DE876770C

DE876770C - Messung nichtlinearer Messgroessen

Info

Publication number: DE876770C
Application number: DEP29344D
Authority: DE
Inventors: Monroe Hamilton Sweet
Original assignee: General Aniline and Film Corp
Current assignee: GAF Chemicals Corp
Priority date: 1944-12-30
Filing date: 1947-01-01
Publication date: 1953-05-18
Also published as: US2478163A; FR930726A; GB624313A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf logarithmisch anzeigende Elektronenröhrenschaltungen, insbesondere auf solche Schaltungen, die gestatten, an gleichmäßig geteilten Skalen direkt den Wert einer logarithmischen Beziehung abzulesen, die sich an dem Stromausgang einer Meßanordnung ergibt.

In zahlreichen Meßanordnungen wird eine direkte Anzeige des zu messenden Wertes gewünscht, der eine logarithmische Funktion des Stromausganges der benutzten Apparatur ist. Ein typisches Beispiel hierfür ist die Messung der Dichte eines photographischen Films. Bei den gebräuchlichen Instrumenten zur Bestimmung des Wertes der Filmdichte wird ein Lichtstrom durch den Film auf eine lichtempfindliche Zelle, z. B. eine Vakuumphotozelle, geworfen. Der Photozellenstrom wird dann verstärkt und der entsprechende Wert an einem Meßinstrument abgelesen. Der auf die Photozelle auffallende Lichtstrom ist eine logarithmische inverse Funktion der Filmdichte. Wenn der Photozellenstrom linear verstärkt wird, muß die Skala des Ableseinstrumentes logarithmisch geteilt sein, um den Wert der Dichte direkt an der Skala ablesen zu können. Bekanntlich ist eine logarithmisch geteilte Skala ungleichmäßig, derart, daß die Skalenstriche am Anfang einen größeren Abstand haben als am Ende der Skala. Die ungleichmäßige Einteilung der Skala macht die Genauigkeit und Bequemlichkeit bei der Ablesung schwierig.

Zahlreiche Versuchsanordnungen sind für die direkte Ablesung der Dichte an einem Meßinstrument, welches eine gleichmäßig geteilte Dichteskala

hat; vorgeschlagen worden. Unter anderem wurde versucht, die Anzeige länge* der Skala zusätzlich elektrisch zu beeinflussen, so daß eine lineare Skala verwendet werden kann. Die damit erizielibaren Resultate sind im allgemeinen unbefriedigend gewesen. Es ist auch bereits eine Elektronenröhrenrneßschaltung vorgeschlagen worden, die es gestattet, eine gleichmäßig geeichte Skala zur Ablesung der Dichte eines photographischen Films zu benutzen. In dieser ίο Schaltung wird eine logarithmische Verstärkung zwischen dem Anodenstrom der Photozelle und dem Meßinstrument angewandt. Die Verstärkung ist so ausgewählt, daß das Instrument direkt die Dichte der Probe auf einer gleichmäßig geteilten Skala abzulesen gestattet. Der auf die Photozelle auftreffende Lichtstrom ist eine inverse logarithmische Funktion der Dichte der Probe, und der Photozellenstrom ist eine direkte Funktion des auffallenden Lichtstroms. Wird die Verstärkung zwischen die Photozelle und das Meßinstrument gelegt, so ist der entsprechende, durch das Meßinstrument fließende Strom eine direkte Funktion der Dichte der Probe. Die beschriebene Schaltung hat in der Praxis befriedigend gearbeitet.

Kürzlich jedoch sind Elektronenverstärkerröhren verfügbar ,geworden,_t. die. eine vieltausendfache Empfindlichkeit der einfachen Photozelle haben.

Besonders empfindliche Elektronenverstärkerröhren sind die elektrostatisch fokulierten Photoverstärkerröhren, in 'denen der Anodenstrom, bezogen auf die Einheit der einfallenden Strahlungsenergie, einige tausend Male größer ist als bei den einfachen Vaküumphotozellen. Diese neuen Verstärkerröhren haben ein weites Feld frei gemacht, um eine verbesserte Sensibilitätsanzeige in Meßschaltungen zu erlangen.

Der Einbau dieser Verstärkerröhren in Schaltungen mit linearer Verstärkung bereitet keine Schwierigkeiten. Wenn man jedoch versucht, eine solche Röhre in eine Schaltung mit logarithmischer Anzeige einzubauen, treten beträchtliche Schwierigkeiten auf. Es sind nun auch schon Schaltungen vorgeschlagen worden, bei denen eine Photoverstärkerröhre erfolgreich in einer Meßanordnung, die eine logarithmische Verstärkung zwischen der Verstärkerröhre und dem Meßinstrument hat/ zur direkten Anzeige der Dichte auf einer gleichmäßig geeichten Instrumentenskala angewandt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft eine einfache Schalrung unter Verwendung einer Photoverstärkerröhre, die aber mit linearer Verstärkung zwischen Photo-. verstärkerröhre und dem Meßinstrument arbeitet. Die neue Elektronenröhrenschaltung, die vor allem zur linearen Messung oder Darstellung (Anzeige) nichtlinear, insbesondere logarithmisch sich ändernder Meßgrößen, vorzugsweise zur Messung der Dichte photographischer Filme, benutzt werden soll, ist im wesentlichen gekennzeichnet durch eine Vervielfacherröhre mit einer Mehrzahl von Dynodenstufen und einer z. B. fokusartigen Kathode zur Aufnahme des durch das Meßobjekt gegangenen Lichtstrahls (Photoröhre), wobei jede der aufeinanderfolgenden Dynodenstufen mit einem anderen Potentialwert aus einer besonderen Potentialquelle gespeist wird, ferner durch mit veränderlichen Impedanzen. in Reihe zwischen der Potentialquelle und den Zuführungen unterschiedlicher Potentiale ausgestattete Mittel zur Steuerung der effektiven Potentiale zwischen einander folgenden Dynodenstufen umgekehrt abhängig zum Anodenstrom der Vervielfacherröhre sowie durch einen dem Anodenstrom entsprechenden, mit den· Impedanzen verbundenen Kreis, z. B. mit Anschluß an das linear anzeigende Meßgerät. Sie ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß im Kreis zur Steuerung der effektiven Potentiale eine Steuerröhre zur Änderung der Dynodenspannungen und damit inivers zur Verstärkung der Vervielfacherröhrenausgangsspannungen vorgesehen ist, so daß die unvermeidliche lineare Verstärkung in der Vervielfacherröhre (Photoröhre) in Ansehung der Endwerte in eine nichtlineare Verstärkung umgewandelt wird.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung ist

Fig. ι eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen Dichte der Probe und dem durch das Meßinstrument fließenden Strom einer Elektronendichtemeßanordnung mit linearer Verstärkung; ■

Fig. 2 ist ein Schaltschema, welches ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist ein Schaltschema, das ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung kennzeichnet;

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen Dichte der Probe und Instrumentenstrom, der mit den Schaltungen gemäß Fig. 2 und 3 aufgenommen wurde.

Gemäß der Erfindung wird eine elektrostatisch fokussierte Elektronenverstärkerröhre zusammen mit einer strahlenden Energiequelle in eine Apparatur eingebaut. Eine Probe, deren Dichte auf einem Meßinstrument mit gleichmäßig geteilter Skala angezeigt werden soll, wird zwischen die Röhre und die Lichtquelle gebracht. Es werden Mittel vorgesehen, um die für die Elemente der Verstärkerröhre notwendigen Potentiale so zu variieren, daß sich die Skaleniausschläge logarithmisch zu dem auf die Verstärkerröhre auffallenden Lichtstrom verhalten. no

Die für die Photoverstärkerröhre notwendigen Spannungen werden vorzugsweise als inverse Funktion des Anodenstroms der Photoverstärkerröhre variiert. Die anzeigenden Meßinstrumente können entweder im Anodenstromkreis einer linearen Mehrgitterverstärkeranordnung liegen, die mit dem Ausgangsstromkreis der Elektronenverstärkerröhre zusammengeschaltet ist, oder das Meßinstrument kann' davon abweichend direkt im Anodenstromkreis der Photovenstärkerröhre selbst liegen.

Während die Erfindung insbesondere in Anwendung auf Photometer- oderDensitometerschaltungen beschrieben wird, ist es klar, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und solche Be-Schreibungen nur Ausführungsibeispiele darstellen.

Die Erfindung ist gleichermaßen für Elektronenverstärkerröhren anwendbar, welche entweder Strom oder Spannung liefern, um direkte Anzeigen logarithmischer Funktionen zu erhalten, und auch für andere Arten von Photometern oder Densitometern.

In Fig. ι ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Dichte der Probe, z. B. einem photographi-schen Film, und dem entsprechenden Stromwert, der durch das anzeigende Instrument fließt, welches im einem Stromkreis liegt, der eine photoempfindliche Röhre und eine lineare Verstärkung hat, gegeben. Die Dichte ist eine inverse logarithmische Funktion des durch die Probe gehenden Lichtstroms, der auf die photoempfindlich anzeigende Röhre auffällt, und der aus der linearen Verstärkung erhaltene Strom ist eine direkte Funktion des auffallenden Lichts. Das· Meßinstrument zeigt den entsprechenden Wert des End-

»0 stroms der Verstärkung art. Wenn das Instrument die Dichte direkt abzulesen gestattet, muß seine Skala logarithmisch und damit also ungleichmäßig geteilt sein. In Fig. 1 ist z. B. bei einem Wert der Dichte von 2 der durch das Instrument fließende Strom durch den Faktor 1 gegeben. Bei einer Dichte von 1,0 ist der entsprechende Stromwert durch den Faktor 10 gegeben, und bei einer Dichte 0 ist der durch das Instrument fließende Strom hundertmal so stark wie der Strom, der einer Dichte von 2 entspricht. Mit anderen Worten, die bei irgendeiner gegebenen Dichte durch das Instrument fließenden Ströme verhalten sich logarithmisch zueinander. Dieses Resultat ist in der Kurve 10 der Fig. 1 wiedergegeben.

Um die Genauigkeit der Apparatur und die Leichtigkeit der Ablesbarkeit des Instruments zu erhöhen, ist es erwünscht, dem Meßinstrument eine gleichmäßig geteilte Skala zu geben. Es ist nicht möglich, dies zu tun und eine gleichmäßig geteilte

Skala anzuwenden, wenn das die Dichte anzeigende Instrument eine direkte oder lineare Verstärkung zwischen dem Anodenstrom der anzeigenden Photoröhre und dem Meßinstrument hat. Die Anzeige eines eine gleichmäßig geteilte Skala besitzenden Instruments zur Ablesung der Dichte wird durch die unterbrochene Linie 11 der Fig. 1 dargestellt. Mit anderen Worten, um auf einem Meßinstrument mit gleichmäßig geteilter Skala die Dichte direkt ablesen zu können, muß der durch das Instrument fließende Strom bei irgendeiner Ablesung um die Differenz zwischen der Kurve 10 und der gestrichelten Linie 11 vermehrt werden oder um den durch einen anderen nicht horizontal laufenden Linienstrom der graphischen Darstellung gegebenen Betrag.

Die Erfindung schlägt eine Anordnung zur automatischen Änderung der Empfindlichkeit einer Photoverstärkerröhre vor, derart, daß die gewünschte Vergrößerung des Ausgangsstroms durch das anzeigende Meßinstrument tatsächlich bei irgendeiner gegebenen Ablesung erreicht wird. Mit anderen Worten wird in der Schaltung gemäß Fig. 2 und 3 der Ausgangsstrom durch das Instrument bei den in Fig. 1 gegebenen Werten der Dichte von den Wertend, B, C, D, E und F auf die Wertet', B', C, D', E' und F' vermehrt. Gemäß der Erfindung wird dies durch die Modulation der für die Verstärkerelektroden oder Dynoden derElektronenverstärkerröhre benutzten Spannungen in Übereinstimmung mit dem Ausgangsstrom dieser Röhre erreicht.

Zum Verständnis dafür, wie dies erreicht wird, möge die folgende Tabelle I dienen, die die Verhältnisse zwischen Probe, auf die Kathode der Verstärkerröhre auffallendem Lichtstrom, gewünschtem SkalenausBchlag und Verstärkungsfaktor des Ausgangsstroms durch das zur Erlangung dieser gewünschten Skalenausschläge¹ notwendige Instrument veranschaulicht.

Tabelle I

Dichte	Auffallender	Erwünschter	Verstärkungs
der Probe	Lichtstrom	Skalenausschlag	faktor
3,0	1,0	1,0	1,0
2,5	3,2	1,5	0,47
2,0	10,0	2,0	0,20
1,5	32,0	2,5	0,078
1,0	100,0	3,o	0,030
0,5	320,0	3,5	0,011
0,0	1000,0	4,0	o,oo4

Tabelle II

Dichte der Probe	Verstärkungsfaktor	Dynodenspannung
3,0	1,0	-57,5 Volt pro Stufe
2,5	0,47	52,0 - - -
2,0	0,20	46,0 -
i,5	0,078	40,0 -
1,0	0,030	35,o - - -
o,5	0,011	30,0 -
0,0	o,oo4	25,0 -

Aus der Tabelle II kann entnommen werden, daß das Verhältnis zwischen der Dichte der Probe und den Potentialen der Dynode in engen Grenzen linear ist. Dementsprechend kann, wenn die Dynodenspannungen automatisch linear als Funktion abnehmender Dichte der Probe moduliert werden, der für die gewünschte gleichmäßig geteilte Skala

Aus den für eine Photoverstärkerröhrentype veröffentlichten Angaben), die sich auf den Betrag der Empfindlichkeit der Röhre im Verhältnis zu den zwischen den Verstärkerelektroden oder Dynoden angewandten Potentialen beziehen, kann eine Anzahl von Dynodenpotentialen berechnet werden, die die Verstärkungsfaktoren, wie sie in Tabelle II angeführt sind, in Vorschlag bringen. Diese Werte sind die folgenden:

erforderliche Verstärkungsfaktor einfach abgeleitet werden. Fig. 2 und 3 zeigen Schaltungen, mit denen die vorerwähnten Ergebnisse erhalten werden.

In Fig. 2 wird eine Lichtquelle, z. B. eine Glühlampe, mit der Photoverstärkerröhre 20 kombiniert. Die Kathode 16 der Röhre 20 nimmt das von der Lampe 15 direkt durch die Probe 17 gehende Licht, deren Dichte gemessen und durch das Meßinstrument 25 im Ausgangsstromkreis der Röhre 20 angezeigt werden soll, auf. Falls erwünscht, kann das Licht der Lampe 15 direkt durch eine Linse 18, ei» Filter 21 und einen· lichtdurchlässigen Träger 22 auf die Kathode 16 der Röhre 20- gerichtet werden.

Die für die Kathode 16, die Verstärkerelemente oder Dynoden 23 und Anode 24 der Röhre 20 notwendigen Arbeitsspannungen werden aus einem Potentiometer 30, dessen negativer Pol 26 mit dem negativen Pol 27 einer 'Gleichstromquelle verbunden ' ist, entnommen. Während als Stromquelle Gleichstrom angegeben wird, kann aber auch Wechselstrom verwendet werden. Gleichstrom ist nur wegen des besseren Verständnisses der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung gewählt worden. Das Potentiometer besteht aus m· Serie geschalteten Widerständen 30 .und ist durch die Anode 24 mit dem entsprechenden positiven Pol 28 derWiderstandssefie verbunden, Kathode 16 ist mit dem entsprechenden negativen Pol 26 und die Dynoden 23 sind je mit einem gemeinsamen Schaltpunkt zweier benachbarter Widerstände verbunden. Das Meßinstrument 25 Hegt im Anodenstromkreis der Röhre 20 und ist mit einem Pol mit dem positiven Pol 31 der Stromquelle verbunden, während der andere Pol des Instruments an den Anodenausgangsstrom der Röhre 20 geschaltet ist.

Der durch die Potentiometerelemente 30 fließende Strom wird durch eine Pentodenröhre 35, deren Kathode 36 mit dem Kontakt 28 verbunden ist, kontrolliert. Das Steuergitter 37 der Pentode 35 ist <mit der Anode 24 der Röhre 20 verbunden. Das Schirmgitter 38- der Röhre ist mit dem positiven Pol einer Batterie 40 und der negative Pol der Batterie mit dem Pol 28 des Potentiometers 30 ver-4-5 bunden. Ein Widerstand 41 liegt aus nachfolgenden Gründen) zwischen Kathode 36 und Gitter 37. Ein Widerstand42 und eine Potentialquelle, wie z.B. die Batterie 43, sind in Serie und parallel zu dem Meßinstrument 2.5 geschaltet. Der Zweck dieser An-Ordnung wird ebenfalls später beschrieben. In einem praktischen Beispiel mag der Widerstand 41 50000 Ohm und zehn in Serie hintereinandergeschaltete Widerstände 30 von· je 130000hm . haben, wobei das Potential bei 31 1000 Volt beträgt. Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung arbeitet in der folgenden Weise: Pentode 35 kontrolliert den durch die Widerstände 30 fließenden Strom und damit die zwischen Kathode 16, Dynoden 23 und Anode 214 der Röhre 20 liegenden Potentiale. Das Potential des Steuergitters 37 der Röhre 35 wird durch einen Spannungsabfall längs des Widerstands¹ 41 gesteuert. Wenn der Anodenstrom der Anode 24 der Rohre 20 hoch ist, was geringen Dichten der Probe 17 entspricht, so wird der Spannungsabfall längs des Widerstands 41 ebenfalls hoch sein. Dies· verursacht eine entsprechend große negative Gittervorspannung am Steuergitter 37 der Röhre 35. Diese entsprechend große negative Gittervorspannung vermindert den Verstärkungsfaktor der Röhre 35 und setzt damit den durch das Potentiometer 30 fließenden Strom herab. Der durch das Potentiometer 30 fließende verminderte Strom ruft eine entsprechende Herabsetzung der zwischen den Elektroden der Photoverstärkerröhre 20 angelegten Spannungen hervor.

■ Es zeigt sich somit, daß die an die Elektroden der Röhre 20 angelegten Betriebsspannungen als lineare Funktion des Ausgangsstroms dieser Röhre reduziert werden. So wird das lineare Verhältnis zwischen der Dichte der Probe 17 und den an die Elektroden der Röhre 20 angelegten Spannungen, wie es als erwünscht in der obigen Tabelle II angegeben ist, erreicht.

Der Anodenstrom der Anode 44 der Röhre 35 ist über einen beträchtlichen Teil der Gitterspannungs-Anodenstrom-Charakteristik nahezu eine lineare Funktion der Spannung des Steuergitters 37 der Röhre. Die Anode 44 ist mit einer Klemme des Instruments 25 verbundeni. Dementsprechend zeigt das Instrument 25 den Anodenstrom der Röhre 35 go an. Der Anodenstrom der Röhre 35 ist eine lineare Funktion des Anodenstroms der Röhre 20. Bei konstanten Dynodenspannungen wird der Anodenstrom der Röhre 20 tatsächlich als direkte Funktion des auf die Kathode 16 durch die Probe 17 auffallenden Lichtstroms angezeigt. Der auffallende Lichtstrom ist eine inverse logarithmische Funktion der Dichte der Probe. Demgemäß stellen die Aus-' schlage des Meßinstruments 25 eine direkte Funktion der Dichte der Probe 17 dar, und es kann eine gleichmäßig geteilte Skala für das Meßinstrument angewandt werden.

Bei irgendeinem Densitometer mit gleichmäßig geteilter Skala wurden unendliche Dichten theoretisch einen unendlichen positiven oder negativen Ausschlag ergeben. Aus erklärlichen Gründen kann jedoch nur ein endlicher Bereich von Dichten mit dem Instrument gemessen werden. Dementsprechend wird ein Gegenstrom so in den Stromkreis des Instruments eingeführt, daß das Instrument die maximal meßbare Dichte auf einem Ende seiner Skala anzeigt. Dieser Gegenstrom wird durch die Batterie 43 über den Widerstand 42 eingeführt und ist dem durch das Instrument 25 fließenden Anodenstrom der Röhre 35 entgegengesetzt.

Da der Anodenstrom der Röhre 35 angenähert eine lineare Funktion des Steuergitterpotentials 37 darstellt, welches eine lineare Funktion des Anodenstroms der Röhre 20 darstellt, kann das anzeigende Instrument direkt in den Anodenstromkreis der Röhre 20 oder aber in den Ausgangsstromkreis der Röhre 35 gelegt werden. Diese Anordnung ist in Fig. 3 gezeigt, worin die der Fig. 2 entsprechenden Elemente die gleichen Bezeichnungen erhalten haben. In der Schaltung der Fig. 3 .ist die eine Meß-

instrumentenklemme mit der Anode 24' der Röhre 2o' und die andere Klemme des- Instruments mit dem einen Ende des Gitterableitwiderstands 41' der Pentode 35' verbunden. Anode44' der Röhre 35' ist mit dem Pol 31' der Stromquelle verbunden. Pol 27' der Stromquelle ist mit dem Kontakt 26' des Potentiometers 30' verbunden. Das obere Ende 28' des Potentiometers 30' liegt an der Kathode 36' der Röhre 35', und der Widerstand 41' liegt zwischen

dem Gitter 37' und der Kathode 36'. In gleicher Weise liegt der positive Pol einer Batterie 40' am Gitter 38' der Pentode 35'. Der vorerwähnte Gegenstrom wird durch den Widerstand 42', der mit der Batterie 43' an den Klemmen des Meßinstruments Hegt, in das Meßinstrument 25' eingeführt. Die für die Dynoden 23' und die Kathode 16' der Röhre 20' notwendigen Spannungen werden wie vorher aus dem Potentiometer 30' entnommen.

