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Galvanometer, insbesondere Vibrationsnadelgalvanometer Die Erfindung
bezieht sich auf Galvanometer, vorzugsweise Vibrationsnadelgalvanometer für insbesondere
niederfrequenten Wechselstrom. Um die Resonanzfrequenz solcher Galvanometer in weiten
Grenzen mit einfachen Mitteln ändern und gegebenenfalls die Einstellung genau feststellen
zu können, ist gemäß der Erfindung der Dauermagnet folgendermaßen ausgebildet: Er
besteht aus zwei oder mehreren, in der Magnetisierungsrichtung gesehen parallel
liegenden Magneten, von denen mindestens einer um eine zur Magnetisierungsrichtung
senkrechte Achse drehbar ist und wobei hufeisenförmige Polschuhe vorgesehen sind.
Im Gegensatz zur Abstimmung des Systems 'auf eine gewünschte Resonanzfrequenz mit
Hilfe von verschiebbaren Stegen od. dgl. durch Verändern der wirksamen Spannbandlange
braucht hierbei kein Eingriff in das empfindliche schwingende System vorgenommen
zu werden, und der Einstellbereich der Resonanzfrequenz ist zudem viel größer.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden beschrieben
und durch Fig. i bis 3 erläutert.
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Wie aus Fig. i hervorgeht, besteht das Galvanometer aus einem schwingenden
Band i mit Magnetplättchen q. und Spiegel 3, einem als Rückstellkraft wirksamen
Dauermagnetsystem, einem Weicheisenkern mit Wechselstromspule und einem optischen
System. Zwei nachfolgend näher beschriebene parallel geschaltete Permanentmagnete
1z und 13 haben große hufeisenförmige waagerecht liegende Polschuhe io und
ii. Sie bilden das Dauermagnetsystem. In der Ruhelage wird ein an einem lotrecht
aufgehängten-
Bändchen 1- befestigtes, als- Nadelwirksames Magnetplättchen ¢ nur vom Permanentmagnetfeld
beeinflußt. Eine an den zu messenden Wechselstrom anzuschließende Wicklung i9 erzeugt
in einem Kern i8 ünd damit im Bereich der Nadel ¢ ein - auf dem Permanentmagnetfeld
senkrecht stehendes Wechselfeld. Über das optische System Lichtquelle L, Linse K,
Spiegel 3, Beobachtungsschirm B können die Bewegungen des mit der Nadel ¢ zusammen
um -die Bändcbenachse schwingenden Spiegels festgestellt werden.
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Im einzelnen besteht .das schwingende System des Galvanometers aus
einem langen Bändchen i, das in ;einem schmalen Hohlzylindereinsatz 2 aus Messing
(Fig. 3 a bis 3 c) oben und unten gelagert ist. Auf das Bändchen i ist der Spiegel
3 und darunter das Magnetplättchen ¢ aufgeklebt.. Die. Rückseite -des Bändchenmittelstückes
umfaßt ein längeres Stück Aluminiumfolie, auf dem die Seitenteile der Spiegel- und
Magnetplättchenrück'seiten nochmals aufgeklebt sind. Ein Fenster ei im Hohlzylinder
für den Ein- und Austritt der vom Spiegel 3 zu reflektierenden Strahlen -ist mit
einer Sammellinse ausgestattet. Der Einsatz :2 sitzt herausnehmbar in einer Haltebuchse
6, die ihrerseits in einer Montageplatte 7 befestigt ist. Diese trägt unter Vermittlung
zweier Stützen die Polschuhe io, ii und damit die übrigen wesentlichen Teile des
Galvanometers. Zwischen die Polschuhe aus Holzkohleneisen niedriger Koerzitivkraft
ist an ihren rückwärtigen Enden ein Messingmittelstück 1¢ eingefügt. Dieses Messingstück
trägt die Polschuhenden- im vorgeschriebenen Abstand und weist eine den Polschuhenden
angepaßte Bohrung auf. In dieser Bohrung liegen in etwa i mm Abstand voneinander
zwei Magnetscheiben 12 und 13 parallel angeordnet, die in einer Durchmesserrichtung
magnetisiert sind (Fig. 2). Die eine, 12, der beiden Magnetscheiben ist unbeweglich
eingesetzt, so daß die Magnetisierung der Scheibe 12 in die Richtung der Polschuhe
weist. Die Scheibe 13 ist mit Hilfe einer auf einer Welle 15 angeordneten Schnecke
und eines mit der Scheibe fest verbundenen Schneckenrades 16 in der Bohrung drehbar.
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Das Schneckenrad ist an den Polschuhen mit Hilfe einer Lasche 17 -
unter Zwischenschaltung einer Federscheibe gehaltert. Die -der Nadel ¢ benachbarten
Polschuhenden (Fig. i und 3) sind zugespitzt. Das Schneckenrad trägt neben seinem
Kranz eine Skala, auf der die jeweils eingestellte Resonanzfrequenz abgelesen werden
kann. Ein an den Polschuhen des Permanentmagneten gehalterter lamellierter Mantelkern
18 trägt auf seinem Mittelsteg die Wicklung i9 für die Wechselstrommagnetisierung.
Die Mittelebene des Kerns 18 bildet mit der Mittelebene der Permanentrnagnetpolschuhe
in Flußrichtung einen Winkel von etwa 45°*, wobei.die durch den Mittelsteg des Kerns
18 gelegte Achse in der zuletzt genannten Mittelebene liegt. Sie geht gleichzeitig
durch .die Mitte des Magnetplättchens ¢. Um magnetische Nebenschlüsse für den Permanentmagnetfluß
zu vermeiden, sind an der Unterbrechung des Mittelsteges Polspitzen 2o, 20d vorgesehen.
Zwischen -ihnen -kommt---das schwingende Magnetplättchen ¢ zu liegen. Zum Schutz
gegen störende Wechselfelder ist das Meßgerät in einer zylindrischen Schutzkappe
aus Nickeleisen untergebracht.
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Die Wirkungsweise -des Meßgeräts ist folgende: Vor Beginn einer Messung
wird der drehbare Permanentmagnet 13 entsprechend der @zu messenden Frequenz verstellt.
dem liegt folgende Überlegung zugrunde: Um eine hohe Empfindlichkeit für eine gewünschte
Resonanzfrequenz (etwa in einem Bereich zwischen ¢o und Zoo Hz) zu erzielen und
gleichzeitig Oberwellen möglichst auszuschalten, ist die eine Magnetscheibe 13 um
18o° verstellbar. So erhält man die Möglichkeit, z. B. zwischen allen Frequenzen
in den obengenannten . Grenzen mit großer Genauigkeit zu wählen. Bei gleichgerichtetem
Fluß der Scheiben 12 und 13 ergibt sich .dabei die höchste Resonanzfrequenz, weil
das Dauermagnetfeld dann am stärksten ist. Bei entgegengesetzt gerichteter Magnetisierung
tritt Resonanz bei der niedrigsten Frequenz ein, weil das Dauermagnetfeld dann am
kleinsten ist. Wird nun durch die Wicklung i9 ein Wechselstrom geleitet, so erzielt
man eine Spiegelschwingung und damit eine Lichtbandbreite, die der Amplitude der
Grundwelle des Wechselstroms entspricht. Die Ansprech- und Abklingzeit für die Torsionsschwingung
des Bändchensystems samt Spiegel und Nadel ist dabei erträglich gering.
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Die Anordnung kann auch für andere Spiegelgalvanometer benutzt sein,
z. B. solche, die bei Frequenzen benutzt werden, welche außerhalb des Resonanzbereiches
liegen.