DE2053250A1 - Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Wftckmann_;

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921A22

'■ Kl/hs

SHERWOOD MEDIOAL INDUSTEIES INC. 1851 Olive Street St. Louis, Missouri, Y. St. A.

Anzeigevorrichtung

Die Erfindung "betrifft eine Anzeigevorrichtung und insbesondere ein System für die Anzeige nichtlinear zusammenhängender Größen.

Die Erfindung beinhaltet eine Weiterbildung des Systems, das in der am 14. lebr. 1969 eingereichten Kanadischen Patentanmeldung von William H. Plumpe, Jr. und Theodore E. Weichselbaum mit dem Eitel "Anzeigesystem" (Bead Out System) und der Kanadischen Serial Wo. 04-2.980 offenbart ist und das im folgenden als Blumpe-System bezeichnet wird. Sowohl bei dem System nach der Erfindung als auch bei dem Plumpe-System ist eine direkte Anzeige zusammenhängender Größen vorgesehen, die aus Eingangssignalen errechnet werden müssen, welche während der Analyse chemischer Lösungen abgeleitet werden. Gewöhnlich wird

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zum Beispiel ein Spektralphotometer zur Erzeugung eines Signals verwendet, das den Transmissionsgrad oder die Durchlässigkeit bzw. Transparenz einer Lösung für Lichtenergie einer ausgewählten frequenz anzeigt. Bisher mußten Tabellen und Diagramme zur Umwandlung der Durchlässigkeitsanzeige in andere Großen verwendet werden, die zur Analyse der Lösung nützlich, sind, wie etwa optische Dichte oder Absorbtionsvermögen, Konzentration und Geschwindigkeit der chemischen Reaktion.

Bei dem Plumpe-Sys"tem sind Schaltkreise vorgesehen, die automatisch alle dieseuGrößen errechnen und diese einzeln anzeigen. Eine Bedienungsperson könnte auch Informationen bezüglich bekannter Maßstabsfaktoren für eine zu untersuchende Lösung eingeben, um eine direkte Ablesung der Konzentration oder dgl. zu erhalten. Die Geschwindigkeit, mit der eine chemische Reaktion abläuft, wie etwa die Geschwindigkeit, mit der ein Enzym durch eine Lösung aufgebraucht wird, wird ebenfalls automatisch durch einen Schaltkreis errechnet, der eine kontinuierliche direkte Anzeige der Geschwindigkeit der chemischen Reaktion ergibt. IPür zusätzliche Angaben bei bekannten Systemen und bei dem Plumpe-System wird auf die oben angegebene Patentanmeldung von Plumpe et al Bezug genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterbildung des Plumpe-Systems und sie schafft neue Merkmale, die bisher bei keinem Ausgabe- bzw. Anzeigesystem vorhanden waren. Zur Vereinfachung und Verbesserung der Genauigkeit des SÜhaltkreises für.di© Berechnung der Geschwindigkeit der chemischen Reaktion weist das System nach der Erfindung eine Einrichtung zum unmittelbaren Differenzieren

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einer Anzeige bezüglich optischer Dichte auf, die durch eine wählbare Geschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung modifiziert wird, welche die maximale Inderungs geschwindigkeit des Signals bezüglich der optischen Dichte begrenzt· Diese wählbare Geschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung eliminiert Kondensatoren und andere Vorrichtungen, die eine elektrische Ladung speichern müssen, so daß sie schnell zurückgestellt werden kann. Es werden die einzelnen Berechnungsschaltkreise vereinfacht, während die Genauigkeit der Endanzeige. erhöht wird.

Das Anzeigesystem nach der Erfindung weist auch neue Schaltkreise auf, die gegenüber dem Bekannten neue Eigenschaften bzw. Merkmale ergeben. So ist es möglich, gleichzeitig alle Größen anzuzeigen, die durch das System errechnet werden können, einschließlich der gleichziitigen Anzeige der Geschwindigkeit und der optischen Dichte sowie des Transmissionsgrades und der optischen Dichte. Keine dieser gleichzeitigen Anzeigen war bisher möglich. Die tote Zone des Servomechanismus ist einstellbar. Auch ändert die dynamische Kompensation der toten Zone automatisch das Ansprechvermögen bzw· die Empfindlichkeit des Systems, damit dieses nicht überschwingt. Bei manueller Steuerung erzeugt ein Schaltkreis für die Ausrichtung der Stellen oder Ziffern automatisch getrennte Ausgangswerte bzw. Anzeigen für eine kontinuierlich veränderbare Eingangsgröße. Zusätzliche Schaltkreise ermöglichen die Auswahl der Art und der Höhe der Abbremsung des Servomechanismus nahe Null und steuern andere Eigenschaften von diesem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System für die Ausgabe bzw· Anzeige von Größen zu schaffen, die nichtlinear mit einer gemessenen Größe zusammenhängen.

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Mach einem Merkmal der Erfindung ist ein Anzeigesystem für die Berechnung der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion durch Differenzieren eines Signals bezüglich der optischen Dichte, das durch das Ansprechvermögen begrenzende Schaltkreise abgeändert ist, vorgesehen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Ausbildung eines Systems zur chemischen Analyse un&ejEter Verwendung einer verbesserten Schaltung zur Berechnung der optischen Dichte einer Lösung, wobei die gleichzeitige Anzeige der Geschwindigkeit der chemischen Reaktion bzw. Umsetzung und anderer Größen möglich ist.

Ein anderes Merkmal der"Erfindung ist die Ausbildung eines Servomechanismus mit einer manuell einstellbaren toten Zone. Die tote Zone wird auch automatisch eingestellt, um das Ansprechvermögen des Systems für die besonderen Merkmale des den Servomechanismus steuernden Signals zu optimieren.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Ausbildung eines Anzeige sy st ems, bei dem ein Servomechanismus, der durch eine kontinuierlich veränderbare Eingangsgröße angetrieben wird, eine Einrichtung zur Erzeugung einer getrennten Ausgangsgröße umfaßt, die in exakter Weise stellvertretend für die kontinuierlich veränderbare Eingangsgröße ist bzw. genau dieser entspricht.

Eine beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Anzeigesystems darstellt, das mit einem Spektralphotometer yer-

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bunden ist.

Fig. 2 ist ein schematisches Schaltbild der in Fig. 1 dargestellten Schaltkreise für den Iransmissionsgrad, die optische Dichte, die Geschwindigkeit und die Konzentration.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Schaltbild des Servoverstärkers nach Fig. 1, wobei es Abschnitte anderer daran angeschlossener Einheiten umfaßt.

Fig. 4 ist eine teilweise schematische und eine zum Teil skizzenhafte Darstellung eines Abschnitts der Fig, 3» wobei im einzelnen die Einrichtung zur Erzeugung getrennter Ausgangswerte, bzw. -anzeigen von kontinuierlich veränderbaren Eingangsgrößen gezeigt ist.

Das dargestellte und im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiel kann in verschiedener Hinsicht abgeändert werden. Die zur Vermittlung einer vollständigen technischen Lehre angegebenen Werte und Typenbezeichnungen für bestimmte Bauteile in der folgenden Beschreibung sind lediglich als typisch und nicht als kritisch zu betrachten, außer sie sind im Einzelfall als kritisch bezeichnet.

Allgemeine Arbeitsweise

Bei der Darstellung in Fig. 1 ist das Anzeigesystem an den Ausgang eines üblichen Spektralphotometers 20 angeschlossen, das eine Lichtquelle 21 umfaßt, welche Lichtstrahlen durch ein Prisma 23 und danach durch eine öffnung 24 in einer Wand 25 in eine Kammer 26 schickt. Eine zu analysierende Lösung 28 wird in einem transparenten Heagenzglas 29 in der Kammer 26 in die Bahn der Lichstrahlen abgesenkt, die von der öffnung 24 in Richtung auf eine Photozelle 30 (PO)

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verlaufen. Die Ausgangsleitung 31 der Photozelle 30 liefert ein Signal mit einer Amplitude, die von der Absorbtion dea? Lösung 28 gegenüber der besonderen Frequenz der durch, die öffnung 24 eingestrahlten Lichtenergie abhängt.

Das Prisma 23 kann in bekannter Weise von Hand verdreht werden, damit verschiedene Abschnitte des Spektrums, d.h. verschiedene Frequenzen des eingestrahlten Lichts durch die öffnung 24 und danach durch die Lösung 28 gehen, bevor sie auf die Fotozelle 30 auftreffen. Die verschiedenen Lösungen haben unterschiedliche Absorbtionsgrade für die verschiedenen Frequenzen der Lichtenergie. Die Anzeige der Photozelle 30 ist durch nicht dargestellte Steuer-, b,zw«

Regeleinrichtungen am Spektralphotometer 20 normiert, die eine Einheitsanzeige einstellen, wenn keine Lösung im Reagenzglas 29 oder eine leere Lösung vorhanden ist, die alle Bestandteile enthält außer der einen; die gemessen werden soll, so daß bei der zu untersuchenden Lösung der die Photozelle erreichende Betrag an Lichtenergie proportional geringer ist, und die den Transmissionsgrad T oder die Transparenz der Lösung wiedergeben.

Durch den Transmissionsgrad einer Lösung werden verschiedene wichtige Größen, die normalerweise bei einer chemischen Analyse verwendet werden, bestimmt und sie werden durch das oben angegebene Plumpe-System angezeigt. Die optische Dichte OD, die auch als Absorbtionsvermögen A bezeichnet wird, ist der Zehnerlogarithmus des Reziprokwertes des Transmissionsgrades, nämlich

OD - log 1

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Die Konzentration C der Lösung kann durch Multiplizieren eines Verfahrensfaktors oder eines Maßstabmultiplikators mal der optischen Dichte einer Lösung bestimmt werden. Schließ-

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lich ist die Geschwindigkeit R der chemischen Reaktion gleich der Änderungsgeschwindigkeit der optischen Dichte.

An das Spektralphotometer 20 ist ein Anzeigesystem angeschlossen, damit man sine direkte Anzeige einer dieser Größen an einer geeigneten visuellen Anzeigevorrichtung erhält, welche digitale oder analoge Darstellungen liefern kann. Das Anzeigesystem umfaßt einen Transmissionsgrad-Schaltkreis 41, der an die Ausgangsleitung 31 der Photozelle 30 angeschlossen ist,- und einen Schaltkreis 42 für die optische Dichte, einen Konzentrations-Schaltkreis und einen Geschwindigkeits-Schaltkreis 44, der Berechnungen gemäß den Signalen vom Schaltkreis 41 durchführt. Diese Schaltkreise geben Signale ab, die einen Servomechanismus steuern, der an einer Welle 47, die mit Sichtanzeigegerät

gekuppelt ist, eine Ausgangsbewegung liefert. Dieser Servomechanismus 46 umfaßt einen Servoverstärker 50, der einen Servomotor 51 antreibt, so daß sich eine Wellendrehung ergibt,. die direkt proportional der erwünschten, anzuzeigenden Größe ist. Die durch die oben beschriebenen Einheiten durchgeführten Funktionen werden im allgemeinen durch ähnliche Einheiten bei dem Plumpe-System erfüllt.

