DE1497845A1 - Vorrichtung zum Einregeln der Frequenz und des Temperaturkoeffizienten eines Schallschwingers - Google Patents
Vorrichtung zum Einregeln der Frequenz und des Temperaturkoeffizienten eines SchallschwingersInfo
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Description
Patentanwalt
8 MOndwn 61. Cofimaitrafc. 81 ♦ Telefon: (0811) 483820 · Τ·Ι·χ. 05-24351
U97845
18. 9· 1966 Gg/bo
L 7654
K.K. Daini Seikosha,
4-chome, Ginza, Tokyo / JAPAN
4-chome, Ginza, Tokyo / JAPAN
Vorrichtung zum Einregeln der Frequenz und des Temperaturkoeffizienten
eines Schallschwingers
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einregeln
der Frequenz und des Temperaturkoeffizienten eines Schallschwingers, insbesondere eines Querschwingers.
Es ist bekannt, zum Einregeln der Frequenz eines Schallschwingers
od.dgl. einen Dauermagneten nahe des Schallschwingers
anzuordnen, um so auf diesen eine elektromagnetische Einwirkung auszuüben. Derartige Vorkehrungen bewirkten
jedoch eine Änderung der Frequenz und des Temperatur-
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pl.-lng. Heinz Uuer, Patentanwalt 1 4978^5
reiben vom l8. 9· 1966 betr. Schallschwinger Blatt
koeffizienten des Schwingers wegen des Einflusses des Magnetismus,
so dass der Temperaturkoeffizient trotz des Einregeins
der Frequenz Änderungen erfuhr, was zur Folge hatte, dass ein auf diese Art und Weise eingeregelter Schallschwinger
beispielsweise nicht als Eich- oder Richtmass für die Frequenz elektrischer Zeitgeräte,wie Uhren od.dgl., in Frage kam.
Da es nicht möglich ist, bei einem einmal wärmebehandelten
Schwinger einen vorherbestimmten Teeperaturkoeffizienten zu erhalten, war es nun auch nicht möglich, auf einfache Art und
Weise den Temperaturkoeffizienten, falls erforderlich, weiter zu kompensieren, es war vielmehr erforderlich, erneut die
Temperatur der Wärmebehandlung des Schwingers zu ändern, um . damit den Temperaturkoeffizienten zu kompensieren und einzuregeln.
Zur Durchführung dieses Verfahrens war es demzufolge
erforderlich, den bereits eingepassten Schwinger wieder zu entfernen,
ihn der Wärmebehandlung zu unterziehen und dann die Temperatur zu messen, um damit in Erfahrung zu bringen, ob ein
vorherbestimmter Temperaturkoeffizient erreicht worden war oder
nicht, der Schwinger musste dann wieder eingepasst werden. Es liegt auf der Hand, dass ein solches Verfahren für eine Massenproduktion
nicht in Frage kommen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde,
die vorgeschilderten Nachteile beim Einregeln der Frequenz
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I -U97845
und des Temperaturkoeffizienten eines Schallschwingers zu
überwinden und einen solchen Schallschwinger zur Verfügung
zu stellen, der sich als Eich- oder Richtmass für die Frequenz von Uhren oddgl. eignet. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass man zwei Magnetkerne vorsieht, die in unmittelbarer Nähe zueinander in der Schwingungsrichtung des Schallschwingers
angeordnet sind.
Erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der erfindungsgemässen
Lösung werden nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht auf den Gegenstand der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A' der Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaubild zur Verdeutlichung des Einregeins der Frequenz und des Temperaturkoeffizienten eines Schallschwingers,
Fig. 4 ein Schaubild, das die Abhängigkeit der Frequenzänderung
von der Kompensierung des Temperaturkoeffizienten zeigt, Fig. 5 das Schaltbild der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist auf einer Schwingerbasis
1 ein Spulenträger 4 für die Festlegung der einzelnen Schaltelemente des erfindungsgemässen Stromkreises angeordnet,
Schaltelemente sind eine Fühlspule 5» eine Antriebsspule 6, ein
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variabler Widerstand 7 und ein elektronisches Bauteil 8. Die Erfindung ist nun darin zu suchen, dass im Zentrum der
Pühlspule 5 ein Dauermagnet 9 und im Zentrum der Antriebsspule 6 ein Weichmagnet 10 angeordnet ist, beide Magneten
sind gegenüber der Schwingerbasis 1 durch Schrauben gehaltert und der Zwischenraum gegenüber dem Schallschwinger JJ
ist veränderbar und zwar über einen Stift 2, der den Schallschwinger
3 stützt und der mittels eines Schraubenziehers od.dgl. von der Rückseite der Schwingerbasis 1 her abstandsänderbar
ist.
