DE638722C - Wechselstromgespeiste lichtelektrische Schalteinrichtung, bei der eine Photozelle das Gitter einer Verstaerkerroehre steuert - Google Patents

Description

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine durch Wechselstrom gespeiste lichtelektrische Schalteinrichtung, bei der eine Photozelle das Gitter einer Verstärkerröhre steuert. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß sie insbesondere auf geringe Helligkeiten und geringe Helligkeitsänderungen anspricht.

Es ist bekannt, gittergesteuerte Entladungsgefäße durch lichtelektrische Zellen zu steuern, wobei für den Fall, daß die Betriebsspannung eine Wechselspannung ist, ein besonderes Gleichrichtergefäß vorgesehen wird, das die für den Betrieb der lichtelektrischen Zelle nötige Gleichspannung herstellt. Es ist also außer dem von der Zelle gesteuerten Entladungsgefäß noch ein besonderes Gleichrichtergefäß notwendig. Durch die vorliegende Anordnung soll nun ein Entladungsgefäß gespart und damit eine erhebliche technische Vereinfachung und Verbilligung erzielt werden.

Bekannt sind ferner wechselstromgespeiste lichtelektrische Schaltanordnungen, bei denen die Gitterspannung eines gittergesteuerten Entladungsgefäßes durch eine Photozelle direkt gesteuert wird. Bei diesen Anordnungen findet keine Gleichrichtung der Photozellen-Saugspannung statt. Die Folge davon ist, daß unabhängig von der Belichtung der Photozelle in der negativen Halbwelle des speisenden Wechselstromes eine starke positive Aufladung des Steuergitters stattfindet. Diese muß sich in der nächsten positiven Halbwelle erst ausgleichen, so daß während der Ausgleichzeit ein Anodenstrom durch die Verstärkerröhre fließt, der auch bei verdunkelter Photozelle eine Belichtung vortäuscht. Will man dies vermeiden, so muß man die Gittervorspannung stark -negativ wählen, was aber gleichbedeutend mit einer Empfindlichkeitsherabsetzung der ganzen Anordnung ist.

Um geringe Ansprechhelligkeiten oder Helligkeitsschwankungen ausnutzen zu können, war man also bisher gezwungen, entweder Gleichstrom zu verwenden oder aber, wie bereits oben erwähnt, einen besonderen Gleichrichter vorzusehen. Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß man die von der Photozelle gittergesteuerte Verstärkerröhre zugleich als Gleichrichter für die die Photozelle speisende Wechselspannung und damit für den Gitteraufladungsstrom verwendet.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes möge an Hand der Abbildung erläutert .

werden. Weitere Vorteile der vorliegenden Anordnung gegenüber dem Bekannten werden im Verlauf der Beschreibung angegeben werden.

In der Abbildung ist 3 ein Transformator, dessen primäre Wicklung an die Klemmen 1 "und 2 einer Wechselspannungsquelle angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 5 de Transformators ist über die gittergesteuerte Verstärkerröhre 8 an zwei in Reihe liegende Widerstände 9 und 10 passender Größe angeschlossen. Parallel zu dem Widerstand 10 liegt eine Photozelle 12, die mit einem Vorschaltwiderstand 13 in Reihe geschaltet ist. Die Kathode der Verstärkerröhre wird durch eine Hilfswicklung 4 des Transformators 3 beheizt. Die Röhre 8 läßt nur die Halbwellen des Wechselstromes durch, bei denen die Kathode gegenüber der Anode negativ ist. Durch den Abzweig 12,13 zum Belastungswiderstand 10 wird also nur gleichgerichteter Strom durchgelassen, dessen Welligkeit durch einen Kondensator 11 noch geglättet werden kann. An dem Verbindungspunkt der Kathode der Photozelle 12 mit dem Widerstand 13 ist das Gitter des Entladungsgefäßes 8 angeschlossen. Solange die ZeEe 12 nicht beuchtet ist, ist ihr Widerstand im Vergleich zu 13 unendlich groß, so daß das Gitter des Entladungsgefäßes 8 das Potential des linken (negativen) Endes von Widerstand 10 besitzt. Bei richtiger Bemessung der Widerstände 9 und 10 kann dadurch die Vorspannung des Gitters so festgelegt werden, daß die Verstärkerröhre gerade keinen Strom mehr durchläßt. Bei Belichtung der Zelle 12 wird jedoch deren Widerstand verringert und dadurch der Spannungsabfall im Zweige 12, 13 so verändert, daß die Gittervorspannung einen geringeren negativen Wert gegenüber der Kathode der Verstärkerröhre erhält. Der Anodenstrom der Röhre 8 kann also einsetzen. Während vorher die Kathode bei Punkt 19 praktisch dieselbe negative Spannung wie das unke Ende der Sekundärwicklung 5 aufwies, wird sie beim Fließen des Stromes wegen des Spannungsabfalles in den Widerständen 10 und 9 ein weniger negatives Potential erhalten. Zieht man einen Vergleichspunkt heran, der von dem Stromnuß durch die Röhre nicht beeinflußt wird, z. B. den Punkt 21 am Potentiometer 22, so wird also die Kathode gegenüber diesem Punkt eine verschieden große Potentialdifferenz in Abhängigkeit von der Belichtung der Photozelle aufweisen, und zwar ist sie bei Stromlosigkeit der Röhre 8 (Zelle 12 unbelichtet) gegenüber Punkt 21 negativ, bei kräf-. 55 tiger Stromführung der Röhre 8 (Zelle 12 kräftig , belichtet) dagegen positiv gegenüber Punkt 21. Die Röhre 8 wirkt dabei gleichzeitig spannungs-"verstärkend.

Die Potentialschwankung zwischen Punkt 19 und 21 kann nun zur Steuerung des Gitters eines Entladungsgefäßes 16 herangezogen werden, das seinerseits ein Relais 17 und über dieses dessen Arbeitsstromkreis steuert. Das Relais 17 erhält seinen Strom von der Sekundärwicklung 6 des ,Transformators 3 über das mit ihm in Reihe .geschalteteEntladungsgefäß 16, dessen Kathode ■fßn einer Hilfswicklung 7 des Transformators 3 .beheizt wird. Durch die Verbindungsleitung 18 erhält diese Kathode dasselbe Potential wie die Kathode der Röhre 8, während das Gitter des Entladungsgefäßes 16 über einen Schutzwiderstand 23 mit dem Kontakt 21 des Potentiometers 22 verbunden ist.

Bei unbelichteter Zelle 12 gestattet das Entladungsgefäß 16 den Stromdurchgang, da nach dem Vorhergesagten das Gitter (wie Punkt 21) gegenüber der Kathode positive Vorspannung besitzt. Wird jedoch die Zelle 12 belichtet, so wird nach dem Frühergesagten die Kathode der Röhre 8 positiv gegenüber dem Punkt 21 und damit auch die Kathode des Entladungsgefäßes 16 positiv gegenüber ihrem Gitter. Der Stromdurchgang in diesem Entladungsgefäß wird also gesperrt und damit auch der Stromdurchgang durch das Relais 17, das nunmehr den Arbeits-Stromkreis öffnet. Die Stromunterbrechung im Relais 17 dauert so lange an, wie die Zelle 12 belichtet wird. .'';-.

Besonders vorteilhaft wirkt die beschriebene Anordnung, wenn als Entladungsgefäß 16 ein gas- oder dampfgefülltes Gefäß mit Lichtbogenentladung benutzt wird: In diesem Falle kann das Relais'17 gespart werden und der Arbeitsstromkreis direkt durch das Gefäß 16 gesteuert werden. Dabei ergibt sich der weitere Vorteil, ^9S daß durch die Energieverstärkung seitens der Röhre 8 auch bei schwachen Belichtungen der Zelle 12 bzw. langsamen oder schwachen Belichtungsänderungen derselben kein Flackern des gasgefüllten Entladungsgefäßes auftritt, weil die '°° von der Röhre 8 gelieferte Steuerenergie hinreichend groß ist. Würde man jedoch das Gitter des gasgefüllten Entladungsgefäßes 16 direkt durch die Photozelle steuern wollen, so würde diese Störungsmöglichkeit auftreten, weil bei geringer Belichtung der Widerstand der Zelle 12 zu groß ist, um eine hinreichende Steuerenergie durchzulassen.

Die beschriebene Anordnung bietet noch einen weiteren Vorteil. Das Arbeiten der Schalteinrichtung bzw. des Relais 17 bzw. des Arbeitsstromkreises kann von Spannungsschwankungen im Wechselstromnetz 1, 2 unabhängig gemacht werden durch geeignete Abstimmung der Widerstände 9, 10 und 13 aufeinander,. da Gitterspannung, Heizspannung und Anodenspannung bei beiden Entladungsgefäßen 8 und 16 sich mit der Netzspannung, jedoch in verschiedenem Betrage ändern. Durch Vertauschung der Plätze von Photozelle 12 und Vorschaltwiderstand 13 gegenüber dem Gitteranschlußpunkt der Röhre 8 kann übrigens die Anordnung derart umgestaltet

werden, daß bei Belichtung der Strom im Relais geschlossen wird, während er bei der vorstehend beschriebenen Anordnung unterbrochen wurde.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Wechselstromgespeiste lichtelektrische Schalteinrichtung, bei der eine Photozelle, das Gitter einer Verstärkerröhre steuert, da-' durch gekennzeichnet, daß die Verstärkerröhre zugleich als Gleichrichter für die die Photozelle speisende Wechselspannung und damit für den Gitteraufladungsstrom dient.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anodenkreis des Entladungsgefäßes außer einem Vorwiderstand (9) ein Widerstand (10) angeordnet ist, dem die Photozelle (12) mit einem in Serie liegenden Widerstand (13) parallel geschaltet ist, derart, daß das Steuergitter des Entladungsgefäßes (8) an die Verbindung zwischen der Photozelle (12) und ihrem Reihenwiderstand (13) angeschlossen ist.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Gitter einer weiteren Entladungsröhre (16) steuert, die ihrerseits ein Relais (17) steuern kann.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Röhre (16) ein gas- oder dampfgefülltes Entladungsgefäß mit lichtbogenartiger Entladung ist, das gegebenenfalls ohne weitere Verstärkungsstufen direkt einen Starkstromverbraucher steuert.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Anodenkreis der Verstärkerröhre (8) liegenden Widerstände (9, 10) und der Reihenwiderstand (13) der Photozelle so aufeinander abgestimmt sind, daß Schwankungen der Netzspannung kompensiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen