DE745712C

DE745712C - Verfahren zur Messung von Impulszeiten mit Kathodenstrahlroehren

Info

Publication number: DE745712C
Application number: DES130394D
Authority: DE
Inventors: Eduard Breitenbruch; Heinrich Fuelling
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-01-15
Filing date: 1938-01-15
Publication date: 1944-05-19

Description

Verfahren zur Messung von Impulszeiten mit Kathodenstrahlröhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung kurzer Zeiten, vorzugsweise Relais-oder Kontaktschaltzelten, unter Verwendung von Kondensatoren, die während des zu messenden Zeitabschnittes über einen Ohfnschen Widerstand von- einer Batterie aufgeladen werden und deren Spannungsänderung als Maß für die zu messende Zeit benutzt und diese unter Verwendung von Kathodenstrählröhren mit auf dem Kolbenboden angebrachten Skalen bestimmt wird. ' Bisher war es üblich, derartige Messungen oszillographisch oder mit Kurvenschreibern durchzuführen. Das Photographieren und Auswerten der Kurvenbilder -ist jedoch umständlich und teuer.
Man hat zur Vermeidung dieser Nachteile daher bereits bei Messungen, bei denen Anfang und Ende des zu messenden Zeitabschnittes durch je einen Impuls bestimmt sind, Kathodenstrahlröhren verwendet. Während der Dauer des Zeitabschnittes wird dabei der Kathodenstrahl einer solchen Röhre stetig abgelenkt. Bei einer bekannten Anordnung kommt ein Kondensator zur Anwendung, der vor dem Anfang der Messung durch eine Batterie aufgeladen ist und der gleichzeitig mit dem Beginn des zu messenden Zeitabschnittes über einen Widerstand langsam entladen wird. Die Spannungsänderung an diesem Kondensator wird als Maß für die zu messende Zeit benutzt und wirkt gleichzeitig auf Ablenkplatten_ der Kathodenstrahlröhre. Auf diese Weise wandert ein Lichtpunkt, der durch den stetig abgelenkten Kathodenstrahl gebildet wird, auf dem Kolbenboden der Kathodenstrahlröhre längs einer hierauf an- . gebrachten Skala. Bei Beendigung des zu messenden Zeitabschnittes wird der Kathodenstrahl durch einen Impuls seitlich in Form einer Zacke ausgelenkt, deren Lage auf der Skala die Länge des zu messenden Zeitabschnittes abzulesen gestattet. Nach dieser Anzeige wandert der Lichtpunkt weiter, bis der Kondensator sich über den Widerstand völlig entladen' hat. Durch eine negative Vorspannung eines Steuergitters kann dabei erreicht werden. daß der Lichtpunkt nur beim Eintreffen des 11npul-ses in Erscheinung tritt.
Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß ein besonderer Aufwand notwendig ist, um Ungenauigkeiten der Messung zu vermeiden. Die Form, insbesondere die Breite, und die Amplitude des Impulses können nämlich die Genauigkeit der Ablesung beeinträchtigen und müssen demzufolge konstant gehalten werden. Weiterhin weist die bekannte Anordnung noch den Nachteil auf, daß nach Beendigung des zu messenden Zeitabschnittes der Kathodenstrahl noch weiter abgelenkt wird und in jedem Falle unabhängig von der Größe des zu messenden Zeitabschnittes die ganze Skala durchläuft.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und gestattet eine Messung unter Verwendung einer Kathodenstrahlröhre, wobei ohne zusätzlichen Aufwand eine große Genauigkeit der Ablesung erreicht wird und sich sofort nach Beendigung des zu messenden Zeitabschnittes eine Bereitschaft für erneute Messungen erzielen läßt. Dies wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß die ansteigende Spannung des vom Beginn des zu messenden Zeitabschnittes ab aufgelädenen Kondensators zur Ablenkung des .Kathodenrstrahls der Kathodenstrahlröhre in einer bestimmten Richtung von der Ruhestellung aus verwendet wird und daß am Ende des zu messenden Zeitabschnittes ein zweiter Kondensator über einen Widerstand aufgeladen und die ansteigende Spannung an diesem Kondensator zur Ablenkung des Kathodenstrahls senkrecht zur Richtung der ersten Ablenkung verwendet wird, dessen Schnittpunkt mit der Skala die Größe des zu messenden Zeitabschnittes anzeigt, und daß der Kathodenstrahl darauf durch schnelle Entladung des ersten Kondensators in einem Kreis, der gegenüber dein Aufladekrei@s eine kleine Zeitkonstante hat, rasch in erneute Bereitschaftslage zurückgeführt wird.
Zweckmäßig arbeitet der Impulsgeber auf ein polarisiertes Relais, dessen eine Wicklung Dauerstrom erhält, um den Anker im Ruhezustand in einer eindeutigen Lage zu halten.
Die Erfindung wird an Hand von drei Figuren näher erläutert. Fig. i zeigt das Schaltbild des Kontaktgebers in Verbindung reit einem polarisierten Relais. Fig.2 zeigt die Schaltung für die Ablenkung des Kathodenstrahls. Fig.3 zeigt den Weg des Kathodenstrahls während der Dauer eines Schaltvorganges.
