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Anordnung zum Herstellen von Skaleneinteilungen von Zeigermeßgeräten
Bei der Herstellung von Skaleneinteilungen von Zeigerm@eßgeräten, insbesondere elektrischen
Meßgeräten hoher Genauigkeit, werden zur Zeit im wesentlichen zwei Verfahren verwendet.
Entweder wird die einem b.estinunten Eichwert zugeordnete Zeigerstellung, z. B.
mit Bleistift, auf der Skala markiert, und anschließend an diese Markierung werden
die einzelnen Skalenstriche gezeichnet oder die Herstellung der Skaleneinteilung
wird so vorgenommen, daß an einer Hilfsskala die den einzelnen Eichwerten entsprechenden
Winkelausschläge festgestellt werden und diese sodann zur Grundlage für die Anbringung
der Skalenstriche dienen. Beide Verfahren sind mühselig, zeitraubend und mit Fehlern
behaftet, die das Arbeiten nach einem der beiden Verfahren dann zur Unmöglichkeit
machen, wenn es .sich darum handelt, Skaleneinteilungen für Meßgeräte höchster Genauigkeit
herzustellen. Die fortwährend steigenden Anforderungen, welche Wissenschaft und
Praxis insbesondere an die Genauigkeit elektrischer Meßgeräte stellen, haben zu
einer immer weiter gehenden Verfeinerung des organischen Aufbaues der Meßwerke geführt,
so daß heute der Punkt erreicht ist, bei welchem die Genauigkeit der Skaleneinteilung
der erzielbaren Genauigkeit des Meßgerätes nachsteht.
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Erfindungsgemäß m@rd die gestellte Aufgabe _n. einer den höchsten
Anforderungen entsprechenden Weise dadurch gelöst, daß der bei, einer Aßordnung
zum Herstellen von Skalene_nteilungen von Zeigermeßgeräten eine Ze;chenvorrichtung
zum Herstellen der Skalenstriche mit einer optischen Ablesevorrichtung, z. B. .einem
Mikroskop mit Fadenmarke, -n der Weise gekuppelt ist, daß der Skalenstrich genau
an jener Stelle der Skala entsteht, an welcher bei der Einstellung der Ablesevorrichtung
der Zeiger stand.
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Der Zeigerausschlag wird durch Belastung des Meßgerätes z. B. unter
Benutzung eines Kompensators hergestellt. Die optische Ablesevorrichtung
wird
dem Zeiger durch einen Trieb mit Feineinstellung nachgeführt, so daß der Zeiger
an einer genau festgelegten Stelle des BI_ckfeldes der Ablesevorrichtung ersche_nt.
Sobald die Ablesevorrichtung auf den Ze--'ger eingestellt ist, wird der Zeiger weitergeführt,
und zwar vorzugsweise auf elektrischem Wege durch Einstellung eines neuen Eichpunktes.
Die Ablesevorrichtung ist unterdessen am Ort ihrer ersten Einstellung geblieben.
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Mit der Ablesevorrichtung ist die Zeichenvorrichtung gekuppelt, die
nun in Tätigkeit gesetzt wird und infolge ihrer Kupplung mit der Ablesevorrichtung
einen Skadenstricb genau an der richtigen Stelle der Skala anbringt.
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Besonders einfach wird die Einstellung und Bedienung der Ablesevorrichtung
dann, wenn die Ablesevorrichtung um eine Achse drehbar angeordnet ist und diese
Achse die Verlängerung der Meßgerätachse darstellt. Dabei liegt die optische Achse
der Ablesevorrichtung im Augenblick der Ablesung in einer Ebene, die durch Meßgerätachse
und Meßgerätezeiger gebildet wird. Die übereinstimmung der Drehachse der Ablesevorrichtung
mit der Meßgerätachse wird dadurch erreicht, daß man das Meßgerät auf einer ebenen
Platte so lange verschiebt, bis die beiden Achsen senkrecht übereinander stehen
und dann das Meßgerät an dieser Stelle fixiert.
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Um mit Sicherheit zu erreichen, daß die durch die Zeichenvorrichtung
gezogene Linie genau an jener Stelle der Skala angebracht wird, 'über welcher bei
der Einstellung des Eichpunktes der Meßgerätezeiger stand, wird die Zeichenvorrichtung
erfindungsgemäß so angeordnet, daß die schreibende Spitze während des Schreibens
in der Ebene liegt, welche durch Instrumentachse und optische Achse der Ablesevorrichtung
gebildet wird.
