DE1285769B - Digitalwandler mit ueber Untersetzungsgetriebe gekoppelten Wandlerzylindern - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Digitalwandler für einen m-ziffrigen Ausgang zur Basis n, mit in koaxial zueinander angeordneten Wandlerzylindern, die jeweils über ein kontinuierlich oder intermittierend arbeitendes Untersetzungsgetriebe mit einem Untersetzungsverhältnis n miteinander verkoppelt sind und mit jeweils über den Umfang der Wandlerzylinder verteilten ya photoelektrischen Wandlern.
• Es sind bereits zahlreiche lichtelektrisch arbeitende Digitalwandler dieser Art bekannt, deren Codescheiben für eine jede Zifferstelle je eine gesonderte Lichtquelle benötigen. Man benötigt hierbei sogar Parallellichtbündel. Diese optischen Bedingungen stehen einer räumlichen Verkleinerung der bekannten Digitalwandler entgegen.
• Ein bekannter Digitalwandler dieser Art besitzt für eine jede Dekade eine zentrale Lichtquelle und fünf Lichtempfänger, die in gleichmäßiger Verteilung über einem Halbkreisbogen angeordnet sind. Der Wandlerzylinder ist als 180°-Blende ausgebildet. Man erhält mit dieser Anordnung jede Dezimalziffer in Form eines Binärcode. Abgesehen von dem Erfordernis je einer Lichtquelle für jede Dekade ist eine solche Form der Ausgangssignale in vielen Fällen unerwünscht, da man häufig die Ausgangssignale als wünscht.
• Aufgabe der Erfindung ist die Vereinfachung der optischen Anordnung sowohl hinsichtlich der Zahl der Lichtquellen als auch hinsichtlich der optischen Ausrichtung des Beleuchtungslichtbündels.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die als miteinander fluchtende Hohlwellen ausgebildeten Wandlerzylinder als Lichtkanal für ein Beleuchtungsbündel dienen und daß in jedem Wandler eine periphere Austrittsstreuöffnung vorgesehen ist.
• Es ist zwar bei einer Abschaltvorrichtung für Waagen bereits bekannt, das Beleuchtungslichtbündel über eine Hohlwelle zu führen, doch erfolgt hierbei eine Abbildung nach den Gesetzen der geometrischen Optik, wo man ebenfalls ein Parallellichtbündel benötigt.
• Demgegenüber liegen die überraschenden Vorteile der Erfindung darin, daß man kein Parallellichtbündel innerhalb der Hohlwellen benötigt, daß vielmehr durch Streuöffnungen in den einzelnen Hohlwellen ein Streuanteil auf den jeweiligen Wandler abgeleitet wird. Infolgedessen sind die Genauigkeitsanforderungen für die optische Einrichtung vergleichsweise gering. Man benötigt insbesondere nur eine Beleuchtungslichtquelle und hat infolgedessen einen geringen Energieverbrauch.
• Je nach den gewünschten Genauigkeitsanforderungen kann man die erforderliche Anzahl von Wandlerzylindern baugruppenartig hintereinandersetzen. Die koaxial zueinander ausgerichteten Hohlwellen dienen sozusagen als Lichtleiter, wobei innerhalb einer jeden Hohlwelle ein Teil der Lichtmenge durch Streuung abgelenkt und zur Messung benutzt wird.
• Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung an Hand bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt A b b. 1 einen Axialschnitt der Wellen durch eine Ausführungsform der Erfindung und A b b. 2 Axialschnitte verschiedener Beispiele von Hohlwellen. Die in A b b. 1 dargestellte Ausführungsform des Digitalwandlers zeigt eine Anwendung für drei Dezi-. malziffern. Es sind drei (m im Falle von m-Ziffern) Hohlwellen 1, 1 a und 1b vorhanden, die gleichachsig zueinander angeordnet sind und je eine kleine seitliche Austrittsstreuöffnung 5, 5 a und 5 b aufweisen.
• Der einer mechanischen Verstellung entsprechende Drehwinkel wird der Welle 1 mitgeteilt, deren Drehung durch ein Untersetzungsgetriebe 2, 3 und 4 (das schematisch dargestellt ist) übertragen und im Verhältnis 1:10 herabgesetzt wird, um die Welle 1 a zu drehen. Die Drehzahl wird im Verhältnis 1 : 10 weiter untersetzt, um die Welle 1 b anzutreiben.
• In jeder Radialebene, die durch je eine Öffnung 5, 5 a und 5 b geht, sind zehn Photozellen 6, beispielsweise Phototransistoren, in zehn gleichen Umfangsabständen (n gleiche Umfangsabstände bei einer Basis n) vorgesehen. Licht einer Lichtquelle 9 trifft durch die jeweilige öffnung in der betreffenden Welle auf die Photozelle 6 auf, die an Zuleitungen 7 sowie Ausgangsklemmen 8 angeschlossen sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Lichtquelle die Form einer Glühlampe 9, die in eine Fassung 16 eingesetzt und mit den Klemmen 15 verbunden ist.
