DE1913139C

DE1913139C - Device for monitoring a variable physical quantity

Info

Publication number: DE1913139C
Authority: DE
Inventors: Jean Henri La Jolla Calif. Filloux (V.St.A.)
Original assignee: Gulf Oil Corp., San Diego, Calif. (V.StA.)
Publication date: 1972-01-13

Description

i 913 i 39i 913 i 39

Die Erfindung heziehi sich auf eine Vorricliiung /ur Überwachung einer veränderlichen physikalischen Größe mit einem in Abhängigkeit von der physikalischen Größe zu verstellenden Anzeigeelement und einer Abtasteinrichtung, deren Ausgangssignalamplitude keiinzeichiieiul ist für die über eine Vielzahl gleicher Periodenbereiche erfolgende Anzeigt elementverslellimg, und mit einer ein der Amplitude des Ausgangssignals der Abtasteinrichtung entsprechendes Rückkopplimgssignul erzeugenden Rückkoppiimgseinrichiung. The invention relates to one device / ur monitoring of a variable physical quantity with a depending on the physical Size to be adjusted display element and a scanning device, the output signal amplitude keiinzeichiieiul is for over a multitude Displays element verslellimg taking place in the same period ranges, and with a one corresponding to the amplitude of the output signal of the scanning device Rückkopplimgssignul generating Rückkoppiimgseinrichiung.

Its ist in vielen Fällen erforderlich, variable physikalische Größen zu überwachen, wie den Druck oder die Temperatur. So kann z. B. die ständige Überwachung der Temperatur eine bedeutsame Hilfe auf dem Gebiet der Meteorologie oder bei der Steuerung verschiedener industrieller Prozesse sein. Dia Überwachung des Druckes kann z. B. bei der Ermittlung von Gezeiten und Flußpegeln für eine Flutsteuerung von Nutzen sein.It's required in many cases, variable physical Monitor variables such as pressure or temperature. So z. B. constant monitoring the temperature is an important aid in the field of meteorology or control different industrial processes. Monitoring of the pressure can e.g. B. in the investigation of tides and river levels may be useful for flood control.

Fine bekannte Methode zur ständigen Überwachung variabler physikalischer Grüßen mit großer Genauigkeit ist als sogenannte »Null«-Methode bekannt. Bei einer zur Durchführung dieser Methode dienenden typischen Hinrichtung können ein Spiegel und eine Einrichtung zur Änderung der Winkelstellung des Spiegels in Abhängigkeit von Änderungen der zu überwachenden variablen physikalischen Größe vorgesehen sein. Wenn der Spiegel aus seiner vorgeschriebenen Null· oder Hezugsstellung herausgeführt wird, wird seine Auslenkung optisch ermittelt und zur F.rzeugiing eines Fehle:.signals herangezogen. Dieses Fehlcrsignal wird dann einer Servosteucreinrichtung zurückgekoppelt, um den Spiegel wieder in seine Nullage zurückzubringen. Der Grad der erforderlichen Finstelhmg wird zur Bestimmung ties Originalsignals herangezogen, das den Spiegel aus seiner Null- oder seiner Bezugsstellung herausgeführt hat. Damit dient der Grad der erforderlichen Einstellung zur Bestimmung der Änderung der physikalischen Größe. Typische, bisher zur Durchführung der NuII-methode verwendete Einrichtungen haben häufig in solchen Füllen nicht zufriedenstellend gearbeitet, in denen die Spiegelauslenkung aus der jeweiligen Bezugslage heraus relativ groß war bzw. schnell erfolgte. Der Grund hierfür liegt darin, daß mit zunehmender Auslenkung oder steigender Frequenz die Auflösung bzw. Linearität bei den bisher bekannten Einrichtungen, die einen relativ />roßcn Auslcnkungsbcrcich oder weiten Frequenzbereich umfassen, häufig nicht zufriedenstellend ist.Fine known method of constant monitoring of variable physical greetings with large Accuracy is known as the so-called "zero" method. At one to carry out this method Serving typical execution may include a mirror and a device for changing angular position of the mirror as a function of changes in the variable physical to be monitored Size to be provided. When the mirror is moved out of its prescribed zero or tension position its deflection is determined optically and used to generate an error signal. This error signal is then fed back to a servo control device in order to put the mirror back in to bring back its zero position. The degree of darkness required is used to determine the original signal used that has led the mirror out of its zero or reference position. Thus, the degree of the required setting is used to determine the change in the physical Size. Typical, so far for the implementation of the NuII method devices used have often not worked satisfactorily in such fillings where the mirror deflection from the respective reference position was relatively large or took place quickly. The reason for this is that with increasing deflection or increasing frequency, the resolution or linearity in the previously known devices which have a relatively large deflection area or a wide frequency range, is often unsatisfactory.

Es ist auch schon bekannt (Siemens Sonderdruck, »Digizet-Svstem«, Januar 1965, Ms 9 5), einen über ein entsprechendes Meßwerk durch eine Steuergröße entsprechend verstellten Spiegel dazu zu verwenden, einen von einer Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahl zu einem Spiegclrastcr hin zu reflektieren und das von dem Spiegelraster reflektierte Licht mit Hilfe von Pliolozcllrii aufzunehmen, die über eitlen Verstärker einen Zähler steuern. Dieser /iihler ist ausgani'sseiliu mit einer entsprechenden Anzeige- und Weideeinrichtung verbunden. Von Nachteil bei dieser bekannten Meßmethode ist jedoch, daß für die Emeliuiii einer relativ hohen Mißgcnauii>kcit und -empfindlichkeit über einen relativ Großen Anderiingsherni h des Μι ΙΊ'.ίΐΊΐ,ιΚ ein hcliiiclillirhi'r konstruktiver Aiilvv-aiul cifiirdeilich ist.It is already known (Siemens special edition, "Digizet-Svstem", January 1965, Ms 9 5), one about to use a corresponding measuring mechanism by means of a control variable appropriately adjusted mirror to to reflect a light beam emitted by a light source towards a mirror grid and that light reflected by the mirror grid with the aid of from Pliolozcllrii to include those about vain amplifiers control a counter. This / iihler is ausgani'sseiliu connected to a corresponding display and grazing device. A disadvantage with this one known measuring method is that for the Emeliuiii a relatively high misgcnauii> kcit and -sensitivity over a relatively large change in size h des Μι ΙΊ'.ίΐΊΐ, ιΚ a hcliiiclillirhi'r more constructive Aiilvv-aiul is cifiirdeilich.

Ys ist aiillrnli in bereits eine Meß.iiiordniiiii; mit einer einen konstanten Lichtlluß aussendenden Lichtquelle, einem mit dem sich proportional zu dem Wert der zu messenden physikalischen Größe verstellenden beweglichen Meßorgan fest verbundenen Spiegel, einer den Lichtlluß nach Reflexion an dem Spiegel empfangenden Photozelle und einer auf den Photozelleiutrom ansprechenden Vorrichtung, wie z. B. einem Registrierin:;!rumeiit oder einem anderen Meßgerät, gegebenenfalls unter Verwendung eines Ver- Ys is aiillrnli in already a Meß.iiiordniiiii; with a constant Lichtlluß emitting light source, one with the proportional to the value of the physical variable to be measured adjustable movable measuring element fixedly connected mirror, the Lichtlluß after reflection on the mirror receiving photocell and a responsive to the Photozelleiutrom device such. B. a registrar:;! Rumeiit or another measuring device, if necessary using a

stärkers zwischen der Photozelle und der von dieser gespeisten Vorrichtung bekannt (deutsche Patentanmeldung C4035 lX/42d). Bei dieser bekannten Meßanordnung ist die beleuchtete Fläche der Pho'.ozelle eine eindeutige Funktion der Verstellung des Spiegels, d. h. der zu messenden Größe. Auch dieser bekannten Meßanordnung haftet jedoch der gleiche Nachteil an, der der zuletzt betrachteten bekannten Meßmethode anhaftet.stronger between the photocell and the device fed by this known (German patent application C4035 lX / 42d). In this known measuring arrangement, the illuminated area is the Pho'.ocell a clear function of the adjustment of the mirror, d. H. the size to be measured. Also this one known measuring arrangement, however, adheres to the same disadvantage that of the known known last considered Measurement method adheres.

Es ist ferner eine Registriervorrichtung zur ver-There is also a registration device for

ao stärkten Aufzeichnung geringer Winkelverschiebungen des beweglichen Teiles eines Meßgerätes mit einem in seiner Lage von diesen Verschiebungen abhängigen Spiegel, einer auf den Spiegel ein Lichtbündel sendenden Lichtquelle und einer den Registrierteil steuernden Wheatstoneschen Brücke bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1 942 304).ao increased recording of small angular displacements of the moving part of a measuring device with a position dependent on these displacements Mirror, a light source sending a beam of light onto the mirror and one the registration part controlling Wheatstone Bridge known (German utility model 1 942 304).

Bei dieser bekannten Registriervorrichtung sind in dem vom Spiegel reflektierten Lichtstrahlenweg zwei in zwei Zweige der bezüglich der beiden anderen Zweige gleichen Wheatstoneschen Brücke eingesetzte Widerstandsphotozellen derart angeordnet, das letztere bei fehlender Spiegelverschiebung gleichmäßig und bei auftretenden Spiegelverschicbungen ungleichmäßig belichtet sind. Auch dieser bekannten Registriervorrichtung haftet der Nachteil an, daß zur Erzielung einer relativ hohen R^f.eßgenauigkeit und -auflösung über einen relativ großen Änderungsbereich des Meßsignals ein beachtlicher Aufwand erforderlich ist.In this known recording device, two resistance photocells in the two branches of the Wheatstone bridge used with respect to the two other branches are arranged in the light beam path reflected by the mirror in such a way that the latter are evenly exposed when there is no mirror shift and unevenly when mirror shifts occur. This known recording device also has the disadvantage that ^{a considerable amount of effort is required to achieve a relatively high R f} measurement accuracy and resolution over a relatively large range of change in the measurement signal.

Es ist im übrigen auch schon eine selbsttätige Kompensationsschaltung mit Photowiderstand bekannt (Dructe'-hrift TZ — ?./2()00/6.62/Kr., Juni 1962, von Hartmann & Braun, Potentiolux W). Bei dieser bekannten Kompensationsschaltung wird die zu messende Spannung gegen den Spannungsabfall geschaltet, der an einem stromdurchflossenen Widerstand entsteht. Der Ίεη betreffenden Widerstand durchfließende und von einem Strommesser angezeigte Strom wird dabei durch einen in dem betreffenden Stromkreis liegenden Photowidcrstand solange verändert, bis ein in den Vcrbindur.pszweig /wischen der Meßspannungsquelle und dem den Spannungsabfall führenden Widerstand liegendes Galvanometer keinen Ausschlag mehr liefert. Das betreffende Galvanometer ist dabei an seinem GaI-vanomelenähmehen mit einer Fahne versehen, welche den von einer kleinen Glühlampe auf den Photowiderstand fallenden Lichtstrom je nach Galvanoinetereinstclluns.' mehr oder weniger schwächt. Von Nachteil bei dieser bekannten Meßanordnung ist jedoch, daß die Mcßgcnaiiigkeit und Mef'empfindlich keit über einen relativ großen Ik-rcich eines McIV signals relativ gering sind.An automatic compensation circuit with a photoresistor is also known (Dructe'-hrift TZ -? ./ 2 () 00 / 6.62 / Kr., June 1962, from Hartmann & Braun, Potentiolux W). at this known compensation circuit is the voltage to be measured against the voltage drop switched, which arises at a current-carrying resistor. The resistance involved in Ίεη The current flowing through and indicated by an ammeter is measured by a current in the relevant Photoresistor lying in the circuit changed until one is in the connection branch / between the measuring voltage source and the resistor leading the voltage drop Galvanometer no longer gives a deflection. The galvanometer in question is on its GaI vanomeleähmehen provided with a flag, which the from a small light bulb on the photoresistor falling luminous flux depending on the galvanometer setting. ' more or less weakens. A disadvantage of this known measuring arrangement is, however, that the smoothness and measurement are sensitive ability over a relatively large range of a McIV signals are relatively low.

Hs ist schließlich auch schon Line VorrichtungAfter all, Hs is already a line device

^r>5 zum Steuern >in.s Stellgliedes in Abhiini'ii'keil vor der Minwirkiiiii! eines I i> htlKvI.s auf plioloeleMrisilu Mittel in stetiger Wciliirlwiikimg mil der durch diesi hervoitKuif/mn \ndi-riing des Ue ^r > 5 to control> in.s actuator in Abhiini'ii'keil in front of the Minffektiiiii! one I i> htlKvI.s on plioloeleMrisilu means in steady Wciliirlwiikimg with the by diesi kuif / mn \ ndi-riing of the Ue

leuehmngszuslaiuls der photoeleklrisehen MiUc! hekiiniil (deutsche Auslegeschrifl 1 MK 761). Bei diesel hckiimiicn Vorrichtung sind die phoioclcktiischcn Mittel nach dein an sich bekannten Prinzip einer DiI-ferentialphntu/elknanordnung ausgebildet, wobei durch Ablenkung eines mit gleichbleibender Licht-Märke wirkenden Strahlenbündel aus einer durch eine gleichmäßige Beleuchtung einer Mehrzahl von Pholozcllen oiler von Abschnitten einer einzigen l'hotoz.elle Bekennzeichneten Grundstellung eine um ein gleiches MaB gegenläufig unterschiedliche Beeinflussung der photoelektrischen Mittel hervorgerufen wird. Der dabei erzeugte Dilferentialphotosirom betätigt in unmittelbarer Einwirkung den Stelltrieb, mit dem ein die pliotoelektrischen Mittel ständig senkrecht zu dem I.ichtstrahlbündel haltender Träger gekuppelt ist. Auch dieser bekannten Vorrichtung haftet der Nachteil einer nur begrenzten Meßgenauigkeit und Meßempfindlichkei» über einen größeren Bereich der jeweils zu messenden Größe an.leuehmngszuslaiuls der photoelklrisehen MiUc! hekiiniil (German Auslegeschrifl 1 MK 761). With diesel The reverse devices are the photo-optical devices Means according to the principle known per se of a differential phntu / elkn arrangement formed, whereby by deflecting one with constant light Marks acting bundle of rays from a uniform illumination of a plurality of Pholozcllen oiler of sections of a single l'hotoz.elle designated basic position one around an equal measure of oppositely different influencing of the photoelectric means is caused. Dilferentialphotosirom made at the same time actuates the actuating drive with which the pliotoelectric means constantly act in direct action support perpendicular to the beam of light is coupled. This known device also has the disadvantage of only limited measurement accuracy and measuring sensitivity over a larger range of the respective quantity to be measured.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art auszubilden ist, um eine relativ hohe Empfindlichkeit üher einen weiten Änderup.gsbereich der jeweils zu überwachenden physikalischen Größe in Verbindung mit einem kompakten, stabilen Aufbau und einem zuverlässigen Betrieb erzielen zu können.The invention is based on the object of showing a way as a device of the aforementioned Kind is to be trained to have a relatively high sensitivity over a wide range of changes the physical variable to be monitored in connection with a compact, stable structure and to achieve reliable operation.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfinilungsgemäß dadurch, daß eine durch das Rückkopplungssignal »ciUeiiertc Kraf!übertragungseinrichtung kraftschlüssig mit dem über die Abtasteinrichtung ein entsprechend den Perioden sein Vorzeichen wechselndes Ausgangssignal liefernden Anzeigeelement gegengekopr "It ist und daß ein das der An-■'leigcc' ;rncniverstellung in den Perioden entsprechende Rückkopplungssignal aufzeichnendes Hilfsmittel vorgesehen ist.The object indicated above is achieved according to the invention in a device of the type mentioned at the beginning in that a power transmission device controlled by the feedback signal frictionally with the over the scanning device an output signal that supplies an output signal that changes its sign according to the periods contrary to "It is and that one of the An ■ 'leigcc' ; rncniverstellung in the periods corresponding Feedback signal recording aid is provided.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß durch einen relativ kompakten und stabilen Aufbau eine Überwachung einer veränderlichen physikalischen Größe über einen weilen Änderungsbereich mit relativ hoher Empfindlichkeit ermöglicht ist. Von Vorteil ist weiterhin, daß durch Verwendung nui »veniger Elemente bei der Erfindung ein zuverlässiger Betrieb ermöglicht ist.The invention has the advantage that by a relatively compact and stable structure monitoring of a variable physical variable over a period of change is made possible with relatively high sensitivity. Another advantage is that by using nui »Several elements in the invention enable reliable operation.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sieh aus der nachstehenden Bcschrci-Iviig eines Ausfiihrungsbeispiels.Further expedient refinements of the invention can be found in the following document of an exemplary embodiment.

Γ i g. 1 zeigt in einer perspektivischen Teilschnittansicht eine die Ei fin Jung umfass jnde Vorrichtung;Γ i g. 1 shows in a perspective partial sectional view a device comprising the egg fin Jung;

Fig. 2 bis 4 veranschaulichen in Diagrammen Betricbsmerkmale der Vorrichtung gemäß Fig. 1;FIGS. 2 to 4 illustrate operating features in diagrams the device according to FIG. 1;

Ei g. 5 zeigt in einer Draufsicht einen Aufzeichnungsslreifen, wie er mit Hilfe der in E i g. 1 dargestellten Vorrichtung cr/ielbar ist.Egg g. FIG. 5 shows a plan view of a recording tire as it is produced with the aid of the FIG. 1 shown Device cr / ielbar is.

Die in Fig. I dargestellte, die Erfindung umfassende Vorrichtung enthält im wesentlichen ein Anzeigeelement 11, das in Abhängigkeit von einer Änderung einr.r zu überwachenden physikalischen Größe bewegbar ist, ferner eine Abiasteinrichtung 12 und eine im folgenden auch als IUk kopplungseinrichtung 11 bezeichnete KraftiibcitiaguiiHseinriclittmg 1.1. Die Ahlasteinrichlunu, 12 vermag dabei ein Aiisgangssignal abzugeben, das ohne Rückkopplung der Verschiebung des Anzeigeclenunls 11 von Be- A proportional ist (Fi μ "! his I) welche Über einen Bewegiingsheieich den Anzeigeelement* 11 verteilt sind. Das Aiisgiingssij'iial dei Abtasteinrichtung 12 wird der Riickkoppiiings- h/v.\ Krallübertragungseiniiehlimg 1.1 zügel till rl, die aiii das Anzeigeelement eine Krall ausübt, der/.ulol;u: das belrelTende Anzeigeelement zu dem am nächsien gelegenen Bezugspunkt Ii von vorgegebenen Be/ugspunkten Ii hin verschoben wird (Fig. 2 bis -I) die von der tatsächlichen Anzeigeelemenllage aus inThe device comprising the invention shown in FIG. 1 essentially contains a display element 11 which can be moved as a function of a change in a physical variable to be monitored, a measuring device 12 and a force control device 1.1, also referred to below as IUk coupling device 11 . The Ahlasteinrichlunu, 12 is able to emit an output signal that is proportional to the displacement of the display terminal 11 from Be A without feedback (Fi μ "! To I) which are distributed over a movement of the display element * 11. The output signal of the scanning device 12 is the Riickkoppiiings- h / v \ Krallübertragungseiniiehlimg 1.1 reins till rl, aiii the display element is a claw exerts the / .ulol;. l: the belrelTende display element to the located on nächsien reference point Ii of predetermined be / ugspunkten Ii is shifted ( Fig. 2 to -I) from the actual display element position in

ίο Richtung zu einem Ende 15 des Verschiehcbcreidus hin liegen. Dies führt zur Abgabe eines tatsächlichen Ausgangssignals, das charakteristisch ist lür die Vcischicbu.'g des Anzeigeelemeuts Ii in Richlung zu dem gegenüberliegenden Ende des Verschiebe-ίο Direction to one end 15 of the sliding chalk lie down. This leads to the delivery of an actual Output signal, which is characteristic of the Vcischicbu.'g of the display element Ii in the direction of the opposite end of the displacement

bereichs von dem jeweiligen am nächsten liegenden Bezugspunkt aus.range from the respective closest reference point.

Die in F i g. I dargestellte, Jie Erfindung umfassende Vorrichtung stellt dabei ein Wasserpegel-MeU-gerät dar. Die betreffen«'·' Vi rrichtung kann dabeiThe in F i g. I illustrated, comprising the invention The device is a water level meter

ία zur Überwachung von Ge^ilenschwankungen wie entsprechenden Wasserpegeländerungen herangezogen werden, wie sie in Reservoirs, Meeresarmeii, Häfen, Seen oder Flüssen auftreten können. Neben dem Studium von Gezeitenschwankimgen könnenία for monitoring ge ^ fluctuations such as corresponding changes in water level are used, such as those in reservoirs, marine armies, Ports, lakes or rivers can occur. In addition to studying tidal fluctuations, you can

a5 somit auch andere natürliche Erscheinungen überwacht werden, wie Wellen, Springfiuien, Seichen, Windwirkimgen und Sturmvorläufer. Zur lesisiellung des Wasserpegels benutzt die dargestellte Ausführungsform der Erfindung einen Druckwandler in Form eines Bourdon-Rohres 14. Je nach der zu überwachenden physikalischen Größe können auch andere Arten von Wandlern in der erfindungsgeniiißeu Vorrichtung verwendet werden, wie Bimetalleinrichtungen, der Balken einer Torsionswaage oder die Spule eines Galvanometers.a5 thus also monitors other natural phenomena become, like waves, spring flutes, seichen, wind effects and storm precursors. For reading of the water level uses the embodiment shown the invention a pressure transducer in the form of a Bourdon tube 14. Depending on the to be monitored physical quantity, other types of transducers can also be used within the scope of the invention Device can be used, such as bimetal devices, the beam of a torsion balance or the Coil of a galvanometer.

Das in Fig. 1 dargestellte Gezeiten-Meßgerät enthält eine Grundplatte 16, an der die veischiedenei¹., nachstehend näher beschriebenen Elemente mittels einer hier nicht näher gezeigten Rahmenanordnung befestigt sein können. Eine derartige Kons'ruktion stellt einen festen und robusten Träger für die verschiedenen inneren Elemen'e der Vorrichtung dar. Die verschiedenen inneren Elemente sind von einem z.ylindcrförmigcn Gehäuse 17 umgeben und vor dem Außendruck des Wassers geschützt. Das Gehäuse 17 ist mit einem ringförmigen Mansch 18 verseilen, der an der Grundplatte 16 angebracht und abgedichtet ist. Das gegenüberliegende Ende des zylindeiförmigen Gehäuses ist mittels einer mit dem Gehäuse zu-The tide measuring device shown in Fig. 1 contains a base plate 16 to which the various elements ¹ , described in more detail below, can be fastened by means of a frame arrangement not shown in detail here. Such a construction represents a solid and robust support for the various inner elements of the device. The various inner elements are surrounded by a cylindrical housing 17 and protected from the external pressure of the water. The housing 17 is stranded with an annular sleeve 18 which is attached to the base plate 16 and sealed. The opposite end of the cylindrical housing is connected to the housing by means of a

jo sammenhängenden kreisförmigen Wandplatte 19 verschlossen. jo cohesive circular wall plate 19 closed.

Der Druckwandler oiler Has Bourdon-Rohr 14 wird durch einen geradlinigen Endteil 21 in dein Gehäuse 17 getragen. Der betreuende Endteil 21 ist tla-The pressure transducer oiler has Bourdon tube 14 is through a straight end part 21 in your housing 17 worn. The supervising end part 21 is tla-

j5 bei thiich hier nicht näher dargestellte IZiririchluugcn an tier Grundplatte 16 in geeigneter Weise befestigt Der Rohrteil 21 ist durch die Platte 16 hindurch mit dem Innenrauin eines zylindcrforniigcn Luftraumes 22 verbunden. Der Luftraum ist abgesehen von zwei öffnungen vollständig verschlossen und gejenüber dem Anilindruck abgedichtet. Die eine der beiden Öffnungen stellt über den Rohrteil 21 eine Verbindung zu dem Bourdon-Rohr 14 dar. Die andere (">lf · nung ist mit einem Kapillarrohr 23 verbunden. D;\-, J5 fastened in a suitable manner to the base plate 16 in the case of Zirichluugcn not shown here. With the exception of two openings, the air space is completely closed and sealed off from the anil impression. One of the two openings is about the tubular member 21 connect to the Bourdon tube 14 constitutes the other ( "> lf · voltage is connected to a capillary tube 23 D; \ -..

fi.i Kapillarrohr ist dabei mit dem Inncuraum des Luftraumes 22 verbunden; das andere finde des kapillarrohre^ ist ollen.fi.i capillary tube is with the inner space of the air space 22 connected; the other finding of the capillary tube ^ is ollen.

Das Kapilhirrohr 23 und der Luftraum 22 hefinThe capillary tube 23 and the air space 22 hefin

den sich in einem zylindcrförmigen Unter-Gehäuse Lichtwellenlängen-Charakteristiken minimalisicrt 24. Dieses Untergehäuse 24 ist mit zwei ringförmigen Eine Grubenlampe kann ebenfalls in zufriedenstel Flanschen 26 und 27 an seinen Enden versehen. Das lender Weise als Lichtquelle verwendet weiden. Urr Unter-Gehäuse 24 ist rn.it seinem einen Flansch 27 sicherzustellen, daß das von der Lichtquelle abgegean der Außenfläche der Grundplatte 16 befestigt 5 berte Licht eine relativ konstante Intensität besitzt und an dieser Stelle abgedichtet. An dem Flansch 26 wird der Lichtquelle an einer Anschlußklemme 41 ist ein Spannring 28 befestigt, durch den eine über Strom von einem geeigneten, hier nicht näher gedas ollene Ende dcszylinderförmigen Unter-Gehäuses zeigten Konstantstromregler zugeführt.
24 sich erstreckende flexible Membrane 29 festgehal- Die Kondensorlinse 37 ist zwischen der Lichtlcn wird. Der durch den Abstand der Grundplatte 16 io quelle 36 und dem Spiegel 11 angeordnet. Der Kondcs Unter-Gehäuses 24 und der flexiblen Membrane densor enthält eine Konkavlinse, die auf die Licht-29 gegebene Raum ist mit Ol gefüllt. Dadurch ist ein strahlen eine Kollimationswirkung ausübt. Dadurch unmittelbarer Kontakt zwischen dem Wasser und wird durch den einfallenden Lichtstrahl eine gleichdcm Bourdon-Rohr 14 vermieden. Dies unterstützt mäßige Ouerschnittsflächc beleuchtet. Die Größe der Jic Herabsetzung einer Korrosion. Das Kapillarrohr 15 gleichmäßig beleuchteten Fläche hängt von der Größe 23 und der Luftraum 22 stellen ein Wellenfilter dar; und von der Form der Kondensorlinsc ab.
die Anordnung ist dabei so ausgelegt, daß mit WeI- Das erste bzw. auf der Strahlencinfallseite liegende lcnfrequenzen auftretende Druckänderungen ge- optische Gitter 38 befindet sich in der Bahn des eindämpft werden. Wird die Vorrichtung zur Über- fallenden Lichtstrahls; es besitzt eine Vielzahl von wachung von Wellen benutzt, so wird selbstversländ- ao parallelen, lichtundurchlässigen Streifen oder Gittern, lieh die Welleiifiltcranordnung nicht verwendet. Das optische Gitter kann durch Photoätzung leichtThe light wavelength characteristics are minimized in a cylindrical lower housing 24. This lower housing 24 is provided with two ring-shaped flanges 26 and 27 at its ends. The lender way used as a light source willow. The lower housing 24 is to be ensured with its one flange 27 that the transmitted light from the light source attached to the outer surface of the base plate 16 has a relatively constant intensity and is sealed at this point. A clamping ring 28 is attached to the flange 26 of the light source at a connection terminal 41, through which a constant current regulator is supplied via current from a suitable, not detailed here, the hollow end of the cylindrical lower housing.
24 extending flexible membrane 29 is held in place. The condenser lens 37 is between the Lichtlcn. The by the distance between the base plate 16 io source 36 and the mirror 11 is arranged. The Kondcs sub-housing 24 and the flexible membrane densor contains a concave lens, the space given to the light-29 is filled with oil. As a result, a beam exerts a collimation effect. As a result, direct contact between the water and an equal Bourdon tube 14 is avoided by the incident light beam. This supports moderate cross-sectional area illuminated. The size of the jic reducing a corrosion. The capillary tube 15 evenly illuminated area depends on the size 23 and the air space 22 represent a wave filter; and on the shape of the condenser lens.
The arrangement is designed in such a way that the optical grating 38 is in the path of the attenuation of the pressure changes occurring at the radiation incidence side. If the device is used to attack the beam of light; It has a multitude of monitoring waves used, so even parallel, opaque strips or grids, borrowed from the wave filter arrangement, are not used. The optical grating can easily be photo-etched

Das dem geradlinigen Rohrtcil 21 gegenüberlie- und billig hergestellt werden. Ein genaueres Herstell-That the rectilinear Rohrtcil 21 opposite and are manufactured cheaply. A more precise manufacturing

gcr.de Rohrende des schraubenlinienförmig verlau- verfahren besteht darin, daß ein lichtundurchlässigergcr.de The end of the pipe in the helical process consists in the fact that an opaque

fcnclen Bourdon-Rohres 14 ist verschlossen und an Überzug auf einer Glasträgerplatte abgelagert wirdThe Bourdon tube 14 is closed and deposited on a coating on a glass support plate

einem Stab 3! befestigt. Der Stab 31 fluchtet dabei 25 und daß anschließend die erwünschten Bereiche desa stick 3! attached. The rod 31 is aligned 25 and that then the desired areas of the

mit der Achse des schraubcnlinienförmigen Bereiches lichtundurchlässigen Überzugs mittels einer geeigne-with the axis of the helical area opaque coating by means of a suitable

dcs Bourdon-Rohres; er verläuft nach unten durch ten Einrichtung abgetragen werden. Die lichtundurch-the Bourdon tube; it runs down through the facility to be removed. The opaque

cincn Block 32 hindurch. An dem von dem Bourdon- lässigen Streifen sind von gleichmäßiger Breite; siecincn block 32 through. On that of the Bourdonian strip are of uniform width; she

Rohr abgewandten Ende des Stabes 31 ist an die- sind durch lichtdurchlässige Bereiche getrennt, derenThe end of the rod 31 facing away from the tube is separated by translucent areas

scm ein Flügel 33 befestigt. Dieser Flügel ist in eine 30 Breite der Breite der lichtundurchlässigen Streifenscm a wing 33 attached. This wing is in a 30 width the width of the opaque strips

Flüssigkeit eingetaucht, die sich in einem Dämp- entspricht. Die lichtundurchlässigen Streifen sind par-Immersed liquid, which corresponds to itself in a steam. The opaque strips are par-

fungsbchälter 34 befindet. Diese Maßnahme hilft, alle! zur Rotationsachse des Spiegels 11 ausge-filling container 34 is located. This measure helps everyone! to the axis of rotation of the mirror 11

Umgcbungsvibrationcn zu dämpfen. Dadurch ist ver- richtet.To dampen ambient vibrations. This is done.

hindert, daß das Bourdon-Rohr und die nachstehend Die Objektivlinse 39 ist dabei so angeordnet, daßprevents the Bourdon tube and the following The objective lens 39 is arranged so that

noch näher beschriebene Abtasteinrichtung uner- 35 sie ein Abbild des auf der Strahlcneinfallsseite Hc-The scanning device described in more detail below is an image of the Hc-

\\ mischte Signale erzeugen. Da das Bourdon-Rohr genden optischen Gitters 38 auf dem Spiegel abbil-\\ generate mixed signals. Since the Bourdon tube reproduces the optical grating 38 on the mirror.

nur an einem Ende fest getragen ist und das andere det und das reflektierte Bild des betreffenden Gittersis only firmly supported at one end and the other det and the reflected image of the grating in question

Ende lediglich hinsichtlich auftretender Vibrationen in der Ebene eines auf der Reflektionsseite liegendenEnd only with regard to vibrations occurring in the plane of one lying on the reflection side

gedämpft ist, ist somit eine Stoßauslenkung vermie- optischen Gitters 40 abbildet. Mit einem den Hcht-is attenuated, a shock deflection is thus mapped against optical grating 40. With one of the most

ilcn, so daß das Bourdon-Rohr frei von einer Hyste- 40 undurchlässigen Streifen des optischen Gitters 40ilcn, so that the Bourdon tube is free of a hysteresis 40 impermeable strip of the optical grating 40

resis ist. überlagerten Abbild des optischen Gitters 38 trifftresis is. superimposed image of the optical grating 38 meets

Das Anzeigeelement 11 ist an dem Block 32 be- eine maximale I.ichtmenge auf das auf der Reliexions-The display element 11 is at the block 32 a maximum amount of light on the on the Reliexions-

fcstipt. Auf die Drehung der Stange bzw. des Stabes sehe liegende Gitter auf. Wird im Unterschied dazufcstipt. On the rotation of the rod or the rod see the grid lying on. In contrast, it will

31 hin führt somit das Anzeigeelement eine entspre- das Abbild des auf der Lichteinfallsseitc liegenden31, the display element thus leads a corresponding image of that lying on the light incidence side

cliendc Winkclverschicbung aus. Eine Drehung der 45 Gitters dem auf der Reflexionsseite Hegenden Gittercliendc Winkclverschicbung. One rotation of the 45 grids to the grid on the reflection side

Stange 31 tritt bei Änderungen des durch das Bour- derart überlagert, daß das Abbild des erstgenai. /enRod 31 occurs when changes are made by the Bour- superimposed in such a way that the image of the first genai. / en

don-Rohrl4 festgestellten Druckes auf. Bei der dar- Gitters auf die Zwischenräume zwischen den licht-don-Rohrl4 determined pressure. In the case of the lattice on the spaces between the light-

gcstclllen Ausfiihrungsform ist das Anzeigeelement undurchlässigen Streifen des 7weitgenannten GittersIn the preferred embodiment, the display element is an impermeable strip of the aforementioned grid

11 ein Planspiegel. Die Abtasteinrichtung 12, die zur überlagert ist. so trifft eine minimale Lichtmenge auf11 a plane mirror. The scanning device 12, which is superimposed on. so there is a minimal amount of light

Feststellung der Bewegung des Spiegels 11 benutzt 5° das zweitgenannte Gitter auf. Eine Änderung derDetection of the movement of the mirror 11 uses 5 ° on the second-mentioned grid. A change in the

wird, ist ein I .iclitzeigcr. Änderungen in der Winkel- Drohstellung des Spiegels 11 bewirkt, daß iich dasis an I .iclitzeigcr. Changes in the angular threatening position of the mirror 11 have the effect that iich

stellung des Spieeeis 11 werden, wie nachstehend Abbild des auf der Lichteinfallsseitc liegenden Git-position of the ice cream 11, as below image of the grid lying on the light incidence side

nncli niilier beschrieben werden wird, in elektrische tcrs relativ 711 dem auf der Reflexionsscitc liegendennncli niilier will be described in electrical tcrs relative to the 711 lying on the reflection scitc

Signale umgesetzt, welche eine Aufzeichnung von Gitter bewegt, und zwar in einer Richtung quer zuSignals converted, which moves a record of grating, in a direction transverse to

Druckändcrungen bewirken. 55 den lichtiindurchlässigen Streifen. Dies ruft Ände-Cause pressure changes. 55 the opaque strip. This calls for change

Der Lichtzeiger der Abtasteinrichtung 12 enlr.äl. rungcn in der Lichtmenge des auf das auf der Re-The light pointer of the scanning device 12 enlr.äl. changes in the amount of light

cine Lichtquelle 36. eine Kondensorlinse 37, ein flcxionsseite liegende Gitter auftretenden Lichtesa light source 36. a condenser lens 37, a grid lying on the opposite side of the light occurring

erstes optisches Gitter b/w. Einfallgitter 38 und eine zwischen einem Maximalwert und einem Minimal-first optical grating b / w. Incidence grating 38 and one between a maximum value and a minimum

Objektivlinsc 39. Die Lichtquelle 36 kann eine Licht- wert hervor. Eine die Menge des durch das auf derObjective lens 39. The light source 36 can produce a light value. One the amount of by that on that

quelle irgendeines geeigneten Typs sein. Zwcckmäßi- ⁶ⁿ Reflexionsseite liegende Gitter hindurchtretendensource of any suitable type. Purposely ⁶ⁿ reflection side lying grating passing through

perweise wird eine Lichtquelle verwendet, die Licht Lichtes feststellende Lichtabtasteinrichtung gibtPreferably, a light source is used which gives light to light detecting light sensing means

konstanter Intensität abgibt. Eine bevorzugt vcrwcn- somit ein Signa! ab. das — ohne Rückkopplung constant intensity. A preferred vcrwcn- thus a signa! away. that - without feedback

dote I ichtquclic ist eine Strahlungsdiode, die nahezu der Auslenkung des Spiegels aus seiner einen minimonochmmatisches Licht abgibt. Zufolge des Färb- malen Lichtdurchtritt durch das betreffende Gitter fehlers in Teilen des nachstehend noch näher be- Ss ermöglichenden Stellung proportional ist.
schiiebcnen optischen Systems sind somit hinsieht- Durch Rückkopplung des Ausgangssignals der Ablieh der Empfindlichkeit und Linearität bestehende tastcinrichtung in einer besonderen Weise kann das Beschränkungen innerhalb der hier anwendbaren tatsächliche Ausgangssignal der Abtasteinrichtung 7ηdote I ichtquclic is a radiation diode that emits a minimally monochromatic light almost when the mirror is deflected out of its one. As a result of the colored light passing through the relevant grating, the error is proportional in parts of the position which will be made possible in greater detail below.
Schiiebcnen optical system are thus seen- By feedback of the output signal of the Ablieh the sensitivity and linearity of the existing scanning device in a special way, the limitations within the applicable here actual output signal of the scanning device 7η

:rt.
el-: rt.
el-

einer Größe gemilcht werden, die chaiaktcristisch für die Verschiebung des Λη/eigeelements von ausgewählten Bezugspunkten ist. Hei der Rückkopplung wird das Ausgangssignal der Abtusteinrichtung dazu benutzt, eine proportionale Krall zu eizeugen, die aiii den Spiegel in einer solchen Richtung ausgeübt wird, daß dieser zu dem am nahesten liegenden Bezugspunkt der ausgewählten Bezugspunkte hin geliiiirt wird. Somit ist an jedem ausgewählten Bezugspunkt das etlektive Ausgangssignal Null. Diese Viel- ,„ zahl win Null-Bezugspunkten, die zwlolge des periodischen Veriauls der Liehtänderuiig /ti email vuedeiholt auftretenden J-ehlersignal iüliien, können dazu herangezogen werden, die üesamiverschiebung bzw. -auslenkung des Spiegels sehr genau anzuzeigen. Die üesamlauslenkung des Spiegels kann nämlich dadurch bestimmt werden, daß die Anzahl vollständiger Auslenkungen oder Perioden des Fehlersignals und der Anteil des letzten Sprunges des aufgezeichneten Fehlersignals summiert werden. aomilked to a size that is chaiaktcristische for the displacement of the Λη / own element of selected Reference points is. The output signal of the defrosting device becomes this via the feedback used to create a proportional claw which aiii wielded the mirror in such a direction becomes that this to the closest reference point of the selected reference points will. Thus, at each selected reference point, the electrical output signal is zero. This much, " number win zero reference points following the periodic Veriauls der Liehtänderuiig / ti email vuedeiholt J-ehlersignal occurring can be added can be used to display the eesami shift or deflection of the mirror very precisely. the The total deflection of the mirror can namely be determined by the fact that the number is more complete Deflections or periods of the error signal and the proportion of the last jump of the recorded Error signal can be summed. ao

Die dargestellte und nachstehend noch näher beschriebene Vorrichtung arbeitet grundsätzlich auf diesem Vielfach-Null-Prinzip; sie benutzt dabei jedoch eine Art von Gegeniakt- oder Komplemenläranordnung, um die verfügbare Auslenkung zu vergroßem. Dadurcfi ändert sich das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung bei Fehlen der Rückkopplung zwiscen positiven und negativen Werten. Die bei der dargestellten Vorrichtung ausgewählten, dem effektiven Ausgangssignal entsprechenden Bezugspunkte einsprechen dabei jedem weiteren Punkt, an dem da* nicht rückgekoppelte Ausgangssignal der Abtasteinrichtung durch Null läull. Es dürtte einzusehen sein, daß eine Anordnung, die lediglich positive oder lediglich negative Auslcnkungen des Ausgangssignals bei fehlender Rückkopplung hervorruft, ebenfalls benutzt werden kann. Bei nicht rückgekoppelten Auslenkungen in nur einer Richtung kann jeder Nullpunkt einem Bezugspunkt in dem effektiven Ausgangssignal entsprechen.The device shown and described in more detail below works in principle this multiple-zero principle; however, she uses it some kind of counter-act or complementary arrangement, to increase the available deflection. Dadurcfi changes the output signal of the Sampling device in the absence of feedback between positive and negative values. The at the selected reference points corresponding to the effective output signal speak at every further point at the output signal of the scanning device that is not fed back through zero läull. It should be seen that an arrangement that only positive or only negative deflections of the output signal causes lack of feedback, can also be used. With deflections that are not fed back in only one direction each zero point can be a reference point in the effective output signal correspond.

Das auf der Reflexionsseite liegende optische Gitter 40 besitzt zwei Abschnitte 42 und 43; es ist neben dem auf der Lichteinfallseite liegenden optischen Gilter 38 und in dem Weg des durch den Spiegel 11 reflektierten Lichtes angeordnet. Die Gitterbereiche 42 und 43 liegen in derselben Ebene wie das Gitter 38. Der Abstand, die Breite und die Orientierung dei üchtundiirchlässigen Streifen in den Gitterbereichen 42 und 43 sind dieselben wie jene bei dem auf der Lichteinfallseite liegenden Gitter. Darüber hinaus liegen die beiden Gilterbereiche nebeneinander; sie sind durch einen Mittelstreifen 45 voneinander getrennt, der die zweifache Breite jedes der übrigen Streifen blitzt..Damit sind die lichtundurchlässigen Streifen des Gitterbereiclies 42 von den lichtundiirchlässigen Streifen des Gitterbereiclies 43 um die Breite eines Streifens versetzt. Dies bedeutet, daß gleiche GiUer-Periodenzahlcn bei einer effektiven Phasenverschiebung von 180 vorliegen.The optical grating 40 located on the reflection side has two sections 42 and 43; it's next to the optical filter 38 lying on the light incidence side and in the path of the through the mirror 11 reflected light arranged. The grid areas 42 and 43 lie in the same plane as the grid 38. The spacing, width and orientation of the impervious strips in the grid areas 42 and 43 are the same as those of the grating on the light incident side. Furthermore are the two gilter areas next to each other; they are separated from each other by a central strip 45, which flashes twice the width of each of the remaining stripes .. So the opaque ones are Strips of the lattice fabric 42 from the opaque ones Strips of the grid area 43 offset by the width of a strip. This means that same GiUer period numbers with an effective phase shift of 180 are available.

Die bei der Vorrichtung gcniiiß !·' i g. 1 vorgesehene Objektivlinsc stellt eine Vergrößerungseinrichtung 'dar, durch die ein Abbild des auf der Lichteinfallscite liegenden optischen Gitters mit einfacher Vergrößerung den auf der Reflexionsseite liegenden Gitterbereichen überlagert wird, !st ein Abbild des auf der Ijclileinfallscite liegenden Gitters so fokussiert, daß es dem auf der Rellcxionsscile liegenden Gittcrbcrcich 42 cx;ikt überlagert ist. so gelangt eine maximale Liclitnienge durch den betreuenden Giflerbereich hindurch, da nur 50",η des auf der Reflexionsseite liegenden Gitters liehttindurchlässig ist. Der andere Gittci bereich 43 ist nämlich um die Breite eines Streifens versetzt, so dall durch diesen Gilterbereich kein Licht hindurchgekmgl, da das Abbild des auf der l.ichldniallseiie liegenden Gilters hierbei ilen lichtdurchlässigen Zsvisclieniäiimcn zwischen den liclitimdurchlassigcn Streifen überlageit ist. Diese Verhältnisse sind in Fig. 2 mil C bezeichnet. Wie aus Mg. 2 hervorgeht, nimmt die l.ichlmcngt i!e·. durch den Gilterbcieich 43 hindurchtrelenden Lichtes \on Mull aus bis zu einem Maximalwert zu, während das durch den Gilterbereich 42 hindurchtretende Licht von dem Maximalwert aus auf Null abnimmt, wenn der Spiegel 11 sich bewegt und das Abbild des auf der Lichtcinfallseile liegenden Gilters veisehiebt. Zur Erzielung eines Spiegel-Vcrschiebebereichcs, der größer ist als derjenige, der erfordeilich ist, um das Abbild um einen Zwischenraum zu verschieben, ändert sich das durch die Gitteibeieiche 42 und 43 hindurchtretende Licht peiiodisch mit einer Phasenverschiebung von IKO . Es sei daher bemerkt, daß in gleichen Abständen aufeinanderfolgende Stellen vorhanden sind, an denen beide Bereiche des auf der Reflexionsscile liegenden Gitters 40 gleiche Lichtmengen durchlassen.The results in the device! · 'I g. 1 provided Objective lens represents a magnifying device through which an image of the cite on the incident light lying optical grating with single enlargement of the grating areas lying on the reflection side is superimposed, an image of the grating lying on the Ijclileinfallcite is so focused that it is superimposed on the grid area 42 cx; ict lying on the scrolling screen. so a maximum Liclitnienge by the supervising Gifler area through because only 50 ", η of the one on the reflection side lying grid is lentin permeable. The other Gittci area 43 is namely about the width of a strip, so that no light can pass through this area because the image of the filter lying on the l.ichldniallseiie here ilen translucent Zsvisclieniäiimcn between the licitim-permeable strip is superimposed. These ratios are indicated by C in Figure 2. As can be seen from Mg. 2, the l.ichlmcngt i! E ·. Trelenden through the Gilterbcieich 43 Light \ on gauze out up to a maximum value, while that passing through the gilter area 42 Light decreases from the maximum value to zero when the mirror 11 moves and that Image of the filter lying on the light incidence cable misplaced. To achieve a mirror shift area, which is greater than what is required is to move the image by a space, this is changed by the gable oak 42 and 43 light passing through peiiodisch with a phase shift of IKO. It should therefore be noted that there are consecutive points at equal intervals where both areas of the grating 40 lying on the reflection screen allow the same amounts of light to pass through.

Unmittelbar hinler den Gilterbereiehcn 42 und 43 ist eine Platte 44 angeordnet. Diese Platte 44 trägt zwei Lichtabtaster 46 und 47. Die Lichtabtaster können Lichtabtaster irgendeines geeigneten Typs sein; sie sind dabei so angeordnet, daß sie den reflektierten Lichtstrahl unmittelbar hinter dem auf der Reflexionsseite liegenden Gitter aufnehmen und ein elektrisches Signal abgeben, das charakteristisch füi die jeweils durch das betreffende Gitter hindurchgetretene Lichtmenge ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Sonnenzellen als LichtabtasterA plate 44 is arranged directly behind the filter areas 42 and 43. This plate 44 carries two light scanners 46 and 47. The light scanners may be of any suitable type; they are arranged so that they have the reflected light beam immediately behind the one on the reflection side pick up lying grid and emit an electrical signal that is characteristic of füi is the amount of light that has passed through the respective grid. In the illustrated embodiment are two solar cells as light scanners

46 und 47 verwendet und über einen Lastvviderstand 48 miteinander verbunden. Ein veränderlicher Abgriff 49 dieses Widerstandes 48 ist dabei mit dem Verbindungspunkt der beiden Sonnenzellen 46 und46 and 47 are used and connected to one another via a load resistor 48. A changeable tap 49 of this resistor 48 is with the connection point of the two solar cells 46 and

47 verbunden. Das eine Ende des Widerstandes 48 ist an einen Verstärker 51 angeschlossen; das andere Ende des Widerstandes 48 ist geerdet.47 connected. One end of the resistor 48 is connected to an amplifier 51; the other The end of resistor 48 is grounded.

Die Sonnenzellen 46 und 47 sind jeweils so geschaltet, daß sie einen Strom zu dem Abgriff 49 des Widerstandes 48 hinfließen lassen, wenn sie bestrahlt werden. Ohne die nachstehend noch näher erläuterte Rückkopplungsvcrbindung besitzt dieses Auspngssignal das aus Fig. 3 ersichtliche Aussehen. Damit tritt die dem Verstärker 51 —ohne Rückkopplung — zugefiihrtc Spannung bei großen Spiegekiuslenkimgen periodisch wiederholt mit wechselnden Spitzenwerten positiver und negativer Amplitude auf. Die Spilzenamplituden treten dabei dann auf. wenn der eine Gitterbcreich der optischer. Gitterbereiche 42 und 43 die maximale Lichimengc durchläßt und der andere Gitterbcreich die minimale Lichtmenee. Die Nullstellen A treten dann auf. wenn beide Güterbercichc des auf der Reflexionsseile liegenden Gitters gleiche Lichtmengen durchlassen. Der veränderliche Abgriff 49 des Widerstandes 48 gestaltet, die Spitzenamplituden so einzustellen, daß ihre Abweichung \on Null fii: positive und negative Richtungen gleich groß ist. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Nullstellen A entspricht dem Periodenabstanil der optischen Gitter. Die Nullstellen werden. wi.< n··,·!,.The solar cells 46 and 47 are each connected so that they allow a current to flow to the tap 49 of the resistor 48 when they are irradiated. Without the feedback connection explained in more detail below, this output signal has the appearance shown in FIG. The voltage supplied to the amplifier 51 —without feedback — thus occurs periodically and repeatedly with changing peak values of positive and negative amplitude in the case of large amounts of Spiegekiuslenkim. The mushroom amplitudes then occur. if the one grating area is the optical one. Grating areas 42 and 43 let through the maximum amount of light and the other grating area the minimum amount of light. The zeros A then occur. if both goods areas of the grating lying on the reflection cables let through the same amounts of light. The variable tap 49 of the resistor 48 designed to adjust the peak amplitudes so that their deviation \ from zero fii: positive and negative directions is the same. The distance between successive zeros A corresponds to the period spacing of the optical grating. The zeros will be. wi. <n ··, ·!,.

stehend noch niiher erläutert werden svird, als Bezugspunkte benutzt.will be explained in more detail below, as reference points used.

Diis Ausgangssignal des Verstärkers 51 wird zur Ansteuerung irgendeiner geeigneten Blattaufzeichnungseinrichtung 52 benutzt, die mit einer Steueruhi 5.1 versehen is' Diese .Steueruhi S3 liefert de: Aufzeichnungseinriihtung einen genauen Zeitbezugswert. Das Aiisgangssignal des Verstärkers 51 wird ferner in einer Rüekkoppliingsanorclnung benutzt, um eine Spule 54 anzusteuern. Parallel zu der Auf/eichnungseinrichtung ist ein veränderlicher Widerstand 57 geschaltet. Die Spule 54 ist neben einem Stabimignet 56 angeordnet, der an dem Block 32 auf dem Stab bzw. auf der Stange 31 befestigt ist, clit von dem unteren linde des Bourdon-Rohres 14 aus wegsteht. Eine Erregung der Spule 54 besvirkt, daß der Permanentmagnet 56 verschoben wird. Dacljrch wird auf die Stange 31 ein Drehmoment ausgeübt. Die Verschiebung erfolgt dabei in die eine Richtung bei Auftreten eines positiven RückkopplungsMromes und in die entgegengesetzte Richtung bei Auftreten eines negativen Riickkoppliingsstromes.The output signal of the amplifier 51 becomes Control of any suitable sheet recording device 52 used with a Steueruhi 5.1 provided is' this .Steueruhi S3 delivers de: recording device an exact time reference value. The output signal of the amplifier 51 is also shown in a feedback device used to Coil 54 to be controlled. A variable resistor 57 is connected in parallel with the recording device. The coil 54 is next to a stabimignet 56 arranged, which is attached to the block 32 on the rod or on the rod 31, clit from the lower linde of the Bourdon tube 14 protrudes from. An excitation of the coil 54 causes the permanent magnet 56 is moved. A torque is then exerted on the rod 31. The postponement takes place in one direction when a positive feedback current occurs and in that opposite direction when a negative feedback current occurs.

Das Ergebnis der Rückkopplung kann aus F i g. 4 ersehen werden. Der auftretende Rückkopplungsstrom bewirkt, daß die Spule 54 den Spiegel zu dem am uahcsten liegenden Bezugspunkt der Bezugspunkte H wieder zurückführt. Die Bezugspunkte Π folgen dabei jeweils auf einen Bezugspunkt A. Der Rückkopplungsstrom ist durch eine Reihe von sägezahnförmig verlaufenden Signalen gebildet. Der negative Teil jedes dieser Signale stellt e neu Spulenstrom dar. der den Spiegel in eine Rieht.ing bewegt. Der positive Teil des jeweiligen Signals stellt einen Spulenstrom dar, der ilen Spiegel in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Läuft das jeweilige sägezahnförmigc Signal durch Null, so wird auf den Spiegel kein Drehmoment ausgeübt. An den Stellen, an denen ein sägezahnförmigcs Signal »^nen Maximalwert in der jeweiligen Richtung erreicht, erfolgt jeweils ein sehr schneller Polaritätswechsel, da der Spiegel durch den jeweils zugehörigeen Bezugspunkt A läuft. Dieser Ri'ckkopplungsstrom wird nun zur Steuerung der Blattaufzeichnungseinrichtung 52 herangezogen. Der einstellbare Widerstand 57 dient dabei zur Einstellung des Abbildungsmaßstabes. Die Aufzeichnung hangt linear von der Größe des auf das Bourdon-Rohr 14 ausgeübten Druckes ab. Da die in einer Vielzahl vorgesehenen Nullstellen bzw. Bezugspunkte in gleichen Abständen aufeinanderfolgen, geht das Instrument automatisch nach Durchlaufen einer vollen Periode in seinen Ausgangszustand zurück. Dies führt zu einer Bereichserweiierung bei einer vorgegebenen Hmpfindlichkeit. Die effektive Blattbreite kann dabei genau geeicht sein, da die Eichungen lediglich von festen Parametern abhängen, d. h. von den Elastizitntseigenschaften des Bourdon-Rohres. von der Brennweite des Objektivs und von der Gitter-Periodenzahl.The result of the feedback can be seen from FIG. 4 can be seen. The feedback current that occurs causes the coil 54 to return the mirror to the closest reference point of the reference points H again. The reference points Π each follow a reference point A. The feedback current is formed by a series of sawtooth-shaped signals. The negative part of each of these signals represents a new coil current that moves the mirror in a direction. The positive part of the respective signal represents a coil current that moves the mirror in the opposite direction. If the respective sawtooth-shaped signal passes through zero, no torque is exerted on the mirror. At the points at which a sawtooth-shaped signal reaches a maximum value in the respective direction, there is a very rapid polarity change, since the mirror runs through the associated reference point A in each case. This feedback current is now used to control the sheet recording device 52. The adjustable resistor 57 is used to set the image scale. The recording depends linearly on the magnitude of the pressure exerted on the Bourdon tube 14. Since the numerous zeros or reference points provided follow one another at equal intervals, the instrument automatically returns to its initial state after it has run through a full period. This leads to a widening of the area for a given sensitivity. The effective sheet width can be precisely calibrated, since the calibrations only depend on fixed parameters, ie on the elasticity properties of the Bourdon tube. on the focal length of the lens and on the number of grating periods.

Es sei bemerkt, daß das auf tier I.ichteinfaüseite liegende Cutter 38 quer zur Ebene eine größere Länge besitzen kann als das auf der Reflexionsseite liegende Gitter. Obwohl für ein bestimmtes Objektiv der maximale Bereich b/w. die maximale Periode durch den Abstand der lichtimdiirchlässigen Streifen der optischen Gitter begrenzt i-u. können auch Auslenkungen lies Spiegels über eine Periode hinaus noch genau festgestellt werden. TheoretKeli ist die maximale Anzahl der PeniKK.-n, die· ohne GeiKiuiukeitsabiiahiiie durchlaufen werden können, gleich dem AusdruckIt should be noted that this is not an issue on tier I. lying cutter 38 transversely to the plane a greater length can have than the grating lying on the reflection side. Although the maximum for a given lens Area b / w. the maximum period due to the distance between the light-transmitting strips of the optical Grid limited i-u. can also have deflections let the mirror be precisely determined beyond a period. TheoretKeli is the maximum number the PeniKK.-n, the · without GeiKiuiuukeitsabiiahiiie can be traversed, same as the expression

L-".Hierin bedeutet /- die Breite des auf der P L- ". Here / - means the width of the on the P

Lichteinfallseite liegende»¹ Gitters, w die Breite des auf der Reflexionsseite liegenden Gitters und ρ die Länge des Bereiches der Bildverschiebung, die eine lineare Beziehung zur Spiegel· erschicbimg bzw. -auslenkung besitzt. Dieser lineare Bereich wird mit zunehmender Feinheit der optischen Gitter immei kleiner, bis er schließlich zu Null wird. An dieser Stelle ist die Instrumenten-Charakteristik vollständig nicht linear. Der Gitterabstand, bei dem die optische Pegelkcnnlinie jegliche Linearität verliert, genügt etwa der BeziehungThe light incidence side » ¹ grating, w the width of the grating lying on the reflection side and ρ the length of the area of the image shift which has a linear relationship to the mirror appearance or deflection. This linear area becomes smaller and smaller with increasing fineness of the optical grating until it finally becomes zero. At this point the instrument characteristics are completely non-linear. The grid spacing at which the optical level curve loses all linearity approximately satisfies the relationship

2 irF2 irF

ao Hierin bedeutet r/_lllin den minimal brauchbaren Gitterabstand, »ι» die Wellenlänge des Lichtsrahls, F die Brennweite des Objektivs und M die Spiegelgröße (oder die Größe des Leuchtfadenabbildes).ao Here r / _{lllin means} the minimum useful grid spacing, »ι» the wavelength of the light beam, F the focal length of the lens and M the mirror size (or the size of the filament image).

Bezüglich der Verwendung eines schematisch anas gedeuteten Lichtzeigers bei der Abtasteinrichtung 12 in der dargestellten Ausfiihrungsform sei bemerkt, daß eine entsprechende Konstruktion an anderer Stelle näher beschrieben wird (USA.-Patentanmeldung Serial Nr. 589 298). Entsprechend der an anderer Stelle näher beschriebenen Konstruktion kann die erfindungsgemäße Vorrichtung für gewisse spezielle Anwendungsfälle modifiziert werden.With regard to the use of a schematically interpreted light pointer in the scanning device 12 In the embodiment shown, it should be noted that a corresponding construction is based on another (U.S. Patent Application Serial No. 589,298). Corresponding to that of others Construction described in more detail, the device according to the invention can be used for certain special Use cases are modified.

In Fig. 5 ist ein Teil eines Streifenbandes gezeigt, auf dem typische Gezeitenschwankungen aufgezeichnet sind. Die dem Ansteigen und Absinken der Flut überlagerten Schwankungen .stellen natürliche Schwankungen dar, wie sie durch die Wasserbewegung einer Bucht gegeben sind. Zum Studium der Gezeiten kann das Instrument als Dauer-Meßeinrichtung benutztFIG. 5 shows part of a strip tape on which typical tidal fluctuations are recorded. The fluctuations superimposed on the rising and falling of the tide represent natural fluctuations as they are given by the movement of the water in a bay. The instrument can be used as a duration measuring device to study the tides

und periodisch aufgesucht werden. Im Unterschied dazu kann das Meßgerat auch als mobile Kurzzeiteinrichtung benutzt werden. Als mobile Einrichtung kann das Meßgerät dazu benutzt werden, die Gezeitenkonstanz an Stellen zu bestimmen, an denen sie noch nicht aufgezeichnet ist. Das Meßgerät ist im eingetauchten Zustand weder einer Beschädigungsgefahr ausgesetzt noch erfordert es eine ständige überwachung.and are visited periodically. In contrast to this, the measuring device can also be used as a mobile short-term device to be used. As a mobile device, the measuring device can be used to check the tide constancy to be determined in places where it has not yet been recorded. The measuring device is in submerged state neither exposed to a risk of damage nor does it require a constant monitoring.

Neben der Durchführung von GezeitenmessungcnIn addition to taking tide measurements

ist das Meßinstrument auch direkt zum Studium einer Vielzahl von Wasserbewegungen geeignet, und zwar nicht nur auf offener See. sondern auch in teilweise geschlossenen Bassins sowie in Flüssen und Seen Andere mögliche Anwendungsfälle betreffen die Messung langer Wellen sowie die Messung von Sturmvorläufern, Springfluten auf einem Kontinentriff und in Häfen, Seichen in Seen und Bassins und Windauswirkungen auf große Buchen und Meeresarme. Die r,".bcn der Aufzeichniingseinrichtung oder an derenthe measuring instrument is also suitable for studying a variety of water movements, and not only on the open sea. but also in partially closed basins as well as in rivers and lakes. Other possible applications relate to the measurement of long waves as well as the measurement of precursors of storms, spring tides on a continental reef and in ports, lakes in lakes and basins and wind effects on large beeches and inlets. The r, ". Bcn of the recording device or other

Stelle vorgesehene Vorrichtung kann mit einer Sendeeinrichtung versehen sein, die Informationen über Kabel oder drahtlos an eine Strand-Empfangsstation auszusenden gestattet und die damit als Springflutoder Seichen-Warnanlage benutzt werden kann. Das Meßinstrument kann ferner dazu benutzt werden, die mit einer Erdbehenaktivitiit verbundenen Ozean-Bodenverschiebungen aufzuzeichnen.Place provided device can be provided with a transmitting device, the information about It is allowed to send cable or wireless to a beach receiving station and thus as spring tide or Seichen warning system can be used. The measuring instrument can also be used to measure the ocean floor shifts associated with earthquake activity to record.

Eine zufriedenstellend betreibb;ire Einrichtum:A satisfactorily operated facility:

kann unter Berücksichtigung folgender Werte realisiert werden:can be implemented taking into account the following values:

Außengehäuse etwa 213 mm Außendurchmesser, etwa 194 mm Innendurchmesser, etwa 318 mm Länge, etwa 19 mm dicke Stirnplatten, harteloxiertes
AluminiumOuter housing about 213 mm outer diameter, about 194 mm inner diameter, about 318 mm length, about 19 mm thick end plates, hard anodized
aluminum

Tiefenbereich bis zu 150 mDepth range up to 150 m

Gezeitenhub 30 Perioden Diagramm-30 Period Tidal Range Chart

papier mit einem Meter
pro Periode; Diagrammbreile gleich 6cm; äquivalente Diagrammbreite für den Gesamt- '⁵ bereich gleich 30-6= 1.80cmpaper with a meter
per period; Diagram width equal to 6cm; equivalent diagram for the overall width ^'5 area equal to 30-6 = 1.80cm

Gitter-Periodeiianzahl 25 pro cm oder 0,4 mm
Brennweite 7,94 cmLattice period number 25 per cm or 0.4 mm
Focal length 7.94 cm

Leistungsbedarf 8 Quecksilberzellen (RM-42)Power requirement 8 mercury cells (RM-42)

für eine 4()tägige Betriebszeit bei einer Blattgeschwindigkeit von etwa 19 mm pro Stundefor a 4 () day operating time at a blade speed of about 19 mm per lesson

Im Unterschied zu der beschriebenen Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in einer großen Alumiriiumkugel angeordnet sein, die an einem Anker befestigt ist und die eine hinreichende Schwimmfähigkeit besitzt, um die Vorrich-Hing wieder zur Oberfläche zurückzubringen, nachdem der Anker gelöst ist.In contrast to the embodiment described, the device according to the invention can also be arranged in a large Alumiriiumkugel, which is attached to an anchor and which is a sufficient Has buoyancy to bring the device back to the surface after the anchor is released.

Die erfindungsgemälJe Vorrichtung kann ferner als Neigungsmesser, zur Temperaturmessung usw. benutzt werden. Zu welchem Meßzweck die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt wird, hängt von dem speziell verwendeten Wandler ab, der die Änderungen der jeweils zu messenden physikalischen Größe in Lageänderungen eines Anzeigeelementes umsetzt. Die hohe Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird über einen relativ großen Bereich dadurch erzielt, daß ein Betrieb eines Lichtzeigers bei einer Vielzahl von Nullstellen bzw. Bezugspunkten ausgenutzt wird. Dadurch ist eine lineare Empfindlichkeit gesichert.The inventive device can also be used as Inclinometer, temperature measurement, etc. can be used. For what measurement purpose the invention Device used depends on the particular transducer used that makes the changes converts the physical quantity to be measured into changes in the position of a display element. The high sensitivity of the device according to the invention is over a relatively large range achieved in that an operation of a light pointer at a plurality of zero positions or reference points is exploited. This ensures a linear sensitivity.

Claims

Patent claims:

1. Device for monitoring a ver-Indian physical variable with a display element that can be adjusted depending on the physical variable and a scanning device, whose output signal amplitude is characteristic of a large number of the same Period range i the display of element adjustment, and with one of the amplitude of the output signal of the scanning device A feedback device generating a corresponding feedback signal, characterized in that a feedback device generated by the feedback signal controlled power transmission device (13) frictionally with the one via the scanning device (12) corresponding to the periods its sign changing outward sign supplying display element (11) is fed back and that the display element adjustment in the periods corresponding feedback signal recording aid is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the display element (11) is ¹ U ¹ Iibar, that the force transmission device (13) contains a permanent magnet (56) mechanically coupled to the display element (11) and an electromagnetic coil (54) and that the one-way electromagnetic coil (54) exerting a torque on the permanent magnet (56) that is dependent on the direction of the current flowing through it is electrically connected to the output of the scanning device (12).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the display element (11) a rotatable mirror and the scanning device (12) is an optical scanner.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the scanning device has a first? and egg. second optical grating (38. 40) and further devices (39) for I-okussicrunu an image of the first optical grating (38) on the second optical grating (40) that the second optical grating (40) .- / 'ei has adjacent grating areas (42, 43) phase-shifted by 180 '" ¹ and that optical scanning devices are provided on the side of the second optical grating (40) opposite the mirror (11).

5. Device according to one of the piecing devices I to 4, characterized in that the recording device (52) is designed as a sheet writer is.

1 sheet of drawings