DE1473286B2 - Pyrometer - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Pyrometer mit einem variablen Helligkeitsnormal, insbesondere einem Lampenglühfaden, dessen von dem durch das Normal fließenden elektrischen Strom einer Speisequelle abhängige Temperatur mittels einer im Speisestromkreis in Serie liegenden Potentiometeranordnung durch optischen Vergleich auf die zu messende Temperatur des Meßobjektes abgleichbar ist.

Es ist bereits ein Pyrometer dieser Art bekannt, das ein Fernrohr umfaßt, welches durch einen Beobachter ■ auf den Gegenstand gerichtet wird, dessen Temperatur gemessen werden soll. Der Benutzer des Geräts verstellt das optische System, um das Bild des Glühfadens der Lampe im Fernrohrgehäuse scharf einzustellen und auch das Bild des anvisierten Gegenstandes in die Ebene des Glühfadens zu bringen, der gewöhnlich flach oder in Form eines sehr kleinen Bandes ausgebildet ist, dessen Flachseite rechtwinklig zur Visierachse bzw. zur optischen Achse des Fernrohrs angeordnet ist. Der Beobachter verstellt dann die Stärke * des durch den Glühfaden der Lampe fließenden Stroms, bis sich die Helligkeit oder Leuchtkraft des Glühfadens nicht mehr von derjenigen des beobachteten heißen Körpers unterscheidet. Um diesen jopti- \ sehen Abgleich zu bewirken, schließt der Beobachter einen Schalter in einem Stromkreis, der die Speisespannungsquelle für den Glühfaden, den verstellbaren Widerstand für den Glühfaden, ein Potentiometer und einen damit in Reihe geschalteten spulenförmigen Abschlußwiderstand, ferner einen das Potentiometer überbrückenden Widerstand und die erforderlichen Verbindungen zwischen diesen Schaltungselementen und der Lampe umfaßt. Die Helligkeit des Lampenglühfadens wird dadurch verliert, daß der verstellbare Widerstand für den Glühfaden verstellt wird, um einen größeren oder kleineren Teil des Widerstandes in Reihe mit dem Glühfaden zu schalten, wodurch dessen Helligkeit verringert oder vergrößert wird.

Wenn dieser optische Abgleich durchgeführt worden ist, besteht zwischen der Klemme des Abschlußwiderstandes und einem bestimmten Punkt des Potentiometers ein Spannungsunterschied, der gleich der durch eine Normalzelle erzeugten elektromotorischen Kraft ist. Die Temperatur des^beobachteten Gegenstandes wird nach der. Durchführung des optischen Abgleiche ermittelt,! indem man den Abgriff des Potentiometers verstellt; Jb'isι dieser den obenerwähnten Punkt auf dem Potentiometer erreicht hat. Die' Tatsache, daß diese Einstellung erreicht ist, wird dadurch angezeigt, daß keine Auslenkung eines Galvanometers erfolgt, welches mit der Nornialzelle verbunden ist, diezum/Zwecke des" Abgleiphs zeitweilig angeschlossen wirej: Gleichzeitig mit dieser Verstellung wird eine in Temperaturgraden geeichte Skala gegenüber einer Kennmarke verstellt, und wenn das Galvanometer den Wert Null anzeigt, kann die Temperatur direkt von der Skala abgelesen werden. Bei diesem bekannten Pyrometer muß man also nacheinander zwei voneinander unabhängige Verstellungen vornehmen, um eine Temperaturablesung zu erhalten.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß ausgehend von einem Pyrometer der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, daß als Speisequelle der Ausgang eines Gleichstromverstärkers vorgesehen ist und die Pqtentlometeranordnung in Reihe mit einem Gietchspaiirimtgrnorma! derart am Eingang dieses * GleichstfomVefstärkers angeschaltet und vom Ausgangsstfom des Gleichstromverstaricsfs durchflossen ist, daß die Stellung des direkt in Temperaturwerten des Helligkeitsnormals geeichten Abgriffs der Potentiometeranordnung eine erste, dem Gleichspannungsnormal entgegengerichtete Spannung und eine zweite, dem durch das Helligkeitsnormal fließenden Strom proportionale Spannung bestimmt.

Mit einem erfindungsgemäßen Pyrometer kann mit einer einzigen Einstellung sehr schnell und genau pine Temperaturmessung durchgeführt werden.

Die Potentiometeranordnung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß zwischen der Stärke des sie durchfließenden Stroms und der Stellung des im Eingangskreis des Gleichstromverstärkers liegenden Abgriffs eine quadratische Beziehung besteht, derart, daß sich die Temperatur des Helligkeitsnormals oder deren reziproker Wert mit der Stellung dieses Potentiometerabgriffs verändert.

Beispielsweise kann die Skala linear in Mired geteilt sein;.hierbei ist ein Mired ein Millionstel eines

_iQ reziproken Kelvingrades. Eine in Mired geteilte Skala ist besonders zweckmäßig. Wenn die in Mired geteilte Skala linear ist, kann man eine Korrektur bezüglich der Durchlässigkeit eines Schirms, der Reflexion eines im optischen System zwischen dem Glühfaden und dem zu messenden Gegenstand angeordneten Spiegels oder der Strahlungsfähigkeit des Gegenstandes selbst oder bezüglich einer beliebigen Kombination dieser Effekte vorsehen, wenn diese bekannt sind, und zwar einfach in der Weise, daß man die gleichwertige,, Korrektur in Mired von der scheinbaren Ablesung in Mired abzieht, um die wahre Anzeige in Mired zu erhalten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 ist "ein vereinfachtes Schaltbild einer Ausbildungsform der Erfindung;

Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten der Schaltung der Ausbildungsform nach Fig. 1;

F i g. 3 ist ein vereinfachtes Schaltbild einer abgeänderten Ausbildungsform der Erfindung;

F i g. 4 veranschaulicht als Erläuterungszeichnung die Arbeitsweise der Ausbildungsform nach Fi g. 3; F i g. 5 zeigt weitere Einzelheiten der abgeänderten Schaltung nach F i g. 3.

In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Anordnung in Verbindung mit einem optischen Pyrometer 10 ·

dargestellt. Das Pyrometer umfaßt ein hier nicht gezeigtes Fernrohr von bekannter Konstruktion sowie Mittel, um das Bild des Glühfadens 12 einer Lampe 11 scharf einzustellen und diesem Bild das Bild eines Ziels oder heißen Körpers zu überlagern, dessen Temperatur gemessen werden soll. Das Auge des Beobachters ist in Fig. 1 bei 13 angedeutet. Der Glühfaden 12 ist mit dem Widerstand eines Potentiometers 15 und einem Zusatzwiderstand 16 in Reihe geschaltet, Der verstellbare Kontakt 17 des Potentio-

meters ist gemäß Fig. 1 gegenüber einer in Temperatureinheiteri geeichten Skala 18 verstellbar. Eine Normalzelle 19 liegt zusammen mit dem Widerstand 16 und dem unteren Teil des Potentiometerwiderstandes" 15 in einer Schleife, welche den Eingängskreis für einen Verstärker 20 bildet. Wie nachstehend ; erläutert, ist der Verstärker 20 eine elektronische Einrichtung, die ξ einen Ausgangsstrom liefert, welcher durch den Glühfaden 12 der Lampe I^ den Potentio-

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meterwiderstand 15, den Zusatzwiderstand 16 und eine Leitung 21 zur anderen Seite des Ausgangskreises des Verstärkers 20 fließt. Der Verstärker'20 ist wegen der durch ihn bewirkten Verstärkung und der negativen Rückkopplungsverbindung vom Potentiometer 15 aus bestrebt, den Spannungsunterschied , an den Eingangsklemmen auf dem Wert Null zu halten. Zu diesem Zweck wird die Spannung am unteren Teil des Potentiometers 15 unterhalb des beweglichen Kontaktes 17 sowie an dem Widerstand

16 gleich der Spannung an der Normalzelle 19 gemacht. Um diesen Zustand der Gleichheit herbei-

" zuführen, hat die Stärke des durch den Potentiometerwiderstand 15 fließenden Stroms bei jeder Stellung des beweglichen Kontaktes 17 einen anderen. Wert, und der Kontakt 17 wird verstellt, um den Ausgangsstrom zu variieren. Wenn sich der Kontakt

17 z. B. nahe dem unteren Ende des Potentiometerwiderstandes 15 befindet, wird ein stärkerer Strom ^benötigt, um die Spannung entgegen der Normalzelle 19 zu erzeugen, als es erforderlich ist, wenn der Kontakt 17 gegenüber dem Potentiometerwiderstand 15 weiter nach oben verstellt wird.

Um eine Temperaturmessung mit Hilfe des Pyrometers 10 vorzunehmen, bringt der Benutzer des Geräts sein Auge 13 in eine solche Lage, daß er gleichzeitig das Ziel und den Glühfaden 12 der Lampe beobachten kann. Dann verstellt er mit seiner Hand 23 den Kontakt 17 des Potentiometers, bis sich die Helligkeit des Glühfadens 12 nicht mehr von der Helligkeit des beobachteten Ziels bzw. des heißen Körpers unterscheiden läßt. Wegen der festen Beziehung zwischen der Helligkeit bzw. der Temperatur und der Stromaufnahme des Glühfadens 12 kann der. Beobachter jetzt die Temperatur aus der Stellung des Kontaktes 17 gegenüber der Skala 18 direkt ablesen. Zwar muß man bei dem Pyrometer 10 nur eine einzige Verstellung durchführen, um eine Temperaturablesung zu ermöglichen, doch wird bei der Anordnung nach F i g. 1 immer noch Vorteil aus der naturgegebenen Genauigkeit gezogen, die sich mit Hilfe von Normalzellen erzielen läßt, wenn man einen Spannungsunterschied, der in einem Widerstandsnetzwerk durch den Glühfadenstrom hervorgerufen wird, mit der Spannung der Normalzelle vergleicht.

In Fi g. 2 sind weitere Einzelheiten der elektrischen Schaltung des Pyrometers 10 nach Fig. 1 und insbesondere des Verstärkers 20 dargestellt. Bei Systemen dieser Art, bei denen kleine Gleichstromsignale verstärkt werden müssen, treten Schwierigkeiten infolge des Auswanderns auf; um diese Schwierigkeiten auszuschalten, ist es zweckmäßig, in dem Verstärkungsaggregat' 20 einen Verstärker der Zerhackerbauart vorzusehen; ι Gemäß F i g. 2 umfaßt das Aggregat 20 einen Zerhacker oder Modulator 25, durch den das seinem Eingang zugeführte Gleichstromfehlersignal in ein Wechselspannungssignal verwandelt wird, das einem Wechselstromverstärker 27 über einen Kondensator 26? ^kapazitiv zugeführt wird. Das Ausgangssignal des; Verstärkers 27 wird über einen Kondensator 28 einem Demodulator 29 zugeführt, der synchron mit derii Modulator 25 betrieben wird. Um den Modulator 25 und den Demodulator 29; synchron zu betreiberif ist ein Multivibrator 24 vorgesehen, der aa einen ,Teil einer Batterie 37 angeschlossen ist. Ein Verstärker 30 mit einem negativen Rückkopplungskohdensätp^ 31, der mit einem Widerstand 32 in Reihe geschaltet: ist, bewirkt eine Integration und Filterung der vom Demodulator 29 abgegebenen quadratwellenförmigen Impulse. Diese Impulse werden so umgewandelt und verstärkt, daß durch den Glühfaden 12 der Lampe 11 ein verstärkter Ausgangsstrom fließt. Das andere Ende des Glühfadens 12 ist durch eine Leitung 33, einen Schalter 34 und eine Leitung 35 mit einem Schalter 36 verbunden, an den der Potentiometerwiderstand 15 angeschlossen ist, an welch letzterem sich der Zusatzwiderstand 16 anschließt, welcher ebenso geerdet ist wie die bei 42 geerdete Batterie 37. Der bewegliche Kontakt 17 des Potentiometers ist durch eine Leitung 38 mit einer Klemme der Normalzelle 19 verbunden, und die andere Klemme der Normalzelle ist über einen Widerstand 39 an den Modulator oder Zerhacker 25 angeschlossen. Wenn bei einer solchen Schaltung eine Fehlerspannung zwischen der Leitung 40 und Erde vorhanden ist, verändert das Verstärkungsaggregat 20 wegen der Integrationswirkung der Aggregate 30, 31 und 32 den Ausgangsstrom, der dem Glühfaden 12 und dem Potentiometer 15 zugeführt wird, in einer solchen Richtung, daß die Eingangsspannung auf den Wert Null herabgesetzt wird. Man erkennt nunmehr, daß die Wirkungsweise der Schaltung des optischen Pyrometers nach F i g. 2 die gleiche ist wie die an Hand von F i g. 1 beschriebene.

Das optische Pyrometer nach F i g. 2 umfaßt auch Mittel zum Prüfen der Batterie 37. Die Schalter 34 und 36 sind gekuppelt, so daß sie jeweils gleichzeitig betätigt werden. In F i g. 2 befinden sich die Schalter 34 und 36 in der Stellung für die Durchführung einer Temperaturmessung. In der Praxis sind diese Schalter gewöhnlich durch. Federkraft in Richtung auf die Meßstellung vorgespannt. Wenn die Batterie 37 geprüft werden soll, wird ein Teil der Batteriespannung mit der elektromotorischen Kraft der Normalzelle 19 verglichen. Bringt man die Schalter 34 und 36 gemäß F i g. 2 in ihre linke Stellung, d. h. in Berührung mit den Batterieprüfkontakten BC, wird der zwischen den Punkten 41 und 42 liegende Teil der Batterie an den Potentiometerwidefstand 15 und den Zusatzwiderstand 16 angeschlossen, so daß die Spannung dieses Teils der Batterie mit der elektromotorischen Kraft der Normalzelle 1? verglichen werden kann.

Wenn der Schalter 34 auf den Kontakt BC umgestellt wird, bewirkt die Verbindung 43, daß an den Verstärkerkreis und den Glühfaden 12 der Lampe Il eine niedrigere Spähhung angelegt wird. Hierdurch wird das Anlegen einer hohen Spannung an den *

Glühfaden 12 verhindert, was wegen des Fehlens der negativen: Rückkopplungsverbindung um das Verstärkungsäggregat 20 herum geschehen könnte. UnI die Batterie 37 zu prüfen, betrachtet der Benutzer die Lampell und; verstellt; den Kontakt 17 gegenüber

dem Potentiometerwiderstärid 15. Wenn der Kontakt 17 gegenüber dem, Potentiorneterwiderstand so eingestellt istj daß die Polarität der Leitung 40 einem bestimmten Vorzeichen entspricht, erlischt die Lampe 11, und wenn man'(den .Kontakt 17 gegenüber: dem

PotentiometerWiderstandf 15 in eine andere Stellung bringt, so daß die Polarität der Leitung 40 ümge&ehrt wird, leuchtetdieLampe* 11 aufL DfeLage des Öb§rr; gangspünktes auf'der Skala 18'nbhtfljich'hac^cim;. Zustand der Batterie 37. Damit der Benutzer Üeiiriij;i!erf

kann, ob die Batterie erneuert werden muß, kann man · z. B. einen Teil der Skala¹18 mit einer roten' Markierung versehen. Wenn sich der Ubergangspunki im roten" Bereich befindet,; so zeigt dies an* daß die

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Batterie erneuert werden muß. Dieser Prüfvorgang erleichtert außerdem die Prüfung der gesamten Betriebsfähigkcit des Pyrometers sowie verschiedener Schaltungselemente außer der Batterie.

Die Skalen der bekannten Pyrometer der in dem USA.-Patent 2 252 015 beschriebenen Art sind rein empirisch, d. h., sie sind z. B. in den Vereinigten Staaten durch die mittlere Leistung eines Satzes von Lampen festgelegt, welche durch das National Bureau of Standards geeicht worden sind. In der Praxis wird jede Lampe gegenüber der Skala an zwei Punkten eingestellt, und zwar an ihrem hohen Temperaturen entsprechenden Ende durch Verstellen der Skala „gegenüber dem Kontakt und an ihrem niedrigen Temperaturen entsprechenden Ende durch überbrücken des Potentiometers. Das gleiche Verfahren und die gleiche Skala werden bei dem in F i g. 1 gezeigten Pyrometer benutzt. In vielen Fällen ist es erwünscht, eine lineare Skala vorzusehen, doch ist dies nicht möglich, wenn man gemäß F i g. 1 einen linearen Schiebedraht 15 verwendet. In F i g. 3 ist ein optisches Pyrometer 10' dargestellt, bei dem der einfache lineare Schiebedraht 15 des Potentiometers durch ein Widerstandsnetzwerk ersetzt ist, bei welchem die Beziehung zwischen dem Glühfadenslrom und der Bewegung des Schiebekontaktes nicht linear 7; gemacht werden kann, während die Skala 18' linear ist und in den gewünschten Temperatureinheiten, z. B. Mired, geeicht werden kann. In Fig. 3 sind verschiedene Bestandteile des Pyrometers 10', welche Teilen des Pyrometers 10 nach Fig. l,en|sr>rechen, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Es sfiijfemerkt, daß der wesentliche Unterschied zwischen den beiden "Pyrometern in der Verwendung eines quadratischen Widerstandsnetzwerks besteht, das die Widerstand ⁷,, -<s M, N und P umfaßt, wobei eine lineare Skala 18 vorgesehen ist. Bei den Widerständen M und P handelt es sich um Schiebedrahtwiderstände, an denen Kontakte angreifen, die in der bei 17' angedeuteten Weise gekuppelt sind, so daß sie sich gleichzeitig längs der zugehörigen Drähte M und P bewegen. Zwar zeigt Fig-3 gekuppelte Kontakte, die gegenüber den Widerständen M und P bewegt werden können, doch, sei bemerkt, daß man auch ortsfeste Kontakte und diesen gegenüber bewegliche Widerstände M Und P vorsehen könnte.

Die Beziehung zwischen dem Glühfadenstrom ί der Lampe und der Temperatur Tkann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

: " ■ ' '■■· '.'-■■■■ (1/0:= U₀+ U₁[MT)+ U₁[VT)². (1)

Hierin sind flo, <Ί und U₂ Konstanten, die für verschiedene Lampen verschieden sind.

Es hat sich gezeigt, daß die quadratische Kurve die wahre Beziehung zwischen der Stromstärke ί und der Temperatur T genauer darstellt als beliebige einzelne Eichungspunkte.

Wenn ν die Verstellung der Kontakte längs der zugehörigen Widerstandsdrähte·Λί und P bezeichnet. wobei die Kontakte gekuppelt sind, so daß sie sich gemeinsam bewegen, und wenn die Skala 18' linear in Mircd geteilt ist, läßt sich Gleichung (1) wie folgt schreiben:

(1/0> A + Bx + Cx². (2) ^6S

Hierin sind A, B und C Konstanten, die auf O₀. α, und W₂ bezogen sind und sich nach den vier Widerständen L, /Vf, Λ' und P des quadratischen Widerstandsnelzwerks richten.

Aus dem zur Erläuterung dienenden Schaltbild in F i g. 4 ist ersichtlich, daß sich der in das Netzwerk eintretende Strom / in die Ströme Z₁ und i₂ aufteilt, so daß folgende Spannungsgleichheit gilt:

,',/V + xP = /₂(Λί+(1 -X)P)
Durch Substitution erhält man

'■ =

_N+xP

+ 1

M + N + Ρ' N + xP

N + xP W+N + P

Die bei c erscheinende Spannung ist wie folgt gegeben:

iL

= if

iL + i₂ χ Μ

M+ N+ P ν M + N +

Wenn e stets gleich einer Normalspannung e₀ gehalten wird, ergibt sich die folgende Gleichung.

Wi) = We_n)

MN

L+ χ

MP

M + N + P

M_-+N +P

Gemäß Gleichung (2) ist A + Bx + Cx² ebenfalls gleich l/i. Somit haben die Gleichungen (7) und (2) die gleiche Form; dabei ist

A = Wi\,)L B = (1 «,)

MN

C -

Af + N + P

AfP

~~M + N + P'

Auf dem Gebiet der optischen Pyrometrie ist es üblich, daß das Pyrometer vom Hersteller mit einer Normallampe und einem Widerstand für das Netzwerk geliefert wird, der so gewählt" ist, daß sich die richtige Eichung für die betreffende Lampe ergibt. Bei optischen Pyrometern der hier beschriebenen Art ist es zweckmäßig, Lampen zu verwenden, die gemäß dem USA.-Patent 2176 087 ausgebildet sind. Lampen dieser Art werden durch den Erfinder unter der Katalognunimcr 13301-AQl in den Handel gebracht. Bei einer Ausbildungsform mit einer Normallampc dieser Art zeigte es sich, daß die Beziehung zwischen Stromstärke und Temperatur annähernd dem folgenden Ausdruck entspricht:

(l/i) = -8.349+ 0.020003 (1/7)+ 27,790· ΙΟ"" (1/Γ)².

Hierin ist i in Ampere ausgedrückt, während i/T in Mircd. d. h. in reziproken Kelvingraden · 10^ft ausgedrückt ist.

