DE886633C - Schaltungsanordnung fuer elektrische Instrumente zur Beeinflussung der Skalencharakteristik - Google Patents

Schaltungsanordnung fuer elektrische Instrumente zur Beeinflussung der Skalencharakteristik

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DE886633C
DE886633C DEP30679A DEP0030679A DE886633C DE 886633 C DE886633 C DE 886633C DE P30679 A DEP30679 A DE P30679A DE P0030679 A DEP0030679 A DE P0030679A DE 886633 C DE886633 C DE 886633C
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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf schnell ansprechende Schaltungsanordnungen für elektrische Instrumente zur Beeinflussung der Skalencharakteristik, namentlich zur Anwendung bei direkt anzeigenden Dichtigkeitsmessern für fotografische Filme.
Bei manchen Meßvorgängen entspricht die Anzeige des Meßinstruments über den ganzen Meß- oder Anzeigebereich nicht einer linearen Beziehung zu der zu messenden Größe oder Menge. Infolgedessen sind Teile der Anzeigeskala übermäßig auseinandergezogen oder zusammengedrückt, was die genaue Ablesung erschwert. Daher ist es in manchen Fällen erwünscht, bei einem gewöhnlich linear anzeigenden Meßinstrument einen Teil des Anzeigebereiches auseinanderzuziehen, um in wichtigen Bereichen eine genauer ablesbare Anzeige zu erhalten. Solche Bedingungen liegen z. B. beim Messen der Dichte fotografischer Filme vor. Hier ist eine schnelle und direkte Messung der Dichte für eine befriedigende Bestimmung erforderlich. Es sind bereits verschiedene Ausführungen von direkt anzeigenden Dichtigkeitsmessern bekannt, mit denen die Dichte unmittelbar auf der im wesentlichen gleichmäßig eingeteilten Skala des Instrumentes abgelesen werden kann. Da die Dichte eine umgekehrte logarithmische Funktion des Lichtdurchgangswertes eines Meßobjektes ist, sind logarithmische Ausgleichsmittel vorgesehen, so daß die Anzeige des Meßgerätes im wesentlichen eine lineare Funktion der Dichte des Gegenstandes ist. Ohne diese logarithmischen Ausgleichsmittel würde die Skala des Meßinstrumentes nach dem einen Ende hin weit auseinandergezogen und demgemäß nach dem anderen Ende hin stark zu-
sammengedrängt sein, wie das bei logarithmisch anzeigenden Instrumenten üblich ist.
Jedoch auch bei einer solchen logarithmischen Beeinflussung läßt die Gleichmäßigkeit der Teilung der Anzeigeskala noch zu wünschen übrig, da die hier als Anzeigeinstrumente benutzten Voltmeter oder sonstigen Meßinstrumente keine genaue lineare Anzeige über einen den Änderungen in der Dichte des Meßobjektes entsprechenden Bereich haben. ίο Ein anderes, direkt anzeigendes Meßinstrument beruht auf einer optischen Rückkopplung, um eine lineare Anzeige zu erreichen. So wird beispielsweise als Lichtquelle eine Glühbirne benutzt, deren Lichtintensität invers gesteuert wird als eine im wesentliehen lineare Funktion des Ausgangsstromes einer angeschlossenen Vakuumfotoröhre. Wenn der äußere Widerstand im Stromkreis der Glühbirne linear geändert wird, dann ändert sich die Lichtstärke der Glühbirne über einen weiten Bereich logarithmisch. Somit können Meßgeräte mit einer im wesentlichen gleichmäßig eingeteilten Skala entweder in dem Eingangsstromkreis einer Glühbirne oder dem Ausgangsstromkreis einer Vakuumfotoröhre eingeschaltet werden und zeigen dann die Dichte der Probe direkt an. Die vorgenannte optische Rückkopplung führt zwar zu einem linear ansprechenden, direkt anzeigenden Meßgerät, setzt jedoch eine gewisse Zeitspanne zur Herstellung des Gleichgewichtes voraus, wodurch die Brauchbarkeit des Instrumentes für gewisse Fälle, insbesondere bei der optischen Anwendung als Dichtigkeitsmesser, beeinträchtigt wird. Wenn beispielsweise eine derartige Anordnung in einem Dichtigkeitsmesser für Farben benutzt wird, ist die Anzeige des Instrumentes auf unverhältnismäßig lange Werte beschränkt. Auch ist diese optische Rückkopplung nicht brauchbar für Korngrößenbestimmungen wegen der hier erforderlichen großen Schnelligkeit der Anzeige.
