DE627529C - Device for increasing the amplitude of light mark instruments - Google Patents
Device for increasing the amplitude of light mark instrumentsInfo
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Description
Einrichtung zur Amplitudenvergrößerung bei Lichtmarkeninstrumenten Die Erfindung bezieht sich auf sog. Lichtmarkeninstrumente, d. h. auf Instrumente, bei denen nach Art der bekannten Galvanometer mit objektiver Spiegelablesung ein. von einer Lichtquelle ausgehendes Strahlenbündel über einen mit dem beweglichen System des Instrumentes verbundenen kleinen Spiegel auf eine Ableseskala geworfen wird und dort als Lichtmarke erscheint. Wenn der mit dem beweglichen System verbundene Spiegel sich, z. B. von der Mittelstellung ausgehend, um einen Winkel a dreht, so wird dadurch der Lichtstrahl um einen Winkel 2 a abgelenkt.Device for increasing the amplitude of light mark instruments The invention relates to so-called light mark instruments, i. H. on instruments, in those of the well-known galvanometer type with objective mirror reading. Beam emanating from a light source via one with the movable one System of the instrument connected small mirror thrown on a reading scale and appears there as a light mark. When the one connected to the moving system Mirror yourself, e.g. B. starting from the middle position, rotates by an angle a, so the light beam is thereby deflected by an angle 2 a.
Die bekannte Anordnung ist in Fig. i schematisch dargestellt. Das voneiner Lichtquelle i ausgehende, durch geeignete optische Mittel gerichtete Lichtstrahlenbündel trifft in der Pfeilrichtung auf einen um einen Winkel a aus der Mittellage abgelenkten beweglichen Spiegele und wird von diesem so auf eine Skala 3 geworfen, daß der Ablenkungswinkel des reflektierten Lichtstrahles 2 a ist, wobei an- der mit M bezeichneten Stelle auf der Skalenfläche eine zur Ablesung dienende Lichtmarke entsteht. Wenn die Skalenfläche nach einem Halbmesser r gekrümmt ist, der gleich der Entfernung der Skalenfläche von dem beweglichen Spiegel ist, so ist die dem Dmehwinkel a des Systems entsprechende Verschiebung der Lichtmarke auf der Skala s=2a#r.The known arrangement is shown schematically in FIG. That bundles of light rays emanating from a light source i and directed by suitable optical means meets in the direction of the arrow on a deflected by an angle α from the central position movable mirror and is thrown from this so on a scale 3 that the deflection angle of the reflected light beam 2 a, where at the point marked M A light mark for reading is created on the scale surface. When the dial face is curved to a radius r equal to the distance of the scale surface from the movable mirror, then the one corresponding to the turning angle α of the system Shift of the light mark on the scale s = 2a # r.
Wenn :es sich darum handelt, die Empfindlichkeit der Anzeige zu vergrößern, also für einen gegebenen Ausschlagwinkel a des Systems :eine möglichst große Verschiebung der Lichtmarke auf « der Ablesieskala zu erhalt-en, -so muß man den Halbmesser r bzw. die Enfernung der Skalenfläche von dem Spiegel 2, d. h. die Länge des Lichtzeigers, möglichst groß wählen. Dies führt aber zu unbequem großen Abmessungen, wenn alle Teile dieses Instrumentes fest miteinander verbunden bzw. in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut werden sollten.If: it is a question of increasing the sensitivity of the display, thus for a given deflection angle a of the system: the greatest possible displacement the light mark on the reading scale, one must use the radius r or the distance of the scale surface from the mirror 2, d. H. the length of the light pointer, choose as large as possible. However, this leads to inconveniently large dimensions, if all Parts of this instrument are firmly connected to one another or in a common housing should be built in.
Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, die Amplitude des Lichtzeigers durch besondere optische Mittel zu vergrößern, die in den Strahlengang zwischen dem beweglichen Spiegel und der Skala :eingeschaltet werden und in dein. Sinne wirken, daß sie die Verschiebung der Lichtmarke vergrößern. Als aussChlagveTgrößerndess optisches Mittel wird b@esonders ein zylindrischer Konvexspiebggel empfohlen. Eine derartige Anordnung ist schematisch in Fig. 2 dargestellt.It has therefore already been proposed to adjust the amplitude of the light pointer by special optical means to enlarge that in the beam path between the moving mirror and the scale: to be turned on and into yours. Senses work, that they increase the displacement of the light mark. As a great factor A cylindrical convex mirror is particularly recommended for optical means. One such an arrangement is shown schematically in FIG.
Mit i ist wieder die Lichtquelle bzw. der Ausgangspunkt des Lichtstrahlenbündels bezeichnet, mit 2 der bewegliche Spiegel und mit 3 die Skala: Ein von i ausgehender Lichtstrahl. trifft in der Pfeilrichtung zunächst auf den beweglichen Spiegele. Wird dieser um einen Winkel a abgelenkt, so fällt der Lichtstrahl unter' einem Winkel 2a auf einen konvexen Zylinderspiegel4, der nach einem Halbmesser p gekrümmt ist. Ist (3 der Winkel, den das Einfallslot mit der Linie 1, 2 bildet, so ist der Einfallswinkel -#= 2 a + (3. Unter dem gleichen Ausfallswinkel trifft der Lichtstrahl nach der Reflexion an dem Konvexspiegel4 auf einen Planspiegels unter dem Einfallswinkel y + (3 und wird endlich unter dem gleichen Ausfallswinkel auf die Skalenfläche 3 geworfen, die zweckmäßig nach einem Halbmesser 2r gekrümmt wird, wobei r der Abstand der Skalenfläche von dem Planspiegel. 5 ist. Aus den geometrischen Beziehungen ergibt sich dann unter der Voraussetzung, ' daß der Ablenkungswinkel a sehr klein und auch der Abetand des Meßwerkspiegels von der gekrümmten spiegelnden Fläche 4 annähernd gleich y ist, folgende Näherungsformel für die dem Winkel a entsp17echende Verschiebung der Lichtmarke: Daräus ergibt sich, daß die Amplitudexivergrößerung theoretisch bei gegebener Größe -von. r durch Verkleinerung des ICrümmungshalbmessers P des Konvexspiegeis beliebig gesteigert werden kann.- .With i again the light source or the starting point of the light beam is denoted, with 2 the movable mirror and with 3 the scale: A light beam emanating from i. first meets the movable mirror in the direction of the arrow. If this is deflected by an angle α, the light beam falls at an angle 2a on a convex cylinder mirror4, which is curved according to a radius p. If (3 is the angle that the perpendicular forms with the line 1, 2, then the angle of incidence is - # = 2 a + (3. At the same angle of reflection, the light beam hits a plane mirror at the angle of incidence y after being reflected on the convex mirror 4 + (3 and is finally thrown at the same angle of reflection onto the scale surface 3, which is expediently curved according to a radius 2r, where r is the distance between the scale surface and the plane mirror. that the deflection angle a is very small and the distance of the measuring mechanism mirror from the curved reflective surface 4 is approximately equal to y, the following approximation formula for the shift of the light mark corresponding to the angle a: It follows from this that the amplitude increase theoretically for a given size of. r can be increased as desired by reducing the radius of curvature P of the convex mirror.
Durch die bildvergrößernde Wirkung. des Konvexspiegels wird aber im gleichen Ver--hältnis die Helligkeit des Bildes verringert. Dieser Übelstand wird gemäß .der Erfindung dadure'h vermieden, daß an Stelle der beschriebenen optischen. Mittel solche verwendet ,werden, die--nur in -Richtung des Licht. zeigeraus@s'chTages vergrb>fernd, in der . dazu senkrechten Richtung aber verkleinernd wirken. Dadurch kann die durch die Nergrößerung des Bildes in der .einen Richtuüg entstehende Verringeruzig der Helligkeit: ganz oder- wenigstens zu einem erhebliche Teil ausgeglichen werden. -_ Wenn man als optische. Mittel Spiegel verwendet, so kann einer dieser Spiegel, und zwar vorzugsweise der dem beweglichen Spiegel nächstliegende, in bezug auf. eine der Drehachse des beweglichen Spiegels parallele Achse. konvex und in b:ezug auf eine dazu senkrechte Achse konkav. geschliffen, d-h. in bekannter- Weise als optische Sattelfläche, ausgebildet sein. Der oder die weiter im Strahlengang :etwa vorgeschobenen Spiegel können dann einfache Planspiegel sein. Sie können= aber auch, wenn ,eine noch- weitergehende Amplitudenvergröß.erung gewünscht wird, ebenfalls in bezug auf eine der Achse des beweglichen Spiegels parallele Achse konvex imd senkrecht dazu plan oder konkav geschliffen sein. Man kann auch den einen der hintereinander in den Strahlengang eingeschalteten Spiegel, vorzugsweise den dem beweglichen Spiegel benachbarten, in an sich bekannter Weise als konvexen Zylinderspiegel und den oder die weiteren Spiegel als konkave Zylinderspiegel ausbilden.Due to the image enlarging effect. of the convex mirror is in the same ratio reduces the brightness of the image. This evil will According to .der invention dadure'h avoided that in place of the described optical. Means such are used, which - only in -direction of light. zeigeraus @ s'chTages buried> remote, in the. but have a reducing effect in the direction perpendicular to it. Through this can reduce the reduction resulting from the enlargement of the image the brightness: be compensated entirely or at least to a considerable extent. -_ When you think of it as optical. Middle mirror used, one of these mirrors, and preferably the one closest to the movable mirror, with reference to. an axis parallel to the axis of rotation of the movable mirror. convex and in b: ezug concave on an axis perpendicular thereto. ground, d-h. known as optical saddle surface, be formed. The one further in the beam path: for example advanced mirrors can then be simple plane mirrors. You can = but also, if an even greater amplitude increase is desired, this is also the case with respect to an axis parallel to the axis of the movable mirror, convex and d be ground flat or concave perpendicular to it. You can also do the one in a row mirror switched on in the beam path, preferably that of the movable mirror neighboring, in a manner known per se as a convex cylinder mirror and the or form the other mirrors as concave cylinder mirrors.
Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung von Spiegeln als optische Mittel beschränkt. Statt der Spiegel können vielmehr auch Linsen verwendet werden, die in Richtung des Lichtzeigerausschlages vergrößernd, in der dazu senkrechten Richtung dagegen verkleinernd wirken.However, the invention is not limited to the use of mirrors as optical Limited funds. Instead of the mirror, lenses can also be used, increasing that in the direction of the light pointer deflection, in the direction perpendicular to it Direction, on the other hand, have a reducing effect.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig.3 und 4 schematisch dargestellt, und zwar bedeutet Fig. 3 eine Draufsicht der wesentlichen Teile eines Lichtmarkeninstrumentes mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung und Fig.4 ein Schnitt nach der Linie ArB.An embodiment of the invention is shown schematically in FIGS 3 is a plan view of the essential parts of a Light mark instrument with a device according to the invention and Fig.4 a Section along the line ArB.
Das von deiner Lampe 6 ausgehende Licht beleuchtet in an sich bekannter Weise mittels einer Köndensorlinse 7 eine feste Zeigermarke 8, die z. B. aus einer mit seinem zur Ablessung dienenden Faden versehenen Blen--deDßfftiung besteht. . In dem weiteren Strahimgang zwischen - der Zeigermarke 8 und einem um eine vertikale Achse g drehbaren Spiegel. i o liegt eine Objektivlinse i i, die ein reeles Bild der Zeigermarke 8 auf der Ableseskala. 12 entwirft. -Das auf den beweglichen Spiegel iö fallende Lichtstrahlenbündel wird in Richtung der Pfeile auf einen zur Amplitudenvergrößerung dienenden Spiegel 13 geworfen, der in Fig. 3 im Mittelschnitt und in Fig. 4 in Ansticht gezeichnet ist. Er ist als auf seiner Vorderfläche mit einem Spiegelbelag versehener Glaskörper ausgebildet, dessen Spiegelfläche, -wie in der Zeichnung dargestellt, derart gestaltet ist, daß der Spiegel für das auftreffende Strahlenbündel in Richtung der Ablenkung des Lichtzeigers als Konvexspiegel, .also amplitudenvergrößernd, in der dazu senkrechten Richtung aber als Konkavspiegel, -also verkleinernd, -wirkt. Zu diesem Zweck ist die Spiegelfläche- als Rotationsfläche ausgebildet; deren hinter dieser Fläche liegende Achse 1 ¢ zu derjenigen des beweglichen Meßsystemspiegels io parallel ist, und die Erzeugende der Rotationsfläche nach einem Kreisbogen um eine zur Achse des Rotationskörpers 1-3 senkrechte, vor der Sattelfläche liegende Achse 15 gekrümmt. _-Nach der Reflexion an dem Spiegel 13 wird das Lichtstrahlenbündel auf einen Planspiegel 16 und von diesem auf eine z. B. unter 4 5° geneigte Skala 12 geworfen, auf der bei 17 ein als Ablesemarke dienendes Bild der Zeigermarke 8 entsteht, wenn der bewegliche Spiegel i o sich um einen kleinen Winkel a gedreht hat.The light emanating from your lamp 6 illuminates a fixed pointer mark 8, which z. B. consists of a diaphragm provided with its thread used for measurement. . In the further beam path between the pointer mark 8 and a mirror that can be rotated about a vertical axis g. io is an objective lens ii, which has a real image of the pointer mark 8 on the reading scale. 12 designs. The bundle of light rays falling on the movable mirror is thrown in the direction of the arrows onto a mirror 13 which is used to increase the amplitude and which is drawn in FIG. 3 in the middle section and in FIG. 4 in piercing. It is designed as a glass body provided on its front surface with a mirror coating, the mirror surface of which, as shown in the drawing, is designed in such a way that the mirror for the incident beam in the direction of the deflection of the light pointer as a convex mirror, .also amplitude enlarging, in addition vertical direction, however, acts as a concave mirror, thus reducing it. For this purpose, the mirror surface is designed as a surface of revolution; whose axis 1 ¢ lying behind this surface is parallel to that of the movable measuring system mirror io, and the generating line of the surface of revolution is curved according to an arc around an axis 15 perpendicular to the axis of the rotational body 1-3 and lying in front of the saddle surface. _-After the reflection on the mirror 13, the light beam is on a plane mirror 16 and from this to a z. B. thrown under 4 5 ° inclined scale 12, on the 17 serving as a reading mark image of the pointer mark 8 is created when the movable mirror io has rotated a small angle a.
Wenn die Erzeugende der als Spiegel-Räche dienenden Rotationsfläche nicht hohl gegekrümmt, sondern gerade wäre, so würde die Helligkeit des Zeigerbildes 17 im Verhältnis der amplitudenvergrößernden Wirkung des Spiegels 13 sich verringern. Dadurch, daß die Spiegelfläche infolge der Krümmung der Erzeugenden in der zur Lichtzeigerablenkung senkrechten Richtung amplitudenverkleinernd wirkt, kann die Verminderung der Helligkeit ganz oder zu einem wesentlichen Teil wieder ausgeglichen werden.If the generating line of the surface of revolution serving as a mirror surface would not be hollow, but straight, the brightness of the vector image would be 17 in relation to the amplitude-increasing effect of the mirror 13 decrease. The fact that the mirror surface due to the curvature of the generators in the deflection of the light pointer the vertical direction reduces the amplitude, the reduction in the brightness can be fully or to a significant extent compensated again.
In dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zur Beleuchtung der Zeigermarke bzw. zu ihrer Abbildung benutzten optischen Systeme 7 und i i als @einfache Linsen gezeichnet. Statt dessen können aber und müssen in der Regel auch andere, den vorliegenden Verhältnissen besonders angepaßte optische Systeme verwendet werden. Der zur Amplitudenvergrößerung dienende Spiegel 13 kann ebenfalls konstruktiv in anderer Weise, z. B. als Metallspiegel oder als auf der Rückseite mit einem Spiegelbelag versehener Glaskörper, ausgebildet sein. In letztgenanntem Falle kann die Krümmung der Vorderfläche des Glaskörpers so gewählt werden, daß dadurch der Skalenverlauf, also die Abhängigkeit der Verschiebung der Lichtmarke auf der Skala von dem Ausschlagwinkel a des beweglichen Spiegels in der gewünschten Weise beeinflußt wird.In the described and illustrated embodiment, the Optical systems used to illuminate the pointer mark or to depict it 7 and i i drawn as @simple lenses. Instead, however, in As a rule, also other optical ones that have been specially adapted to the prevailing conditions Systems are used. The mirror 13 used to increase the amplitude can also constructively in a different way, e.g. B. as a metal mirror or as on the Glass body provided with a mirror coating on the rear side. In the latter Case, the curvature of the front surface of the glass body can be chosen so that thereby the course of the scale, i.e. the dependency of the shift of the light mark on the scale from the angle of deflection a of the movable mirror in the desired Way is affected.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und ¢ ist nur der eine der' beiden in dem Strahlengang zwischen dem beweglichen Spiegel i o und der Skala i z angeordneten Spiegel, nämlich der zur Amplitudenvergrößerung dienende Konvexspiegel 13, so gestaltet, daß er in der dazu senkrechten Richtung als Konkavspiegel, also amplitudenverkleinernd, wirkt. Die Amplitudenverkleinerung in der Richtung senkrecht zur Ablenkung des Lichtzeigers kann aber auch durch. eine geeignete Gestaltung des zweiten oder der weiteren im Strahlengang angeordneten Spiegel oder sonstigen optischen Mittel erreicht werden. Zu diesem Zweck kann an Stelle des Planspiegels 16 ein hohler Zylinderspiegel verwendet werden, dessen Erzeugende ein Kreisbogen um eine senkrecht zur Drehachse des beweglichen Spiegels liegende Achse ist. In diesem Falle kann der zur Amplitudenvergrößerung dienende Spiegel 13 in an sich biekannter Weise als in bezug auf eine der Achse des beweglichen Spiegels i o parallele Achse konvexer Zylinderspiegel ausgebildet sein.In the embodiment according to FIGS. 3 and 3, only one of the two mirrors arranged in the beam path between the movable mirror io and the scale iz, namely the convex mirror 13 used for amplitude enlargement, is designed so that it moves in the direction perpendicular thereto acts as a concave mirror, thus reducing the amplitude. The amplitude reduction in the direction perpendicular to the deflection of the light pointer can, however, also be achieved by. a suitable design of the second or the further mirror or other optical means arranged in the beam path can be achieved. For this purpose, the plane mirror may be a hollow cylinder mirrors are used 1 to 6, whose generatrix is an arc about an axis perpendicular to the rotational axis of the movable mirror axis in place. In this case, the mirror 13 used to increase the amplitude can be designed in a manner known per se as an axis of convex cylinder mirrors that is parallel to the axis of the movable mirror.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES115699D DE627529C (en) | 1934-10-12 | 1934-10-12 | Device for increasing the amplitude of light mark instruments |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES115699D DE627529C (en) | 1934-10-12 | 1934-10-12 | Device for increasing the amplitude of light mark instruments |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE627529C true DE627529C (en) | 1936-03-17 |
Family
ID=7533667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DES115699D Expired DE627529C (en) | 1934-10-12 | 1934-10-12 | Device for increasing the amplitude of light mark instruments |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE627529C (en) |
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1934
- 1934-10-12 DE DES115699D patent/DE627529C/en not_active Expired
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