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Meßeinrichtung.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung mit einem die zu
messende Größe in eine Bewegung umwandelnden Meßwerk und einer Anzeigeeinrichtung,
, die beide über einen Lichtleiter miteinander verbunden sind, wobei das am Meßwerk
angeordnete Lichtleiterende in Abhängigkeit von der Bewegung des Meßwerkes von einer
Lichtquelle angestrahlt wird und das an der Anzeigeeinrich tung befindliche Ende
als Anzeigeelement dient.
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In vielen Fällen werden, beispielsweise aus Platzgründen, Meßeinrichtungen
benötigt, bei denen das xiXeßwerk- und die Anzeigeeinrichtung räumlich voneinander
getrennt sind.
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Bei den bekannten Meßeinrichtungen wird dies dadurch erreicht, daß
die vom Meßwerk ermittelten Meßwerte in entsprechende elektrische Signale umgewandelt
und mit diesen eine ein elektrisches Anzeigegerät enthaltende Anzeigeeinrichtung
gespeis-t wird. Durch einen solchen Aufbau kann darüber hinaus die haufig gestellte
Forderung nach einer IZIeßbereichsspreizung in der Anzeige einrichtung gegenüber
dem Meßwerk in einfacher Weise erfüllt werden, dies im übrigen auch dann, wenn Meßwerk
und Anzeigeeinrichtung räumlich nahe oder gegebenenfalls eine Einheit bildend zueinander
angeordnet sind; Derartige Meßeinrichtungen haben jedoCh-den Nachteil, daß sie kompliziert
im Aufbau sind und eine große Zahl von teuren Bauelementen erfordern, was zu hohen
Herstellungskosten führt. Schließlich sind sie sehr empfindlich gegen Betriebsspannungsschwankungen,
so daß häufig aufwendige Maßnahmen zur Stabilisierung der Betriebsspannung ergriffen
werden müssen.
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Des weit-eren ist bereits vorgeschlagen worden, zur Anzeige einzelner
diskreter Meßwerte in einem bestimmten I>Ießbereich Lichtleiter zu verwenden.
So ist eine Meßeinrichtung bekannt geworden, die ein Meßwerk und eine mit diesem
mechanisch gekuppelte Anzeigeeinrichtung mit einem umlaufenden Zeiger enthält. Zur-
zusätzlichen Anzeige eines einzelnen Meßwertes, beispielsweise zu arnzwecken, ist
ein Lichtleiter vorhanden, dessen eines Ende als Anzeigeelement dient-und dessen
anderes Ende bei einer einem bestimmten Meßwert entsprechenden Lage einer vom Meßwerk
bewegten und eine Lichtquelle freigebenden Blende von der Lichtouelle bestrahlt
wird.
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Derartige Meßeinrichtungen erlauben jedoch keine raumlich getrennte
Anordnung von Meßwerk und Anzeigeeinrichtung.
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Durch die Erfindung werden diese flachteile behoben und zwar dadurch,
daß erfindungsgemäß eine -größere unzahl -von Lichtleitern vorhanden ist, deren
meßwerksseitige Enden mindestens in einer Reihe dicht nebeneinanderliegend angeordnet
sind unu deren als Anzeigeelemente' dienenden Enden eine die Ausdehnung der Anzeige
in Richtung der Skalenebene veränderliche Querschnittsform aufweisen. Durch diesen
erfindungsgemäßen Aufbau ist nicht nur eine räumliche Trennbarkeit von Meßwerk und
Anzeigeeinrichtung ewährleistet, -sondern auch eine Meßbereichsspreizung in der
Anzeigeeinrichtung gegenüber dem Meßwerk in jeder gewünschten Größe in einfacher
Weise möglich. Letzteres erlaubt darüber hinaus eine raumsparende Anordnung der
meßwerksseitigen Lichtleiterenden am Meßwerk, da die Länge der meßwerksseitigen
Lichtleiterreihe durch die mögliche Meßbereichsspreizung unabhängig von der gewünschten
Skalenlänge ist und somit die Lichtleiterenden mit einem nahezu beliebig kleinen
Abstand von der Meßwerk
achse angeordnet werden können. Schließlich
hat eine derartige I;eßeinrichtung den Vorteil, daß sich, da die Übertragung der
Meßwerte vom Meßwerk zur Anzeigeeinrichtung auf gleichem Wege erfolgt, Beiriebsspannungsschwankungen
nicht auf die Meßgenauigkeit der Meßeinrichtung auswirken können.
