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Abänderung der Vorrichtung zur genauen Feststellung der Überschreitung
eines Schwellwertes bei sehr schwachen, insbesondere photoelektrischen Strömen nach
Patent 523 509 Das Hauptpatent beschreibt eine Vorrichtung zur genauen Feststellung
der Überschreitung eines Schwellwertes bei sehr schwachen, insbesondere photoelektrischen
Strömen, deren wesentliches Kennzeichen darin besteht, daß eine Elektronenröhre
(Meßröhre) von einem periodisch arbeitenden Organ (Taktgeber) aus in regelmäßigen
Zeitabständen durch negative Aufladung des Gitters gedrosselt wird und daß die zu
prüfenden Ströme dazu dienen, diese Drosselung in der Zwischenzeit jeweils wieder
aufzuheben. Liegt die Stärke der zu prüfenden Ströme oberhalb des durch die Frequenz
der Taktgeberimpulse definierten Schwellwertes, so kommt es jedesmal vor der nächsten
Drosselung zu einer kurzzeitigen Entblockierung des Röhrengitters, und die Röhre
wird von periodischen Anodenstromstößen durchflossen. Liegen die zu prüfenden Stromstärken
hingegen unterhalb des genannten Schwellwertes, so bleibt die Röhre dauernd gedrosselt.
Eine solche Anordnung arbeitet mit außerordentlich großer Exaktheit und kann z.
B. in Verbindung mit einer Photozelle zur Einschaltung künstlicher Beleuchtungen
bei absinkendem Tageslicht verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft eine zwar wesentlich weniger exakt arbeitende,
aber dafür außerordentlich vereinfachte Anordnung gemäß dein Hauptpatent. Die Vereinfachung
besteht darin, daß die im Hauptpatent verwendete, vomTaktgeber periodisch gedrosselte
Elektronenröhre durch eine Glimmröhre (Glimmlampe o. dgl.) ersetzt ist, welche von
den zu prüfenden Strömen aufgeladen und vom Taktgeber aus periodisch entladen wird.
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Die Erfindung sei zunächst an Hand von Abb. i erläutert. Die Photozelle
i liegt in Reihe mit der Glimmlampe :2 und dem dieser Glimmlampe parallel geschalteten
Kondensator 3. Als Taktgeber dient das Uhrpendel q., welches über die Kontaktzunge
5 die Glimmlampe 2 und den ihr parallel liegenden Kondensator 3 in gleichmäßigen
Zeitabständen periodisch entlädt. Dabei kann der am Pendel d. liegende Spannungsabgriff
6 des Potentiometers 7 entweder oberhalb des Kathodenabgriffes 8 liegen oder mit
diesem vereinigt oder in der gezeichneten Weise unterhalb von ihm angebracht sein.
Im ersten dieser Fälle gewinnt man den Vorteil, daß innerhalb jeder Aufladungsperiode
nur eine verhältnismäßig geringe Spannungsdifferenz durchlaufen zu werden braucht,
so daß man verhältnismäßig schwache Ströme (unempfindliche Photozelle i) zu messen
bzw. große Kondensatoren 3 zu verwenden vermag. Dafür
muß man in
diesem Falle jedoch wegen der prozentual stärker eingehenden Zündspannungsschwankungen
der Glimmlampe 2 sowie eventuell eingehender Netzspannungsschwankungen eine geringere
Exaktheit des Arbeitens in Kauf nehmen. In dem gezeichneten dritten Fall dagegen
gehen zwar eventuelle Netzschwankungen ebenfalls noch ein, dafür ist jedoch die
innerhalb jeder Ladungsperiode zu .durchlaufende Spannungsdifferenz so groß, daß
sowohl diese Spannungsschwankungen als auch die unvermeidlichen Schwankungen des
Zündpotentials der Glimmlampe 2 prozentual nur noch untergeordnete Bedeutung besitzen.
Günstigste Bedingungen erhält man, wenn man die beiden Spannungsabgriffe 8 miteinander
vereinigt. Ganz abgesehen davon, daß dann das Potentiometer 7 wegfallen kann, wird
auf diese Weise jede Wirkung etwaiger Netzschwankungen ausgeschaltet, und das innerhalb
einer Ladungsperiode zu durchlaufende Spannungsgebiet ist dann ausschließlich durch
die Höhe des Zündpotentials der Glimmlampe 2 definiert. Da dieses Zündpotential
bei sauber gebauten Lampen nur um geringe Werte zu schwanken pflegt, wird also eine
entsprechende, für viele Zwecke völlig ausreichende Genauigkeit gewonnen.
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In Reihe mit der Glimmlampe 2 liegt das Relais 9, welches nur dann
von periodischen Stromstößen durchflossen wird, wenn die auf die Photozelle i in
der Zeiteinheit auffallende Lichtmenge genügt, um den Kondensator 3 jeweils vor
der nächsten entladenden Kontaktgabe bei 5 bis auf das Zündpotential der Glimmlampe
2 aufzuladen. Dieses Relais 9 kann ;beispielsweise eine Elektronenröhre in Audionschaltung,
ein Galvanometerrelais, ein Mikrophonrelais o. dgl. sein, welches entweder selbst
mit Rückl:aufverzögerung ausgerüstet ist oder seinerseits ein mit entsprechender
Rücklaufverzögerung ausgerüstetes Endrelais steuert. Bei regelmäßig durchlaufenen
Schwellwerten (absinkendes Tageslicht) empfiehlt es sich, ,diese Rücklaufverzögerung
auf die Länge von etwa zwei oder mehr (eventuell bis zu zwanzig) Taktgeberperioden
zu bemessen, um auf diese Weise in dem wegen der Zündspannungsschwankungen der Glimmlampe
2 im Übergangsgebiet nicht absolut genau definierten Schwellwert keine Rückschaltungen
zu erhalten.
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Abb.2 zeigt eine Anordnung mit elektrischem Taktgeber. Als solcher
dient dabei der aus Widerstand io, Glimmlampe ii und Kondensator 12 gebildete Glimmgenerator.
Im Entladungskreis dieses Glimmgenerators liegt das Relais 13, welches beim Ansprechen
die beiden Kontakte 1q. und 15 mit dem Nullpotential verbindet. Dadurch werden beide
Glimmlampen voll entladen. Um nach erfolgtem Ansprechen der Meßröhre 2 das Eintreten
des nächsten Taktgeberimpulses ein wenig herauszuzögern, ist zwischen Meßröhre 2
und Taktgeberröhre i i der Kondensator 16 eingeschaltet. Die bei einer Entladung
der Meßröhre 2 am Kondensator 16 auftretende Spannungsverschiebung hat einen Spannungsverlust
für den Kondensator 12 zur Folge, so daß dieser später das Zündpotential der Glimmlampe
i i erreicht, als wenn die Meßröhre 2 noch nicht zur Entladung gekommen ist.
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Einen Nachteil der in Abb. z dargestellten Anordnung stellt das im
Taktgeberkreis verwendete,empfindliche Relais 13 dar. Es wird durch die in
Abb. 3 .dargestellte Anordnung vermieden. Hier ist die Taktgeberröhre 17 mit einer
zusätzlichen Sondenelektrode 18 versehen, die in unmittelbarer Nähe der Anode angeordnet
ist. Diese Sonde entlädt sich und die mit ihr verbundenen Schaltungsteile durch
Ionenaufnahme jeweils fast bis auf das Anodenpotential der Röhre 17, sobald diese
Röhre von einem Glimmstromstoß (Taktgeberimpuls) durchflossen wird. (Durch andersartige
Anordnung der Sonde würde man auch deren Entladung auf Kathodenpotential erzielen
können.) Besonders wichtig ist an .der in Abb. 3 gezeichneten Anordnung, daß die
Kathode der Photozelle an .dem Nullpotential liegt und daher nur die Anode extrem
isoliert zu werden braucht. Es hat sich gezeigt, daß die nur an einem Punkte mit
der Glaswand in Verbindung stehende Anode sich bedeutend leichter extrem isolieren
läßt als die weite Strekken der Glaswand bedeckende Kathode der Zelle, und zwar
vor allem dann, wenn man eine Zelle der in Abb. 3 gezeichneten, insbesondere auf
Tageslichtmessung zugeschnittene Form benutzt, bei der das Licht durch die empfindliche
Schicht selbst hindurch in das Zellengefäß eindringt.
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Das Relais 9 der Abb. i und 2 ist in Abb. 3 durch die über ein Potentiometer
i9 dicht unterhalb ihres Zündpotentials eingestellte und über den Transformator
2o zum Zünden zu bringende Glimmlampe 2i mit dem mit dieser in Reihe liegenden Selbstunterbrecherrelais
22 ersetzt. Beide kommen gemeinsam zu periodischem Ansprechen, sobald die Beleuchtung
der Zelle i den vorgegebenen Schwellwert überschreitet und die Glimmröhre 2 infolgedessen
periodisch zum Zünden kommt.