DE1296831B - Vorrichtung zur Entzerrung des Anzeigesignals eines Messgeraetes fuer die Stoffuntersuchung - Google Patents
Vorrichtung zur Entzerrung des Anzeigesignals eines Messgeraetes fuer die StoffuntersuchungInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ent- sprechende Darstellung erforderlichen Daten bereit-
zerrung des Anzeigesignals eines Meßgerätes für die gestellt werden.
Stoffuntersuchung, insbesondere eines Massenspektro- Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs
meters, das eine durch seinen Aufbau bedingte Ver- angeführten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfin-
zerrungscharakteristik des in der Regel in Form eines 5 dung gelöst durch einen Signalgeber zur Erzeugung
ausgedehnten Spektrums vorliegenden Anzeigesignals eines Signals, das dem Anzeigesignal des Meßgerätes
aufweist. ohne die durch seinen Aufbau bedingten Verzerrungen
Bei einem idealen Meßgerät für die Stoffunter- entspricht, durch eine an den Signalgeber angeschlos-
suchung kann das Ausgangssignal nicht falsch inter- sene Anzeigevorrichtung, durch einen an den Signal-
pretiert werden, da für jede einzelne Eingangskompo- io geber angeschlossenen Simulator, welcher ein Aus-
nente eine einzige Ausgangskomponente erhalten gangssignal mit der gleichen Verzerrungscharakteristik
wird. So besteht beispielsweise bei einem Massen- wie das Meßgerät erzeugt, und durch einen Kompara-
spektrometer das Ausgangs- bzw. Anzeigesignal aus tor für den abschnittweisen Vergleich des Meßgeräte-
einer Reihe von unendlich scharfen Spektralspitzen, anzeigesignals und des Simulatorausgangssignals, der
von denen jede auf einer und nur auf einer gegebenen ig den Signalgeber so ansteuert, daß bei Ungleichheit der
Massenzahl liegt. Die Amplitude der Spitze zeigt dabei beiden Signale dessen Ausgang in Richtung auf
die Größe der jeweiligen Massenzahl zugeordneten Gleichheit beider Signale verändert wird.
Komponente an. Vorzugsweise wird der Wert jedes Abschnittes des
Als Folge von Kompromissen bei der Konstruktion Simulator-Ausgangssignals zwischen aufeinanderfolder
Meßgeräte, baulichen Ungenauigkeiten und ande- ao genden Abtastungen um einen Betrag geändert, der
ren Faktoren stellen sich diese idealen Bedingungen proportional der Differenz zwischen jedem Abschnittsjedoch
niemals ein. In der Praxis streut nämlich das wert und einem zugeordneten Bezugswert ist, wobei
Ausgangssignal für jede Eingangskomponente über der jedem Abschnitt zugeordnete Bezugswert der Wert
einen beträchtlichen Bereich von Werten des variablen des zu diesem Abschnitt gehörenden Meßgeräte-Parameters.
Dies bedeutet, daß auch bei Parameter- 25 Ausgangssignals ist.
werten ein Ausgangssignal erscheint, bei denen nur Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der
dann ein Signal auftreten durfte, wenn am Eingang erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Änderung
des Meßgerätes noch andere Komponenten vorhanden der Abschnittswerte des Simulator-Ausgangssignals
wären. Bis zu einem bestimmten Ausmaß kann diese durch kontinuierliches Abklingen jedes Abschnitts-Streuung
des Ausgangssignals hingenommen werden, 30 wertes zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen
da trotz dieser Streuung eine Interpretation des Meß- dieses Abschnittes durch den Komparator,
ergebnisses möglich ist. Wenn jedoch die sich aus Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dieser Streuung ergebende Überlappung von benach- ist zwischen dem Signalgeber und dem Simulator ein barten Spitzen groß wird, so liefert das Meßgerät keine Speicher angeordnet, welcher nach erfolgter Approxivon einer Bedienungsperson direkt zu interpretierende 35 mation der Abschnittswerte des Simulator-Ausgangs-Information mehr. Aus diesem Grunde werden der- signals an das Geräte-Ausgangssignal das zur Beiartige Meßgeräte nur unter Bedingungen verwendet, behaltung des erreichten Simulator-Ausgangssignals bei denen die Überlappung oder Streuung der erforderliche Eingangssignal für den Simulator spei-Ausgangs- oder Anzeigesignale vernachlässigbar chert und diesem zuführt,
ist. 40 Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der
ergebnisses möglich ist. Wenn jedoch die sich aus Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dieser Streuung ergebende Überlappung von benach- ist zwischen dem Signalgeber und dem Simulator ein barten Spitzen groß wird, so liefert das Meßgerät keine Speicher angeordnet, welcher nach erfolgter Approxivon einer Bedienungsperson direkt zu interpretierende 35 mation der Abschnittswerte des Simulator-Ausgangs-Information mehr. Aus diesem Grunde werden der- signals an das Geräte-Ausgangssignal das zur Beiartige Meßgeräte nur unter Bedingungen verwendet, behaltung des erreichten Simulator-Ausgangssignals bei denen die Überlappung oder Streuung der erforderliche Eingangssignal für den Simulator spei-Ausgangs- oder Anzeigesignale vernachlässigbar chert und diesem zuführt,
ist. 40 Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Die durch möglichst sorgfältige Ausarbeitung eines Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ein sich
Meßgerätes erzielbare Erhöhung des Auflösungs- entsprechend der Abtastung des Ausgangssignals des
Vermögens ist begrenzt und führt außerdem zu äußerst Meßgerätes drehender Schleifarm vorgesehen ist,
kostspieligen Geräten. welcher eine der Anzahl der Abschnitte entsprechende
Es ist auch bereits ein Verfahren bekannt, bei dem 45 Anzahl von Kontakten überstreicht und dabei an
die Tatsache ausgenutzt wird, daß in dem Anzeige- jeden Kontakt eine den zugehörigen Abschnittswert
signal des Meßgerätes zwar alle Grundinformationen des Geräte-Ausgangssignals darstellende Spannung
vorhanden, aber nicht direkt interpretierbar sind, da anlegt, daß jeder Kontakt an den Verbindungspunkt
beispielsweise im Falle der Massenspektrometrie eine zweier in Reihe geschalteter Widerstands-Kondensatorsehr
kleine Massenspitze von dem Streubereich einer so Kombinationen angeschlossen ist, daß die einen
viel größeren Massenspitze überlagert sein kann. Nach Endklemmen dieser Reihenschaltung gemeinsam an
den bekannten Verfahren wird der Beitrag der großen Erde liegen, während den anderen Endklemmen ein
Spitze zu der angezeigten Höhe der kleinen Spitze Drehschalter mit wenigstens drei benachbarte Endautomatisch
auf konstante Größe geglättet, während klemmen abtastenden Schleifarmen zugeordnet ist, daß
die kleine Spitze aufgetragen wird. 55 der mittlere Schleifarm über einen polumkehrenden
Alle bisher bekannten Verfahren haben den Nach- Gleichstromverstärker, eine Diode und einen Regelteil,
daß sie nur im Zusammenhang mit bestimmten widerstand rückgekoppelt ist, wobei der Gleichstrom-Gerätetypen
verwendet werden können und außerdem verstärker im Nebenschluß eine weitere umgekehrt wie
kostspielig, ermüdend und zeitraubend sind. die erste gepolte Diode umfaßt, daß über die seitlichen
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrich- 60 Schleifarme ebenfalls Regelwiderstände eingeschaltet
tung zur Entzerrung des Anzeigesignals eines Meß- sind, und daß an den Eingang des Drehschalters die
gerätes, die mit relativ geringem Aufwand eine Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist, wobei der
wesentliche Steigerung des Auflösungsvermögens ge- Schleifarm, der Drehschalter und die Anzeigeeinrich-
währleistet und eine schnelle und einfache Inter- tung synchronisiert sind.
pretation der Meßwerte ermöglicht. Ferner soll das 65 Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungs-Ausgangssignal
der erfindungsgemäßen Vorrichtung form der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
entweder in der gleichen Form wie durch das Meßgerät ein sich entsprechend der Abtastung des Ausgangsdargestellt
werden, oder es sollen die für eine ent- signals des Meßgerätes drehender Schleifarm vor-
gesehen ist, welcher eine der Anzahl der Abschnitte entsprechende Anzahl von Kontakten überstreicht und
dabei an jeden Kontakt eine den zugehörigen Abschnittswert des Geräte-Ausgangssignals darstellende
Spannung anlegt, daß jeder Kontakt mit der einen Klemme einer Anzahl von Kondensator-Widerstands-Kombinationen
verbunden ist, deren andere Klemmen gemeinsam an Erde liegen, daß die ersten Klemmen
über je einen Servoverstärker und einen mehrpoligen Schalter mit den einen Klemmen von geerdeten
Kondensatoren verbunden sind, daß den Klemmen ein Drehschalter mit wenigstens drei benachbarte
Endklemmen abtastenden Schleifarmen zugeordnet ist, daß der mittlere Schleif arm über einen polumkehrenden
Gleichstromverstärker eine Diode und einen Regelwiderstand rückgekoppelt ist, wobei der Gleichstromverstärker
im Nebenschluß eine weitere umgekehrt wie die erste gepolte Diode umfaßt, daß über die seitlichen
Schleifarme ebenfalls Regelwiderstände eingeschaltet sind und daß an den Eingang des Drehschalters die
Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist, wobei der Schleifarm, der Drehschalter und die Anzeigeeinrichtung
synchronisiert sind.
Vorzugsweise weist der Drehschalter fünf, sieben oder eine größere, ungeradzahlige Anzahl von Schleifarmen
auf.
Vorteilhafterweise sind Speicher für das Meßgeräte- und das Simulator-Ausgangssignal vorgesehen.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß drei synchron
angetriebene Schleifen von elektrostatischen Speicherbändern vorgesehen sind, von denen das erste das
durch einen Aufnahmekopf aufgebrachte Meßgeräte-Ausgangsspektrum, das zweite des Simulator-Ausgangsspektrum
und das dritte den Ausgang des Signalgebers speichert, daß Wiedergabeköpfe Abschnitte
der beiden Ausgangsspektren ablesen und dem Komparator zuführen, an den der Signalgeber
angeschlossen ist, welcher auch durch eine einfache Drahtverbindung ersetzbar ist, daß der Ausgang des
Signalgebers einen am dritten Band angeordneten Aufnahmekopf und eine Simulator-Eingangsstufe
speist, wobei das dritte Band die bei mehreren Umläufen eintreffenden Signale integriert und über einen
Wiedergabekopf an einen Oszillographen gibt, daß die Simulator-Eingangsstufe einen Aufnahmekopf am
zweiten Band speist, welcher in Bewegungsrichtung des Bandes schwingt, wobei seine Schwingungsweite der
Breite einer isolierten Spektralspitze entspricht und seine Spannung entsprechend der Form der Spektralspitze eingestellt ist, und daß ein Sperrkreis in eine
Verbindung zwischen den Ausgang und den Komparator geschaltet ist, welcher das Ausgangssignal des
Komparators zeitweise auf Null hält, wenn eine Simulator-Eingangsgröße negativer Amplitude auftritt.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Trommel
mit einem unteren und einem oberen Abschnitt vorgesehen ist, welche beide eine Nachleuchtoberfläche aufweisen,
daß das Meßgeräte-Ausgangssignal in Form von Helligkeitsschwankungen einer Lampe durch
einen Schlitz auf den einen Abschnitt gegeben wird, daß der Simulator durch eine Projektionseinrichtung
gebildet ist, welche ein die Verzerrung des Meßgerätes nachbildendes Filter umfaßt und über eine in ihrer
Helligkeit steuerbare Lampe das simulierte Spektrum auf den unteren Abschnitt projiziert, daß zwei gegenüber
dem oberen bzw. unteren Abschnitt angeordnete Fotozellen über einen Verstärker die Helligkeit der
Projektionslampe derart steuern, daß das simulierte Spektrum in Richtung auf Gleichheit mit dem Meßgeräte-Ausgangsspektrum
verändert wird, und daß der Eingang des Simulators an einen mit der Trommel synchronisierten Oszillographen gelegt ist.
Vorzugsweise ist zwischen Verstärker und Simulator eine Diode geschaltet.
ίο Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird auf einen durchsichtigen oder durchscheinenden Phosphorschirm mit Nachleuchteigenschaften
ein zweidimensionales Meßgeräte-Ausgangsspektrum projiziert, während das simulierte
Spektrum auf eine andere Schirmfläche geworfen wird, wobei eine Fotozelle das Simulatorausgangssignal derart
steuert, daß eine gleichmäßig helle Fläche erzielt wird.
Schließlich zeichnet sich eine zur Entzerrung eines vorliegenden fertigen Spektrums dienende weitere Ausführungsform
der Erfindung dadurch aus, daß zwei Fotozellen zur gleichzeitigen Abtastung des Meßgeräte-
bzw. des Simulatorspektrums vorgesehen sind und über einen Verstärker eine Reihe von Lichtquellen
im Rhythmus der Abtastung steuern, welche einerseits mit divergentem Lichtstrahl das simulierte Spektrum
und mit scharf gebündeltem Lichtstrahl die Ausgangsdarstellungseinrichtung beleuchten.
Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Massenspektrometer verwendet
werden, und zwar insbesondere dann, wenn die Verzerrung einer idealen Ausgangsspitze für eine einzelne
Eingangskomponente über den gesamten betrachteten Bereich von Massenzahlen gleich ist.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt
Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt
F i g. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. la ein dem Diagramm nach F i g. 1 ähnliches
Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2a und 2b zwei Diagramme des Ausgangs-
signals eines Massenspektrometers, wobei F i g. 2 a das tatsächliche Ausgangssignal des Massenspektrometers
und F i g. 2 b das gleiche Signal nach Durchlaufen der Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt,
F i g. 3 eine spezielle Ausführungsform der Erfindung
zur Verwendung bei einem Massenspektrometer, Fig. 3a einen Teil einer abgewandelten Ausführungsform
der Schaltungsanordnung nach F i g. 3,
Fig. 3b eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
F i g. 4 eine Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung bei einem optischen Spektrometer,
F i g. 4 a eine Ansicht eines Ausschnittes aus F i g. 4 in vergrößertem Maßstab,
F i g. 4 a eine Ansicht eines Ausschnittes aus F i g. 4 in vergrößertem Maßstab,
F i g. 5 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung, die für ein Meßgerät bestimmt ist, dessen Ausgangssignal in Form einer
zweidimensionalen Helligkeitsverteilung vorliegt,
F i g. 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung und
F i g. 7 a bis 7 c Diagramme, welche die Arbeitsweise der Vorrichtung nach F i g. 3 veranschaulichen.
Das Grundprinzip der Erfindung ist in dem Blockdiagramm nach F i g. 1 veranschaulicht. Bei diesem Beispiel ist angenommen, daß eine einzelne Eingangskomponente an dem Meßgerät anliegt. Der Fall eines
Das Grundprinzip der Erfindung ist in dem Blockdiagramm nach F i g. 1 veranschaulicht. Bei diesem Beispiel ist angenommen, daß eine einzelne Eingangskomponente an dem Meßgerät anliegt. Der Fall eines
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aus mehreren Komponenten zusammengesetzten Ein- Punkten anpaßt. Das kann durch elektrische, mechagangssignals
wird noch an Hand von Fig. la be- nische oder optische Mittel geschehen,
trachtet. Das Ausgangssignal des Meßgerätes M nach Fig. la veranschaulicht ein dem in F i g. 1 darge-F
i g. 1 ist symbolisch als Spektrum 5 dargestellt, das stellten System ähnliches Grundsystem, welches jedoch
die Änderungen der Größe des Meßgeräteausgangs- 5 für aus mehreren Komponenten bestehende (spektrale)
signals gegenüber einer dem Wert eines beliebigen Ausgangssignale des Meßgerätes an Stelle des Einzelvariablen Parameters entsprechenden Ordinate zeigt. ausgangssignals nach Fi g. 1 bestimmt ist. Fig. la
Beispielsweise kann im Falle eines Massenspektro- zeigt im wesentlichen die gleichen Baugruppen, nämlich
meters ein Ionenstrom gegen die Massenzahl aufge- das Meßgerät M, den Komparator K, den Signaltragen
sein. ίο geber G, den Simulator 5 und die Anzeigevorrich-In
diesem Ausgangsspektrum sollte im Idealfall eine tung A. Dieses System umfaßt zusätzlich ein Abtastbekannte
einzelne Eingangskomponente des Meß- Synchronisiergerät Y, welches das Abtasten beider
gerätes als sehr schmaler Linienzug oder schmaler Spektren durch den Komparator K steuert und diesen
Streifen Sl in Erscheinung treten. In der Praxis hat Abtastvorgang mit dem der Anzeigevorrichtung A synsich
jedoch herausgestellt, daß das einer einzelnen Ein- 15 chronisiert. Diese Fig. la zeigt ein zusammengegangskomponente
entsprechende Ausgangssignal über setztes Meßgeräte-Ausgangsspektrum S4, welches aus
einen weitaus breiteren Abschnitt S streut. Somit ent- einer Anzahl von überlagerten Spektren S besteht,
steht ein Ausgangssignal bei anderen Wer- In der gleichen Weise besteht das Simulatorspektrum
ten des veränderlichen Parameters als dem, der S5 aus einer Anzahl von überlagerten Simulator-Ausder
bekannten einzelnen Eingangskomponente ent- 20 gangsspektren S3.
spricht. Vorausgesetzt, daß die Verzerrung in dem Meß-Ein wichtiger Bestandteil der Vorrichtung ist ein gerät M, d. h. daß die Breite und Form des AbSimulator
S, dessen Ausgangsspektrum S3 von der schnittes S über das gesamte Meßgeräte-Ausgangsgleichen
Breite und Form wie das Meßgeräte-Aus- Spektrum konstant ist oder wenigstens über den intergangsspektrum
ist. 25 essierenden Bereich des veränderlichen Parameters, Er ist so ausgebildet, daß dieses Ausgangsspektrum müssen die Breite und Form des Abschnittes S3, d. h.
S3 dadurch hervorgerufen wird, daß ihm ein Eingangs- des Simulator-Ausgangssignals sich nicht mit der Lage
signal zugeführt wird, wie es in Breite und Form am des Abschnittes S entlang des Meßgeräte-Ausgangs-Ausgang
eines nicht verzerrenden Gerätes erscheinen spektrums ändern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
sollte. Somit entspricht das Simulator-Ausgangs- 30 läßt sich besonders vorteilhaft verwenden, wenn diese
Spektrum S3 bei dem in F i g. 1 dargestellten System Verallgemeinerung möglich ist. Die Vorrichtung kann
bezüglich der Breite und Form dem wirklichen Ab- jedoch auch verwendet werden, wenn Breite und Form
schnitt S des Meßgeräte-Ausgangsspektrums. Der des Abschnittes S sich mit ihrer Lage im Meßgeräte-Simulator
jS erzeugt dieses Ausgangsspektrum S3 aus Ausgangsspektrum ändern. Das kann bei dem System
einer Eingangsgröße, die bezüglich Breite und Form 35 nach Fig. la dadurch geschehen, daß das Ausgangsdem
Abschnitt 5Ί, d. h. dem unverzerrten Meßgeräte- signal des Abtast-Synchronisiergerätes Y zusätzlich
Ausgangsspektrum entspricht. dem Simulator S zugeführt wird. Um zu bestimmen,
Die richtige Intensität des Simulator-Ausgangs- wie sich Breite und Form des Simulator-Ausgangssignals
wird dadurch eingestellt, daß die Intensität spektrums mit dem Ort der Abtastung ändern, werden
eines schmalen Mittelabschnittes des Bereiches S, 40 am besten einzelne Eingangskomponenten an das
welcher zweckmäßigerweise der Abschnitt Sl sein Meßgerät M für verschiedene Werte des veränderkann,
mit einem zentral liegenden Abschnitt S2 liehen Parameters angelegt. Diese Werte sollten über
gleicher Breite des Simulator-Ausgangsspektrums ver- den interessierenden Bereich des Meßgeräte-Ausgangsglichen
wird. Dann wird die Intensität des Abschnittes spektrums verteilt sein. Dadurch ist es möglich, das
S2 durch Rückkopplungseinrichtungen gleich der des 45 Simulator-Ausgangsspektrum im gesamten interessie-Abschnittes
51 gemacht. Wie später beschrieben wird, renden Bereich des Meßgeräte-Ausgangsspektrums zu
kann dieser Vergleich entweder direkt ausgeführt eichen.
werden, um die Intensität des Simulator-Ausgangs- Die mit der beschriebenen Vorrichtung zu erzielen-
streifens S2 gleich der des Streifens Sl des Meßgeräte- den Ergebnisse bei Verwendung einer Doppeleingangs-Ausgangsspektrums
zu machen, oder die Intensitäten 5° komponente am Meßgerät sind am besten bei Be-
der Streifen Sl und S2 können alternativ gleich und trachtung der F i g. 2 ersichtlich. F i g. 2a zeigt das an
im Vorzeichen entgegengesetzt bezüglich eines Bezugs- einem Massenspektrometer erhaltene Ausgangsspek-
pegels gemacht werden (aus Gründen, die noch er- trum, wenn zwei Isotope des Argons, nämlich Argon40
läutert werden). und Argon 38 an seinen Eingang im Verhältnis von Von dem Komparator K, in dem der Vergleich der 55 etwa 4,3:1 angelegt werden. F i g. 2b zeigt die auf der
beiden Streifenintensitäten ausgeführt wird, wird das Anzeigevorrichtung A erscheinende Darstellung, wenn
entstehende Differenzsignal an einen Signalgeber G das gleiche Massenspektrometer zusammen mit einer
angelegt, dessen Ausgang an den Eingang des Simu- Vorrichtung nach Fig. la verwendet wird. Die Dar-
lators S angelegt ist. stellung zeigt, wie wirksam das Auflösungsvermögen
In der Praxis ist die Eingangsgröße des Meßgerätes 60 eines Meßgerätes verbessert werden kann,
jedoch aus mehreren Komponenten zusammengesetzt Die Vorrichtung, welche das in Fig. 2b darge-
und besteht nicht nur aus einer Komponente. Das stellte Ergebnis liefert, ist in F i g. 3 dargestellt. Das
Ausgangsspektrum besteht aus vielen derartigen ein- Meßgerät, dessen Auflösungsvermögen verbessert
zelnen Ausgangsabschnitten, welche über den Bereich werden soll, ist ein Massenspektrometer 2 mit einer
des veränderlichen Parameters verteilt sind. Demge- 65 Auffängerelektrode 21, welche, wenn das Ausgangs-
mäß ist es notwendig, den Komparator zu veranlassen, signal des Massenspektrometer durch den von dem
daß er das Simulatorspektrum und das Meßgeräte- Ablenkgenerator 5 gesteuerten Ablenkkreis 2a über
Spektrum wiederholt abtastet und sie an mehreren die Auffängerelektrode gelenkt wird, nacheinander von
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denjenigen Ionen getroffen wird, welche eine fort- dem mit der einen Seite eines weiteren parallelen
schreitend größere Masse pro Ladungseinheit auf- i?C-Kreises verbunden, welcher aus Kondensatoren
weisen. Dieser Ablenkgenerator 5 steuert über ein Ca ... Cn ... Cx besteht, die mit Widerständen
Gestänge 32 außerdem die Lage eines Dreharmes 31 Ra ... Rn ... Rx parallel geschaltet sind. Die andere
eines Drehschalters 3. Dieser Drehschalter hat eine 5 Seite jeder dieser .RC-Kombinationen ist jeweils mit
große Anzahl von Kontakten 30a, 30Z»... 30« ... 3Ox, Kontakten 60a ... 60« ... 6Ox eines Drehschalters 6
welche der Schleifarm 31 somit im Gleichlauf mit dem verbunden.