Nach der Erfindung sind alle diese Einheiten verbessert und es werden neue Schaltkreise und Bauelemente sowohl zur Vereinfachung der Einheit als auch zur Verbesserung deren Genauigkeit verwendet. Zusätzlich werden durch diese Einheiten viele !Funktionen und Arbeitsvorgänge durchgeführt, die bisher nicht möglich waren. Lediglich als ein Beispiel sei angegeben, daß die Schaltkreise 41 und 42 getrennte Klemmen 52 und 53 aufweisen, an denen Signale bezüglich des Transmissionsgrades T bzw. der

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optischen Dichte OD immer zur Verfügung stehen, sowie eine Klemme 54, die über den Schaltkreis 43 mit dem

: Schaltkreis 44 verbunden ist, so daß auch ein Signal ' bezüglich der Geschwindigkeit R der chemischen Reaktion .' abgegeben wird. Bei dem Plumpe-System ist es aufgrund verschiedener Schaltkreise 41, 4£ und 44 nicht möglich, gleichzeitig Signale bezüglich der optischen Dichte OD und der Geschwindigkeit E oder des Transmissionsgrades T zu errechnen. Bei dem System nach der Erfindung können

1| alle drei Signale gleichzeitig angezeigt werden. Sie können beispielsweise mit einem Analog-Digital-Umsetzer gekoppelt und dann in den Eingang eines Digitalrechners eingegeben werden, damit gleichzeitig Berechnungen stattfinden könnenj wie sie für die Analyse bestimmter Lösungen erwünscht sind.

In Verbindung mit diesem System ist jede Anzeigevorrichtung verwendbar, welche die Drehbewegung einer Welle in eine entsprechende Ablesung oder Anzeige entweder für zeitweise oder dauernde Aufzeichnung umsetzen kann, Ein geeignetes Sichtanzeigegerät 40 ist das Gerät, das in der am 20. Januar 1969 eingereichten Patentanmeldung von W Plumpe und Weichselbaum mit dem Titel "Durchvorrichtung" offenbart ist,welche die Kanadische Serial No. 040.623. hat und auf die zur Vervollständigung der Erläuterung Bezug genommen wird. In "einem solchen Falle kann der Servomotor 51 direkt den Servomotor nach der angegebenen Patentanmeldung ersetzen, der Registrieranzeiger betätigt. Diese Anzeiger umfassen einen Anzeiger 55 mit getrennten Zifferanzeigen, die durch ein Fenster in der

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Vorrichtung 40 beobachtet werden können und einen DCjpckmechanismus 60, der eine durchgehende oder dauernde Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium 61 druckt. Ein zusätzlicher Anzeiger 62 zeichnet eine getrennte Zahl für jeden oder eine zusammenhängende Gruppe von Druckvorgängen als Hilfe für eine Bedienungsperson bei der Eintragung der Untersuchtungsergebnisse auf.

Die Vorrichtung 40 kann durch jede geeignete Drucksteuerung betätigt werden, die Signale für die Folgesteuerung des Druckers, des für die Eintragung vorgesehenen Anzeigers und dgl. liefert. Zusätzlich kann die Drucksteuerung 65 eine Sperrvorrichtung erregen, wie sie etwa in der oben angegebenen Patentanmeldung bei dem Druckgerät offenbart ist, die den Anzeiger 55 iind. den nicht dargestellten Druckanzeiger im Mechanismus 60 zur Wiedergabe von Werten in ganzen Ziffern sperrt. Nach der Erfindung umfaßt der Servoverstärker 50 einen zusätzlichen Schaltkreis zur Erzeugung eines Signals an einer Ausgangsleitung 67, die zur Steuerung dieser Sperrvorrichtung eine Verbindung mit der Vorrichtung 40 herstellt.

Beschreibung des Anzeigesyatems

Das Anzeigesystem nach Fig. 1 ist im einzelnen in den übrigen Figuren dargestellt. Der in Fig. 2 gezeigte Transmissionsgrad-Schaltkreis 41 umfaßt eine erste Verstärkerstufe 70> die zur Umwandlung des von der Photozelle 30 gelieferten Stroms in eine den Transmissionsgrad darstellende Spannung an die Photozelle 30 angeschlossen ist. Diese Spannung wird durch eine zweite Verstärkerstufe 72 zur Erzeugung eines Transmissionsgrad-Ausgangs T verstärkt, der entweder über eine Klemme 74 oder eine Klemme 75 eines einpoligen Umschalters 76 abgenommen werden kann. Der Kontakt 74-

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wird dann verwendet, wenn der Transmissionsgrad bzw. die Durchlässigkeit in einem Bereich von 0 bis 10 % T liegt, und der Kontakt 75» wenn der Transmissionsgrad in einem : Bereich von 10 bis 100 % T liegt.

Der Schaltkreis 42 für. die optische Dichte, der an den Kontaktarm des Umschalters 76 angeschlossen ist, umfaßt einen Absorbtionsverstärker, der aus einem logarithmischen Umsetzer 80 besteht, welcher mit einem Geschwindig- : keitsbegrenzungsverstärker 82 gekoppelt ist. Der Ausgang |H des Verstärkers 82 liefert ein Signal bezüglich der optischen Dichte OD oder des Absorbtionsvermögens, das über die Klemmen 53 abgenommen werden kann. Der logarithmische Umsetzer 80 dient zur Umwandlung der Transmissionsgradanzeige in eine Anzeige für die optische Dichte. Der Ausgang des Umsetzers 80 ist

OD = log₁₀ ^

Das OD-Signal, das temperaturkompensiert ist, wird an den Ge schwindigkeitsbegrenzungsver stärker 82 gegeben.

P Dieser Geschwindigkeitsbegrenzungsverstärker 82 umfaßt zwei Potentiometer 84 und 85, die einstellbar sind, damit die maximale Änderungsgeschwindigkeit der optischen Dichte wählbar ist, die durch den Verstärker geleitet werden kann. Wenn die tatsächliche Inderungsgeschwindigkeit von OD die Grenze überschreitet, begrenzt der Verstärker 82 das Ausgangs^signal zu den Klemmen 53 und den übrigen Abschnitten des. Schaltkreises, damit das Signal nicht schneller ansteigt als die maximale Grenze es zuläßt, in^dem eine Zeitverzögerung in das Anspre&hvermögen

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eingeführt wird. Ein derartiger Torgang ist besonders dann vorteilhaft, wenn das System die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion errechnet, da sonst Häuschen und andere Einschwing- "bzw· vorübergehende Zustände kräftige Änderungen in der Ausgangsanzeige verursachen köianten.

Im Betrieb sind die Potentiometer 84- und 85 auf einen Wert eingestellt, der die erwartete Inderungsgeschwindigkeit irgendeiner Größe, die durch das System angezeigt werden soll, gerade übersteigt, wodurch die Rauscheffekte ausgeblendet werden. Zusätzlich kann eine Bedienungsperson durch geeignete Einstellung der Potentiometer 84 und 85 sowohl niedere als auch hohe IPrequenzanteile der analysierten Größe analysieren. Der Ausgang des Verstärkers 82 ist mit den Klemmen 53 und dem Geschwindigkeits-Schaltkreis 44 gekoppelt.

Der in 3?ig. 2 dargestellte Geschwindigkeits-Schaltkreis umfaßt eine Differenziereinrichtung 8?, die zum Differenzieren des Signals bezüglich optischer Dichte nach der Zeit mit dem Verstärker 82 gekoppelt ist. Das Zeitdifferenzial der optischen Dichte ist die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion. Die errechnete Geschwindigkeit kann durch Einstellen einer Yörsatzsteuerung 89 bezüglich lieergeschwindigkeit versetzt bzw· abgewandelt werden, die die Subtraktion einer ausgewählten Geschwindigkeitshöhe von der Inderungsgeschwindigkeit der optischen Dichte bewirkt« Bekanntlich kann eine chemische Reaktion ohne einen Katalysator mit einer Geschwindigkeit der chemischen Aktivität fortschreiten, die vorzugsweise von der Geschwindigkeit mit einem Katalysator abgezogen werden sollte, um die Auswirkung des Katalysators auf die Lösung zu bestimmen. Die Steuereinrichtung 89

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subtrahiert oder blendet eine solche Geschwindigkeit der chemischen Aktivität aus, in dem "die Geschwindigkeitsanzeige durch den festgelegten Betrag reduziert wird, der durch die Bedienungsperson ausgewählt ist ·

Der Geschwindigkeitsausgang von der Differenziereinrichtung 8? und der Ausgang bezüglich der optischen Dichte vom Verstärker 82 wird an einen Schalter 91 gelegt, um einen der Ausgänge mit der Konzentrationssteuerung 43 zu verbinden. Wenn der Schalter 91 mit dem OD-Ausgang des Verstärkers 82.gekoppelt wird, kann die Steuerung 43 zur Einstellung bekannter Multiplikationsfaktoren von annähernd O bis mal 3 oder dgl. für die besondere zu analysierende Lösung manuell eingestellt werden, so daß eine Ausgangsleitung 92 der Steuerung 43 ein Signal liefert, das direkt die Konzentration angibt. Wenn andere Größen ale die Konzentration angezeigt werden sollen, wird die Steuerung 43 mit einem Maßstabsfaktor oder einem Multiplikator von eins eingestellt, so daß sie keinen Einfluß auf das Ausgangssignal an der Leitung hat. Wenn beispielsweise sowohl die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion wie auch die optische Dichte gleichzeitig angezeigt werden soll, wird die Steuerung 43 mit einem Maßstabsmultiplikator von eins eingestellt und der Schalter 91 mit der Differenziereinrichtung 44 verbunden, so daß das B-Signal an der Klemme 54 und das OD-Signal an der Klemme 53 vorhanden ist.

