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Oszillograph Die bisher bekannten Oszillographen sind grundsätzlich
in der Weise aufgebaut, daß das Licht einer feststehenden Lichtquelle durch eine
Sammellinse und einen dahinter angebrachten Spalt in Form eines Lichtbandes auf
den Spiegel einer ebenfalls feststehenden Meßschleife fällt, der es durch eine zwecks
punktförmiger Zusammenziehung zwischengeschaltete Zylinderlinse auf einen umlaufenden
lichtempfindlichen Film wirft. Der Film ist im allgemeinen über eine Trommel gespannt
und in einer lichtdichten Kassette untergebracht. Damit bei mehrfachem Umlauf der
Trommel die Kurve auf dem Film sich nicht überschreibt, sondern als fortlaufender
Kurvenzug in Form einer Spirale erhalten wird, kann die Meßschleife oder das Galvanometersystem,
an welchem der Spiegel befestigt ist, um eine senkrecht zur Drehachse der Filmtrommel
liegende Achse schwenkbar sein, oder es kann zur Erzielung desselben Zweckes zwischen
der feststehenden Meßschleife und der umlaufenden Filmtrommel eine schwenkbare Optik
angeordnet sein, die den oszillierenden Lichtstrahl in Richtung der Mantellinie
der Trommel gleichmäßig dreht, so daß das auf dem Film aufgezeichnete - Oszillogramm
auseinandergezogen erscheint. Diese bekannten Anordnungen haben für viele Verwendungszwecke,
insbesondere wenn es sich um schnelle Auswertung der Ergebnisse handelt und wenn
große Filmgeschwindigkeiten erforderlich sind, manche Nachteile. Für ein schnelles
Arbeiten ist vor allem das häufige Auswechseln der Kassette hinderlich, .da dieses
ein größeres Bedienungspersonal erfordert, während andererseits bei höherer Trommelgeschwindigkeit
der Film nicht mehr glatt auf.der Trommel aufliegt und dadurch die Meßergebnisse
gefälscht werden.
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Die genannten Nachteile lassen sich dadurch vermeiden, daß die Trommel,
über welche der Film oder das Filmband gespannt ist, feststehend angeordnet wird,
wie dies für Funkenchronographen zur Bestimmung von Geschoßgeschwindigkeiten bereits
vorgeschlagen worden ist. Hierbei läßt man das Licht der beim Durchschießen von
Gittern ausgelösten Induktionsfunken auf einen innerhalb einer feststehenden Filmtrommel
umlaufenden Spiegel fallen, so daß die kurz nacheinander ausgelösten Funken an verschiedenen
Stellen des Filmbandes abgebildet werden und aus der Lage dieser Lichtpunkte zueinander
die Geschoßgeschwindigkeit ermittelt werden kann. Bei dieser einfachen Registriervorrichtung
handelt es sich lediglich darum, die Funken in Abhängigkeit von der Zeit auf das
Filmband aufzutragen.
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Erfindungsgemäß ist nun in ähnlicher Art bei Oszillographen mit von
einem Wechselfeld beeinflußten Meßschleifen die Optik allein oder zusammen mit den
Meßschleifen umlaufend innerhalb einer feststehenden, das Filmband tragenden Trommel
derart angeordnet, daß die Lichtstrahlen, die infolge der Schwingungen des Meßschleifenspiegels
in
Richtung der Mantellinie der Trommel schwingen, gleichzeilig
innerhalb der Trommel umlaufen. Die Antriebswelle für die Optik ist hierbei in den
Seitenwänden der feststehenden Filmtrommel drehbar gelagert. Durch die feststehende
Anordnung der Filmtrommel ergibt sich der Vorteil, daß nach beendeter Aufnahme der
Film sofort ausgewechselt werden kann, ohne daß eine Stillsetzung des Oszillographen
erforderlich wird, was stets einen Zeitverlust bedeuten würde. Die Auswechslung
des Films kann einmal in der Weise erfolgen, daß über die feststehende Trommel nach
beendeter Aufnahme j edesmal ein neuer Filmstreifen gelegt wird, der infolge des
größeren Umfanges der die umlaufende Optik umschließenden Trommel eine größere Länge
besitzt, so daß die Stoßstellen der aneinander zu setzenden Filme vermindert werden
und auf diese Weise zeitraubende Arbeit für die Auswertung der Filme gespart wird.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Oszillographen in bezug auf die Auswechslung
des Films besteht andererseits darin, den Film in an sich bekannter Weise von einer
Vorratsrolle her abzunehmen, von wo aus er über die Führungstrommel geführt ist,
um ihn dann in eine Kassette oder unmittelbar in den Entwicklungsapparat zu leiten.
Die Fortschaltung des Films geschieht hierbei in der Weise, daß nach j edesmaliger
Aufnahme die Filmtrommel um eine Umdrehung weitergeschaltet wird, worauf der Film
durch eine besondere Vorrichtung festgeklemmt werden kann.
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Gemäß weiterer Erfindung ist die Antriebswelle für die umlaufende
Optik als Hohlwelle ausgebildet, so daß durch sie das Licht einer in Richtung ihrer
Längsachse angebrachten Lichtquelle einfallen kann und hier nach Umlenkung auf die
Spiegel der Meßschleifen trifft, die ebenfalls innerhalb oder dicht neben der Hohlwelle
angeordnet sein können.
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Statt die Meßschleifen mit der Optik umlaufen zu lassen, können diese
feststehend angeordnet sein, was gegebenenfalls bei Raummangel erforderlich werden
kann. Es ist jedoch dann erforderlich, vor dem umlaufenden Teil der Optik ein mit
halber Geschwindigkeit umlaufendes Reversionsprisma anzubringen, das den von den
Spiegeln der Meßschleifen reflektierten und hin und her schwingenden Strahl entsprechend
der Winkelverschiebung zwischen der umlaufenden Optik und den Meßschleifen nachdreht.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in folgendem an Hand der Zeichnungen näher
beschrieben.
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Die Zeichnungen veranschaulichen den neuen Oszillographen, an mehreren
Ausführungsbeispielen.
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Abb. i zeigt die beispielsweise Anordnung der Oszillographenteile
in schematischer Darstellung; Abb. 2 ist ein OOuerschnitt durch den Oszillographen
in Richtung der Trommelachse; Abb. 3 stellt einen Querschnitt durch einen Oszillographen
dar, bei dem die lvIeßschleifen innerhalb der hohlen Antriebswelle untergebracht
sind; Abb. q. zeigt eine andere Ausführungsform für einen Oszillographen, bei dem
die Meßschleifen feststehend gegenüber der umlaufenden Optik angeordnet sind.
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Gemäß Abb. i sitzt auf einer umlaufenden Welle i ein Gehäuse 2, das
an einem seitlichen Anbau 3 das Magnetsystem mit den Meßschleifen trägt. Am gegenüberliegenden
Ende des Gehäuses 2 ist in der Austrittsöffnung für die Lichtstrahlen eine Zylinderlinse
q. angebracht, die das von dem Spiegel der Meßschleife reflektierte schmale Lichtband
zu einem Punkt zusammenzieht und auf den Film 5 von innen her' abbildet. Um das
Licht von den Meßschleifen auf die Zylinderlinse gelangen zu lassen, muß die Antriebswelle
i durchbrochen sein, oder die Antriebswelle darf nicht durch das Gehäuse 2 vollständig
hindurchgeführt werden, so daß es selbst die Drehbewegung auf das der Antriebsseite
gegenüberliegende Ende der Welle überträgt. Der Film 5 ist über eine Trommel 6 gespannt,
die in einem lichtdichten Gehäuse 7 untergebracht ist. Der Film wird einer Vorratsrolle
8 entnommen und ist über Führungsrollen 9 an die. Filmtrommel und von dieser über
weitere Führungsrollen io zu einer Kassette i i geführt, in der er auf einer Trommel
12 aufgewickelt wird. Die Befestigung des Films auf der Trommel 6 erfolgt durch
Klemmbacken 13, durch die der Film bei seiner Befestigung gleichzeitig einen Knick
oder sonstige Einprägungen erhält, so da8 dadurch jede einzelne Aufnahme gekennzeichnet
ist. Statt der Kassette i i kann hier auch eine Entwicklungseinrichtung angeordnet
sein, die nach Art bekannter Entwickler von Photographieautomaten ausgebildet ist,
so daß die Entwicklung vollkommen selbsttätig stattfindet.
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Die Aufnahme von Öszillogrammen erfolgt in der Weise,-daß nach Befestigung
des Films auf der Trommel 6 die Backen 13 festgespannt werden und darauf die Optik
über die Antriebswelle i in Umlauf gesetzt wird. Da die Umlaufgeschwindigkeit der
Optik verhältnismäßig groß gewählt werden kann, so ist die Aufnahmezeit sehr gering.
Zweckmäßig ist es, die Umlaufgeschwindigkeit nicht größer als 5o m/s zu wählen,
da schon bei schnellstschwingenden Schleifen die Eigenperiode 5 mm beträgt, so daß
beispielsweise bei Aufnahme von Schaltvorgängen der wahre
Verlauf
der Ein- oder Ausschaltstromkurven nicht mehr erkannt werden kann. Nach beendeter
Aufnahme werden die Klemmbacken 13 wieder gelöst und die Filmtrommel so weit herumgedreht,
daß ein unbelichteter Filmstreifen auf .der Trommel liegt. Die Auswechslung des
Films kann selbsttätig erfolgen, wobei gleichzeitig die Entwicklungseinrichtung
in Betrieb gesetzt werden kann. Die Klemmbacken können hierauf wieder angezogen
werden, wobei sie gleichzeitig den Film mit einem Knick oder einer Prägung versehen,
und eine weitere Aufnahme kann beginnen. Da während der Aufnahme die Filmtrommel
vollkommen stillsteht, so fällt das bisher umständliche und zeitraubende Stillsetzen
derFilmtrommel fort, und dieAufnahmen können in kürzester Zeit aufeinanderfolgen.
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Ein Ausführungsbeispiel für die Ausbildung der umlaufenden Optik zeigt
Abb. 2, in der das die Optik enthaltende Gehäuse im Querschnitt dargestellt ist.
Der Antrieb der Welle i erfolgt durch einen Motor 14, der seitlich und zweckmäßig
außerhalb des lichtdichten Gehäuses 7 angebracht ist. Ihm gegeniiber auf der anderen
Seite des Gehäuses und in Verlängerung der Antriebsachse befindet sich die Lichtquelle
15, deren Licht durch eine Sammellinse 16 auf einen Linsenkörper 17 geworfen wird,
der aus einer der Zahl der vorhandenen Meßschleifen entsprechenden Anzahl von Einzellinsen
i8 besteht, zwischen denen sich Blendstreifen 19 befinden. Der Linsenkörper 17 ist
in der Eingangsöffnung der Hohlwelle i untergebracht. Von ihm aus gelangen die einzelnen
Lichtbänder auf ebenfalls in der Hohlwelle untergebrachte kleine Spiegei 2o, die
sie auf die Spiegel 21 der Meßschleifen 23 werfen. Die Meßschleifensysteme 23 befinden
sich seitlich von der Welle im Gehäuseteil 3 und sind gegenüber Öffnungen 2.a. der
Hohlwelle i angeordnet, so daß durch diese sowie entsprechende weitere Öffnungen
25 hindurch der als Lichtzeiger 26 dienende Lichtstrahl auf die Zylinderlinse fallen
kann. Die Zylinderlinse zieht die Lichtbänder zu Punkten zusammen, so daß ihre durch
die Meßschleifen hervorgerufene Bewegung als oszillierende Linie auf dem Films abgebildet
wird.
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Die Führungstrommel 6 für den Filmstreifen ist auf einer Nabe 27 befestigt,
in der mittels Kugellager 28 und 29 die Welle i umläuft. An der Motorseite der Welle
i sind Stromabnehmer 3o angebracht, die den Meßstrom den Meßschleifen zuführen.
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Bei der Ausführung des Oszillographen gemäß Abb. 3 sind die Meßschleifen
23 innerhalb der Hohlwelle i untergebracht. Um die Lichtstrahlen von den Linsenkörpern
18 aus zu den Spiegeln der Meßschleifen gelangen zu lassen, ist in die Hohlwelle
ein unter 45° geneigter Spiegel 3r eingesetzt, von dem aus die Lichtstrahlen auf
Spiegel 32 und von hier aus durch öffnungen 33 durch die Wand des Gehäuses 2 hindurch
auf weitere feststehende Spiegel 34 fallen, die dann ihrerseits den Lichtstrahl
auf die Spiegel der Meßschleifen durch die Öffnungen 25 der Hohlwelle hindürchgelangen
lassen.
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Um eine einwandfreie Belichtung des Films über einen bestimmten Zeitraum
zu erhalten, ist es zweckmäßig, den Film nicht einfach von einer beliebigen Zeiteinrichtung,
die einen Verschluß betätigt, abhängig zu machen, sondern den Verschluß in Abhängigkeit
von der Umdrehung der optischen Einrichtung zu öft-`nen und zu schließen. Dies kann
auf elektrischem Wege durch Schließen bzw. Öffnen eines Relais geschehen oder auf
mechanischem Wege, indem gleichzeitig von der Welle i aus mittels Riemenübertragung
ein Regler für die Belichtungszeit angetrieben wird, der von sich aus den vor der
Linse 16 oder dem Linsenkörper 17 angebrachten Verschluß öffnet und schließt. Gleichzeitig
kann auch der Antrieb vom Motor aus mittels Riemenübertragung auf die Welle i vorgenommen
werden.
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Eine Vereinfachung in bezug auf die Optik kann dadurch erzielt werden,
daß man die feststehende Linse 16 fortläßt und das Licht der Bogenlampe unmittelbar
auf den Blendenkörper 17 fallen läßt. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, die Bogenlampe
näher an das Gerät heranzubringen und außerdem den Linsenkörper 17 so weit von den
Umlenkspiegeln 2o bzw. 34 entfernt anzubringen, daß auch hierbei eine scharfe Abbildung
der Lichtbänder stattfindet.
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In Abb. q. ist ein Oszillograph mit feststehend angeordneten Meßschleifen
schematisch dargestellt. Um hierbei ein quer zur Bewegungsrichtung der aufzeichnenden
Optik erfolgendes Schwingen der Lichtzeiger 26 zu erhalten, ist es notwendig, zwischen
die Meßschleifen und den mitumlaufenden Umlenkspiegel 35 ein Reversionsprisma 36
einzuschalten. Das Licht fällt hierbei ebenfalls von der Lichtquelle 15 aus auf
eine Linse 37 mit Blende 38, von wo es über einen Umlenkspiegel 22 auf den Spiegel
21 der Meßschleife 23 gelangt. Der Lichtstrahl 26 gelangt dann durch das
Reversionsprisma 36 hindurch und fällt auf den rotierenden Spiegel 35, der
vom Motor 14 aus angetrieben wird. Der Spiegel 35 wirft den Lichtstrahl 26 auf die
Zylinderlinse q., die seine Schwingungen auf dem Film 5 abbildet. Um nun die entsprechend
der gegenüber der feststehenden Meßschleife erfolgendenDrehung erforderlicheMitdrehung
der Schwingungsrichtung zu erhalten, ist es
notwendig, das Reversionsprisma
36 mit-halber Umdrehungsgeschwindigkeit des Spiegels 35 anzutreiben. Zu diesem Zweck
ist es notwendig, zwischen den Antriebsmitteln für den Spiegel 35 und das Reversionsprisma
36 ein Übersetzungsgetriebe 42 einzuschalten. Das Getriebe muß mit großer Genauigkeit
arbeiten, was durch ein genau laufendes mechanisches Getriebe oder auch durch elektrische
Übertragung erreicht werden kann. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht lediglich
in der Verwendung feststehender Meßschleifen mit elektrisch erregtem Magnetsystem,
dessen Unterbringung in dem rotierenden Teil der Optik Schwierigkeiten bereiten
würde. Man benutzt daher für die Ausführung mit umlaufenden Meßschleifen mit Vorteil
eine durch Verwendung permanenter Magneten leicht sehr klein ausführbare Konstruktion.
Eine Beeinflussung der Meßschleifen durch die großen Geschwindigkeiten, die sich
mit dem neuen Apparat erreichen lassen, haben keinen Nachteil auf die Richtigkeit
der Anzeige, da die Fliehkräfte der sehr leichten Schleifen genügend gering bleiben.
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Infolge des stillstehenden Films 5 lassen sich mechanische Markierungseinrichtungen
anbringen, deren Aufzeichnungen einschnelles Arbeiten bei der Auswertung der Oszillogramme
ermöglichen.