Betrachtet man nun das Schaubild der Fig. 3, so ist erkennbar,
dass die Sollfrequenz fQ des Schwingers 1,000 Hz/s beträgt;
die Frequenzabweichung A. f beträgt -5 x 10"-* Hz/s und
der Frequenztemperaturkoeffizient beträgt -0,3 x 10"^ Hz/s/°C.
Es wird nun zunächst ein Alnico-Dauermagnet 9 der Abmessung J5#5 β x 9 mm auf seinen Temperaturkoeffizienten durch Verringerung
des Zwischenraumes gegenüber dem Schallschwinger Z>
von 1 mm auf 0,7 mm eingeregelt, der Temperaturkoeffizient des
Dauermagneten wird dann gemessen und man erhält als Ergebnis den geradlinigen Kurvenzug B. Als Ergebnis kann man also festhalten,
dass die Frequenzabweichung des Schallschwingers -25 x x 10"-* Hz/s und die Änderung -20 χ 10""-* Hz/s beträgt. Der Temperaturkoeffizient
des Schallschwingers beträgt in diesem Stadium -0,1 χ 10- Hz/s/°C und seine Kompensation beträgt 0,2 χ
χ ΙΟ'5 Hz/s/°C. *
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Indem man also einen Alnico-Dauermagneten der Abmessungen
5,5 jö x 9 mm in der Nähe des Schallschwingers J5 anordnet
und die Kompensation des Temperaturkoeffizienten durch Änderung seiner Resonanzfrequenz überprüft, erhält man nun
eine Wechselbeziehung, wie sie in Fig. 4 festgehalten 1st.
Es ist in diesem Zusammenhang natürlich selbstverständlich, dass sich diese Wechselbeziehung in Abhängigkeit von der
Grosse des Schallschwingers und von der Grosse des Dauermagneten
wesentlich ändert, überprüft man jedoch diese Wechselbeziehung,
wie vorstehend angegeben, dann 1st es möglich, in einfacher Art und Weise die Kompensation des Temperaturkoeffizienten
durch Messung der Änderung der Resonanzfrequenz beim Einregeln des Temperaturkoeffizienten auf einfache Art
und Welse kennenzulernen.
Es ist nun weiterhin festzuhalten, dass im Falle der Kompensierung
der Resonanzfrequenz mittels eines Weicheisenkerns der Abmessung 3*5 ß x 9 mm, welcher ebenfalls in der Nähe des
Schallschwingers angeordnet 1st, der Temperaturkoeffizient sich ähnlich dem vorgeschilderten Fall ändert.
Aus Fig. 4 kann nun hergeleitet werden, dass im Falle einer Frequenzabweichung & f der Sollfrequenz fQ durch Kompensierung
in Höhe von mehr als ί 10 χ 10"*-* Hz/s und dass im Falle einer
geringfügigen mechanischen Abänderung der Länge oder Grosse des
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ί
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Schallschwingers der Temperaturkoeffizient sich nahezu nicht ändern wird; gleiches gilt auch für den Fall, dass die Kompensation
weniger als 5 χ 10"-* Hz/s beträgt und ein Waicheisenkern
der Abmessung 3*5 0 x 9 mm in der Nähe des Schallschwingers
angeordnet ist.
Der Weicheisenkern besitzt nun, wie bekannt, keine magnetischen Eigenschaften, er kann jedoch durch den Dauermagneten magnetisiert
werden, der in seiner unmittelbaren Nähe angeordnet ist, so dass er infolge seiner Stärke von etwa 1/10 derjenigen des
Dauermagneten es ermöglicht, ein sehr genaues Einregeln durchzuführen, insbesondere dann, wenn der magnetische Körper in
seiner Lage verändert werden kann und die Frequenzeinregelung auf diese Art und Weise durchgeführt wird.
Regelt man also, wie vorbeschrieben, die Resonanzfrequenz des
Schallschwingers ein, dann kann man mit Hilfe dieses magnetischen Verfahrens auch den Temperaturkoeffizienten ändern, es
ist demzufolge ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wie man die Resonanzfrequenz in einem bestimmten Bereich einregelt, ohne
dadurch den Temperaturkoeffizienten zu beeinträchtigen, man kann
eine Einregelung auch durch mechanische Abänderung des Schall-Schwingers
oder durch Änderung der Schaltung, wie sie nachstehend anhand der Fig. 5 beschrieben ist, erzielen.
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In Pig. 5 ist mit Tr ein Transistor bezeichnet, dessen Basis über einen geerdeten Kondensator CU an eine Detektorspule CO-angeschlossen
ist. Diese Detektorspule CO. ist ihrerseits mit einem Kondensator C, und einem variablen Widerstand VR parallelgeschaltet.
Der Kollektor des Transistors Tr ist über eine Antriebsspule COp an eine geerdete Batterie B angeschlossen.
Es ist nun bekannt, dass im Falle auf elektrischem Wege bewirkter Schwingung des Schwingers die Resonanzfrequenz sich
durch Änderung des Antriebspunktes des Schwinger-Schwingsystems verändern wird. So ist es beispielsweise möglich, den Wert des
variablen Widerstandes Vß zu ändern, durch eine solche Änderung des Widerstandes kann demzufolge die Frequenz innerhalb eines
Bereiches von 5 χ 10"^ Hz/s verändert werden..
Es wurde nun vorstehend ausgeführt, dass das Einregeln der Frequenzkennlinien
eines Schallschwingers auf das Genaueste durchgeführt werden kann, und zwar dadurch, dass ein Dauermagnet 9
nahe des Schallschwingers 3 angeordnet ist, man kann daher den Temperaturkoeffizienten einregeln bei vorausgegangener Einregelung
der Frequenz des Schallschwingers durch mechanische Abänderungen, danach kann man die sehr geringfügige Frequenzveränderung
in Höhe von etwa 2 χ 1O~* Hz/s/Tag des SchalIschwihgers,
hervorgerufen beispielsweise durch anfängliche ^lterung usw.,
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dadurch modifizieren, dass man den Weicheisenkern 10 in der
Nähe des Schallschwingers anordnet oder dass man die Werte des Stromkreises ändert, so dass die Phase des Schwingsystems
geändert wird.
Es sollte schliesslich noch darauf hingewiesen werden, dass bei elektromagnetischem Antrieb eines Schallschwingers die magnetischen
Kerne für das Einregeln des Temperaturkoeffizienten und der Frequenz je für sich oder gemeinsam 'r.r>
die Demodulation des Schallschwingers herangezogen werden können, darüber hinaus auch für den Antrieb, so dass damit gleichzeitig der
Vorteil erreicht wird, die Anzahl elektrischer Bauteile bei einem Schallschwinger und damit auch dessen Baugrösse zu verringern.
Zur Lösung der erwähnten Aufgabe tragen die beschriebenen Einzelmerkmale
in ihrer Gesamtheit bei. Der durch den Anspruch gedeckte Erfindungsgedanken findet seine Ergänzung in Merkmalen
des bevorzugten Ausführungsbeispieles.
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Claims (1)
- U97845PatentanspruchVorrichtung zum Einregeln der Frequenz und des Temperaturkoeffizienten eines Schallschwingers, vorzugsweise in seiner Verwendung für Uhren od.dgl., gekennzeichnet durch zwei Magnetkerne, die nahe beieinander in der Schwingungsrichtung des Schallschwingers angeordnet sind.PatentcmwalfN-Heinz Lesser München Coeimastraß» $1
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP5888665 | 1965-09-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
US3536940A (en) * | 1968-12-17 | 1970-10-27 | United Aircraft Corp | Free-free beam vibrator |
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1966
- 1966-09-21 GB GB4220666A patent/GB1108189A/en not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH484465A (fr) | 1969-09-15 |
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