Die Ausgangsleitung 92 der Konzentrationssteuerung 43 ist an einen Schalter 93 angeschlossen, um entweder die Leitung 92 oder den Ausgang des Transmissionsgrad-

v'erstärkers 72 mit einer Leitung 95 zu verbinden, die

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als Eingang für den Servoverstärker 50 dient, wie Fig· 3 zeigt. In Abhängigkeit von der Einstellung der Steuerung 4-3 und der Stellung der Schalter 91 und 93 kann das an den Servoverstärker gegebene Signal der Transmissionsgrad T₁ die optische Dichte OD oder die Geschwindigkeit R sein. Der auf das Signal an der Leitung 95 ansprechende Servoverstärker 50 erregt einen Motor 51 und läßt diesen in einer Richtung umlaufen, in der über eine Welle 4-7 ein Eontaktarm 100 eines Rückkopplungspotentiometers 101 in eine mechanische Stellung bewegt wird, die bei null dem Amplitudenwert des Signals an der Leitung 95 entspricht ο Die Welle 4-7 ist auch über ein Zahnräderwerk 103 mit einem Sichtanzeigegerät 55 verbunden, das sichtbar den Gesamtbetrag der Wellendrehung aufzeichnet und damit den Wert des Signaleingangs an der Leitung 95·

Um den Servomechanismus auf Null zu stellen, ist der Rückköpplungspotentiometerwiderstand über eine Gleichstromquelle angeschlossen und die sich ergebende Spannung am Eontaktarm 100 wird über eine Leitung 105 an einen Eingang eines Differenzialverstärkers 107 gegeben, dessen anderer Eingang das Steuersignal an der Leitung 95 ist. Der Verstärker 107 spricht auf die Spannungsdifferenz zwischen den Signalen an den Leitungen 95 und 105 an und erzeugt zwei Signale von gleicher Absolutgröße und entgegengesetzter Polarität, wobei jedes an eine von zwei Ausgangsleitungen 109 und 110 angelegt wird. Der Verstärker 107 steuert zwei Differenzialstufen 112 und 114, die an die Leitungen 109 bzw. 110 angeschlossen sind_o Jede Stufe ist so angeschlossen, daß sich Sine Schaltung ergibt, die zwischen Ein- oder Aus- Schaltungszuständen

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in Abhängigkeit von der Polarität des Signal eingangs an der Leitung 109 oder 110 in Betrieb gesetzt bzw· ausgesteuert wird· Die Stufe 112 umfaßt einen Transistor 118, der, wenn er in Vorwärtsrichtung betrieben wird, eine Spaltpolwicklung 120 des Motors 51 kurzschließt. Ebenso umfaßt die Stufe 114 einen Transistor 122, der, wenn er in Vorwärtsrichtung betrieben wird, eine Spaltpolwicklung 124 des Motors 51 kurzschließt.

Der Motor 51 ist ein in beiden Richtungen umlaufender P Motor mit ausgeprägtem Pol und einem Anker 126 sowie einer Wechselstromfeldwicklung 128, die kontinuierlich über eine Wechselspannungsquelle I30 angeschlossen ist. Wenn die ÜPolwioklung 120 beispielsweise durch den Transistor 118 kurzgeschlossen ist, läuft der Anker 126 in der einen Richtung bei voller Drehzahl um. Wenn umgekehrt die Polwicklung 124 durch den Transistor 122 kurzgeschlossen ist, läuft der Anker 126 bei voller Drehzahl in der entgegengesetzten Richtung um. Zur Steuerung der Motordrehzahl in der gleichen Art und Weise, wie sie in der oben angegebenen Plumpe—Patentanmeldung mit der Kanadischen Serial So, 042.980. angegeben ist, wird die κ . Polwicklung entsprechend einer gewünschten Drehrichtung kontinuierlich kurzgeschlossen, während die gegenüberliegende Polwicklung zeitweise kurzgeschlossen wird, um eine Umkehr- oder Bremskomponente zu erzeugen, die die Drehbewegung des Ankers 126 auf eine geringere als die volle Drehzahl verlangsamt·

Wenn am Steuereingang 95 kein Signal vorhanden ist, wird der Kontaktarm 100 in eine Endstellung am Potentiometer

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bewegt, die O Volt entspricht* Während das Signal am Steuereingang 95 von O Volt ansteigt, spricht der Servomechanismus auf die unsymmetrische Spannung an, die am Verstärker 107 festgestellt wird, in dem die Po!wicklungen kurzgeschlossen werden, so daß der Anker 126 und der Kontaktarm 100 in einer Richtung verdreht werden, die eine Erhöhung der Spannung am Kontaktarm ergibt, bis sie gleich der Spannung am Steuereingang 95 ist. Da die Welle Ψ7 über das Zahnräderwerk 103 auch mit dem Anzeigegerät 55 gekuppelt ist, wird eine direkte Anzeige der gewählten Größe zu diesem Zeitpunkt angezeigt.

Das Sichtanzeigegerät 55 in der Anzeigevorrichtung 40 kann das in der oben angegebenen Patentanmeldung mit dem Titel "Deckvorrichtung" beschriebene Gerät sein und es besteht aus einzelnen Anzeigerädern, von denen jedes Ziffern von 0 bis 9 trägt, wobei in an sich bekannter Weise miteinander in Verbindung stehende Zahnräder vorgesehen sind, wie sie etwa in einem Tachometer oder dgl«, verwendet werden, so daß zehn im Sinne einer Erhöhung erfolgende Vorrückbewegungen des Rades, das die niedrigste Stelle wieder.-gibt, eine Vorrückbewegung im Sinne einer Zunahme des nächsten angrenzenden Rades ergeben, und hundert Vorrückbewegungen des nächsten angrenzenden Rades im Sinne einer Zunahme sowie hundert Vorrückbewegungen des Rades mit der niedrigsten Stelle eine Vorrückbewegung des weiter angrenzenden Rades im Sinne einer Erhöhung zur Folge haben usw.

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Das Rad mit der niedrigsten Stelle ist auf einer Welle befestigt und läuft mit dieser um. Diese Welle ist mit ,einer Sperrvorrichtung verbunden, die in beliebiger Weise ausgebildet sein kann» Beispielsweise kann sie von der Art sein, wie sie in der oben angegebenen Patentanmeldung mit dem Titel "Deckvorrichtung" "beschrieben ist, wobei ein Zahnrad 14-2 angrenzend an einen magnetisierbaren Kern 144 mit einer um diesen gelegten Wicklung 146 angeordnet ist. Die elektromagnetische Spule 146 wird durch Aktivieren eines Elektronenschalters 150 erregt, der im einzelnen in Fig, 4 zusammen mit der speziellen magnetischen Sperre dargestellt ist, welche den nächstliegenden Zahn des Rades 142 anzieht und die niedrigste ganze Zahl oder das Einheitsrad auf die nächste ganze Zahl ausrichtet. Bisher wurde die Sperrung durch die Drucksteuerung 65 durchgeführt,die ein Signal erzeugt, das den Schalter 150 aktiviert, um die magnetische Sperre zu erregen, wenn der Druckvorgang anläuft,

Nach der Erfindung wird die Sperrvorrichtung auch automatisch erregt, während sich der Servomechanismus seiner Null-Stellung nähert, unabhängig von der Arbeitsweise der Drucksteuerung 65· Zu diesem Zweck sind die Stufen 112 und 114 des Servoverstärkers 50 mit einem logischen Netzwerk 155 gekoppelt, das bei Aktivierung ein Signal über eine Leitung 67 zur Betätigung des Schalters 150 abgibt und somit die magnetische Sperre erregt. Dieses logische Netzwerk 155 wird durch ein Einstell- oder Referenzpotentiometer 157 im Servo-Yerstärker 50 gesteuert, das aus einem Kontaktarm 159 besteht, der über einen ersten Widerstandsabschnitt 161 auf einen zweiten Widerstandsabschnitt 162 verschiebbar ist,

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Wenn der Kontaktarm 159 an dem einen Widerstandsabschnitt liegt, wird das logische Netzwerk 155 aktiviert, wenn sich der Servomechanismus nahe und bei null befindet, so daß der Servomechanismus automatisch auf die nächste ganze Zahl auf- bzw· abrundete Wenn der Kontaktarm 159 am anderen Widerstandsabschnitt liegt, wird das logische Netzwerk 155 nicht aktiviert, während sich der Servomechanismus seiner Null-Stellung nähert, oder diese einnimmt, so daß(die das Anzeigegerät 55 bildenden Räder irgendeine Stellung einnehmen können, die das Zahnräderwerk 103 und die Welle 4-7 einnehmen, einschließlich einer Stellung zwischen ganzen Zahlen, so daß die Bedienungsperson selbst die Anzeige interpolieren kann·

Das Einstellpotentiometer 157 stellt auch die tote Zone des Servomechanismus ein· Wenn der Kontaktarm 159 an der Verbindungsstelle oder an der Null-Stellung zwischen den Widerstandsabschnitten 161 und 162 liegt, hat der Servomechanismus eine minimale tote Zone, d.h., daß die geringste Spannung am Eingang 95 eine Verstellbewegung des Ankers 126 ergibt· Um eine höhere Spannung am Steuereingang 95 zum Auslösen einer Servobewegung zu erreichen, wird der Kontaktarm 159 in irgendeiner Richtung weg von der Null-Stellung verschoben (wobei die Bewegungsrichtung dadurch bestimmt wird, ob der Schaltkreis für die Stellenausrichtung betätigt werden soll oder nicht)· Der Betrag der absoluten Kontaktarmverschiebung weg von der Mittelstellung bestimmt die tote. Zone des Servomechanismus und die Geschwindigkeit, mit der er.JÜch Null nähert·

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Die Komponenten im Servo verstärker 50 werden experimentell eingestellt, damit sie sich den mechanischen Eigenschaften des Servomechanismus und der damit verbundenen Belastung, wie etwa den Ds-üöker 40, anpassen, so daß das System ein Aneprechvermögen mit kritischer Dämpfung auf einen stufenweisen Eingang auf der Steuerleitung 95 erreicht. Das Potentiometer 157 ist an einen Schaltkreis angeschlossen, der automatisch die ausgewählte tote Zone des Servomechanismus verändert, so daß Äie Geschwindigkeit, mit fe der sich das System ITuIl nähert, von der Größe des Eingangssignals Mti sichtlich dea Hü ckkopp lungs signals abhängte

Das Anzeigesystem weist verschiedene übliche !Funktionsverstärker auf, die in den figuren durch Dreiecke dargestellt sind. Jeder IFunktionsverstärker weist zwei Eingangsleitungen auf, von denen eine mit ·(-) und die änderet+) bezeichnet ist« Der Ausgang des Funktionsverstärkers · führt eine Spamäung, die proportional der Differenz zwischen den Spannungen (-) und (+) Eingang ist· Jeder lunktionsverstärker hat einen hohen Verstärkungsfaktor und eine extrem hohe Eingangsimpedanz, P woäurch der Eingang und die Rückkopplungselemente die Schaltkreiseigenschaften bestimmen können» Andere Differenzialvorrißhtungen mit einem.,Ausgangssignal, das der Differenz zwischen zwei Eingangssignalen proportional ist, können anstelle der lunktionsverstärker verwendet werden.

Zur Vereinfachung der Zeichnungen wurde eine Anzahl von herkömmlichen Bauelementen nicht dargestellt» Beispiels-

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weise sind bekannte Begrenzungs- oder Dämpfungsschaltungen für Hochfrequenzdämpfung eines Funktionsverstärkers nicht gezeigt. Andere übliche Bauelemente für die !Temperaturkompensation, einen einstellbaren Verstärkungsfaktor und dgl· sind gleichfalls weggelassen und es sind lediglich jene Bauelemente wiedergegeben, die für die Erfindung wesentlich sind. Alle derartigen bekannten Bauelemente können je nach den Umständen bei dem beschriebenen Servomechanismus zusätzlich vorgesehen werden.

IransmissionsKrad-Schaltkreis 43 und Schaltkreis 42 für die optische Dichte

Im folgenden werden die im Fig. 2 wiedergegebenen Schaltkreise 41 und 42 zur Berechnung sowohl des Transmissionsgrades T als auch der optischen Dichte OD oder der Absorbtion von dem von der Photo zelle 30 kommenden Signal im einzelnen erläutert. Die Spannung für die Photozelle 30 ebenso wie für die restlichen Abschnitte des Systems wird durch ein Gleichstrom-Netzteil 170 geliefert, das eine positive Ausgangsspannung an der Leitung 171 und eine negative Ausgangsspannung hat, die an eine Quelle eines Bezugspotentials angelegt oder bei 172 geerdet ist· Das Wetzteil 170 kann eine übliche Regelform haben und mehrere andere Gleichstrom-Ausgangsspannungen aufweisen.

Wenn die Photozelle 30 stärker dem Licht ausgesetzt wird, steigt der Strom in der Leitung 31 zu der ersten Verstärkerstufe 70 für den Transmissionsgrad an, die wie ein Strom-Spannungs-Umformer angeschlossen ist* Die Stufe 70 weist einen Funktionsverstärker 175 auf, dessen (-) Eingang an die Leitung 31 angeschlossen und

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dessen .(+) Eingang bei 172 geerdet ist· Ein Widerstand 177 von 10 Megohm ist zwischen der Aus gangs leitung des Verstärkers 175 und dem (-) Eingang angeschlossen. Die . 0ioh ergebende Ausgangsspannung an einem Widerstand 180 · von 10 Kiloohm ist ein Volt für jeweils IQQoNanoampere des EingangsStroms an der Leitung 31. Die Umformerstufe kann auch zusätzliche Bauelemente zur Kompensation des Dunkelstroms von der Photozelle 30 und zur Aufrechterhaltung der Spannungshöhe über die Photozelle bei einem konstanten Wert aufweisen, auch wenn sich der Strom von der Photozelle ändert« Ein derartiger Schaltkreis ist z.B. in der zweitgenannten Patentanmeldung bezüglich des Plumpe-Systems offenbart und er gehört nicht zur Erfindung.

Der Verstärker 72 bildet die zweite Stufe des Transmissionsgrad-Schaltkreises 4-1 und er weist einen Junktionsver stärker 185 auf, dessen (-) Eingang an den Widerstand 180 angeschlossen und dessen (+) Eingang bei 172 geerdet ist_o Zur Einstellung des Verstärkungsfaktors besteht ein Eückkopplungsnetzwerk aus einem Widerstand 187 von 300 Kiloohm und einem Widerstand 188 von 100 Kiloohm, die zwischen dem Ausgang des Verstärkers 1'85 und dessen (-) Eingang in Reihe geschaltet sind. Der Widerstand 187 wird durch einen einpoligen Ein-;Ausschalter 190 überbrückt. Wenn der Schalter 190 offen ist, ist der Verstärkungsfaktor am größten, und wenn der Schalter 190 geschlossen ist, so daß der Widerstand 187 überbrückt ist, ist der Verstärkungsfaktor am niedrigsten. Der Ausgang des Ver-

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stärkers 185 ist an eine Klemme 74- eines Schalters 76 sowie an einen Widerstand 192 von 9 Kiloohm und einen Widerstand 193 von 1 Kiloonm angeschlossen, die in Reihe geschaltet und bei 172 geerdet sind. Eine Klemme 75 ist an der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 192 und 193 angeschlossen, so daß sich, wenn der Kontaktarm 76 an der Klemme 74· liegt, ein Bereich des Transmissionsgrades von O bis 10 % ergibt· Wenn der Kontaktarm 76 an der Klemme 75 liegt, ergibt sich ein Bereich des Transmissionsgrades von 10 bis 100 %. Die Klemme 74- ist auch über eine Leitung 195 an die Klemme 52 sowie an eine Klemme 196 eines Schalters 93 angeschlossen, so daß.die Transmissionsgradanzeige direkt über den Schalter 93 an den Servomechanismus angelegt werden kann.

Die optische Dichte oder das Absorbtionsvermögen wird durch den logarithmischen Umsetzer 80 und den Geschwindigkeitsbegrenzer 82 errechnet, die in Kaskade geschaltet sind«, Der Umsetzer 80 besteht aus einem Funktionsverstärker 205 mit einem Rückkopplungstransistor 206. Der (-) Eingang des Verstärkers 205 ist über einen Widerstand 208 von 100 Kiloohm an den Kontaktarm des Schalters 76 angeschlossen und auch mit dem Kollektor des npn-Transistors 206 verbunden. Der Emitter des Transistors ist direkt an den Ausgang des Verstärkers 205 angeschlossen und die Basiselektrode des Transistors ist bei 172 direkt geerdet* Der (+) Eingang des Verstärkers 205 ist bei 172 gleichfalls geerdet»

Im Betrieb arbeiten der lunktionsverstärker 205 und der Transistor 206 in bekannter Weise, indem sie einen

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1 0 9 Ö1 9 / 1 Ö 0 0

logaritliiiiiscshen Verstärker bilden, der eine an einen Widerstand 210 von 2 Kiloohm angelegte Ausgangsspannung erzeugt, die der Logarithmus des Eingangssignals ist· G-gfs· ist das logarithmische Rückkopplungselement^hier der Transistor 206, eher eine Minoritätsträgervorriditung als eine Ma^joritatsträgervorrichtung^wie etwa eine Halbleiterdiode· In einem solchen Falle ist die Ausgangsspannung genau gleich dem Logarithmus des Eingangsstroms plus deiner Konstanten, Es ist bekannt, daß bei· logarithmischen Verstärkern dieser Art eine Qffset- bzw· Versatzspannung von der Aufgangsspannung abgezogen werden muß, damit man eine reine logarithmische Kurve erhälto Zu diesem Zweck ist ein Potentiometer 212 zwischen einer Quelle für eine positive Gleichspannung, die mit +V bezeichnet ist, und der Erdung 172 angeschlossen. Der Kontaktarm 213 des Potentiometers 212 wird zunächst bei .isanähernd 1 Volt Spannungshöhe eingestellt,.Nach der Erfindung ist die abweichende bzw, Versatzvorspannung nicht an den (+) Eingang des lunktionsverstärkers 205 zur Bubtraktion vom Ausgang angeschlossen, sondern vielmehr mit einem speziellen Schaltkreis verbunden, der sowohl die Vorspannung verändert als auch den Umsetzer in exakter Weise hinsichtlich der Temperatur kompensiert.

Zur Durchführung dieser Arbeitsvorgänge ist das Polarpotentiometer 212 an einen anderen logarithmischen Verstärker angeschlossen, der aus einem Funktionsverstärker 2rt>5 besteht, dessen (-) Eingang über einen Widerstand von 100 Kiloohm an den Kontaktarm 215 angeschlossen und dessen (+.) Eingang bei 172 geerdet ist. Der Ausgang und der (-) Eingang des Verstärkers 215 sind an die Emitter-r

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1 0 9 8 1 Ö / 1 6 Ö 0

bzw« Kollektorelektrode eines anderen npn-Transistors angeschlossen« Die Basis des Transistors 220 ist "bei direkt geerdet. Der Ausgang des "Verstärkers 215 ist über einen Widerstand 222 von 2 Kiloohm mit dem (+) Eingang eines ITunktionsVerstärkers 225 verbunden, der auch in dem Geschwindigkeitsbegrenzer 82 verwendet wird_o Der (-) Eingang des Verstärkers 225 ist an den Widerstand 210 angeschlossen, der mit dem logarithmischen Umsetzer 205 verbunden ist. Die Transistoren 206 und 220 sind angepaßte Einheiten, die auf einem einfach thermisch leitenden Trägermaterial 227 angeordnet sind und sie sind als gewöhnlich temperaturgesteuertes Transistorpaar mit angepaßten Kennlinien erhältlich.

Im Betrieb wird der durch das Potentiometer 212 gewählte Versatzbetrag von dem Logarithmus des Transmissionsgrades durch den vom Ihinktionsverstärker 225 durchgeführten Subtraktionsvorgang abgezogen. Während sich die Umgebungstemperatur ändert, ändert sich an dem Ausgangspaar der Ausgang des logarithmischen Verstärkers 215 in genau der gleichen Art und Weise aufgrund der Temperatureinflüsse wie dies auch am Ausgang des logarithmischen Transmissionsgrad-Verstärkers 205 aufgrund der gleichlaufenden Temperatur an den Transistoren 206 und 220 in genau gleicher Weise der Fall ist. Alle Änderungen in dem log-Signal zum (+) Eingang des Verstärkers 225 werden durch den Temperatureinfluß ausgelöst und sie stellen eine genaue Kopie des Temperatureinflusses an dem log-Signal zum (-) Eingang des Verstärkers 225 dar. Der Verstärker 225 subtrahiert diese log-Signale und liefert einen Ausgang, der nur den Logarithmus des Transmissionsgraä-Signals darstellt, das

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wiederum das Signal der optischen Dichte OD ist.

