DE563564C

DE563564C - Galvanometer with clamped symmetrical coil and a light pointer for microscopic reading or projection of the deflection

Info

Publication number: DE563564C
Application number: DEI36947D
Authority: DE
Original assignee: GUSTAF ISING
Current assignee: GUSTAF ISING
Priority date: 1928-10-19
Filing date: 1929-02-02
Publication date: 1932-11-12

Description

Galvanometer mit eingespannter symmetrischer Spule und einem leichten Zeiger für mikroskopische Ablesung oder Projektion des Ausschlages Die Erfindung hat ein Drehspulengalvanonieter zum Gegenstand und verfolgt den Zweck, eine Steigerung der Empfindlichkeit eines solchen Instrumentes praktisch bis zum höchsten theoretisch erreichbaren Wert herbeizuführen. Dabei wird das Instrument in an sich bekannter Weise mit Vorrichtungen für mikroskopische Ablesung versehen. Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben gezeigt, daß ein Instrument so hoher Empfindlichkeit einer Reihe von b@-stimmten Bedingungen genügen muß. Die Erfindung besteht nun in einer Kombination von Maßnahmen, durch welche diese Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden.Galvanometer with a clamped symmetrical coil and a light one Pointer for microscopic reading or projection of the deflection The invention has a moving coil electroplating object and pursues the purpose of an increase the sensitivity of such an instrument practically to the highest theoretical bring about achievable value. In doing so, the instrument itself becomes better known Way provided with devices for microscopic reading. That of the invention underlying research has shown that an instrument has such high sensitivity must meet a number of b @ -suitable conditions. The invention now consists in a combination of measures through which these conditions are met at the same time will.

Der Empfindlichkeitssteigerung eines Galvanometers wird bekanntlich durch - die Brownschen Lageschwankungen des beweglichen Systems eine natürliche Grenze gesetzt. Diese wird bei Drehspulengalvanometern nach der Erfindung in der Weise praktisch erreicht, daß einerseits die Ableseschärfe bis zum Sichtbarmachen dieser Schwankungen erhöht wird, anderseits die Dämpfung des beweglichen Systems einen theoretisch günstigen Betrag erhält und schließlich auch der Einfluß äußerer Erschütterungen möglichst beseitigt wird. Die dabei zu erfüllenden Bedingungen sind folgende: a) Die durch optische Hilfsmittel hervorgebrachte Vergrößerung des Ausschlages soll so groß sein, daß die mittlere Größe der Brownschen Lageschwankungen einem gerade noch beobachtbaren Bruchteil, z. B. 1115 bis ljlo, eines Skalenteils entspricht.The increase in sensitivity of a galvanometer is known by - the Brownian positional fluctuations of the moving system a natural one Limit set. This is in moving coil galvanometers according to the invention in Way practically achieved that, on the one hand, the readability to make it visible these fluctuations are increased, on the other hand the damping of the moving system receives a theoretically favorable amount and finally also the influence of outside ones Vibrations are eliminated as far as possible. The conditions to be met are the following: a) The magnification of the deflection brought about by optical aids should be so large that the mean size of the Brownian position fluctuations one just observable fraction, z. B. 1115 to ljlo, corresponds to a scale division.

b) Um bei gegebener Einstellzeit und gegebenem Widerstand die scheinbaren Stromschwankungen, die den Brownschen Lageschwankungen entsprechen, möglichst klein zu halten, darf die elektromagnetische Dämpfung nicht zu klein sein; sie soll, wenn die sogenannte kritische Dämpfung - welche dem aperiodischen Grenzfall entspricht - als Einheit gewählt wird, den Wert i wenigstens nicht bedeutend unterschreiten und die t'-e- noch vorhandene Luftdämpfung wesentlich übersteigen.b) With a given response time and given resistance, the apparent Current fluctuations that correspond to Brownian position fluctuations are as small as possible the electromagnetic attenuation must not be too small; she should if the so-called critical damping - which corresponds to the aperiodic limit case - is chosen as a unit, at least not significantly below the value i and significantly exceed the t'-e- still existing air damping.

c) Die Störungsfreiheit gegen äußere Erschütterungen u. dgl. soll so groß sein, daß die durch solche Einflüsse verursachten zufälligen Nullpunktsverlagerungen durchschnittlich kleiner sind als die mittlere Größe der Brownschen Schwankungen.c) The freedom from interference against external vibrations and the like should be so large that the accidental zero point shifts caused by such influences are on average smaller than the mean size of the Brownian fluctuations.

