DE721500C

DE721500C - Device for practically simultaneous observation of a rapidly changing process and a calibration grid

Info

Publication number: DE721500C
Application number: DER99082D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kornel Noss; Dr-Ing Walter Rogowski
Original assignee: KORNEL NOSS DIPL ING
Current assignee: KORNEL NOSS DIPL ING
Priority date: 1937-04-10
Filing date: 1937-04-10
Publication date: 1942-06-08

Description

Einrichtung zum praktisch gleichzeitigen Beobachten eines schnell veränderlichen Vorganges und eines Eichrasters Zur Abbildung und Aufzeichnung voneinander abhängiger veränderlicher Größen in zwei meist senkrecht zueinander stehenden Koordinaten bedient man sich mit Vorteil der Oszillographen. Diese bestehen aus einem oder mehreren Zeigern, z. B. Schreibstiften, Licht- oder Elektronenstrahlen, und einer Schreibfläche. Abbildung und Aufzeichnung der zu untersuchenden Größen geschieht dadurch) daß Zeiger und Schreibfläche gegeneinander entsprechende Relativbewegungen in Richtung der beiden Koordinatenachsen ausführen und so die Abhängigkeit der zu untersuchenden Größen voneinander durch einen oder mehrere Kurvenzüge zur Darstellung bringen.Facility for practically simultaneous observation of one quickly variable process and a calibration grid for mapping and recording of each other dependent variable quantities in two mostly mutually perpendicular coordinates one uses the oscilloscope with advantage. These consist of one or more Pointers, e.g. B. pens, light or electron beams, and a writing surface. The quantities to be examined are mapped and recorded by means of the pointer and writing surface relative movements corresponding to one another in the direction of the execute both coordinate axes and thus the dependency of the one to be examined Display sizes from one another using one or more curves.

Will man diese Kurvenzüge über das Anschauliche hinaus zu Messungen auswerten, so muß fiir jede veränderliche Größe das Verhältnis zu ihrer Abbildung im Oszillogramm durch eine Eichung bestimmt werden. If you want to measure these curves beyond the graphic evaluate, then for every variable quantity the relation to its mapping must be can be determined in the oscillogram by calibration.

Dies geschieht grundsätzlich so, daß man der veränderlichen Größe bekannte Werte erteilt und diese Werte auf der zugehörigen Koordinate abbildet. Bildet man nun auf der einen Koordinate feste Werte ab und bewegt bei jedem dieser Werte den Zeiger in Richtung der anderen Koordinate, und umgekehrt, so erhält man an Stelle eines Koordinatenkreuzes mit Eichpunkten ein Koordinatennetz oder Eichraster und vermeidet so alle Fehler, die durch etwaige Maßstabsverzerrungen auftreten könnten. Dabei geht die Eichung so vor sich, daß vom Experimentator eine Reihe von Schalthandlungen nach und nach vorgenommen werden, als deren Endergebnis sich das Eichraster ergibt.This is basically done in such a way that one of the variable size known values are given and these values are mapped to the associated coordinate. If you now map fixed values on one coordinate and move with each of these Values the pointer in the direction of the other coordinate, and vice versa, you get Instead of a coordinate cross with calibration points, a coordinate network or calibration grid and thus avoids all errors that could occur due to any scale distortions. The calibration is done in such a way that the experimenter performs a series of switching operations are made gradually, the end result of which is the calibration grid.

Es genügt nun im allgemeinen nicht, diese Eichung einmal vorzunehmen und dann das so gewonnene Eichraster über die auszuwertenden Öszillogramme zu legen. denn die Koordi natenmaßstäbe sind meist willkürlich veränderlich. So läßt sich z. B. bei Schleifenoszillographen die EmpfindlichlSeit durch Einsetzen verschiedener Schleifen, durch Verstärker, Vor- und Nebenwiderstände regeln; der Zeitmaßstab ist von der Drehzahl des Spiegelrades oder der Ablaufgeschwindigkeit des Films abhängig. Ebenso läßt sich die Empfindlichkeit von Koordinatenschreibern und Braunschen Röhren in beiden Koordinatenachsen beliebig regeln (bei Braunschen Röhren z. B. durch .indern der Spannung Anode-Kathode, durch Verstärker und Spannungsteiler an den Ablenksystemen Man benötigt daher eine Anzahl verschiedener Eichraster und muß sich vor jeder Aufnabme eines Oszillogramms durch eine erneute Eichung vergewissern, ob die Koordinatellmaßstãbe mit dem gewählten Eichraster übereinstimmen. Eine unmittelbare Eichung stellt dieses Verfahren daher nicht dar. It is generally not sufficient to carry out this calibration once and then the calibration grid obtained in this way over the ones to be evaluated Oscillograms to lay. because the coordinate scales can usually be changed at will. So can z. B. in loop oscilloscopes the sensitivity through onset different loops, regulate through amplifiers, series and shunt resistors; the The time scale is based on the speed of the mirror wheel or the running speed depends on the film. The sensitivity of coordinate recorders can also be checked and Braunschen tubes can be arbitrarily regulated in both coordinate axes (with Braunschen Tubes e.g. B. by reducing the voltage anode-cathode, amplifiers and voltage dividers on the deflection systems One therefore needs a number of different calibration grids and must make sure before each recording of an oscillogram by means of a new calibration, whether the coordinate scales match the selected calibration grid. An immediate one This procedure does not represent calibration.

An Stelle eines mechanischen Rasters, das über das Oszillogramm gelegt wird, kann man auch bei Mehrzeigeroszillographen, z. B. bei Mehrschleifen oszillographen, Braunschen Mehrstrablröhren, mit überzähligen Zeigern Eichlinien in das Oszillogramm schreiben, deren Lage auf der Schreibflãche jedoch ebenfalls durch eine vorhergehende Eichung der das Oszillogramm schreibenden Zeiger bestimmt werden muß. Auch dieses Verfahren stellt daher keine unmittelbare Eichung dar. Instead of a mechanical grid that is placed over the oscillogram can also be used with multi-pointer oscilloscopes, e.g. B. for multi-loop oscilloscopes, Braun multiple tube tubes, with excess pointers, calibration lines in the oscillogram write, their position on the writing surface, however, also by a previous one Calibration of the pointer writing the oscillogram must be determined. This too The procedure therefore does not represent an immediate calibration.

Dagegen ist die unmittelbare Eichung der Zeitachse durch Zeitmarken, die gleichzeitig mit dem Oszillogramm geschrieben werden, bei Mehrzeigeroszillographen möglich. Voraussetzung hierbei ist, daß in der Zeitachse mehrere Zeiger gleichzeitig und übereinstimmend gegen die Schreibfläche bewegt werden, z. B. bei Schleifenoszillographen mit Spiegelrad oder rnechanisch bewegter Schreibflãche (vgl. Siemenszeitschrift Bd. IO, 1930, S. 643 ff.), und daß ein überzähliger Zeiger zum Schreiben der Zeitmarken frei ist. On the other hand, the direct calibration of the time axis by time stamps, which are written at the same time as the oscillogram, in the case of multi-pointer oscilloscopes possible. The prerequisite for this is that several pointers are in the time axis at the same time and moved in unison against the writing surface, e.g. B. with loop oscilloscopes with mirror wheel or mechanically moved writing surface (see Siemens magazine Bd. IO, 1930, p. 643 ff.), And that a surplus pointer for writing the time stamps free is.

Um auch in anderen Fällen oszillographischer Messungen eine unmittelbare Eichung zu ermöglichen, erscheint es darum zweckmäßig auf die Prüfung des Übereinstimmens der Koordinatenmaßstäbe mit einem gewählten oder eingestellten Eichraster zu verzichten und statt dessen das Eichraster unmittelbar durch die das Oszillogramm schreibenden Zeiger selbst in das Oszillogramm hinein zum schreiben, wenn es gelingt, das Eichverfahren so auszubilden, daß es nur einer auslösenden Schaltbandlung bedarf, um das Eichraster in einer oder in beiden Koordinatenachsen zu schreiben, und daß. bei subjektiver Betrachtung sowohl das Oszillogramm als auch das Eichraster dem Beobachter gleichzeitig erscheint und er das Meßergebnis unmittelbar quantitativ beurteilen kann. Diese Aufgabe ist bisher nicht erörtert worden. In order to obtain an immediate result in other cases of oscillographic measurements To enable calibration, it therefore appears expedient to check compliance of the coordinate scales with a selected or set calibration grid and instead the calibration raster directly through those who write the oscillogram Pointer itself to write into the oscillogram, if the calibration procedure succeeds to train so that it only requires a triggering Schaltbandlung to the calibration grid to write in one or both coordinate axes, and that. at subjective Viewing both the oscillogram and the calibration grid for the observer at the same time appears and he can immediately quantitatively assess the measurement result. These Task has not yet been discussed.