• Die Hohlwellen 1, 1 a und 1 b sind in Lagern 10 drehbar, die ihrerseits zentral in Trägern 11, 11a und 11 b für die Photozellen 6 angeordnet sind. Die Träger 11, 11a und 11b, ein Lampenhalter 12, eine Klemmenplatte 13 und ein Deckel 14 bilden zusammen das Gehäuse. Auf der Klemmenplatte 13 ist ein Halter 17 für die Fassung lösbar befestigt.
• Bei der vorangehend beschriebenen Anordnung wird ein Phototransistor für jede Stelle entsprechend dem Drehwinkel der jeweiligen Hohlwelle beleuchtet, welcher einer mechanischen Verstellung entspricht, so daß ein digitales Ausgangssignal über die entsprechende Klemme 8 erhalten wird.
• Damit Licht von der Lichtquelle 9 gestreut oder reflektiert und durch die öffnungen 5, 5 a und 5 b nach außen gerichtet wird, können die Innenflächen der Hohlwellen mit verschiedenen Mitteln beschichtet sein. Beispielsweise können die Innenflächen der Hohlwellen mit einem Anstrich beschichtet sein, welcher eine gute Streuung des Lichtes bewirkt, oder sie können plattiert sein.
• Wenn die Photozellen durch diese Maßnahmen nicht genügend Licht erhalten, besonders bei einer großen Zahl m der Ziffern, können die in A b b. 2 dargestellten Mittel Anwendung finden. Beispielsweise kann ein transparentes Material 20, z. B. aus Glas, Polystyrol oder Polymethylmethacrylat-Harz, in zylindrischer Gestalt von einer der verschiedenen gezeigten Formen in die Hohlwellen eingesetzt werden. Bei dem in A b b. 2 (a) dargestellten Beispiel ist der transparente Zylinder 20 unter einem Winkel von 45° geschnitten, so daß eine Prismenfläche 21 erhalten wird, durch welche ein Teil des von der Lichtquelle kommenden einfallenden Lichts zur Öffnung 5 reflektiert wird, während das übrige Licht axial durch den Zylinder 20 zur nächsten Stufe hindurchtreten kann, wobei ein solcher Zylinder in die Welle jeder Stufe eingesetzt ist. Bei den in A b b. 2 (b) und (c) dargestellten Beispielen ist der Endteil 22 bzw. der Mittelteil 22a des transparenten Zylinders 20 eingeschnürt, um die an diesen verengten Stellen resultierende Lichtkonzentration auszunutzen. Bei der Anordnung nach A b b. 2 (d) und (e) sind Ausschnitte oder Einkerbungen 23 und 24 in dem transparenten Material 20 vorgesehen und werden die Totalreflexion und die unregelmäßige Reflexion ausgenutzt. Bei den Anordnungen nach A b b. 2 (f) und (g) sind im Mittelteil des transparenten Materials 20 ein Loch 25 bzw. Blasen 26 vorgesehen und werden die Totalreflexion und die unregelmäßige Reflexion ausgenutzt.
• Bei den dargestellten Anordnungen werden die Unterschiede des Brechungskoeffizienten an Grenzflächen zur Erhöhung der Lichtintensität in der Nähe der Austrittsstreuöffnung 5 ausgenutzt.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Digitalwandler für einen m-ziffrigen Ausgang zur Basis n, mit m koaxial zueinander angeordneten Wandlerzylindern, die jeweils über ein kontinuierlich oder intermittierend arbeitendes Untersetzungsgetriebe mit einem Untersetzungsverhältnis n miteinander verkoppelt sind und mit jeweils über den Umfang der Wandlerzylinder verteilten n photoelektrischen Wandlern, dadurch gekennzeichnet, daß die als miteinander fluchtende Hohlwellen ausgebildeten Wandlerzylinder (1, l a, l b) als Lichtkanal für ein Beleuchtungsbündel dienen und daß in jedem Wandler eine periphere Austrittsstreuöffnung (5, 5a, 5b) vorgesehen ist.
2. 2. Digitalwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Hohlwellen mit einer reflektierenden Metallauskleidung oder einem lichtstreuenden Anstrich versehen sind.
3. 3. Digitalwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jeder Austrittsstreuöffnung innerhalb der betreffenden Hohlwelle ein transparentes Element angeordnet ist, das optische Unregelmäßigkeiten aufweist.
4. 4. Digitalwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes transparente Element in einer Prismenfläche unter 45° gegenüber der Achse der Hohlwelle abgeschnitten ist.
5. 5. Digitalwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes transparente Element eine Einschnürung besitzt.
6. 6. Digitalwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes transparente Element mindestens einen Ausschnitt aufweist.
7. 7. Digitalwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes transparente Element Blasen enthält.