DE544782C

DE544782C - Vorrichtung zur Sichtbarmachung und Messung kleiner Verschiebungen eines Lichtfleckes, der sich auf dem die beiden Loetstellen eines Differentialthermoelementes verbindenden Thermodraht entlang bewegt und dadurch AEnderungen der elektromotorischen Kraefte der zwei gegeneinandergepolten Loetstellen bewirkt

Info

Publication number: DE544782C
Application number: DES87665D
Authority: DE
Original assignee: DR RUDOLF SEWIG
Current assignee: DR RUDOLF SEWIG
Priority date: 1928-09-29
Filing date: 1928-09-29
Publication date: 1932-02-22

Description

Vorrichtung zur Sichtbarmachung und Messung kleiner Verschiebungen eines Lichtfleckes, der sich auf dem die beiden Lötstellen eines Differentialthermoelementes verbindenden Thermodraht entlang bewegt und dadurch Änderungen der elektromotorischen Kräfte der zwei gegeneinandergepolten Lötstellen bewirkt Beim Arbeiten mit physikalischen und technischen Meßinstrumenten (Galvanometer, Ausdehnungsapparate usw.) wird es oft nötig, kleine Ablenkungen, Drehungen -eines Spiegels u. dgl., genau zu messen oder wenigstens sichtbar zu machen. Bei einfachen Apparaten geschieht dies durch Fernrohrbeobachtung oder Projektion eines Lichtstrahls über den Spiegel des Instrumentes auf eine Skala. Die rein optische Multiplikation solcher Spiegelausschläge findet in der Güte der Optik eine Grenze. Von M o 11 ist eine Anordnung angegeben worden, bei welcher das Problem auf eine ganz andere Art gelöst ist.
M o 1 1 projiziert das Bild einer Lichtquelle, an dessen optische Beschaffenheit ganz geringe Ansprüche gestellt werden, auf ein aus zwei Metallen nach dem Schema A-B-A auf' gebautes Differentialthermoelement in der Weise, daß in der Nullage das Bild der Lichtquelle in die Mitte von B fällt, also beide Lötstellen gleich stark erwärmt werden, und die resultierende Thermo-EMK gleich Null ist. Geringe Wanderungen des Lichtfleckes nach der einen oder anderen Seite verursachen dagegen ungleichmäßige Erwärmung der Lötstellen und eine daraus resultierende Thermo-EMK nach der einen oder anderen Richtung, die mit einem geeigneten Galvanometer (Sekundärgalvanometer) angezeigt bzw. gemessen werden kann.
Man hat schon früher gelegentlich mit Erfolg Thermoelemente und Galvanometer zu einem einzigen Apparat vereinigt, um dadurch einen möglichst guten Wirkungsgrad zu erreichen. Eine derartige Lösung stellt das Mikroradiometer dar, welches erstmalig von B ö y s angegeben und später von R u b e n s u. a. verbessert wurde. Das Mikroradiometer besteht aus einer Drehspule, ähnlich derjenigen eines Spiegelgalvanometers, in deren geschlossenen Stromkreis an einer Stelle ein mechanisch fest mit der Drehspule verbundenes Thermoelement eingefügt ist. Das Thermoelement wird bei den Mikroradiometern, die zur Messung von Strahlungsintensitäten dienen und rein äußerlich eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Relaisgalvanometer gemäß vorliegender Erfindung aufweisen, so angeordnet, daß nur die eine (warme) Lötstelle der einfallenden Strahlung ausgesetzt wird, die andere (kalte) Lötstelle von der einfallenden Strahlung nicht getroffen werden kann.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sichtbarmachen und Messen kleiner Verschiebungen eines Lichtfleckes, der sich auf dem die beiden Lötstellen eines Differentialthermoelementes verbindenden Thermodraht entlang bewegt und dadurch Änderungen der elektromotorischen Kräfte der zwei gegeneinandergepolten Lötstellen bewirkt, und bei der erfindungsgemäß das Differentialthermoelement mit der Drehspule des den Thermostrom anzeigenden Galvanometers elektrisch und mechanisch zu einem einzigen System zusammengebaut ist. Eine Anordnung dieser Art ist in der Abbildung dargestellt und soll im folgenden der Kürze halber als Relaisgalvanometer bezeichnet werden. Sie besteht aus dem Differentialthermoelement, dessen äußere Enden über eine mit dem Element fest verbundene Spule aus einer oder mehreren Windungen Draht geschlossen sind. Die Spule ist drehbar gelagert oder aufgehängt im Felde eines kräftigen permanenten oder Elektromagneten, dessen Kraftlinien zweckmäßig in üblicher Weise durch einen der Drehspule koaxialen Eisenkern in radiale Richtung geleitet werden. Ein in dieser Weise gebautes Relaisgalvanometer bietet gegenüber bekannten Anordnungen den Vorteil, daß zur Anzeige kleiner Bewegungen eines Lichtzeigers nur ein kleiner und relativ einfacher Apparat nötig ist und keine elektrischen Verbindungen zwischen Thermoelement und Galvanometer (Sekundärinstrument), welche durch vagabundierende Thermokräfte an den Klemmen oder Verbindungen von Drähten oder infolge von Inhomogenitäten der Drähte leicht Ursache von Nullpunktswanderungen und -schwankungen werden, erforderlich sind. Die Empfindlichkeit des Apparates kann durch zweckmäßige Bemessung des elektrischen Widerstandes der Schleife und des Thermoelementes, ferner der Dämpfung, des Trägheitsmomentes und der Direktionskraft des Gehänges oder der Feder so gesteigert werden, daß sich eine optimale Ausnutzung der auf das Thermoelement * auffallenden Lichtenergie und eine schnelle aperiodische Einstellung ergibt. Man kann insbesondere so erreichen, daß die durch die Wärmeträgheit des Thermoelementes bedingte Einstellzeit durch die Einschwingung des Systems nicht wesentlich erhöht wird.
Man kann das System eines Relaisgalvanometers in Spitzen lagern oder an einem Faden am oberen' Ende aufhängen, wie es beispielsweise in der Figur angedeutet ist, oder auch zwischen zwei Drähten oder Fäden aufhängen, die parallel in geringem Abstand oder der eine in der Verlängerung des anderen verlaufen. Die Ablenkung kann durch mechanische oder Lichtzeiger gemessen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Sichtbarmachung und Messung kleiner Verschiebungen eines Lichtfleckes, der sich auf dem die beiden Lötstellen eines Differentialthermoelementes verbindenden Thermodraht entlang bewegt und dadurch Änderungen der elektromotorischen Kräfte der zwei gegeneinandergepolten- Lötstellen bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialthermoelement mit der Drehspule des den Thermostrom anzeigenden Galvanometers elektrisch und mechanisch zu einem einzigen System zusammengebaut ist.
2.VorrichtungnachAnspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Schwingungsdauer des Systems im Magnetfeld klein ist gegen die thermische Einstellzeit des Thermoelementes.
3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte des Differentialthermoelementes in die Drehachse des Systems fällt.
4. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehspule aus dem Draht oder Band eines Metalls gewickelt ist, welches gleichzeitig die beiden äußeren Schenkel des Thermoelementes bildet.