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Oszillograph Bei Einrichtungen zum photographischen Aufzeichnen oder
Beobachten von Schwingungsvorgängen, insbesondere blei elektrischen Oszillographen
oder Elektrokardiographen benutzt man in der Regel ein schwingendes Meßwerk, das
einen Spiegel trägt, über den ein von einer festen Lichtquelle ausgehender Lichtstrahl
auf eine photographische Schicht oder eine Beobachtungsfläche geworfen wird.
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Dabei sind zur Zeit in der Hauptsache rwei Anordnungen gebrauchlich,
die man als die Meßschleifen- und die D reheisenanordnung bezeichnen kann. Die Meßschleifenanordnung
hat bei geeigneter Ausführung unter Verwendung eines kräftigen Magnetsystems den
Vorzug eines verhältnismäßig sehr geringen Energieverbrauchs. Andererseits ist die
Stromernpfindlichkeit nicht so groß wie bei der Dreheisenanordnung. Diese hat andererseits
den Nachteil, daß die Ausschläge nicht ohne weiteres den Änderungen der zu messenden
Stromstärke proportional sind.
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Es ist nun bereits eine Anordnung zum Aufzeichnen von Schwingungen
mittels eines Meßwerkes bekanntgeworden, wobei ein StaM-plättchen, das durch einen
Dauermagneten quer zu seiner Fläche magnetisiert wird, um eine in seiner Ebene liegende
Achse drehbar gelagert ist. Das Plättchen ist von einer Drahtwicklung umgeben und
wird durch einen diese durchsetzenden Strom in entsprechende Schwingungen versetzt,
wobei die Gleichgewichtslage durch besondere Federn gegeben ist. Um die Schwingungen
des Plättchens photographisch aufzuzeichnen, ist ein Spiegel vorgesehen, der um
eine weitere Achse drehbar gelagert ist, und lein feiner Metalldraht ist um einen
zylindrischen Teil der Drehachse des Spiegels herum geschlun gen. Das eine Ende
des Drahtes ist mit einem freien Ende des Plättchens verbunden, während das andere
Ende des Drahtes zu einer fest angeordneten ~ Zugfeder führt.
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Dadurch werden die Schwingungen des Plättchens in entsprechende Winkel
drehungen der Spiegelachse umgesetzt, so daß ein von dem Spiegel zurückgeworfener
Lichtstrahl zum photographischen Aufzeichnen der Schwingungen benutzt werden kann.
Diese bekannte Einrichtung hat aber den Nachteil, daß besondere Lager für- das Plättchen
und die Achse des Spiegels erforderlich sind. Durch die dabei auftretende Lagerreibung
wird die Genauigkeit der Aufzeichnung erheblich herabgesetzt. Außerdem kann sich
die dabei auftretende Abnutzung störend bemerkbar machen.
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Die Nachteile der bekannten Anordnungen werden nun gemäß der Erfindung
dadurch vermieden, daß der Spiegel an einem symmetrisch zu seiner Mitte verdrehten
gespannten Band befestigt ist, dessen eines Ende mit dem freien Ende einer einseitig
fest eingespannten Stahlzunge verbunden ist, die
von den einander
gegenüberliegenden ungleichnamigen Polen eines Gleichstromnia gnten unter dem Einfluß
des in einer Erregerwicklung fließenden Meßstromes auf der einen Seite stärker und
auf der anderen Seite schwächer angezogen wird, und die Bemessung so gewählt ist,
daß der Abstand der Zunge von den Magnetpolen sich so svenig ändert, daß die Durchbiegungen
der Zunge und damit auch die dadurch entstehenden Winkeldrehungen des Spiegels praktisch
in linearer Beziehung zu dem die Erregerwicklung durchfließenden Meßstrom stehen.
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Die Verwendung eines symmetrisch zu seiner Mitte verdrehten Bändchen,
das an einem Ende fest eingespannt und am anderen Ende verschiebbar angeordnet ist,
zur blertragung kleiner Verschiebungen in verhältnismäßig große Winkeidrehungen
eines in der Mitte an dem Bändchen befestigten Zeigers ist an sich bekannt. Man
hat eine solche Anordnung aber bisher bei Oszillographen 0. dgl. nicht benutzt.
Ebenso ist die Anordnung einer von einer Erregerwickhing umgebenen einseitig eingespannten
Stahlzunge, die zwischen den Polen eines Gleichstrommagneten unter dem Einfluß eines
die Erregerwicklung durchfließenden Stromes schwingt, bei elektromagnetischen Lautsprechersystemeii
bekamt.
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Durch die Verwendung des an sich bekannten Anzeigesystems wird erreicht,
daß bei sehr geringen Durchbiegungen der Zunge bereits zur photographischen Aufzeichnung
ausreichend große Winkeldrehungen des Spiegels entstehen. Man erhält auf diese Weise
ein Oszillographenmeßwerk, das die Vorzüge der bisher bekannten Anordnungen in hohem
Maße vereinigt, ohne deren Nachteile aufzuweisen, nämlich eine sehr hohe Stromempfindlichkeit
bei Ausschlägen, die der zu messenden Stromstärke proportional sind. Dabei ist zu
beachten, daß das Meßwerk s!ehr einfach gebaut und in geeigneter Ausführung gegen
rauhe Behandlung und Beschädigung auf dem Transport wenig empfindlich ist.
