DE767964C - Einrichtung zum Kontrollieren und Eichen von Kurzzeitmessgeraeten - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Kontrollieren Und Eichen von Kurzzeitmeßgeräten Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer konstanten, als Normalgröße (Zeitnormal) dienenden kurzen Zeitspanne, die jederzeit leicht und genau reproduzierbar ist, zum Kontrollieren und Eichen von Kurzzeitmeßgeräten. Kurzzeitmesser sind hochempfindliche Präzisionsinstrumente; sie erfordern eine gewissenhafte und sachkundige Bedienung und das Vorhandensein bestimmter Betriebsbedingungen. Es ist unvermeidlich, daß Wärme, Witterung, elektrische, mechanische oder sonstige Einflüsse die Wirkungsweise beeinträchtigen und in die Meßgenauigkeit mit eingehen. Werden hohe Anforderungen an die Konstanz und Genauigkeit der Anzeigen gestellt, so ist es erforderlich, die Angaben von Zeit zu Zeit mittels eines Zeitnormals (Kurzzeitnormals) zu kontrollieren und das Gerät gegebenenfalls neu einzuregeln. Insbesondere besteht diese Forderung bei Kurzzeitmessern für die Geschoßgeschwindigkeitsmessung nach dem Basisverfahren. Hierbei müssen Zeiten in der Größenordnung von z ursec unter oft sehr ungünstigen Betriebsbedingungen und unter den verschiedensten äußeren Verhältnissen auf ein Promille genau gemessen werden, so daß sich leicht Fehlereinflüsse auswirken, die ständig zu überwachen und erforderlichenfalls auszugleichen sind.
• Ein bekanntes Zeitnormal ist der Pendelunterb.recher, bei dem von dem schwingenden Pendelkörper zwei .auf der Pendelbahn in bekannter Entfernung angeordnete Kontakt; betätigt und dadurch zwei Signale ausgelöst «-erden, deren Zeitdifferenz die Normalgröße, also das Zeitnormal, darstellt. Der Pendelunterbrecher erfordert einen umfangreichen Aufbau und eine erschütterungsfreie Unterlage: seine Verwendung ist daher im wesentlichen auf Laboratorium und Werkstatt beschränkt. Weiter ist es bekannt, konstante Zeitdifferenzen durch einen Fallapparat mit zwei je ein Zeitsignal auslösenden Stromunterbrechungskontakten zu erzeugen. Die Fallbedingungen in der freien Atmosphäre sind hierbei eine störende Fehlerquelle. Auch wenn man, wie vorgeschlagen, eine Kugel im leeren Raum auf die Kontakte fallen läßt, sind die für ein Kurzzeitnormal erforderliche Konstanz und Genauigkeit nicht gewährleistet; denn die mechanische Betätigung der Kontakte ist mit vielen Unsicherheitsfaktoren behaftet und beeinflußt die Auslösung der Zeitsignale und den Fallvorgang.
• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kontrollieren und Eichen: von Kurzzeitmeßgeräten, bei der die Zeitdifferenz zwischen zwei am Anfang und Ende einer festen Wegstrecke ausgelösten, in das Kurzzeitmeßgerät einzuführenden Impulsen als Zeitnormal dient; das wesentliche Kennzeichen besteht darin., daß in. einem durch Piezokristalle eingegrenzten, vorzugsweise aus Stahl bestehenden Stabe elastische Längswellen erzeugt werden, vorzugsweise durch Aufprallen einer Kugel auf eine freie Endfläche, und die Zeitdifferenz der am Anfang und Ende durch den Piezoeffekt erzeugten elektrischen Impulse das Zeitnormal bildet.
• Die beschriebene Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Gerät vollkommen gelöst: es ist zudem einfach im Aufbau, gegen äußere Einflüsse beliebiger Art praktisch unempfindlich und bequem zu bedienen. In gleicher Weise vorteilhaft ist das Gerät anwendbar im Laboratorium und in der Werkstatt zur Eichung von Kurzzeitmeßgeräten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
• Mit i ist darin ein Stahlstab von z. B. i in Länge bezeichnet, dessen plan geschliffene Endflächen die Meßstrecke eingrenzen. Unter Zwischenschaltung von Piezol:ristallen 2 und 3 ist an die Endflächen je ein weiterer Stab. bzw. 5 angesetzt. Die Piezokristalle 2 und 3 sind an die Endflächen der Stäbe 1, .4 und 5 angesprengt, d.. h. die aufeinanderliegenden Endflächen von Kristall und Stab sind so glatt geschliffen und poliert, daß man bereits molekulare Berührung annehmen kann und lediglich infolge der Adhäsionskräfte ohne Zuhilfenahme von Kitt ein starker Zusammenhalt besteht. Außerdem sind die Stäbe und Kristalle noch durch eine mechanische Verbindung zu einer festen Einheit zusammengesetzt. Die an die Kristalle anliegenden Enden der Stäbe haben je einen Bund, gegen den sich Auflageringe 6, ;, 8 und 9 legen. An die Auflageringe schließen sich unter Zwischenlagerung von Isolierringen io, Il. 12 und 13 Flansche 1q., 15, 16 und 17 an, die durch Schraubbolzen 18 und 19 gegen die Bunde gepreßt «-erden und dadurch eine starre Verbindung der Stäbe 1, .I und 5 ergeben.
• D:e freie Endfläche des Stabes 4 wird durch Auffallenlassen einer Stahlkugel 2o zu einer Longitudinalsch-,vingung angeregt. Die Wellenfront dieser Schwingung durchläuft hintereinander den Stab .I, den Piezokristall 2, den Stab i, den Piezolcristall 3 und tritt zum Schluß in den Stab 5 ein. Diese mechanischen Schwingungen rufen in bekannter Weise den Piezoeffekt hervor. so daß die Kristallei 2 und 3 zu elektrischen Impulsen gleicher Form erregt werden. Letztere werden über Anschlüsse 21, 22 und 23 zu einer elektrischen Verstärkereinrichtung 24 geführt; die verstärkten Signale werden von hier aus auf das Kurzzeitmeßgerät gegeben.
• Es empfiehlt sich, Verstärker mit gittergesteuerten Gasentladungslampen zu verwenden bzw. solche Gasentladungslampen hinter die Verstärker zu schalten, weil dadurch erreicht wird, daß nur die erste Wellenfront ausgenutzt und man von weiteren reflektierten Wellenzügen völlig unabhängig wird. Auf diese Weise ist Beginn und Ende des Zeitsignals stets genau definiert. Die von den Anodenkreisen der Gasentladungslampen ausgehenden Schaltimpulse können in der gleichen Weise zur Erzeugung eines rechteckigen Stromimpulses ausgenutzt werden, wie es für bestimmte Arten von Kurzzeitmeßgeräten vorgeschlagen worden ist. Die Eichung und Kontrollierung dieser Kurzzeitmeßgeräte wird dadurch noch zuverlässiger. Die 'Verlängerung des Meßstabes i durch die Stäbe.I und 5 hat den Zweck, den Durchgang des Schallimpulses durch die beiden Piezokristalle möglichst gleichzugestalten.
• Beträgt die Länge des Meßstabes i m, so erhält man bei der Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit von 5ooo m in der Sekunde als stets gleichbleibende, gegen äußere Einflüsse (Temperatur, tVitterung) unempfindliche \ormalzeitdauer das Intervall von 0,0002 Sekunden.

Claims (3)

1. PATENTAXSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Kontrollieren und Eichen von Kurzzeitmeßgeräten. bei der die Zeitdifferenz zwischen zwei am Anfang und Ende einer festen Wegstrecke ausgelösten, in das Kurzzeitmeßge.rät einzuführenden Impulsen als Zeitnormal dient, dadurch gekennzeichnet, daß in einem durch Piezokristalle eingegrenzten, vorzugsweise aus Stahl- bestehenden Stabe elastische Längswellen erzeugt werden, vorzugsweise durch Aufprallen einer Kugel auf eine freie Endfläche, und die Zeitdifferenz der am Anfang und Ende durch den Piezoeffekt erzeugten elektrischen Impulse das Zeitnormal bildet.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an die Endflächen des Meßstabes unter Zwischenschaltung der Piezokristalle je ein weiterer Stab angesetzt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezokristalle an die Stäbe angesprengt sind. q.. Einrichtung nach Anspruch i und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis der Zeitgebereinrichtung gittergesteuerte Gasentladungsröhren vorgesehen sind, die entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung elektrischer Verstärker an die Piezokristalle angeschlossen sind. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden »Lehrbuch der Ballistik«, Bd. 3, 2. Auflage 1927, S. 13q..