DE699054C - Eich- und UEberwachungseinrichtung an Geraeten zum Messen von mechanischen Kraeften und Momenten - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
21. NOVEMBER 1940

' REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42 k GRUPPE 14 04

M 134723 IX bl42 k

H. Maihak Akt.-Ges. in Hamburg

und Momenten

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Oktober 1935 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 24. Oktober 1940

Eich- und Überwachungseinrichtungen an solchen Geräten zum Messen von mechanischen Kräften und Momenten, bei denen ein schwenk- oder durchwölbbarer Reflektor proportional der ihn schwenkenden öder durchwölbenden zu messenden Kraft von einer lichtempfindlichen elektrischen Zelle Lichtbeaufschlagungs- oder Flächenhelleänderungen hervorruft, sind an sich bekannt. Weiter kann man bekannten Vorschlägen bereits den Gedanken entnehmen, bei optisch registrierenden Druckmeßgeräten während des Betriebes eine Eichung bzw. Überwachung so vorzunehmen, daß der eigentliche Meßvorgang nicht unterbrochen wird. Auch ist weiter eine Überwachung aller elektrischen Teile der Anzeigevorrichtung einer Meßanordnung unter Benutzung des vorhandenen

' lichtempfindlichen Aufnahmeelements bekannt,

ao bei welcher der Ausschlag des Meßgliedes mechanisch oder optisch kompensiert wird. Hierbei ist als Anwendungsgebiet ganz allgemein jedes Instrument mit -beweglichem Spiegel angegeben. Es ist auch bereits eine Einrichtung beschrieben worden, die ohne eine Kompensation die elektrischen Teile einer Anzeigevorrichtung mit lichtelektrischen Zellen überwacht, indem gleichzeitig eine visuelle Ablesung ermöglicht wird. ■

Durch die vorliegende Erfindung soll eine besonders zweckmäßige Ausführungsforai für die eingangs angegebene Eich- und Überwachungsvorrichtung gegeben werden, welche ebenfalls 'die Überwachung der elektrischen Teile der Anzeigevorrichtung gestattet, ohne daß der eigentliche Meßvorgang unterbrochen zu werden braucht. Das heißt, daß das eigentliche Meßgerät während des Meßvorganges im Betrieb bleibt und nur die auf lichtelektrischem Wege erfolgende Anzeige unterbrechen wind, um die elektrischen Teile dieser Anzeigevorrichtung zu überprüfen.

Die Erfindung besteht darin, -daß bei ,den eingangs beschriebenen Vorrichtungen zeitweilig in den Strahlengang einschaltbare optische Mittel vorgesehen werden, welche den Strahlengang entsprechend bestimmten Meßwerten beeinflussen und die Registrierung der Messung verhindern,, ohne den eigentlichen Meß Vorgang zu unterdrücken. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind dadurch gegeben, daß in den Strahlengang ein oder mehrere Planspiegel eingeschwenkt, -gedreht oder -geschoben werden, deren Stellung eine Beaufschlagung der Photozelle bewirkt, die ,einem ganz bestimmten Meßwerte entspricht; ferner-, daß in den Strahlengang ein oder mehrere ebene oder gewölbte Spiegel ein-

geschoben werden, deren Größe, Lage oder Wölbung den Strahlengang und damit die Beaufschlagung des lichtempfindlichen Aufnahmeelements in einer einem ganz bestimmten Meßwerte entsprechenden Weise festlegen; ferner, daß der Kontroll- oder Eichspiegel aus einer Kombination von Spiegel und Linse besteht; ferner, daß an Stelle der hinsichtlich Lage, Größe oder Wölbung un-ο veränderbaren Spiegel solche eingeschoben werden, deren Lage, Größe oder Wölbung in einer beliebig einstellbaren und kontrollierbaren Weise verändert werden kann, derart, daß .das lichtempfindliche Aufnahmeelement in einer jedem beliebigen Meßwert entsprechenden Weise während der Kontrolle und Eichung beeinflußt werden kann.

In den beiliegenden Zeichnungen ist in beispielsweiser Ausführungsform die Erfindung dargestellt, wobei die Ausführungsbeispiele, um betriebsfertige Geräte zu bringen, Einzelheiten zeigen, die· nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören.

Fig. ι zeigt die schematische Darstellung

.«5 einer Ausfuhrungsmöglichkeit der Erfindung als Eich- und Überwachungseinrichtung an einer Meßeinrichtung, welche die zu messen-den Größen als Liehtbeaufschlagungsänderung mißt.

Die von der Lichtquelle 2 ausgehenden Lichtstrahlen gelangen durch das optische Element 3 auf den Meß spiegel 4 und von dort zum lichtempfindlichen Aufnahmeelement5, solange der Eichspiegel 9 nicht vorgeklappt ist (gestrichelt gezeichnete Stellung). Der Meßspiegel wird in seiher Winkelstellung gesteuert von der zu messenden Größe (etwa dem oszillierenden Druck im Zylinder einer Kolbenkraftmaschine 8), der durch einen KoI-ben auf den Meßspiegel übertragen wird. Die jeweilige Winkelstellung dieses Meß spiegeis ruft eine bestimmte Lichtbeaufschlagung des lichtempfindlichen Aufnahmeelements hervor, die als gesteuerter Photostrom über die elektrische Verstärketanordnung 6 dem Elektronenstrahlschreiber 7 zugeführt und von diesem aufgezeichnet wird.

_ Um während des Meßvorganges eine Kontrolle und Eichung des gesamten elektrischen Teiles des vorliegenden Meßinstruments durchführen zu können, wird der Kontroll- und Eichspiegel 9 in den Strahlengang derartig gebracht, daß er den Meßspiegel 4 abdeckt (ausgezogen gezeichnete Stellung) und je nach der Winkelstellung des Kontrollspiegels sich ein oder mehrere flächenmäßig bestimmte, immer wieder einstellbare Beaufschlagungen des lichtempfindlichen "" Aufnahmeelements hervorrufen lassen, die sich als Photoströme nach erfolgter Verstärkung auf dem Schirm 10 des als Aufzeichnungsgerät dienenden Elektronenstrahlschreibers 7 als Kontroll- oder Eichlinien 11,12 darstellen.

Der oszillierende Druck im Zylinder bewirkt auch während der Eichung eine entsprechende Bewegung des Meßspiegels, nur bleibt dieser, weil abgedeckt, während der Eichung ohne Einfluß auf den Strahlengang, der vielmehr in dieser Zeit vom Kontroll- oder Eichspiegel beeinflußt wird.

Der Eichstrahlengang ist in dick strichpunktierten Linien dargestellt.

Durch Eindrücken des Schaltknopfes 13 wird das Eichelement 9 ausgeschwenkt und damit der normale Meßstrahlengang (dünn strichpunktiert) freigegeben.

Das Einbringen des Eichspiegels 9 kann durch Einschwenken (Fig. 1), Eindrehen (Fig. 2) oder Einschieben (Fig. 3) geschehen, wobei sich Anzeigevorrichtungen für die jeweilige Lage des Spiegels anbringen lassen. Die Fig. 2 und 3 zeigen das Eich- und Überwachungselement 9, ausgebildet als dreh barer (Fig. 2) und einstellbarer (Fig. 3) Planspiegel, wobei das Eindrehen durch Betätigen des Drehknopfes 14 und das Einschieben durch Betätigung des Schiebeknopfes 13 geschieht. .

Fig. 4 zeigt die schematische Darstellung einer Ausführungsmöglichkeit der Erfindung als Eich- und Überwachungseinrichtung an einer Meßeinrichtung, die die z.u messenden Größen als Flächenhelleänderungen mißt. Das Meßelement wird hierbei von dem durchwölbbaren Reflektor 4 gebildet, dessen jeweilige Durchwölbung der jeweilig zu messenden Größe, etwa dem oszillierenden Druck im ■ Zylinder einer Kolbenkraftmaschine, entspricht.

Dargestellt ist in Fig. 4 die Eichstellung der Anordnung, d.h. das Eichelelement; der Planspiegel 9 ist eingeschwenkt. ·^:

Der Eichstrahlengang ist abermals dick strichpunktiert angegeben.

Bei ausgeschaltetem Eichelement (gestrichelt gezeichnet) ist der Meßstrahlengang (dünn strichpunktiert) freigegeben.

Analog der Membranwölbung können als Kontroll- und Eichspiegel in diesem Falle gewölbte Spiegel für die Eichung in den Strahlengang gebracht werden, >die ebenfalls wieder eingeschwenkt, eingedreht oder einge-. schoben werden können. Die Wölbung solcher Eich- und Kontrollspiegel ist zur Aufnahme eines oder mehrerer Eichpunkte beliebig einstellbar und nach Anbringung einer Anzeigevorrichtung genau kontrollierbar.

Fig. 5 gibt in schematischer Darstellung für die nach Fig. 4 beschriebene Erfindungsanordnung eine Ausführungsmöglichkeit an, die zum Zwecke der Erzeugung mehrerer

Eichlinien eine Veränderung des Eichelementes gestattet.

Die Wölbung des Eichelementes, des membranartigen Spiegels 9 (eingeschwenkt mit Hilfe des Schiebeknopfes 13) ist durch Betätigung des Druck- oder Zugknopfes 14 verschieden einstellbar und bedingt damit verschieden einstellbare Beaufschlagungen des lichtempfindlichen Aufnahmeelementes, 'die sich letztlich auf dem Schirm des Aufzeichnungsgerätes als Eichlinien darstellen.

Der gestrichelt gezeichneten Stellung des Meßelementes, des membranartigen Reflektors 4, hervorgerufen etwa von einem die Membrane beaufschlagenden Druck von

„ 20 Atm., könnte z. B. die ausgezogen gezeichnete Wölbung des Eichelementes 9 entsprechen.

Die Erzeugung zweier (oder mehrerer) Eichlinien läßt sich erfindungsgemäß auch dadurch hervorrufen, daß als Eichelemente nichtdurchwöl'bbare Spiegel in den Strahlengang gebracht werden, denen jedoch ein weiteres optisches Element, etwa eine Linse, vorgeschaltet ist; die Entfernung zwischen beiden ist dann beliebig einstellbar und durch eine Anzeigevorrichtung kontrollierbar, so daß sich durch 'diese Anordnung Eichspiegel verschiedenster Wölbung ersetzen lassen.

Desgleichen läßt sich zum gleichen Zweck durch Einschieben verschiedener Blenden mit unveränderlicher Öffnung oder einer Blende mit veränderlicher öffnung, die jedoch in ihrer Entfernung vom Eichspiegel variierbar ist, oder durch Einbringen einer Blende, die in ihrer Öffnung verschieden einstellbar ist, etwa Irisblende, die Größe des Eichspiegels variieren und mittels einer Anzeigevorrichtung genau kontrollierbar einstellen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Eich- und Überwachungseinrichtung an Geräten zum Messen von mechanischen Kräften und Momenten, bei denen ein schwenk- oder durchwölbbarer Reflektor proportional der ihn schwenkenden oder durchwölben'den zu messenden Kraft auf einer lichtempfindlichen elektrischen Zelle Lichtbeaufschlagungs- oder Flächenhelleänderurigen hervorruft, gekennzeichnet durch zeitweilig in den Strahlengang ein- - schaltbare optische Mittel, die den Strahlengang entsprechend" bestimmten Meß-' werten beeinflussen und die Registrierung der Messung verhindern, ohne den eigentliehen Meßvorgang zu unterdrücken.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang ein oder mehrere Planspiegel eingeschwenkt, -gedreht oder -geschoben werden, deren Stellung eine Beaufschlagung der Photozelle ,bewirkt, die einem ganz bestimmten Meßwert entspricht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und· 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang' ein oder mehrere ebene oder gewölbte Spiegel ©ingeschoben werden, deren Größe, Lage oder Wölbung den Strahlengang und damit die Beaufschlagung des lichtempfindlichen Aufnahmeelementes in einer einem ganz bestimmten Meßwerte entsprechenden Weise festlegen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Kontroll- und Eichspiegel aus einer Kombination von Spiegel und Linse besteht.

   S- Einrichtung nach Anspruch 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der hinsichtlich Lage, Größe oder Wölbung unveränderbaren Spiegel solche eingeschoben werden, deren Lage, Größe oder Wölbung in einer beliebig einstellbaren und kontrollierbaren Weise verändert werden kann, derart, daß das lichtempfindliche Aufnahmeelement in einer jedem beliebigen Meßwert entsprechenden Weise während der Kontrolle und Eichung beeinflußt werden kann.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen