DE2020387B2 - Zweistrahlfotometer mit automatischem 100%-abgleich - Google Patents

Description

und dem Vergleichsstrahlengang eine Kette von

Rechteckimpulsen wechselnder Höhe darstellt. Der Blende 13 sind entsprechend dem Meß- und dem

Bekanntlich ist bei Zweistrahlfotometern Voraus- 5° Vergleichsstrahlengang fotoelektrische Empfänger setzung für richtige Messungen, daß ohne eingesetz- 19, 20 zugeordnet, die je die Basis eines Transistors tes Objekt die dem Meß- und dem Vergleichs- 21, 22 steuern. Ihre Kollektoren sind je mit einem strahlengang zugeordneten Meßsignale gleich sind. Eingang einer bistabilen Kippstufe 23 verbunden. Zum Erreichen dieser Voraussetzung ist es bekannt, Die beiden Ausgänge dieser Kippstufe sind an die in einen der Strahlengänge einen Abschwächer ein- 55 Basis je eines weiteren Transistors 24,25 gelegt, deren zusetzen und diesen manuell oder motorisch zu Emitter mit dem Ausgang des Verstärkers 18 versteuern. Es ist auch nicht mehr neu, im Falle einer bunden sind. Den Kollektoren sind je eine Integrierelektrischen Quotientenbildung in einen der Signal- stufe 26, 27 nachgeschaltet, an deren Ausgang eine kanäle ein einstellbares Potentiometer einzufügen, Gleichspannung ansteht. Von diesen entspricht die dessen Schleifer von Hand oder motorisch verstellt 60 aus der Stufe 26 kommende der Lichtintensität im wird. Meßstrahlengang, die andere der Lichtintensität im

Diesen bekannten Anordnungen haftet der Nach- Vergleichsstrahlengang.

teil an, daß sie, wenn hohe Genauigkeitsforderungen Die soweit beschriebene Schaltung ist bekannt. Sie

gestellt sind, entweder nur langsam arbeiten können liefert den Lichtintensitäten des Meß- und des Ver-

oder aber zu ihrer Realisierung einen relativ hohen 65 gleichsstrahlenganges entsprechende Gleichspannun-

Aufwand notwendig machen. gen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zur DurchAnordnung zu schaffen, die bei geringem Aufwand führung des oben beschriebenen neuen Verfahrens.

Die aus den Stufen 26, 27 kommenden Gleichspannungen werden einer Vergleichsstufe 30 zugeführt, wobei aber in den Leitungszug des dem Meßstrahlengang zugeordneten Signals ein die Größe des Signals beeinflussendes Bauglied 31 in Form eines Potentiometers eingeschaltet ist, welches mit seinem einen Ende über einen Widerstand 32 an Ma£se liegü Zwei Leitungszüge 33 führen zur eigentlichen Meßschaltung, die nicht Gegenstand vorliegender Erfindung und daher nicht mit dargestellt ist. Der Ausgang der Vergleichsstufe 30 ist über Widerstände 34, 35 mit den Basen zweier Transistoren 36, 37 unterschiedlicher Dotierung verbunden. Der Transistor 36 liegt über einen Widerstand 38 am negativen Pol und über einen Widerstand 40 am positiven Pol einer Spannungsquelle 41 an. Der Transistor 37 ist mit seinem Kollektor über einen Widerstand 39 an. den Minuspol der gleichen Quelle gelegt, während sein Emitter über einen Widerstand 42 am Pluspol anliegt. Der Kollektor des Transistors 36 und der Emitter des ao Tiansislüib 37 sind an die Eingänge einer aus zwei Dioden aufgebauten ODER-Schaltung 43 gelegt, der eine aus einem Kondensator 44 und einem Widerstand 45 bestehende Integrierstufe nachgeschaltet ist. Der Ausgang dieser Integrierstufe ist mit dem einen Eingang einer bistabilen Kippstufe 49 verbunden, deren zweiter Eingang über einen Startschalter 50 mit Masse verbunden werden kann und die bei einer L-0-Signal-Flanke an einem Eingang einschaltet, bei einer gleichen L-0-Signal-Flanke am anderen Eingang dagegen ausschaltet.

Der Ausgang der Kippstufe 49 liegt über eine Zenerdiode 51 sowie einen Widerstand 52 an der Basis bzw. über einen Widerstand 53 am Emitter eines Transistors 54. Der Kollektor dieses Transistors liegt am Gate eines Feldeffekttransistors 56, der zwischen Masse und dem Eingang des Verstärkers 58 liegt. Der Ausgang der Vergleichsstufe 30 ist über einen Widerstand 57 einmal mit dem Transistor 56, zum anderen mit dem Eingang eines Verstärkers 58 verbunden, welcher einen Motor 59 speist. Dieser Motor dient zum Verschieben des Schleifers des Potentiometers 31.

Die Funktion der beschriebenen Schaltung ist folgende: Das Signal des Meßstrahlengangs gelangt über das Potentiometer 31 zur Vergleichsstufe 30 und wird in dieser mit dem Signal des Vergleichsstrahlenganges, welches 100% entspricht, verglichen. Bei Gleichheit beider Signale steht am Ausgang dieser Stufe eine Spannung von angenähert Null Volt an. Daraus aber resultiert, daß keiner der Transistoren 36, 37 durchschaltet und somit auch kein Signal an den Eingang der Kippstufe 49 gelangt.

Betrachtet man das Verhalten der ODER-Schaltung, so erkennt man, daß das Ausgangssignal derselben in Abhängigkeit vom Durchschalten bzw. Nichtdurchschalten der Transistoren 36, 37, d. h. beim Verfahren des Potentiometerschleifers aus einer Endstellung in die andere einen Verlauf nimmt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Man erkennt ferner, daß stets ein positives Signal vorhanden ist, welches aber für den Fall einen Minimumwert einnimmt, daß weder der Transistor 36 noch der Transistor 37 durchgeschaltet hat.

Befindet sich der Schleifer des Potentiometers bereits in der Abgleichstellung, wenn der Startschalte;· 50 betätigt wird, so liegt am Ausgang der ODER-Schaltung 43 bereits das niedrigste Potential an, und die Kippstufe 49 bleibt eingeschaltet, da eine L-O-Flanke nicht auftritt. Damit nun auch in diesem Fall ein einwandfreies Abschalten der Anordnung sichergestellt ist, ist im dargestellten Beispiel an den Eingang der Kippstufe 49 über ein Widerstandsnetzwerk 46, 47, 48 eine Wechselspannung solcher Amplituden gelegt, daß sie im nicht abgeglichenen Zustand unwirksam ist, aber beim Erreichen des Minimumwertes des in Fig. 3 veranschaulichten Potentials die zam Abschalten erforderliche L-0-Flanke erzeugt. Dabei wird die Wechselspannung zur Ausgangsspannung der Integrierstufe addiert, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Es ist auch möglich, an Stelle der Verwendung einer zusätzlichen Wechselspannung einen in Reihe mit dem Startschalter 50 liegenden Unterbrecherschalter vorzusehen, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der ODER-Schaltung gesteuert wird, derart, daß er bei Erreichen des Minimumwertes der in F i g. 3 gezeigten Spannung öffnet und damit eine Betätigung des Startschalters 50 unwirksam macht.

Schließlich ist es möglich, zum gleichen Zweck einen Setz-Eingang der bistabilen Kippstufe mit dem Ausgang der ODER-Schaltung zu verbinden. Auch durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß bei Betätigung des Startschalters die Kippstufe ihren Schaltzustand beibehält, wenn das Ausgangssignal der ODER-Schaltung gleich Null ist.

Der Abgleichvorgang wird eingeleitet durch Betätigung des Startschalters 50 und damit Anlegen eines Potentials an die Kippstufe 49, welches diese in ihren leitenden Zustand umschaltet. Dadurch wird auch der Transistor 54 leitend und gibt ein negatives Potential an das Gate des Feldeffekttransistors 56 und sperrt diesen so. Nunmehr kann das Ausgangssignal der Vergleichsstufe 30 ungehindert über den Widerstand 57 und den Verstärker 58 zum Motor 59 gelangen, welcher entsprechend der Polarität des speisenden Signals den Schleifer des Potentiometers 31 so lange verschiebt, bis der Abgleichpunkt erreicht ist, d. h., bis das Ausgangssignal der Vergleichsstufe 30 zu Null geworden ist. Bis zu diesem Augenblick war einer der Transistoren 36, 37 leitend und hielt die Kippstufe 49 in ihrem durch die Betätigung des Startschalters gegebenen leitenden Zustand. Nun aber schaltet diese Kippstufe um. Damit aber kommt an das Gate des Feldeffekttransistors 56 eine positive Spannung, welche letzteren durchschaltet und so den Ausgang der Vergleichsstufe 30 an Masse legt. Damit wird der Motor 59 stillgesetzt. Der Abgleich ist beendet.

Wesentlich für ein genaues Einlaufen der Anordnung in den Abgleich ist die Bemessung des Kondensators 44. Seine Größe ist so gewählt, daß beim schnellen Durchfahren des Abgleichpunktes oder beim Auftreten von kurzen, hohen Rauschspannungen ein Abschalten der Anordnung nicht erfolgt. Vielmehr erfolgt das Abschalten erst dann, wenn für eine vorgegebene Zeit von der Vergleichsstufe 30 kein Signal mehr kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

ein sehr schnelles Abgleichen der beiden Strahlen-Patentansprüche: gänge auf automatischem Wege durchführt. 1 · Gegenstand der " Erfindung lsi 'äahei* ''ein neues

1. Zweistrahlfotorneter mit automatischem Zweistrahlfotometer mit automatischem 100*/o-Ab-100%-Abgleich,bei dem die den beiden Strahlen- 5 gleich, bei dem die den beiden Strahlengängen Zugängen zugeordneten Lichtflüsse unter Zwischen- geordneten Lichtflüsse unter Zwischenschaltung je schaltung je einer Dunkelpause wechselweise einer Dunkelpause wechselweise nacheinander auf nacheinander auf einen gemeinsamen fotoelek- einen gemeinsamen fotoelektrischen Empfänger auftrischen Empfänger auftreffen, mit einer Schal- treffen, mit einer Schaltung zum nachfolgenden tung zum nachfolgenden Trennen der Meß- und io Trennen der Meß- und Vergleichssignalanteile sowie Vergleichssignalanteile sowie einem die Größe einem die Größe des Meßsignals beeinflussenden, des Meßsignals beeinflussenden, steuerbaren steuerbaren Bauglied. Das Zweistrahlfotometer zeich-Bauglied, dadurch gekennzeichnet, daß net sichdadurch- aus, daß für den Vergleich der für den Vergleich der geglätteten Meßsignal- geglätteten Meßsignalanteile mit den geglätteten anteile mit den- geglätteten Vergleichssigaal- 15 VergieichssignalanJeilen eine Vergleichsstufe voranteilen eine Vergleichsstufe (30) vorgesehen ist, gesehen ist, deren Ausgang mit zwei auf unterschiedderen Ausgang mit zwei auf unterschiedliche liehe Polaritäten ansprechenden Schaltern sowie über Polaritäten ansprechenden Schaltern (36, 37) so- einen Verstärker mit dem Antrieb für das die Größe wie über einen Verstärker (58) mit dem Antrieb des Signals beeinflussende Bauglied verbunden ist, (59) für das die Größe des Signals beeinflussende 20 daß die beiden Schalter über eine ODER-Schaltung Bauglied (31) verbunden ist, daß die beiden sowie eine Iiitegricrstufc an den einen Eingang einer Schalter (36, 37) über eine ODER-Schaltung bistabilen Kippstufe gelegt sind, deren zweiter Ein-(43) sowie eine Integrierstufe (44, 45) an den gang über einen Startschalter mit einem vorgegebeeinen Eingang einer bistabilen Kippstufe (49) nen Potential beaufschlagt werden kann und deren gelegt sind, deren zweiter Eingang über einen 25 Ausgang über mindestens einen Schalter die Ver-Startschalter (50) mit einem vorgegebenen Poten- sorgung des Antriebs steuert. Dabei können als der tial beaufschlagt werden kann und deren Aus- Vergleichsstufe nachgeordnete Schalter Transistoren gang über mindestens einen Schalter (56) die mit unterschiedlicher Dotierung verwendet sein. Der Versorgung des Antriebs (59) steuert. Kippstufe kann zusätzlich eine Wechselspannung zu-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- 3° geführt werden. Auch kann in Reihe zum Startkennzeichnet, daß als der Vergleichsstufe (30) schalter ein aus der ODER-Stufe gesteuerter Unternachgeschaltete Schalter Transistoren (36, 37) brecherschalter vorgesehen sein. Schließlich ist es unterschiedlicher Dotierung verwendet sind. möglich, einen Setz-Eingang der bistabilen Kipp-

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- stufe mit dem Ausgang der ODER-Stufe zu verkennzeichnet, daß der bistabilen Kippstufe (49) 35 binden.

zusätzlich eine Wechselspannung zugeführt wird. Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels kennzeichnet, daß in Reihe zum Startschalter beschrieben.

(50) ein aus der ODER-Stufe (43) gesteuerter In F i g. 1 beleuchtet eine Lampe 10 über Licht-Unterbrecherschalter vorgesehen ist. 40 leiter il sowie eine von einem Motor 12 kontinuier-

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- lieh gedrehte Blende 13 den Meß- und den Verkennzeichnet, daß ein Setz-Eingang der bistabilen gleichsstrahlengang 14, 15, denen über Spiegel 16 Kippstufe (49) mit dem Ausgang der ODER- als fotoelektrischer Empfänger ein Fotomultiplier 17 Stufe (43) leitend verbunden ist. zugeordnet ist. Diesem ist ein Verstärker 18 nach-

45 geschaltet, an dessen Ausgang ein Signal ansteht, das bei Unterschiedlichkeiten zwischen dem Meß-