Ein Ziel der Erfindung besteht daher darin, eine Ausgleichsschaltung zur Änderung der Skalenteilung eines elektrischen Meßgerätes in einem Meßstromkreis zu schaffen, wobei die Ausgleichsmittel mit großer Geschwindigkeit und selbsttätig arbeiten, und die Ausgleichsschaltung einen linearen Anzeigemaßstab in einem nichtlinear anzeigenden elektrischen Meßinstrument ermöglicht. Von besonderer Bedeutung ist die Schaffung einer Schaltung für optische Dichtigkeitsmessung mit raschem Ausgleich, damit eine genaue Linearität der Anzeige eines Anzeigegerätes bei Änderungen in der Dichte des Meßobjektes, z. B. Films, erhalten wird und das Maß der Anzeige des Instrumentes selbsttätig über einen vorherbestimmten Teil der Anzeigeskala auseinandergezogen oder zusammengedrückt ist, wobei die Schaltung einfach und selbsttätig sein, sowie mit großer Schnelligkeit zur Änderung des Anzeigeverhältnisses an elektrischen Meßinstrumenten ansprechen soll.
Nach der Erfindung wird eine Beeinflussung der Skalencharakteristik von irgendeiner gewünschten Art selbsttätig dadurch erreicht, daß ein oder mehrere zum Meßinstrumentenkreis nebengeschaltete Widerstände benutzt werden, die bei gewählter Vorspannung so beeinflußt, z. B. gesteuert werden, daß nichtlineare Anzeigen an bestimmten Stellen der Skala des Meßinstrumentes, vorzugsweise am Ende, zum linearen 6g Ausgleich oder zwecks geeigneterer Ablesung in einen auseinandergezogenen oder zusammengedrängten Maßstab gebracht werden. So kann beispielsweise bei einem Instrument mit einer über den Anfangsteil des Bereiches linearen und über den Restteil nichtlinearen Skala eine zusätzliche Widerstandsanordnung selbsttätig mit dem Meßinstrument an demjenigen Punkt der Skala oder der Anzeige in Verbindung gebracht werden, wo die Skala von der linearen zur nichtlinearen Anzeige übergeht oder umgekehrt. Durch Anwendung von mehreren solcher gesteuerter Widerstände, an vorbestimmten Stellen der Instrumentenskala wird eine besonders weitgehende Annäherung an die Linearität erreicht.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Linearisierung der Anzeige eines Meßinstrumentes beschränkt. So kann es bei Dichtigkeitsmessern erwünscht sein, die Skala über einen Teil des Meßbereiches zu dehnen, um hier genauer ablesen zu können. Mittels der Erfindung kann eine derartige Dehnung oder auch eine Zusammendrängung an jedem Teil des Anzeigebereiches selbsttätig herbeigeführt werden. Die Erfindung ist nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Anwendungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. ι ein Schaltschema mit den hauptsächlichsten Erfindungsmerkmalen,
Fig. 2 ein Kurvendiagramm zur Erläuterung der Erfindung,
Fig. 3 das Schaltschema eines Dichtigkeitsmessers mit direkter Ablesung,
Fig. 4 ein Kurvendiagramm über die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 3 und
Fig. 5 ein anderes Kurvendiagramm zur Erläuterung einer abgewandelten Schaltung nach Fig. 3 mit Dehnung eines Teiles des Anzeigebereiches.
Fig: ι stellt beispielsweise den Ausgangskreis eines unmittelbar anzeigenden Dichtigkeitsprüfers dar. Der Kreis ist an die beiden Klemmen 10 (-J-) und 11 (—) angeschlossen. Zwei Widerstände 12, 13 sind bei 15 miteinander verbunden und liegen an den Klemmen 10 und 11; sie bilden einen Spannungsteiler. Parallel zum Widerstand 13 ist ein Anzeigeinstrument 20 mit gleichförmiger Skaleneinteüung geschaltet. Die logarithmischen Kompensationsmittel des Instrumentes arbeiten so, daß das Instrument 20 unmittelbar die Dichte des Meßobjektes auf einer im wesentlichen gleichmäßig eingeteilten Skala anzeigt. Bei der Ausführung nach der bisher beschriebenen Schaltung würde die Skala des Anzeigeinstrumentes 20 in bezug auf die Dichte des Meßobjektes verzerrt sein. Für Werte geringerer Dichte und dementsprechend niedrigerem Spannungsabfall am Widerstand 13 würde die Skala praktisch gleichmäßig verlaufen. Bei Werten hoher Dichte dagegen und dementsprechend hohem Spannungsabfall am Widerstand 13 würde die Skala etwas gedehnt, wie sich aus der nicht kompensierten Spannungs-Dichte-Kurve 21 der Fig. 2 ergibt, in der die Kurve 22 eine vollkommen lineare Beziehung zwischen der errechneten Dichte und der Anzeige des Instrumentes 20 darstellt. Die Kurve 21
veranschaulicht die Charakteristik eines Dichtigkeitsmessers mit rückgekoppelter Vervielfacherfotoröhre. Wird nun ein zusätzlicher Widerstand in den Kreis des Widerstandes 13 geschaltet, wenn die Anzeige des Instrumentes den Punkt 23 der Kurve 21 erreicht, so würde die Skala des Instrumentes in gewissem Ausmaß linearisiert werden, da eine weitere Zunahme des Spannungsabfalles am Instrument über den Punkt 23 der Kurve 21 .hinaus in ihrer Wirkung auf die Instrumentenanzeige vermindert würde, im Vergleich zu den Wirkungen des Spannungsabfalles unterhalb eines dem Punkt 23 entsprechenden Wertes. Mit derartigen, im Nebenschluß zum Anzeigeinstrument geschalteten Zusatzwiderständen würde die Instrumentanzeige ungefähr den Verlauf der vollkommen linearen Anzeige nach der Kurve 22 nehmen. Mit der Schaltung nach der Fig. 1 wird diese Kompensation unter Zuhilfenahme einer Batterie 25 erreicht, deren Gesamtspannung gleich oder größer als
ao der Gesamtspannungsabfall am Widerstand 13 für den vollen Skalenausschlag des Instrumentes 20 ist. Ein Widerstand 26 ist mit dem einen Pol an die Verbindungsstelle 15 angeschlossen, während der andere Pol in Reihe mit einem, wie dargestellt, gepolten Gleichrichter 27 an einem einstellbaren Abgriff 28 der Batterie 25 liegt. Im praktischen Betrieb würde man die Batterie 25 mit einem parallel geschalteten Spannungsteiler mit einstellbarem Abgriff ausstatten.
Der Gleichrichter 27 ist zweckmäßig ein Selen- oder anderer Trockengleichrichter, durch den Strom nur in Richtung des eingezeichneten Pfeiles fließt. Kleine Selengleichrichter sind im Handel erhältlich und werden in kleinen Schalttafelinstrumenten oder in Elektronenschaltungen verwendet und sprechen praktisch sofort an. Infolgedessen wirkt der Gleichrichter 27 als augenblicklich ansprechender, selbsttätiger Schalter,, der unter gewissen Bedingungen den Durchgang von.Strom durch denWiderstand26 freigibt. Eine Leitung 31 verbindet die Klemme 11 und das eine Ende 32 des Widerstandes 13 mit dem einen Pol 33 der bei 30 geerdeten Batterie 25. Unter diesen Bedingungen wird, solange der Spannungsabfall zwischen den Punkten 15 und 32 kleiner ist als der Spannungsabfall zwischen den Klemmen 28 und 33, praktisch kein Strom durch den Widerstand 26 und den Gleichrichter 27 fließen, der wie ein regelrechter Schalter zur völligen Verhinderung des Rückflusses von Strom aus der Batterie 25 und durch den Widerstand 26 wirken soll. Der Abgriff 28 wird an einer Stelle der Batterie 25 angelegt, die dem Spannungsabfall am Anzeigeinstrument 20 entspricht, wenn dessen Anzeige dem Punkt 23 der Kurve 21 entspricht. Übersteigt der Spannungsabfall am Instrument 20 einen Wert, der demjenigen des Punktes 23 entspricht, dann übersteigt der Spannungsabfall zwischen den Punkten 15 und 32 denjenigen zwischen dem Abgriff 28 und der Klemme 33. Es fließt dann ein Strom durch den Widerstand 26 und den Gleichrichter 27, wodurch dieser Widerstand im Nebenschluß zum Widerstand 13 wirksam wird. Eine weitere Zunahme des Spannungsabfalles am Instrument 20 hat daher wegen des im Nebenschluß zum Widerstand 13 liegenden Widerstandes 26 keinesfalls die gleiche Wirkung wie im unteren Bereich der Anzeigeskala. Infolgedessen ändert sich die Anzeigekurve des Instrumentes vom Punkt 23 an bis Punkt 34 nach der gestrichelten Linie 35, wobei diese Änderung zur deutlicheren Wiedergabe stark übertrieben dargestellt ist.
Durch die selbsttätige Einschaltung weiterer zusätzlicher Widerstände in Reihe mit dem Anzeigeinstrument 20 kann in oberen Ablesungsbereichen in der gleichen Weise eine praktisch vollkommen lineare Anzeige erreicht werden. So kann man einen zweiten Ausgleichswiderstand 36 in dem Punkt 15 anschließen und in Reihe mit einem anderen Gleichrichter 37 über einen Abgriff 38 an ein höheres Potential der Batterie 25 legen. Wenn hierbei der Spannungsabfall zwischen den Punkten 15 und 32 denjenigen zwischen der Klemme 33 und dem Abgriff 38 übersteigt, wird der Zusatzwiderstand 36 in gleicher Weise im Nebenschluß zu den Widerständen 13 und 26 wirksam, wie es oben beschrieben ist. Das Potential des Abgriffs 38 kann dem Punkt 34 der Kurve 35 entsprechen. Die Anzeige des Instrumentes wird dann erneut nach dem Verlauf der gestrichelten Linie 40 linearisiert. Durch die Anordnung einer entsprechenden Zahl dieser Widerstand - Gleichrichter - Kombinationen zwischen dem Punkt 15 und der Batterie 25 kann offensichtlich eine praktisch vollkommene Linearisierung der Anzeigekurve des Instrumentes nach der voll ausgezogenen Linie 22 der Fig. 2 erreicht werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Anwendung von zweien dieser Widerstand-Gleichrichter-Kombinationen für die praktischen Bedürfnisse völlig genügt.
Fig. 3 zeigt eine der Ausführung nach der Fig. 1 entsprechende Ausgleichsschaltung für einen mit einer fotoelektrischen Vervielfacherröhre und Rückkopplung ausgestatteten, direkt anzeigenden Dichtigkeitsmesser. Der Dichtigkeitsmesser weist eine Licht- quelle 41 auf, z. B. eine Glühbirne, deren Licht von einer Linse 42 gesammelt, unmittelbar durch das auf einem Träger 44 angeordnete Meßobjekt 43 geleitet und von der Kathode 46 einer Fotovervielfacherröhre 45 aufgefangen wird. JDie an die Elektroden dieser Röhre angelegten Spannungen werden von einem Potentiometer oder Spannungsteiler 49 abgegriffen, dessen einer Pol an den negativen Pol 47 einer Spannungsquelle angeschlossen ist. Die in gleichen Abständen angeordneten Abgriffe sind mit den Dynoden (Prallanoden) 48 der Vervielfacherröhre verbunden. Der andere Pol 51 des Spannungsteilers 49 ist über eine Spannungsstabilisierungsröhre 50 an die Kathode 52 der Verstärkerröhre 55 angeschlossen.
Die Anode 53 der Fotoröhre 45. liegt am Steuergitter 54 der Röhre 55. Die Spannungsstabilisierungsröhre 50 liegt zwischen der Anode 53 und der dieser benachbarten Dynode 48 und stabilisiert das Potential zwischen der Anode und der letzten Dynode auf einem verhältnismäßig hohen Wert. Der eine Pol iao einer Batterie 56 ist an die Kathode 52 angeschlossen, während der andere Pol über einen Widerstand 57 zu der Anode 53 geführt ist. Das Gitter 58 der Röhre 55 ist in an sich bekannter Weise an einen Abgriff der Batterie 56 gelegt. Die Anode 60 der Verstärkerröhre 55 ist mit dem positiven Pol 61
der Spannungsquelle verbunden, deren negativer Pol die Bezeichnung 47 hat.
Die bisher beschriebene Schaltung- arbeitet wie folgt: Mit der Zunahme des auf die Kathode46 fallendem Lichts nimmt der Strom zwischen der Anode 53 und dem Steuergitter 54 der Verstärkerröhre 55 zu. Dieser erhöhte Strom führt zu einer Vergrößerung des Spannungsabfalles am Widerstand 57, so daß das Potential des Steuergitters 54 der Verstärkerröhre in bezug auf die Kathode 52 dieser Verstärkerröhre nach Maßgabe der Zunahme des auf die Fotoröhre 45 fallenden Lichts abnimmt. Die Leitfähigkeit der Verstärkerröhre 55 wird entsprechend herabgesetzt und vermindert hierbei den Spannungsabfall am Spannungsteiler 49. Dieser wiederum vermindert die Dynodenpotentiale der Röhre 45 und damit deren Ausgangs- oder Anodenstrom als direkte Funktion des Lichteinfalls auf die Kathode 46. Dieser Vorgang ändert den Ausgangsstrom der Fotoröhre 45 und der Verstärkerröhre 55 nach einer umgekehrt logarithmischen Funktion des Lichteinfalls auf die Kathode 46 der Fotoröhre. Der •Lichteinfall ist wiederum eine umgekehrte logarithmische Funktion der Dichte des Meß Objektes 43. Infolgedessen ist das Ausgangspotential der Fotoröhre 45 oder der Verstärkerröhre 55 eine direkte Funktion der Dichte des Meßobjektes 43. Daher zeigt ein beispielsweise in den Ausgangskreis der Verstärkerröhre 55 eingeschaltetes Anzeigeinstrument, etwa ein Ampere- oder Voltmeter, unmittelbar auf einer im wesentlichen gleichförmigen Skala die Dichte des Prüfungsgegenstandes 43 an. Wie jedoch oben ausgeführt, ist die Anzeige eines solchen Instrumentes nicht über den ganzen Meßbereich genau linear. Für eine genaue Linearität muß daher die Skalencharakteristik linearisiert werden, was unter Anwendung der Erfindung . erfolgt. ■ . .
Bei der Anordnung nach der Fig. 3 ist das Anzeigeinstrument 65 in den Ausgangskreis der Verstärkerröhre 55 eingeschaltet. Zu diesem Zweck ist ein Pol des Instrumentes 65 mit dem Pol 51 des Spannungsteilers 49 verbunden und bei 66 geerdet. Der andere Pol des Instrumentes 65 ist an die Klemme 67 eines Widerstandes 68 angeschlossen, mit dem über die Verbindungsstelle 70 ein Widerstand 71 in Reihe geschaltet ist, dessen anderer Anschluß an den nega-■: tiven Pol 47 der Stromquelle geführt ist." Die Widerstände 68 und 71 arbeiten als Spannungsteiler für das Anzeigeinstrument 65 in der gleichen Weise wie dies für Fig. 1 beschrieben ist.
Ein Paar Klemmen 72 sind mit der angegebenen
Polarität an eine. Stromquelle von verhältnismäßig hohem Potential angeschlossen. Die Spannung der Klemmen 72 ist über einen festen Widerstand 74 an ein Potentiometer 73 geführt, das im Punkt 75 an Erde 76 gelegt ist. Eine Spannungsstabüisierungsröhre 77 dient zur Stabilisierung der Spannung an der einen (oberen) Hälfte des Potentiometers 73, während eine gleiche Röhre 78 die Spannung an der anderen, unteren Hälfte des Potentiometers stabilisiert, das der _ Batterie 75 in der Schaltung nach der Fig. 1
.. entspricht. Zur Einführung eines Ausgleichsstromes, derart, daß das Anzeigeinstrument 65 keine NuIlabweichung bei der optischen Nulldichte aufweist, ist ein Widerstand 79 vorgesehen, der zwischen die Verbindungsstelle 67 und den Abgriff 80 des Potentiometers 73 geschaltet ist.
Die vorgeschriebene Schaltung hat weder eine Ausgleichswirkung noch kann die Skala des Anzeigeinstrumentes 65 über den ganzen Meßbereich der Dichten genau linear gehalten werden, und zwar gleichgültig,- welche Werte den Widerständen 68, 71 und 79 oder den anderen Schaltungskonstanten gegeben werden. Wenn beispielsweise der Ohmwert des Widerstandes 71 vermindert und das Anzeigeinstrument durch entsprechende Minderung des Ohmwertes des Widerstandes 79 wieder auf den Nullpunkt eingerichtet wird, tritt als einziger Erfolg nur eine Verstärkung der Dichteanzeigen ein. Trotzdem lassen sich Werte von Widerständen 68, 71 und 79 herausfinden, die eine genaue lineare Anzeige des Instrumentes 65 für Dichten bis herauf zu etwa der Größe 0,90 ermöglichen. Bei größerer Dichte stimmen die Anzeigen des Instrumentes nicht mehr, und man führt dann zweckmäßig einen Nebenschlußeffekt ein. Hierzu sind ein Paar Widerstände 81, 82 jeweils in Reihe mit einem Gleichrichter 83 bzw. 84 nötig, die an Abgriffen 86 bzw. 87 am Potentiometer 73 angeschlossen sind. Die anderen Enden der Widerstände 81, 82 sind gemeinsam an den Punkt 70 gelegt. Vorteilhaft werden als Gleichrichter 83, 84 Trockengleichrichter wegen ihrer großen Gegenspannung bei niedrigen Dichten verwendet.
Wenn bei dieser Schaltung der Spannungsabfall am Widerstand 71 das Potential des Abgriffs 87 übersteigt, wird der Widerstand 82 selbsttätig parallel zum Anzeigeinstrument 65 Atfirksam. Eine ähnliche Wirkung tritt hinsichtlich des Widerstandes 81 ein, wenn der Spannungsabfall am Widerstand 71 das Potential des Abgriffs 86 übersteigt. Es wird hier- too durch eine praktisch vollkommen lineare Anzeige des Instrumentes 65 in bezug auf die Dichtewerte des Meßobjektes 43 erreicht.
Dieses Ergebnis ist in Fig. 4 graphisch wiedergegeben, in welcher die gestrichelte Kurve 90 die Anzeige des Instrumentes 65 ohne Kompensationsschaltung, die voll ausgezogene Kurve 91 die theoretisch vollkommen lineare Anzeige und die Verbindung der Punkte 92 die tatsächliche Anzeige des Instrumentes mit der zusätzlichen Ausgleichsschaltung darstellen. -.;
Diese Fig. 4 gibt als kennzeichnendes Beispiel die Versüchsergebnisse bei Anwendung eines Milliamperemeters (Type 273 von Weston) mit 1 mA ■ Skalenbereich und 30 Ohm Spulenwiderstand wieder. Die 1x5 Skala war für Dichtewerte von 0 bis 3 als gleichmäßige Funktion des Eingangsstromes eingeteilt. Die zugehörigen Schaltungskontsanten waren:' Spannungsabgriff 80 = 0,5 Volt .
86 = 33,0 - iao
87 = 41,0 Widerstand 71 = 120 000 Ohm
• - 68 = 10 000 - '
81 = 25 000 -
82 = 0 79 = 2300 -
Ein Farbfilmempfindlichkeitsmeßst'reifen wurde als Meßobjekt (43) benutzt und auf einem Martens-Spektrofotometer bei 660 Μμ geeicht. Die Schaltungskonstanten waren so bemessen, daß hinsichtlich der Anzeigen bei Verwendung eines scharf zeichnenden Rotfilters beste Verhältnisse erhalten werden. Die unten angeführten Ablesungen erfolgten bei folgenden Bedingungen:
a) Widerstand! 81, 82 und Gleichrichter 83, 84 abgeschaltet;
bj) Widerstand 81 und Gleichrichter 83 zugeschaltet, aber Widerstand 82 und Gleichrichter 84 abgeschaltet und
b2) umgekehrt;
c) Widerstände 81, 82 und Gleichrichter 83, 84 angeschaltet, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
tatsäch Anzeige
ohne
Anzeige mit teilweisem 0,65 Anzeige
mit vollem
liche
Dichte
Ausgleich
a)
Ausgleich o,74 Ausgleich
c)
0,65 0,65 0,65 0,85 0,65
0,74 0,74 0,73 0,98 0,73
0,85 0,85 0,83V2 1,13 0,83V2
o,94 0,98 0,96 1,29 0,96
1,08 1,13 1,10 1,46 1,10
1,21 1,30 1,24 1,63 1,23
1,38 1,49 1,40 1,82 1,38
i,55 1,67 1,55 2,16 1,52
1,71 1,88 2,32 1,68
1,90 2,20 1,96 2,56 1,89
2,16 2,60 2,28 2,15
2,39 3,00 2,64 2,39
Die Gleichrichter arbeiten nicht als vollkommene Schalter, da sich in ihnen ein äquivalenter Widerstand bildet, wenn beispielsweise das Potential 86 in bezug auf das Potential des Punktes 70 positiv ist. Der Wirksame Widerstand der Gleichrichter nimmt mit zunehmendem Gleichrichterstrom ab. Diese Wirkung ist jedoch sehr erwünscht, da hierdurch ein immer kleinerer Nebenschlußwiderstandseffekt zum Instrument 65, als der Dichte des Meßobjektes entspricht, eintritt und so die Spannung zwischen den Punkten 51 und 70 zunimmt. Sie bewirkt ferner einen weichen Übergang zwischen den unbeeinflußten und den beeinflußten Teilen der Anzeigekurve des Instrumentes. Mit der vorbeschriebenen Erfindung ist es auch möglich, die Anzeigeskala des Instrumentes über den Normalbereich zu dehnen, indem die Polarität der Gleichrichter 83, 84 zueinander umgekehrt wird. Es liegen dann die Widerstände 81, 82 im Nebenschluß zu dem Instrument 65 bei niedrigeren Dichtewerten; bei höheren Dichtewerten werden sie abgeschaltet.
Diese Wirkung ist in Fig. 5 graphisch dargestellt, in welcher die gestrichelte Kurve 93 die normale Anzeige des Instrumentes 65 wiedergibt, während die voll ausgezogene Kurve 94 die Anzeige bei einer über den normalen Bereich gedehnten Skala wiedergibt.
Aber auch bei in Gegenrichtung geschalteten Gleichrichtern gemäß der Fig. 3 kann nach Belieben eine Dehnung und Zusammendrängung der Skaleneinteilung für verschiedene Skalenbereiche verwirklicht werden. Wenn z. B. die Polarität des in Fig.· 3 dargestellten Gleichrichters 83 umgekehrt wird, während der Gleichrichter 84 die eingezeichnete Polarität beibehält, wird der Mittelbereich der Skala des Anzeigegerätes, entsprechend den Dichtewerten, in welche das Potential des Punktes 70 zwischen denjenigen der Abgriffe 86 und 87 fällt, gedehnt, während die Skalenbereiche für höhere oder niedrigere Dichtewerte im Verhältnis hierzu zusammengedrängt werden. Eine derartige Dehnung eines Skalenbereiches ist oft erwünscht, wenn Ablesungen in einem bestimmten Bereich mit größerer Genauigkeit als in den anderen Bereichen erfolgen müssen.
Die beschriebene Schaltung führt zu einer schnell ansprechenden Ausgleichseinrichtung für elektrische Meßinstrumente, wobei die Skalen der Instrumente linear ausgebildet oder für besondere Anwendungen, bei denen Genauigkeit der Ablesung ein erstes Erfordernis ist, gedehnt oder verkürzt sein können. Der Ausgleich erfolgt selbständig und augenblicklich, wenn die relativen Potentialwerte so sind,. daß die Gleichrichter die mit ihnen verbundenen Widerstände in Wirkung mit dem Instrument bringen. Die Anordnung ist auch einfach und kann leicht bei den verschiedensten Instrumenten, wie Dichtemessern, angewandt werden, indem Trockenscheibenoxydgleichrichter benutzt werden, die in sehr kleinen Abmessungen erhältlich sind.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung für elektrische Meßinstrumente zur Beeinflussung der Skalencharakteristik, insbesondere zur Anzeige der Dichte fotografischer Filme oder Filmbilder direkt auf einer linear eingeteilten Skala, gekennzeichnet durch einen oder mehrere zum Meßinstrumentenkreis nebengeschaltete Widerstände, die bei gewählter Vorspannung so beeinflußt, z.B.gesteuert, werden, daß nichtlineare Anzeigen an bestimmten Stellen der Skala des Meßinstrumentes, vorzugsweise am Ende, zum linearen Ausgleich oder zwecks geeigneterer Ablesung in einen auseinandergezogenen oder zusammengedrängten Maßstab gebracht werden.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abgleich des Anzeigeinstrumentes auf den Nullpunkt, z. B. der optischen Dichte, eine Hilfsgleichspannungsquelle (72) vorgesehen und mit ihren Polen so angeschlossen ist, daß am Widerstand (73) ein Spannungsabfall erzeugt wird, dessen Polarität entgegengesetzt zur Polarität der zu messenden Spannung gerichtet ist, wobei ein auf die benötigte Gegenspannung einstellbarer Abgriff (80) des Spannungsteiler-Widerstandes (73) über einen weiteren Widerstand (79) an den Instrumentenkreis angeschlossen ist.
3. Schaltung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Nebenschließen (Shunten) des Meßkreises bei bestimmten Spannungspegeln zur Änderung der normalen Anzeige jenseits derselben von der Hilfsgleichspannungsquelle (72) eine zweite Spannung entgegengesetzter Polarität
abgeleitet ist, die ebenfalls am Spannungsteilerwiderstand (73) mittels einstellbarer Abgriffe eingeriegelt wird, derart, daß beide Spannungen einen gemeinsamen Punkt (75) haben, der vorzugsweise geerdet ist.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenschluß zum Meßinstrument hinter seinem ersten Reihenwiderstand (68) ein Kreis mit den Anschlußpunkten (70 und 75) vorgesehen ist, der über einen einstellbaren Abgriff (86) einen gewünschten Teil des Spannungsteilerwiderstandes (73), ferner einen Gleichrichter (83) und einen Reihenwiderstand (81) einschließt, und daß ein weiterer 'Nebenschlußkreis mit den gleichen Anschlußpunkten an einen anderen einstellbaren Abgriff (87) des Spannungsteilerwiderstandes (73) gelegt ist und einen zweiten Gleichrichter (84) so-' 'wie einen zweiten Reihenwiderstand (82) aufweist, derart, daß die Abgriffe (86 und 87) der Erzeugung der Gegenspannungen dienen, nach deren Überwindung die Leitfähigkeit der Gleichrichter einsetzt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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