DE1948974A1

DE1948974A1 - Drehspuleninstrument

Info

Publication number: DE1948974A1
Application number: DE19691948974
Authority: DE
Inventors: Stimson Allen Gwyn
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1968-09-30
Filing date: 1969-09-27
Publication date: 1970-04-09
Also published as: FR2019221A1; DE1948974B2

Description

Stuttgart, den 22.9.1969 33/74

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS, ,„„,o,

DR. BRANDES, DR.-ING. HELD Reg.-Nr. 122 133

7 STUHGART-N, LANGE STRASSE 51

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Drehspuleninstrument

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Instrument mit einer im Feld eines Magneten angeordneten Spule, wobei Magnet und Spule relativ zu einander bewegbar sind.

Bei elektrischen Instrumenten ist es oft wünschenswert, daß das Verhältnis zwischen dem Eingangssignal und dem Ausschlag des Instruments nicht linear ist. So kann es erforderlich sein, daß der Ausschlag des Instruments eine logarithmische Funktion der Eingangsgröße ist. Eine solche Abhängigkeit ist beispielsweise bei der Anzeige einer Lichtstärke oder bei der Steuerung der Belichtung einer Kamera von Vorteil. Ein Grund hierfür ist, daß die photographische Dichte eines belichteten und.entwickelten Films direkt proportional zum Logarithmus der Belichtung ist. Da die meisten der bisher verwendeten photoelektrischen Anzeigeeinrichtungen nahezu linear arbeiten, muß entweder das Instrument selbst für die Umwandlung von der linearen in die logarithmische Abhängigkeit benutzt oder eine besondere Um-

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Wandlungseinrichtung zur Belichtungssteuerung hinzugefügt werden. Es liegt auf der Hand, daß ein logarithmisch arbeitendes Meßwerk daher in einem Belichtungsmesser' von besonderem Nutzen ist.

Es sind zwar schon Instrumente bekannt, bei denen der Ausschlag des Zeigers auf der Skala eine logarithmische Funktion der Eingangsgröße ist. Das wird dadurch erreicht, daß -man einen in Ausschlagrichtung größer v/erdenden Luftspalt zwischen Rotor und Stator des Instrumentes vor-' sieht, wodurch das wirksame magnetische Feld des Instruments mit größer werdenden Ausschlag entsprechend der gewünschten Funktion schwächer wird. Nachteilig ist jedoch bei solchen Instrumenten, daß bei größeren Ausschlägen die elektrodynamische Dämpfung oft nicht ausreicht. "

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Instrument mit logarithmischer Abhängigkeit des Ausschlages von der Eingangsgröße zu schaffen, das eine gute elektrodynamische Dämpfung besitzt. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Änderung des Widerstandes im Stromkreis der Spule in Abhängigkeit von deren Bewegung" relativ zum Magneten.

Die bevorzugte Ausführungsform dieser Vorrichtung ist ein sich zusammen mit der Spule relativ zum Magneten bewegender, elektrisch leitend mit der Spule verbundener, magnetfeldabhängiger Widerstand. Dieser an sich bekannte Widerstand ändert, wenn sich bei / einem Ausschlag des Instrumentes die Flußdichte des Magnetfeldes ändert, dem er ausgesetzt ist, seinen Widerstand und damit auch die Empfindlichkeit des Meßwerkes. .

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Im folgenden 1st die Erfindung an Hand verschiedener auf der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im eineeinen erläutert. Es zeigen:

Flg. 1 eine unvollständig und perspektivisch dargestellte Bchematlsche Ansicht eines Dreh-' spulinstrumens gemäß der Erfindung,

Flg. 2 ein Schaltbild eines AusfUhrungsbeispiels

mit parallel zur Spule geschaltetem magnetfeldabhängigem Widerstand,

Fig. 3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels mit in Reihe zur Spule .geschaltetem magnetfeldabhängigem Widerstand,

Fig. 4 ein Diagramm des Ausschlages in Abhängigkeit von der Lichtintensität bei einer Schaltung gemäß Fig. 2,

Flg. 5 ein Diagramm entsprechend Fig. 4 bei einem AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 3.

Ein Drehspielinstrument 1 besitzt eine bewegliche Spule I¹, die mittels einer Welle 2 in Lagern 3 und 4 drehbar gelagert ist. Die Spule 1* ist zwischen Polen 5 und 5* eines Permanentmagneten angeordnet, der das die Spule I¹ durchsetzende Feld erzeugt. An der Spule 1* und damit im Feld befindet sich ein magnetfeldabhängiger Widerstand 6, der, was im folgenden im einzelnen beschrieben ist, mit der Spule I¹ elektrisch leitend verbunden ist.

Der Widerstand 6 ist an sich bekannt. Zu den Materialien, die zu seiner Herstellung benutzt werden können, gehören Legierungen verschiedener Edel- und Ubergangsmetalle ,

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sowie Halbleiter, wie Indium-Antimonid.

Fig. 2 zeigt die das Drehspulinstrument 1 enthaltende Schaltung eines lichtelektrischen Wandlers mit einem Photowiderstand 11, der in Reihe mit einer Batterie 10 oder anderen Stromquelle und der Instrumentenspule I¹ geschaltet ist. Der Widerstand 6 ist zur Spule 1' parallel geschaltet. Es ist.bekannt, daß, wenn Licht auf den Photo-

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widerstand 11 fällt, der z.B. aus Cadmiumsulfid bestehen

* kann, der-Widerstandswert des Photowiderstandes gesenkt wird, wodurch ein stärkerer Strom durch die Spule 1' des Instruments 1 fließt. Das, bewirkt ein Drehen der Spule bezüglich der Pole 5 und 5'.

Beim Drehen der Spule I¹ bewegt sich der an ihr befestigte-Widerstand 6 mit. Hierbei wird er einer sich ändernden Flußdichte ausgesetzt, die bewirkt, daß der Wlderstanäswert des Widerstandes 6 sich ändert. Ein Sinken des Widerstandswertes infolge abnehmender Flußdichte des Magnetfeldes bringt einen niedrigeren Strom durch die Spule 1' mit sich, da diese parallel zum Widerstand 6 liegt, so daß die Empfindlichkeit des Instruments herabgesetzt wird. Der"Widerstand 6 ist also so angeordnet, daßasin Widerstand sinkt, wenn der Ausschlag des Meßwerks größer wird. Das ist in dem Diagramm gemäß Fig. 4 wiedergegeben, wobei die obere Kurve 20 den Ausschlag des Instruments ohne Verwehduna des Widerstandes 6 wiedergibt, während die untere Kurve 21 den Ausschlag des Instrumentes wiedergibt, wenn der Magnetwiderstand verwendet wird. Wie die beiden Kurvenzeigen, wird ein stärker logarithmischer Ausschlag erreicht, wenn der Widerstand 6 benutzt wird.

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Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausfuhrungsform mit einer Reihenschaltung der Bauelemente, nämlich der Stromquelle IJ. dem Photowiderstand lll_r dem magnetfeldabhängigen Widerstand 106 und dem Instrument 101.Die Bauelemente sind in gleicherweise ausgebildet wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2. Auch der Aufbau des Drehspuleinstrumentes ist der gleiche. Wenn der Widerstandswert des Photowiderständes 111 sinkt, wird der Ausschlag des Instrumentes 101 größer. Der Widerstand 106 ist in diesem Falle so angeordnet, daß sein Widerstandswert mit zunehmendem Instrumentenausschlag steigt, was zu einem Anstieg des Gesamtwiderstandes des Stromkreises führt. Dies ist in Fig. 5 veranschaulicht, wobei die untere Kurve 30 den Ausschlag des Instrumentes 101 wiedergibt, wenn kein magnetfeldabhängier Widerstand verwendet wird, während die obere Kurve 31 den Ausschlag des Instrumentes bei der Schaltung gemäß Fig. 3 darstellt, wo der Widerstand 106 in Reihe mit dem Photowiderstand und der Spule liegt.

Der magnetfeldabhängige Widerstand kann also entweder in Reihe oder parallel zur Spule des Instruments geschaltet werden, wenn er richtig angeordnet wird, um eine bessere Annäherung an ein logarithmisches Ansprechen des Instruments ai erzielen. Die Schaltung gemäß Fig. 2 ist besonders wirksam, wie die in Fig. 4 dargestellten Diagramme zeigen, wenn bei steigenden Lichtintensitäten eine stark sinkende Empfindlichkeit des Instrumentes erwünscht ist.

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Claims

Patentansprüche

Elektrisches Instrument mit einer im Feld eines Magneten angeordneten Spule, wobei Magnet und Spule relativ zueinander bewegbar sind, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (6,106) zur Änderung des Widerstandes im Stromkreis der Spule (I¹,101') in Abhängigkeit von deren Bewegung relativ zum Magneten (5,5').
2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung zur Änderung des Widerstandes ein sich zusammen mit der Spule (I¹) relativ zum Magnetfeld bewegender, elektrisch leitend mit der Spule verbundener,magnetfeldabhängiger Widerstand (6,106) vorgesehen ist.
■ 3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetfeldabhängige Widerstand (106) in Reihe mit der Spule geschaltet ist.
4. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ™ der magnetfeldabhängige Widerstand (6) parallel zur

Spule geschaltet ist.

;
5. Instrument nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch j gekennzeichnet, daß der magnetfeldabhängige Widerstand j (6,106) in einer bezüglich der Spule (I¹) unverändert \ liehen Lage angeordnet is±.

Instrument nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetfeldabhängige Widerstand (6,106) an der Spule (I¹) im Abstand von deren Drehachse befestigt ist.

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7. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da-

■ durch gekennzeichnet, daß die Spule (1*) mit einem lichtelektrischen Wandler (11,111) zusammengeschaltet ist.

8. Instrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtelektrische Wandler (11,111) in Reihe mit der Spule geschaltet ist.

9. Instrument nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtelektrische Wandler als Photowiderstand (11,111) ausgebildet und im Stromkreis eine Energiequelle (10,110), vorgesehen ist.

10. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (5,5') ortsfest angeordnet und die Spule (I¹) drehbar gelagert 1st.

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