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| Anzeige-bzw. Meßgerät. |
| Die Erfindung bezieht sich auf ein Anzeige-bzw. |
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Meßgerät für die Änderung einer physikalischen oder elektrischen Größe,
sowie auf eine besondere Anordnung dieser Geräte.
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Meistens ist es mittels einer Nadel oder eines vor einer Bogenskala
sich bewegenden Zeigers möglich, den Wert einer physikalischen oder elektrischen
Größe, die durch ein die Nadel oder den Zeiger steuerndes Gerät gemessen wird, abzulesen.
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Die Ablesung der Stellung eines gewöhnlich sehr schmalen Zeigers,
das Beleuchten der Skala, der Winkel, unter welchem das Bedienungspersonal die Skala
sieht, sind Faktoren,
die in den bekannten Ausführungen noch keine
zufriedenstellende Lösung gefunden haben.
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Wenn man gegenüber den Nadeln und Zeigern die richtige Stellung einnimmt,
können Parallaxenabweichungen tatsächlich vermieden oder vermindert werden, vorausgesetzt
jedoch, daß sich das Bedienungspersonal bewegen und der Skala nähern kann. Dieser
Arbeitsvorgang wird sehr schwierig, wenn eine große Anzahl von Geräten praktisch
gleichzeitig überwacht werden muß. Dies trifft vor allem bei Kontroll-und Steuersälen
zu, wo die große Anzahl der eingebauten Meßgeräte dazu führt, dem Bedienungspersonal
eine zentrale Stellung zu geben, damit es jederzeit die Gesamtheit der auf eine
oder mehrere Kontrolltafeln montierten Geräte mit einem Blick erfassen kann. Die
Entfernung macht dann jedoch das Beobachten der verschiedenen Nadeln oder Zeiger
sehr schwierig.
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Außerdem ist bereits die Breite des Zeigers eine Quelle für Fehler
oder Unbestimmtheiten.
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Das erfindungsgemäße Gerät ermöglicht es. insbesondere die genannten
Nachteile zu beseitigen.
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Gemäß der Erfindung weist das Anzeige-oder Meßgerät eine Vorrichtung
auf, die die Veränderungen einer physikalischen oder elektrischen Größe in Verschiebungen
einer Trennwand umwandelt.
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Diese Trennwand, deren eine Kante parallel zu der Innenseite einer
durchscheinenden Skala in davon geringem Abstand verläuft, trennt das Innere des
Gerätes in zwei Abteilungen, von denen mindestens die eine mit einer Glühbirne ausgestattet
ist, so daß, wenn sich die Trennwand in Abhängigkeit von den Änderungen der physikalischen
Große verschiebt, die besagte Kante auf der Skala zwei Zonen abgrenzt, die sich
voneinander in der Helligkeit und einer sich gegenseitig ergänzenden veränderlichen
Oberfläche unterscheiden, wobei die Entfernung zwischen dieser Kante und der Oberfläche
der Skala und die Dicke dieser Kante so ist, daß der auf dem Lichtschirm sichtbare
Zeiger durch die Trennung zwischen diesen beiden Lichtzonen gebildet ist.
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Man verwendet vorzugsweise zwei verschiedenfarbene Glühbirnen, eine
je Abteilung, so daß der auf der mattierten und durchscheinenden Skala sich verschiebende
Zeiger aus dem Schnittpunkt der beiden verschiedenfarbenen Lichtzonen gebildet wird.
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Bei einer entsprechenden Wahl der Farben wird man eine auf verhältnismäßig
große Entfernung sichtbare Angabe erhalten und die Parallaxenabweichungen sind praktisch
ausgeschaltet, unabhängig vom Blickwinkel, unter dem man die Skala beobachtet, da
der durch den Schnittpunkt der beiden
Lichtzonen gebildete Zeiger
keine Dicke hat und sich direkt auf dem in Einheiten unterteilten, die Oberfläche
der Skala bildenden, mattierten und durchscheinenden Material bewegt.
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Gemäß einer Ausführungsart ist die Skala am Ende des Gerätes vorgesehen,
so daß sich die Vorderkante der Trennwand parallel zu der Innenseite der Skale und
in geringer Entfernung von dieser bewegt. Diese Anordnung ist besonders dann vorteilhaft,
wenn das Gerät in eine Tafel eingebaut werden soll.
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Gemäß einer anderen Besonderheit der Erfindung baut man in bestimmter
Reihenfolge mehrere Geräte dieses Typs oder mehrere in Übereinstimmung mit dem vorstehenden
gebaute in einem Gehäuse angeordnete Zellen, nebeneinander auf, so daß der Verlauf
der durch die aufeinanderfolgenden Zeiger von nebeneinander angeordneten Skalen
gebildeten Kurve es ermöglicht, die Abweichungen der angezeigten Werte im Vergleich
zu den theoretischen Werten einer Sole oder Plankurve zu markieren.
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Auf diese Weise besitzen die von jeder Skala gelieferten Angaben
die obenerwähnten Vorteile, d. h. weite Sichtbarkeit ohne Parallaxenabweichung,
außerdem läßt die relative Abweichung der Angabe einer Skala von den Angaben der
angrenzenden Skala bzw. Skalen eventuelle Unrichtigkeiten der von dieser Skala angezeigten
Größe erkennen.
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Man kann den Verlauf eines Vorgangs mit mehreren Parametern also
mit einem Blick verfolgen, da die im voraus gedankliche, durch Verbindung der aufeinanderfolgenden
Skalenzeiger der verschiedenen Parameter grob kurve
| gebildete Kurve mit der Sol/übereinstimmen muß. |
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Ausführungvariante, die besonders
vorteilhaft für tragbare oder über dem Erdboden angebrachte Geräte erscheint, womit
jedoch nicht gesagt werden soll, daß es keine weiteren Verwendungsmöglichkeiten
des Gerätes gibt.
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Gemäß dieser Ausführungsart ist die durchscheinende Skala auf einer
Seitenfläche des Gerätes angebracht (und nicht mehr auf der Stirnfläche), so daß
sich nun eine Längskante der Trennwand parallel zu der Skala und in geringem Abstand
von dieser bewegt.
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Diese Anordnung ist wirtschaftlicher, vor allem wenn die das Innere
des Gerätes in zwei Abteilungen teilende Trennwand um eine feste Achse schwenkbar
ist. Denn wenn die Skala am Ende des Gerätes angebracht ist, ist es erforderlich,
daß diese mit der Drehachse der Trennwand als Achse eine zylindrische Form besitzt,
während eine seitliche Skala planparallele Flächen haben kann, die senkrecht zu
dieser Drehachse laufen. Diese ebene, seitliche Skala kann eine entsprechende Gradeinteilung
zur Ausführung von Messungen aufweisen. Man kann natürlich noch in jeder der
durch
die Wand abgetrennten Abteilungen eine Glühbirne anbringen, so daß der vor der mattierten
und durchscheinenden Skala sich bewegende Zeiger dann ebenfalls durch die Trennung
zwischen zwei verschiedenfarbigen Lichtzonen einen Zeiger ohne Dicke ergibt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
an vier Ausführungsberspielen näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt des erfindungsgemäßen Anzeigegerätes,
mit einer an seinem Ende angebrachten Skala.
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Fig. 2 zeigt in schematischer Form die Zusammenstellung mehrerer
erfindungsgemäßer Geräte oder Zellen.
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Fig. 3 zeigt eine Ansicht mit teilweise weggebrochener Wand des erfindungsgemäßen
Gerätes mit seitlicher Skala.
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Fig. 4 ist eine Detailansicht mit Teilschnitt einer Ausführungsvariante
des die Bewegung der inneren, beweglichen Trennwand steuernden Mechanismus.
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Das in Fig. 1 abgebildete Gerät weist ein Gehäuse 1 auf, in welchem
das ein Detektorelement für eine physikalische oder elektrische Größe besitzende
Anzeigegerät gelagert ist. In dem abgebildeten Beispiel ist dieses Element ein Druckdetektorelement,
das
z. B. durch einen Blasebalg 2, der den zu messenden Druck über ein biegsames Rohr
3 und ein Verbindungsstück 4 erhält, gebildet wird. Der Detektor stützt sich über
einen Zwischenstift 5, der in einem mit Gewinde versehenen in den Rahmen 7 der Unterstützung
der Vorrichtung eingeschraubtes Regulierteil 6 angeordnet ist, auf die Lagerung
der Vorrichtung. Ein leicht erreichbares Steuerrad 8 ist mit dem Teil 6 fest verbunden,
das durch eine Feder 9 zurückgeholt wird.
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Andererseits ist der Detektor mit einer Spitze 10 versehen, die auf
ein allgemein mit 11 bezeichnetes Ganzes wirkt und so angebracht ist, daß sie unter
die Wirkung der von dem Detektor ausgeübten Kraft um eine mit dem Rahmen 7 fest
verbundene Achse 12 schwenkt. Diese Einheit 11 umfaßt ein die Achse 12 schwenkbares
Teil 13 und einen in dieses Teil gebauten und von einer Feder 15 gegen eine Regulierungsschraube
16 zurüokgedrückten Regulierungsschlitten 14. Der kegelstumpfartige Kopf der Spitze
10 ist in einem in dem Schlitten 14 ausgesparten Stützloch angebracht.
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Das Teil 13 ist fest mit einem Markierstab 17 oder einer beweglichen
Trennwand 7 verbunden, der vorzugsweise eine geringe Dicke hat und den Innenraum
des Gehäuses in zwei Abteilungen 18 und 18'aufteilt. Die Vorderkante des Markerstabes
kann eine Dicke von 3/10 bis 4/10 mm haben. Der Markierstab erstreckt sich vorzugsweise
über die ganze Breite oder Höhe des Gehäuses (wenn man sich vorstellt, daß
die
Fig. 1 eine Seitenansicht im Längsschnitt darstellt).
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Die vordere Kante 19 des Stabes befindet sich sehr nahebeispielsweise
in einer Entfernung zwischen 0,2 und 1 mman einer mattierten Sichtscheibe 20, die
zumindest teilweise eine der Seiten des Gehäuses bildet. Diese mit dem Gestell 7
durch eine oder mehrere Schrauben 21 festverbundene Sichtscheibe, ist ebenfalls
mit einer Längsplatte 22 durch eine oder mehrere Schrauben 23 fest verbunden. Sie
weist eine konkave Innenseite 24 auf, deren Mittelpunkt die Drehachse 12 ist und
die ein durchscheinendes, in Einheiten eingeteiltes Element 25 tragen kann.
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In jeder der Abteilungen 18 und 18'bringt man eine Glühbirne 26,26'außerhalb
des vom Markierstab für dessen Bewegung beanspruchten Sektors an. Obwohl man nur
eine einzige Lampe 26 oder 26'anzubringen brauchte, kann es doch vorteilhaft sein,
zwei Lampen vorzusehen, da, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, die beiden Glühbirnen
verschiedenfarbiges Licht geben. Diese Glühbirnen sind in Fassungen 27,27'angebracht,
die über Leitungen 28 mit einer entsprechenden Stromquelle verbunden sind.
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Die Schwankungen der physikalischen Größe, im vorliegenden Falle
der Druck, werden vom Teil 2 aufgenommen, welches das Schwenken des Stabes 17 um
die Achse 12 verursacht. Wenn die zwei verschiedenfarbenen Glühbirnen 26 und 26'unter
Spannung stehen, sieht man, daß für kleine Abweichungen des Markierstabes
aus
seiner Ruhelage die auf der Abdeckscheibe 20 sichtbare Farbe nur jene der Glühbirne
26'sein wird, z. B. weiß. Bei zunehmendem Druck wird sich der Stab weiterdrehen
und auf der Abdeckscheibe eine immer größer werdende Zone sehen lassen, deren Farbe
der der Glühbirne 26 entspricht, z. B. rot. Da der Rand 19 des Stabes auf der ganzen
Höhe (oder Breite) sehr nahe an die innere Oberfläche der Abdeckscheibe reicht,
ergibt sich eine genaue Trennung zwischen den beiden Lichtzonen. Diese Trennung
dient als Ablesezeiger, der viel leichter zu beobachten ist als ein herkömmlicher
Zeiger. Vor allem werden Parallaxenabweichungen auf ein Minimum herabgesetzt, da
die Trennung der beiden Lichtzonen praktisch auf der Skala erfolgt. Die Angabe ist
also von weitem genau sichtbar, unabhängig davon, unter welchem Winkel die Abdeckscheibe
beobachtet wird.
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Es ist zu beachten, daß der auf der Skala sichtbare Zeiger keine
Dicke hat, da er durch die Trennung der zwei Zonen gebildet ist und nicht durch
die Kante des Markierstabes. Um diese Gegebenheiten zu erlangen, muß man jedoch
entsprechende Werte sowohl für die Dicke der Stabkante als auch für den Abstand
zwischen Stabkante und der inneren Fläche der Skala wählen. Man erzielt sehr gute
Resultate mit den weiter oben angegebenen Werten.
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Die beschriebeneAusführungsart ermöglicht die üblichen funktionellen
Einstellungen. Durch Einwirken auf das mit dem
Teil 6 fest verbundene
Steuerrad 8, bewegt man den Stützpunkt 5 des Detektors gemäß seiner Bewegungsachse.
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Andererseits ruft man durch Einwirken auf die Schraubenmutter 16 die
Verschiebung des Stützpunktes 10 senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Detektors
9 hervor.
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Selbstverständlich ist das beschriebene Druckdetektor-Element nur
ein Beispiel gewesen, und man könnte jeden anderen Detektor für die Änderungen einer
physikalischen oder elektrischen Größe gleichfalls verwenden. Ebenso könnte man
statt einer beweglichen, sich drehenden Anordnung eine dem Stab 17 ähnliche undurchsichtige
Trennwand verwenden, die sich jedoch auf irgendeine andere Art verschiebt, z. B.
eine Translationsbewegung ausführt. Es genügt dann, die Innenfläche der Abdeckscheibe
20 so anzupassen, daß sie parallel zur Verschiebung der Vorderkante der Trennwand
steht. Schließlich könnte man statt zwei verschiedenfarbiger Glühbirnen eine einzige
verwenden ; der Zeiger ohne Dicke wird dann auf der Abdeck-
| scheibe durch die Trennung zwischen der beleuchteten Zone |
| und einer unbeleuchteten Zone gebildet. |
| Das sich hin und her bewegende"Teil 13 |
| kann auf Wunsch auch mit einem Regelsystem versehen sein, |
das die elektrischen Kontakte steuert. Diese Kontakte können bei einem bestimmten
Wert der Variablen dazu verwendet
werden, um dem Bedienungspersonal
den erreichten, im voraus eingestellten Wert anzuzeigen, indem sie das Anzünden,
das Auslöschen, das Blinken usw. der Beleuchtungsglühbirnen oder sogar das Anzünd.
en oder das Blinken anderer farbiger oder nichtfarbiger, in das Gerät eingebauter
Glühbirnen bewirken.
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Eine vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Gerätes besteht
darin, eine gewisse Anzahl dieser Geräte auf derselben Waagerechten nebeneinander
oder übereinander auf derselben Senkrechten anzuordnen, so daß die relative Abweichung
einer Skalenangabe im Vergleich zu den Angaben der angrenzenden Skala bzw. Skalen
eventuelle Unrichtigkeiten der durch diese Skala angegebenen Größe erkennen läßt.
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Anstatt z. B. mehrere Geräte nebeneinander anzuordnen, könnte man
auch in einem einzigen Gehäuse 1 eine Gruppe von Zellen 30,30a, 30b... vorsehen,
deren Aufbau ähnlich dem des Gerätes in Fig. 1 ist und die durch parallel laufende
Trennwände 31,31a, 31b... (Fig. 2) voneinander getrennt sind. Jede Zelle Ist also
mit einer inneren Trennwand oder einentbeweglichen Markierstab versehen, der unter
dem Einfluß der von dieser Zelle aufgenommenen Inderungen einer physikalischen Größe
steht, und die Trennung der beiden auf der Skala der Zellen sichtbaren, verschiedenfarbenen
Lichtzonen gibt den Wert der Größe an. Wenn man die verschiedenen
Zellen
in einer geeigneten Reihenfolge anordnet, kann man mit einem Blick die Abweichungen
von einer Sollkurve 32 feststellen, die gestrichelt in Fig. 2 angegeben ist.
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In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3, das besonders für ein tragbares
oder über dem Erdboden angebrachtes Gerät geeignet ist, besitzen die Elemente, die
denen der Fig. 1 entsprechen, die gleichen Bezugszeichen.
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In diesem Falle enthält der Markierstab 17 mindestens eine geradlinige
Seitenkante, die sich in geringem Abstand (z. B. 0,2 bis 1 mm) von einer ebenen,
in einer Seite des Gerätegehäuses gelagerten Skala 20 bewegt. Diese Skala 20 ist
durch eine Platte mit parallelen Seiten aus durchscheinendem Material, wie Glas
oder mattiertes"Plexiglas"gebildet.
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Die Skala trägt die für die Messungen erforderlichen Einteilungen.
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Die Arbeitsweise des Gerätes ist dem gemäß Fig. 1 beschriebenen Gerät
sehr ähnlich. Der Ablesezeiger 22 wird durch die Trennung zwischen zwei verschiedenfarbenen,
durch die Lampen 26-26'hervorgerufenen Lichtzonen gebildet. Da die Kante des Markierstabes
sehr nahe an die ganze Innenfläche der Skala 20 heranreicht, bekommt man eine genaue
Trennung zwischen den zwei Lichtzonen. Wie bereits erwähnt, schaltet man so Parallaxenabweichungen
beim Ablesen aus, wobei dieser Vor-
| zug jedoch mit einer mit Einheiten versehenen Skala aus |
| zug- |
ebenen und parallel laufenden Flächen erzielt wird und nicht mit
einer Skala, bei welcher mindestens eine Seite zylindrisch ausgebildet ist. Es ist
zu beachten, daß auch hier der auf der Skala sichtbare Zeiger keine Dicke hat, da
er durch die Trennung zweier Lichtzonen gebildet ist und nicht durch die Kante des
Stabes. Um diese Gegebenheiten zu erreichen, muß auch man sowohl für die Dicke der
Stabkante als/für den Abstand zwischen der Stabkante und der Innenfläche der Skala
geeignete Werte wählen. Man hat die Erfahrung gemacht, daß besonders bei einer Kantendicke
des Stabes von3/10 bis 4/10 mm und einem Abstand zwischen dieser Kante und der Innenfläche
der Skala von 0,5 bis 1 mm sehr gute Resultate erzielt werden.
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Selbstverständlich kann die beschriebene Ausführungsart zahlreiche
Änderungen erfahren. So könnte z. B. die Skala andere Einteilungen als die kreisförmigen
Einteilungen 21, wie in der Zeichnung dargestellt, besitzen. Ebenso könnte man auf
zwei Seiten des Gerätes zwei Skalen vorsehen, die z. B. verschiedene Einteilungen
besitzen : man könnte auch in einem Gerät mindestens eineebene Skala, wie sie hier
beschrieben ist, mit einer Stirnskala gemäß Fig. 1 kombinieren, die dann eventuell
eine Panoramaskala mit drei So seiten bildet. Außerdem kann die Endkante des Markierstabes
eine beliebige Form haben, die die Rundung der Innenkante der Abdeckscheibe bestimmt,
um sich alle von der eingeteilten oder nicht einge-
| An- |
| teilten Sichtscheibe gegebenen Zeigereigenschaften zunutze |
| zu machen. |
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Ebenso kann die Steuervorrichtung der in Abhängigkeit von den Änderungen
einer physikalischen oder elektrischen Größe hervorgerufenen Bewegungen des markerstabes
verschieden von jener in Fig. 1 und 3 dargestellten Vorrichtungen sein. Gemäß der
Ausführungsart der Fig. 4 ist der Blasebalg 2 an seiner Basis mit dem Rahmen 7 durch
eine Schraubenmutter 30 befestigt. Die Verlängerungen des Blasebalges werden durch
die Nadel 31, die sich auf den Boden eines Schlittens 32 stützt, dessen Lage durch
Schraubverbindung in einem innen hohlen, ohne äußeres Gewinde tragenden und an den
oberen Teil des Blasebalges geschweißten Ansatzstück 33 einstellbar ist, an den
Narkierstab übertragen. Schutzansprüche