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Die Querschnittsform der Lichtleiter kann nahezu beliebig und unabhängig
von der Querschnittsform der als Anzeigeelemente dienenden Enden gewählt werden;
es sind also sowohl runde als auch eckige Querschnittsformen verwendbar. Ebenso
ist der Aufbau der einzelnen Lichtleiter frei wählbar: es können aus einem einzigen
dioptrischen Strang bestehende Lichtleiter wie auch solche verwendet werden, die
aus mehreren miteinander verseilten Strängen aufgebaut sind.
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Die die Ausdehnung der Anzeige in Richtung der Skalenebene verändernde
Querschnittsform der als Anzeigeelement dienenden Lichtleiterenden km, insbesondere
bei Lichtleitern, die aus miteinander ve-rseiiten dioptrischen Strängen bestehen,
durch eine Verformung des Endes, beispielsweise zu einem Ellipsen- c er Rechteckquerschnitt,
erhalten werden. Es ist jedoch auch möglich, die als Anzeigeelemente dienenden Lichtleiterenden
so in der Skalenebene anzuordnen, åa;3 die in der Skalenebene liegenden Querschnittsflächen
der Lichtleiterenden mit der jeweiligen Lichtleiterlängsachse einen Winkel ec0 einschließen.
Dies hat gegenüber einer Verformung der Lichtleiterenden den Vorteil einer einfacheren
Herstellbarkeit und einer besonders einfache anpassung der Länge der meßwerksseitigen
Lichtleiterreihe an die gewünschte Skalenlänge. Zu berücksichtigen ist hier in
beiden
Fällen, daß mit kleiner werdendem Winkel M die Helligkeit der Anzeige bei konstanter
Lichtquellenstärke abnimmt und daher der Anpassung der Länge der meßwerksseitigen
Lichtleiterreihe an die gwünschte Skalenlänge Grenzen gesetzt sind. Diese Nachteile
können durch eine Ausführungsform umgangen werden, bei der die Lichtleiter über
ihre gesamte Länge eine längliche, vorzugsweise rechteckige Querschnittsform aufweisen
und die einzelnen Lichtleiter an ihrem meßwerksseitigen Ende mit ihrer langen Querschnittsachse
par- -allel zueinander angeordnet sind. Neben der Möglichkeit einer Meßbereichsspreizung
ohne Abnahme der Helligkeit der Anzeige hat ein solcher Aufbau den Vorteil, daß
bei gegenüber den anderen Ausführungsformen gleicher Quer2 schnittsfläche und gleicher
Länge der meßwerksseitigen Lichtleiterreihe eine höhere Packungsdichte erhalten
wird, was-eine gleichmäßigere Ausleuchtung am Anzeigeende der Lichtleiter-und eine
bessere Auflösung der Skala zur Folge-hat. Auch bei einer solchen Anordnung können
im übrigen die Lichtleiter, wenn dies aus irgendwelchen Gründen erforderlich sein
sollte - beispielsweise zum Ausgleichen geringfügiger Längenunterschiede zwischen
meßwerksseitiger Lichtleiterreihe und Skalenlänge -, zusätzlich so in der Skalenebene
angeordnet sein, daß die in der Skalenbandebene liegenden Querschnittsflächen der
als Anzeigeelemente dienenden Enden mit der jeweiligen LichtleiterlängsRchse einen
Winkel S einschließen.
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Eine weitere Verbesserung der Auflösung der Skala kann darüber hinaus
dadurch erhalten werden, daß die meßwerksseitigen Enden der Lichtleiter in zwei
oder mehrerenparallel zueinander- verlaufenden und gegeneinander versetzten Reihen
angeordnet sind, di in der Skalenebene eine Reihe
bildend ineinander
geschoben sind.
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Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer
Darstellung zwei Ausführungsbeispiele enthält, näher erläutert.Im einzelnen zeigen
Fig.1 eine perspektivische Ansicht einer Meßeinrichtung für eine Lichtbandanzeige
und Fig.2 eine perspektivische Ansicht einer Meßeinrichtung für eine punktförmige
Anzeige.
