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Anordnung zur gleichzeitigen zusätzlichen Markierung von Impulsen
bei der oszillographischen Aufnahme mittels Braunscher Röhren
Bei der Auswertung
der oszillographischen Aufnahmen mittels Braunscher Röhren ergiht sich oft die Aufgabe,
eine zusätzliche Markierung weiterer, impulsartiger Ereignisse zu schaffen, die
für den aufzunehmenden Vorgang von Bedeutung sind, so daß auf dem Oszillogramm dieser
Vorgang selbst sowie die zusätzlichen Impulse in ihrer gegenseitigen Lage erkennbar
sind. Normalerweise wird hierzu ein zweites Braunsches Röhrensystem benötigt.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur gleichzeitigen zusätzlichen
Markierung von Impulsen bei der oszillographischen Aufnahme einmaliger, vorzugsweise
schnell verlaufender Vorgänge mittels einer Braunschen Röhre; das wesentliche Kennzeichen
besteht darin, daß die Impulse die Braunsche Röhre kurzzeitig dunkel steuern.
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Diese erfindungsgemäße Lösung der genannten Aufgabe erfordert also
nur eine einzige Braunsche Röhre.
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Der zu registrierende Vorgang wird zweckmäßig mit einer an sich bekannten
Hellsteuerung der Braunschen Röhre verbunden, die durch die zusätzlichen Impulse
kurzzeitig aufgehoben wird.
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Die Impulse machen sich alsdann in einer kurzzeitigen Unterbrechung
des vom Elektronenstrahl aufgeschriebenen Kurvenzuges bemerkbar. Eine vorteilhafte
Ausführung der kombinierten Hell-Dunkel-Steuerung besteht darin, daß parallel zur
wirkenden Hellsteuerspannung eine durch
negative Gittervorspannung
gesperrte Elektronenröhre vorgesehen ist. deren Sperrwirkung durch die zu markierenden
Impulse kurzzeitig aufgehoben wird, so daß der dadurch bewirkte Abfall der Hellsteuerspannung
die Dunkelsteuernug der Braunschen Röhre hervorruft.
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Als Schaltelement zur Umwindung länger andauernder Impulse in schnell
ablilingende Impulse dient zweckmäßig ein Kondensator, während bei einer bekannten
Anordnung für diesen Zweck drei Röhren Verwendung finden. Die Anordnung gemäß der
Erfindung macht also einen erheblich geringeren Aufwand notwendig als die bekannte
Anordnung.
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Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Prüfung von
Kurzzeitmeßgeräten mit unmittelbarer Anzeige der Meßwerte an einer Skala, bei denen
Beginn und Ende der Meßzeit durch die Zündung von Gasentladungsröhren eingegrenzt
ist.
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Diese Geräte sind in ihrer Arbeitsweise Schwankungen unterworfen.
Äußere Einflüsse beeinflussen die Genauigkeit; insbesondere ist die Anzeigegenauigkeit
wesentlich dadurch bedingt, daß im richtigen Zeitpunkt gezündet wird. Häufige Kontrolle
der angezeigten Werte bzw. richtige und von Zeit zu Zeit zu wiederholende Einjustierung
der Geräte derart, daß die Zündungen in den vorbestimmten bzw. gewollten Zeitpunkten
eintreten, ist daher unumgänglich notwendig. Zu diesem Zweck wfrd.der Meßvorgang,
also die das Gerät zum Ansprechen bringende Meßspannung, beispielsweise von einer
Braunschen Röhre mit rotierendem Filmstreifen aufgenommen. Auf dem Film wird eine
der zu messenden Zeitspanne entsprechende Strecke markiert, die mit der bekannten
Laufgeschwindigkeit des Films den Zahlenwert der Meßzeit liefert. Mit dem so gewonnenen
Kontrollwert der Meßzeit wird die Anzeige des Kurzzeitmessers verglichen. Abweichungen
der beiden Resultate voneinander deuten auf Ungenauigkeiten oder nicht richtige
Einstellung des Kurzzeitmessers hin, der nach Maßgabe des Differenzwertes so abzuändern
bzw. einzuregeln ist. daß möglichst Gleichheit beider Meßwerte besteht. Die hiernach
vorzunehmenden Einregelungen sind mehr oder weniger gefühlsmäßig und durch Ausprobieren
vorzunehmen.
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In Anwendung des Erfindungsgedankens werden neben dem gesamten NIeßvorgang
auch die im Kurzzeitmesser erfolgenden Zündungen der Gasentladungsröhren in dieses
Kontrollgerät eingeleitet in der Art, daß sie kurzzeitig eine Dunkelsteuerung der
Braunschen Röhre hervorrufen und sich auf diese Weise durch Unterbrechung des den
ganzen Meßvorgang darstellenden Kurvenzuges bemerkbar maschen. Wenn so die Lage
der Zündungszeitpunkte im Oszillogramm sichtbar geworden ist, hat man einen Hinweis,
in welcher Richtung und in welchem Ausmaße die Einregelung und Justierung am Kurzzeitmeßgerät
vorzunehmen ist.
