DE2263691A1

DE2263691A1 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2263691A1
Application number: DE19722263691
Authority: DE
Inventors: Cesare Anichini
Original assignee: Apparecchi Elettronici Marposs
Current assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1972-12-27
Publication date: 1973-07-12
Also published as: IT941033B; FR2170642A5; JPS5319209B2; GB1415356A; JPS4875051A

Description

Dr. Ing. H. Nc Ten-ionic

Dipl. Ina. H. Him.:- · Dipl. Pnys. .V. Schmitz

Dipl. Ing. L C rs^ir - ί. if I. l-rj. VV. Wehnert

8 Miinch.ji 2, ί: v.:ir:ür.tQe 25

Telefon 5380586

APPARECCHI ELETTRONICI MARPOSS

Via Emilio Zago 8 22. November 1972

40128 Bologna, Italien Anwaltsakte M-2^81

Anzeigevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung mit einer
längs einer langen Meßskala verschiebbaren Meßmarke für ein Meßgerät, das einen Meßkopf zur Abgabe eines der zu messenden veränderlichen Größe entsprechenden Signals aufweist.

Im wesentlichen sind zwei verschiedene Arten von Anzeigevorrichtungen der oben genannten Art bekannt, nämlich pneumatische und
elektromechanisch^; rein elektronische Anzeigevorrichtungen führen aber bei einer gewisse Grenzen überschreitenden Skalenlänge zu
großen technischen Schwierigkeiten und zu ihre Herstellung verhindernden Kosten. Andererseits arbeiten rein mechanische Anzeigevorrichtungen nicht genau genug.

Die pneumatischen Vorrichtungen, die im allgemeinen nach dem Prinzip der Abstützung eines Körpers in verschiedenen Höhenlagen über

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einem gegebenen Grundniveau als Punktion des zugeführten Drucket; arbeiten, zeichnen sich einerseits dadurch aus, daß ihre Anzeige weit von einem linearen Verhalten entfernt ist, und andererseits durch die geringe Reproduzierbarkeit der Messung aus; damit fehlt ihnen im allgemeinen die erforderliche Präzision. Darüber hinaus weisen die pneumatischen Anzeigevorrichtungen sehr lange Ansprechzeiten auf,

Die bisher bekannten elektromechanischen Vorrichtungen weisen einen sehr komplizierten Aufbau auf. Dazu gehört zunächst ein Antriebssystem für die Bewegung des Anzeigeelementes, welches System; im allgemeinen durch einen Elektromotor dargestellt wird; weiterhin gehört dazu eine Einrichtung zum Aufbau einer Reibungsverbindung zwischen dem Anzeigeelement und dem Bewegungssystem und schließlich eine Einrichtung zum Anhalten des Anzeigeelementes in der gewünschten Lage. Das Betriebsverhalten einer solchen Vorrichtung ist wegen der großen Anzahl von sich bewegenden Teilen sehr unzuverlässig. Auch läßt die Präzision der Anzeige infolge der unvermeidlichen Reibung und Trägheitsmomente sehr zu wünschen übrig. Weiterhin unterliegen die sich bewegenden Teile einem Verschleiß und weisen daher nur eine sehr kurze Betriebsdauer auf. Schließlich sind die Herstellungskosten einer solchen Vorrichtung sehr groß.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, die eine sehr lan-| ge Skala aufweist, mit einer elektronischen Meßeinrichtung verbunden werden kann, bei der die zu bewegenden Massen sehr 'zein sind,

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ί5ο da 13 sehr kleine Trägheitsmomente auftreten, und bei der die Anzeige linear längs der gesamten Skala erfolgt.

Auch soll die Meßmarke ohne Beeinflussung durch mögliche Reibung sicher an jedem Punkt der Skala in eine Anzeigelage bringbar sein.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anzeigevorrichtung eine Einrichtung zur Abgabe eines von der Lage der Meßmarke abhängigen Signals aufweist, wobei bei Änderung der Meßgröße beide Signale der gleichen Änderungsgesetzmäßigkeit gehorchen, ein Vergleicher ^!für den Vergleich der beiden Signale und eine Verschiebungseinrich-f rung für die Meßmarke vorgesehen sind, welch letztere von dem Vergleicher derart ansteuerbar ist, daß bei verschwindendem Ausgangssignal des Vergleichers die Verschiebung der Meßmarke unterbrochen wird.

An Hand der beigefügten Figuren soll eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung beschrieben werden, ohne daß die Erfindung auf die dargestellte Ausführungsform beisohränkt ist. Von den Figuren zeigen:

!Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, wobei ein Teil als Längsschnitt und ein anderer Teil in Form eines Blockdiagrammes dargestellt ist,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. J einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig» I.

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Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, wird ein Elektromotor 11 über einen elektrischen Kreis, der aus einem Verstärker 16, einem Phaisendetektor 17, einer Differenzeinheit 19 und einem zweiten Verstärker 20 besteht, von dem Ausgangssignal eines Meßkopfes 21 erregt, welches Signal als Anzeige für die Abmessung des auszumessenden Körpers 22 dient. Der Motor 11 ist auf einem Träger 24 befestigt, welcher seinerseits an dem äußeren Rahmen 26 der Vorrichtung befestigt ist. Zwischen den Ausgang des zweiten Verstärkers 20 und [den Motor 11 kann das Ausgangssignal eines Weohselsignalgenerators 31 zugeschaltet werden, wie es weiter unten beschrieben wird.

Vlit dem Rotor des Motors 11 ist eine Bandrolle 30 verbunden, über die ein Anzeigeband 28 geführt ist. Das Anzeigeband 28 ist auch über eine zweite Bandrolle 34 geführt, die gegenüber der Bandrolle 30 angeordnet ist. Die Bandrolle 34 ist starr mit einem Wellenzapfen 33 verbunden, dessen konisch ausgebildete Enden in ebenfalls konisch ausgebildete Ausnehmungen 35 in zwei Lagerbauteilen 37 eingreifen, die jeweils einzeln an einem Isolierträger 39 befestigt sind, welcher seinerseits mit dem äußeren Rahmen 26 verbunden ist. Die freien Enden 41 und 42 des Anzeigebandes 28 sind jeweils an zwei einander entsprechenden Bandhaltern 43 bzw. 44 befestigt. Das Anzeigeband 28 wird mit Hilfe zweier Federn 46 gespannt, die jeweils mit ihrem einen Ende an dem Bandhalter 44 und mit dem ande- \

'ren Ende an einer Isolierplatte 48 befestigt sind, an der der andere Bandhalter 43 über zwei Drähte 47 befestigt ist. An der Isolierplatte 48 ist ein Hohlzylinder 50 befestigt, in dessen Innerem eine Feder 52 angeordnet ist, deren Enden mit Schleifern 54 bzw. 55 aus einem leitenden Material verbunden sind. Die Schleifer 54 und 55

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sind in den Fig. 1 und 3 genauer dargestellt und werden in Berühjrung mit zwei Metalldrähten 56 bzw. 58 gehalten, die einzeln durch Löcher 60 an den Enden des Zylinders 50 hindurchgeführt sind. Die iDrähte erstrecken sich in dem äußeren Rahmen 26 parallel zueinan-

der und sind an ihrem unteren Ende an zwei Isolierträgern 63 befestigt, die ihrerseits mit dem äußeren Rahmen 26 verbunden sind. Die Isolierträger 65 sind mit Anschlägen 64 versehen, die in die ewegungsbahn des Bandhalters 44 hineinragen.

An ihrem oberen Ende sind die Drähte 56 und 58 an Federn 66 bzw. 67 angelenkt, deren andere Enden an dem Isolierträger 39 befestigt sind, so daß die Drähte 56 und 58 gespannt sind. Zur Begrenzung der Bewegungsmöglichkeit des Bandhalters 43 nach oben sind an dem äußeren Rahmen 26 zwei in die Bewegungsbahn des oberen Bandhalters 43 hineinragende Anschläge 70 vorgesehen.

Der Metalldraht 58 wird über eine Leitung 80 von einer Gleichspannungsquelle 8l her unter Spannung gesetzt, die über den Schleifer 55 abgegriffen und mittels des Schleifers 54 dem Draht 56 aufgeprägt wird, so daß von diesem eine bestimmte Spannung abgenommen werden kann, deren Wert von der Lage des Schleifers 55 abhängen wird. Diese Spannung wird über einen geeigneten Verstärker 61 der Differenzeinheit I9 zugeführt.

Der Draht 58 ist aus einem Widerstandsmaterial, wie z.B. einer geeigneten Metallegierung hergestellt. Der Verbindungs- oder Abnahme draht 56 kann aus einem gut leitenden Material, wie z.B. einem geeigneten Metall hergestellt werden. Es ist aber auch möglich, daß

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aus demselben Material wie der Draht 58 hergestellt wird, da {der Verstärker 6l eine hohe Eingangsimpedanz aufweist.

Wie insbesondere deutlich aus der Fig. 3 zu ersehen ist, bestehen die Drähte 56 und 58 aus zwei fest umeinander gewundenen Litzen. Auf diese Weise wird noch besser sichergestellt, daß zwischen den prähten und den ihnen zugeordneten Schleifern 54 und 55 ein guter elektrischer Kontakt besteht. Darüber hinaus wird bei Verwendung zweilitziger Drähte ein Festsetzen der Drähte 56 und 58 in den chlitzen vermieden, die sich bei Benutzung der Vorrichtung in den ontaktflächen der Schleifer 54 und 55 ausbilden. In der Tat ist ie Schlitzweite bei der Verwendung von mehrlitzigen Drähten gröJe als die Breite der verwendeten Drähte, während bei der Verwendung eines einlitzigen Drahtes der Schlitz eine Weite aufweist, die dem

rchmesser der verwendeten Drähte entspricht, so daß sehr leicht in Festsetzen erfolgen kann.

'as Anzeigeband 28 besteht aus zwei Abschnitten l8 und 23 (vgl. Fig. 2), die verschieden eingefärbt sind; die Trennlinie 15 zwischen den beiden Abschnitten stellt die Meßmarke für die gemesse-

en Werte dar, die von einer Skala IJ) abgelesen werden können, die auf einer vorzugsweise vertikal angeordneten Platte 14 der Anzeigevorrichtung aufgezeichnet, aufgedruckt oder sonstwie dargestellt ist. Die Platte 14 ist aus einem durchsichtigen Werkstoff hergestellt und auf der Frontseite der Vorrichtung befestigt. Die Frontplatte kann daher leicht ausgetauscht werden, wenn für andere Messungen eine andere Skala erforderlich ist.

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Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:

Das Ausgangssignal des Meßkopfes 21 wird in dem Verstärker 16 in hinreichendem Ausmaße verstärkt und danach dem Phasendetektor 17 _; zugeführt. Die Ausgangsspannung des Phasendetektors 17 wird auf einen Eingang der Differenzeinheit 19 gegeben, auf deren anderen

ι Eingang die dem Draht 56 aufgeprägte Spannung gegeben wird, die wie bereits oben erwähnt - ein Maß für die Lage der Meßmarke 15 be-izüglich der Skala IJ ist. Das Differenzsignal dieser beiden Signale wird über den Verstärker 20 dem Motor 11 zugeführt, der das Anzeigeband 28 bewegt und damit die Meßmarke 15 in geeigneter Richtung in Abhängigkeit von dem Vorzeichen des Ausgangssignals der Differenzeinheit 19 verschiebt. Die Verschiebung erfolgt so lange, wie am Ausgang der Differenzeinheit I9 ein Ausgangssignal ansteht.

