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Mehrfachosziilograph, bei dem mehrere Lichtzeiger steuernde Spiegel
in der Mitte von bandartigen Tragorganen befestigt sind Bei Mehrfachoszillographen
benutzte man bisher im allgemeinen Schleifenmeßwerke, bei denen die einen Spiegel
tragende Schleife in einem starken Magnetfeld schwingt. Dabei sind die räumlichen
Abmessungen des Meßwerks in allen Richtungen groß im Vergleich zu der Breite der
Schleife und des Spielgels, insbesondere da man das ganze Schleifensystem zur Dämpfung
vorzugsweise in einem mit ö1 gefüllten Gefäß anordnet. Um nun auf einem gegebenen
Raum eine möglichst große Anzahl von Meßwerkspiegeln nebeneinander unterbringen
zu können, mußte man bisher die einzelnen Meßschleifengehäuse nebeneinander anordnen,
so daß also der Abstand der Spiegel voneinander durch die Breite der Meßschleifengehäuse
bedingt ist.
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Andererseits sind Mehrfachoszillographen bekannt, bei denen die einzelnen
Meßschleifen möglichst dicht nebeneinander in einem gemeinsamen Magnetfeld angeordnet
sind. Dadurch wird aber die Stärke des Magnetfeldes und somit die Meßempfindlichkeit
in unerwünschter Weise verringert. Der gleiche Nachteil tritt auf, wenn man die
Abmessungen des Magnetsystems der einzelnen Meßwerke entsprechend verkleinert, um
die Meßwerkspiegel möglichst nahe aneinander anbringen zu können.
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Es sind nun Oszillographen bekanntgeworden, bei denen der einen Lichtzeiger
steuernde Spiegel in der Mitte eines bandartigen Tragorgans befestigt ist, dessen
beide Hälften gegenläufig verdrillt sind. Wenn dann an dem einen Bandende ein von
dem betreffenden Meßwert beeinflußtes Meßwerk in der Längsrichtung des Bandes angreift,
so entsteht eine dem betreffenden Meßwert entsprechende Verdrehung des Spiegels.
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Durch die vorliegende Erfindung gelingt es nun, mit Hilfe von Oszillographensystemen
dieser Art: auch bei Benutzung von MeR werken, deren räumliche Abmessungen in allen
Richtungen groß im Vergleich zu der Breite der Bänder und Spiegel sind, einen Mehrfachoszillographen
so aufzubauen, daß die Gesamtabmessungen möglichst geringwerden. Zu diesem Zweck
werden die Meßwerke gemäß der Erfindung so gegeneinander versetzt angeordnet, daß
die Abstände der Spiegel voneinander, unabhängig von den Abmessungen der Meßwerke,
nur durch die Breite der Bänder und Spiegel bedingt sind.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in der Fig. t der Zeichnung
zunächst eine Ausführungsform des bekannten Oszillographensystems dargestellt. I
ist der Spiegel 2 ein Band, dessen zu beiden Seiten des Spiegels liegende Enden
in entgegengesetztem Sinne verdrillt sind. Das Band ist an seinem einen Ende an
einem drehbaren Knebel 3 befestigt, während das andere Ende mit einer aus magnetisch
leitendem Werkstoff bestehenden schwingungsfähigen Zunge 5 verbunden ist. Die Zunge
5 ist an einem Dauermagneten 4 so befestigt, daß sie zwischen zwei freien Polen
entgegengesetzter Polalität des Magneten 4 frei schwingen kann. Zur Erregung dient
eine Spule 6, durch die ein dem Meßwert verhältnisgleicher Strom fließt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 in Aufsicht und
in Fig. 3 in Seitenansicht dargestellt. Sämtliche sechs Meßwerke sind in einer Ebene
befestigt, die senkrecht auf der Richtung der Bänder steht, und zwar im wesentlichen
sternförmig, wobei die Angriffspunkte der Bänder an den schwingenden Zungen im Innern
des Sternes möglichst nahe beieinander auf einer Geraden liegen. Dieser Aufbau eignet
sich nur für Oszillographen mit verhältnismäßig geringer Anzahl von Meßwerken,.wobei
diese von der Breite der Meßwerke und der Länge der herausragenden Zungenenden abhängig
ist.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Anzahl der
Meßwerke nicht beschränkt ist, ist schematisch in den Fig. 4 bis 6 dargestellt,
und zwar in Fig. 4 in der Vorderansicht, in Fig. 5 in der Seitenansicht und in Fig.
