DE817177C - Elektrisches Messgeraet mit Spiegel- und Lichtzeigerablesung - Google Patents

Description

• Elektrisches Meßgerät mit Spiegel- und Liditzeigerablesung Bei tragl>aren Oszillographeneinrichtungen sowie allgemein l>ei elektrischen Meßinstrumenten mit Spiegel- und Lichtzeigerablesung ist es bekannt, zur Erhöhung der Empfindlichkeit unter Kleinhaltung der Geräteabmessungen den Liclhtzeiger dadurch zu verlängern, daß man den Lichtstrahl mehrmals an feststehenden Spiegeln reflektieren läßt. Es sind aber auch schon Anordnungen bekarlntgeworden, bei denen der Lichtstrahl an dem Drehspiegel des Meßsystems mehrmals reflektiert wird, wodurch er bei vorgegebenem Drehwinkel des Meßsystems bei n-maliger Reflexion an dem Drehspiegel die n-fache Winkelablenkung gegenüber derselben Anordnung mit nur einmaliger Reflexion am Drehspiegel erfährt.
• Ein Fortschritt gegenüber dieser bekannten Anordnung wird nun erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß zwei piezoelektrische Meßsysteme mit Drehspiegeln derart angeordnet werden, daß der Lichtstrahl von der Lichtquelle kommend zuerst an dem Drehspiegel des ersten, dann an dem des zweiten Meßsystems, dann an dem feststehenden Spiegel und von dort aus nochmals der Reihe nach an den Drehspiegeln der beiden Systeme reflektiert wird.
• Der geringe Raumbedarf der piezoelektrischen Meßsysteme gestattet ohne weiteres, zwei solche Systeme unmittelbar benachbart aufzubauen, so daß man ein Meßgerät von sehr kleinen Abmessungen erhält.
• Werden nun beide Meßsysteme von derselben NIeßspannung beaufschlagt und dreht sich jedes System um den Winkel a, so beträgt die mit der beschriebenen Anordnung erzielte Winkelablenkung des Lichtstrahls 8a. Mit den bekannten Anordrungen, die nur ein Meßsystem benutzen, ließe sich dieselbe Winkelablenkempfindlichkeit dadurch erzielen, daß man den Lichtstrahl viermal an dem Drehspiegel reflektieren läßt. Dazu müßte er aber mindestens dreimal zusätzlich an einem feststehenden Spiegel, im ganzen also siebenmal reflektiert werden, während man bei der neuen Anordnung mit insgesamt fünf Reflexionen auskommt. Da aber jede Reflexion mit einem Verlust an Lichtenergie verbunde ist, so ergibt sich für die neue Anordnung bei gleicher Winkelablenkempflndlichkeit eine größere Helligkeit oder bei gleich groß zugelassenem Reflexionsverlust die doppelte Winkelablenkempfindlichkeit des Lichtzeigers.
• In der Abb. I ist ein Beispiel für die bauliche Verwirklichung des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt. Sie zeigt eine aus zwei mit Spiegeln ausgerüsteten piezoelektrischen Kristallelementen gebildete Oszillographenanordnung nach abgenommener Schutzhaube. Jedes Kristallelement besteht in bekannter Weise aus zwei in der Form von flachen Stäben geschnittenen, mit Elektrodenbelag und Zuführungsfähnchen versehenen, zusammengekitteten Kristallplatten aus Rochellesalz. Ein solches Kristallelement erfährt, wenn die Kristallplatten in zweckentsprechender Orientierung aus einem vollen Kristall herausgeschnitten sind, beim Anlegen einer elektrischen Spannung eine Verdrillung, d. h. der Doppelstab tordiert um seine Längsachse. Wird er daher an einem Ende eingespannt, so führt das freie Ende eine zur angelegten Spannung proportionale Drehbewegung aus. Es ist seit langem bekannt, solche Kristallelemente, Torsionsbieger genannt, zur Anzeige elektrischer Spannungen zu benutzen, indem man das freie Ende des eingespannten Kristalls mit einem Spiegel versieht und einen Lichtstrahl an diesem Spiegel reflektieren läßt.
• Bekanntlich lassen sich auch Kristallelemente herstellen, die beim Anlegen einer Spannung an Stelle der Torsion eine reine Biegebewegung ausführen.
• Auch solche Kristallelemente, Bieger genannt, lassen sich als Meßsysteme für den vorliegenden Zweck verwenden.
• In der Abb. I sind T1 und T2 zwei auf dem Sockel A befestigte Torsionsbieger. Sie durchsetzen frei beweglich die zweite Grundplatte B und tragen an ihren oberen Enden die SpiegelS, und S2. Der fest stehende SpiegelS ist auf der zweiten Grundplatte B justierbar befestigt. Die Spannungszuführung zu den Kristallelementen geschieht an den Anschlüssen C, D über die Anschlußfäbncben E, F und G, H. Die beiden Kristallelemente sind parallel geschaltet. Der Strahlengang ist durch den strichpunktierten Linienzug J, K angedeutet. Wie ersichtlich, wird der Lichtstrahl an jedem Drehspiegel zweimal und an dem fest stehenden Spiegel einmal, im ganzen also fünfmal reflektiert.
• In Weiterbildung der Erfindung kann der Lichtstrahl auch zwischen den beiden Drehspiegeln mehrmals hin und her geführt werden. Gemäß Abb. 2 sind die Drehspiegel S1 und S2 zweier Meßsysteme um die Achsen Xt und X2 drehbar und einander gegenüberliegend angeordnet. B und B1 ist die Ableseskala. Der Lichtstrahl, von der Lichtquelle L kommend, wird zweimal an dem Drehspiegel S1 und zweimal an dem Drehspiegel S reflektiert und läuft nach Reflexion an dem fest stehenden Spiegel S denselben Weg zurück; im ganzen wird er also neunmal an einem Spiegel reflektiert. Die durch die Anordnung erzielte Winkelablenkung des Lichtstrahls ist I6a, wenn a wieder den Verdrehungswinkel der einzelnen Meßsysteme bedeutet. Bei der bekannten Anordnung wären hierzu 8 Reflexionen am Drehspiegel und 7 Reflexionen an einem fest stehenden Spiegel, insgesamt also 15 Reflexionen erforderlich.
• Bisher wurde angenommen, daß beide Meßsysteme von derselben MeUspannung beaufschlagt werden. Abweichend hiervon können natürlich beide Meßsysteme an verschiedene Spannungen angeschlossen sein, so daß beispielsweise die Superposition dieser Spannungen oszillographiert werden kann.
• PATENTANspnücnE: 1. Elektrisches Meßgerät mit Spiegel- und Lichtzeigerablesung, bei dem unter zusätzlicher Benutzung eines fest stehenden Spiegels die Lichtzeigerauslenkung durch Mehrfachreflexion des Lichtstrahls am Drehspiegel vergrößert ist, gekennzeichnet durch die Anordnung zweier piezoelektrischer Meßsysteme, derart, daß der Lichtstrahl von der Lichtquelle kommend zuerst an dem Drehspiegel des ersten, dann an dem des zweiten Meßsystems, dann an dem fest stehenden Spiegel und von dort aus nochmals der Reihe nach an den Drehspiegeln der beiden Meßsysteme reflektiert wird.

Claims (1)

1. 2. Elektrisches Meßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl zwischen den beiden Drehspiegeln mehrmals hin und her geführt wird.

   Angezogene Druckschriften: Zeitschrift für Physik, Bd. 40 (1927) S. 634.