DE842274C

DE842274C - Magnetic field balance

Info

Publication number: DE842274C
Application number: DEA13233A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Ing Haalck
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1951-04-20
Filing date: 1951-04-20
Publication date: 1952-06-26

Description

Magnetische Feldwaage Die Erfindung betrifft ein Magnetomcter, insbesondere eine magnetische Feldwaage, bei welcher das Maguetsystem von horizontalen Torsionsfäden (Drähten, Bändern usw.) getragen wird und die Fadentorsion als Meßnormale verwendet wird.Magnetic field balance The invention relates to a magnetometer, in particular a magnetic field balance, in which the magnet system of horizontal torsion threads (Wires, ribbons, etc.) is worn and the thread torsion is used as a measurement standard will.

Bei derartigen Fadenwaagen kompensiert man die am Magnetsystem wirksamen Kräfte des erdmagnetischen Feldes mit Hilfe der Torsion ganz (Nullmethode) oder teilweise, wobei dann die für die Kompensation erforderliche Fadentordierung ein Maß für diese Feldintensität ist. Mittels besonderer Anzeigemittel, z. B. mittels eines Autokollimationsfernrohres, kontrolliert man hierbei die Einstellung des Magnetsystems (Nullmethode) bzw. liest man den Einstellwert ah (teilweise Nompensation). With such thread scales, one compensates for those that act on the magnet system Forces of the earth's magnetic field with the help of torsion completely (zero method) or partially, with the thread twisting required for compensation then being included A measure of this field intensity is. By means of special display means, e.g. B. by means of an autocollimation telescope, the setting of the magnet system is checked (Zero method) or read the setting value ah (partial compensation).

Die Erfindung schlägt vor, diese Anzeigemittel so tisziIlilden, daß mit dem gleichen vorhandenen Magnetsystem wahlweise die Vertikalintensität oder die Horizontalintensität gemessen werden kann. The invention proposes that these display means be tisziIlilden that with the same existing magnet system either the vertical intensity or the horizontal intensity can be measured.

Hierbei wird das Magnetsystem durch entsprechende Fadentordierung in die jeweilige Meßlage gebracht, d. h. also bei beabsichtigter Messung der Horizontalintensität mit seiner Magnetachse in die Vertikallage bzw. zur Messung der Vertikalintensität in die Horizontallage.Here, the magnet system is twisted by the appropriate thread brought into the respective measuring position, d. H. i.e. with the intended measurement of the horizontal intensity with its magnetic axis in the vertical position or to measure the vertical intensity in the horizontal position.

Für die Ausbildung der Anzeigemittel für die Magnetsystemstellung gibt es zahlreiche Lösungen: Ist normalerweise ein senkrecht angeordnetes Autokollimationsfernrohr für die Ablesung der Einstellung des einen Autokollimationsspiegel tragenden Magnetsystems vorgesehen, so kann beispielsweise ein zweites gleichartiges, auf das System gerichtetes Fernrohr in der durch die Torsionsachse gelegten Horizontalebene fest angeordnet sein. Statt dessen kann man aber auch das 1 bereits vorhandene Fernrohr um die Torsio lsachse schwenkbar machen. For the formation of the display means for the magnet system position there are numerous solutions: Is usually a vertically arranged autocollimation telescope for reading the setting of the magnet system carrying an autocollimation mirror provided, for example, a second similar one directed at the system Telescope fixedly arranged in the horizontal plane laid by the torsion axis be. Instead, you can also the 1 already existing telescope make it pivotable about the torsion axis.

Mit einem einzigen Fernrohr kommt man abe auch dann aus, wenn man beispielsweise am Mag. letsystem einen zweiten, um go" versetzten Spiegel vorsieht. But you can get by with a single telescope even if you for example, a second mirror offset by go "is provided on the Mag.

Das Fernrohr kann dann wie bisher fest angeordnet bleiben.The telescope can then remain in a fixed position as before.