Um die Bedingung a praktisch zu erfüllen, wird die Spule mit einem leichten Zeiger, der z. B. aus einem Quarzfaden bestehen kann, versehen, dessen Spitze unter sehr starker Mikroskopvergrößerung beobachtet werden kann. Uin die Verwendung eines Beobachtungsmikroskops hoher numerischer Apertur zu ermöglichen, wird das Instrument so ausgebildet, daß ein starkes Objektiv der Zeigerspitze ganz nahe gebracht werden kann. Damit bei gegebenem Gerät die Ablesegenauigkeit auf das höchste gesteigert werden kann, sind besondere Vorrichtungen getroffen, die es ermöglichen, an Stelle des bei sehr hoher Vergrößerung ziemlich verschwommenen Bildes der Zeigerspitze die durch passende Beleuchtung der Zeigerspitze entstehenden Diffraktionsstreifen als Ableseindex zu benutzen.In order to meet condition a in practice, the coil is equipped with a light pointer that z. B. may consist of a quartz thread, provided whose Tip observed under very high microscope magnification will can. The use of a high numerical aperture observation microscope to enable, the instrument is designed so that a powerful lens of the Pointer tip can be brought very close. This means the reading accuracy for a given device can be increased to the highest, special devices are made, which allow it to be rather blurry in place of the very high magnification Image of the pointer tip created by appropriate lighting of the pointer tip Use diffraction strips as a reading index.

Die Bedingung- b ergibt sich aus folgender Überlegung Wenn q) der Ausschlag des beweglichen Systems und A die zugehörige Direktionskraft bezeichnen, so wird nach dem Äquipartitionsprinzip die mittlere Amplitude der unregelmäßigen Brownschen Ausschläge durch die Gleichung bestimmt, wo a = die molekulare Energie pro Freiheitsgrad ist, welche bei Zimmertemperatur den Wert E _-_ 2 # 1o-14 Erg hat. Wenn man die Gleichung (i) mit den allgemeinen Bewegungsgleichungen eines Galvanometersystems kombiniert, so findet man für die mittlere scheinbare Stromschwankung welche dem nach (i) berechneten Wert entspricht, den folgenden Ausdruck Hier bedeuten: R den Gesamtwiderstand des Galvanometerkreises, r die Einstellzeit und G eine von der Dämpfung abhängige Größe. Die Einstellzeit v ist diejenige Zeit, die vom Schließen des Stromes verstreicht, bis das bewegliche System seine schließliche Einstellung praktisch, d. h. bis auf einen zu vernachlässigenden Bruchteii des Endausschlages (hier als %", gewählt), erreicht hat. Wenn a und a1 die in der als Einheit gewählten kritischen Dämpfung gemessene Gesamtdämpfung bzw. Luftdämpfung bedeuten, so kann man für den Faktor schreiben, wobei f (a) den von der Gesamtdämpfung abhängigen Quotient zwischen Einstellzeit und ungedämpfter Schwingungszeit bedeutet.The condition- b results from the following consideration. If q) denotes the deflection of the moving system and A denotes the corresponding directional force, the mean amplitude of the irregular Brownian deflections is given by the equation according to the equipartition principle determines where a = the molecular energy per degree of freedom, which has the value E _-_ 2 # 1o-14 Erg at room temperature. If one combines equation (i) with the general equations of motion of a galvanometer system, one finds the mean apparent current fluctuation which corresponds to the value calculated according to (i) corresponds to the following expression Here: R is the total resistance of the galvanometer circuit, r is the response time and G is a variable that depends on the damping. The response time v is the time that elapses from the closing of the current until the movable system has practically reached its final setting, ie except for a negligible fraction of the end deflection (selected here as% "). If a and a1 correspond to the in of the critical damping selected as a unit mean measured total damping or air damping, then for the factor write, where f (a) is the quotient that depends on the total attenuation means between response time and undamped oscillation time.

Man ersieht aus Gleichung (2), daß die erreichbare Stromempfindlichkeit, die der Schwankungsgröße umgekehrt proportional ist, proportional '/ D - wächst. Der von der Dämpfung abhängige Faktor G spielt jedoch auch eine bedeutende Rolle und soll möglichst klein sein. Die Kurven in Abb.7 zeigen die Abhängigkeit der Größe G von a bei drei verschiedenen Werten der Luftdämpfung al. Damit G klein wird, darf der Wert von a., wie aus dein Verlauf der Kurven ersichtlich, einerseits den Wert i nur unbedeutend unterschreiten und soll anderseits wesentlich größer sein als al. Dies ist eben die Bedingung b. Die in dieser Bedingung enthaltene Forderung, daß ai << a, steht gewissermaßen in Widerspruch zur Bedingung a, denn die Begrenzung der Luftdämpfung begrenzt die verwendbare Länge des Zeigers, während anderseits eine große Zeigerlänge für das Ablesen sehr kleiner Winkelausschläge günstig ist. Es müssen also betreffend der Zeigerlänge die Forderungen a und b gegeneinander abgewogen werden. Wie dies am besten geschehen soll, wird weiter unten näher dargelegt.It can be seen from equation (2) that the achievable current sensitivity, that of the fluctuation size is inversely proportional, proportional '/ D - grows. The from However, the factor G, which is dependent on the attenuation, also plays an important role and should be as small as possible. The curves in Fig. 7 show the dependence of the quantity G on a for three different values of air damping al. In order for G to be small, the value of a., As can be seen from the course of the curves, on the one hand may only fall below the value i insignificantly and on the other hand it should be significantly greater than al. This is just condition b. The requirement contained in this condition that ai << a contradicts condition a, so to speak, because the limitation of the air damping limits the usable length of the pointer, while on the other hand a large pointer length is favorable for reading very small angular deflections. The requirements a and b must therefore be weighed against one another with regard to the pointer length. The best way to do this is set out below.

Die Bedingung c, also die weitgehende Störungsfreiheit gegen äußere Erschütterungen, wird dadurch erfüllt, daß die Spule zur Drehachse genau symmetrisch ist und zwischen zwei kurzen Torsionsdrähten hoher Spannung eingespannt ist.The condition c, i.e. the extensive freedom from interference with external Vibrations, is met by the fact that the coil is exactly symmetrical to the axis of rotation and is clamped between two short high tension torsion wires.

Die praktische Ausführung eines Drehspulengalvanometers nach der Erfindung wird unten beschrieben.The practical implementation of a moving coil galvanometer according to the invention is described below.

Bevor an Hand der Zeichnungen i bis 6 die Bauart des Instrumentes im einzelnen beschrieben wird, mögen ein paar Merkmale desselben allgemeiner Art besonders hervorgehoben werden: Das Galvanometer wird zweckmäßig in so geringer Größe und solcher Form ausgebildet, daß es auf dem Tisch eines gewöhnlichen Mikroskops untergebracht werden kann, wobei der gewöhnliche Kondensor des Mikroskops zweckmäßig gegen ein schwaches Mikroskopobjektiv ausgetauscht wird. Durch diese Ausbildung des Instrumentes gewinnt man den Vorteil, daß die optische Ausrüstung und die Einstellvorrichtungen eines schon vorhandenen Mikroskops benutzt werden können.Before using the drawings i to 6 the design of the instrument described in detail may have a few features of the same general nature be particularly emphasized: The galvanometer is expedient in such a small way Size and shape designed to fit on the table of an ordinary microscope can be accommodated, whereby the usual condenser of the microscope is expedient is exchanged for a weak microscope objective. Through this training of the instrument one gains the advantage that the optical equipment and the adjustment devices an existing microscope can be used.

Eine weitere Maßnahme, die bei leichten Spulen- aus wenigen Windungen besonder3 zweckmäßig ist, besteht darin, daß die Spule ein in der Symmetrieachse (Drehachse) liegendes stabförmiges Verbindungsstück besitzt, das zwei einander diametral gegenüberliegende Teile der Spule verbindet und als versteifendes Rückgrat der Spule dient. Dieses erleichtert eine genaue zentrische Befestigung der Aufhängedrähte (Torsionsdrähte) - und nimmt die Spannung dieser Drähte auf, so daß die zarten Windungen der Spule entlastet werden und keiner Deformation durch die Einspannung unterliegen. Ferner dient das Verbindungsstück zum Ergreifen der Spule durch die Arretiervorrichtung ohne Beschädigung der Windungen.Another measure that is used for light coils with just a few turns is particularly useful, is that the coil one in the axis of symmetry (Axis of rotation) lying rod-shaped connecting piece, the two diametrically opposed to each other opposite parts of the coil connects and acts as the stiffening backbone of the coil serves. This facilitates an exact centric fastening of the suspension wires (Torsion wires) - and absorbs the tension of these wires, so that the delicate turns the coil are relieved and are not subject to any deformation due to the clamping. Further the connector is used to grip the coil through the locking device without damaging the windings.

Ein Ausführungsbeispiel des Galvanometers ,v ird in den Zeichnungen erläutert.An embodiment of the galvanometer is shown in the drawings explained.

Abb. i stellt einen Vertikalschnitt durch das Instrument nach der Linie i-i der Abb. 2 dar: Abb. 2 zeigt einen Gr undriß zum Teil im Schnitt nach der Linie 2-2 der Abb. i : Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb. i ; Abb. d. zeigt das Instrument von rechts in Abb. i oder 2 gesehen; Abb. 5 zeit Einzelheiten der auch in Abb. 2 ersichtlichen Arretiervorrichtung; Abb.6 zeigt schematisch einen Aufriß eines Drehspulgalvanoineters nach der Erfindung in anderer Ausführung; Abb. ; ist ein Diagramm.Fig. I represents a vertical section through the instrument after the Line i-i of Fig. 2: Fig. 2 shows an outline, partly in section the line 2-2 of Fig. i: Fig. 3 is a vertical section along the line 3-3 Fig. i; Fig. D. shows the instrument seen from the right in fig. i or 2; Fig. 5 shows details of the locking device which can also be seen in FIG. 2; Fig 6 FIG. 11 shows schematically an elevation of a moving coil galvanometer according to the invention in FIG other execution; Fig.; is a diagram.

Bei der Ausführungsform nach Abb. i bis ist das drehbare System in einem rechteckigen Kasten i eingeschlossen, dessen eine Seitenwand als abnehmbarer Deckel i' ausgebildet ist. Dieser Deckel trägt das ganze Spulensvstein nebst Eisenkern und Arretiervorrichtung, so daß diese Teile alle leicht zugänglich sind. Vom unteren Teil des Kastens aus erstreckt sich eine Fußplatte 2, die auf dem Tisch eines gewöhnlichen Mikroskops festgeklemmt werden kann und mit einer Lichtöanuiig 3 versehen ist.In the embodiment according to Fig. I bis, the rotatable system is in Enclosed a rectangular box i, one side wall of which can be detached Lid i 'is formed. This cover carries the whole coil stone together with the iron core and locking device so that these parts are all easily accessible. From the lower Part of the box extends from a base plate 2, which is on the table of an ordinary Microscope can be clamped and is provided with a Lichtöanuiig 3.

Die kreisförmige Drehspule d. ist mittels feiner O;iarzfäden zwischen zwei an den Ständern 6 befestigten Federn 5 eingespannt und dreht sich zwischen den die Wand des Kastens durchsetzenden Polschuhen ;. Ein permanenter Hufeisenniagnet 8 ist an diesen befestigt. Die Spule .l umschließt einen ringförmigen Eisenkern 9, der von dein von der Scheibe ii hervorspringenden Stutzen io getragen wird. Das früher erwähnte, mit der Drehachse zusammenfallende Rückgrat 12 besteht hier aus einem dünnen Glasrohr, für das eine der Achse parallele Ausbohrung 13 in dein Eisenkern vorgesehen ist.The circular rotating coil d. is by means of fine resin threads between clamped two springs 5 attached to the uprights 6 and rotates between the pole pieces penetrating the wall of the box;. A permanent horseshoe niagnet 8 is attached to this. The coil .l encloses an annular iron core 9, which is carried by your stub io projecting from the disk ii. That The backbone 12 mentioned earlier, coinciding with the axis of rotation, consists here of a thin glass tube, for the one of the axis parallel bore 13 in your iron core is provided.

Der ringförmige Eisenkern g umschließt die Arretiervorriclitung, die an dem Stab i2 angreifen soll. Diese Arretiervorrichtung besteht aus zwei zweckmäßig mit Kork o. dgl. belegten Klemmbacken 1d., die dem Stabe 12 symmetrisch genähert oder von ihm entfernt werden können. Die umgebogenen Füße i 5 dieser Klerninbacken gleiten in horizontalen Aussparungen der Scheibe i i und werden durch gespannte Spiralfedern 16 (Abb. 5) gegen den an der Arretierschraube 18 sitzenden -Konus 17 gedrückt. Die Schraube 18 gellt etwas exzentrisch durch die Büchse ig hindurch, die in der am Deckel befestigten Scheibe 2o drehbar gelagert ist. Das hervorragende Ende der Büchse ig trägt ein Gewinde mit einer Sperrmutter a1.The ring-shaped iron core g encloses the locking device, the to attack the rod i2. This locking device consists of two useful Clamping jaws 1d covered with cork or the like, which symmetrically approximated the rod 12 or can be removed from it. The bent feet i 5 of these Klernin jaws slide in horizontal recesses of the disk i i and are tensioned by Spiral springs 16 (Fig. 5) against the cone 17 on the locking screw 18 pressed. The screw 18 gells somewhat eccentrically through the bushing, which is rotatably mounted in the disc attached to the cover 2o. The excellent The end of the bush ig is threaded with a locking nut a1.

Die Zeichnung zeigt die Klemmbacken in getrennter Stellung. Beim Arretieren wird der Konus 17 durch Drehen der Schraube 18 auswärts bewegt, wobei die Klemmbacken durch die Feder 16 zusammengezogen werden und den Stab 12 festklemmen. Mit Rücksicht auf die Zerbrechlichkeit des beweglichen Systems ist es nötig, daß die beiden Klemmbacken den Stab parallel und gleichzeitig angreifen. Zum Parallelstellen der Backen mit dem Stabe 12 läßt sich die Scheibe 20 nach Lockern der Schrauben 2o' (Abb. d.) etwas drehen. Die symmetrische Einjustierung der Backen auf gleiche Entfernung von dem Stabe 12 geschieht dann durch Drehen der Büchse ig nach Lockern der Sperrmutter 21. Nach der in dieser Weise vorgenommenen Einjustierung der Arretiervorrichtung kann die Spule mit ihr gefahrlos ergriffen werden, auch ohne vorherige Entspannung der Aufhängedrähte.The drawing shows the jaws in a separate position. When locking the cone 17 is moved outwards by turning the screw 18, whereby the clamping jaws are contracted by the spring 16 and clamp the rod 12. With consideration on the fragility of the moving system it is necessary that the two jaws attack the rod in parallel and at the same time. For parallel positioning of the jaws with After loosening the screws 2o '(Fig. d.), the washer 20 can be attached to the rod 12 turn. The symmetrical adjustment of the jaws at the same distance from the Rod 12 is then done by turning the bushing after loosening the lock nut 21. After adjusting the locking device in this way the coil can be gripped safely with it, even without prior relaxation the hanging wires.

Die Spule trägt unten einen Zeiger 22, z. B. aus einem Ouarz- oder Glasdraht bestehend. Dieser Zeiger ragt in eine von dem hasten i hervorspringende flache Tasche oder Schachtel 23 hinein, deren Boden ein Glasfenster 24 für die Beleuchtung der Zeigerspitze besitzt. Diesem Fenster gegenüber sitzt, im abnehmbaren Deckel der Tasche eingeschraubt, eine Haube 25, die dicht über der Zeigerspitze ein dünnes Glasfenster 26 besitzt, und es ermöglicht, ein starkes Beobachtungsobjektiv der Zeigerspitze zu nähern, während das Innere des Galv anotrieters abgeschlossen bleibt, so daß keine störenden Luftströmungen eindringen können. Dasselbe Ziel läßt sich auch ohne Haube dadurch erreichen, dar das Objektiv durch eine Öffnung der Schachteldeckel in das Instrumenteninnere hineingeführt und bei der Einführungsstelle von einer weichen Packung, z. B. aus Gummi, umgeben wird.The coil bears a pointer 22 at the bottom, e.g. B. from an Ouarz or Consisting of glass wire. This pointer protrudes into one of the hastening i Flat bag or box 23 into it, the bottom of which is a glass window 24 for lighting the pointer tip possesses. Opposite this window sits in the removable cover screwed into the pocket, a hood 25, which just above the pointer tip a thin Has glass window 26, and it allows a strong observation lens of the To approach the tip of the pointer while the interior of the galv anotrieters remains closed, so that no disruptive air currents can penetrate. The same goal can be achieved Even without a hood, the lens can be reached through an opening in the box lid guided into the interior of the instrument and at the insertion point by a soft packing, e.g. B. made of rubber.

Der Deckel der hervorspringenden Tasche 23 trägt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Galvanometers zwei isolierte kleine Metallplatten 27 (Abb. i), die im allgemeinen unbenutzt bleiben und dann mit der Instrumentenhülle verbunden sind, jedoch bei gewissen -'ersuchen dazu dienen können, durch elektrostatische Aufladüng die Direktionskraft des be,#vegliclien Systems zu vermindern. Der Zeiger 2-2 muß dann elel;tris,ii leitend sein.The lid of the protruding pocket 23 carries in the illustrated Embodiment of the galvanometer two isolated small metal plates 27 (Fig. i), which are generally left unused and then connected to the instrument case are, however, with certain -'ersuchen can serve by electrostatic Charge to reduce the power of direction of the be, # vegliclien system. The pointer 2-2 must then be elel; tris, ii conductive.

Wenn auch diese Ausführungsform, die auf einen gewöhnlichen Mikroskoptisch zu stellen ist, verschiedene Vorteile mit sich bringt, kann es doch, wenn allerhöchste Konstanz der Nullage und der Bilischärfe erwünscht ist, zweckmäßig sein, die Mikroskopobjektive am Galvanometer selbst zu befestigen. Temperaturänderungen und thermische Ausdehnungen haben dann den geringsten Einfluß auf die Lage der Objektive relativ zur Zeigerspitze, was bei sehr starker Vergrößerung von Bedeutung ist.Even if this embodiment is based on an ordinary microscope stage is to be asked, brings with it various advantages, but it can, if the very highest Constancy of the zero position and the sharpness of the image is desirable; the microscope objectives are useful at the To fix the galvanometer yourself. Temperature changes and thermal Extensions then have the least influence on the relative position of the lenses to the pointer tip, which is important when the magnification is very high.

Eine solche Ausführungsform ist schematisch in Abb. 6 gezeigt. Die optische Achse liegt hier senkrecht zur Drehachse parallel zum Zeiger 22. Dieser hat eine umgebogene Spitze 2$, die in den Zwischenraum zwischen Beobachtungsobjektiv 29 und Beleuchtungsobjektiv 3o hineinragt. Das Licht von einer außerhalb der Instrumentenhülle angebrachten Lichtquelle 31 dringt durch das Fenster 32 hinein, das dem Beobachtungsobjektiv gegenüberliegt.Such an embodiment is shown schematically in FIG. the The optical axis is perpendicular to the axis of rotation, parallel to the pointer 22. This has a bent tip $ 2 that goes into the space between the observation lens 29 and illumination lens 3o protrudes. The light from outside the instrument case Attached light source 31 penetrates through the window 32, the observation lens opposite.

Bei dieser Anordnung läßt sich leicht der weitere Vorteil erreichen, daß mit dem Beobachtungsobjektiv eine Zentralblende konstruktiv vereinigt werden kann, derart, daß diese in bequemer Weise am Objektiv angebracht bzw. von ihm entfernt werden kann, und zwar ohne Öffnen des Instrumentes oder Änderung der Lage des Objektivs.With this arrangement, the further advantage can easily be achieved that a central diaphragm are constructively combined with the observation lens can, in such a way that it is conveniently attached to or removed from the lens without opening the instrument or changing the position of the lens.

Wie oben hervorgehoben, ist es bei starker Mikroskopvergrößerung zweckmäßig, die bei passender Beleuchtung der Zeigerspitze entstehenden Diffraktionsstreifen anstatt des bei starker Vergrößerung ziemlich verschwommenen Bildes der Zeigerspitze als Ableseindex zu verwenden. Die Beleuchtung wird in diesem Falle zweckmäßig mit Hilfe eines zweiten Mikroskopobjektivs von kleinerem Ausmaße bewirkt, welches dem Beobachtungsobjektiv gleichachsig gegenübersteht und das von einer linienförmigen Lichtquelle kommende Licht auf die Zeigerspitze konzentriert. Die Streifenbreite der Diffraktionsstreifen wird am kleinsten, also die Ablesegenauigkeit am größten, wenn im Beobachtungsobjektiv eine Zentralblende angebracht wird, die den beleuchtenden Lichtkegel auffängt, so daß nur das durch Brechung bzw. Beugung an der Zeigerspitze abgelenkte Licht zur Beobachtung gelangt.As highlighted above, when the microscope magnification is high, it is useful to the diffraction stripes that arise when the pointer tip is properly illuminated instead of the rather blurred image of the pointer tip when magnified to be used as reading index. The lighting is expedient in this case With the help of a second microscope objective of smaller dimensions, which the Opposite observation lens equiaxed and that of a linear Light source coming light concentrated on the pointer tip. The width of the stripe the diffraction strip is the smallest, i.e. the reading accuracy is greatest, if a central diaphragm is attached in the observation lens, which illuminates the Light cone catches, so that only that by refraction or diffraction at the pointer tip deflected light arrives for observation.

Besonders bei der photographischen Registrierung kleiner Ausschläge ist diese Zentralblende von Bedeutung, um möglichst scharfe Aufzeichnungen zu erhalten. Die ohne Zentralblende erhältlichen Diffraktionsstreifen eignen sich aber recht gut zur subjektiven Ablesung; sie sind auch wegen ihrer größeren Helligkeit für photographische Registrierungen dort von Vorteil, wo es nicht auf die allerhöchste Schärfe ankommt.Especially with the photographic registration of small rashes this central aperture is important to get the sharpest possible recordings. The diffraction strips, which are available without a central panel, are quite suitable good for subjective reading; they are also great for because of their greater brightness Photographic registrations are advantageous where it is not very high Sharpness matters.

Für eine solche Bemessung des Drehsystems, daß die obenerwähnten Forderungen a und b erfüllt sind, gelten folgende Regeln: Die Luftreibung an einem Zylinder, der mit der Geschwindigkeit zt quer zur Achsenrichtung bewegt wird, bringt eine der Bewegung entgegenwirkende Kraft von dem Betrage p1 u pro Längeneinheit hervor, wo p1 eine gewisse Konstante bedeutet, in welcher die Viskosität der Luft eingeht. Hieraus folgt, daß das Reibungsmoment Q gegen einen Zeiger der Länge d, welcher von einer Drehachse senkrecht ausgeht, mit guter Annäherung nach folgender Formel berechnet werden kann: wo die Winkelgeschwindigkeit und p der Winkelausschlag in Radianen ist. Ähnlich läßt sich das Reibungsmoment der Drehspule annäherungsweise berechnen. Wenn man jetzt feststellt, daß das nach (i) berechnete Q den Bruchteil des kritischen Dämpfungsmoments ausmachen soll und wenn man die Direktionskraft (in C. G. S.-Einheiten) - A, das ganze Trägheitsmoment - Kund die auf ungedämpften Zustand reduzierte Schwingungszeit - T setzt, so hat man Für die quadratisch berechnete mittlere Amplitude der unregelmäßigen Brownschen Ausschläge gilt die oben angegebene Formel (i). Führt man den Wert 2 # io-I4für s bei Zimmertemperatur in Gleichung (i) ein, so ergibt sich daraus Die Mikroskopvergrößerung (n - Anzahl Skalenteile der Ableseskala für i mm Bewegung im Objektraume) kann zweckmäßig so gewählt werden, daß der vergrößerte mittlere Brownsche Ausschlag etwa 1110 Skalenteil beträgt. Dies gilt nur der Größenordnung nach. Ein Ausschlag von der Größe eines Skalenteiles entspricht einem Drehungswinkel von Bogengrad. Nimmt man jetzt den vergrößerten Brownschen Mittelausschlag -11,o Skalenteil an, so gilt also mit Rücksicht auf (¢) A - 4 . 10-10 1y2 a2 , (II) Die Gleichungen (I) und (II) zusammen bestimmen und im Verhältnis zu den für t, m und n gewählten Werten, d. h. bilden die Grundlage für die Dimensionierung des beweglichen Systems mit dem Zweck, die theoretische Empfindlichkeitsgrenze der Galvanoineter zu erreichen.The following rules apply to such a dimensioning of the rotary system that the above-mentioned requirements a and b are met: The air friction on a cylinder, which is moved at a speed zt transverse to the axis direction, brings a force counteracting the movement of the amount p1 u pro Unit of length, where p1 means a certain constant in which the viscosity of the air is included. From this it follows that the frictional torque Q against a pointer of length d, which is perpendicular to an axis of rotation, can be calculated with a good approximation using the following formula: Where is the angular velocity and p is the angular deflection in radians. The frictional torque of the moving coil can be calculated approximately in a similar manner. If one now finds that the Q calculated according to (i) is the fraction of the critical damping torque and if one sets the directional force (in CGS units) - A, the entire moment of inertia - and the oscillation time reduced to the undamped state - T, then one has The formula (i) given above applies to the squared mean amplitude of the irregular Brownian deflections. If one introduces the value 2 # io-I4 for s at room temperature into equation (i), the result is The microscope magnification (n - number of divisions of the reading scale for 1 mm movement in the object space) can expediently be chosen so that the enlarged mean Brownian deflection is about 1110 divisions. This only applies to the order of magnitude. A deflection the size of a division corresponds to an angle of rotation of Degree of arc. If one now assumes the enlarged Brownian mean deflection -11, o scale division, then the following applies i.e. with regard to (¢) A - 4. 10-10 1y2 a2 , (II) Determine equations (I) and (II) together and in relation to those for t, m and n chosen Values, ie form the basis for dimensioning the moving system with the purpose of reaching the theoretical sensitivity limit of the galvanometer.

Claims

PATENTAL CLAIMS: i. Galvanometer with clamped symmetrical coil and a light pointer for microscopic reading or projection of the deflection, characterized in that, in order to achieve the highest sensitivity, the pointer length (a) and the directional force (A) in relation to the highest usable microscope magnification (ya), to the oscillation period (T ) in the undamped state and for the air friction force (p1) acting per unit length of the pointer at unit speed are dimensioned such that on the one hand the equation A = 4. 10-i0 1Z2 a2 is approximately fulfilled so that the Brownian fluctuations are clearly noticeable, and on the other hand where the numerical factor is smaller than the o_uotient between the electromagnetic damping occurring in the event of a short circuit and the critical damping. a. Coil galvanometer according to Claim i, characterized in that the galvanometer is designed in such a way that it can be placed on the table of an ordinary microscope and the movement of the pointer can be observed through the microscope. 3. Coil galvanometer according to claim i or 2, characterized in that the outer part of the pointer moves in a protruding flat pocket or box, the bottom and cover of which have light openings opposite the central position of the pointer tip. .I. Coil galvanometer according to one of Claims 1 to 3, characterized in that at least one light opening is arranged as a thin window at the innermost end of an inverted adjustable part (hood) of the instrument housing, so that a strong observation lens can be moved towards the pointer tip and yet outside the instrument housing remain. 5. Coil galvanometer according to one of claims i to q., Characterized in that at least the observation lens together with the associated setting arrangements is attached to the galvanometer itself, so that temperature fluctuations and the consequent thermal expansion exert as little influence as possible on the position of the lens relative to the pointer tip, so that The zero position on the reading scale and the image sharpness remain as constant as possible even with very high magnification. 6. Spulengalv anometer according to claim 5, characterized in that the observation lens is provided with a central diaphragm which is structurally adapted to the lens in such a way that it can be easily adjusted or removed without opening the galvanometer or changing the lens setting. 7. Coil galvanometer, characterized in that the coil is stiffened by a longitudinally parallel to the axis of rotation, preferably rod-shaped connecting piece which connects two diametrically opposite parts of the coil and freely passes through a bore or recess in the fixed iron core of the coil. B. coil galvanometer according to claim 7, characterized in that a locking device is mounted in the bore, which touches the rod-shaped connecting piece when locking. 9. Coil galvanometer according to claim 8, characterized in that the locking device consists of two clamping jaws each attached to one side of the connecting piece. ok Coil galvanometer according to claim 9, characterized by an adjusting device for the clamping jaws, which is arranged so that the jaws can be adjusted parallel and completely symmetrically to the connecting piece, so that they engage it simultaneously and in parallel when it is locked. ii. Coil galvanometer according to claim 9 or 10, characterized in that the clamping jaws are pressed by springs against a cone or wedge which can be displaced between the jaws by a screw which passes eccentrically through a rotatable sleeve.