DE880218C - Registrierendes Messgeraet mit metallisiertem Aufzeichnungstraeger - Google Patents

Registrierendes Messgeraet mit metallisiertem Aufzeichnungstraeger

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DE880218C
DE880218C DEB15221A DEB0015221A DE880218C DE 880218 C DE880218 C DE 880218C DE B15221 A DEB15221 A DE B15221A DE B0015221 A DEB0015221 A DE B0015221A DE 880218 C DE880218 C DE 880218C
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DE
Germany
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Expired
Application number
DEB15221A
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English (en)
Inventor
Alfred Ortlieb
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D15/00Component parts of recorders for measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D15/06Electric recording elements, e.g. electrolytic
    • G01D15/08Electric recording elements, e.g. electrolytic for spark erosion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • B41M5/245Electroerosion or spark recording

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Heat Sensitive Colour Forming Recording (AREA)

Description

  • Registrierendes Meßgerät mit metallisiertem Aufzeichnungsträger Die Erfindung bezieht sich auf ein registrierendes Meßgerät mit mindestens einer am Zeiger eines beliebigen Meß instrumentes befestigten Schreibelektrode, durch welche aus dem Metallbelag eines aus Isolierstoff bestehenden Aufzeichnungsträgers vermittels elektrischen Stromes eine Schreibspur ausgebrannt wird, welche den Verlauf der zu registrierenden Meßwerte wiedergibt.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Schreibelektrode am Zeiger eines Meßgerätes zu befestigen und aus einer auf Papier aufgeklebten Zinnfolie oder aus einem auf Papier als Trägerunterlage aufgespritzten Metallbelag eine Schreibspur auszubrennen. Derartige Geräte konnten bisher in der Registriertechnik keinen Eingang finden. Die Gründe dafür sind darin zu suchen, daß sowohl Zinnfolien als auch aufgespritzte Beläge eine Stärke von mindestens 6 bis 8 p aufweisen und zum Schmelzen und Entfernen dieser Metallbeläge Ausbrennenergien erforderlich sind, welche zu einer Verkohlung oder Zerstörung des in der Regel aus einem Papierstreifen bestehenden Trägers aus Isolierstoff führen.
  • Außerdem gelingt es bei derartigen Aufzeichnungsträgern nicht, den Ausbrennvorgang auf ein sehr kleines Flächenstück zu begrenzen. Insbesondere die aufgespritzten Metallbeläge ergeben infolge ihrer rauhen Oberfläche in der Breite stark schwankende Schreibspuren, welche ein genaues Ablesen der aufgezeichneten Meßwerte unmöglich machen.
  • Es zeigte sich nun, daß man mit sehr scharfen Rändern begrenzte Schreibspuren bekommt und selbst sehr rasch wechselnde Vorgänge genau darstellen kann, wenn man in einem schreibenden Meßgerät mit einer in Abhänbigkeit von einer Meßgröße beweglichen Schreibelektrode einen Aufzeichnungsträger verwendet, dessen Metallbelag gemäß der Er- findung einen Flächenwiderstand von I bis 50 Ohm, vorzugsweise 2 bis 10 Ohm/cm2 Belagfläche aufweist.
  • Die Messung dieser Widerstandswerte erfolgt zweckmäßig dadurch, daß auf einen I cm breiten Streifen des durch Bedampfen oder durch Kathodenzerstäubung metallisierten Trägers im Abstand von I cm zwei Meßelektroden aufgesetzt werden. Ergeben sich bei der Messung die obengenannten Widerstandswerte, so liegt die Stärke des Metallbelags in der Größenordnung von 0,3 bis 0,002 ».