Der Geschwindigkeitsbegrenzer 82 ermöglicht die Auswahl der maximalen Inderungsgeschwindigkeit des logarithmischen !Eransmissionsgrad-Signals vom Verstärker 80. Dieser reduziert den schädlichen Einfluß der ßtörimpulse, die durch den Verstärker 80 ankommen. Der Schaltkreis für die Geschwindigkeitsbegrenzung umfaßt einen Jftinktionsverstärker 225ι vier zu einem Diodengatter 230 verbundene Dioden und einen Funktionsverstärker 232,die mit den Potentiometern 84 und 85 verbunden sind· Der Ausgang des Verstärkers ist an die eine Verbindungsstelle im Gatter 230 angeschlossen, während die gegenüberliegende Verbindungsstelle über einen Widerstand 240 mit dem (-) Eingang des Punktionsverstärkers 232 verbunden ist. Der (+) Eingang des Verstärkers 232 ist bei 172 direkt geerdet, wobei der Verstärker 232 ein Bückkopplungselement in der Form eines Kondensators aufweist, der zwisohen dem Ausgang und dem(-) Eingang angeschlossen ist» Der Ausgang ist auch über einen Eückkopplungswiderstand 244 von 2,100 Kiloohm an den (-) Eingang des Verstärkers 225 angeschlossen, dessen (+) Eingang über einen Widerstand 246 von 200 Kiloohm bei 172 geerdet ist·

Die zwei Verbindungsstellen im Diodengatter 230» die den an den Verstärker 225 und an den Widerstand 240 angeschlossenen Verbindungsstellen gegenüberliegen, sind mit einer positiven bzw· negativen Glei(Mspannungsquelle ver-* bunden· Die eine Verbindungsstelle ist über einen Widerstand 25O an einen Kontaktarm 252 am Potentiometerwiderstand 85 angeschlossen, der zwischen einer positiven ßpannungsquelle +V und der Erdung 172 liegt. Die gegen·*· überliegende Verbindungsstelle ist über einen Widerstand 254 mit einem Kontaktarm 256 am Potentiometerwiderstand

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gekoppelt, der zwischen einer negativen Spannungsquelle -V und der Erdung 172 liegte Zum Zurückstellen des Geschwindigkeitsbegrenzers wird die an den Widerstand 250 angeschlossene Verbindungsstelle über einen Widerstand und einen einpoligen Ein- und Ausschalter 261 an die +V Spannung gelegt. Ebenso wird die an den Widerstand 254 angeschlossene Verbindungsstelle über einen Widerstand 265 und einen einpoligen Ein- und Ausschalter 267 an die -V Spannung angeschlossen· Die zwei Schalter 261 und 267 können einen Teil eines Elektronenschalters 270 bilden, der durch eine (+) Spannung an einer Leitung 271 betätigt wird, die an einer Klemme 273 eines Druckknopfschalters 275 liegt, dessen Kontaktarm die Verbindung zur (+) Spannung herstellt.

Der oben beschriebene Schaltkreis bildet, abgesehen von dem später zu beschreibenden Rückstellabschnitt, einen bekannten iDyp eines Geschwindigkeitsbegrenzers, bei dem die Aus gangs spannung vom Iftinktions verstärker 232 annähernd gleich und von entgegengesetzter Polarität zur EingangsSpannung am Funktionsverstärker 225 ist. Bei Schaltungen dieser Art ist es bekannt, daß die Geschwindigkeitsbegrenzung in Volt pro Sekunde Anstiegszeit direkt proportional der Spannung über das Diodengatter 230; geteilt durch die Summe der Widerstandswerte eines der gleichen Widerstände 250 und 254 und des Widerstandes 240/multipliziert mit der Kapazität des Kondensators 242, ist. Die Spannung über bzw. parallel zum Gatter 230 wiederum ist direkt proportional der Stellung der Kontaktarme 252 und 256 der Potentiometer 84 und 85.

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Mi t den Eontaktarmen 252 und 256 kann eine Bedienungsperson die maximale Geschwindigkeitsbegrenzung oder Inderungsgeschwindigkeit des Signals der optischen Dichte wählen· Die Eichung der maximalen Inderungs geschwindigkeit kann direkt an einer Skalenscheibe vorgenommen werden, die mechanisch mit den Kontaktarmen 252 und 256 gekuppelt ist· Es wird eine maximale Geschwindigkeitsgrenze gewählt, ι die gerade die maximale Inderungsgeschwindigkeit der optischen Dichte übersteigt, die für die betreffende Art der Lösung und die zu untersuchende Umsetzung bekannt ist· Im lalle einer unbekannten Reaktion wird die größte maximale Geschwindigkeitsgrenze gewählt. Natürlich werden vorzugsweise niedrigere Geschwindigkeitsbegrenzungen gewählt, damit alle Rauscheffekte mit einer größeren Inderungsgeschwindigkeit eliminiert werden·

Zur Rückstellung deß Anzeigesystems für den Beginn einer neuen Anzeige wird der Schalter 275 betätigt, wo'-durch die +V Spannung an die Klemme 273 gelegt wird. Soweit der Geschwindigkeitsbegrenzer 82 beeinflußt wird, be-< tätigt die über die Leitung 271 angelegte Spannung den Elektronenschalter 270, so daß die zwei Schalter 261 und 267 geschlossen werden. Der Elektronenschalter 270 kann irgendein bekannter iDyp einer Zeitverzögerungsschaltung sein, in der zwei einpolige. Ein- und Ausschalter für 3 Sekunden bei Betätigung durch eine an die Steuerleitung 271 angelegte +Y Spannung gehalten werden. Nach einer Zeitverzögerung von 3 Sekunden gehen diese Schalter zurück in ihre normale Offen-Stellung· In dem Rückstellschaltkreis wird durch Schließen der Schalter 261 und die volle +V und -? Spannung an die Diodenbrücke 230 gelegt, so daß die größte maximale Geschwindigkeitsbegrenzung

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eingestellt wird_e -

Der Greschwinaigkeitsbegrenzer 82 ist eine Weiterbildung des im Plumpe-System beschriebenen Typs eines Geschwindigkeitsbegrenzers, der aus mehreren Kondensatoren befcteht, von denen lediglich einer jeweils ausgewählt wird, der an den Eingang des Strom- Spanmings- Umformers im Transmissionsgrad-Verstärker angeschlossen ist· Dadurch, daß keine Kondensatoren verwendet werden, wird die für die Ladling der Kondensatoren erforderliche Zeitverzögerung eliminiert, die wiederum die Ansprechzeit des Anzeigesystems begrenzt.

Der Ausgang vom Funktionsverstarker 232 ist das Signal der optischen Dichte, wobei, wie oben angegeben, die Geschwindigkeit begrenzt ist. Dieses Signal wird über Widerstände 280 und 281 an die Klemmen 53 gegeben, wobei der Widerstand 281 so gewählt ist, daß er den halben Wert des Widerstands 280 hat, so daß die an diesen Widerstand 280 angeschlossene Ausgangsklemme 53 einen Multiplikationsfaktor von eins und die an den Widerstand 281 angeschlossene Klemme 53 einen Multiplikationsfaktor von zwei hat. Ein Widerstand 285» der den gleichen Wert wie der Widerstand 280 hat, verbindet den Ausgang auch mit einer Klemme 286 eines Schalters 91, so daß das Signal der optischen Dichte oder des Absorbtionsvermögens über die Konzentrationsteuerung 43 zur direkten Anzeige an den Servoverstärker gegeben werden kann.

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Geschwindigkeits-rSchaltkreis 44 und Konzentrations-Schaltkreiβ 43

Zur Bestimmung der Geschwindigkeit der chemischen Reaktion wird das bezüglich der Geschwindigkeit begrenzte Signal der optischen Dichte von dem Absorbtionsverstärker, der sich aus dem Iogarithmisehen Umsetzer 80 und dem Geschwindigkeitsbegrenzer 82 zusammensetzt, durch die Differenz!ereinrichtung 87 direkt nach der Zeit differenziert. Der Ausgang bezüglich P optischer Dichte am Verstärker 232 ist über einen -Widerstand 300 und einen Kondensator 302 von 10 Mikrofarad mit einem Elektronenschalter 304 verbunden, der im abgeschalteten Zustand den Kondensator 3Q2 direkt an den (-) Eingang eines Punktionsverstärkers 306 anschließt. Der (+) Eingang des Verstärkers 306 ist bei 172 direkt geerdet. Der Ausgang des Verstärkers liegt über einen Widerstand 310 an einem Widerstand 312, der einen Multiplikationsfaktor von eins für das Geschwindigkeitssignal zu einer Klemme 313 liefert. Der Ausgang ist an einen Widerstand 315 angeschlossen, dessen Wert ein Viertel von dem des Widerstandes 312 ist und .der einen Multiplikationsfaktor von vier für das GeschwAndlg- , ^ keitssignal zu einer Klemme 316 liefert· Der Widerstand ™ 310 ist an ein Rückkopplungsnetzwerk für den Verstärker. 306 angeschlossen, das aus einem Widerstand 318 von 10 Megohm und einem parallel dazu liegenden Kondensator 320 von 0,056 Mikrofarad besteht, der zwischen dem Widerstand 310 und dem (-) Eingang des Verstärkers 306 angeschlossen ist.

Zur Ausbildung einer Abweichung bzw. eines Versatzes bezüglich Leergeschwindigkeit ist der (-) Eingang des Ver-

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stärkers 306 über einen Widerstand 322 von 10 Megohm an ein Potentiometer 89 angeschlossen, das aus einem Potentiometerwiderstand 324- von 5 Kiloohm besteht, der in Reihe mit einem Widerstand 325 von 16 Kiloohm geschaltet ist, wobei dieser Widerstand 325 zwischen einer +V Spannung,wie etwa einer Gleichspannung von 15 Volt, und der Erdung 172 liegt· Das Potentiometer 89 hat einen Kontaktarm 32?, der zur Ausbildung eines Leergeschwindigkeitsversatzes über dem Widerstand 324-einstellbar ist·

Im Betrieb ist der ITunktionsverstärker 306 als Differenziereinrichtung geschaltet, um das Signal der optischen Dichte zu differenzieren und ein Signal der Inderungsgeschwindigkeit an den Klemmen 313 und 316 zu liefern. Die Änderungsgeschwindigkeit kann durch irgendeinen ausgewählten Betrag der Leergeschwindigkeit, wie er durch die Stellung des Kontaktarmes 327 des Potentiometers 89 gewählt ist, versetzt oder abgeändert werden. Zur Rückstellung des Eingangs zur Differenz!ereinrichtung, wenn der Schalter 275 betätigt ist, wird ein Elektronenschalter 304 verwendet und er kann zu diesem Zweck aus jedem bekannten Typ eines Elektronenschalters bestehen, bei dem ein Eingangsanschluß normalerweise durch den Schalter angeschlossen ist, der jedoch für 100 Millisekunden geerdet wird, wenn an seiner Steuerleitung 33Ö eine +V Spannung liegt« Zu diesem Zweck ist die Leitung 330 an die Klemme 273 des Schalters 275 angeschlossen, so daß die daran angelegte Spannung den Elektronenschalter 304· bei Betätigung des Schalters 275 in Betrieb setzt· Dieser Vorgang schließt den Eingang

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zur Differenziereinrichtung ab und erdet; auch den Ausgang des Schaltkreises für die optische Dichte, wobei der _r Kondensator J02 entladen wird.

Die Konzentrations steuerung 4-3 besteht aus einem
Potentiometerwiderstand 335t äer zwischen dem Schalter 91 und der Erdung 172 liegt₀ Der Kontaktarm 92 des Potentiometers ist über den Widerstand 335 verschiebbar, damit
die verschiedenen lielativen Multiplikationsfaktoren für
das über den Schalter 93 und die Leitung 95 an den
Servo verstärker angelegte Signal gewählt werden können,,
Der Schalter 91 ist mit einem normalerweise offenen, einpoligen Ein- und Ausschalter 337 verbunden, dessen gegenüberliegende Klemme bei 172 geerdet ist» Der Schalter 337 ist in einem Elektronenschalter 340 enthalten, der eine
Steuer- oder Trigger leitung 34-1 aufweist, die an eine
Klemme 34-3 angeschlossen ist, an der der Kontaktarm des
Schalters 275 normalerweise liegt» Der Elektronenschalter 340 kann einen bekannten Aufbau haben, der bei Unterbrechen der +V Spannung an der Triggerleitung 34-1 3 Sekunden lang hält, worauf der Schalter 337 zur Erdung .des Widerstandes 335 geschlossen wird. Somit hält bei Rückstellung des
Systems durch Betätigen des Schalters 275 der Elektronenschalter 34-0 zunächst den Ausgang zum Servoverstärker auf- *~ recht und erdet dann diesen über den Schalter 93 und die . Leitung 95 in. Vorbereitung zur Annahme einer neuen Anzeige.

Servoverstärker 50 und logisches Netzwerk 155

Im folgenden werden der Servoverstärker 50 und das logische Netzwerk 155 nach Fig. 3 näher erläutert· Der Differenzial-

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verstärker 107 hat einen Differenzialausgang an den Leitungen 109 und 110 und er kann aus irgendeiner üblichen Einheit . gebildet werden, die einen Verstärkungsfaktor von Hundert oder dgl. hate Beispielsweise kann der Verstärker 107 die Form des Differenzialverstärkerabschnitts des Servoverstärkers in dem oben angegebenen Plumpe-System haben. Wenn die Signale an den Eingängen 95 "und. 105 gleich sind, ergibt sich an den Leitungen 109 und 110 ein Ausgang mit der Spannung .Null. Wenn die Eingangs spannungen differieren, erscheint die verstärkte Differenz an den Leitungen 109 und 110. Die Differenzsignale haben die gleiche Absolutgröße, jedoch entgegengesetzte Polarität, wobei die besondere Polarität davon abhängt, welches Signal an den Eingängen 95 "und 105 eine größere positive Höhe hat.

Die Stufe 112 ist an die Leitung 109 über einen Widerstand 550 von 200 Kiloohm angeschlossen, der mit dem (-) Eingang eines Funktionsverstärkers 352 verbunden ist, dessen Ausgang direkt an der Basiselektrode eines npn-Transistors 118 liegt· Die Leitung 109 liegt über einen Widerstand 354- von 10 Kiloohm, eine Diode 355 und einen Widerstand 357 ^o¹¹ 100 Kiloohm am (+) Eingang des Funktionsverstärkers 352, Der Anschluß zwischen der Diode 355 und dem Widerstand 357 ist an einen Kontaktarm 159 durch Parallelschaltung eines Kondensators 360 und eines Widerstands 362 von 100 Kiloohm angeschlossene

Die Stufe 114 ist in der gleichen Weise wie die Stufe 112 ausgebildet. Die Leitung 110 liegt somit über einen Widerstand 365 von 200 Kiloohm am (-) Eingang des Punktionsverstärkers 367 _f dessen Ausgang an die Basis-

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elektrode eines hpn-Transistore 122 angeschlossen ist. Über einen Widerstand 369 von 10 Kiloohm,eine Diode 370 und einen Widerstand 372 von 100 Kiloohm liegt die Leitung 110 auch am (+) Eingang des Verstärkers 367« Der Anschluß zwischen der Diode 370 und dem Widerstand 372 ist durch Parallelschaltung eines Kondensators 374 und eines Widerstands 376 von 100 Kiloohm mit dem Kontaktarm 159 verbunden.

Zur Steuerung der Drehriohtung des Ankers 126 werden die W Kollektor- und Emitterelektroden beider? !Transistoren 118 und 122 über die Spaltpolwicklung 120 bzw· 124- nebengeschlossene Im Betrieb ist nur eine der Stufen 112 oder 114 wirksam, um ihren Transistor 118 oder 122 zur Sättigung in Vorwärtsrichtung zu betreiben, jederzeit die zugeordnete Polwicklung kurz-^zu^schließen und den Motor in einer entsprechenden Drehrichtung umlaufen zu lassen· Die Verstärker \ 352 und 367 sind als Komparatoren geschalteti)von denen lediglich einer einen positiven Ausgang hat, um den zugeordneten Transistor 118 oder 122 in Vorwärtsrichtung zu betreiben,

fc Die Kombination aus Diode 355t Kondensator 360 und Wider-■* stand 354 und die entsprechende Kombination aus Diode 370, Kondensator 374 und Widerstand 369 bestimmt teilweise die¹ tote Zone und die Geschwindigkeit, mit der sich der Servomechanismus null nähert. Diese Komponenten sind so gewählt, daß ihre Werte sick den mechanischen Eigenschaften des Servomechanismus anpassen, damit man ein kritisch gedämpftes Ansprechvermögen bei einem Stufeneingang erhält. Sie bilden ein dynamisches Kompensation©- netzwerk für die tote Zone, so daß für große fehlereingangssignale, die den Servomechanismus das Beharrungs-

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moment erreichen lassen, die tote Zone des Systems erweitert wird. Dadurch, wird der Servomechanismus früher abgebremst, bevor er null erreicht, damit ein Überschwingen verhindert wird.

Der Kontaktarm 159 des Potentiometers 157 kann eingestellt werden, um die tote Zone des Systems statisch zu verändern. Gleiche Beträge der Verschiebung von der Mittelstellung ergeben die gleiche Absolutgröße der Spannung am Kontaktarm 159> wobei diese Spannung über die dynamischen Kompensationsnetzwerke für die tote Zone zu den Funktionsverstärkern 352 und 367 gegeben wird.

Wenn der Kontaktarm 159 auf den Widerstandsabschnitt 161 verschoben wird, wird eine positive Spannung an den Kontaktarm angelegt und es ergeben sich die gleichen positiven Ausgangsspannungen an den ITunktionsverstärkern 352 und 367ι wenn sich das System bei null befindet. Diese Ausgänge betreiben die beiden Transistoren 118 und 122 in Vorwärtsriehtung, wodurch beide Polwicklungen 120 und 124 bei null kurzgeschlossen werden, so daß bei null gebremst wird. Wenn der Kontaktarm auf den Widerstandsabschnitt 162 verschoben wird, wird eine negative Spannung an beide Punktionsverstärker angelegt, die negative Ausgänge ergibt, welche die Transistoren 118 und 122 in Sperrrichtung betreiben, und die Polwicklungen 120 und 124 bzw. die zu diesen führenden Leitungen bei null unterbrechen, so daß keine Bremsung eintritt, wenn sich das System bei null befindet. Die Größe der positiven oder negativen Spannung steuert Jeweils die relative Höhe der Bremsung

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bei Null oder den Punkt, an dem die Bremsung vor Erreichen von Null beendigt wird.

Die Transistoren 118 unrl 122 arbeiten als Wechselstromschalter, die variabel den Wechselstrbmäusgang der Polwicklungen 120 und 124 kurzschließen, damit der Servomotor "in der der kurzgeschlossenen Polwicklung entsprechenden Drehrichtung rotiert. In Abhängigkeit von der Vorspannung an den Transistoren gehen beide Zyklen der Weohselstromwellenform durch diese, danach geringere Amplituden eines halben Zyklus des Wechselstroms und schließlich kleinere Amplituden des restlichen halben Zyklus des Wechselstroms, bis keine Wellenform mehr durch den Transistor geht. Wenn weniger als die volle Welle des Wechselstroms durchgelassen wird, steuert der Schaltkreis kontinuierlich den Betrag der Bremsung durch die gegenüberliegende Spalipolwicklung und er ermöglichte somit eine glatte Drehzahlsteuerung des Servomotors. Zur näheren Erläuterung der Arbeitsweise der als Wechselstromschalter geschalteten Transistoren wird auf das obengenannte Plumpe-System oder die am 13» ]?ebr_e 1969 eingereichte Patentanmeldung mit der Kanadischen Serial No. 042.584. Bezug genommen.