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Eine solche Anordnung läßt sich auch ohne Schwierigkeit so schmal
ausführen, daß eine größere Anzahl von Meßwerken dicht nebeneinander auf einem verhältnismäßig
kleinen Raum untergebracht werden kann, was besonders bei tragbaren Geräten von
Vorteil ist.
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Dabei kann die Stahlzunge so bemessen werden, daß ihre Eigenschwingungszahl
sehr hoch liegt, so daß auch Wechselströme verhlältnismäßig hoher Frequenz formgetreu
auf gezeichnet werden können. Ein weiterer Vorzug der Anordnung gemäß der Erfindung
besteht darin, daß es auf sehr einfache Weise möglich ist, die Nullage der Spiegleldrehung
einstellen zu können. Zu diesem Zweck kann z. B. das feste Ende des Bländchens,
vorzugsweise einstellbar, an einer fest eingespannten Blattfeder befestigt seill,
dercl7 Durchbiegung mit Hilfe einer Schraubc regelbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt.
Dabei ist Fig. 1 eine zum großen Teil im Schnitt dargestellte Seitenansicht und
Fig. 2 eine Vorderansicht, in Richtung des Pfeiles gesehen, mit teilweise geschnittenem
Schutzgehäuse.
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An einem mit Anschlußklemmen I versehenen Isolierstück 2 ist ein
ebenfalls aus Isolierstoff bestehender Tragkörper 3 für das eigentliche Meßwerk
befestigt. Dieses besteht aus einer Stahlzunge d, die zwischen zwei Magnetstücken
5, 6 eingespannt ist zusammen mit zwei Polschuhen 7, 8, die so gebogen sind, daß
ihre verjüngten Enden der Stahlzunge 4 in geringem Abstand gegenüberstehen. In dem
so gebildeten Hohlraum ist eine Drahtspule g gelagert, die den sich nach dem freien
Ende hin ebenfalls verjüngenden Teil der Stahlzunge 4 umgibt. Durch ein lL]emmstück
10 werden die genannten Teile mittels Schrauben 1 1 zusammengehalten und an dem
Tragkörper 3 befestigt.
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Andererseits ist an dem Tragkörper 3 eine Blattfeder 12 befestigt,
die gegen eine in dem Isolierstück 2 verstellbare Schraube 13 vorgespannt ist. Die
Blattfeder 12 trägt all ihrem äußeren Ende eine Hülse 14, in der ein Stift 15 verstellbar
und mittels einer Druckschraube 16 feststellbar ist. An dem Stift 15 ist das eine
Ende eines gelochten Bändchens 17 befestigt, dessen anderes Ende mit dem freien
Ende der Stahlzunge 4 verbunden ist. Das Bändchen ist nun mit seinem mittleren Teil
so gegen die Enden verdreht, daß ein in der Mitte auf dem Bändchen befestigter Spiegel
18 eine zur Längsrichtung der Zunge im wesentlichen senkrechte Lage einnimmt.
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Die ganze Anordnung ist von einem Schutzgehäuse 19 umgeben, das mit
einem durch eine Glasscheibe verschlossenen, dem Spiegel gegenüberstehenden Fenster
20 versehen ist. Durch einen an dem Klemmstück 10 befestigten Gewindebolzen 21 und
eine Mutter 22 wird das Schutzgehäuse 19 gegen eine auf der Unterseite des Isolierstückes
2 vorgeseltene Dichtungsfläche gedrückt.
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Durch die Magnetstücke 5, 6, die zweck mäßig aus hochkoerzitivem
magnetischem Werkstoff bestehen, werden die Polschuhe 7, 8, die vorzugsweise aus
weichem Eisen berge stellt sind, aber auch aus magnetisch hartem Werkstoff bestehen
können, ungleichnamig magnetisiert. Wenn nun die Dralitspule 9 von einem Wechselstrom
durchflossen wird, so gerät die Zunge 4 in entsprechende Schwingungen, die sich
auf das untere Ende des 13andchens 1, übertragen. Die Folge davon sind
entsprechende
Drehschwingungen des Spie -gels I8, der in an sich bekannter Weise einen in der
Pfeilrichtung auf ihn fallenden Lichtstrahf ablenkt, der zur photographischen Auf.
zeichnung oder zur Beobachtung der Schwingungen dient. Da bereits eine kaum meßbare
Durchbiegung der schwingenden Zunge 4 eine erhebliche Winkeldrehung des Spiegels
hervorruft, so länder sich bei den für die Aufzeichnung erforderlichen verhältnismäßig
kleinen Ablenkungswinkeln die Entfernung der Zunge von den ihr geg,enüberstehenden
Polschuhen in so verschwindend geringem Maße, daß keine Abweichungen von der linearen
Beziehung zwischen den zur Aufzeichnung dienenden Ablenkungen des Lichtstrahls und
den sie verursachenden Stromänderungen festzustellen sind.
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Die Nullage des zur Aufzeichnung dienenden Lichtstrahls kann durch
Drehen an der Schraube 13 eingestellt werden. Dadurch kann gegebenenfalls auch leine
etsva durch eine Gleichstromkomponente des zu messenden Stromes verursachte konstante
Vorbelastung in sehr einfacher Weise ausgeglichen werden. Im übrigen kann die Spannung
des Bändehens sowie die Winkellage des Spiegels auch durch entsprechende Einstellung
des Stiftes 15 in der Hülse 14 verändert werden.