DE3234883A1

DE3234883A1 - Linienschreiber

Info

Publication number: DE3234883A1
Application number: DE19823234883
Authority: DE
Inventors: Gerd Ing.(grad.) 5450 Neuwied Müller
Original assignee: LEHRMITTELBAU PROF DR MAEY GMB
Current assignee: LEHRMITTELBAU PROF DR MAEY GMB
Priority date: 1982-09-21
Filing date: 1982-09-21
Publication date: 1984-03-22

Description

Linienschre iber
e Die Erfindung bezieht sich auf einen Linienschreiber für die Aufzeichnung elektrischer Größen.
Linienschreiber, insbesondere Einkanal-Linienschreiber, sind in vielfachen Ausführungsformen bekannt. Üblicherweise sind sie relativ groß und schwer, werden mit 220 V, also mit Netzspannung, betrieben und weisen eine Vielzahl von Bedienungselementen auf. Diese Eigenschaften machen handelsübliche Schreiber ungeeignet für die Verwendung im Unterricht oder in Vorlesungen, z. B. im Diologieunterricht, da sie ein übersichtliches, fehlerfreies und schnelles, also didaktisch einwandfreies Arbeiten erschweren Außerdem erlauben die Sicherheitsbestimmungen im Unterricht nicht, daß Schüler mit derartigen Geräten experimentieren, wenn sie z. B. selbst humanphysiologische Größen aufnehmen und aufzeichen wollen.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen einfach bedienbaren und gefahrlosen Linienschreiber mit geringen Ausmaßen und hoher Schreibfrequenz zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Linienschreiber zur Umsetzung der elektrischen Eingangssignale in die mechanische Aus lenkung des Schreibkopfes mit einem Drehservo ausgerüstet ist.
Drehservos sind aus dem Fernsteuerungsmodellbau bekannt.
Sie sind z. B. in Flugmodelle eingebaut und dienen der Umsetzung drahtlos empfangener Signale in eine mechanische Aus lenkung von Steuerungsflächen. Üblicherweise arbeiten derartige Servos nach dem Prinzip der Pulsbreiten-Modulation, d. h., die Eingangssignale werden auf Impulse mit fester Frequenz und - je nach Größe des Eingangssignals -unterschiedlicher Breite moduliert.
Die Vorteile der Verwendung eines derartigen Drehservos in einem Linienschreiber liegen insbesondere darin, daß der Schreiber robust, leicht und ausreichend schnell (z. B. 5 Hz) ist. Außerdem arbeiten diese Servos mit sehr geringen Leistungen, so daß ohne weiteres ein Batteriebetrieb möglich ist. -Bei einem Linienschreiber nach der Erfindung, der mit einem nach dem Prinzip der Pulsbreiten-Modulation arbeitenden Servo ausgerüstet ist, ist deshalb lediglich erforderlich, dem Servo eine Zusatzelektronik zuzuordnen, mit der die Umsetzung der Eingangs signale in Pulse mit fester Frequenz und dem Eingangssignal entsprechender Breite umgesetzt werden. Eine solche Elektronik ist wenig aufwendig und kann z. B. im Schreiber-Gehäuse selbst untergebracht werden. Zweckmäßigerweise beinhaltet diese Zusatzelektronik noch eine elektronische Wegbegrenzung (bzw. Drehwinkelbegrenzung) und eine Nullpunkteinstellung.
Nachteilig an der Verwendung eines Drehservos ist, daß die Spitze des auslenkbaren Stiftes einen Kreisbogen beschreibt.
Das hat zur Folge, daß die Aufzeichnung der Meßwerte verzerrt erfolgt, wenn die Spitze des Stiftes mit einem Schreiber ausgerüstet wird. Diese Verzerrung kann klein gehalten werden, wenn der auslenkbare Stift relativ lang gewählt wird, also nur ein kleiner Winkelbereich des gesamten Drehwinkels ausgenutzt wird.
Eine andere Möglichkeit der Vermeidung verzerrter Aufzeichnungen besteht darin, den erfindungsgemäßen Linienschreiber als Thermo- oder Druckschreiber auszubilden, bei dem die Spitze des auslenkbaren Stiftes des Servos als Thermo- oder Druckschreibkopf ausgebildet ist und bei dem das zugehörige Thermo- oder druckempfindliche Papier über eine gerade Kante geführt ist, die etwa senkrecht zum auslenkbaren Stift angeordnet ist und in deren Bereich der Schreibkopf das Papier berührt. Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Linienschreiber treten Verzerrungen der Aufzeichnungen nicht mehr auf. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn z. B. EKG-Signale aufzuzeichnen sind, bei denen aus der Kurvenform der aufgezeichneten Signale auf physiologische Besonderheiten geschlossen wird.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert werden.