Ablenkgenerator 5 überstreicht. Die Drehzahl des Dieser Drehschalter 6 hat drei Schleif arme Wl, Wl
Schalters 3 wird normalerweise beträchtlich größer als und W3, welche in jedem Augenblick mit Schalterdie
des Simulator-Ausgangssignal-Abtastsystemes ge- ίο kontakten 60«, 60m—1 bzw. 60«+l in Verbindung
macht, welches noch beschrieben wird; sie kann jedoch stehen, d.h. die Schleif arme sind gegeneinander um
diese Drehzahl erreichen, wenn die Abklingzeit der einen Kontakt phasenverschoben. Die Schleif arme Wl,
Abschnittswerte groß gewählt wird. Wl und W2> sind über veränderliche Widerstände Rl,
Der Ausgang der Auffängerelektrode 21 wird über Rl bzw. i?3 an einen gemeinsamen Verbindungseinen
Ionenstromverstärker 4 an den umlaufenden 15 punkt 12 angelegt. Der Schleifarm Wl ist außerdem
Schleif arm 31 angelegt, so daß der Schleif arm auf übereinen Verstärker 9 an diesen Verbindungspunkt 12
Grund des Gleichlaufes des Systems an jeden Schalter- geschaltet. Der Verstärker 9 ist ein Gleichstromverkontakt
wiederholt einen Strom abgibt, welcher pro- stärker mit großer Verstärkung, welcher am Ein- und
portional der Größe des die Sammelelektrode 21 er- Ausgang umgekehrte Polaritäten aufweist. Wie später
reichenden Ionenstromes ist. Somit fließt z. B. zu dem ao erläutert wird, ist es vorteilhaft, zwischen den VerKontakt
30« immer ein Strom, welcher der Anzahl von stärker 9 und den Verbindungspunkt 12 eine Diode D1
Ionen entspricht, die auf die Sammelelektrode 21 auf- zu schalten, wobei ein Widerstand RDl zwischen dem
treffen, wenn das Massenspektrometer die Massen- Verbindungspunkt 12 und Erde liegt. Das Vorhandenzahl
« überstreicht. Wenn das Spektrometer ein idales sein der Diode Dl ist jedoch nicht wesentlich, wenn
Ausgangssignal hätte, würde nur an einen Schalter- 35 nur eine geringe Steigerung des Auflösungsvermögens
kontakt ein Strom abgegeben werden, wenn ein Gas herbeigeführt werden soll. Zusätzlich ist es auch zweckmit
einer einzigen Massenzahl in dem Massenspektro- mäßig, eine Diode Dl mit einem Reihenwiderstand
meter analysiert würde; in der Praxis werden diese RDl zwischen dem Ausgang des Verstärkers 9 und
Ströme jedoch an wenigstens einen und allgemein an dem Schleifarm Wl vorzusehen. Die Durchlaßrichtung
zwei oder mehrere Schalterkontakte auf jeder Seite 30 der Dioden Dl, Dl ist in für das folgende Beispiel gedesjenigen
Schalterkontaktes abgegeben, welcher der eigneter Weise gewählt worden; bei diesem ist angejeweiligen
Massenzahl der analysierten Eingangs- nommen, daß an die Klemmen 10 a ... 10 λ: negative
komponente entspricht. Potentiale angelegt sind. Wenn an diese Klemmen Im allgemeinen Fall liegt der der Massenzahl« züge- positive Potentiale angelegt werden würden, müßte die
ordnete Schalterkontakt 30« über die Klemme 10« an 35 Richtung beider Dioden umgekehrt werden,
dem Kondensator Cn', welcher parallel zu dem Wider- Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist am einstand
Rn' geschaltet ist. Die andere Seite dieser fachsten zu verstehen, wenn man sich vorstellt, daß
Elemente liegt an Erde. Die den Massenzahlen n—l eine einzelne Eingangskomponente einer Massenzahl «
und n+1 zugeordneten Kontakte 30«—1 bzw. 30«+l durch das Spektrometer analysiert wird und daß diese
auf jeder Seite des Kontaktes 30« sind in ähnlicher 40 Eingangskomponente einen verteilten Ausgangswert
Weise über Leitungen 10«—1 und 10«+l mit den liefert, dessen Mitte auf dem Drehkontakt 30« des
Kondensatoren Cn'—1, Cn'+l verbunden. Jedesmal, Drehschalters 3 liegt, so daß der Kondensator Cn' eine
wenn der umlaufende Schleifarm 31 die Schalterkon- Ladung erhält, welche proportional dem Ionenstrom
takte 30 a ... 30« ... 3Ox überstreicht, empfangen ist, der an der Sammelelektrode erscheint, wenn das
die zugeordneten Kondensatoren Ca' ... Cn' ... Cx' 45 Spektrometer über die Massenzahl « streicht; aber
eine Ladung, welche der Anzahl von die Sammel- auch die Kondensatoren Cn'—1, Cn'+1 haben Ladunelektrode
21 erreichenden Ionen entspricht, während gen erhalten, obwohl an dem Massenspektrometer
der Arm 31 sich auf den betreffenden Schalterkon- keine Eingangskomponenten mit den Massenzahlen
takten befindet. Die Kondensatorreihe Ca' ... n—l oder «+1 vorhanden sind. Diese Ladungs-
Cn' ... Cx' speichert also an ihren Klemmen das Aus- 50 streuung soll durch das System gemäß der Erfindung
gangsspektrum des Massenspektrometers 2. Der jedem beseitigt oder wenigstens wesentlich herabgesetzt
Kondensator zugeordnete Widerstand bildet einen Ent- werden.
ladungsweg mit langer Zeitkonstante, so daß ein Bevor der Drehschalter 6 in Tätigkeit tritt, rufen die
kleiner Teil der Ladung jedes Kondensators zwischen in den Kondensatoren Cn'—l, Cn' und Cn'+l gezwei
aufeinanderfolgenden Berührungen des um- 55 speicherten Ladungen an den Kontakten 60«—1, 60«
laufenden Armes 31 abfließt. Die Kondensatoren und 60«+l entsprechende Potentiale bezüglich Erde
stellen also in guter Näherung fortwährend das hervor. Wenn die Schleifarme Wl bis W3 des Drehrichtige
Ausgangsspektrum des Massenspektrometers schalters 6 zu laufen beginnen, werden diese Potentiale
dar. durch den Arm Wl abgenommen, durch den VerWenn vorhandene Aufzeichnungen analysiert wer- 60 stärker 9 verstärkt und im Vorzeichen geändert und
den sollen, können die Eingangssignale für den Rest über den Verbindungspunkt 12 zu den Armen Wl,
des Kreises, welche die Ladungen an den Konden- Wl und W7>
zurückgeführt, um die Kondensatoren satoren Ca' ... Cn' ... Cx' darstellen, durch eine Cn-I, Cn und Cn+1 auf Potentiale aufzuladen,
Reihe von manuell eingestellten Spannungsteilern ge- welche die Potentiale an den Kondensatoren Cn'—l,
bildet werden, damit Potentiale entstehen, welche den 65 Cn' und Cn'+l auszugleichen versuchen. Es sind
Ordinaten der aufgezeichneten Spektren bei aufein- mehrere Abtastungen notwendig, um einen Gleichanderfolgenden Massenzahlen entsprechen. gewichtszustand herzustellen, was am besten durch
Jeder Schalterkontakt 30a... 30« ... 3Ox ist außer- numerische Beispiele veranschaulicht wird. Das erste
ίο
gegebene Beispiel geht, wie erwähnt, von einer einzelnen Eingangskomponente aus.
Es sei angenommen, daß die Ordinatenwerte der die Masse « darstellenden einzelnen Streifen bei den
Massenzahlen «—2, n—l, n, «+1, «+2 im Verhältnis 0:1:2:1:0 zueinander stehen. Die durch die Schleifarme
Wl, Wl und Wi gelieferten Ströme werden durch Einstellung der relativen Werte der Widerstände
Rl, Rl, Ri auf das Verhältnis 1:2:1 gebracht. Es sei angenommen, daß, wenn der Schalter 6 seine erste
Abtastung beginnt, Potentiale 0, —100, —200, —100,0
in beliebigen Einheiten an den Klemmen lOn—2,
10k—1, 10«, lOn+1, 10«+2 vorhanden sind. Der
Einfachheit halber sei weiter angenommen, daß die Schleifarme sich in einer Zeit über die Kontakte
60«—2 ... 60w+2 bewegen, die im Vergleich mit der
Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen kurz ist. Die Potentiale an 60«—2 ... 60«+2 bleiben die
gleichen, bis der mittlere Schleifarm Wl den ersten Kontakt, an dem ein Potential liegt, nämlich den Kon-
o takt 60«—1, erreicht. Dieser Zustand kann in tabellarischer
Form wie folgt veranschaulicht werden:
Arm Wl an |
60/2-2 | 60/2-1 | Potential an 60» |
60/j+l | 607Z+2 | Durch den Arm Wi fließende Stromeinheiten |
60«-2 60«-l |
0 +50 |
-100 0 |
-200 -150 |
-100 -100 |
0 0 |
0 100 |
Beim Abtasten des —100-Potentials am Kontakt
60n—1 hat sich folgendes ereignet: Der Verstärker 9 hat ein positives Ausgangssignal geliefert, welches
durch den Widerstand Rl fließt und das Potential am Arm Wl und dem Kontakt 60«—1 auf Erdpotential
zurückführt. Dabei wird die Ladung des Kondensators Cn—1 entgegengesetzt gleich der des Kondensators
Cn'—l. Die Widerstände Rl und i?3 sind so eingestellt, daß jeder von ihnen doppelt so groß wie der
Widerstand Rl ist. Daher werden Ladungen von
25 +50 Einheiten gleichzeitig an die Kontakte 60«—2 und
60h angelegt, welche die Spannungen an diesen Kontakten in der oben angegebenen Weise verändern.
Wenn nun der Drehschalter 6 um einen Kontakt weiterläuft, findet der Abtastarm Wl am Kontakt 60«
das Potential —150 vor und führt dieses zurück. Den beiden Kontakten auf jeder Seite werden +75 Einheiten
zugeführt. Dieser Vorgang und die darauffolgenden Schritte können in tabellarischer Form wie
folgt veranschaulicht werden:
Arm Wl | 60/2-2 | 60/z—1 | Potential an | 60/2+1 | 60/2+2 | Durch den Arm Wl fließende |
an | +50 | 0 | 6On | -100 | 0 | Stromeinheiten |
60«-l | +50 | +75 | -150 | -25 | 0 | 100 |
6On | +50 | +75 | 0 | 0 | +12,5 | 150 |
60«+l | +50 | +75 | +12,5 | 0 | 0 | 25 |
60n+2 | +12,5 | -12,5 | ||||
Es ist darauf zu achten, daß der Arm Wl beim letzten Schritt, wenn er an dem Kontakt 60«+2 anliegt,
ein positives Potential empfängt. Dieses erzeugt an dem Verstärker 9 eine negative Ausgangsgröße,
welche von der Diode Dl gesperrt, von der Diode Dl jedoch zu dem Arm Wl, und zwar nur zu dem Arm Wl
durchgelassen wird. An der Verbindungsstelle 12 und damit an dem Oszillographen 8 entsteht kein Signal.
Die Seitenarme W2 und Wi führen keinen Strom.
Die Potentiale in der letzten Reihe der obigen Tabelle verbleiben somit zwischen den betreffenden
Kontakten und Erde, wenn der Schleifarm Wl über den interessierenden Bereich hinausläuft.
Vor der nächsten Abtastung des Drehschalters 6 werden diese Potentiale auf Grund von Stromfluß
durch die Widerstände Rn-2 ... i?«+2 verändert.
Jedes von ihnen klingt um einen Betrag ab, der der Potentialdifferenz zwischen jedem Kontakt 60 und der
zugehörigen Klemme proportional ist (die Klemmen 10 sind noch immer entsprechend der ursprünglichen Verteilung
aufgeladen, da angenommen ist, daß keine Änderung der Eingangsbedingungen stattgefunden
hat). Es sei angenommen, daß das Abklingverhältnis, das für jeden betrachteten Abschnitt (z. B. jeden Kontakt)
das gleiche ist, 1 % beträgt. Demnach verbleiben nach der Abklingzeit die folgenden Potentiale
60«-2: 50 - 1 % von 50 = 49,5
60«-l: 75 - 1 % von 175 = 73,25
60«: 12,5 - 1 % von 212,5 = 10,375
60«+l: 0 - 1 °/0 von 100 = -1
60n+2:0-l°/0 von 0 = 0
Wenn nun diese Potentiale bei der zweiten Abtastung an die Schleifarme angelegt werden, ist das
Ergebnis wie folgt:
Zweite Abtastung
Asm Wl | 60/2-2 | 60/2-1 | Potential an | 60«-!-l | 60/2+2 | Durch den Arm Wl fließende |
an | +49,5 | +73,25 | 60/2 | _i | 0 | Stromeinheiten |
60«-3 | 0 | +73,25 | +10,375 | —1 | 0 | 0 |
60«-2 | 0 | 0 | +10,375 | -1 | 0 | -49,5 |
60«-l | 0 | 0 | +10,375 | 0 | -73,25 | |
60« | 0 | 0 | 0 | 0 | +0,5 | -10,375 |
60«+l | 0 | 0 | +0,5 | 0 | 0 | 1 |
60«+2 | +0,5 | -0,5 | ||||
Die Mehrzahl der Ausgangsgrößen des Verstärkers 9 ist negativ; sie haben folglich keine Wirkung
auf die seitlichen Schleifarme.
Nach zwei Abtastungen verbleibt also nur an dem Kontakt 60 η ein Potential. Bei der gleichen l
Potentialänderung zwischen den Abtastungen sind die Ergebnisse der dritten, vierten, fünften und sechsten Abtastung annähernd wie folgt:
Potentialänderung zwischen den Abtastungen sind die Ergebnisse der dritten, vierten, fünften und sechsten Abtastung annähernd wie folgt:
60«-2 | 60/1-1 | Potentiale an | 60/1+1 | 60«+2 | Durch den Arm WX | |
fließende | ||||||
6On | Stromeinheiten | |||||
Dritte Abtastung | 0 | -1,00 | -1,00 | 0 | ||
Arm Wl an | 0 | -1,00 | -1,00 | 0 | ||
60n-3 | -0,50 | 0 | -1,50 | -1,00 | 0 | 0 |
60/J-2 | +0,50 | +0,50 | -1,50 | -0,50 | 0 | 0 |
60/j-l | +0,50 | +0,50 | -1,00 | 0 | +0,25 | 1,00 |
60/2 | +0,50 | +0,50 | 0 | 0 | 0 | 1,00 |
60/2+1 | +0,25 | 0,50 | ||||
60/1+2 | +0,25 | -0,25 | ||||
Vierte Abtastung | +0,50 | -0,50 | -1,00 | 0 | ||
Arm Wl an | 0 | -0,50 | -1,00 | 0 | ||
60/1-3 | +0,25 | 0 | -1,75 | -1,00 | 0 | 0 |
60/2-2 | +0,25 | +0,75 | -1,75 | -0,25 | 0 | -0,50 |
6On-I | +0,25 | +0,75 | -1,50 | 0 | +0,12 | 0,50 |
60/2 | +0,25 | +0,75 | 0 | 0 | 0 | 1,50 |
60/2+1 | +0,12 | 0,25 | ||||
60/2+2 | +0,12 | -0,12 | ||||
Fünfte Abtastung | +0,25 | -0,25 | -1,00 | 0 | ||
Arm Wl an | 0 | -0,25 | -1,00 | 0 | ||
60/2-3 | +0,12 | 0 | -1,88 | -1,00 | 0 | 0 |
60/2-2 | +0,12 | +0,88 | -1,88 | -0,12 | 0 | -0,25 |
60/2-1 | +0,12 | +0,88 | -1,76 | 0 | +0,06 | 0,25 |
60/2 | +0,12 | +0,88 | 0 | 0 | 0 | 1,76 |
60/2+1 | +0,06 | 0,12 | ||||
60/2+2 | +0,06 | -0,06 | ||||
Sechste Abtastung | +0,12 | -0,12 | -1,00 | 0 | ||
Arm Wl an | 0 | -0,12 | -1,00 | 0 | ||
60/2-3 | +0,06 | 0 | -1,94 | -1,00 | 0 | 0 |
60/2-2 | +0,06 | +0,94 | -1,96 | -0,06 | 0 | -0,12 |
60/2-1 | +0,06 | +0,94 | -1,88 | 0 | +0,03 | 0,12 |
60/2 | +0,06 | +0,94 | 0 | 0 | 0 | 1,88 |
60/2+1 | +0,03 | 0,06 | ||||
60/1+2 | +0,03 | -0,03 | ||||
Von der dritten Abtastung an sind die Potentiale nur auf +.0,01 Einheiten genau. Der Potentialabfall
zwischen den Abtastungen (vgl. die letzte Zeile der fünften Abtastung mit der ersten Zeile der sechsten
Abtastung) beträgt jetzt etwa 0, 1, 2, 1 bzw. 0 Einheiten. Dieser Abfall (Änderung der Abschnittswerte
des Simulator-Ausgangssignals) ist im Falle jedes Abschnittes proportional der Differenz zwischen jedem
Abschnittswert des Simulator-Ausgangssignals und einem Bezugswert.
Bei jeder folgenden Abtastung nähert sich der durch den mittleren Schleifarm WX fließende Strom für alle
Stellungen Null an, außer wenn dieser Arm an dem Kontakt 60/2 liegt. In dieser Stellung geht der durch
den Arm fließende Strom gegen +2 Einheiten. Das entspricht dem Ladungsverlust des Kondensators Cn
zwischen jeder Abtastung und einem Potential von —2-100 Einheiten an der Klemme 10/2. Die Darstellung
auf dem Oszillographen 8 würde sich daher der Anzeige einer einzelnen Spitze der Masse η mit
einer Amplitude von 2 · 100 = 200 in beliebigen Einheiten nähern. Diese Darstellung entspricht der Darstellung,
welche aus dem Ausgangssignal eines Massenspektrometers erhalten werden könnte, das eine vollständige
Auflösung zwischen benachbarten Massen gewährleisten würde. Die Potentiale bei 60/2—2 ...
60/1+2 gehen am Anfang einer Abtastung gegen 0, 0, —2, -1, 0 und ändern sich auf 0, +1, 0, 0, 0,
nachdem der Mittelschleifarm 60/2 überstrichen hat.
Während des Intervalls zwischen den Abtastungen nehmen diese Potentiale um 0,1, 2,1 bzw. 0 Einheiten
auf wieder 0, 0, —2, —1, 0 beim Beginn der nächsten Abtastung ab.
Diese Potentialänderungen, welche sich aus dem sukzessiven Approximationsverfahren ergeben, können
zweckmäßigerweise nach den Fig. 7a, 7b und 7c graphisch veranschaulicht werden. Diese Figuren
stellen die zeitlichen Änderungen der Potentiale an den Klemmen 60 bei einer einzigen Eingangskomponente
von der einfachen dreieckf örmigen Verteilung (Kurve Pl) dar, nachdem das System einen stabilen Zustand
erreicht hat.
Die Kurve Pl stellt die Potentiale an den Klemmen 10/2—2 bis 10«+2 dar (Meßgeräte-Ausgangsspektrum).
Die Kurve Pl stellt die Potentialdifferenzen an den Kondensatoren Cn—2 bis Cn+2 dar (Simulator-Ausgangsspektrum).
Die Kurve P3 veranschaulicht die Potentiale zwischen 60n—2 bis 60n+2 und Erde.
Sie ist die algebraische Summe der Kurven Pl und P2.
Die gestrichelte Linie P4, welche teilweise mit einem Teil der Kurve Pl koinzidiert, ist das Spiegelbild der
Kurve Pl.
Die Kurven in den Fig. 7a bis 7c sind in dem
Sinne idealisiert, daß sie in dieser kontinuierlichen Form in Wirklichkeit nur für eine große Anzahl von
Schleif armen erscheinen. In F i g. 7 a ist angenommen, daß sich der Arm Wl in einem frühen Stadium der
Abtastung der Kontakte 60«—2 bis 60n+2 befindet. Der Kurvenzug T veranschaulicht den Kurvenzug des
Oszillographen 8. Bei dieser Stellung sind die Meßgeräte- und Simulator-Ausgangssignale gleich; somit
tastet der Arm Wl nichts ab, und es erfolgt keine Auslenkung
des Kurvenzuges T.
Fig. 7b veranschaulicht den Zustand, unmittelbar
nachdem der Arm den Mittelkontakt 6On erreicht hat. Der Kontakt 60« ist auf Erdpotential gebracht worden,
während die durch die Kontakte 60«—1 und 60n+l
fließenden Ladungen die Kurven Pl und P3 in die neue so dargestellte Form bringen. Die durch den Arm Wl
fließenden Stromeinheiten (Simulator-Eingangssignal) erscheinen als Spitze Tl in dem Kurvenzug T. Das
Potential an dem Kontakt 60«+l ist jetzt auf Erdpotential gebracht, und die Abtastung setzt sich fort,
ohne daß ein weiterer Stromdurchgang durch die Schleifarme oder eine weitere Ablenkung des Kurvenzuges
T stattfindet.
F i g. 7 c zeigt schließlich die entsprechende Verteilung der Potentiale nach Ablauf der halben Abklingzeit,
das ist die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen. Als Folge der in den Kondensatoren
Cn—2 bis Cn+2 gespeicherten Potentiale kehren beide Kurven Pl und P3 von dem in F i g. 7 b dargestellten
Zustand in ihren in F i g. 7 a dargestellten Zustand zurück. Dieser Zustand entspricht dem Beginn der
nächsten Abtastung.
Im folgenden soll der Fall betrachtet werden, daß das Meßgeräte-Eingangssignal aus mehreren Komponenten
zusammengesetzt ist.
Angenommen die Ordinatenwerte eines einzelnen Streifens stehen wieder im Verhältnis 0:1:2:1:0
für aufeinanderfolgende Massenzahlen. Die durch die Schleifarme gelieferten Ströme stehen dann wieder in
dem gleichen Verhältnis. Es sei weiter angenommen, daß ein zusammengesetzter Streifen analysiert werden
soll, welcher aus zwei Komponenten besteht. Die eine möge die Masse « und die andere die Masse «+1
haben, wobei die Intensitäten im Verhältnis 2:1 stehen. Der größere Streifen habe Ordinatenwerte von
0, 100, 200, 100, 0 bei Massenzahlen «—2 ... n+2.
Der kleinere Streifen habe Ordinatenwerte von 0, 50, 100, 50, 0 bei Massenzahlen «—1 ... «+3. Der zusammengesetzte
Streifen würde dann Ordinatenwerte von 0,100, 250, 200, 50, 0 bei Massenzahlen n—2 ...
«+3 aufweisen. Das System sei mit entsprechenden negativen Potentialen an den Klemmen 10«—2 ...
lOn+3 eingeschaltet. Die Schleifarme mögen sich in einer Zeit über die Kontakte 60«—2 ... 60«+3 bewegen,
welche im Vergleich zu der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen kurz ist. Das Intervall
zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen sei so groß, daß 1 % der Ladungen der Kondensatoren C"
abfließen kann. Die Potentiale an den Kontakten 60n—2 ... 60n+3 sind gleich denen an den Klemmen
10«—2 ... lOn+3, bis der mittlere Schleifarm den
Kontakt 60n—1 erreicht. Danach entwickeln sich die
Potentiale an 60«—2 ... 60n+3 und die durch den mittleren Schleifer fließenden Ladungen wie
folgt:
60/Z-2 | 60b—1 | Potential an | 60n+l | 60«+2 | 60K+3 | Durch den Arm Wl | |
fließende | |||||||
6On | Stromeinheiten | ||||||
Erste Abtastung | 0 | -100 | —200 | -50 | 0 | ||
Arm Wl an | +50 | 0 | —200 | -50 | 0 | ||
60«-2 | +50 | +100 | +250 | -100 | -50 | 0 | 0 |
60«-l | +50 | +100 | -200 | 0 | 0 | 0 | 100 |
60« | +50 | +100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 200 |
60«+l | +50 | +100 | +50 | 0 | 0 | 0 | 100 |
60«+2 | +50 | 0 | |||||
60«+3 | +50 | 0 | |||||
Zweite Abtastung | +49,5 | +98 | -2 | -0,5 | 0 | ||
Arm Wl an | 0 | +98 | -2 | -0,5 | 0 | ||
60«-3 | 0 | 0 | +47 | 2 | -0,5 | 0 | 0 |
60«-2 | 0 | 0 | +47 | -2 | -0,5 | 0 | -49,5 |
60«-l | 0 | 0 | +47 | 0 | +0,5 | 0 | -98 |
60« | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -47 |
60»+l | 0 | 0 | +1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
60«+2 | +1 | -0,5 | |||||
60«+3 | +1 | 0 | |||||
Dritte Abtastung | 0 | -1 | -2 | -0,5 | 0 | ||
Arm Wl an | 0 | -1 | -2 | -0,5 | 0 | ||
60n-3 | +0,50 | 0 | -1,51 | -2 | -0,5 | 0 | 0 |
60«-2 | +0,50 | +0,50 | -1,51 | -1,50 | -0,5 | 0 | 0 |
6On-I | +0,50 | +0,50 | -1,01 | 0 | +0,25 | 0 | 1 |
60« | +0,50 | +0,50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1,01 |
60n+l | +0,50 | +0,50 | +0,75 | 0 | 0 | 0 | 1,50 |
60n+2 | +0,75 | -0,25 | |||||
60n+3 | +0,75 | 0 | |||||
Die Potentiale sind von der dritten Abtastung an nur auf ±0,01 Einheiten genau. Der Potentialabfall
zwischen den Abtastungen beträgt jetzt annähernd 0, 1, 2,5, 2, 0,5 bzw. 0 Einheiten.
15 | 60/1-1 | Potentiale an | 60/z+l | 60/Z+2 | 16 | Durch den Arm WX | |
fließende | |||||||
60/1 | Stromeinheiten | ||||||
60«-2 | -0,50 | -2,00 | -0,50 | 60«+3 | |||
Vierte Abtastung | -0,50 | -2,00 | -0,50 | ||||
Arm Wl an | 0 | -1,75 | -2,00 | -0,50 | 0 | ||
60h-3 | +0,50 | +0,75 | -1,75 | -1,25 | -0,50 | 0 | -0,50 |
60n-2 | 0 | +0,75 | -1,50 | 0 | +0,12 | 0 | 0,50 |
6Oh-I | +0,25 | +0,75 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1,50 |
60h | +0,25 | +0,75 | +0,62 | 0 | 0 | 0 | 1,25 |
60h+1 | +0,25 | +0,62 | 0 | -0,12 | |||
60h+2 | +0,25 | +0,62 | 0 | 0 | |||
60h+3 | +0,25 | -0,25 | -2,00 | -0,50 | 0 | ||
Fünfte Abtastung | -0,25 | -2,00 | -0,50 | ||||
Arm Wl an | 0 | -1,88 | -2,00 | -0,50 | 0 | ||
60H-3 | +0,25 | +0,88 | -1,88 | -1,12 | -0,50 | 0 | -0,25 |
60H-2 | 0 | +0,88 | -1,76 | 0 | +0,06 | 0 | 0,25 |
6Oh-I | +0,12 | +0,88 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1,76 |
60h | +0,12 | +0,88 | +0,56 | 0 | 0 | 0 | 1,12 |
60h+1 | +0,12 | +0,56 | 0 | -0,06 | |||
60H+2 | +0,12 | +0,56 | 0 | 0 | |||
60h+3 | +0,12 | -0,12 | -2,00 | -0,50 | 0 | ||
Sechste Abtastung | -0,12 | -2,00 | -0,50 | ||||
Arm Wl an | 0 | -1,94 | -2,00 | -0,50 | 0 | ||
60H-3 | +0,12 | +0,94 | -1,94 | -1,06 | -0,50 | 0 | -0,12 |
60h-2 | 0 | +0,94 | -1,88 | 0 | +0,03 | 0 | 0,12 |
6Oh-I | +0,06 | +0,94 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1,88 |
60h | +0,06 | +0,94 | +0,53 | 0 | 0 | 0 | 1,06 |
60h+1 | +0,06 | +0,53 | 0 | -0,03 | |||
60h+2 | +0,06 | +0,53 | 0 | 0 | |||
60h+3 | +0,06 | 0 | |||||
Siebente | -0,06 | -2,00 | -0,50 | ||||
Abtastung | -0,06 | -2,00 | -0,50 | ||||
Arm Wl an | 0 | -1,97 | -2,00 | -0,50 | 0 | ||
60n-3 | +0,06 | +0,97 | -1,97 | -1,03 | -0,50 | 0 | -0,06 |
60h-2 | 0 | +0,97 | -1,94 | 0 | +0,01 | 0 | 0,06 |
6Oh-I | +0,03 | +0,97 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1,9 |
60h | +0,03 | +0,97 | +0,51 | 0 | 0 | 0 | 1,03 |
60h+1 | +0,03 | +0,51 | 0 | -0,01 | |||
60h+2 | +0,03 | +0,51 | 0 | 0 | |||
60h+3 | +0,03 | 0 | |||||
Bei jeder aufeinanderfolgenden Abtastung nähert sich der durch den den Simulatoreingang bildenden
mittleren Schleifarm Wl fließende Strom für alle Stellungen Null, außer wenn dieser Arm sich auf den
Kontakten η oder h+1 befindet. Bei diesen Stellungen
konvergiert der Strom gegen +2 und +1 Einheiten. Wie zuvor stellen diese Signale die aufgelösten Massenstreifen
der Massen η und h+1 dar. Sie haben Intensitäten von 200 bzw. 100 in beliebigen Einheiten.
