositely connected photodiodes or two oppositely directed Emitter-collector paths of light-controlled semiconductors are and these semiconductors at discrete points of the light mark path, preferably at the ends are.

Claims

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the emitter-collector path of each photo semiconductor with the base-emitter path of a flat transistor of opposite polarity is parallel, the collector-emitter path of which lies parallel to the measuring mechanism.

3. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that that the junction transistors of the same polarity are switched on with in the collector lines Resistors form a bridge, in the output of which the measuring mechanism is located, during the Base-emitter routes the photo semiconductors are connected in parallel.

4. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that that the photo semiconductors parallel to the base-emitter path of the junction transistors the same polarity are connected and the measuring mechanism between the collectors of the Transistors. ~~~~~~~~~ Publications taken into consideration: German patents No. 856 656, 871 966; German Auslegeschrift No. 1024 617; U.S. Patent No. 2,850,684.