DE331845C

DE331845C - Selenium photometer

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Publication number: DE331845C
Application number: DE1919331845D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1919-12-20
Filing date: 1919-12-20
Publication date: 1921-01-15

Description

Selenphotometer. Der praktischen Verwendung des Selens für photometrische Zwecke stellten sich bisher Schwierigkeiten entgegen, die auf der sogenannten Trägheit und den Ermüdungserscheinungen des Selens. beruhten. Außerdem ist die Leitfähigkeit einer Selenzelle nicht allein von dem Grade der jeweiligen Belichtung abhängig, sondern auch von der Dauer und Intensität der voraufgegangenen Lichteinwirkung: Hierbei spielt die Zeit der Verdunkelung, das sogenannte »Ausruhen« der Selenzelle für die Widerstandsabnahme bei der darauffolgenden Belichtung eine große Rolle. Eine Verwendung des Selens als direktes Lichtmeßmittel, etwa in der Weise, daß die Selenzelle in den Stromkreis eines in Lichteinheiten geeichten Galvanometers eingeschaltet werden konnte, kam bisher aus den angegebenen Gründen nicht in Frage. Die bisherigen Versuche zur praktischen Lösung des Selenphotometerproblems beruhten daher fast ausschließlich auf der Benutzung des. Selens als Vergleichsmittel, wobei die Selenzelle abwechselnd dem zu messenden Lichte und einer Lichtquelle von bekannter Stärke ausgesetzt wurde.Selenium photometer. The practical use of selenium for photometric Purposes have hitherto opposed difficulties based on so-called inertia and selenium fatigue. were based. Also is the conductivity of a selenium cell does not depend solely on the degree of exposure, but also on the duration and intensity of the previous exposure to light: This is where the time of darkening, the so-called "resting" of the selenium cell, plays a role plays an important role in the decrease in resistance in the subsequent exposure. A use of selenium as a direct light measuring means, for example in such a way that the Selenium cell switched into the circuit of a galvanometer calibrated in light units was previously out of the question for the reasons given. The previous Attempts to solve the selenium photometer problem in practice were therefore almost based exclusively on the use of the. Selenium as a comparison agent, whereby the selenium cell alternately exposed to the light to be measured and a light source of known strength became.

Nach der Erfindung wird zur Feststellung der Lichtintensität ein Verfahren benutzt, das die oberbezeichneten Nachteile ausschaltet und sich daher zur direkten Messung und Ablesung der Lichtstärke eignet. Das Verfahren besteht darin, daß das zu inesserde Licht in regelmäßigen Zwischenräumen auf- die Selenzelle einwirkt, die Selenzelle also abwechselnd belichtet und verdunkelt wird, und die dadurch hervorgerufenen Widerstands- und Stromschwankungen zur Einwirkung auf ein Galvanometer gebracht werden, das in Lichteinheiten geeicht werden kann. Es ist bekannt, daß bei intermittierender Belichtung des Selens schon i nach wenigen Wechseln die Leitfähigkeiten für Licht und Dunkelheit einen konstanten. Wert annehmen. Die Kurve c der Fig. x zeigt die Stromschwankungen, welche" sich mit einer Selenzelle bei intermittierender Belichtung erzielen lassen. Von den beiden Umhüllungskurven a und b stellt a die maximale Leitfähigkeit bei den aufeinanderfolgenden Belichtungen, und b die zugehörigen Dunkelwerte dar. Man ersieht daraus, daß weder die Ermüdung noch die Trägheit des Selens für die Wechsel-'; stromkomponente eine Rolle spielen. Die beiden Kurven a und b laufen bereits nach fünf Intermittensen völlig parallel.According to the invention, a method is used to determine the light intensity which eliminates the above-mentioned disadvantages and is therefore suitable for direct measurement and reading of the light intensity. The process consists in the fact that the light to be inherited acts on the selenium cell at regular intervals, i.e. the selenium cell is alternately illuminated and darkened, and the resistance and current fluctuations caused by this act on a galvanometer, which can be calibrated in light units . It is known that with intermittent exposure of selenium, the conductivities for light and darkness become constant after only a few changes. Accept value. Curve c in FIG. X shows the current fluctuations which can be achieved with a selenium cell with intermittent exposure. Of the two envelope curves a and b , a represents the maximum conductivity for the successive exposures, and b represents the associated dark values that neither the fatigue nor the inertia of the selenium play a role for the alternating current component. The two curves a and b run completely parallel after five intermittent periods.

Zum Nachweis dieser Wirkung für die Zwecke der Lichtmessung dient nach der Erfindung eine Einrichtung, die darauf beruht, daß die intermittierende Belichtung des Selens durch eine rotierende Lochscheibe (photophonisches Rad) vorgenommen wird, die gleichzeitig den Rotor einer Induktionsmaschine bildet. Wird z. B. der rotierende Zahnkranz einer Wechselstrommaschine als photophonisches Rad benutzt, derart, daß bei j edesmaliger Belichtung der Selenzelle eine Verstärkung oder eine Schwächung der Feldwirkung herbeigeführt wird, so wird der bei verdunkelter Selenzelle sinusförmig verlaufende Wechselstrom bei Belichtung der Selenzelle in der einen Phase verstärkt» oder geschwächt, so daß die dabei auftretende Gleichstromkomponente ein Gleichstrominstrument beeinflussen kann. Hierbei kann dann der Gleichstrom als zuverlässiges Maß für die Stärke der Belichtung benutzt werden.To prove this effect for the purpose of the light measurement is used according to the invention a device which is based on the fact that the intermittent The selenium is exposed through a rotating perforated disc (photophonic wheel) which at the same time forms the rotor of an induction machine. Is z. B. the rotating ring gear of an alternating current machine used as a photophonic wheel, such that with each exposure of the selenium cell a gain or a If the field effect is weakened, then that is the case when the selenium cell is darkened sinusoidal alternating current with exposure of the selenium cell in one Phase amplified »or weakened, so that the direct current component that occurs a direct current instrument can affect. Here can then the direct current can be used as a reliable measure of the strength of the exposure.

Die Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Photometers. Die Feldmagnete x bis 8 einer Wechselstromrnaschine sind mit den Selenzellen g bis 16 und dem Drehspuleninstrument 1g in Reihe geschaltet. Statt die Selenzellen in Reihe zu schalten, können sie auch parallel oder in einer Brückenkombination geschaltet werden, ohne daß an dem Prinzip der Erfindung etwas geändert wird. Rotiert nun der Rotor 17 in der Pfeilrichtung, so wird bei entsprechender Schaltung des Wicklungssinnes der Feldmagneten i bis--8 bei verdunkelten Selenzellen ein sinusförmiger Wechselstrom an den Klemmen 18 des Galvanometers 1g auftreten. Da es sich hierbei um ein Gleichstrominstrument handelt, werden beide Phasen des Wechselstromes sich in ihrer Wirkung auf das Instrument 1g aufheben und der Zeiger nicht ausschlagen. Bei Belichtung der Selenzellen g bis 16 dagegen wird in den mit den Selenzellen in Reihe geschalteten Spulen i bis 8 eine Feldverstärkung immer in denjenigen Zeiten hervorgerufen, in denen die Zähne des Rotors 17 sich den Feldmagneten i bis 8 nähern, weil gerade in dieser Zeit der Zahnkranz über dießelenzellen hinweggleitet und sie der Belichtung aussetzt. Bei Entfernung der Zähne des Kranzes 17 von den Feldmagneten dagegen werden die Selenzellen wieder bedeckt, ihx Widerstand erhöht und das Feld geschwächt.Fig. 2 shows schematically an embodiment of such Photometer. The field magnets x to 8 of an alternating current machine are associated with the selenium cells g to 16 and the moving coil instrument 1g connected in series. Instead of the selenium cells connected in series, they can also be connected in parallel or in a bridge combination be switched without changing anything in the principle of the invention. Rotates now the rotor 17 in the direction of the arrow, then with the appropriate switching of the Winding sense of the field magnets i to - 8 with darkened selenium cells a sinusoidal one Alternating current appear at the terminals 18 of the galvanometer 1g. Since this is When it comes to a direct current instrument, both phases of the alternating current are mutually exclusive cancel out in their effect on the instrument 1g and the pointer does not deflect. When the selenium cells g to 16 are exposed, on the other hand, in those with the selenium cells In series connected coils i to 8 a field strengthening always in those times caused, in which the teeth of the rotor 17 approach the field magnets i to 8, because it is precisely at this time that the ring of teeth slides over these cells and they exposed to exposure. When removing the teeth of the ring 17 from the field magnets on the other hand, the selenium cells are covered again, their resistance is increased and the field weakened.

Man .erkennt daraus, daß bei dauernd verdunkelten Selenzellen der Strom sinusförmig verläuft, daß dagegen bei Belichtung der Zellen die eine Phase des Wechselstromes verstärkt und die andere-geschwücht wird. Die sich daraus ergebende Gleichstromkomponente tritt um so stärker hervor, je stärker die Belichtung der Selenzellen ist. Da die Wirkung bei konstanter, vorher eingestellter Umdrehungszahl des Rotors 17 gemäß der Kurve Fig. i konstant ist und bei Verdunkelung der Selenzellen sofort verschwindet, -kann das Instrument 1g in Lichteinheften geeicht werden. Es empfiehlt sich zur Vermeidung störender Wirkungen des Wechselstromes, dem Drehspuleninstrument 1g parallel zu seinen Klemmen 18 einen Kondensator vor- j zuschalten.It can be seen from this that in the case of permanently darkened selenium cells The current is sinusoidal, but one phase when the cells are exposed the alternating current is amplified and the other is weakened. The resulting The stronger the exposure of the, the more pronounced the direct current component Selenium cells is. Because the effect at a constant, previously set number of revolutions of the rotor 17 according to the curve Fig. i is constant and when the selenium cells are darkened disappears immediately, the instrument 1g can be calibrated in light attachments. It The moving coil instrument is recommended to avoid the disturbing effects of the alternating current 1g connect a capacitor upstream in parallel to its terminals 18.

Um trotz Ungleichheiten in dem Widerstande I und in der Empfindlichkeit der Selenzellen immer gleiche Ableseskalen für-das Instrument I 1g benutzen und spätere Korrekturen vornehmen Zu können, werden die Selenzellen zweckmäßig mit einer einstellbaren Blende versehen, die .es gestattet, einen. mehr oderweniger großen Teil der lichtempfindlichen Fläche für die -intermittierende Belichtung freizugeben. Bei der großen Empfindlichkeit der Drehspulinstrurnente genügen ein oder zwei Feldmagnete, auf die ein Rotor mit beliebig hoher Zähnezahl induziert und eine einzige Selenzelle. Gegebenenfalls kann man auch aus einer einzigen größeren Selenzelle einen Kranz von Einzelzellen dadurch herstellen, daß man die Selenzelle mit einer Blende bedeckt, die eine Anzahl Löcher besitzt.To despite inequalities in the resistance I and in the sensitivity of the selenium cells always use the same reading scales for the instrument I 1g and To be able to make later corrections, the selenium cells are expediently with a adjustable aperture, which. It allows a. more or less large To release part of the photosensitive surface for the intermittent exposure. Given the high sensitivity of the moving coil turntables, one or two field magnets are sufficient, on which a rotor with any number of teeth and a single selenium cell is induced. If necessary, a single larger selenium cell can be used to make a wreath of single cells by covering the selenium cell with a cover, which has a number of holes.

Der Rotor wird zweckmäßig durch ein mit konstanter Geschwindigkeit laufendes, durch einen Druckknopf auszulösendes Uhrwerk in Betrieb gesetzt. Da die Antriebskraft bei den kleinen hierbei in Betracht kommenden Strömen nur gering ist, genügt ein Uhrwerk in der Größe einer Taschenuhr. Die Einrichtung kann so getroffen werden, daß das kleine Drehspul= instrument 1g über dem Rotor angeordnet und das Photometer als Tascheninstrument nach Art einer Stoppuhr ausgebildet wird. Ein derartiges Instrument eignet 'sich insbesondere auch für Photographen zur Feststellung der Expositionszeit. -Selbstverständlich kann man auch die Wicklungen 1 bis 8 und die Stellung der Rotorzähne zu den Feldmagneten so anordnen, daß bei verdunkelten Selenzellen sich die Spannungen' aufheben, also kein Strom Erzeugt wird. Findet dann eine Belichtung der passend angeordneten Selenzellen statt, so wird ein Strom erzeugt, dessen Stärke von der Belichtung abhängig ist.The rotor is expediently driven by a constant speed running clockwork activated by a push button. Since the The driving force for the small currents in question is only small, A clockwork the size of a pocket watch is sufficient. The establishment can be made like this that the small moving coil instrument 1g is placed above the rotor and that Photometer is designed as a pocket instrument like a stopwatch. Such a thing Instrument is particularly suitable for photographers to determine the Exposure time. -Of course you can also use the windings 1 to 8 and the Arrange the position of the rotor teeth in relation to the field magnets so that the selenium cells are darkened the tensions' cancel each other out, i.e. no electricity is generated. Then find an exposure the suitably arranged selenium cells take place, a current is generated, its strength depends on the exposure.

Die Bewegung kann statt rotierend auch oszillierend sein, so daß unter Umständen ein Selbätunterbrecher verwendet werden kann.Instead of rotating, the movement can also be oscillating, so that under An automatic breaker can be used under certain circumstances.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Selenium photometer with intermittent selenium exposure, characterized by a rotating or oscillating diaphragm through which the The light to be measured is interrupted, which is also inevitable and synchronous the alternating current impulses caused by the emitting selenium exposure rectified or deformed so that: the exposure currents a direct current instrument can influence.

2. Device on the photometer according to claim r, characterized in that -that the intermittent exposure of the selenium takes place in certain time intervals, which are determined by coupling the selenium cell to a rotating power generator.

3. Photometer according to claim i and 2, characterized by the rotor of an induction machine, through which the intermittent exposure of selenium - takes place. q ..

Photometer -nacli Claim r to 3; characterized in that the selenium cell with the field magnets an alternating machine and a measuring instrument are connected in series.

5. Photometer according to claim =, characterized in that two or more selenium cells so 'are arranged that by their exposure the field effect of one pole of the Alternating current machine weakened; while. at the same time the. Field effect of the other Poles is increased.

6. Photometer according to claim i, characterized by a plurality Aperture containing openings that covers a selenium cell and thereby a multiple selenium cell generated.

7. Photometer according to claim i, characterized in that the measuring instrument, the alternating current machine and the drive motor are combined in a single housing are. B. photometer according to claim i, characterized in that parallel to the A capacitor is connected to the measuring instrument.