Das logische Netzwerk 155 umfaßt einen npn-Transistor 390, dessen Emitter direkt bei 172 geerdet und dessett Kollektor über einen Widerstand 392 von 200 0hm an die Ausgangsleitung 67 angeschlossen ist, die am Triggereingang des Elektronenschalters 150 liegt. Die Basis-

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elektrode des Transistors 390 ist über einen Widerstand 395 von 10 Kiloohm an zwei Dioden 398 und 399 angeschlossen. Die Anode der Diode 398 ist mit dem Ausgang des Funktionsverstärkers 352 und die Anode der Diode 399 mit dem Funktionsverstärker 367 verbundene Das logische .Netzwerk 155 "bildet eine Und-Schaltung. Wenn sich der Servomechanismus bei Null befindet und die Spannung der toten Zone durch Anordnung des Kontaktarmes 159 auf dem Widerstandsabschnitt 162 negativ eingestellt 1st, haben beide Funktionsverstärker 352 und 367 negative Ausgänge· Die beiden negativen Ausgänge sind in einer Und-Ver knüpfung geschaltet, damit der Transistor 390 in der Sperrichtung betrieben wird, wobei die Erdung der Leitung 67 aufgehoben und der Elektronenschalter 150 betätigt wird, wie im einzelnen erläutert wird_o Dadurch wird der Elektronenschalter I50 erregt, wie aus Figo 4· im einzelnen hervorgeht, wobei die Erregerspannung an den Elektromagnet 146 angelegt und dadurch das Anzeigegerät 55 magnetisch gesperrt wird. Während sich der Servomechanismus Null nähert, werden somit die einzelnen Räder des Anzeigegerätes 55 bei der nächsten ganzen Zahl gesperrt, indem sie automatisch den Bruchwert abrunden, auf den die Anzeiger durch den Anker 126 verdreht sein können«, Das Netzwerk 155 ist so ausgelegt, daß beide Ausgänge der Funktionsverstärker 352 und 367 negativ sein müssen, damit der Transistor 390 zur Betätigung der Stellenausrichtung in Sperrichtung betrieben wird·

Wenn sich der Servomechanismus bei Null befindet und die Spannung der toten Zone durch Anordnung des Kontakt-

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armes 159 auf dem Widerstandsabsehnitt 161 positiv eingestellt ist, sind beide Ausgäiige der Punktione verstärker 352 und 367 bei Mull positiv, wobei der !Transistor 390 in Vorwärtsriohtung betrieben und damit die Leitung 67 über den niedrigen Widerstand des Widerstands 392 bei 172 geerdet wird. Dadurch wird eine Betätigung des Elektronensohalters 150 verhindert, so daß bei Null keine Stellenausrichtung erfolgt und die Anzeiger 55 in irgendeiner Stellung weich abgebremst werden können, einschließlich einer Stellung zwischen zwei ganzen Zahlen,

Elektronenschalter 150 und magnetische Stellenausrichtung

In lig. 4 ist der Elektronenschalter 150, der durch Aufheben der Erdung der Leitung 67 betätigt wird, im einzelnen in Verbindung mit einem speziellen Schaltkreis für die magnetische Sperre des Sichtanzeigegeräts 55 dargestellt. Die dargestellte magnetische Sperre, die in der oben angegebenen Patentanmeldung mit der Kanadischen Serial ITo, 04O₀ 623· und dem Titel "Deckvorrichtung", eingereicht am 20. «Jan» 1969_f offenbart ist, kann durch einen anderen mechanischen, elektrischen oder magnetischen Sperrmechanismus ersetzt werden,,

Wie in der oben angegebenen Plumpe-Anmeldung beschrieben ißt, auf die zur näheren' Erläuterung Bezug genommen wird, besteht das Anzeigegerät 55 aus einzelnen Hadern, von denen zwei mit den Bezugsζeichen 410 und 411 dargestellt sind und die durch ein an sich bekanntes Zahnräderwerk

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miteinander in Verbindung stehen, so daß zehn Vorrückbewegungen des Rades 411 im Sinne einer Erhöhung eine Vorrückbewegung des Rades 410 im Sinne einer Erhöhung ergeben· Die Räder 410, 411 sind auf einer Welle 140 angeordnet, die mit dem magnitisierbaren Zahnrad 142 aus Weicheisen oder einem ähnlichen Material verbunden isto Angrenzend an das Zahnrad 142 ist die elektromagnetische Spule 146 angeordnet, die einen etwa U-förmigen magnetisierbar en Kern 144 aufweist, der in freien Enden oder Polen angrenzend an zwei der Zähne am Zahnrad 142 ausläufto Die radial nach außen vorstehenden Zähne des Zahnrades 142 haben vorzugsweise die gleiche Breite wie die freien Enden des Kerns 144 und der Zwischenraum zwischen angrenzenden Zähnen des Rades 142 ist vorzugsweise gleich der Breite eines Zahnes_β Sowohl die Zähne als auch die freien Enden sind vorzugsweise oben abgeflacht, damit sich scharf abgesetzte Ecken ergeben, an denen sich das magnetische Feld konzentriert·

Wie in der oben angegebenen Plumpe-Anmeldung erläutert ist, erregt die Drucksteuerung 65, nachdem der Servomotor 51 üe Drehbewegung der Welle 4? auf eine bestimmte Stellung abgeschlossen hat, einen geeigneten Schalter, wie etwa den Elektronensohalter 150 (in diesem Falle durch Erdung dessen Ausgangsleitung), damit an die Spule 146 Gleichstrom angelegt wird· Dadurch wird zwischen den freien Enden des Kerns 144 ein magnetisches Feld induziert. Da sich das Feld den Weg des geringsten magnetischen Widerstands sucht, werden die Zähne des Zahnrades 142 so ausgerichtet, daß sie direkt an die

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freien Enden angrenzen, wodurch sich eine gewisse Verdrehung der Welle 140 zur zweckmäßigen Ausrichtung oder Orientierung der Räder gegenüber der zugeordneten Anzeige-und/ oder Druckeinrichtung ergibt₀ Da die Breite der Zähne des Rades 142 vorzugsweise gleich der Breite des Luftspaltes zwischen angrenzenden Zähnen ist, wird das magnetische Feld immer den nächstliegenden Zahn in Ausrichtung mit den freien Enden des Kerns 144 bringen, wodurch die Stellung des Servomechanismus "abgerundet" wird, wenn das * Rad 411 in einer Stellung zur Ruhe kommt, die zwischen zwei der darauf angeordneten ganzen Zahlen liegto

Zur Steuerung der Erregung des Elektromagneten 146 ist die Drucksteuerung 65 an einen Glühfaden 420 einer Schaltvorrichtung 422, beispielsweise eines "VACTEC", angeschlossen, die aus einer Lichtquelle oder dem G-lühfaden 420 besteht, der angrenzend an einen auf Licht ansprechenden Widerstand 425 angeordnet ist_e Eine Seite des Glühfadens 420 ist an die Drucksteuerung 65 angeschlossen und die andere Seite an eine Gleichstromquelle 427 des ffadenpotentials, die mit V+^ bezeichnet ist. Wenn die Sperre betätigt werden soll, wirktt'die ψ Drucksteuerung 65 so, daß die an den Glühfaden 420 angeschlossene Leitung au£h annähernd Erdpotential■ abgesenkt wird, wodurch die Fadenspannung über den Glühfaden 420 angelegt und Lichtenergie erzeugt wird, die auf den Widerstand 425 auftrifft. Da der Widerstand 425 in der Vorrichtung 422 vollständig eingekapselt ist, hat die auftreffende Lichtenergie eine Erniedrigung des Widerstandes zur IoIge»

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Der Widerstand 425 ist in der Schaltvorrichtung zwischen einer zweiten Gleichstromquelle mit dem Potential V+₂ an einer Leitung 430 und der Erdung 172 angeschlossen. Diese Leitung umfaßt einen Widerstand 432 von 10 Kiloohm, den Widerstand 425 und einen Widerstand 434 von 820 Ohm, die zwischen der Leitung 430 und der Erdung 172 in Reihe geschaltet sind. Die Basis- und Emitterelektroden eines njm-Transistors 437 sind über den Widerstand 434 gekoppelt. Die Kollektorelektrode ist über einen Widerstand 440 von 100 0hm an eine Leitung 442 angeschlossen, die mit einer Seite des Elektromagneten 146 verbunden iste Die Ändere Seite der Magnetspule ist mit einer Leitung 443 direkt an die Gleichstromleitung 430 angeschlossen. Im Betrieb, wenn der Glühfaden 420 mit Energie versorgt wird, sinkt der Widerstandswert des Widerstandes 425 ab» so daß ein stärkerer Strom fließt, der den Transistor 427 in Vorwärtsrichtung betreibt, wobei er in einen Schaltzustand geschaltet wird, der in wirksamer Weise den Widerstand 440 erdet* Dadurch wird der Weg von der Gleichstromleitung 430 über die Spule 146 zur Erdung freigegeben, wodurch die Spule erregt und der Sperrmechanismus betätigt wird_e Z

Zur Steuerung des Elektronenschalters 150 durch das logische Netzwerk 155 ist nach der Erfindung eine zweite Vorrichtung 450 ähnlich der Vorrichtung 422 in dem Schaltkreis angeordnet. Die Leitung 67 ist an einen Glühfaden 452 der Vorrichtung 450 angeschlossen, dessen andere Seite direkt mit der Fadenleitung 427 in Verbindung steht· Ein lichtempfindlicher Widerstand 455 in der Vorrichtung 450 ist in Reihe mit einem Widerstand 457 von 510 Kiloohm zwischen der Leitung 430 und der Erdung 172 geschaltet· Ein txpn-iEransistor

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460, dessen Basis» und Emitterelektroden über einen Widerstand 455 nebengeschlossen sind, ist mit seinem Kollektor über einen Widerstand 462 von 3 Kiloohm mit der Leitung 442 verbundene

Wenn 'das logische Netzwerk 155 die Verbindung der Leitung 67 mit dem Erefcpotential unterbricht, läßt die Lichtenergie nach, die auf den Widerstand 455 auftraf. Dadurch wird der Widerstand erhöht, wobei der Spannungsabfall am Widerstand 455 ansteigt und

™ der Transistor 460 in Vorwärtsrichtung betrieben wird· Dadurch wird wiederum im wesentlichen die Leitung 442 geerdet, so daß die elektromagnetische Spule erregt wird«, Die Widerstandswerte des· logischen Netzwerkabschnitts des Schalters 150 sind so gewählt, daß * die elektromagnetische Spule 146 nicht parallel zu bzw«, nicht über eine so große Potentialdifferenz geschaltet ist, wie wenn der Drucksteuerungsabschnitt des Elektronenschalters erregt ist₀ Auf diese Weise ist die magnetische Sperre beim Drucken stärker als wenn diese Sperre durch den Servomechanismus automatisch betätigt wird. Dies ergibt eine glattere Sperrwirkung, wenn die Anzeiger

fc durch den Motor 51 angetrieben werden, wobei gewährleistet ist, daß die Anzeigeräder 55 in- ihre zweckentsprechende Stellung gebracht werden, bevor sie an der nächsten ganzen Zahl angehalten bzw· gesperrt werden»

Zusammenfassend wird nach der Erfindung ein Servosystem geschaffen, das mit einem Spektralphotometer gekoppelt ist und das den Transmissionsgrad, die optische Dichte

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die Konzentration und die Geschwindigkeit der chemischen Heaktion einer zu analysierenden Lösung direkt und gleichzeitig anzeigt. Zur Errechnung der Geschwindigkeit der chemischen Reaktion differenziert ein Schaltkreis ein Signal der optischen Dichte, das durch einen Schaltkreis verändert ist, der wählbar die maximale Änderungsgeschwindigkeit des Signals begrenzt· Die dem Servomechanismus zugeordneten Schaltkreise steuern ein Einstellbares und dynamisches Kompensationsnetzwerk für die tote Zone sowie eine Sperr- oder Schalteinrichtung, die für getrennte Anzeigen von einem kontinuierlich sich ändernden Eingang einer Anzeigevorrichtung zugeordnet ist.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Anaeigevorrichtung mit einem Spektralphotometer und einer Umwandlungseinrichtung zur Erzeugung eines Signals, das dem Transmissionsgrad bzw. der Durchlässigkeit einer zu analysierenden Lösung proportional ist, sowie einer Einrichtung zur direkten Anzeige der Geschwindigkeit der chemischen Reaktion der Lösung, gekennzeichnet durch eine Umsetzereinrichtung, die mit dieser Umwandlungseinrichtung zur Erzeugung eines Signals gekoppelt ist, das der Logarithmus des dem Transmissionsgrad proportionalen Signals ist, einschließlich einer Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit wenigstens eines dieser Signale, ferner durch eine Differenziereinrichtung, die zum Differenzieren des Logarithmus signals an diese Umsetzereinrichtung angeschlossen ist j und durch eine Anzeigeeinrichtung, die an diese Differenziereinrichtung zur Erzeugung einer Anzeige angeschlossen ist, die direkt proportional dem differenzierten Signal ist, so daß diese Anzeige die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion der Lösung direkt anzeigt.