In weiterer Ausbildung der Erfindung dient der am Magnetsystem sitzende Spiegel nur als Umlenkspiegel, während als Autokollimationsspiegel zwei wahlweise benutzbare gerätefeste Spiegel vorgesehen sind, welche spiegelbildlich zum Systemspiegel angeordnet sind. Hierbei ist beispielsweise der am Magnetsystem sitzende Umlenkspiegel um 45 zur magnetischen Achse des Systems geneigt. In a further embodiment of the invention, the one sitting on the magnet system is used Mirror only as a deflecting mirror, while two optionally as an autocollimation mirror usable device-fixed mirrors are provided, which are a mirror image of the system mirror are arranged. Here, for example, is the deflecting mirror sitting on the magnet system inclined at 45 to the magnetic axis of the system.

Dieser Erfindungsvorschlag bietet den Vorteil, daß man mit einem einzigen Spiegel am Magnetsystem auskommt. Dies ist deshalb wichtig, weil man anstrebt, das Gesamtmagnetsystem (Magnete, Spiegel, Halterung usw.) in bezug auf die Drehachse nach allen drei Raumkoordinaten auszuwuchten und man zu diesem Zweck von vornherein davon ausgeht, alle diese Teile des Magnetsystems weitestgehend rotationssymmetrisch zu machen, derart, daß die Sysnmetrieachse des Systems mit seiner Drehachse zusammenfällt. Aus diesem Grunde ist es auch angebracht, die für das geschilderte Auswuchten des Gesamtsystems nie ganz entbehrlichen Abstimmittel (Spindeln mit Laufgetrieben usw.) so zu wählen, daß zu beiden Seiten des Systems je ein derartiges Abstimmittel angeordnet ist, von denen das eine nur in Richtung der magnetischen Achse und das zweite nur senkrecht dazu wirksam ist. This inventive proposal has the advantage that you can with a single mirror on the magnet system. This is important because one strives to the overall magnet system (magnets, mirrors, brackets, etc.) in relation to the axis of rotation to balance according to all three spatial coordinates and one for this purpose from the start assumes that all of these parts of the magnet system are largely rotationally symmetrical to make, in such a way that the system axis of the system coincides with its axis of rotation. For this reason, it is also advisable to use the for the described balancing of the The entire system is never completely dispensable (spindles with running gears, etc.) to be chosen so that such a tuning means is arranged on both sides of the system is, one of which only in the direction of the magnetic axis and the second only is effective perpendicular to it.

Für den Fall, daß man die Vertikal- bzw. Horizontalintensität jeweils in zwei (um 180") verschiedenen Lagen zu bestimmen wünscht, können die Magnetsystemspiegel in den geschilderten Fällen in weiterer Ausbildung der Erfindung zusätzlich eine um I80 versetzte spiegelnde Fläche besitzen. In the event that the vertical and horizontal intensity respectively in two (by 180 ") different positions can be determined using the magnetic system mirror in the cases described, in a further development of the invention, an additional one Have reflective surfaces offset by 180.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Haupterfindungsgedanke sich natürlich nicht auf die besondere Ausbildung von vorgesehenen, rein optischen Anzeigemitteln für die Stellung des Magnetsystems beschränkt; er kann beispielsweise sinngemäß auch dann Anwendung finden, wenn die Anzeigemittel photoelektrischer Natur sind. It should be noted that the main inventive idea is natural not on the special design of intended, purely optical display means limited for the position of the magnet system; he can, for example, analogously also find application when the display means are photoelectric in nature.

Die Zeichnung veranschaulicht in den Abb. I und 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematisierter Darstellung. The drawing illustrates an exemplary embodiment in FIGS of the invention in a schematic representation.

Mit I und 2 sind die um die Achse A-A drehbaren Torsionsköpfe einer Fadenwaage bezeichnet. In den Kopfteilen dieser hohlen Torsionsköpfe sind die Enden zweier Torsionsfäden (Drähte, Bänder usw.) 3 und 4 befestigt, die, im wesentlichen horizontal verlaufend, ein Magnetsystem 5 tragen, mit dem wahlweise die Vertikal- oder Horizontalintensität gemessen wird. Das System besteht aus zwei Scheibenmagneten, zwischen denen ein Spiegel 6 angeordnet ist. Über dem System sitzt fest ein Autokollimatiorlsferllrohr 7. With I and 2 the torsion heads rotatable about the axis A-A are one Denoted thread balance. In the head parts of these hollow torsion heads are the ends two torsion threads (wires, ribbons, etc.) 3 and 4 attached, which, essentially running horizontally, carry a magnet system 5, with which the vertical or horizontal intensity is measured. The system consists of two disc magnets, between which a mirror 6 is arranged. An autocollimation tube is firmly seated over the system 7th

In Verbindung mit den wahlweise benutzbaren gerätefesten Autokollimationsspiegeln 8, 9 (vgl. Abb. 2), welche spiegelbildlich zum Systemumlenkspiegel 6 angeordnet sind, dient es dazu, die genaue Einstellung des Magnetsystems in die Nullage (Horizontal- bzw.In connection with the optionally usable device-fixed autocollimation mirrors 8, 9 (see Fig. 2), which are arranged in mirror image to the system deflecting mirror 6 are used, it is used to ensure the exact setting of the magnet system in the zero position (horizontal respectively.

Vertikallage der magnetischen Achse des Systems) zu kontrollieren. Am System sitzt zu beiden Seiten je ein Einstellmittel 10 bzw. II. Sie dienen dazu, das Magnetsystem, wie weiter oben beschrieben, ein für allemal auszuwuchten. Diese Abgleichspinnen sind so gewählt, daß die Spinne II nur in Richtung der magnetischen Achse des Systems, die Spinne Io dagegen nur senkrecht dazu wirksam ist. Auf den beiden Torsionsköplen I und 2 sitzen fest zwei Glaskreise 12 und 13. Durch Verdrehen der Torsionsköpfe wird das Magnetsystem immer in die Normallage (Horizontal- bzw. Vertikallage) gebracht (Nullmethode).Vertical position of the magnetic axis of the system). On both sides of the system there is a setting means 10 or II. They are used to balance the magnet system once and for all as described above. These Alignment spiders are chosen so that the spider II only in the direction of the magnetic Axis of the system, the spider Io, on the other hand, is only effective perpendicular to it. On the two Torsionsköplen I and 2 sit tightly two glass circles 12 and 13. By turning of the torsion heads, the magnet system is always in the normal position (horizontal or Vertical position) (zero method).

Die hierzu erforderliche Tordierung der Fäden, d. h. der Drehwinkel der Torsionsköpfe, wird an den Teil kreisen abgelesen. Hierzu ist ein nicht vollständig dargestelltes, mit einem Mikrometer ausgerüstetes, mit den optischen Elementen 14 bis I8 angedeutetes Ablesefernrohr vorgesehen, in dessen Gesichtsfeld die Ablesestellen beider Kreise abgebildet werden.The twisting of the threads required for this, d. H. the angle of rotation the torsion heads, is read on the part circles. This is not a complete one shown, equipped with a micrometer, with the optical elements 14 to I8 indicated reading telescope provided, in whose field of view the reading points both circles are mapped.

Das vorgesehene Fadenmikrometer des Ferurohres gestattet es, Bruchteile der Teilkreisintervalle auszumessen. Die Verdrehung der Torsionsköpfe I und 2 in den Lagern 19 und 20 erfolgt mittels Zahnräder durch ein gemeinsames Triebglied 21. Das Getriebe ist so ausgebildet, daß mit Hilfe des als Rändelknopf ausgeführten Triebgliedes 21 wahlweise eine Fein-und Grobeinstellung möglich ist. Zu diesem Zweck sitzen am rechten Torsionskopf 2 zwei Zahnräder 22 und 23 unterschiedlicher Größe, mit denen wahlweise zwei zugehörige, auf der längs verschiebbaren Antriebsachse 24 sitzende Zahnräder 2j und 26 in Eingriff gebracht werden können. Das Vorgelege ist so gewählt, daß sich für das Zahnradpaar 26, 23 eine Untersetzung von I0 : I, für das Zahnradpaar 25, 22 dagegen eine Übersetzung von I I ergibt. In der dargestellten Lage ist das Zahnradpaar 26, 23 im Eingriff, so daß eine Feinverstellmöglichkeit.des Torsionskopfes 2 gegeben ist. Wird der auf der Antrlebsachse 24 sitzende Triebkopf 21 nach links verschoben, so kommen die Zahnräder 23, 26 außer, die Zahnräder 22, 25 in Eingriff. Gleichzeitig kuppelt sich die Welle 24 mit einer zweiten im Gerät gelagerten Welle 27, auf deren linken Ende fest ein Zahnrad 28 sitzt, welches an einem am Torsionskopf 1 angebrachten Zahnrad 29 kämmt. Das Übersetzungsverhältnis zwischen diesen beiden Zahnrädern 28 und 29 ist das gleiche wie das des Zahnradpaares 25, 22, nämlich I : 1.The thread micrometer provided for the ferric tube allows fractions measure the pitch circle intervals. The twist of torsion heads I and 2 in the bearings 19 and 20 takes place by means of gears through a common drive member 21. The gear is designed so that with the help of a knurled knob Drive link 21 optionally a fine and coarse adjustment is possible. To this end sit on the right torsion head 2 two gears 22 and 23 of different sizes, with which you can choose between two associated drive shafts that can be moved lengthways 24 seated gears 2j and 26 can be brought into engagement. The transmission is chosen so that a reduction of I0: I, for the gear pair 25, 22, however, a translation of I I results. In the illustrated The gear pair 26, 23 is in engagement, so that a Feinverstellbarkeit.des Torsion head 2 is given. Is the powered end seated on the drive axle 24 21 shifted to the left, the gears 23, 26 come apart, the gears 22, 25 engaged. At the same time, the shaft 24 couples with a second one in the device mounted shaft 27, on the left end of which a gear 28 is firmly seated, which at a gear 29 attached to the torsion head 1 meshes. The gear ratio between these two gears 28 and 29 is the same as that of the gear pair 25, 22, namely I: 1.

Bei eingerücktem Triebkopf 21 ist somit eine Grobverstellmöglichkeit gegeben, an welcher beide Torsionsköpfe teilnehmen. Die Arretierung des Magnetsystems erfolgt durch einen von einem nicht weiter dargestellten Exzenter bewegten Schlitten30, welcher das System mittels eines gabelartigen Teiles 31 in senkrechter Richtung etwas anhebt und die Magnete gegen eine darüber angeordnete feste Anlage 32 drückt. Mit 33, 34 sind zwei in das Gerät fest eingebaute Stromspuleri für die galvanische Skalenwert bestimmung bezeichnet.When the drive head 21 is engaged, a coarse adjustment is thus possible given, in which both torsion heads participate. The locking of the magnet system takes place by a slide30 moved by an eccentric (not shown), which the system by means of a fork-like part 31 in the vertical direction lifts slightly and presses the magnets against a fixed abutment 32 arranged above. With 33, 34 there are two built-in current coils for the galvanic Designated scale value determination.

Soll mit dem Gerät die Vertikalintensität gemessen werden, so wird durch entsprechende Fadentorsion das Magnet system in die bekannte Meßlage gebracht, bei welcher die magnetische Achse des Systems in der Horizontalebene liegt. l)er Systemspiegel 6 nimmt dann die in Abb. 2 stark ausgezogene Lage ein, wobei der Autokollimationsspiegel 9 zur Wirkung kommt. Die laufende Messung der Vertikalintensität erfolgt dann in bekannter Weise, d. h. jede Auslenkung des Systems wird durch eine entsprechende Fadentordierung kompensiert, was mittels des Autokollimationsfernrohres kontrolliert wird. Die zur Kompensierung erforderliche Fadentordierung, d. h. die Verdrehung des Torsionskopfes, wird jedesmal mit Hilfe des Ablesefernrohres 14 bis I8 in den Kreisen abgelesen. If the vertical intensity is to be measured with the device, then the magnet system is brought into the known measuring position by appropriate thread torsion, where the magnetic axis of the system is in the Horizontal plane lies. l) the system mirror 6 then assumes the strongly drawn-out position in Fig. 2, whereby the autocollimation mirror 9 comes into effect. The ongoing measurement of the Vertical intensity is then done in a known manner; H. any deflection of the system is compensated by a corresponding twisting of the thread, which is achieved by means of the autocollimation telescope is controlled. The thread twisting required for compensation, d. H. the Rotation of the torsion head is done each time with the aid of the telescopic reading tube 14 to Read I8 in the circles.