Fig. 1 zeigt prinzipiell den Aufbau eines Linienschreibers nach der Erfindung. Er umfaßt den handelsüblichen Drehservo 1 und die Zusatzelektronik 2. Die aufzuzeichnenden Gleichspannungssignale werden dem Eingang 3 der Zusatzelektronik 2 zugeführt und einer Impulsfolge mit fester Frequenz und unterschiedlicher Breite aufmoduliert. Mit diesen Signalen wird über die Leitung 4 der Servo 1 angesteuert. In dem Servo 1 erfolgt in Abhängigkeit vorzugsweise direkt proportional von der Größe des Eingangssignals 3 eine Auslenkung des Stiftes 4 um die Achse 5. Die Spitze des Stiftes 4 ist als Thermoschreibkopf 6 ausgebildet, und zwar derart, daß sich die beheizte Kante 7 des Thermokopfes 6 über einen längeren Bereich erstreckt.
Unterhalb des Schreibkopfes 6 befindet sich das Thermopapier 8, das im Bereich des Schreibkopfes 6 über eine lineare Kante 9 geführt ist. Die Länge der beheizten Kante 7 des Schreibkopfes 6 ist so gewählt, daß sichergestellt ist, daß bei jeder Auslenkung des Stiftes 4 eine Berührung der Kante 7 mit dem Thermopapier 8 gegeben ist.
Prinzipiell ähnliche Ausführungen gelten, wenn der Schreibkopf als Druckschreiber und das Registrierpapier als druckempfindliches Papier ausgelegt sind.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf den Drehservo 1 und die Kante 9.Gestrichelt und mit 11 bezeichnet ist der Kreisbogen, den die Spitze des Stiftes 4 bei einer Auslenkung beschreibt. Da jedoch die Aufzeichnung nur im Bereich der Kante 9 erfolgt, treten Verzerrungen der Aufzeichnungen nicht mehr auf.
Neben den in Fig. 1 dargestellten Elementen muß der Schreiber u. a. noch mit einer Stromversorgung, z. B. einer Batterie, und einem Gleichstrommotor mit Getriebe oder Schrittmotor zum (vorzugsweise schnellen) Transport des Papiers 8 ausgerüstet sein. Alle diese Elemente können jedoch so klein und leicht gehalten werden, daß ein kompletter Schreiber 12, so wie er in Fig. 3 dargestellt ist, weniger als 500 g wiegt. Er kann netzunabhängig betrieben werden, so daß er für die Schüler keine Gefahr darstellt.
Auch die Verwendung des Schreibers im Sportunterricht oder in Feldversuchen in Verbund mit anderen Meßgeräten ist wegen seiner Robustheit möglich.
Das- in Fig. 3 dargestellte Gerät hat lediglich zwei Bedienungsknöpfe 13 und 14, die der Einstellung des Nullpunktes bzw. dem Start und Stop des Gerätes dienen.
Dadurch ergibt sich ein äußerst geringer Bedienungsaufwand ohne die Gefahr von Fehlbedienungen.
Infolge der kleinen und leichten Bauweise besteht die Möglichkeit, den Schreiber als Ganzes auf oder an-andere Geräte auf- bzw. anzustecken. Dazu ist zweckmäßigerweise die Unterseite des Schreibers 12 mit einer nicht sichtbaren Steckvorrichtung ausgerüstet. Diese dient dann sowohl der Halterung des Gerätes selbst als auch der Zuführung des Meßsignals.

Claims

Linienschreiber ANSPRÜCHE 1. Linienschreiber für die Aufzeichnung elektrischer Größen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß er zur Umsetzung der elektrischen Eingangs signale in die mechanische Auslenkung eines Schreibkopfes (6) mit einem Drehservo (1) ausgerüstet ist.
2. Linienschreiber nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Servo (1) eine Zusatzelektronik (2) zur Umsetzung der Eingangssignale nach dem Prinzip der Pulsbreiten-Modulation zugeordnet ist
3. Linienschreiber nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zusatzelektronik (2) eine elektronische Wegbegrenzung (bzw. Drehwinkelbegrenzung) und eine Nullpunkteinstellung umfaßt.
4. Linienschreiber nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er als Thermo- oder als Druckschreiber ausgebildet ist.
5. Linienschreiber nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das wärmeempfindliche oder druckempfindliche Papier (8) im Bereich des Schreibkopfes (6) über eine gerade Kante (9) geführt ist.
6. Linienschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er batteriebetrieben ist.
7 Linienschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß seine Unterseite mit einer Steckvorrichtung für die mechanische Halterung des Gerätes (12) und/oder für die Zuführung der Meßsignale ausgerüstet ist.