  • Es ist erkannt worden, daß lediglich innerhalb der erwähnten Widerstandsgrenzen der besondere Vorteil solcher Metallbeläge für die amplitudengetreue Wiedergabe voll zur Geltung kommt. Metallbeläge mit höherem Flächenwiderstand erweisen sich nämlich als zuwenig widerstandsfähig; solche mit niedrigerem Flächenwiderstand erlauben nur geringe Schreibgeschwindigkeiten. Bei Metallbelägen von I bis 50 Ohm/cm2 Flächenwiderstand genügen bereits kleine Ausbrennenergien, um auch bei stark wechselnder Schreibgeschwindigkeit sauber ausgebrannte Schreibspuren zu erhalten. Dies ist besonders dann wichtig, wenn Vorgänge aufgezeichnet werden sollen, die sich zeitlich sehr rasch und mit großer Amplitude ändern und deshalb für ein genügendes Auflösungsvermögen eine hohe Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers notwendig machen. Die sich als Summe aus Vorschub- und Ausschlaggeschwindigkeit ergebende Schreibgeschwindigkeit kann dabei beträchtliche Werte erreichen, beispielsweise bis zu 10 m/sec und mehr.
  • Die außerordentlich geringe Stärke des Metallbelags erlaubt es ferner, bei einem kleinen Aufwand an technischen Mitteln in den Ausbrennstromkreis Widerstände und Kondensatoren oderDrosselspulen oder Kombinationen dieser Elemente einzubauen, welche infolge der niedrigen Ausbrennleistung für eine niedrige Belastung bemessen sein können und selbst bei Verwendung von für niedrige Leistungen dimensionierten Stromquellen gewährleisten, daß der Metallbelag über die ganze Länge der Schreibspur in elektrisch voneinander isolierte Teile getrennt wird. Dies ist mit Rücksicht auf gewisse Auswertungsverfahren oder Kombinationen mit Steuergeräten u. dgl. wichtig, bei welchen es einerseits auf diese Trennung durch die Schreibspur, andererseits auf den genauen Abstand der Schreib spur vom Rand des Aufzeichnungsträgers oder von einer sonstigen Bezugslinie ankommt. Außer in diesen Fällen sind elektrische Widerstände im Ausbrennstromkreis besonders dann notwendig, wenn als Ausbrennspannung die Spannung eines Lichtnetzes, insbesondere eines Wechselstromnetzes, verwendet werden soll.
  • Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben und erläutert. Es zeigt Abb. I ein registrierendes Meßgerät mit einem bandförmigen Aufzeichnungsträger, Abb. 2 in stark verzerrten Größenverhältnissen einen Querschnitt durch den Aufzeichnungsträger und Abb. 3 ein Schaubild, aus welchem die Abhängigkeit von Schreibgeschwindigkeit, Dicke des Metallbelags und Ausbrennstrom hervorgeht.
  • Das registrierende Meßgerät besteht in der Hauptsache aus einem mit 10 bezeichneten Meßwerk mit einem Zeiger II, der aus seiner Nullstellung unter dem Einfluß der zu messenden Größe, beispielsweise eines elektrischen Stroms, entgegen der I(raft einer Spiralfeder I2 ausgelenkt wird und an seinem Ende eine Schreibelektrode I3 aus etwa 0,I5 mm starkem Wolfram- oder Platindraht trägt. Die Schreibelektrode liegt mit ihrer Spitze mit sehr niedrigem Anpreßdruck auf dem Metallbelag 14 des Aufzeichnungsträgers 15 auf, so daß nur eine geringe Reibung zwischen Metallbelag und Schreibelektrode entsteht. DerAufbau des Aufzeichnungsträgers 15 ist in Fig. 2 schematisch, jedoch mit stark verzerrten Dickenverhältnissen dargestellt. Der auf ein Papierband I6 von 0,03 mm Stärke aufgedampfte Metallbelag 14 aus Zink hat eine Dicke von etwa 0,03 y und einen spezifischen Flächenwiderstand von 4 Ohml cm2 Belagfläche. Der Zinkbelag ist nach einem der bekånnten.Verfahren im Vakuum thermisch oder durch Kathodenzerstäubung auf das Papierband 16 aufgedampft.
  • Der aus dem Metallbelag 14 und dem Papierband r6 bestehende Aufzeichnungsträger 15 wird von einer nicht gezeichneten gebremsten Vorratsrolle abgezogen und zwischen einer Kohlewalze 20 und einer Umlenkwalze I8 hindurch an der Schreibelektrode vorbeigeführt und auf eine weitere nicht gezeichnete Rolle aufgewickelt. Die Kohlewalze 20 ist an die Plusklemme einer Spannungsquelle 24 von etwa 30 Volt angeschlossen und dient als großflächige Stromzuführung für den Metallbelag 14.
  • Die Minusklemme der Spannungsquelle ist über eine Kombination eines Widerstandes 23 von etwa 400 Ohm und eines parallel geschalteten Kondensators 22 von etwa I yF mit der Schreibelektrode I3 verbunden. Da die Schreibelektrode sehr dünn ist, entsteht an ihrer Spitze eine hohe Stromdichte, welche eine große Stromwärme erzeugt. Diese wird wegen der geringen Stärke des Metallbelages schlecht abgeleitet und reicht deshalb auch bei hoher Schreibgeschwindigkeit aus, um aus dem dünnen Metallbelag eine Schreibspur auszubrennen.
  • Der Ausbrennvorgang selbst geht etwa folgendermaßen vor sich: Beim Einschalten der Batterie 24 fließt über den Metallbelag 14 und die Spitze der Schreibelektrode I3 ein zunächst durch die Höhe der Ausbrennspannung und die im Ausbrennstromkreis liegenden elektrischen Widerstände bestimmter Strom, der das Metall um die Schreibspitze herum zum Schmelzen und gegebenenfalls zum Verdampfen bringt. Dabei steigt der elektrische Widerstand zwischen Schreibelektrode und Metallbelag, und der Ausbrennstrom sinkt und reißt schließlich beim Verschwinden der letzten geschmolzenen Teile ganz ab, wenn dabei der Aufzeichnungsträger und die Schreibelektrode stillstehen.
  • Da jedoch der Aufzeichnungsträger während des Ausbrennvorganges fortlaufend weiterbewegt wird, kommt die Schreibelektrode auch bei konstantem Ausschlag immer wieder mit noch nicht entfernten Teilen des Metallbelages in Berührung, so daß eine zusammenhängende Schreibspur 30 entsteht. Dabei stellt sich ein mittlerer Ausbrennstrom I ein, der sich aus rasch aufeinanderfolgenden abklingenden Stromstöflen ergibt. In Abb. 3 sind die in mA gemessenden Werte des mittleren Ausbrennstroms als Ordinaten, die zugehörigen Werte der Schreibgeschwindigkeit v in m/sec als Abszissen aufgetragen.
  • Die Kurve a stellt die Abhängigkeit des mittleren Aubbrennstromes von der Schreibgeschwindigkeit bei einer Zinkschicht von o,o6 ,u dar, entsprechend einem spezifischen Flächenwiderstand von 2 Ohm/cm2 bei einer Ausbrennspannung U von 24 Volt; die Kurve b gibt die Abhängigkeit bei einer Zinkschicht von 0,ob2 p entsprechend einem spezifischen Flächenwiderstand von 10 Ohm/cm2 bei einer Spannung U von 36 Volt an. Man kann aus diesen Schaubildern entnehmen, daß die Spannungsquelle 24 bei diesen extrem dünnen Metallbelägen für sehr niedrige Ausbrennleistungen bemessen iein kann. Bei einer Schreibgeschwindigkeit von 0.5 m/sec und einem Metallbelag aus Zink von 0,OI2 p Stärke wird die Spannungsquelle 24 beispielsweise nur mit etwa 36 V .4 4 mA = o,I44 Äv belastet. Die im Augenblick des Auftreffens der Schreibelektrode auf noch nicht geschmolzene Stellen des Metallbelags entstehenden Stromstöße können bis zum 30 fachen Wert des mittleren Ausbrennstroms ansteigen. Um die Stromquelle trotzdem nur für den mittleren Ausbrennstrom bemessen zu können, ist es zweckmäßig, einen als Energiespeicher wirkenden, in Abb. I mit 26 bezeichneten Kondensator von etwa 10 pF zu ihr parallel zu schalten. Der Kondensator ist unentbehrlich, wenn der Ausbrennstrom einer Wechselstromquelle über einen nur für den mittleren Ausbrennstrom bemessenen Gleichrichter entnommen wird.
  • Da die Ausbrennenergie bei dem beschriebenen Gerät außerordentlich gering ist, kann der Ausbrennstrom durch eine in Abb. I mit 25 bezeichnete Kontakteinri chtung bei geringster Kontaktbelastung selbst mit hoher Schaltfrequenz unterbrochen und dadurch die Aufzeichnung mit einem Zeitmaßstab versehen werden.
  • Als besonders geeignet für derartige Registrierverfahren haben sich außer den Aufzeichnungsträgern mit einem aufgedampften Metallbelag aus Kadmium und Zink, vor allem solche aus Zink-Kadmium-Legierungen mit einem Zinkgehalt von weniger als 30 ovo erwiesen, weil diese einen besonders niedrigen Schmelzpunkt haben und daher sehr kleine Ausbrennspannungen von weniger als 10 Volt zulassen. Die nietallheläge aus Zink-Kadmium-Legierungen bieten außerdem noch den weiteren \ vorteil, daß sie gegenüber atmosphärischen Einflüssen sehr widerstandsfähig sind. Aufzeichnungsträger mit einer nur 0,OI » starken Zink-Kadmium Schicht können lange Zeit aufbewahrt werden, ohne daß sich ein merklicher Abbau des Belagmaterials bemerkbar macht.
  • In denjenigen Fällen, in denen die Reibung der Sehreibelektrode auf dem Metallbelag eine unzulässige Dämpfung des Zeigerausschlags des Meßinstrumentes verursachen würde, kann der Aufzeichnungsträger auch im Abstand von einigen Zehntelmillimetern an der Schreibelektrode vorbeibewegt werden. Bei dieser Anordnung liegt die Schreibelektrode also nicht auf dem Metallbelag auf. Bei der außerordentlich geringen Stärke des Metallbelags reicht die Energie von überschlagenden Funken aus, um eine zusammenhängende saubere Schreibspur auszubrennen. In dieser Anordnung muß die Ausbrennspannung allerdings höher als die Lichtbogengrenzspannung sein, also mindestens 14 Volt betragen.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Registrierendes Meßgerät mit mindestens einer am Zeiger eines beliebigen Meßinstruments befestigten Schreibelektrode, durch welche aus dem Metallbelag eines aus Isolierstoff bestehendenAufzeichnungsträgers vermittels elektrischen Stromes eine Schreibspur ausgebrannt wird, welche den Verlauf der zu registrierenden Meßwerte wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Flächenwiderstand des Metallbelages I bis 50 Ohm, vorzugsweise 2 bis IO Ohm/cm2 Belagfläche beträgt.
  2. 2. Registrierendes Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auszubrennende Belag aus einem Metall besteht, dessen Schmelzpunkt niedriger als 500 0 C ist.
  3. 3. Registrierendes Meßgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbelag aus einer Legierung von Kadmium und Zink besteht, deren Zinkgehalt kleiner ist als 30 O/o.
  4. 4. Registrierendes Meßgerät nach Anspruch l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Schreibelelrtrode und den Metallbelag angelegte Spannung kleiner ist als 50 Volt.
  5. 5. Registrierendes Meßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Schreibelektrode und den Metallbelag angelegte Span nung kleiner ist als 14 Volt.
  6. 6. Registrierendes Meßgerät nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromquelle ein Kondensator parallel geschaltet ist.
  7. 7. Registrierendes Meßgerät nach Anspruch bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge des Ausbrennstromkreises mindestens ein elektri scher Widerstand vorgesehen ist.
  8. 8. Registrierendes Meßgerät nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Widerstand ein Kondensator parallel geschaltet ist.
  9. 9. Registrierendes Meßgerät nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche die Aushrennspannung periodisch, vorzugsweise kurzzeitig, ein- und ausschaltbar ist.
    IO. Registrierendes Meßgerät nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Gleichstrom die Schreib- elektrode gegenüber dem Metallbelag ein negatives Potential aufweist.
    II. Registrierendes Meßgerät nach einem der Ansprüche I bis IO, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibelektrode auf dem Metallbelag des Aufzeichnungsträgers aufliegt.
    I2. Registrierendes Meßgerät nach einem der Ansprüche I bis 4 und 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibelektrode vom Aufzeichnungsträger einen kleinen Abstand hat und das Ausbrennen der Schreibspur durch überschlagende Funken erfolgt.
DEB15221A 1951-05-31 1951-06-01 Registrierendes Messgeraet mit metallisiertem Aufzeichnungstraeger Expired DE880218C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3820803C1 (de) * 1988-06-20 1990-02-15 Papierfabrik Schoeller & Hoesch Gmbh, 7562 Gernsbach, De

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3820803C1 (de) * 1988-06-20 1990-02-15 Papierfabrik Schoeller & Hoesch Gmbh, 7562 Gernsbach, De

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