In der Schaltung gemäß Fig. 3 ist ein Meßinstrument 25' von größerer Empfindlichkeit als das Meßinstrument 25 der Schaltung gemäß Fig. 2 erforderlich, da der durch das Instrument hindurchgehende Strom nur der Anodenstrom der Röhre 20' ist, wogegen in Fig. 2 der Instrumentenstrom, der Anodenstrom der Röhre 20, noch durch die Röhre 35 linear verstärkt wird. Deswegen kann ein weniger empfindliches Meßinstrument 25 in der Anordnung gemäß Fig. 2 benutzt werden. Im übrigen arbeiten beide Schaltungen in der gleichen Weise.

Eine typische Serie von Werten, die erhalten werden, wenn man in der Schaltung 2 mit zehn einzelnen, hintereinandergeschalteten Widerständen 30 von 13000 Ohm, die das Potentiometer ergeben, und bei 41 mit einem 50 000-Ohm-Widerstand arbeitet, ist in der folgenden Tabelle III angezeigt.

T	abelle III
Dichte der Probe
0,0
0,13
0,38
0,60
0,88
1,21
1,56
1,90
2,21
2,54
2,83
3.05
Instrumentenausgangsstrom (relative Werte)
100,0
96,8
89,5
85,0
77.0
67,0
54.0
42,0
31.0
17,0
6,0
2,0

Eine mit stabilisierter Spannung" betriebene Glühlampe wurde in einer Entfernung von 10 cm von der Kathode 16 der Röhre 20 als Lichtquelle gebraucht. Die Kondensorlinse 18 war weggelassen. Auf dem gebrauchten Spezialmeßinstrument entsprachen 100 Teile der gleichmäßigen Skalenteilung einem Ausgangsstrom von 5 mA, und der Nullpunkt der Skala entsprach einem Ausgangsstrom von 3 mA. Diese Werte sind in der Kurve 45 der graphischen Darstellung in- Fig. 4 wiedergegeben.

Es wird betont, daß die Erfindung sich nicht auf die erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt..

Wie schon früher ausgeführt wurde, ist die Erfindung nicht nur auf durch strahlende Energie erregte Verstärkerröhren (Photoverstärkerröhren), sondern auch auf andere Typen von Elektronenverstärkerröhren anwendbar. So kann die gitterkontrollierte Spannung, die aus' dem Elektronenverstärkerrohr herauskommt, in Übereinstimmung mit der Erfindung so in einen Stromkreis gelegt werden, daß an einer gleichmäßig geteilten Skala Werte und Beziehungen abgelesen werden können, die im logarithmischen Verhältnis zum Ausgangsstrom der Röhre stehen. Es können noch andere Mittel zur Erzeugung der gewünschten Wirkung angewendet werden. Zum Beispiel kann das Kontrollelement 35 gemäß Fig. 2 in einen Stromkreis gelegt werden, dessen Dynodenspannungen von aufeinanderfolgendem Kontakten eines Lufttransformators entnommen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektronenröhrenschaltung zur im wesentlichen linearen Messung oder Darstellung (Anzeige) nichtlinear, insbesondere logarithmisch sich ändernder Meßgrößen, vorzugsweise zur Messung der Dichte photographischer Filme, gekennzeichnet durch eine Vervielfacherröhre (20) mit einer Mehrzahl von Dynodenstufen (23) und einer z. B. fokusartigen Kathode zur Aufnähme des durch das Meßobjekt gegangenen Lichtstrahls (Photoröhre), wobei jede der aufeinanderfolgenden Dynodenstufen mit einem anderen Potentialwert aus· einer besonderen Potentialquelle gespeist wird, ferner durch mit veränderlichen Impedanzen in Reihe zwischen der Potentialquelle und den Zuführungen unterschiedlicher Potentiale ausgestattete Mittel zur Steuerung der effektiven Potentiale zwischen einander folgenden Dynodenstufen umgekehrt abhängig zum Anodenstrom der Vervielfacherröhre sowie durch einen dem Anodenstrom- entsprechenden, mit den Impedanzen verbundenen Kreis, z. B. mit Anschluß an das¹ linear anzeigende Meßgerät (25, 25'). no

2. Elektronenröhrenschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreis zur Steuerung der effektiven Potentiale eine Steuerröhre (35) zur Änderung der Dynodenspannungen und damit invers zur Verstärkung "5 der Vervielfacherröhrenausgangsspannungen vorgesehen ist, so daß die unvermeidliche lineare Verstärkung in der Vervielfacherröhre (Photoröhre) in Ansehung der Endwerte in eine nichtlineare Verstärkung umgewandelt wird.

3. Elektronenröhrenschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Dynoden der Photoröhre erforderlichen Spannungen· in inverser Funktion des Anodenstroms der Photoröhre variabel zugeführt und ι»5 vorzugsweise von einem im Anodenkreis der

Steuerröhre liegenden Potentiometer mit einer . Reihe - fester Widerstandsglieder abgegriffen werden·. - . . .

.4. - ElektronenrÖhrenischaltung nach Ansipruch. i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das anzeigende Meßinstrument im- Anodenstromkreis der - Steuerröhre, die mit -dem Ausgangskreis der Photoröhre-. -verbunden! - ist,. liegt

• (Mg. 2). :

5.- Elektronenröhrenschaltung nach Anspruch i-'bis- 3, dadurch,gekennzeichnet, daß das anzeigende Meßinstrument im Anodenkreis der . Photoröhre liegt (Fig. 3).

6. Elektronenröhreniachaltung nach. An- - spruchi bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung der Linearität und Begrenzung, der Anzeige des-Meßinstruments auf einen endlichen Wert ein Nebenschluß zum Instrumentenanschluß, zweckmäßig, eine Reihenschaltung aus eineriGleichspannungsquelle(43) undOhmschem -Widerstand (42), vorgesehen ist.- .

7. Elektronenröhrensehaltung nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtquelle- und--Meßobjekt eine · Sammellinse «ind alsdann ein Lichtfilter angeordnet sind und das Meßobjekt auf einem be- - sonderen lichtdurchlässigen. Träger angebracht ist. -

8. Elektronenröhrenschaltung nach Anspruch ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspannungen für die Kathode, die Anode ■und die Dynoden der Photoröhre an einem

. Potentiometer abgegriffen werden, dessen „negativer Pol mit dem negativen Pol einer . Gleichspannung.squelle verbunden ist.

.9. Elektronenröhrenschaltung nach .Anspruch ι bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die : Arbeitsspannungen für die Kathode, die Anode -. und .die Dynoden, der. Photoröhre an einem -. Potenitiametex . .abgegriffen . werden, ■_ dessen negativer Pol mit dem einen Pol einer Wechselspannungsquelle verbunden ist.

10. Elektronenröhrenschaltung nach Anspruch ι bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aus in Reihe geschalteten Widerstandsabschnitten bestehende Potentiometer abschnittsweise über die Dynoden und die gemeinsame Anode der Photoröhre am positiven Pol der eigenen Widerstandsreihe und weiter am positiven .Pol der Spannungsquelle liegt, während der negative Pol der Widerstandsreihe mit der Kathode der Photoröhre und dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist.

11. Elektronenröhrenschaltung nach Anspruch ι bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Potentiometer fließende Strom durch die S teuer röhre, deren Kathode mit dem Pol (38) des Potentiometers verbunden ist, gesteuert wird, wobei ein Gitter dieser Röhre mit der Anode der Photoröhre und ein anderes Gitter mit dem positiven Pol einer Gleichspannungequelle verbunden sind, und zwischen der Kathode und dem negativ vorgespannten Gitter ein dessen Potential beeinflussender Widerstand liegt.

12. Elektronenröhrenschaltung nach Anspruch ι bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Konstanten und die Arbeitsbedingungen derart sind, daß· der Anodenstrom der Steuerröhre über " einen erheblichen Abschnitt der Gitterspannungs-Anodenstrom-Charakterisitik eine lineare Funktion dieser Gitterspannung ist.

13. Elektronenröhrenschaltung nach Anspruch ι bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerröhre in einem Stromkreis angeordnet ist, dessen Dynodenspannungen von einander folgenden Kontakten eines Lufttransformators abgenommen werden. '

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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