DE604471C - Mikrophonsummer, bei dem ein schwingungsfaehiges mechanisches System auf eine Mikrophon-anordnung wirkt, von der die Erregung des mechanischen Systems beeinflusst wird - Google Patents

Description

• Mikrophonsummen bei dem ein schwingungsfähiges mechanisches System auf eine Mikrophonanordnung wirkt, von der die Erregung des mechanischen Systems beeinflußt wird Die bisher bekanntgewordenen Mikrophonsummer gestatten es nicht, für verschiedene Anwendungsgebiete in der Meßtechnik Wechselströme von ausreichend konstanter Frequenz und Intensität zu erzeugen. Die bekanntgewordenen Summer sind vorzugsweise Membransummer mit relativ enger Kopplung zwischen dem erregenden System und der Mikrophonanordnung. Die Eigenfrequenz derartiger Anordnungen hängt wegen der festen Kopplung in hohem Maße von dem jeweiligen Zustand und den Eigenschaften des Kohlekontaktes ab. Die Rückwirkungen eines Kohlekontaktes auf ein mechanisches System sind komplizierter Art. Es können sowohl zusätzliche Elastizitäten als auch Massenwirkungen und Dämpfungen auftreten. Außerdem. sind bei enger Kopplung die Widerstandsschwankungen nicht linear von den Amplituden abhängig. Die Folge davon ist, daß es nicht möglich ist, auch nur annähernd sinusförmige Ströme zu erzeugen, und daß auch die Frequenz nicht definiert ist.
• Es ist zur Einstellung einer gewünschten Frequenz eines Mikrophonsummers bereits vorgeschlagen worden, mit der Membran des Telephons und Mikrophons eine Luftsäule veränderlicher Länge zu koppeln und durch Änderung der Luftsäulenlänge eine gewünschte Frequenz einzustellen. Auf diese Weise wird auch eine für viele Fälle bereits ausreichende Konstanz der Frequenz erreicht. Man muß jedoch zur Bildung einer Luftsäule ausreichender Länge einen verhältnismäßig großen Umfang des Gerätes mit in Kauf nehmen, der seine Verwendung erschwert und seinen Einbau in andere Meßanordnungen vielfach unmöglich macht.
• Die Erfindung hat den Zweck, einen Mikrophonsummer zu schaffen, der trotz geringer Abmessungen sowohl in bezug auf Konstanz der Frequenz als auch der Intensität hohen Anforderungen genügt und außerdem praktisch sinusförmige Ströme liefert. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, die erzeugte Wechselstromfrequenz in weitesten Grenzen von wenigen Schwingungen pro Sekunde bis herauf zu mehreren zooö Schwingungen ändern zu können.
• Endlich ist ein besonderes Merkmal eine relativ hohe Amplitude des mechanischen Organs bei vorzugsweise sehr geringer Dämpfung derart, daß mit Hilfe von aufgesetzten Spiegeln mit dem durch Rückkopplung mechanisch erregten Organ direkt Sinuslinien geschrieben werden können, wie es z. B. für Zeitmarken bei oszillographischen Aufnahmen erwünscht ist.
• Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß ein mechanisches Organ genau definierter Eigenfrequenz und sehr kleiner Dämpfung mechanisch mittels einer Untersetzung derart an ein Mikrophon angekoppelt ist, daß es mittels eines über den Mikrophonkontakt geschalteten Elektromagneten durch Rückkopplung erregt werden kann. Erfindungsgemäß sind zwei gekoppelte Systeme verschieden großer Steifigkeit vorgesehen, von denen das eine mit dem Anker verbundene Schwingungen großer Amplitude ausführt, die auf das zweite mit dem Mikrophon zusammenarbeitende System durch extrem hohe Untersetzung mit kleiner Amplitude bei großer Kraft übertragen werden. Daraus ergeben sich folgende Vorteile. Am Mikrophonkontakt treten große Kräfte auf, so daß etwa vorhandene Schwellen leicht überwunden werden und die Widerstandsänderung des Mikrophons weitgehend proportional den Druckkräften verläuft. Die Kopplung des Organs genau definierter Eigenfrequenz mit dem auf das Mikrophon einwirkenden Organ wird derartig lose, daß Schwankungen in den mechanischen Eigenschaften des Kohlekontaktes die Eigenfrequenz des schwingenden Organs nicht beeinflussen können. Es ist also mit sehr einfachen, auf kleinem Raum unterzubringenden Mitteln eine hohe Frequenzkonstanz mit sinusförmigem Verlauf der Änderungen des Mikrophonstromes gesichert. Als bequem abstimmbares mechanisches System werden vorzugsweise Zungen benutzt, die einseitig eingespannt sind und zwecks Abstimmung an ihrem freien Ende belastet sein können.
• Der Mikrophonsummer gemäß der Erfindung ist beispielsweise in der Fig. x dargestellt. Die auf eine bestimmte Frequenz abgestimmte Zunge x ist einseitig in den U-förmig ausgebildeten Balken 2 mittels Verschraubung eingesetzt, der an seinem mit der Zunge verbundenen Ende an einer kurzen sehr steifen Feder 3 befestigt ist. Das freie Ende dieses Balkens trägt einen auf der Unterseite mit Kohle belegten Teller q.. Die Feder 3 ist an ihren Enden mit den Schenkeln des U-förmig ausgebildeten Gehäusekörpers 5 durch Verschraubung fest verbunden. Unter den freien Enden der Feder z einerseits und den des Balkens 2 andererseits befindet sich eine Erregerspule 6 bzw. eine Mikrophonanordnung 7. Fig. 2 stellt einen Schnitt durch die Mikrophonanordnung dar.
• Die Wirkungsweise der Anordnung ist die folgende: Eine Erregung der Blattfeder z von ihrem freien Ende her wird mit sehr starker Untersetzung auf den Teller q. übertragen. Bei diesem Vorgang wird die Feder 3 auf Torsion beansprucht. Der Grad der Untersetzung hängt von der Steifigkeit der Feder. 3 und den relativen Massen der Feder und des Balkens samt Teller ab. Bei einem Zeitschreiber, beidem zum Schreiben von Ordinaten sehr große Amplituden erforderlich sind, beträgt beispielsweise die Untersetzung etwa 2o mm auf 5/1,0o mm. In jedem Falle ist die Untersetzung so bemessen, daß das Mikrophon nicht übersteuert wird, sondern praktisch linear arbeitet. Die Amplitude am Mikrophon beträgt ' j e nach der Ausbildung des Mikrophonkontaktes wenige Tausendstel mm bis herauf zu einigen Hundertstel mm. Die Amplituden der Feder betragen je nachdem Verwendungszweck und der Eigenfrequenz etwa 30 mm bis hinab zu einigen Zehntel mm.
• Die Ausbildung des Mikrophonkontaktes kann in der mannigfaltigsten Weise- erfolgen. Für höhere Frequenzen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, Kohlegrießkontakte zu verwenden in der Form der Fig. 2, in der mit q. der auf der Unterseite mit Kohle belegte Metallteller, mit 8 die Kohlegrießfüllung, mit g ein. Filzhohlzylinder und mit zo eine gerillte Kohleplatte bezeichnet ist. Wenn besonders große Amplituden an der Zunge< erwünscht sind, verwendet man zweckmäßig Kohlekugelkontakte, bei denen mehrere Lagen von kleinen Kohlekugeln zwischen ebenen Begrenzungsflächen angeordnet sind, von denen die eine mit dem Gehäusekörper fest verbunden ist, während die andere beweglich ist und durch den an dem Balken befestigten Teller gebildet wird. Die elektromagnetische Anregung von dem freien Zungenende her erfolgt bei kleinen Amplituden zweckmäßig durch eine kleine, unter der Feder befindliche Spule mit Weicheisenkern. Es ist zweckmäßig, den Kern als Flachkern auszubilden derart, daß die Zunge über eine längere Strecke hin elektromagnetisch angeregt wird. Durch diese Art der Anregung werden Obertöne zuverlässig vermieden. Für die Erzeugung ganz großer Amplituden hat es sich als zweckmäßig erwiesen, ein Elektromagnetsystem zu -verwenden, das aus zwei Elektromagneten besteht, zwischen deren Polen die Zunge frei schwingen kann. In diesem Falle ist auf die Zunge ein dreieckiges Eisenblech aufgesetzt, das sich in das Kraftfeld hineinbewegt. Durch diese Anordnung wird eine große Streuung erzielt, so daß die Anziehung aus großen Abständen über eine große Strecke hin erfolgen kann. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in der Fig. 3 dargestellt.
• Die Anordnung ist nicht nur zur Erzeugung von Wechselströmen geeignet, sondern auch zur Aufnahme bzw. Verstärkung von Wechselströmen. Wird die Spule 6 oder eine besondere Zusatzspule mit Wechselstrom erregt, so wirkt die Anordnung als Mikrophonverstärker mit sehr scharf ausgesprochener Eigenschwingung.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE : x. Mikrophonsummer, bei dem ein schwingungsfähiges mechanisches System auf eine Mikrophonanordnung wirkt, von der die Erregung des mechanischen Systems beeinflußt wird, gekennzeichnet durch zwei gekoppelte Systeme verschieden großer Steifheit, von denen das eine mit dem Anker verbundene (x) Schwingungen großer Amplitude ausführt, die auf das zweite mit dem Mikrophon zusammenarbeitende System (3) durch extrem hohe Untersetzung mit kleiner Amplitude bei großer Kraft übertragen werden.
2. 2. Mikrophonsummer nach Anspruch r, gekennzeichnet durch eine so lose Kopplung zwischen dem mechanischen Schwingungssystem und dem Mikrophon, daß die Eigenfrequenz des mechanischen Schwingungssystems durch das Mikrophon praktisch nicht beeinflußt wird. 3. lVfikrophonsummer nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erregende System aus einer weicheren Blattfeder besteht, die an einem Ende mit einer zweiten wesentlich steiferen Feder starr verbunden ist, so daß bei Erregung der weicheren Blattfeder eine Amplitudenuntersetzung an der steiferen Feder; welche vorzugsweise mittels eines Hebels auf die Mikrophonanordnung wirkt, auftritt. q.. Mikrophonsummer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die steifere Feder aus einer kurzen, an beiden Enden festgelegten Blattfeder besteht, an der, in der Mitte quer verlaufend, der Übertragungshebel mit der erregenden Feder befestigt ist. 5. Mikrophonsummer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weichere, auf eine bestimmte Frequenz abgestimmte Blattfeder leicht auswechselbar, vorzugsweise durch Verschrauben an dem starren Kopplungsglied befestigt ist. 6. Mikrophonsummer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das freie Ende der weicheren Blattfeder ein vorzugsweise dreieckiger Anker aufgesetzt ist, der zwischen zwei mit Wicklungen versehenen Magnetpolen frei schwingbar angeordnet ist. 7. Mikrophonsummer nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise auf das freie Ende der weicheren Blattfeder aufgesetzten Spiegel zwecks Erzeugung optischer Zeitmarken. B. Mikrophonsummer nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind (z. B. eine besondere Erregerspule), die die Fremderregung des Summers mittels Wechselstrom zulassen, so daß er als Mikrophonverstärker benutzbar ist.