Dieses Simulatoreingangsspektrum erscheint auf dem Oszillographen 8, welcher die Anzeigevorrichtung
bildet. Die Abtastung des Oszillographen 8 ist mit der des Drehschalters 6 durch den Abtastgenerator 7 synchronisiert,
was durch die Verbindungslinie 62 symbolisch veranschaulicht ist. Wenn das System vom Ruhezustand
aus in Betrieb gesetzt wird, erreicht die Oszillographendarstellung normalerweise nach fünf
oder zehn Abtastungen der Schleifarme einen konstanten Zustand, so daß in einem System, bei dem die
Drehzahl eine Umdrehung pro Sekunde beträgt, die Darstellung nach 5 bis 10 Sekunden einen konstanten
Zustand erreicht.
Zum besseren Verständnis der Vorrichtung sollen kurz die F i g. 1 und 1 a mit F i g. 3 verglichen werden.
Das Meßgeräte-Ausgangsspektrum kann als den Ladungen der Kondensatoren Ca' ... Cn' ... Cx' entsprechend
betrachtet werden. Das Simulator-Ausgangssignal wird durch die Aufladungen der Kondensatoren
Ca ... Cn ... Cx dargestellt. Der Verstärker 9 und die Dioden Dl und Dl können als Signalgeber G
betrachtet werden, während der Verstärker 9 außerdem mit dem Mittel-Schleifarm Wl als Komparator K
wirkt. Der Simulator S kann durch die drei Widerstände JiI bisi?3, den Drehschalter 6 mit den Kontakten
60a ... 60h ... 6Ox und die Simulator-Speicherkondensatoren Ca ... Cn ... Cx dargestellt werden.
Die Widerstände Ra ... Rn ... Rx wirken als Mittel zur Abwandlung aller Abschnittswerte des
Simulator-Ausgangssignals (wie es in den Kondensatoren Ca ... Cn ... Cx gespeichert wird), indem sie
das Abklingen der Kondensatorpotentiale bewirken. Die durch den Schleifarm Wl fließenden Stromeinheiten
stellen das Simulator-Eingangsspektrum dar. Im vorliegenden Fall wurden drei Schleifarme dargestellt;
in der Praxis könnten jedoch auch fünf, sieben oder mehr Schleifarme verwendet werden, um eine
noch bessere Approximation an das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Die Größe der Steigerung des Auf-
909 523/330
17 18
lösungsvermögens hängt von der Zahl der verwendeten abgezogen werden, tatsächlich proportional den
Schleifarme ab. Bei einem einfachen System, wie es in Potentialen der entsprechenden Meßgeräte-Ausgangs-F
i g. 3 dargestellt ist, kann das Auflösungsvermögen abschnittswerte sind, und zwar unabhängig von den
eines Massenspektrometers etwa vervierfacht werden. an den Simulator-Ausgangsabschnitten herrschenden
Bei einem komplizierten System mit sieben Schleif- 5 Potentialen und mit einem Minimum an Störung des
armen und 26 Kontakten an dem Schalter 6 wurde Meßgeräte-Ausgangssignals. Die Steuerung des Schaleine
Verachtfachung des Auflösungsvermögens er- ters 63 erfolgt durch den Abtastgenerator, um zu
halten. __ gewährleisten, daß der Schalter 63 in jedem Intervall
Zur Anpassung an die bei Änderung von Breite und zwischen Abtastungen des Schalters 62 schließt.
Form des Simulator-Ausgangssignals entstehende Lage io Dieser Kreis soll auf das einfache oben gegebene ist es natürlich notwendig, die Werte der Widerstände numerische Beispiel angewandt werden, bei dem Rl, Rl, R3 ... usw. (abhängig von der Zahl der Potentiale von 0, —100, —200, —100, 0 Einheiten Schleifarme) zu verändern. In der Praxis kann dies angenommen wurden, um das Meßgeräte-Ausgangsganz einfach dadurch erreicht werden, daß der signal an den Klemmen lOn—2, 10«—1, 1On, 10«+l Schalter 6 als handelsüblicher Stufenschalter von der 15 und lOn+2 zu bilden. Die Potentiale an den ent-Art eines in der Telefontechnik als »Strowger«-Wähler sprechenden Klemmen 60«—2, 60«—1, 60«+l und bekannten Schalters ausgebildet wird, bei dem die 60«+2 fallen um 0, —1, —2, —1, 0 Einheiten, wenn Schleifarme nicht nacheinander einen Satz von der Schalter 63 zwischen den Abtastungen schließt, Schalterkontakten abtasten, sondern bei dem jeder wenn angenommen wird, daß 1% der Potentiale Schleifarm seinen eigenön Satz zugeordneter Schalt- ao übertragen werden. Die Arbeitsweise des abgewandelkontakte besitzt, d. h., .es sind so viele Sätze von ten Systems ist somit dem in F i g. 3 dargestellten Schalterkontakten wie Schleifarme vorhanden. Somit sehr ähnlich, ausgenommen daß die Potentialabfälle hat jeder Schleifarm seinen eigenen Schalterkontakt zwischen den Abtastungen vom ersten Abtasten an für jede Massenzahl, und ein Widerstand geeigneten konstant sind, anstatt daß sie sich 0, —1, —2, —1, Wertes für den Schleif arm und der betrachtete Schalter- 25 0 Einheiten erst nach mehreren Abtastungen durch kontakt kann in die Verbindung eingeschaltet werden. sukzessive Approximation nähern.
Form des Simulator-Ausgangssignals entstehende Lage io Dieser Kreis soll auf das einfache oben gegebene ist es natürlich notwendig, die Werte der Widerstände numerische Beispiel angewandt werden, bei dem Rl, Rl, R3 ... usw. (abhängig von der Zahl der Potentiale von 0, —100, —200, —100, 0 Einheiten Schleifarme) zu verändern. In der Praxis kann dies angenommen wurden, um das Meßgeräte-Ausgangsganz einfach dadurch erreicht werden, daß der signal an den Klemmen lOn—2, 10«—1, 1On, 10«+l Schalter 6 als handelsüblicher Stufenschalter von der 15 und lOn+2 zu bilden. Die Potentiale an den ent-Art eines in der Telefontechnik als »Strowger«-Wähler sprechenden Klemmen 60«—2, 60«—1, 60«+l und bekannten Schalters ausgebildet wird, bei dem die 60«+2 fallen um 0, —1, —2, —1, 0 Einheiten, wenn Schleifarme nicht nacheinander einen Satz von der Schalter 63 zwischen den Abtastungen schließt, Schalterkontakten abtasten, sondern bei dem jeder wenn angenommen wird, daß 1% der Potentiale Schleifarm seinen eigenön Satz zugeordneter Schalt- ao übertragen werden. Die Arbeitsweise des abgewandelkontakte besitzt, d. h., .es sind so viele Sätze von ten Systems ist somit dem in F i g. 3 dargestellten Schalterkontakten wie Schleifarme vorhanden. Somit sehr ähnlich, ausgenommen daß die Potentialabfälle hat jeder Schleifarm seinen eigenen Schalterkontakt zwischen den Abtastungen vom ersten Abtasten an für jede Massenzahl, und ein Widerstand geeigneten konstant sind, anstatt daß sie sich 0, —1, —2, —1, Wertes für den Schleif arm und der betrachtete Schalter- 25 0 Einheiten erst nach mehreren Abtastungen durch kontakt kann in die Verbindung eingeschaltet werden. sukzessive Approximation nähern.
Bei der Vorrichtung nach F i g. 3 werden die Es wird nun der Fall der Verwendung einer zusätz-
Intensitäten der verschiedenen Abschnitte des Simula- liehen Speicherung betrachtet. Dabei wird im wesenttor-Ausgangssignals,
wie es in den Kondensatoren liehen der gleiche Grundkreis wie in F i g. 1 a ver-
Ca ... Cn ... Cx gespeichert ist, zwischen den Ab- 30 wendet, nur der Signalgeber besitzt einen gesonderten
tastungen des Schalters 62 dadurch geändert, daß die Speicher, in dem eine Speicherung des Simulator-Potentiale
an den Kondensatoren über Widerstände Eingangssignals erfolgt. Dieses gespeicherte Simulator-
Ra ... Rn ... Rx abfließen können. Die Zeitkonstan- Eingangsspektrum wird in nacheinanderfolgenden
ten sind so gewählt, daß nur ein geringer Prozentsatz Abtastungen abgewandelt, bis das Simulator-Ausin
dem Zeitraum zwischen den Abtastungen abfließen 35 gangsspektrum identisch zu dem Meßgeräte-Auskann.
Das Abklingen erfolgt in dem gleichen Verhältnis gangsspektrum ist. Bis sich das Meßgeräte-Ausgangs-(z.
B. 1%) bezüglich des Anfangspotentials. Da das Spektrum ändert, bleibt das System statisch, da keine
Abklingen proportional den Potentialen an den Zwischenabtastungsänderung des Simulator-AusKondensatoren Ca... Cn... Cx ist und da die gangsspektrums stattfindet. Das gespeicherte Simulator-Potentiale
an diesen Kondensatoren hervorgerufen 4° Eingangsspektrum kann dann nach Belieben auf die
wurden, um die Potentiale an den Kondensatoren Anzeigevorrichtung gegeben werden.
Ca' ... Cn' ... Cx' auszugleichen, ist das Abklingen Um das Verständnis zu erleichtern, wird wieder ein
Ca' ... Cn' ... Cx' auszugleichen, ist das Abklingen Um das Verständnis zu erleichtern, wird wieder ein
proportional den Potentialen an den letzteren Konden- numerisches Beispiel gegeben. Wie zuvor wird angesatoren;
diese Potentiale stellen das Meßgeräte- nommen, daß das Meßgeräte-Ausgangssignal die Form
Ausgangssignal dar. 45 eines Dreiecks aufweist und in aufeinanderfolgenden
Fig. 3 a zeigt eine weitere Ausführungsform einer Intervallen entlang des Spektralbereiches durch die
erfindungsgemäßen Vorrichtung und stellt einen Teil relativen Werte 0, 1, 2,1, 0 dargestellt wird, und zwar
der F i g. 3 dar. Die nicht dargestellten Teile sind die für ein Meßgeräte-Eingangssignal, welches bei Nichtgleichen
wie die in Fig. 3. Die Abwandlung besteht vorliegen einer Spitzenspreizung eine schmale Spitze Sl
in dem Fortlassen der Widerstände Ra ... Rn ... Rx 50 der Amplitude 2 Einheiten ergeben würde. Es seien
(d. h. die Abflußwege entfallen). Weiter sind die zwei Spitzen mit Amplituden von 200 bzw. 100 Ein-Klemmen
der Kondensatoren Ca ... Cn ... Cx auf heiten vorhanden, welche um einen Schritt entlang
den von den Klemmen 60a ... 60« ... 60x abge- der Abszisse des Spektrums voneinander entfernt sind,
wandten Seiten von den Klemmen 10a ... 10« ... 1Ox Bei jeder Spitzenspreizung werden sie einander überabgeschaltet
und an Erde gelegt. Schließlich ist ein 55 lappen, so daß schließlich ein Spektrum IOS (Meß-Vielpolschalter
63 vorgesehen, dessen Pole jeweils so geräte-Ausgangsspektrum) entsteht, das wie folgt
angeordnet sind, daß, wenn der Schalter geschlossen aussieht:
ist, die Klemmen 60a ... 60« ... 60jc über je einen
Servo verstärker 64 mit den Klemmen 10a ... 10« ...
bzw. 1Ox verbunden sind. Der Zweck dieser Verbin- 60
düngen ist der, daß die Potentiale an den Kondensatoren Ca ... Cn ... Cx (Simulator-Ausgang) um . „.. ,.,.,, „. ^.
Werte geändert werden, die proportional den Poten- /A^°fangilc* slIl4 df Simulator-Eingangsspektrum tialen an den Kondensatoren Ca' ... Cn' ... Cx' (AIS) und das Simulator-Ausgangsspektrum (AOS) (Meßgeräte-Ausgang) sind. Servoverstärker sind am 65 JJJ1· ^er Komparator mißt jetzt die Differenz besten für diese Aufgabe geeignet, da es notwendig ist, I0S 7A0S> Welche anfanSllch §leich dem I0S lst' daß die Potentialänderungen, weiche zu den Simulator- nämlich
Ausgangsabschnittswerten hinzugefügt oder von diesen 0 100 250 200 50 0.
ist, die Klemmen 60a ... 60« ... 60jc über je einen
Servo verstärker 64 mit den Klemmen 10a ... 10« ...
bzw. 1Ox verbunden sind. Der Zweck dieser Verbin- 60
düngen ist der, daß die Potentiale an den Kondensatoren Ca ... Cn ... Cx (Simulator-Ausgang) um . „.. ,.,.,, „. ^.
Werte geändert werden, die proportional den Poten- /A^°fangilc* slIl4 df Simulator-Eingangsspektrum tialen an den Kondensatoren Ca' ... Cn' ... Cx' (AIS) und das Simulator-Ausgangsspektrum (AOS) (Meßgeräte-Ausgang) sind. Servoverstärker sind am 65 JJJ1· ^er Komparator mißt jetzt die Differenz besten für diese Aufgabe geeignet, da es notwendig ist, I0S 7A0S> Welche anfanSllch §leich dem I0S lst' daß die Potentialänderungen, weiche zu den Simulator- nämlich
Ausgangsabschnittswerten hinzugefügt oder von diesen 0 100 250 200 50 0.
Erste Spitze | 0 | 100 | 200 | 100 | 0 | 0 |
Zweite Spitze ... | 0 | 0 | 50 | 100 | 50 | 0 |
IOS | 0 | 100 | 250 | 200 | 50 | 0 |
19 20
Beim Schritt 1 der Abtastung 1 mißt der Kompara- abgezogen werden, da dieser bei dieser Stellung +100
tor den ersten (linken) dieser Werte, nämlich 0; es ist betrug. Somit wird AIS:
keine Wirkung vorhanden.
keine Wirkung vorhanden.
Beim Schritt 2 der Abtastung 1 mißt der Kompara- 0 0 +200 +100 0 0,
tor den zweiten dieser Werte, nämlich 100; er regt den 5 , , a^o-jjj-_
Signalgeber an, ein entsprechendes Signal von ™d zu dem AOS wird addiert:
+100 Einheiten wie dieser Abschnitt des AIS zu liefern, —50 —100 —50 0 0 0,
+100 Einheiten wie dieser Abschnitt des AIS zu liefern, —50 —100 —50 0 0 0,
welches jetzt wie folgt überall erscheint: , o .„o . ,
J 6 so daß AOS wird:
0 +10° ° ° ° °- to 0 +100 +250 +200 +50 0.
Der Simulator spreizt dieses Signal in Nachahmung .
der Charakteristiken des Meßgerätes, so daß zu dem I0S ~ AOS ist also Seworden:
AOS die folgenden Werte addiert werden: 0 0 0 0 0 0,
AOS die folgenden Werte addiert werden: 0 0 0 0 0 0,
+50 +100 +50 0 0 0. , ,. ,. TJ ..... . , , ., _ „
15 und die gesuchte Identität zwischen den Meßgerate-
Das gesamte AOS wird somit: und den Simulator-Ausgangsspektren ist erreicht. Von
+50 +100 +50 0 0 0 Jetzt an bleibt das System statisch, bis das IOS sich
' ändert, da der Komparator bei jedem Schritt jeder
da es vor diesem Schritt vollständig Null war. Die Abtastung weiter Null mißt.
Werte von IOS — AOS sind jetzt: 20 Es sei vermerkt, daß gleichzeitig mit dem Erreichen
—50 0 +200 +200 +50 0 dieser Gleichheit zwischen den Ausgangsspektren das
A.I1J ZU
da das IOS durchgehend als konstant angenommen q q _i_200 +100 0 0
wurde.
Bei Schritt 3 der Abtastung 1 mißt der Komparator 25 wird, d. h., die beiden Meßgeräte-Ausgangsspitzen
jetzt den dritten dieser Werte, nämlich +200. Als werden voll aufgelöst und mit richtiger Intensität
Ergebnis wird das AIS: dargestellt.
0 +100 +200 0 0 0 ^e m dieser Weise arbeitende Vorrichtung ist in
' Fig. 3b dargestellt. Sie besitzt drei synchron ange-
und zu dem AOS wird addiert: 30 triebene Schleifen von elektrostatischen Speicher-
0 +100 +200 +100 0 0 bändern 71, 72 und 73. Das Band 71 speichert das
' Meßgeräte-Ausgangsspektrum, welches durch einen
so daß sich ergibt: Aufnahmekopf 74 aufgebracht wird. Das Band 72
+50 +200 +250 +100 0 0 speichert das Simulator-Ausgangsspektrum. Wieder-
35 gabeköpfe 75 und 76 liefern entsprechende Abschnitte
IOS — AOS wird jetzt: dieser beiden Spektren an den Komparator 77, und
—50 —100 0 +100 +50 0 zwar entsprechend dem allgemein in Fig. la dar
gestellten Fall. Der Signalgeber 78, an den der Kom-
Bei Schritt 4 der Abtastung 1 mißt der Komparator parator 77 angeschlossen ist, ist, wenn eine Verstär-
den vierten dieser Werte, nämlich +100. Als Ergebnis 40 kung notwendig ist, ein Verstärker, obwohl er bei
wird das AIS dieser Ausführungsform der Erfindung einfach nur
0 +100 +200 +100 0 0 aus einem Draht zur Übertragung des Ausgangssignals
' des Komparators zu den folgenden Elementen des
und zu dem AOS wird hinzugefügt: Systems bestehen kann.
0 0 +50 +100 +50 0 45 ^*e Anzeigevorrichtung weist in diesem Falle ein
' Band 73 auf, welches jedes Ausgangssignal des Signaiso
daß sich ergibt: gebers über einen Aufnahmekopf 79 aufnimmt. Wäh-
j_^n j-inn j^inn j_onn _i_<;n η reQd aufeinanderfolgender Abtastungen (d. h. auf ein-
anderfolgenden Umlaufen des Bandes 73) integriert es
Folglich wird IOS — AOS: 50 diese Signale. Diese gespeicherte Information wird
_5Q _iq0 —50 0 0 0 dann über einen Wiedergabekopf 81 auf einem
Oszillographen 80 dargestellt.
Bei den Schritten 5 und 6 der Abtastung 1 finden Das Ausgangssignal des Signalgebers wird ferner an
keine weiteren Änderungen statt, weil der Komparator eine Simulator-Eingangsstufe 82 angelegt. Das so
in jedem Falle einen Null-Wert für IOS — AOS mißt. 55 erhaltene Signal wird zur Modulation der Intensität
Diese Werte bleiben somit bis zu der zweiten Ab- eines Signals verwendet, das von der Stufe 82 an einen
tastung bestehen, da keine Zwischenabtastungsände- hin- und herschwingenden Aufnahmekopf 83 geliefert
rung der Potentiale stattfindet. wird. Dieser Kopf 83 erzeugt auf dem Band 72 das
Bei Schritt 1 der Abtastung 2 mißt der Komparator Simulator-Ausgangsspektrum, bis es hinsichtlich Breite
den ersten dieser Werte, nämlich —50. Der Speicher 60 und Form dem Meßgeräte-Ausgangsspektrum gleich
des Signalgebers ist mit einem Sperrkreis für negative wird, wenn das Ausgangssignal des Komparators 77
Signale versehen, so daß das AIS und des Signalgebers 78 in allen Stellungen der Bänder
0 +100 +200 +100 0 0 zu Null geworden ist. Die Speicherung auf dem Band73
hat zu dieser Zeit einen statischen Zustand erreicht.
bleibt und keine Änderungen erfolgen. 65 Dieser Zustand entspricht einem aufgelösten Meß-
Bei Schritt 2 von Abtastung 2 mißt der Komparator geräte-Ausgangsspektrum, das dann auf dem Oszillo-
den zweiten Wert von IOS — AOS, nämlich —100. graphen 80 dargestellt wird. Um die zur Überein-Jetzt
können 100 Einheiten von dem Speicherwert Stimmung mit dem unaufgelösten Meßgeräte-Aus-
21 22
gangsspektrum erforderliche Verteilungsform des sind. Diese Orte entsprechen der Wellenlänge (oder im
Simulator-Ausgangsspektrums zu erhalten, wird der Falle des Massenspektrometers der Massenzahl).
Aufnahmekopf 83 entlang des Bandes 72 hin- und Im Idealfall sollte das Ausgangssignal des Spektroherbewegt,
was durch Pfeile 84 angedeutet ist. Diese meters die Form des dargestellten Spektrums t haben,
Schwingung hat eine Periode, die um mehrere Größen- 5 d. h., die Intensitätsänderungen sollten sich nur über
Ordnungen kleiner als die Periode des durch die eine sehr begrenzte Breite erstrecken. In der Praxis
Antriebswelle 85 bestimmten Bandumlaufes ist. Der hat das Ausgangssignal jedoch die Form des Spek-Schwingungsbereich
des Kopfes 83 entspricht der trums ti, d. h., es ist über eine beträchtliche Breite
Breite einer isolierten Spektralspitze. Wenn der verteilt und hat bezüglich der Intensitätsänderungen
Kopf 83 schwingt, wird der in Reihe mit dem Kopf ίο über diese Breite eine bestimmte Form. Tatsächlich ist
liegende wirksame Widerstand in der Stufe 82 ver- also das Spektrum t das ideale Ausgangssignal und
ändert (z. B. durch ein mittels eines geeignet geformten entspricht dem Streifen Sl in Fi g. 1. Das Spek-Nockens
angetriebenes Potentiometer), so daß das trum ti ist das praktische Ausgangssignal für eine
mittlere Ladungsfeld, welches auf das Band 72 über- einzige Eingangskomponente und entspricht dem
tragen wird, der Form einer Spektralspitze entspricht. 15 Streifen S in F i g. 1.
Die Größe der Spitze wird durch die Amplitude des In dem in F i g. 4 dargestellten System hat der
von dem Signalgeber 78 empfangenen Signals bestimmt. Simulator die Form eines optischen Projektors mit
Wenn ein Nocken verwendet wird, um den Widerstand einem verlängerten lichtdichten Gehäuse 113, in dem
zu ändern, stellt seine Form die gespeicherte Normal- Linsen 114 und 116 angeordnet sind, zwischen denen
Spitzenform dar (wenn der Kopf 83 sich mit konstanter ao ein Filter 115 liegt. Die Beleuchtung erfolgt durch eine
Geschwindigkeit bewegt). Lichtquelle 112. Das Filter 115 ist so ausgebildet, daß
Zweckmäßigerweise können die Aufnahmeköpfe die das Simulator-Ausgangssignal, wie es auf die untere
Form von kleinen Rollen besitzen, welche die Ober- Fläche B der Trommel 100 projiziert wird, die gleiche
flächen der Bänder berühren und mit Ausgängen seitliche Ausdehnung und Struktur wie das Spekgroßer
Impedanz verbunden sind, um eine Aufnahme as trum ti hat. Das ist als Spektrum ti auf der unteren
ohne einen Verlust an bereits auf den Bändern gespei- Fläche B dargestellt. Das Filter 115 kann durch
cherten Signalen zu gestatten. Die Wiedergabeköpfe geeignete Markierung eines durchsichtigen Materialkönnen
in ähnlicher Weise aus kleinen Rollen bestehen, teiles erhalten werden. Es kann auch von einem durch
welche mit Eingängen hoher Impedanz in Verbindung das Spektrum ti erzeugten fotografischen Diapositiv
stehen, 30 gebildet sein.
Ein Sperrkreis 86 für negative Signale erhält eben- Die Abtastung erfolgt durch Bewegung des Meßfalls
das Signal vom Wiedergabekopf 81, Dieser Kreis geräte-Ausgangsspektrums bezüglich des Simulatorhält
das Ausgangssignal des Komparators 77 zeitweise Ausgangsspektrums, wohingegen bei dem in F i g. 3
auf Null, wenn eine Simulator-Eingangsgröße nega- dargestellten System das Simulator-Ausgangsspektrum
tiver Amplitude auftritt. Dieser Kreis 86 verhindert 35 bezüglich des Meßgeräte-Ausgangsspektrums bewegt
somit jede Tendenz zur Instabilität und verringert die wurde. Wichtig ist nur, daß eine Relativbewegung
von dem System zur Erreichung des Gleichgewichtes zwischen den beiden Ausgangsspektren erfolgt,
benötigte Zeit. Um die Vorrichtung zu vervollständigen, muß nur
Das Meßgeräte-Ausgangssignal kann auch in anderer noch die Intensität des Spektrums 12 gleich der des
Weise als bisher beschrieben dargestellt werden, Eine 4° Spektrums ti dadurch gemacht werden, daß die
Möglichkeit besteht darin, die Ausgangsgröße in Form Intensitäten von schmalen Mittelabschnitten jedes
einer den Änderungen der Massenzahl entsprechenden Spektrums verglichen werden. Das wird dadurch
Helligkeitsänderung entlang einer länglichen Bahn bewerkstelligt, daß die Ausgangssignale von Fotodarzustellen.
Das kann dadurch bewerkstelligt werden, zellen 110 und 111 verglichen werden, welche schmalen
daß ein intensitätsmodulierter Lichtfleck geradlinig 45 Vertikalstreif en der Flächen A bzw. B gegenüberstehen,
über eine nachleuchtende Schirmfläche bewegt wird Wie die ebene Ausschnittsansicht von Fig. 4 a besser
(oder in gleicher Weise dadurch, daß ein intensitäts- in vergrößertem Maßstab darstellt, muß die Fotomodulierter
Elektronenstrahl eines Oszillographen zelle 111 (und in gleicher Weise die Fotozelle 110)
synchron bewegt wird). In diesem Falle ist das Aus- gegen direktes Licht aus der Quelle 112 abgeschirmt
gangssignal des Massenspektrometers von der gleichen 50 werden, um nur die Beleuchtung der Trommelober-Form
wie das des optischen Spektrometers nach fläche zu messen. Die Differenz zwischen den Aus-F
i g. 4. Bei der Vorrichtung nach F i g, 4 wird das gangssignalen der beiden Zellen 110 und 111 wird in
Ausgangssignal des optischen Spektrometers 102 an einem Gleichstromverstärker 109 verstärkt und als
eine Lichtquelle 106 in einem Gehäuse 107 angelegt, Signal geeigneter Polarität und Größe auf die Lichtdessen
Vorderfläche einen Schlitz 108 aufweist, so daß 55 quelle 112 rückgekoppelt. Das Spektrum ti wird also
Helligkeitsschwankungen der Lampe 106 auf die nach Erfordernis verdunkelt oder aufgehellt, bis es
Nachleuchtfläche 101 des oberen Abschnittes A einer die gleiche Intensität, die gleiche Breite und Form wie
Trommel 100 gelangen. Die Trommel 100 wird über das Spektrum ti hat. Die Diode D hat eine analoge
eine Welle 103, die mit einem Antriebsmotor 104 in Aufgabe wie die DiodeDl in Fig. 3. Sie wird nur
Verbindung steht, in Umlauf versetzt. Das Abtast- 60 benötigt, wenn das System mit Aufhellung des Spek-Synchronisiergerät
105 steuert die Drehung des An- trums über einen Normalwert arbeitet. Wenn nur eine
triebsmotors 104 und die Abgabe des Ausgangssignals Aufhellung vom Nullwert aus erfolgt, wird keine
des optischen Spektrometers 102, so daß das Ausgangs- Diode benötigt, da keine negative Beleuchtung vorsignal
des Spektrometers wiederholt und synchron in liegen kann.
Form eines Spektrums auf der oberen Fläche A 65 Das Abklingen der Nachleuchthelligkeit der Tromdargestellt
wird. Dieses Spektrum setzt sich aus unter- meloberfläche ruft die notwendige Änderung des
schiedlichen Intensitäten zusammen, die an verschie- Simulator-Ausgangsspektrums (wie es gespeichert ist)
denen Orten auf dem Umfang der Trommel aufgetragen hervor, welche analog derjenigen ist, die in dem Beispiel
23 24
nach F i g. 3 durch die Widerstände Ra usw. hervor- Das wird dadurch bewerkstelligt, daß auf gegenübergerufen
wurde. Für eine gegebene Zwischenabtast- liegende Flächen des Schirmes 200 ein durchsichtiger
Abklingzeit, welche im Verhältnis zu der Zeit kurz oder durchscheinender Phosphorüberzug 201 aufsein
muß, die erforderlich ist, damit die Oberfläche gebracht wird, dessen Abklingzeit groß im Vergleich
ihre gesamte Helligkeit verliert, müssen die Abkling- 5 zu der Zeit eines Abtastzyklus des noch zu beschreibencharakteristiken
so sein, daß der Prozentsatz des den Simulators ist. Es muß darauf geachtet werden,
Abklingens konstant und unabhängig von der Anfangs- daß der Phosphor durch das Licht aus dem Projektor
helligkeit ist. 202 nicht angeregt wird. Der Simulator ist ähnlich wie
Wenn das Eingangssignal für den optischen Projek- in F i g. 4 ausgebildet. Er besteht aus einem dichten
tor (Simulator) jetzt auf einem Oszillographen 108 io Gehäuse 213, in dem ein positives Filter 215 sowie
oder irgendeiner anderen zweckmäßigen Form einer Linsen 214 und 216 angeordnet sind. Das Filter wird
Anzeigevorrichtung betrachtet wird, ist eine Reihe von durch eine Lichtquelle 212 beleuchtet, so daß der
Spitzen veränderlicher Amplitude zu sehen. Eine Simulator auf den dafür empfindlichen Phosphorderartige Spitze tritt auf, wenn eine Komponente einer überzug 201 ein Bild projiziert, dessen Breite und
einzelnen Wellenlänge im Ausgangssignal des Spektro- 15 Form den entsprechenden Größen des Bildes /1
meters auftritt. entsprechen.
Zur gegenseitigen Anpassung der beiden Spektren fl Es muß jetzt noch die Intensität des Simulator-
und ti ist es natürlich erforderlich, das Spektrum ti Ausgangssignals entgegengesetzt gleich dem Meßdurch
Änderung des Filters 115 gleichsinnig zu ändern. geräte-Ausgangssignal gemacht werden. Das wird
Das kann dadurch bewerkstelligt werden, daß eine so mittels einer Fotozelle 211 erreicht, welche zweckgroße
Anzahl derartiger Filter vorgesehen wird, welche mäßigerweise von dem Gehäuse 213 des Simulators
nacheinander in den auf die untere Fläche B geworfenen mittels eines Arms 217 getragen wird. Diese Fotozelle
Lichtstrom im Gleichlauf mit der Trommeldrehung 211 ist nahe dem Schirm 200 angeordnet und gegenüber
gebracht werden, und zwar mittels irgendeines zweck- dem Licht aus der Quelle 212 einschließlich der
mäßigen Gestänges von dem Abtast-Synchronisier- 25 Reflexionen von dem Schirm abgeschirmt. Sie mißt
gerät 105. nur Licht, welches von dem Nachleuchten des schmalen
Zusätzlich zu dem direkten Intensitätsvergleich in Schirmbereiches direkt unter ihr stammt, und Licht,
der dargestellten Weise kann der Vergleich indirekt in welches durch den Schirm von dem entsprechenden
einer Weise bewirkt werden, die ausführlicher in Abschnitt des Bildes übertragen wird, das durch den
Verbindung mit F i g. 5 beschrieben wird. Dabei 30 Projektor 202 an den untersuchten Punkt projiziert
wird das Meßgeräte-Ausgangssignal in negativer Form wird. Die Fotozelle 211 tastet einen schmalen Mittel-
und ein positives Simulator-Ausgangssignal an die bereich des Bildes i\ ab, der im allgemeinen in der
gleiche Nachleuchtfläche angelegt. Das Simulator- Fläche dem Bild i, d. h. dem idealen Meßgeräte-Ausgangsspektrum
wird dabei heller, wenn das Ausgangssignal entspricht. Dieses Ausgangssignal Geräte-Ausgangsspektrum dunkler wird. Auf diese 35 wird einem Differenzverstärker 209 zugeführt, wo es
Weise wird versucht, die Nachleucht-Oberfläche auf mit einer Bezugsspannung Eref verglichen wird. Die
einem einheitlichen Normalbeleuchtungswert zu halten. Differenzspannung wird über eine Diode D (mit einem
In den bisher beschriebenen Systemen ist das Widerstand RD zwischen der Diode und Erde) an die
Meßgeräte-Ausgangsspektrum im wesentlichen ein- Lichtquell 212 angelegt. Somit wird der Vergleich
dimensional, d. h. es ist nur ein veränderlicher Para- 40 indirekt dadurch ausgeführt, daß das Ausgangssignal
meter vorhanden, während die andere Änderung des Simulators gleich, aber entgegengesetzt in der
bezüglich der Größe an Stelle der Lage stattfindet. Intensität dem projizierten negativen Bild gemacht
Jedoch kann das System in gleicher Weise für Meß- wird, welches dem positiven Ausgangssignal des
geräte verwendet werden, deren Ausgangssignal zwei- Meßgerätes entspricht,
dimensional ist, was in Fig. 5 dargestellt ist. 45 Das bedeutet, daß das Simulator-Ausgangssignal
dimensional ist, was in Fig. 5 dargestellt ist. 45 Das bedeutet, daß das Simulator-Ausgangssignal
Hier besitzt das Gerät 202, welches ein optischer heller wird, wenn das projizierte Negativbild des
Projektor oder irgendeine andere optische Verstär- Meßgeräte-Ausgangssignals dunkler wird. Das Ergebkungsvorrichtung
sein kann, ein Linsensystem oder nis ist, daß versucht wird, den Phosphorüberzug 201
Irgendeinen anderen Ausgangsaufbau, welcher symbo- auf einen einheitlichen Helligkeitspegel zu bringen,
iisch durch den Kasten 206 dargestellt ist, von dem aus 50 welcher dem Wert der Spannung Eref entspricht,
das Projektorausgangssignal kontinuierlich auf einen Es ist notwendig, Eref so zu wählen, daß es der
durchscheinenden Schirm 200 geworfen wird, wenn Hintergrundhelligkeit des projizierten Negativbildes
ein ein negatives Bild der zu analysierenden zwei- entspricht.
dimensionalen Darstellung aufweisender Träger in der Mit dem soweit beschriebenen System ist das
Eingangskammer 204 untersucht wird. Auf diesem 55 Ausgangssignal des Simulators bezüglich Breite und
Schirm sollte eine einzelne Eingangskomponente, Form identisch mit dem Abschnittswert des Meßgeräteweiche
im vorliegenden Fall als eine Punktquelle Ausgangssignals, welches einem Punktquellen-Einangesehen
werden kann, als ein Punktbild i erscheinen; gangssignal zugeordnet ist. Die Intensität des Simulaauf
Grund der Verzerrung des Gerätes erscheint jedoch tor-Ausgangssignals ist entgegengesetzt gleich der des
tatsächlich ein verschwommenes Bild /1, dessen Form 60 projizierten Negativbildes des Meßgeräte-Ausgangsanders
als kreisförmig sein kann und dessen Intensität abschnittswertes bezüglich eines gegebenen Bezugsvon
der Mitte nach außen oft in nicht einheitlicher wertes. Somit werden die gewünschten Bedingungen
Weise abnimmt. Tatsächlich nimmt die Lichtamplitude erfüllt. Das Eingangssignal des Simulators kann wie
zu, da die erwähnte Abnahme von dem negativen zuvor als System-Ausgangssignal betrachtet werden.
Bild vorliegt. Demgemäß muß die Vorrichtung gemäß 65 Im vorliegenden Fall ist es erwünscht, daß die Anzeige
der Erfindung ein Punktbild erzeugen, daß dem Bild / in der gleichen Form vorüegt wie die des Meßgerätes,
entspricht, wenn an dem Geräteausgang ein Bild Das wird dadurch erreicht, daß ein durchscheinender
erscheint, das im Aussehen dem Bild /1 entspricht. oder durchsichtiger Schirm 220 von ähnlicher Größe
Claims (13)
- 25 26und Form wie der Schirm 200 vorgesehen wird, auf Lösung konvergieren kann. Demgemäß sind die dessen eine Oberfläche ein Phosphorüberzug 221 Diode D und der Widerstand RD eingeschaltet, um die ähnlich dem auf den Schirm 200 aufgebrachten Möglichkeit des Eintretens eines derartigen Zustandes Phosphorüberzug 201 aufgebracht ist. Ein Punktbild- zu verhindern oder wenigstens herabzusetzen. Projektionssystem mit einem Gehäuse 223, welches an 5 Was das im Zusammenhang mit F i g. 5 beschrieeinem Ende mit einem Deckel 225 versehen ist, in dem bene und dargestellte System betrifft, muß das positive ein Loch angebracht ist, und das am anderen Ende Filter 215 im Simulator im Gleichlauf mit der Abeine Lichtquelle 222 aufweist, projiziert auf den tastung in jedem Augenblick geändert werden, wenn Schirm 220 ein Punktbild il, welches allgemein dem die Breite und die Form des Simulator-Ausgangssignals idealen Meßgeräte-Punktquellenbild i entspricht, wenn io in Abhängigkeit von der Lage auf dem Meßgeräteein verzerrtes Bild /1 an dem Meßgeräteausgang Ausgangsbild geändert werden müssen. Diese Filter erscheint. Um die Intensität zu steuern, ist die Licht- können dadurch hergestellt werden, daß Fotografien quelle 222 mit dem Eingang des Simulators verbunden, des zugeordneten Abschnittes des Geräte-Ausgangsda das System so eingerichtet ist, daß die Simulator- bildes aufgenommen werden, wenn eine Punktquelle Eingangsgröße ein Heil-Impuls ist, wenn das negativ 15 bei einer großen Anzahl verschiedener Lagen an den projizierte Bild des Meßgeräte-Ausgangssignals dunkler Meßgeräteeingang angelegt wird. Diese Filter können wird, kann es jedoch erwünscht sein, in die Verbindung dann gespeichert und nacheinander abgetastet werden, mit der Lichtquelle 222 eine Phasenumkehrstufe 218 F i g. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der einzuschalten, so daß die Anzeige dunkler wird, wenn Erfindung zur Verbesserung der Auflösung solcher das Simulator-Eingangssignal einer Aufhellung ent- 20 Spektren, welche einen Teil vorhandener Aufzeichspricht. Die Lage des Bildes /2 ist natürlich so gewählt, nungen bilden, die zu irgendeiner Zeit in der Vergangendaß sie die gleiche Lage bezüglich des Schirmes 220 heit mit einem Meßgerät (in diesem Falle einem Spekwie das Bild /1 bezüglich des Schirmes 200 hat, so daß trometer) gewonnen wurden, statt daß sie das gleichder Betrachter 226 an der richtigen Stelle des Schirmes zeitige Ausgangssignal eines Meßgerätes bilden, das 220 ein Punktbild il sieht, wenn ein verzerrtes Bild /1 25 zusammen mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung auf dem Schirm 200 erscheint. arbeitet. Diese Figur zeigt das Meßgerätespektrum bei Es sind noch die Einrichtungen zur Abtastung des 301 und das simulierte Spektrum bei 302. Licht-Meßgeräte-Ausgangssignals mit dem Simulator-Aus- empfindliche Elemente 303 und 304 tasten die beiden gangssignal zu erwähnen. Die Abtastung erfolgt durch Spektren gleichzeitig entsprechend schmalen Abein mechanisches Abtastsynchronisiergerät 205 zweck- 30 schnitten ab. Ein Verstärker 305 vergleicht und mißt mäßiger Form, wie es z. B. bei Fernseh-Abtast- irgendeine Differenz des Beleuchtungswerkes und versystemen verwendet wird. Durch dieses Abtastsystem ändert die Beleuchtung des Simulatorspektrums wird das Simulator-Ausgangssignal zunächst entlang dadurch, daß die Helligkeit aufeinanderfolgender einer schmalen seitlichen Bahn 207a des Schirmes 200 Lichtquellen 306 geändert ist. Diese Quellen 306 und dann abwärts bewegt und entlang einer zweiten 35 werden alle kontinuierlich mit Energie versorgt (einschmalen seitlichen Bahn 207b unmittelbar unterhalb schließlich der Energieversorgung Null). Die Wirkung der Bahn 207 a. Das Verfahren wird fortgesetzt, bis der der Abtastung entlang dieser Quellen mit dem Ausgesamte Schirm 200 abgetastet ist, worauf am oberen gangssignal des Verstärkers 305 ist die, daß die Ende des Schirmes von neuem begonnen wird. Die Energieversorgungen im Gleichlauf mit dem Abtasten vertikale Ausdehnung jeder Bahn 217 ist so gewählt, 40 der Spektren verändert werden. Jede Quelle 306 daß sie der des idealen Punktquellenbildes i und damit beleuchtet das Simulatorspektrum 302 mit einem der des Bildes il in der Anzeigevorrichtung entspricht, Strahl, der die gleiche Intensitätsverteilung wie eine so daß bei einem Abtastzyklus das gesamte System- einzelne Eingangsspitze 307 des Meßgerätespektrums Ausgangssignal aufgezeichnet wird. hat. Zu gleicher Zeit richtet jede Quelle 306 einen Wie erwähnt, ist das Simulator-Ausgangssignal 45 scharf gebündelten Strahl auf die Anzeigevorrichderart, daß der Schirm 200 auf einen Normalheilig- tung308.