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Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel ein Kontrollgerät für Kurzzeitmesser
in schematischer Darstellung; Fig. 2 bis 4~sind Spånnungsdiagramnie zur -Trläuterung
der Wirkungsweise.
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Die Braunsche Röhre der Prüfanordnung ist mit einer Hellsteuerung
versehen, die an sich bekannter oder vorgeschlagener Art sein kann. Das zu prüfende
Kurzzeitmeßgerät dient zur Messung von GeschoBgeschwinrdigkeiten, derart, daß am
Anfang und Ende einer vom Geschoß durchflogenen Meßstrecke Spannungsimpulse ausgelöst
werden, die unter Berücksichtigung der Ein- und Ausschwingvorgänge auf der Zeitachse
aufgetragen einen Spannungsverlauf nach Fig. 2 ergehen. Die Bedeutung der in diesem
Diagramm erkennbaren gestrichelten Unterbrechungsstellen wird weiter unten erklärt.
Der Abstand der beiden Spannungsspitzen in den Punkten A und B bedeutet die für
das Durchlaufen der Meßbasis erforderliche Meßzeit T.
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Im Kurzzeitmesser werden diese Spannungsimpulse derart verarbeitet,
daß ein Zeiger an einer Skala die Meßzeit anzeigt.
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Beim Betrieb des Kurzzeitmessers sind Fehlerquellen nicht zu vermeiden;
insbesondere hat es sich gezeigt, daß die Anzeigegenauigkeit davon ahhängt, daß
im richtigen Zeitpunkt. d. h. gerade in den Punkten und B, die Zündung der im Kurzzeitmesser
vorhandenen Gasentladungsr-lre erfolgt. Infolge von Schwankungen in der rbeitsweise
und nicht richtiger Einstellung der Schaltelemente können die Zündungszeitpunkte
jedoch kurz vor oder nach den vom Geschoß ausgelösten Spannungsimpulsen liegen und
etwa den Zeitpunkten C und D (Fig.2) entsprechen. Es wird alsdann vom Kurzzeitmesser
die Zeit T1 angezeigt, die von dem wahren Wert T etwas abweicht. Es besteht nun
die Aufgabe, die relative Lage der Zündungszeitpunkte C und D in bezug auf den zeitlichen
Verlauf der Meßspannung erkennbar zu machen.
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In Fig. I bedeutet I den Kurzzeitmesser und 2 seine Anzeigeskala.
Das Gerät ist über die Klemmen 3 und 4 an die im übrigen Teil der Figur dargestellte
erfindungsgemäße Prüfanordnung angeschlossen. In das Kurzzeitmeßgerät wird die Meßspannung
U1, deren Verlauf Fig. 2 zeigt, ein-.geführt. Diese Meßspannung ist gleichzeitig
über die Klemme 3 an die Prüfanordnung angeschlossen und erzeugt bei der oszillographischen
Aufnahme auf der rotierenden Filmtrommel der Braunschen Röhre 5 den in Fig. 2 dargestellten
Kurvenzug. Im Oszillogramm sind die Punkte A und B mit den Spannungsspitzen, die
Anfang und Ende der Meßzeit eingrenzen, ohne weiteres erkennbar. Ihr Abstand wird
ausgemessen und ergibt unter Berücksichtigung der Laufgesdwindigkeit des Films die
Meßzeit T. Die Skala 2 des Kurzzeitmessers I zeigt jedoch die davon verschiedene
Meßzeit T1 an, und es besteht die Aufgabe, die Punkte des Spannungsdiagramms in
Fig. 2 zu bestimmen, die der angezeigten Meßzeit Tj zugeordnet sind.
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Zunächst sei die Hellsteuerung der Braunschen Röhren beschrieben.
Parallel zu dem Gasentladungsrohr 6 liegen ein Kondensator 7 und ein Regel-
widerstalld
8. Der Kondensator 7 wird über den Hochohmwiderstand g aufgeladen, seine Entladung
jedoch durch die Sperrwirkung der Gasentladungsröhre 6 verhindert. Sobald in den
Kurzzeitmesser 1 eine Meßspannung eingeführt wird, gelangt diese über die Klemme
3 auch an das Gitter der Gasentladungsröhre. Diese zündet unmittelbar oder kurz
danach, z. B. im Zeitpunkt E des Spannungsdiagramms (Fig. 2), und der Kondensator
7 entlädt sich über 8 und 6. Am Widerstand 8 tritt ein Spannungsabfall auf, der
die Hellsteuerung der Braunschen Röhren bewirken soll. Die Braunsche Röhre 5 besitzt
zu diesem Zwecke eine Gitter-Steuerung. Ihr Gitter ist über den an den Spannungsteiler
10 angeschlossenen Widerstalld I I so weit negativ vorgespannt, daß der Elektronenstrahl
unterdrückt wird. Der am Regelwiderstand 8 auftretende Spannungsimpuls ist bei der
gezeichneten Schaltung negativ. Um ihn zur Hellsteuerung benutzen zu können, muß
er in einen positiven Spannungsimpuls umgeformt werden. Dazu dient die Umkehrröhre
I2, die normalerweise stromführend ist. Das Gitter dieser Umkehrröhre ist an den
Schaltkreis der Gasentladungsröhre 6 angeschlossen. Sobald die Röhre 6 zündet und
somit an 8 der negative Spannungsimpuls auftritt, wird die Röhre 12 gesperrt. Die
Sperrung erfolgt etwa im Zeitpunkt E des Spannungsdiagramms der Fig. 2. Bei der
Sperrung der Elektronenröhre I2 tritt am Anodenwiderstand I3 ein positiver Spannungsstoß
auf, dessen Zeitdauer durch die Größe des Regelwiderstandes 8 bedingt ist. Dieser
Spannungsstoß dient über den Koppelkenrdensator I4 und das Potentiometer 15 zur
Gittersteuerung der Braunschen Röhre 5 und gibt den Elektronenstrahl frei. Der Regelwiderstand
8 sei so eingestellt, daß die im Punkt E (Fig. 2) einsetzende Hell steuerung im
Punkt F aufhört. Die Intensität der Aufhellung ist durch das Potentiometer 15 gegeben.
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Auf dem Film der Braunschen Röhre 5 wird das Spannungsdiagramm (Fig.
2) aufgeschrieben, das mit der Strecke A-B die wirkliche Meßzeit T liefert. Wie
oben ausgeführt, möge der Kurzzeitmesser wegen verschiedener Fehlerquellen jedoch
so arbeiten, daß seine die Meßzeit eingrenzenden Zündungen der Gasentladungsröhren
in den Zeitpunkten C und D erfolgen; an der Skala 2 wird dann eine der Strecke C-D
proportionale Meßzeit T1 angezeigt. Um diese Zündpunkte zu markieren, wird erfindungsgemäß
wie folgt verfahren: Die durch die Rohrzündungen im Kurzzeitmesser hervorgerufenen
Meßimpulse werden über die Klemme 4 in das Kontrollgerät eingeführt. Parallel zur
Umkehrröhre 12 ist eine Elektronenröhre I6 vorgesehen, die durch ausreichend hohe,
von der Batterie I7 gelieferte Gittervorspannung Ub über den Widerstand I8 gesperrt
ist. Die zu markierenden Impulse gelangen über die Klemme 4 und den Koppelkondensator
19 an das Gitter der Röhre I6 und bewirken bei richtiger Polung eine kurzzeitige
Aufhebung der Sperrung. Den zeitlichen Verlauf der Gitterspannung Ug mit den Impulsspitzen
zeigt Fig. 3; die Sperrgrenze der Elektronenröhre I6 ist gestrichelt eingezeichnet.
En1tsprechend den in den Zeitpunkten C und D auftretenden Spannungsspitzen erfolgt
in der in Fig. 4 dargestellten Hellsteuerspannung Uh der Braunschen Röhre 5 eine
kurzzeitige Spannungserniedrigung an den gleichen Stellen. Die oszillographische
Meßspannung wird daher das Bild nach Fig. 2 zeigen, das Unterbrechungen (gestrichelt
gezeichnet) aufweist in den Zeitpunkten C und D, die der zeitlichen Lage der Spannungsspitzen
bzw. Spannungsabfälle in den Fig. 3 und 4 genau entsprechen, da keine verzögernden
Schaltelemente vorhanden sind.
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Auch länger dauernde Vorgänge können an die Klemme 4 gelegt und deren
zeitliche Lage in gleicher Weise markiert werden, indem durch geeignete Wahl der
Zeitkonstanten von I8 und 19 diese Vorgänge zu schnell abklingenden Impulsen umgeformt
werden.
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Nachdem das Spannungsdiagramm (Fig. 2) mit den Unterbrechungsstellen
C und D vorliegt, kann eine den wirklichen Verhältnissen Rechnung tragende systematische
Einregelung und Einjustierung des Kurzzeitmessers erfolgen. Die Fig. 2 zeigt nämlich,
in welchem Sinn und Ausmaß der wirkliche, durch die Unterbrechungsstelle C gekennzeichnete
Zündungszeitpunkt im Kurzzeitmesser von der bei vollkommen richtiger Arbeitsweise
erforderlichen Lage, nämlich dem Punkt A, abweicht. Das gleiche gilt für die Punkte
D und B am Ende der Meßzeit.
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PATENTANSPROCHE: I. Anordnung zur gleichzeitigen zusätzlichen Markierung
von Impulsen bei der oszillographischen Aufnahme einmaliger, vorzugsweise schnell
verlaufender Vorgänge unbekannten Abstandes unter sich oder in bezug auf den übrigen
oszillographischen Vorgang mittels einer Braunschen Röhre, dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulse die Braunsche Röhre kurzzeitig dunkel steuern.