Soll dazu übergegangen werden, mit dem Gerät laufend die Horizontalintensität zu messen, so wird zuvor das Magnetsystem durch Fadentordierung, wozu man sich zweckmäßig des Großantriebes bedient, in die neue Meßlage gebracht, bei welcher die magnetische Achse des Systems senkrecht verläuft. If you want to go over to this, continuously adjust the horizontal intensity with the device to measure, the magnet system is previously made by twisting the thread, which is useful of the large drive, brought into the new measuring position, in which the magnetic Axis of the system is perpendicular.

Der Systemspiegel nimmt in diesem Fall die in Abb. 2 gestrichelte Lage ein, bei welcher er mit dem Autokollimationsspiegel 8 zusammenwirkt.In this case, the system mirror takes the dashed line in Fig. 2 Position in which it interacts with the autocollimation mirror 8.

Wünscht man im Fall der Horizontal- oder Vertikalintensitätsmessung jedesmal mit zwei um I800 verschiedcnen Lagen des Magnetsystems zu arbeiten, so ist nach jeder Messung das System durch Fadentorsion um I80" zu drehen. Der Systemspiegel 6 ist zu diesem Zweck beidseitig verspiegelt, so daß auch für die Durchführung solcher Messungen kein weiteres optisches Mittel erforderlich wird. This is desirable in the case of horizontal or vertical intensity measurement to work with two around 1800 different layers of the magnet system each time, like this the system must be rotated by 180 "after each measurement by twisting the thread. The system mirror 6 is mirrored on both sides for this purpose, so that also for the implementation of such Measurements no further optical means is required.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Magnetometer, especially magnetic field balance with a magnetic system carried by horizontal torsion threads, in which the on one Graduation readable thread torsion is disregarded as measurement standards and display means are provided for the position of the Magneisystem, characterized in that the preferably optical display means for the magnet system position is designed in this way are that with the same, brought into the respective measuring position by atlcntorsion Magnet system optionally the vertical or horizontal intensity can be measured.

2. Magnetometer according to claim I with a vertically arranged Autocollimation telescope for reading the setting of an autocollimation mirror supporting magnet system, characterized in that a second similar, Telescope aimed at the system in the horizontal plane through the torsion axis is provided.

3. Magnetometer according to claim I with a perpendicular to the torsion axis arranged autocollimation telescope for reading the setting of one Magnet system carrying an autocollimation mirror, characterized in that the Telescope is pivotable about the torsion axis.

4. Magnetometer according to claim I with a perpendicular to the torsion axis arranged autocollimation telescope for reading the setting of one Magnet system carrying autocollimation mirror, characterized in that on System a second mirror offset by go "is provided.

5. Magnetometer according to claim I with an autocollimation telescope for reading the setting of a magnet system carrying a mirror, thereby characterized in that the system mirror (6) only as a deflection mirror and two mirror images Device-mounted mirrors (8, 9) arranged in relation to the system mirror as optionally usable Autocollimation mirrors are effective.

6. Magnetpmeter according to claim 5 with a perpendicular to the torsion axis arranged autocollimation telescope for reading the setting of one Magnet system carrying mirrors, characterized in that the system mirror (6) is arranged inclined by 45 "to the magnetic axis and on both sides of the system mirror (6) two device-mounted counter mirrors (8, 9) are provided with their reflective surfaces facing the system mirror.

7. Magnetometer according to claim I to 6, characterized in that the system mirrors also have a mirror surface offset by 180 ".

8. Magnetometer according to claim I to 7, characterized in that the means of indicating the position of the magnet system are photoelectric.

9. Magnetometer according to claim I to 8, characterized in that the overall magnet system in relation to the axis of rotation according to all three spatial coordinates is largely balanced.

IO. Magnetometer according to Claims 1 to 9, characterized. marked, that all parts of the magnet system are largely rotationally symmetrical and the axis of symmetry coincides with the axis of rotation of the system.

11. Magnetometer according to claim I to IO with adjustment means for the Balancing of the magnet system, characterized in that one balancing means each (IO, 11) is arranged on both sides of the system (5), one of which (11) only in the direction of the magnetic axis of the system and the second (IO) only perpendicular is effective for this.

12. Magnetometer according to claim I to II, characterized in that that the division for the torsion values or the division carrier (12, I3) is fixed to the torsion head (1, 2) of the device is arranged.

13. Magnetometer according to claim I to I2, characterized in that that in the device two to go "offset coil systems (33, 34) for the galvanic Scale value determination are permanently installed.