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Da die Zeichenvorrichtung bei der Einstellung des Zeigers stören würde,
muß Vorsorge getroffen werden, daß sie aus dem Gesichtsfeld der Ablesevorrichtung
bzw. aus dem Raum, den der Zeiger bei der Einstellung überstreicht, entfernt werden
kann.
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Die Zeichenvorrichtung, die als Schreibfeder ausgebildet ist, ist
zu diesem Zweck gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung um eine horizontale
Achse zurückklappbar und auf diese Weise von der -Skala entfernbar. In bekannter
Weise ist die Länge der durch die Zeichnung hergestellten Skalenstriche durch einstellbare
Anschläge begrenzt.
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Da die Zeichenvorrichtung den Skalenstrich genau an der Stelle zu
ziehen hat, an welcher bei der Bestimmung des Eichwer tes der Meßgerätezeiger stand,
muß .die Spitze der Zeichenvorrichtung während ihrer Betätigung im Fadenkreuz des
Mikroskops erscheinen. Diese übereinstimmung zwischen der optischen Achse der Ablesevorrichtung
und der Spitze der Zeichenvorrichtung läßt sich in der üblichen Weise dadurch erreichen,
daß vor Beginn der Eichung nachgeprüft wird, ob die Ablesevorrichtung genau auf
die schreibende Spitze eingestellt ist und das Mikroskop oder die Zeichenvorrichtung
gegebenenfalls um einen geringen Betrag in horizontaler Richtung verschoben wird,
um diese genaue L;bereinstimmung zu erreichen.
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In weiterer Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich,
außer den Eichpunkten auch die Lage von Zwischenpunkten mit hoher Genauigkeit unter
Zuhilfenahme optischer Teilungsvorrichtungen zu bestimmen, wobei die optischen Teilungsvorrichtungen
mit der optischen Ablesevorrichtung in Verbindung stehen. Auf diese Weise wird die
volle Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Anordnung auch zur Lösung einer Aufgabe
verwendet, die mit dem bis jetzt verwendeten Hilfsmittel nicht mit genügender Genauigkeit
durchgeführt werden konnte. Die Abstände zwischen den einzelnen Eichpunkten werden
durch die Ablesevorrichtung mit großer Genauigkeit festgestellt und durch optische
Ermittlung an einer Teilungsvorrichtung, welche den durch die Ablesevorrichtung
festgestellten Abstand zwischen zwei benachbarten Eichpunkten zu unterteilen gestattet,
wird bestimmt, um wievel die Zeichenvorrichtung über der Skala fortbewegt werden
muß, um s_e genau an jene Stelle zu bringen, an welcher der gewünschte Zwischenpunkt
zu zeichnen ist. Der Abstand der E:chpunkte ist_ nun naturgemäß bei verschiedenen
Skalen nicht immer gleich, und außerdem ze_gt auch eine Skala häufig Abwe:chungen
vom linearen Skalenverlauf, sa daß erfindungsgemäß d'e Teilungsvorrichtung bewegl_ch
angeordnet werden muß, damit durch ihre Verstellung gegenüber der opt'_schen Ablesevorrichtung
ein gewünschter Skalenstr:cliabstand bei linearem Skalenverlauf bzw. auch e'-n steigender
oder fallender Abstand bei nichtlinearem Skalenverlauf der Aufze'.chnung der einzelnen
Zwischenstriche zugrunde gelegt werden kann.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Teilung von einem
ebenen Geradenbüschel abzuleiten. Um bei linearem Skalenverlauf den gewünschten
Skalenstrichabstand durch Unterteilung des Abstandes zweier benachbarter Eichpunkte
zu erhalten, wird die Linienschar so angebracht, daß sie parallel zu einer der Linien,
zweckmäßigerweise zu einer Randlinie, verschiebbar ist.
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Bei linearem Skalenverlauf kann aber
auch eine Schar
*paralleler gerader Linien verwendet werden, die um einen z. B. auf einer Randlinie
liegenden festen Punkt gedreht werden kann.
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Durch die beschriebene Verschiebungsmöglichkeit wird aber nur die
Darstellung eines linearen Skalenverlaufes durchführbar.
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Für steigenden oder, fallenden Abstand der Skalenstriche bei nichtlinearem
Skalenverlauf ist die Linienschar mit wachsendem Skalenverlauf außerdem noch in
der Ebene der Linien drehbar angeordnet. Wenn nunmehr die Ablesung der einzelnen
Teilstrichabstände entlang einer feststehenden Geraden erfolgt, die die Linienschar
je nach der Neigung unter verschiedenen Winkeln schneidet, so" werden die Abstände
der einzelnen Skalenstriche, die von den Schnittpunkten der feststehenden Geraden
mit der beweglichen Linienschar abgeleitet werden, je nach Bedarf steigend oder
fallend sein.