6 in der Aufsicht. Es sind hier vier Meßwerke7. . . I0, übereinanderliegend, sich
teilweise überdeckend, in einer Reihe angeordnet. Jedes Meßwerk ist gegen das folgende
seitlich um einen Betrag versetzt, der dem Abstand von Mitte zu Mitte zweier benachbarter
Spiegel entspricht. Die Spiegel, auch hier mit I bezeichnet, werden von. den gleich
langen Bändern 2 getragen und liegen in einer Ebene. Die Bänder sind an ihrem einen
Ende an drehbaren Knebeln 3 befestigt, während die anderen Enden unter Zwischenschaltung
verwindungsfester Zwischenstücke I I mit den schwingungsfähigen Zungen 5 der Meßwerke
verbunden sind.
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Diese treppenförmige Anordnung der Systeme ermöglicht, die Spiegel
sehr eng aneinanderzureihen. Der Abstand der Spiegel voneinander ist nur durch den
Mindestabstand zwis-chen ihnen bedingt, der erforderlich ist; um zu verhindern,
daß ein Spiegel durch Kopplung über das umgebende Medium durch den benachbarten
mitgenommen wird. Ist dieser zur Vermeidung von Mitnahmeerscheinungen erforderliche
Mindestabstand von Mitte zu Mitte zweier benachbarter Spiegelt und die Spiegeibreite
c, so wird die Breite der gesamten Spiegelfront bei nMeßwerken -nur c+(nS . Hat
jedes Meßwerk eine Breite b und eine Höhe h, so ergibt sich als Gesamtbreite der
Meßanordnung nur B=b+ (lt- 1) 8 und als Gesamthöhe H=n.hurl, wenn 1 die Länge eines
Bandes 2 bedeutet. Die Tiefe T der Meßsystemanordnung ist hier gleich der Länge
eines Meßwerks.
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Dieser Erfindungsgedanke des treppe förmigen Aufbaus der Meßwerke
läßt eine große Reihe von Abweichungen gegenüber dem dargestellten Beispiel zu.
Einige der weiteren möglichen Ausführungsformen sind in den Fig. 7 bis 14 dargestellt.
In ihnen sind die Meßwerke wieder durch kleine Rechtecke und die Bänder und Spiegel
usw. durch Linien veranschaulicht.
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Eine solche Anordnung ist in Vorderansicht in Fig. 7 und in Seitenansicht
in Fig. 8 dargestellt. Sie unterscheidet sich von dem für das vorhergehende Beispiel
gewählten Aufbau nur insofern, als ein Teil der Meßwerke unterhalb und der andere
Teil oberhalb der Spiegelreihe treppenförmig angeordnet ist.
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Für Breite, Höhe und Tiefe ergeben sich hier die bereits angegebenen
Werte. Der Vor teil dieser Anordnung ist der, daß bei großer Anzahl von Meßwerken
nicht allzu ungleich lange Zwischenstücke eingefügt werden müssen oder daß bei einem
Aufbau ohne Zwischenstücke die Bänder nicht allzu ungleiche Länge aufweisen.
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Eine weitere Abart ist in Vorderansicht in Fig. 9 und in Seitenansicht
in Fig. Io dargestellt. Bei ihr sind die Meßwerke in zwei treppenförmigen Reihen
angeordnet, wobei die Meßwerke jeder Reihe um die doppelte Breite,8 gegeneinander
verschoben sind. Die Reihen liegen einander parallel, wobei die Seiten der Reihen,
auf denen die schwingungsfähigen Zungen liegen, einander zugekehrt sind. Die Reihen
sind seitlich um diBreitep gegeneinander verschoben und einander so weit genähert,
daß Bänder und Spiegel ganz oder doch annähernd in einer Ebene liegen.
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Bei dieser Anordnung wird naturgemäß die Tiefe doppelt so groß wie
bei der vorherigen.
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Dafür wird aber bei gleichbleibender Breite die Höhe kleiner, und
zwar ist die Höhe gegeben durch H= ' .h+t für eine gerade 2 und 1: $2 k $1 für eine
ungerade Anzahl voh Meßwerken.
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Eine Vereinigung der Anordnungen nach den Fig. 7, 8 und 9, 10 ergibt
einen Aufbau, wie er in Vorderansicht in Fig. 11 und in Seitenansicht in Fig. I2
wiedergegeben ist.
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Diese Anordnung eignet sich besonders für eine große Anzahl von Meßwerken.