Für Braunsche Röhren ist in dem Buche von Dr. A 1 b e r t i »Braunsche Kathodenstrahlröhren« 1932, S. 158 und Abb. r 119, eine Anordnung beschrieben, in der die Eichung durch den gleichen Strahl unmittelbar nach der Aufnahme des Oszillogramms erfolgt. For Braunsche Röhren, the book by Dr. A 1 b e r t i »Braunsche Cathode ray tubes «1932, p. 158 and Fig. R 119, an arrangement described in the calibration by the same beam immediately after recording the oscillogram he follows.

Diese Anordnung kann man jedoch nur bei Osziliogrammen benutzen, in denen eine Koordinate eine Zeitachse ist, wobei zudem die Eichung dann stattfindet, wenn der Kathodenstrahl durch die Zeitablenkung nahezu vollständig über die photographische Platte geführt ist. Die Angabe eines einzigen Eich punktes, noch dazu außerhalb des Oszillogramms, ist aber gerade bei Braunschen Röhren mit ihren vielfach großen Verzerrungen nicht ausreichend.However, this arrangement can only be used with osciliograms, in where a coordinate is a time axis, and the calibration then takes place, when the cathode ray by the time deflection almost completely over the photographic Plate is guided. The specification of a single calibration point, even outside of it of the oscillogram, but it is precisely with Braun tubes with their often large Distortion not enough.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum praktisch gleichzeitigen Beobachten eines schnell veränderlichen Vorganges und eines Eichrasters unter Benutzung von un mittelbar aufeinanderfolgenden Aufzeichnungen derselben, die dadurch gekennzeichnet ist, daß den Ablenksystemen eines Oszillographenzeigers mittels eines Umschalters nacheinander die Meßwerte des schnell veränderlichen Vorganges und die verschiedenen Eichwerte des Rasters zugeführt werden, wobei zur Erzielung des Eichrasters mittels einer Schaltanordnung mit einer einmaligen auslösenden Schalthandlung in zwangsläufiger Folge dem ersten Ablenksystem des Osziliographenzeigers hintereinander mehrere bekannte Eichwerte zugeführt werden und der Oszillographenzeiger bei allen Eichwerten mit Ililfe einer über das zweite Ablenksystem wirkenden Ablenkung die einen Koordinaten -linien schreibt, worauf gegebenenfalls durch Anlegen von Eichwerten an das zweite Ablenksystem und der genannten Ablenkung an das erste Ablenksystem die anderen Koordinatenlinien geschrieben werden können. The invention relates to a device for practically simultaneous Observation of a rapidly changing process and a calibration grid in use of directly successive recordings of the same, which are characterized is that the deflection systems of an oscilloscope pointer by means of a switch one after the other the measured values of the rapidly changing process and the different ones Calibration values of the grid are supplied, whereby to achieve the calibration grid by means of a switching arrangement with a one-time triggering switching action in an inevitable Follow the first deflection system of the osciliograph pointer one after the other several known ones Calibration values are supplied and the oscilloscope pointer with all calibration values With the aid of a deflection acting via the second deflection system, the one coordinates -linien writes, whereupon if necessary by applying calibration values to the second Deflection system and the said deflection to the first deflection system the other coordinate lines can be written.

Beim Gegenstand der Erfindung wird also das Eichraster unmittelbar durch den das Oszillogramm schreibenden Zeiger selbst in das Oszillogramm hineingeschrieben, indem über eine Schaltvorrichtung dem einen Ablenksystem des Zeigers nacheinander in zwangsläufiger Folge eine Reihe bekannter Eichwerte zugeführt werden, die durch den Zeiger auf der einen Koordinate abgebildet werden, während dem anderen Ablenksystem des Zeigers elektrisch, z. B. durch eine Wechselspannung, oder mechanisch eine Ililfsa blenkung zugeleitet wird, die den Zeiger die zu der zu reichenden senkrechten Koordinate durcheilen läßt, und umgekehrt. Diese Schaltanordnung kann aus einem mit einem Motor gekuppelten mechanischen Kontaktgeber bestehen (vgl. Alb e r t i: »Kathodenstrahlröhren«, 1932, S. 151, Abs.3), der entweder unmittelbar oder über Relais, z. B. -elektromagnetisehe Relais, Elektronenrelais o. dgl., schaltet. Die Steuerung dieser Relais kann auch rein elektrisch erfolgen; z. B. dadurch, daß man einem Gasenfladungsgefäß mit mehreren Anoden Mehrphasenstrom zuführt und in die Anodenleitungen Relais legt, die, da der Stromübergang nur zwischen Kathode und der Anode mit dem höchsten positiven Potential stattfindet, nacheinander ansprechen und dadurch ihrerseits nacheinander in zwangsläufiger Folge schalten. In the subject matter of the invention, the calibration grid is therefore immediate written into the oscillogram by the pointer writing the oscillogram, by using a switching device one after the other of the pointer deflection system a number of known calibration values are inevitably supplied, which are carried out by the pointer can be mapped to one coordinate while the other deflection system of the pointer electrically, e.g. B. by an alternating voltage, or mechanically an Ililfsa bling is fed to the pointer to the perpendicular coordinate to be reached rush through, and vice versa. This switching arrangement can consist of one with one engine coupled mechanical contactors exist (cf. Alb e r t i: »Cathode ray tubes«, 1932, p. 151, paragraph 3), either directly or via relays, e.g. B. -electromagnetisehe Relay, electron relay or the like, switches. The control of these relays can also be done purely electrically; z. B. by having a gas charge vessel with several Anode multiphase current supplies and in the anode lines relay puts, which, since the Current transfer only between the cathode and the anode with the highest positive potential takes place, address one after the other and thereby in turn one after the other in inevitable Switch a sequence.

Mit Hilfe dieser Schaltanordnung bedarf es also nur einer einmaligen auslösenden Sc'haithandlung, um das gesamte Eichraster in einer oder auch in beiden Koordinatenachsen zu schreiben. With the help of this switching arrangement, only a single one is required triggering action, to the entire calibration grid in one or in both Write coordinate axes.

Die Niederschrift des Oszillogramms und des Eichrasters kann einmalig oder periodisch erfolgen. Man kann durch eine entsprechend schnelle Umschaltung erreichen, daß infolge der Trägheit des Auges oder, z. B. bei Braunschen Röhren, infolge des lSTachleuchtens des Fluoreszensschirms Oszillogramm und Eichraster dem Beobachter gleichzeitig erscheinen und er das Meßergebnis uninittelbar quantitativ beurteilen kann. Dieser Umschalter kann, ähnlich der Schaltanordnung, aus einem von Hand oder Motor getriebenen mechanischen Kontaktgeber, Relaisanordnungen 0. dgl. bestehen. Schaltanordnung und Umschalter können auch miteinander mechanisch oder elektrisch gekuppelt sein. The recording of the oscillogram and the calibration grid can be done once or periodically. You can switch over accordingly quickly achieve that as a result of the sluggishness of the eye or, for. B. Braun tubes, as a result of the fluorescent screen lighting up the oscillogram and calibration raster Observers appear at the same time and he immediately quantifies the measurement result can judge. This switch can, similar to the switching arrangement, from one manual or motor-driven mechanical contactor, relay arrangements 0. like. exist. Switching arrangement and changeover switch can also be mechanically connected to one another or be electrically coupled.

Die Abb. I und 2 stellen zwei Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung dar. Figs. I and 2 represent two exemplary embodiments of the invention represent.

In Abb. I sind I und 2 in einem Kreis angeordnete Kontaktsegmente, bei denen an I die Wechselstromquelle 3 und an 2 iiber einen Spannungsteiler 4 aus der Gleichstromquelle 5 eine Reihe bestimmter Eichspannungen geführt sind. Auf den Kontaktsegmenten schleifen, durch einen Motor 6 angetrieben, die Kontaktfedern 7, die über einen Umschalter 8 mit den Ablenkplatten 9 und t 0 einer Braunschen Röhre verbunden sind, während die Ablenkplatten II und 12 über den Umschalter miteinander und mit dem anderen Pol der Wechselstromquelle und mit der Mittelanzapfung des Spannungsteilers verbunden sind. Die freien Kontakte des Umschalters führen zu der Apparatur, die die Spannung für das aufzunehmende Oszillogramm liefert. In Fig. I, I and 2 are contact segments arranged in a circle, where at I the alternating current source 3 and at 2 via a voltage divider 4 the direct current source 5 a series of specific calibration voltages are performed. On the Grinding contact segments, driven by a motor 6, the contact springs 7, via a changeover switch 8 with the deflection plates 9 and t 0 of a Braun tube are connected, while the baffles II and 12 are connected to each other via the switch and with the other pole of the alternating current source and with the center tap of the voltage divider are connected. The free contacts of the switch lead to the apparatus that supplies the voltage for the oscillogram to be recorded.

Werden die Schleiffedern 7 durch den Motor 6 angetrieben, so werden in der gezeichneten Stellung des Umschalters 8 an die beiden Ablenkplattenpaare 9, 1 1 und 10, 12 der Braunschen Röhre nacheinander in zwangsläufiger Folge verschiedene Eichspannungen und eine Wechselspannung gelegt, so daß, wenn das eine Plattenpaar, z. B. 10, 12, den Kathodenstrahl proportional der angelegten Eichgleichspannung ablenkt, der Leuchtfieck durch die an dem anderen Plattenpaarg, 1 1 liegende Wechseispannung zu einem Strich auseinandergezogen wird, wodurch bei einer Umdrehung der Kathodenstrahl ein Eichraster m beiden Koordinatenachsen geschrieben hat. If the slide springs 7 are driven by the motor 6, then in the position shown of the switch 8 on the two pairs of deflector plates 9, 1 1 and 10, 12 of the Braun tube one after the other in an inevitable sequence different Calibration voltages and an alternating voltage are applied, so that if the one pair of plates, z. B. 10, 12, the cathode ray proportional to the applied calibration DC voltage deflects, the luminous triangle by the alternating voltage lying on the other pair of plates, 1 1 is pulled apart to a line, whereby with one revolution the cathode ray has written a calibration grid on both coordinate axes.

Durch einmaliges oder periodisches Umlegen des Umschalters S kann das Eichraster sofort nach dem Oszillogramm oder abwechselnd mit dem Oszillogramm geschrieben werden.By turning the switch S once or periodically, the calibration grid immediately after the oscillogram or alternately with the oscillogram to be written.

Soll die Spannung symmetrisch an den Ablenkplatten liegen, so kann man gemäß Abb. 2 die Spannungen zwei Kontaktreihen symmetrisch zuführen und über vier Kontaktfedern nacheinander an die Ablenkplatten legen. If the voltage is to be symmetrical across the deflection plates, then according to Fig. 2, the voltages are fed symmetrically to two rows of contacts and over Place four contact springs one after the other on the deflector plates.

Der Grundgedanke der Erfindung ist nach den angegebenen Richtlinien noch verschiedener Ausgestaltung fähig. Doch genügt das Beispiel, um die Durchführbarkeit zu zeigen. The basic idea of the invention is according to the guidelines given still capable of various designs. But the example is enough to show the feasibility to show.

Auch ist das Beispiel auf die Braunsche Röhre als Oszillograph zugeschnitten; doch kann die Vorrichtung auf alle Oszillographenarten sinngemäß übertragen werden. Nur bei der Aufnahme von Daueroszillogrammen auf endlosem Band läßt sich diese Vorrichtung nicht verwenden, da hierbei bei der Niederschrift des Eichrasters die Niederschrift des Oszillogramms unterbrochen würde.The example is also tailored to the Braun tube as an oscilloscope; however, the device can be applied to all types of oscilloscopes. This device can only be used when recording continuous oscillograms on an endless tape do not use, as the record is used when writing the calibration grid of the oscillogram would be interrupted.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for practically simultaneous observation one thing to change quickly. punch process and a calibration grid using directly consecutive records of the same, characterized in that, that the deflection systems of an oscilloscope pointer with means of a switch one after the other the measured values of the rapidly changing process ui, d the various calibration values of the grid are supplied, wherein to achieve the calibration grid by means of a Switching arrangement with a single triggering switching action in an inevitable Follow the first deflection system of the oscilloscope pointer one after the other several known ones Calibration values are supplied and the oscilloscope pointer with all calibration values With the help of a deflection acting via the second deflection system, the one coordinate lines writes what, if necessary, by applying calibration values to the second deflection system and said deflection to the first deflection system the other coordinate lines can be written.

2. Device for achieving a calibration grid by means of the switching arrangement according to claim 1, characterized by one having a motor coupled mechanical switch that is made by contacting directly or through Control of relays a series of one deflection system of the oscilloscope pointer of known calibration voltages (or calibration currents) and one for each calibration value Deflection voltage (or deflection currentj applies to the other deflection system.

3. Device for achieving a calibration grid by means of the switching arrangement according to claim I, characterized by a gas discharge vessel with several anodes, to which multiphase current is supplied, and relays are built into their anode leads who respond one after the other and thus in turn in an inevitable sequence the deflection voltages (resp.

Supply deflection currents).