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Die Linienschar kann entweder im Strahlengang der Ablesevorrichtung
drehbar und verschiebbar angebracht sein, oder sie wird außerhalb der Ablesevorrichtung
angebracht, wobei Mittel vorgesehen sein müssen, durch welche eine Verbindung zwischen
Ablesevorrichtung und Zeichenvorrichtung hergestellt wird. Als solche Verbindung
kann in eüifacher Weise ein mit der Ablesevorrichtung ausgelenkter Lichtzeiger verwendet
- werden.
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Um zu bestimmen, in welchem Maße der Skalenverlauf steigend oder fallend
ist, ist erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgesehen, -die die Differenz der Abstände
dreier aufeinanderfolgender Eichpunkte an einer Skala -abzulesen gestattet. Aus
dieser Differenz kann auf den Skalenverlauf mit hinreichender Genauigkeit geschlossen
werden, und die Schwenkung der ebenen Linienschar geschieht durch ,eine Einrichtung,
die mit einer Skala ausgestattet ist, die nach Werten der Differenz zwischen den
Abständen dreier aufeinanderfolgender Eichpunkte geteilt ist.
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Die Fig. i und 2 stellen eine Anordnung zum Herstellen von Meßgeräteskalen
nach der Erfindung im Auf- und Grundriß dar. Mit i bist das Meßgerät bezeichnet,
-das durch die Schrauben @ in seiner Lage gegenüber dem Gestell 3 festgehalten wird.
Die optische Ablesevorrichtung ist um eine Achse q. drehbar und besteht aus einem
Mikroskop 5, dessen Höheneinstellung durch einen Trieb 6 geändert werden kann. Die
Drehung der Ablesevorrichtung und damit die Einstellung auf den Meßwerkzeiger erfolgt
durch Drehung einer Schraubenspindel 7, die unter Vermittlung einer Schnecke und
eines Schneckenrades die Verstellung der Ablesevorrichtung veranlaßt. Die Änderung
.des Abstandes der Ablesevorrichtung von der Drehachse 4 wird durch Verschieben
auf einer Schiene $ bewirkt. Mit der Ablesevorrichtung steht in Verbindung die Zeichenvorrichtung
9, die aus einigen Gelenkteilen, an deren vorderem Ende eine Zeichenfeder i o befestigt
ist, besteht.
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Die optische Vorrichtung zur Festlegung der Zwischenpunkte arbeitet
in folgender Weise: Von einer Lampe i i aus fällt .ein Lichtstrahl auf einen Spiegel
12, der von der Ablesevorrichtung bei ihrer Drehung mitgenommen wird. Unter Vermittlung
zweier weiterer Spiegel 13 und 14 fällt der Lichtstrahl nun auf eine durchsichtige
Scheibe 15, die mit -einer Linienschar versehen ist, deren Abstand voneinander gleichmäßig
zunimmt, wie in _Fig. i zum Ausdruck gebracht ist.
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Sobald die Ablesevorrichtung auf den ersten Eichpunkt eingestellt
ist, wird der Spiegel 12 durch Drehung mit einem Hebel 16, der sich gegen einen
festen Anschlag 17 anlegen kann, so eingestellt, daß der Lichtstrahl bzw. die Lichtmarke
genau auf eine äußere stehende Linie der Linienschar, 18, zu liegen kommt. Bei weiterer
Drehung der Ablesevorrichtung wandert die Lichtmarke über die, Linienschar nach
der einen Seite und bleibt, sobald der nächste Eichpunkt erreicht ist, an einem
bestimmten Punkt, der auf einer Skala i9 abgelesen werden kann, stehen. Nun wird
die Linienschar 15 so lange verschoben, bis die andere Begrenzungslinie der Linienschar,
20, durch die Lichtmarke hindurchgeht. Dann kann -durch Einstellung auf die Schnittpunkte
der .einzelnen Linien der Linienschar mit der Grundlinie der Skala i9 die Lage der
Skalenzwischenpunkte ermittelt werden. Zur Verstellung dient ein Getriebe 21 und
zur Drehung der Linienschar ein Getriebe 22, dessen Verstellung auf einer Skala
23 abgelesen werden kann. .