In dem gewählten Beispiel sind zwölf Meßwerke eingezeichnet, von denen sechs in
drei verschiedenen Ebenen unterhalb und die übrigen in drei verschiedenen Ebenen
oberhalb der Spiegelreihe liegen. Für Breite, Höhe und Tiefe ergeben - sich hier
wieder die für die Fig. 9, Io gültigen Beziehungen.
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Kommt es vorwiegend darauf an, an Höhe zu sparen, nnd sind dabei
so viel Meßwerke einzubauen, daß bei einer Anordnung gemäß Fig. 4 das oberste Meßwerk
mehr als um eine halbe Meßwerkbreite gegenüber dem untersten versetzt wäre, so ist
es vorteilhaft, die Treppen nicht so hoch aufzubauen, sondern sie ahzubrechen, sobald
die Versetzung um halbe Meßwerkbreite erreicht ist; und die weiteren Meßwerke in
einer zweiten, sich seitlich an die erste anschließenden Treppe aufzubauen, wie
es aus Fig. 13 ersichtlich ist. Man spart bei dieser Anordnung an Höhe, ohne daß
die ganze Meßanordnung mehr Raum in der Breite oder Tiefe erfordert.
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Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 7 bis 12 ist es natürlich nicht
erforderlich, stets unmittelbar benachbarte Meßwerke einer Reihe auch benachbarten
Spiegeln zuzuordnen. Man kann beispielsweise bei einer Ahordnung entsprechend Fig.
II, 12 den einen Spiegel einem vornliegenden unteren, den nächsten Spiegel einem
vornliegenden oberen, den dritten Spiegel einem hintenliegenden unteren, den vierten
Spiegel einem hintenliegenden oberen Meßwerk zuordnen und erst den fünften Spiegel
wieder einem Meßwerk, das vorn unten liegt usw.
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Die Ausführung weiterer Anordnungen,wie beispielsweise eine vorzeitig
abgebrochene Treppe gemäß Fig. 14 und Vereinigungen der hier beschriebenen und gezeichneten
Ausführungsformen, sind so naheliegend, daß ein Fachmann im Bedarfsfall sich ohne
Mühe das gerade Zweckmäßigste zusammenstellen kann, so daß eine weitere Ausführung
nicht erforderlich ist.
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In den Fig. 4 und 5 sind mit II verwindungsfeste Zwischenstücke bezeicdnet,
die bei Bändern gleicher Långe die Bandenden mit den schwingenden Meßwerkzungen
verbinden. Diese Zwischenstücke lassen sich vermeiden, auch ohne die gegebenenfalls
zu stellende Forderung nach gleicher Empfindlichkeit aller einzelnen Oszillographen
bei untereinander gleich empfindlichen Meßwerken aufzugeben, wenn mah ungleich lange
Bänder benutzt, bei denen eine gleiche Schwingungsweite der Zunge den gleichen Verdrehungswinkel
am Spiegel bedingt, was, wie beiläufig erwähnt sei, dann erreicht wird, wenn die
Ganghöhe der Verwindung bei den verschiedenen Bändern die gleiche ist.
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Man wird die Meßwerke vorzugsweise in ein gemeinsames Gehäuse mit
ölfüllung einbauen. Diese Anordnung eignet sich alsc besonders für Oszillographen,
bei denen der wahlweise Einsatz von Meßwerken verschiedener Eigenschaften, wie verschiedener
Eigen frequenz und Empfindlichkeit, nicht gefordert wird. Etwaige gegenseitige magnetische
Beeinflussungen lassen sich durch Schirmbleche beheben. Wie schon vorher erwähnt,
kann man die mechanische Kopplung (Mitnahme) zwischen zwei benachbarten Spiegeln
infolge der Dämpfungsflüssigkeit dadurch beseitigen, daß man einen entsprechen den
Mindestabstand zwischen den Spiegeln nicht unterschreitet. Fügt man hingegen zwei
schen je zwei benachbarten Spiegeln dünne Trennungsbleche senkrecht zur Ruheebene
der Spiegel ein, so läßt sich der Abstand benachbarter Spiegelkanten nahezu bis
auf die Stärke des Trennungsbleches herabsetzen.
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Die Optik des Oszillographen kann in bekannter Weise ausgeführt werden,
indem man z. B. für die einzelnen Meßwerke sphärische Einzelkondensoren, einzelne
Spaltblenden und Objektive vorsieht. Gegebenenfalls kann aber auch für mehrere Spiegel
ein gemeinsames Objektiv benutzt werden. Verwendet man als Lichtquelle eine Einfadenlampe,
so wird die Anordnung von Spaltblenden überflüssig.