Die vorstehend genannten Werte gelten nur für diese bestimmte Lampe, und wenn man andere

Lampen verwendet, ist es erforderlich, entsprechende Daten durch sorgfältige Messung der Lampencharakteristik zu gewinnen. Die Widerstandswerte, die gewählt wurden, um die vorstehende Beziehung einem Pyrometerbereich von 810 bis 1280° C anzupassen,

. waren wie folgt: L= 17,524 0hm, M = 185 0hm, N = 19,795 Ohm und P = 2,936 Ohm, wobei χ = 0 für eine Temperatur von 810⁰C und χ — 1 für eine Temperatur von 1280"C galt.

Wie schon bezüglich F i g. 1 und 2 erwähnt, kann es sich bei dem Verstärkungsaggregat 20 um eine Festkörperanordnung handeln. Eine solche Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt. Gemäß Fig. 5 ist der Modulator 25 mit einem Transistor 50 versehen, an dessen Basis eine Quadratwellenspannung angelegt wird, um den Transistor abwechselnd ein- und auszuschalten. Hierdurch wird das in der Leitung 40 erscheinende Gleichstromfehlersignal in ein Signal verwandelt, das eine alternierende Komponente auf-

^ weist, welche über den Kondensator 26 kapazitiv einem Verstärker 27 mit zwei Transistoren 51 und 52 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 27 wird über einen Kondensator 28 kapazitiv einem Demodulator 29 mit einem Transistor 53 zugeführt. Die Transistoren 50 und 53 werden synchron betrieben, da ihnen die Umschaltspannung von einer * gemeinsamen Klemme des Multivibrators 24 aus zugeführt wird. Gemäß F i g. 5 ist der Multivibrator 24 von bekannter Konstruktion und umfaßt Transistoren 54 und 55, bei denen die Basis und die KoI-lekloren kreuzweise über Kondensatoren 56 und 57 miteinander verbunden sind, um die Transistoren 54 und 55 abwechselnd ein- und auszuschalten. Ein Kondensator 58 liegt zwischen der Leitung 40 und dem Multivibrator 24, um die Uinschaltspannungsspitzen zu löschen, welche dem Emitter des Transistors 20 von seiner Basis aus kapazitiv zugeführt werden. Der die Transistoren 59 und 60 umfassende integrierende Verstärker 30 verwandelt das verstärkte Signal in den Lampenstrom, der durch den Glühfaden 12 der Lampe 11 fließt.

Um eine Temperaturmessung durchzuführen, schließt der Benutzer zuerst den Schalter S, um die Batterie 37 an die elektrische Schaltung des Pyrometers mit dem Glühfaden der Lampe 11 anzuschließen. Der Schalter S kann auf dem Fernrohr des Pyrometers angeordnet sein, so daß er leicht betätigt werden kann, wenn der Benutzer das Pyrometer auf das Visierziel richtet. Erforderlichenfalls verstellt der Benutzer das optische System, um das Bild des Ziels in die Ebene des Glühfadens 12 zu bringen. Dann verstellt der Benutzer die gekuppelten Kontakte 17' gegenüber den Widerstandsdrähten Λί und P, bis die Helligkeit des Glühfadens 12 mit derjenigen des beobachteten Zielbildes übereinstimmt. Hierauf liest der Benutzer die Temperatur direkt von der Skala 18' ab, die, wie schon erwähnt, in Temperaturgraden oder Mircd geeicht sein kann. Das quadratische Widerstandsnetzwerk mit den Widerstandsdrähten Λ/ und P und den Zusalzwiderständen L ^⁰ und N ist das gleiche wie das weiter oben an Hand von Fig. 3 und 4 beschriebene, abgesehen davon, daß der Widerstandsdraht F durch einen Widerstand P, überbrückt ist, um dem Draht den gewünschten Wide/stand zu verleihen.

Das optische Pyrometer nach Fig. 5 umfaßt Miltcl'zum Prüfen der Ii. tleric ähnlich den an Hand von F i g. 2 beschriebenen. Die Schalter 34 und 36 befinden sich in F i g. 5 in der Meßstellung, und sie sind gekuppelt, und sie werden zur Prüfung der Batterie an die Prüfkontakte BC angelegt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß es die Erfindung ermöglicht, eine Temperaturablesung mit Hilfe einer einzigen Verstellung zu erzielen. Obwohl gemäß der Erfindung auf eine der Verstellungen verzichtet wird, bleibt die naturgegebene Genauigkeit erhalten, die sich bei Benutzung von Normalzellen erzielen läßt, wenn man eine durch den Glühfadenstrom erzeugte Spannung mit der Spannung der Normalzelle vergleicht. Die Erfindung ermöglicht es somit dem Benutzer, innerhalb einer bestimmten Zeit eine größere Zahl von Temperaturablesungen durchzuführen, als es bis jetzt möglich ist.

