DE1957266A1 - Vorrichtung zur Umwandlung einer mechanischen Schwingung in ein elektrisches Signal - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Umwandlung einer mechanischen Schwingung in ein elektrisches Signal Die Aufnahme von gedämpften Torsionsschwingungen nach DIN 53 445 und DIN 53 520 erfolgt meist mit einer Registrierkamera, einem sog. Kymografion. Die Auswertung des Registrierstreifens ist wegen der fotografischen Arbeiten (Entwickeln, Fixieren, Trocknen) zeitraubend.
• Um diesem Nachteil zu begegnen, hat man die Verwendung von Spezialregistrierpapieren vorgeschlagen, die mit UV-Strahlung belichtet werden und dabei sofort sichtbare.Schwingungskurven erzeugen. Da auch diesen Schwingungskurven, ebenso wie den herkömmlich fotografierten, durch Längenmessung die Schwingungsdauer und die Amplituden entnommen werden müssen, was zeitlich und personell aufwendig ist, ist die Zeitersparnis gering. Man hat daher mit Hilfe einer Drehspule im Feld von Helmholtzspulen versucht, die Torsionsschwingung direkt in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das Torsionsschwingungssystem nicht rückwirkungsfrei ist, weil die Zuleitungen zur Drehspule ein zusätzliches Direktionsmoment erzeugen.
• Diesen Nachteil behebt die nachstehend beschriebene lichtelektrische Vorrichtung, die eine mechanische Schwingung berührungslos und rückwirkungsfrei in ein elektrisches Signal umwandelt.
• Die Abbildung stellt eine Anwendung dieser Vorrichtung am Beispiel der Umwandlung der mechanischen Torsionsschwingung in ein elektrisches Signal dar. Teil 1 ist die Schwungscheibe eines Torsionspendels, das um die vertikale Achse 2 Torsionsschwingungen ausführt. Auf der Schwungscheibe ist in radialer Richtung eine schwarz-weiße Markierung angebracht, deren Grenzlinie in der Ruhestellung der Schwungscheibe mit der Symmetrielinie einer Lichtmarke 3 zusammenfällt, die von der nachfolgend beschriebenen optischen Einrichtung erzeugt wird. Die optische Einrichtung besteht aus: Beleuchtungseinrichtung 4; Blende 5, deren sektorförmiger Ausschnitt von der Linse 6 durch den halbdurchlässigen Spiegel 7 hindurch über den Spiegel 8 auf die Schwungscheibe 1 als Lichtmarke 3 abgebildet wird; Linse 9, welche die Lichtmarke 3 mit Hilfe der Spiegel 7 und 8 auf der Fotokathode 10 eines lichtelektrischen Wandlers 11, z.B. eines Sekundärelektronenvervielfachers abbildet.
• Die Form der Blende 5 mit sektorförmigem Ausschnitt ist unterhalb der Beleuchtungseinrichtung 4 separat dargestellt.
• Die Umwandlung der mechanischen Schwingung in ein elektrisches Signal geschieht dadurch, daß die Ausleuchtung der Fotokathode 10 davon abhängt, welchen Winkel die Grenzlinie der schwarz-weißen Markierung auf der Schwungscheibe mit der Symmetrielinie der Lichtmarke 3 bildet. Ist der Winkel 00, so wird die Lichtmarke 3 zur Hälfte auf der Fotokathode abgebildet.
• Das elektrische Signal, das auf bekannte Weise dem lichtelektrischein Wandler 11 entnommen wird, hat dabei einen dieser Ausleuchtung entsprechenden konstanten Wert. Verändert sich der Winkel, der n genannt werde, im Bereich von q = -30 bis +=+30, so ist das elektrische Signal dieser Winkeländerung proportional. Diese Proportionalität, die mit Hilfe des sektorförmigen Ausschnitts der Blende 5 erreicht wird, gewährleistet, daß das Zeitgesetz der mechanischen Schwingung in das gleiche Zeitgesetz umgewandelt wird, dem das elektrische Signal folgt.
• So wird das elektrische Signal sinusförmig, wenn die mechanische Schwingung eine sinusförmige ist.
• Das Prinzip der Vorrichtung zur Umwandlung einer mechanischen Schwingung in ein elektrisches Signal kann auch bei mechanischen Längsschwingungen angewendet werden. Die Lichtmarke hat in diesem Fall quadratische oder rechteckige Form und die Grenzlinie der schwarz-weißen Markierung steht senkrecht auf der Schwingungsrichtung. Die Grenzlinie fällt in der Ruhestellung des Schwingens mit der entsprechenden Seitenhalbierenden der Lichtmarke zusammen. Anstelle des im vorangehenden Beispiel angeführten Sekundärelektronenvervielfachers kann jeder andere fotoelektrische Wandler, wie z.B. eine Fotozelle o.a. verwendet werden, welcher in Bezug auf die zu messende Schwingung eine ausreichend hohe obere Grenzfrequenz besitzt.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Vorrichtung zur Umwandlung einer mechanischen Schwingung in ein elektrisches Signal mit Hilfe eines lichtelektrischen Wandlers, dadurch gekennzeichnet, daß eine in ihrer Form an die Art der Schwingung angepaßte Lichtmarke auf dem mechanischen Schwinger abgebildet wird, der eine schwarz-weiße Markierung trägt, deren Bewegung eine proportionale Anderung der Ausleuchtung der Fotokathode des lichtelektrischen Wandlers erzeugt.