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Anordnung zur Messung kurzer Zeiten Das Hauptpatent 768 oor betrifft
eine Anordnung zur Messung kurzer Zeiten unter Benutzung einer elektrooptischen
Vorrichtung zum Markieren des Zeitpunktes des Eintretens und der Beendigung eines
Vorganges auf einen Auffangschirm durch ein in den Weg eines Lichtstrahlenbündels
eingeschaltetes Lichtventil, das aus einer zwischen zwei gekreuztem Nicolschen Prismen
anigeoirdneten, die Lichtstrahlen nur nach Anlegen einer Spannung hindurchlassenden
Kerrzelle besteht. Es schützt, daß in dem Strahlengang zwischen dem Lichtventil
und dem feststehenden Auffangschirm ein rotierendes Ablenksystem zur Erzeugung eines
im allgemeinen unsichtbaren Zeitkreises vorgesehen ist, der während des an die Kerrzelle
gelegten Spannungsstoßes aufgehellt wird, und daß außerdem noch Mittel vorgesehen
sind, welche die Leuchtspur nach Beendigung des Meßvorganges eine bestimmte Zeit
sichtbar machen. Zur Sichtbarmachung des Leuchtbildes auf
dem Auffangschirm
kann entweder ein phosphoreszierender Leuchtschirm mit Nachleuchtwirkung verwendet
werden, oder es können die Aufhellungen auf dem Leuchtschirm an derselben Stelle
des Zeitkreises durch eine besondere Einrichtung periodisch wiederholt ,,v erden,
durch die ein Teil des aus der Nicolscheu Prismenordnung austretenden Lichtes durch
Reflexion auf eine lichtelektrische Zelle mit Verstärkerröhre gelenkt wird und der
dadurch ausgelöste Spannungsstoß über ein elektrisches Leitersystem mit einer solchen
Verzögerungszeit an die Kerrzelle zurückgeführt wird, daß ein stehendes Leuchtbild
erzeugt wird.
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Die Erfindung betrifft ein weiteres vereinfachtes Ausführungsbeispiel
zur Erzeugung eines stehenden Leuchtbildes durch periodische Impulswiederholung
und besteht darin, daß die den Eingangsverstärker verlassenden Spannungsimpulse
einerseits unmittelbar an die Kondensatorplatten der Kerrzelle gelegt werden und
andererseits unmittelbar über das elektrische Verzögerungssystem auf den Verstärkereingang
rückgekoppelt sind. Auf diese Weise wird ohne Schwächung des zur Aufhellung des
Leuchtschirmes zur Verfügung stehenden Lichtstrahlenbündels die Impuls-,viederholung
auf rein elektrischem Ziege erreicht. Die erzielte Wirkung ist die gleiche wie beim
Hauptpatent, d. h., wird die Verzögerungszeit des Leitersystems, das beispielsweise
ein Kettenleiter sein kann, so bemessen, daß sie gleich oder ein ganzzahliges Vielfaches
der Zeit ist, die der Strahl für einen Umlauf auf dem Zeitkreis benötigt, so treten
die periodisch wiederholten Aufhellungen an genau denselben Stellen des Zeitkreises
ein.
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Es entsteht also ein stehendes Bild der beiden Bahnpunkte.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dargestellt, und zwar für den Fall der Messung einer Geschoßgeschwindigkeit.
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Von einer Lichtquelle i geht ein Lichtbündel aus, welches durch eine
Blende 3 begrenzt wird. Das durch die Blende 3 hindurchgehende Lichtbündel wird
in einem Nicolschen Prisma q. linear polarisiert. Es läuft dann durch eine Kerrzelle
5 und ein Nicolsches Prisma 6. Da die beiden Nicolschen Prismen zueinander gekreuzt
angeordnet sind, g (51 eht kein Licht aus dieser elektrooptischen Anordnung heraus.
Wird das elektrooptische System hingegen durch Anlegen einer Spannung an die Kondensatorplatten
7 und 8 der Kerrzelle 5 lichtdurchlässig, so gelangt Licht nach Durchsetzen einer
Linse 9 auf einen Drehspiegel io, der auf der Achse eines Motors i i in schräger
Anordnung angebracht ist. Mit i2 und 13 sind die Zuleitungen zu den Platten
7 und 8 bezeichnet. Die übrige Anordnung entspricht hinsichtlich ihres Aufbaues
und ihrer Wirkungsweise dem in Fig. 2 des Hauptpatents dargestellten Ausführungsbeispiel.
Als Drehspiegel kann auch die schräg angeschnittene, hochglanzpolierte Motorwelle
selbst dienen, oder es können gemäß Fig. 3 des Hauptpatents als Ablenksystem zur
Erzeugung des Zeitkreises zwei Oszillographenschleifen verwendet werden.
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_d und B sind zwei Punkte mit bekanntem Abstand voneinander,
die z. B. auf der Flugbahn eines Geschosses liegen mögen. Ein vorbeifliegendes Geschoß
löst also zwei einmalige Spannungsstöße aus, die etwa. in '/looo Sek. aufeinander
folgen mögen. Der von A kommende Spannungsstoß wird von einer Spule 1d. durch Induktion
auf eine Spule 15 übertragen, gelangt an das Gitter einer Verstärkerröhre 16 und
bewirkt in deren Anodenkreis stärkere Stromstöße, die über miteinander gekoppelte
Spulen 17 und 18 und Detektoren i9 und 2o, denen ein Hochohmwiderstand 21 parallel
geschaltet ist, sowie Leitungen 12 und 13 als verstärkter Spannungsstoß an
die Kondensatorplatten 7 und 8 der Kerrzelle 5 gelangen. Hierdurch findet die Aufhellung
eines Bahnpunktes auf dem Zeitkreis statt. An Stelle einer einzigen Verstärkerröhre
16 können auch deren mehrere vorgesehen werden. Zweckmäßig ist es noch, die Verstärkerröhre
so stark negativ vorzuspannen, daß nur die eine Hälfte der an 15 entstehenden Spannungsstöße
weitergegeben wird. Eine Selbsterregung des Systems wird dadurch auch erheblich
erschwert.
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Gelangt das Geschoß an die Stelle B. so wird wiederum ein einmaliger
Spannungsstoß durch Induktion auf die Spule 15 übertragen. und zwar von einer Spule
22. Dieser Spannungsstoß bewirkt in der gleichen Weise die Aufhellung eines zweiten
Bahnpunktes auf dein Zeitkreis. Die beiden einmaligen Spannungsstöße erzeugen also
an zwei ganz bestimmten Stellen aufgehellte Bahnpunkte auf dem Zeitkreis. Bei passender
Wahl der Spiegeldrehzahl im Verhältnis zu den zu messenden Zeiten bildet der Abstand
der beiden aufgehellten Bahnpunkte ein genaues Maß für die Zeitdauer, die das Geschoß
zum Durchfliegen der Entfernung zwischen den beiden Punkten und B benötigt.
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Gleichzeitig laufen die beiden Spannungsstöße aber auch über die miteinander
gekoppelten Spulen 17 und 23 an das Gitter einer Verstärkerröhre 2d., um von dort
nach ihrer Verstärkung über ein Verzögerungsglied 25 und die miteinander gekoppelten
Spulen 26 und 27 wieder an das Gitter der Verstärkerröhre 16 ztt gelangen. Nach
ihrer Verstärkung
in der Röhre 16 gelangen sie einmal wieder an
die Kondensatorplatten 7 und 8 und bewirken eine erneute Aufhellung der beiden Bahnpunkte
auf dem Zeitkreis. Weiterhin gelangen sie aber über das Verzögerungsglied 25 wieder
an das Gitter der Verstärkerröhre 16. Wird nun die Laufzeit der Spannungsstöße von
der Kopplung 17, 23 über die Verstärkerröhre 24 und das Verzögerungsglied 25 nach
der Kopplung 26, 27 so bemessen, daß sie gleich oder ein ganzzahliges Vielfaches
der Zeit ist, die einer vollen Spiegeldrehung entspricht, so wird die Aufhellung
der Bahnpunkte auf dem Zeitkreis immer an denselben Stellen erfolgen, d. h. an den
Stellen, an denen die erste Aufhellung der Bahnpunkte durch die von den Punkten
A und B ausgehenden Spannungsstöße erfolgt ist. Es entsteht also auf
diese Weise ein stehendes Bild der einmaligen von A und B ausgegangenen
Spannungsstöße, welches bequem die Ausmessung des genauen Zeitunterschiedes zwischen
den beiden Spannungsstößen gestattet.
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Die Bemessung und der Aufbau des Verzögerungsgliedes 25 sowie die
Einstellung der Verzögerungszeit entsprechend der Spiegeldrehzahl geschieht in der
gleichen Weise wie beim Gegenstand des Hauptpatents. Der Verstärker 24 ist nicht
unbedingt erforderlich. Es kommt vielmehr nur darauf an, daß die über die Kopplung
17, 23 verlaufenden Spannungsstöße mit hinreichender Stärke über das Verzögerungsglied
25 und die Kopplung 26, 27 wieder an das Gitter der Verstärkerröhre 16 gelangen.
Bei Wegfall der Verstärkerröhre 24 ist aber darauf zu achten, daß keine Spannungsstöße
von der Spule 15 über die Kopplung 27, 26 und das Verzögerungsglied 25 nach der
Kopplung 23, 17 und von dort aus über die Kopplung 17, 18 nach den Kondensatorplatten
7 und 8 laufen können. Dies kann z. B. durch geeignete Bemessung der Kopplungen
17, 23 und 26, 27 geschehen.
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Die Detektoren ig und 2o und der Hochohmwiderstand 2i müssen in den
Zuleitungen 12 und 13 zu den Kondensatorplatten 7 und 8 unbedingt vorhanden sein,
wenn die Genauigkeit der Ablesungen nicht leiden soll. Ist eine Messung beendet,
so wird der Schalter 28 geöffnet und gleich wieder geschlossen. Das Gerät ist dann
für eine neue Messung aufnahmebereit.