Das polarisierte Relais E,. (Fig. a) erhält von einer Batterie E, über einen Widerstand R, Dauerstrom in seine Wicklung I. Wird der Kontakt k, dessen Schließungs- oder üffnungszeit gemessen werden soll, geschlosen. so fließt über einten Widerstand R.= durch s s die Wicklung II entgegengesetzt gerichteter Strom, der den in Fig. 2 dargestellten Relaisanker umlegt. Wird der Kontakt k geöffnet, so kehrt der Relaisanker durch die einseitige Vorspannung in seine Ruhelage zurück.
Solange der Kontakt k geöffnet ist, liegt ein Ankerkontakt e,. am Kontakt T (Fig. 2) und schließt einen Kondensator Cl über einen Widerstand IJ"3 kurz. Da der Widerstand 111-. größenordnungsmäßig kleiner ist als der Widerstand ist der Kondensator(', ungeladen. Parallel zum Kondensator Cl liegt das @@blenkplattenpaar P, einer Kathodenstrahlröhre, das die Ablenkung des Kathodenstrahls in der horizontalen P,-Richtung (Fig.3) bewirkt. Bei ungeladenem Kondensator Cl bleibt auch das Ablenkplattenpaar P, spannungslos, so daß der Strahl in der PC Richtung nicht abgelenkt wird. Ein Kondensator C2 dagegen ist von einer Batterie E= über einen Widerstand TV., aufgeladen worden, so daß an dem parallel zum Kondensator C. geschalteten Ablenkplatten P. Spannung liegt. Der Strahl der Kathodenstrahlröhre wird dadurch in der vertikalen P..-Richtung abgelenkt und steht in seiner Ruhestellung bei A (Fig. 3).
Wird der Kontakt k geschlossen, dann hebt sich der Kontakt e,. vom Kontakt T ab. In diesem Augenblick erhält der Kondensator C, eine durch die Zeitkonstante W,-C, bedingte zeitabhängige Spannung, und der Strahl wird von A in Richtung B (Fig. 3) abgelenkt. Legt sich der Kontakt e,. auf Kontakt Z um (Strahlstand bei B in Fig. 3), so bricht durch Iiurzschluß die' Spannung am Kondensator C@ plötzlich zusammen, und der Strahl wird von B nach C geführt. Da die Spannung am Kondensator C, gleichzeitig Zeitar ansteigt, wird der Strahl von C Zweiter nach D bewegt.
Hebt sich der Kontakte,, von Z wieder ab (Strahlstand bei D in Fig.3), so bekommt der Kondensator C2 eine schnell wachsende Spannung, da die Zeitkonstante PI'-C2 bedeutend kleiner ist als L1', C,, und der Strahl wird fast nur in der P2-Richtung nach E abgelenkt.
Legt sich der Kontakt e,. wieder an T an ,-Strahlstand bei E in Fig.3), so geht der Strahl wieder in seine Ausgangsstellung nach A (Fig. 3) zurück. Da der Kolbenboden der Kathodenstrahlröhre (Fig. 3) bis auf einen mit einer 'z. B. in Millisekunden geeichten Skala versehenen Nusschnitt verdunkelt ist, um die Ruhestellung des Kathodenstrahls und seinen Hin- und Rücklauf zu verdecken, ist der Strähl nur im Augenblick des Abhebens des Kontaktes er von Z auf einem Teil seines Weges von D nach E sichtbar. 'Da die Ablenkung des Kathodenstrahls in der P,- Richtung der Schließungsdauer des Kontaktes k entspricht, fixiert -also der Strahl auf seinem Weg von D nach E beim Schneiden der Skala den Endwert der am Kondensator Cl liegenden Spannung.
Soll an. Stelle der Schließungszeit die Öffnungszeit des Kontaktes k gemessen werden, so werden :die Kontakte T und Z (Fig.2) vertauscht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Messung kurzer Zeiten, vorzugsweise Relais- oder Kontaktschaltzeiten, unter Verwendung von Kondensatoren, die während des zu messenden Zeitabschnittes über einen Ohmschen Widerstand von einer Batterie aufgeladen werden und deren Spannungsänderung-als Maß für die zu messende Zeit benutzt und diese unter Verwendung von Kathodenstrahlröhren mit auf dem Kolbenboden angebrachten Skalen bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ansteigende Spannung des von Beginn des zu messenden Zeitabschnittes ab aufgeladenen Kondensators (Cl) zur Ablenkung des Kathodenstrahls der Kathodenstrahlröhre in einer bestimmten Richtung von der Ruhestellung aus verwendet wird und daß am Ende des zu messenden Zeitabschnittes ein zweiter Kondensator (C2) über einen Widerstand (W2) aufgeladen und die ansteigende Spannung an diesem Kondensator zur Ablenkung des Kathodenstrahls senkrecht zur Richtung der ersten Ablenkung verwendet, wird, dessen Schnittpunkt mit der Skala die Größe des zu messenden Zeitabschnittes anzeigt, und daß der Kathodenstrahl darauf durch schnelle Entladung des ersten Kondensators (Cl) in einem Kreis, der gegenüber dem AufladekreiB eine kleine Zeitkonstante hat, rasch in erneute Bereitschaftslage zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse, die den zu messenden Zeitabschnitt eingrenzen, auf ein z. B. polarisiertes Relais gegeben werden, dessen Kontakte die Ablenkung des Kathodenstrahls steuern.
3. Verfahren. nach Anspruch i und -2_ dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (e,.) des Relais (B,.) in seiner Arbeits- und in seiner Ruhestellung jeweils einen der beiden Kondensatoren über einen Widerstand (L1'3) #l,zurzschließt. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 589 8io, 596 671; . schweizerischePatentschrift" - i82994; britische 406903; Elektrisches Nachrichtenwesen, Bd. NI, 1933 S.158ff.