   2· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß diese Begrenzungaeinrichtung zum Auswählen verschiedener Grenzen für die maximale ÄndeicungsgesGhWindiigkeit wenigstens dieses einen Signals eine Einstelleinrichtung umfaßt«, *^ψ

   5. Anz@ig@v©irrichtung nach A&sprüch 2, dadurch gekeain-

   daß dies-e Eins t-e 1.1 einriohtuitg eine Eiia— ann Veaiä-:a<ifcer.n des Wertes eines

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   mehrere ,nichtkapazitive Elemente, die keine elektrische Ladung speichern, und einen Schaltkreis umfaßt,. der diese nichtkapazitiven Elemente und diese Inderungseinrichtung zur Ausbildung der Einstelleinrichtung miteinander verbindet·

   Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Logarithmussignal der optischen Dichte der Lösung entspricht und daß diese Anzeigeeinrichtung eine Einrichtung umfaßt, die an die Umsetzereinrichtung angeschlossen ist, damit gleichzeitig mit der Geschwindigkeitsanzeige eine Anzeige geliefert wird, die direkt proportional der optischen Dichte der Lösung ist.

   5· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Umsetzereinrichtung einen Verstärker, eine Einrichtungtdie einen Ausgang dieses Verstärkers mit der Umwandlungseinrichtung verbindet, ein nichtlineares Element und einen Schaltkreis umfaßt, der dieses nichtlineare Element in einer Rückkopplungsleitung parallel zu diesem Verstärker zur Erzeugung des Logarithmussignals anschließt»

   6, Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß dieses nichtlineare Element eine Vorrichtung Tirnfaßt, die eine Halbleiteriibergangszone mit überwiegend Minoritätsträger leitung aufweist _o

   7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß diese Umsetzereinrichtung einen zweiten Verstärker, ein zweites nichtlineares Element, eine Quelle für ein festgelegtes Signal, eine diese

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   Quelle mit dem Eingang des zweiten Verstärkers verbindende Einrichtung, eine Einrichtung, die dieses zweite nichtlineare Element in einer Rückkopplungsleitung parallel zu diesem zweiten Verstärker anschließt ,und eine Einrichtung umfaßt, die das Signal von diesem zweiten Verstärker von dem Signal des ersten Verstärkers subtrahiert, wobei diese Umsetzereinrichtung temperaturkompensiert wird.

   Anzeigevorrichtung naoh Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß diese Umsetzereinrichtung eine Einrichtung mit Wärmeleitung umfaßt, die sowohl mit P dem ersten wie auch mit dem zweiten nichtlinearen

   Element in Verbindung steht, damit diese nichtlinearen Elemente den gleichen Temperaturänderungen unterworfen werden„

   Anzeigevorrichtung, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 8, mit einer Umwandlungseinrichtung zur Erzeugung eines Wandlersignals, das charakteristisch für ein in einem Analysesystem zu analysierendes Merkmal ist, und einer Ausgabe- bzw« Anzeigeeinrichtung zur Erzeugung von Anzeigen von Größen, die mit diesem Merkmal zusammenhängen, gekennzeichnet durch eine Be- * rechnungseinrichtung, die an diese Umwandlungsein

   richtung zur wahlweisen Erzeugung errechneter Signale entsprechend diesen zusammenhängenden Größen ange;-schlossen ist, durch einen Servomechanismus, der eine mechanische Bewegung liefert, die in direktem Zusammenhang mit einem Signal an einem Servoeingang steht, wobei diese Bewegung den Anzeigen entspricht, und durch einen Servoverstärker, der an diese Be^ rechnungseinrichtüng angeschlossen ist, um die

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   ... errechneten Signale auf diesen Servoeingang zu übertragen, einschließlich einer Übertragmgs einrichtung mit einem Signaleingang, einem Signalausgang und einem Vorspannungseingang zur Steuerung der Übertragung eines Signals von diesem Signaleingang zum Signalausgang, ferner durch eine Einrichtung, die diesen Signaleingang an die Berechnungseinrichtung anschließt, eine Einrichtung, die den Signalausgang an den Servoeingang anschließt, und eine wählbare Vorspannungseinrichtung, die an diesen Vorspannungseingang zur Erzeugung wählbarer Vorspannungswerte angeschlossen ist, die die Übertragungs- bzw_o Übersetzungseigenschaften dieser Übertragungseinrichtung steuern, wodurch durch Auswahl der Vorspannung die tote Zone des Servomechanismus eingestellt wird.

   10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß diese Übertragungseinrichtung einen Differenzialverstärker umfaßt, der ein an diesen Signalausgang angelegtes Signal erzeugt, das gleich der Differenz zwischen den Signalen von diesem

   Signaleingang und dem Vprspannungseingang ist_o

   11, Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9ι dadurch gekennzeichnet, daß der Servoverstärker eine dynamische Eompensationseinrichtung für die tote Zone umfaßt, die zur Änderung der maximalen Änderungs geschwindigkeit des Signals an diesem Signalausgang in Abhängigkeit von den Änderungen der Änderungsgeschwindigkeit dieser errechneten Signale an diese Übertragungseinrichtung angeschlossen ist.

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   12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Servoverstärker eine logische Ein-, richtung umfaßt, die an diese Übertragungseinrichtung angeschlossen ist, um ein Erregersignal zu erzeugen, •während sich der Servomechanismus dem Betrag der mechanischen Bewegung, entsprechend dem errechneten Signal nähert, wobei die Anzeige- bzwo Ausgabevorrichtung an den Servomechanismus angeschlossen ist, damit Anzeigen direkt proportional dieser mechanischen Bewegung abgegeben werden, und eine Sperreinrichtung zum Festlegen oder Sperren der Anzeige vorgesehen ist, wenn dieses Erregersignal erzeugt wird·

   13· Anzeigevorrichtung,; insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 12, mit einer KLnri©ktang sra? Erzeugung eines Signals, das kontiracierliche ¥eränd,erungen aufweist, die charakteristisch für ein. durch ein Analysesystem zu analysierendes Eerkeal sind,, und · * einer Anzeige- bzw· AusgabieeiBriehtTamg zur Erzeugung von Zuwachs anzeigen der koaianmierliohen Yeränderungen, gekennzeichnet dtnceelt einen Servomechanismus, der an diese Einrichtoing zur¹ Erzenaigpng.einer kontinuierlichen mechanischen Bewegung angeschlossen ist, die: direkt proportional de» Signal vooa dieser erzeugenden Einrichtung ist,, wobei dieser Servomechanismus einen £Jull-Zustand fir Jeden unters©hiendlichen Werü dieses Signals von der erzeugenden Einrichtung hat, damit er einen UTiiterscMedlieheia' Betrag der mechanischen Bewegung liefert, durch eine an diesem ServomechanisiÄs angeschlossene Anseigeeinrichtung Mit ganzen Zuwaehsanzeigen, die durch die toatiaiierliehe mechanische Bewegung weiterbewegt werden¹, wobei sich Anzeigen

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   zwischen ganzen Zuwachsschritten bei der mechanisehen Bewegung ergeben, die nicht einer ganzen Steigerungsstufe entsprechen, und durch eine Feststelleinrichtung zur Ausrichtung dieser Anzeigeeinrichtung auf ganze Steigerungsstufen mit einer Einrichtung, die an den Servomechanismus angeschlossen ist, um diese Feststelleinrichtung zu betätigen, während sich der Servomechanismus seinem .Null-Zustand nähert.

   14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese Feststelleinrichtung eine wählbare Einrichtung zum Abschalten dieser Betätigungseinrichtung umfaßt, wodurch diese Anzeigeeinrichtung Zuwachsanzeigen liefert, die direkt proportional den kontinuierlichen mechanischen Bewegungsvorgängen des Servomechanismus sind.

   15. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Servomechanismus einen Servomotor umfaßt, ferner eine Einrichtung zur Erzeugung einer schnellen Änderungsgeschwindigkeit der mechanischen Bewegung für einen ersten Bereich von Signalen, die einen ersten Betrag der Bewegung darstellen, die für den Servomechanismus zum Erreichen des Hull-Zustandes notwendig ist, und eine Einrichtung zur Erzeugung einer langsamen Änderungsgeschwindigkeit der mechanischen Bewegung für einen zweiten" Bereich von Signalen, die einen zweiten Betrag der Bewegung darstellen, die für den Servomechanismus notwendig ist, damit er von diesem ersten Bewegungsvorgang in den Null-Zustand weiterbewegt wird, wobei diese Betätigungseinrichtung an diese Einrichtung für eine langsame Änderungsgeschwindigkeit angeschlossen ist, damit die Feststelleinrichtung

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   betätigt wird, während sich der Servomechanismus durch diesen zweiten Signalbereich weiterbewegt, und die Betätigung fortgesetzt wird, während sich der Servomechanismus in diesem ETull-Zustand befindet«

   16o Anzeigevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die feststelleinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Sperrdrehmomentes zur Ausrichtung dieser Anzeigeeinrichtung umfaßt, wobei das erste Drehmoment das zweite übersteigt und die Betätigungseinrichtung dieses zweite t Drehmoment' zur Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung

   erzeugt, und daß ferner eine Einrichtung vorgesehen , ist, die dann wirksam wird, wenn .der Servomechanismus sich in diesem Null-Zustand befindet, um dieses erste Drehmoment zur Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung zu erzeugen.

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