keitspegel zurückkehrt, der der an den Differenzverstärker 209 angelegten Spannung Eref entspricht. Patentansprüche: Wenn das projizierte Negativbild auf den Schirmfallen kann, werden in der Fotozelle 211 Schwankungen 50 1. Vorrichtung zur Entzerrung des Anzeigesignals des Ausgangssignals hervorgerufen, welche ihrerseits eines Meßgerätes für die Stoffuntersuchung, insdie Intensität der Lichtquelle 212 derart ändern, daß besondere eines Massenspektrometers, das eine die Abweichung von dem Normalhelligkeitspegel durch seinen Aufbau bedingte Verzerrungscharakkompensiert wird. Auf diese Weise erreicht der teristik des in der Regel in Form eines ausgedehnten Schirm nach einer Anzahl von Aufzeichnungen den 55 Spektrums vorliegenden Anzeigesignals aufweist, Normalhelligkeitspegel. Wenn das erfolgt ist, ist das gekennzeichnet durch einen Signalnegativ projizierte und dem Meßgeräte-Ausgangssignal geber (G) zur Erzeugung eines Signals, das dem entsprechende Bild fast exakt durch das simulierte Bild Anzeigesignal des Meßgerätes (M) ohne die durch ausgeglichen. Durch Darstellung des Simulator- seinen Aufbau bedingten Verzerrungen entspricht, Eingangssignals auf einem zweiten Schirm wird eine 60 durch eine an den Signalgeber angeschlossene Reproduktion hergestellt, welche den wahren Ände- Anzeigevorrichtung (A), durch einen an den Signalrungen der Intensität mit der Lage des durch das geber angeschlossenen Simulator (S), welcher ein optische Gerät betrachteten Gegenstandes entspricht. Ausgangssignal mit der gleichen Verzerrungs-Wie zuvor muß der Simulator aus Gründen der charakteristik wie das Meßgerät erzeugt, und Stabilität an der Erzeugung eines Ausgangssignals 65 durch einen Komparator (K) für den abschnittgehindert werden, wenn ein der negativen Helligkeit weisen Vergleich des Meßgeräteanzeigesignals und entsprechendes Signal eingespeist wird, da unter diesen des Simulatorausgangssignals, der den Signalgeber Bedingungen das System nicht immer gegen eine so ansteuert, daß bei Ungleichheit der beidenSignale dessen Ausgang in Richtung auf Gleichheit beider Signale verändert wird. - 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert jedes Abschnittes des Simulator-Ausgangssignals zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen um einen Betrag geändert wird, der proportional der Differenz zwischen jedem Abschnittswert und einem zugeordneten Bezugswert ist, und daß der jedem Abschnitt zugeordnete Bezugswert der Wert des zu diesem Abschnitt gehörenden Meßgeräte-Ausgangssignals ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Abschnittswerte des Simulator-Ausgangssignals durch kontinuierliches Abklingen jedes Abschnittswertes zwisehen aufeinanderfolgenden Abtastungen dieses Abschnittes durch den Komparator (K) erfolgt.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Signalgeber (G) und dem Simulator (S) ein Speicher angeordnet ist, ao welcher nach erfolgter Approximation der Abschnittswerte des Simulator-Ausgangssignals an das Geräte-Ausgangssignal das zur Beibehaltung des erreichten Simulator-Ausgangssignals erforderliche Eingangssignal für den Simulator speichert as und diesem zuführt.
- 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich entsprechend der Abtastung des Ausgangssignals des Meßgerätes (2) drehender Schleifarm (31) vorgesehen ist, welcher eine der Anzahl der Abschnitte entsprechende Anzahl von Kontakten (3On) überstreicht und dabei an jeden Kontakt eine den zugehörigen Abschnittswert des Geräte-Ausgangssignals darstellende Spannung anlegt, daß jeder Kontakt (30«) an den Verbindungspunkt (10 ti) zweier in Reihe geschalteter Widerstands-Kondensator-Kombinationen (Cn, Rn, Cn', Rn') angeschlossen ist, daß die einen Endklemmen dieser Reihenschaltung gemeinsam an Erde liegen, während den anderen Endklemmen (6On) ein Drehschalter (6) mit wenigstens drei benachbarte Endklemmen (60n—1, 6On, 60n+l) abtastenden Schleif armen (Wl, Wl, WZ) zugeordnet ist, daß der mittlere Schleif arm (Wl) über einen polumkehrenden Gleichstromverstärker (9), eine Diode (Dl) und einen Regelwiderstand (Ri) rückgekoppelt ist, wobei der Gleichstromverstärker (9) im Nebenschluß eine weitere umgekehrt wie die erste gepolte Diode (D 2) umfaßt, daß über die seitlichen Schleif arme (Wl, WS) ebenfalls Regelwiderstände (Rl, R3) eingeschaltet sind, und daß an den Eingang des Drehschalters (6) die Anzeigeeinrichtung (8) angeschlossen ist, wobei der Schleifarm (31), der Drehschalter (6) und die Anzeigeeinrichtung synchronisiert sind (F ig. 3).
- 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich entsprechend der Abtastung des Ausgangssignals des Meßgerätes (2) drehender Schleifarm (31) vorgesehen ist, welcher eine der Anzahl der Abschnitte entsprechende Anzahl von Kontakten (30«) überstreicht und dabei an jeden Kontakt eine den zugehörigen Abschnittswert des Geräte-Ausgangssignals darstellende Spannung anlegt, daß jeder Kontakt (30«) mit der einen Klemme (10«) einer Anzahl von Kondensator-Widerstands-Kombinationen (Cn', Rn') verbunden ist, deren andere Klemmen gemeinsam an Erde liegen, daß die ersten Klemmen (1On) über je einen Servoverstärker (64) und einen mehrpoligen Schalter (63) mit den einen Klemmen (6On) von geerdeten Kondensatoren (Cn) verbunden sind, daß den Klemmen (60«) ein Drehschalter (6) mit wenigstens drei benachbarte Endklemmen (60 η—1, 60 η, 60n+l) abtastenden Schleifarmen (Wl, Wl, WS) zugeordnet ist, daß der mittlere Schleif arm (Wl) über einen polumkehrenden Gleichstromverstärker (9), eine Diode (Dl) und einen Regelwiderstand (Rl) rückgekoppelt ist, wobei der Gleichstromverstärker (9) im Nebenschluß eine weitere umgekehrt wie die erste gepolte Diode (Dl) umfaßt, daß über die seitlichen Schleif arme (Wl, WS) ebenfalls Regelwiderstände (Rl, RS) eingeschaltet sind, und daß an den Eingang des Drehschalters (6) die Anzeigeeinrichtung (8) angeschlossen ist, wobei der Schleifarm (31), der Drehschalter (6) und die Anzeigeeinrichtung synchronisiert sind (Fig. 3a).
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschalter (6) fünf, sieben oder eine größere, ungeradzahlige Anzahl von Schleifarmen aufweist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Speicher (71, 72) für das Meßgeräte- und das Simulator-Ausgangssignal vorgesehen sind.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß drei synchron angetriebene Schleifen von elektrostatischen Speicherbändern (71, 72, 73) vorgesehen sind, von denen das erste(71) das durch einen Aufnahmekopf (74) aufgebrachte Meßgeräte-Ausgangsspektrum, das zweite(72) das Simulator-Ausgangsspektrum und das dritte (73) den Ausgang des Signalgebers (78) speichert, daß Wiedergabeköpfe (75, 76) Abschnitte der beiden Ausgangsspektren ablesen und dem Komparator (77) zuführen, an den der Signalgeber (78) angeschlossen ist, welcher auch durch eine einfache Drahtverbindung ersetzbar ist, daß der Ausgang des Signalgebers (78) einen am dritten Band (73) angeordneten Aufnahmekopf (79) und eine Simulator-Eingangsstufe (82) speist, wobei das dritte Band die bei mehreren Umläufen eintreffenden Signale integriert und über einen Wiedergabekopf (81) an einen Oszillographen (80) gibt, daß die Simulator-Eingangsstufe (82) einen Aufnahmekopf (83) am zweiten Band (72) speist, welcher in Bewegungsrichtung des Bandes (72) schwingt, wobei seine Schwingungsweite der Breite einer isolierten Spektralspitze entspricht und seine Spannung entsprechend der Form der Spektralspitze eingestellt ist, und daß ein Sperrkreis (86) in eine Verbindung zwischen den Ausgang und den Komparator (77) geschaltet ist, welcher das Ausgangssignal des Komparators (77) zeitweise auf Null hält, wenn eine Simulator-Eingangsgröße negativer Amplitude auftritt.
- 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trommel (100) mit einem unteren und einem oberen Abschnitt (A, B) vorgesehen ist, welche beide eine Nachleuchtoberfläche aufweisen, daß das Meßgeräte-Ausgangssignal in Form von Helligkeitsschwankungen einer Lampe (106) durch einen Schlitz auf den einen Abschnitt (A) gegeben wird, daß der Simulator durch eine Projektionseinrich-tung (112 bis 116) gebildet ist, welche ein die Verzerrung des Meßgerätes (102) nachbildendes Filter (115) umfaßt und über eine in ihrer Helligkeit steuerbare Lampe (112) das simulierte Spektrum auf den unteren Abschnitt (B) projiziert, daß zwei 5 gegenüber dem oberen bzw. unteren Abschnitt (A, B) angeordnete Fotozellen (110,111) über einen Verstärker (109) die Helligkeit der Projektionslampe (112) derart steuern, daß das simulierte Spektrum in Richtung auf Gleichheit mit dem Meßgeräte-Ausgangsspektrum verändert wird und daß der Eingang des Simulators an einen mit der Trommel (100) synchronisierten Oszillographen (108) gelegt ist.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verstärker (109) und Simulator (112 bis 116) eine Diode (d) geschaltet ist.
- 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daßauf einen durchsichtigen oder durchscheinenden Phosphorschirm (201) mit Nachleuchteigenschaften ein zweidimensionales Meßgeräte-Ausgangsspektrum projiziert wird, während das simulierte Spektrum auf eine andere Schirmfläche geworfen wird, wobei eine Photozelle (211) das Simulatorausgangssignal derart steuert, daß eine gleichmäßig helle Fläche erzielt wird.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Entzerrung eines vorliegenden fertigen Spektrums, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Fotozellen (303, 304) zur gleichzeitigen Abtastung des Meßgeräte- bzw. des Simulatorspektrums (301, 302) vorgesehen sind und über einen Verstärker (305) eine Reihe von Lichtquellen (306) im Rhythmus der Abtastung steuern, welche einerseits mit divergentem Lichtstrahl das simulierte Spektrum und mit scharf gebündeltem Lichtstrahl die Ausgangsdarstellungseinrichtung (308) beleuchten.Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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