Ferner gestattet die Erfindung die Benutzung einer linearen Skala, so daß man einen Nonius verwenden kann, um eine genauere Ablesung zu erzielen, und außerdem kann eine Kompensation der Absorption durch Stoffe erfolgen, die sich in der Atmosphäre zwischen dem Pyrometer und dem Ziel befinden. Diese Kompensation erfolgt dadurch, daß man die Ablesemarke gegenüber der Skala um einen bestimmten Betrag verstellt, wenn die Skala in Mired geeicht wird. :

Bei dem beschriebenen Pyrometer lassen sich verschiedene Abänderungen vorsehen. Ohne von der erwähnten quadratischen Beziehung abzuweichen, kann man den Widerstand L nach Fig. 3 bis 5 auch an das entgegengesetzte Ende des Widerstandes N anschließen. Die Widerstandsdrähte M und P können mit mechanischen Anschlägen versehen werden, um die Aufwärtsbewegung der zugehörigen Kontakte zu begrenzen, so daß praktisch ein fester Widerstand zwischen den oberen Enden der Bewegungsstrecke der Schiebekontakte liegt. Zwar wurde die Erfindung bezüglich eines optischen Pyrometers beschrieben, bei welchem der Benutzer den Glühfaden und das Ziel betrachtet und das Gerät mit der Hand einstellt, doch kann die Betätigung des Gerätes auch automatisch erfolgen, z. B. mit Hilfe einer Photozelle von bekannter Konstruktion, die einen Elektromotor steuert, um ein automatisches Einstellen zu bewirken. Hierbei wird die Photozelle abwechselnd auf das Bild des Glühfadens und das Bild des Visierziels gerichtet, und gleichzeitig wird das System durch den Motor verstellt, bis ein Helligkeitsabgleich erreicht ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Pyrometer mit einem variablen Helligkeitsnormal, insbesondere einem Lampenglühfaden, dessen von dem durch das Normal fließenden elektrischen Strom einer Speisequelle abhängige Temperatur mittels einer im Speisestromkreis in Serie liegenden Potentiometeranordnung durch optischen Vergleich auf die zu messende Temperatur des Meßobjektes abgleichbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Speisequelle der Ausgang eines Gleichstromversärkers (20) vorgesehen ist und die Potentiometeranordnung (15) in Reihe mit einem Gleichspannungsnormal (19) derart am Eingang dieses Gleichstromverstärkers angeschaltet und vom Ausgangsstrom des Gleichstromverstärkers durchflossen ist, daß die Stellung des direkt in Temperaturwerten des Helligkeitsnormals geeichten Abgriffs (17) der Potentiometeranordnung (15) eine erste, dem Gleichspannungs-

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normal (19) entgegengerichtete Spannung und eine zweite, dem durch das Helligkeitsnormal (12) fließenden Strom proportionale Spannung bestimmt.

2. Pyrometer nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometeranordnung (15) so ausgebildet ist, daß zwischen der Stärke des sie durchfließenden Stroms und der Stellung des im Eingangskreis des Gleichstromverstärkers (20) liegenden Abgriffs (17') eine quadratische Beziehung besteht, derart, daß sich die Temperatur des Helligkeitsnormals (12) oder deren reziproker Wert mit der Stellung dieses Potentiometerabgriffs (IT)' ändert.

3. Pyrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometeranordnung

zwei Potentiometer aufweist, deren Gesamtwiderstände (M und P) über mindestens einen weiteren Widerstand (N) zueinander parallel geschaltet sind, an dessen eines Ende ein vierter Widerstand (L) angeschlossen ist, der sowohl dem Eingangs- als auch Ausgangskreis des Gleichstromverstärkers als Serienwiderstand gemeinsam ist, und daß die beiden Potentiometerabgriffe, die in den Eingangsbzw. Ausgangskreis des Verstärkers eingeschaltet sind, gemeinsam (über 17) längs der geeichten Skala verstellbar sind (F i g. 3).

4. Pyrometer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum genauen Ablesen des Temperaturwertes der längs der linear geeichten Skala bewegbare Potentiometerabgriff einen Ablesezeiger mit Nonius trägt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen