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Einrichtung zur photoelektrischen Erfassung der Drehzahl eines Normalzählers
Die Eichung eines Zählers zerfällt im allgemeinen in zwei Vorgänge, nämllich das
Abgleichen oder Justieren des Zählers und danach die endgültige Bestimmung des Fehlers.
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Während des ersten Vorganges ist es normalerweise nicht notwendig,
den absoluten Betrag des Fehlers des Prüflings zu wissen.
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Es genügt vielmehr die Erfassung eines relativen Fehlerbetrages, beispielsweise
mit Hilfe eines Synchronsignals, welches den zeitlichen Abstand wiedergibt, den
die Zählerscheibe des Prüflings benötigen würde, um eine Umdrehung oder ein ganzes
Vielfaches oder Teilbares davon zu durchlaufen, wenn der Fehler des Prüflings Null
wäre. Bringt man bei Beginn dieser überschlägigen Messung das Synchronsignal mit
dem Nulldurchgang der Zählerscheibenmarke des Prüflings zur Deckung, so müssen sich
bei vorhandenem Fehler bei weiteren Durchgängen der Marke durch die Nullstellung
zeitliche Verschiebungen dieser Durchgänge gegenüber der Signalgabe zeigen, die
um so größer sind, je größer der Fehler ,des Prüflings und die verstrichene Zeit
(Anzahl der Umdrehungen) ist. Man kann also mit einiger Übung grobe Fehler schon
nach einigen wenigen Umdrehungen, kleine Fehler nach etwas mehr Umdrehungen bestimmen
und sie dann schon vor der eigentlichen Fehlermessung beseitigen oder verringern.
Eine genauere Bestimmung der Fehler während des ersten der beiden erwähnten Vorgänge
ist auch insofern nicht nötig, als die Teile des Prüflings, an denen der Fehler
ausgeglichen wird, bei ihrer Veränderung einen vorher genau bestimmbaren Einfluß
auf den Fehler doch nicht erlauben.
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Bei einer bekannten Einrichtung, mit der ein solches Synchronsignal,
z. B. in Form von synchronem Blinklicht, gegeben werden kann, ist die Zählerscheibe
mit einem Kranz von Löchern versehen, durch welche beim Umlauf des Zählers ein Lichtstrahl
in eine der Drehgeschwindigkeit entsprechende Impulsfrequenz zerlegt wird. DieseLichtimpulse
werden durch eine Photozelle in elektrische Impulse umgewandelt, sodann verstärkt
und wiederum in Lichtimpulse verwandelt, die nun zum Vergleich der Umdrehungszahl
des Prüflings benutzt werden, indem sie beispielsweise auf die gerändelte Zählerscheibe
des Prüflings geworfen werden. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß ein Eingriff
in die aktiven Teile des Normalzählers vorgenommen werden muß, indem die Zählerscheibe
mit Löchern versehen werden muß.
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*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur photoelektrischen Erfassung der Drehzahl
eines Normalzählers zu schaffen, ohne daß ein Eingriff in seine aktiven Teile erforderlich
ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vor einen arl sich bekannten
Normalzähler mit einem über einer Skala laufenden, die Umdrehungszahl anzeigenden
Zeiger eine im wesentlichen aus einer Lichtquelle, einer Photozelle und einer Loehkranzblende
bestehende Vorrichtung vorgesetzt wird, durch die jedesmal. wenn der Zeiger an einem
der Löcher der Blende vorbeiläuft, ein Impuls gegeben wird. Zweckmäßig ist die Lochkranzblende
auswechselbar an der vor die Normalzählerskala vorsetzbarren Einrichtung befestigt,
so daß Blenden mit verschiedener Lochzahl nvahlxveise benutzbar sind, um bei der
gleichen Drehgeschwindigkeit des Normalzählers verschiedene Impulszahlen abnehmen
zu können.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung gemäß der Erfindung
ist in den Abbildungen schematisch dargestellt. Mit 1 1 ist ein Normalzähler bezeichnet,
der einen Zeigen 12 besitzt, welcher in an sich bekannter Weise entsprechend der
Zahl der Umdrehungen der Zählerscheibe über einer Skala I3 umläuft. Die Skala ist
beispielsweise so gewicht, daß sie den Fehler des Prüflings direkt in Prozenten
anzeigt. Voraussetzung dafür ist, daß der Normalzähler aus der Nullstellung heraus
anläuft und nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen des Prüflings abgeschaltet
wird (Gleichwegeichverfahren).
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Um auch langsam laufende Prüflinge bequem eichen zu können, empfiehlt
es sich, den Zeiger langsamer umlaufen zu lassen als die Zählerscheibe des langsamsten
der vorkommenden Prüflinge. Dies erreicht man zweckmäßig dadurch, daß der Zeiger
12 über ein Zahnradgetriebe von der Scheibe des Normalzählers angetrieben wird,
so daß er beispielsweise während zehn Umdrehungen der Zählerscheibe des Prüflings
nur eine einzige Umdrehung macht. Zum Abgleichen oder Justieren der Prüflinge wird
vor die Skala I3 eine aus einer Lichtquelle 14, einem Reflektor 15, einer Photozelle
I6 und einer Lochkranzblende I7 bestehende Vorrichtung gesetzt.
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Die LochkranzblendeI7, die in Abb. 2 für sich in Aufsicht gezeichnet
ist, besteht aus - einem Kreisring mit einer Mehrzahl von z. B. zehn gleichmäßig
verteilten Löchern I8.
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Das von der Lichtquelle 14 ausgebende Licht wird durch den Reflektor
15 als Lichtbündel auf die Lochlrranzblende i 7 geworfen und fällt durch die Löcher
Ig in einer deren Zahl entsprechenden Anzahl von Lichtstrahlen auf die Skala 13,
die dieses Licht ganz oder teilweise durch die mittlere große Öffnung der Lochkranzl,lende
auf die darüber befindliche Photozelle I6 wirft. ITm die die Photozelle 16 beeinflussende
Lichtintensität zu vergrößern. l>ann man gegebenenfalls auf der Skala einen -fipiegel
in Form eines Kegelstumpfinantels anordnen, der die durch die Löcher tS fallenden
Lichtstrahlen auf die Photozelle I6 reflektiert. Jedesmal wenn der Zeiger 12 unter
einem Loch vorbeiläuft, wird die die Photozeile beeinflussende Lichtintensität geändert.
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Die Photozelle reagiert auf diese Änderungen, indem sie entsprechende
elektrische Impulse aussendet, die in bekannter \weise in einem Verstärker 20 verstärkt
und darauf einer Signallainpe 71 zugeführt werden. Diese gibt also eine der Drehzahl
des Normalzählers entsprechende Zahl von Lichtimpulsen ab, die zum Abgleichen oder
Justieren des Prüflings benutzt werden können. Wenn der Normalzähler so ausgebildet
ist, daß sein Zeiger unter der Annahme, daß der Fehler des Prüflings gleich Null
ist, vier Umdrehungen in der gleichen Zeit macht, in welcher die Zählerscheibe des
Prüflings 40 Umdrehungen zurücklegt, dann erhält man bei Benutzung einer Blende
mit 10 Löchern in dieser Zeit Ao Lichtimpulse von der Signallampe 21.
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SIacht der Prüfling dagegen in derselben Zeit so oder nur 20 Umdrehungen,
so benutzt man eine Blende mit 20 bzw. nur 5 Löchern. um nunmehr So bzw. 20 Lichtimpulse
zu bekommen. Die Lochkranzblende ist daher leicht auswechselbar in dem Gehäuse 19
der Vorrichtung befestigt, damit Blenden mit verschiedener Lochzahl wahlweise benutzt
werden können, um bei der gleichen Drehgeschwindigkeit des Normalzählers verschiedene
Impulszahlen abnehmen zu können.
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Zwisclaenwerte, die sich nicht durch Einsetzen einer entsprechenden
Lochkranzhlende herstellen lassen, werden dadurch erzielt, daß die Drehzahl des
Normalzählers mittels vor seinen Spannungs- oder Strompfad eingeschalteter regelbarer
Meßwandler in dem erforderlichen geringen Umfang verändert wird. Wenn bei Teillasten
der Prüfling mit entsprechend verringerter Drehzahl läuft, ist naturgemäß nicht
mehr die Durchgabe jedes Impulses notwendig, weil die vielen Lichtimpulse dann stören
würden. Die dann nicht erwünschten Impulse können durch Schrittschaltwerke oder
Zählwerke ausgesiebt werden. Dies kann in der Weise geschehen, daß die von der Photozelle
abgegebenen und verstärkten Impulse nicht unmittelbar der Signallampe zugeführt
werden, sondern über ein Schrittschaltwerk, das von jedem Impuls um einen Schritt
weitergeschaltet wird, aber immer erst nach einer bestimmten Zahl von Schritten
einen Impuls an die Signallampe weitergibt. Die erforderliche Ein- bzw. Umschaltung
des
Schriftschaltwerkes entsprechend der jeweils eingestellten Teillast des Prüflings
erfolgt zweckmäßig zwangsläufig mit der betreffenden Umschaltung des Prüflinge.