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Die in der Figur 1 dargestellte Meßeinrichtung besteht aus einem die
zu messende Größe in eine Drehbewegung umwandelnden Meßwerk 1 und einer Anzeigeeinrichtung
2, die beide über eine größere Anzahl von Lichtleitern 3 miteinander verbunden sind.
Die einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Lichtleiter 3 sind an ihrem meßwerksseitigen
Ende»' in aner Reihe dicht nebeneinanderliegend in einer Halterung 4 angeordnet,
die am Meßwerk 1 befestigt sein kann. Zur Beleuchtung der am Meßwerk 1 angeordneten
Lichtleiterenden ist eine Lampe 5 vorgesehen und zwischen dieser und der Halterung
4 eine ringsektorförmige Lichtabdeckscheibe 6, die äuf der Drehachse 7 des Meßwerkes
1 befestigt ist. Durch die dem jeweiligen Meßwert entsprechende Winkeldrehung der
Drehachse 7 wird die Lichtabdeckscheibe 6 so geschwenkt, daß ein dem Meßwert entsprechender
Teil der Lichtleiterreihe von der Lampe 5 beleuchtet werden kann. Das von der Lampe
5 auf die freiliegenden Lichtleiterenden fallende Licht gelangt über die Lichtleiter
7 zur Anzeigeeinrichtung 2, in der die als Anzeigeelemente dienenden Lichtleiterenden
eine Skala 8 bildend angeor'dnet sind. Zur Erzeugung der
im wesentlichen
in Richtung der Skala 8 verlaufenden Querschnittsform der Lichtleiterenden sind
diese so - - -in der Anzeigeeinrichtung befestigt, daß die in der Skalenbandebene
liegenden Querschnittsflächen der als Anzeigeelemente dienenden Lichtleiterenden
mit -der weiligen Lichtleiterlängsachse 9 einen -Winkel α einschließen, der
in vorliegendem Fall wesentlich kleiner als 900 ist. Die Anzeige der einzelnen Ne,ßwerte
erfolgt durch ein Lichtband, dessen Länge proportional dem Drehwinkel der Drehachse
7 des Meßwerkes 1 ist.
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In der Figur 2 ist schließlich eine Meßeinrichtung dargestellt, bei
der die Anzeige der Meßwerte' punktförmig erfolgt. Das Meßwerk ist wiederum mit
1, die Anzeigeeinrichtung mit 2 und die einzelnen Lichtleiter mit 3 bezeichnet.
Die Lichtleiter 3 besitzen über ihre gesamte Länge einen rechteckigen Querschnitt
und sind an meßwerksseitigen Ende, mit ihrer langen Querschnittsachse parallel zueinander
in der toalterung 4 in zwei parallel zueinander verlaufenden und gegeneinander um
eine halbe' Lichtleiterquerschnittsbreite versetzten Reihen 10 und 11 angeordnet.
Beide Lichtleiterreihen 10 und 11 sind durch eine Abdeckscheibe 12 mit einem dem
Lichtleiterquerschnitt entsprechenden radialen Schlitz 13, die auf der I.eß,zerksachse
7 befestigt ist, gegenüber der Lampe v abgedeckt.
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Durch die dem Jeweiligen Meßwert entsprechende Jinkeldrehung der Drehachse
7 des Meßwerkes 1 wird der Schlitz 13 so geschwenkt, daß der dem Meßwert entsprechende
Lichtleiter 3 von der Lampe 5 beleuchtet wird. Das auf das Lichtleiterende treffende
Licht gelangt über den Lichtleiter zur Anzeigeeinrichtung 2, in der die als Anzeigeelemente
dienenden Lichtleiterenden gegenüber ihrem anderen Ende- um 9,0 Winkelgrade gedreht
eine Skala 8 bildend angeordnet sind,
wobei die beiden gegeneinander
versetzten Lichtleiterreihen 10 und 11 in der Skalenebene um eine Lichtleiterquerschnittsbreite
versetzt in eine Reihe ineinander geschoben sind, was durch die unterschiedliche
Schraffur angedeutet ist.