Unter diesen Bedingungen bleibt die Meßmarke genau in der Lage stehen, die dem an dem auszumessenden Körper 22 gemessenen Wert entspricht. Da sowohl das von dem Draht 58 über den Schleifer 55 abgenommene Signal als auch das von dem Meßkopf 21 abgegebene Signal linear sind, besteht eine genaue Entsprechung zwischen den beiden Änderungsgesetzmäßigkeiten und damit längs der gesamten Skala eine genaue Entsprechung zwischen der Lage der Meßmarke 15 und dem von dem Meßkopf 21 abgenommenen Meßwert,

Dem Motor 11 wird zusätzlich mittels des Generators Jl ein Wechselsignal mit einem zeitlichen Mittelwert von Null zugeführt, das zu Oszillationen des Rotors des Motors um eine Gleichgewichtslage führt und das Anzeigeband 28 und damit die Meßmarke 15 in der zu erreichenden Lage zur Ruhe kommen läßt, wobei die Oszillationen

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■die Lage des Bandes nicht negativ beeinflussen. Auf diese Weise Werden Reibungsfehler, insbesondere Fehler infolge der Anfangsreijbung vermieden, welche Reibung die Bewegung des Bandes 28 und damit der Meßmarke beeinflussen können derart, daß die Meßmarke be-,züglich der Skala in eine Lage gebracht wird, die nicht dem tatsächlichen Meßergebnis der durchgeführten Messung entspricht. Auf diese Weise wird also die Ansprechgeschwindigkeit und die Präzijsion der Vorrichtung entschieden verbessert.

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Claims

Patentanwälte

Dr. Ing. H. N«g_andanlc

Diel Ing. H. Hand: - Oipl Phys. w. Schmitz

Dipl. Ing. E. G/aalf; - Dipl. l.-.g. VV. Wehnert

8 Münden 2, Mczar^traSe 25

Telefon 5380586

APPARECCHI ELETTRONICI MARPOSS

Via Emilio Zago 8 22. November 1972

40128 Bologna, Italien Anwaltsakte M-2^81

Patentansprüche

1. !Anzeigevorrichtung mit einer längs einer langen Meßskala verschiebbaren Meßmarke für ein Meßgerät, das einen Meßkopf zur Abgabe eines der zu messenden veränderlichen Größe entsprechenden Signals aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine Einrichtung (81,58,50,56,61) zur Abgabe eines von der Lage der Meßmarke (15) abhängigen Signals aufweist, wobei bei Änderung der Meßgröße beide Signale der gleichen Ände rungsgesetzmäßigkeit gehorchen, ein Vergleicher (I9) für den Vergleich der beiden Signale und eine Verschiebungseinrichtung (11,28) für die Meßmarke (15) vorgesehen sind, welch letztere von dem Vergleicher derart ansteuerbar ist, daß bei verschwindendem Ausgangssignal des Vergleichers (19) die Verschiebung der Meßmarke (15) unterbrochen wird.

i2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungseinrichtung (11,28) mit einem Generator (31)

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zur Erzeugung eines Wechselsignals mit Mittelwert Null verbunden ist derart, daß die durch das Wechselsignal hervorgerufenen Oszillationen das Zuruhekommen der Meßmarke (15) in der zu er- ; reichenden Lage begünstigen und Reibungsfehler vermieden werden.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

j die Einrichtung zur Abgabe eines von der Lage der Meßmarke (15)

abhängigen Signals ein von einer Spannungsquelle (8l) mit Spannung beaufschlagtes leitendes Element (58) und Mittel (55,54, 56) zum Abgreifen der Spannung zwischen einem festen Punkt des ; leitenden Elementes und einem von der Lage der Meßmarke (15) ab4 hängigen Punkt des Leiters einschließt.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, da·-·· das von der Lage der Meßmarke (15) abhängige Signal einer line aren Änderungsgesetzmäßigkeit gehorcht.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch j5> dadurch gekennzeichnet, d< das leitende Element ein zweilitziges Kabel (58) ist, wodurch Kontaktberührung und Gleiten der Abgriffsmittel (55) ermöglich werden.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dr der Vergleicher aus einer Differenzeinheit (19) besteht, die au den beiden ihr zugeführten Signalen ein Differenzsignal ableite kann,und daß die Verschiebeeinrichtung £.us einem elektrischen Motor (11) besteht, dem das Differenzsig*al der Differenzein- ; •heit (19) zugeführt ist.

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7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke von der Trennlinie (15) zweier verschieden eingefärbter Abschnitte (l8,23) eines zweifarbigen endlosen Anzeigebandes (28) gebildet wird.

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