DE921526C

DE921526C - Arrangement of the photo elements that are used in an electrical light mark measuring device for automatic return to the rest position

Info

Publication number: DE921526C
Application number: DES11292D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Phil Bublitz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-02-09
Filing date: 1943-02-09
Publication date: 1954-12-20

Description

.Anordnung der bei einem elektrischen Lichtmarkenmeßgerät zum selbsttätigen Rückführen in die Ruhelage dienenden Fotoelemente Das Patent 856656 bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Rückführen des beweglichen Organs eines elektrischen, einer sehr geringen Richtkraft unterworfenen Lichtmarkenmeßgeräts in die Ruhelage. Dabei «erden über den Bewegungsbereich der Lichtmarke sich erstreckende lichtelektrische Anordnungen benutzt, die sich mit geringem Zwischenraum aneinanderschließen und so angeschlossen werden können, daß eine selbsttätige Rückführung in die Lage erfolgt, in der die beiden lichtempfindlichen Anordnungen mit gleicher Wirkung von der Lichtmarke getroffen werden. Ein Teil des von dem Meßwerkspiegel zurückgeworfenen Lichtstrahlenbündels fällt in der Ruhelage des Meßwerks auf die beiden sich aneinanderschließenden Enden der Auffangflächen zweier sich im übrigen über den ganzen Skalenbereich erstreckender Fotoelemente, und diese sind mittels eines vorzugsweise als Drucktaste ausgebildeten Umschalters in Differenzschaltung an das Meßwerk anschließbar..Arrangement of an electric light mark measuring device for automatic Returning Photo Elements to the Idle Position. Patent 856656 relates to a device for the automatic return of the movable organ of an electrical, A light mark measuring device subjected to a very low leveling force into the rest position. In doing so, photoelectric ones extending over the movement area of the light mark are grounded Arrangements used that adjoin one another with a small gap and can be connected in such a way that an automatic return takes place in the position in which the two light-sensitive arrangements have the same effect from the light mark to be hit. Part of the light beam reflected from the measuring mechanism mirror falls in the rest position of the measuring mechanism on the two adjoining ends the collecting surfaces of two otherwise extending over the entire range of the scale Photo elements, and these are preferably designed as a push button by means of a Changeover switch can be connected to the measuring mechanism in a differential circuit.

Wenn in der Ruhelage des Meßwerks die Lichtmarke zu gleichen Teilen auf die sich aneinanderschließenden Enden der Auffangflächen der beiden Fotoelemente fällt, so heben sich die Fotoströme gewissermaßen gegenseitig auf, so daß das bewegliche Organ in der Ruhelage stehenbleibt. Steht die Lichtmarke dagegen an einer anderen Stelle, so werden die beiden Fotozellen ungleich beleuchtet, und es entsteht ein Differenzstrom, der das bewegliche Organ so beeinflußt, daß es das Bestreben hat, sich in die Ruhelage zurückzubewegen.If the light mark is in equal parts in the rest position of the measuring mechanism on the adjoining ends of the collecting surfaces of the two photo elements falls, the photocurrents cancel each other out so that the moving organ stops in the rest position. If, on the other hand, the light mark is in a different position, so the two photocells are illuminated unequally, and a differential current arises, which influences the movable organ in such a way that it tends to return to its resting position move back.

In der betreffenden Patentschrift ist als Ausführungsbeispiel eine Anordnung beschrieben, bei der die Auffangflächen der beiden Fotoelemente in der gleichen Ebene liegen und an der dem Nullpunkt der Skala entsprechenden Stelle sich mit einem kleinen Zwischenraum aneinanderschließen. Da man diesen Zwischenraum aus konstruktiven und herstellungstechnischen Rücksichten nicht beliebig klein machen kann, geht dadurch ein Teil des von dem Meßwerkspiegel zurückgeworfenen Lichtstrahlenbündels für die Beleuchtung der Fotoelemente verloren.In the patent in question is an exemplary embodiment Arrangement described in which the collecting surfaces of the two photo elements in the lie on the same plane and at the point corresponding to the zero point of the scale close together with a small space. Because you get this space out Do not make constructive and manufacturing considerations arbitrarily small can, thereby a part of the light beam reflected by the measuring mechanism mirror goes lost for lighting the photo elements.

Dies wird gemäß der Erfindung. bei einer Einrichtung nach dem Hauptpatent dadurch vermieden, daß die Fotoelemente in zwei parallelen Flächen dicht hintereinander, sich teilweise überdeckend, so angeordnet sind, daß in der der Ruhelage entsprechenden Stellung des die Fotoelemente treffenden Teiles des von dem Meßwerkspiegel zurückgeworfenen Lichtstrahlenbündels die Überdeckung der Auffangflächen der Fotoelemente beginnt. Dabei können die Auffangflächen der beiden Fotoelemente gleiche Größe und Gestalt haben. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn die Ruhelage am Skalenanfang liegt. In diesem Falle sind bei der Anordnung nach dem Hauptpatent Fotoelemente verschiedener Größe und Gestalt erforderlich, was in bezug auf die Lagerhaltung und den Austausch etwa beschädigter Fotoelemente unbequem ist. Dabei hat die neue Anordnung den weiteren Vorzug, daß die beiden Fotoelemente auch in bezug auf ihren Widerstand und ihre Strombelastung gleich sind, was beim Abgleich der Schaltung von Bedeutung ist.This is done according to the invention. for a device according to the main patent avoided by the fact that the photo elements in two parallel surfaces close behind one another, partially overlapping, are arranged so that in the corresponding to the rest position Position of the part that hits the photo elements and that is reflected by the measuring mechanism mirror Light beam begins to cover the collecting surfaces of the photo elements. The collecting surfaces of the two photo elements can be of the same size and shape to have. This is of particular importance when the rest position is at the start of the scale. In this case, photo elements are different in the arrangement according to the main patent Size and shape required in terms of storage and replacement damaged photo elements is inconvenient. The new arrangement has the other Advantage that the two photo elements in terms of their resistance and their Current load are the same, which is important when balancing the circuit.

Wenn die Fotoelemente, wie in dem Hauptpatent beschrieben, hinter einem in der Skalenfläche vorgesehenen, sich über die ganze Skalenlänge erstreckenden Schlitz angeordnet sind, so müssen die Auffangflächen der Fotoelemente entsprechend der Skalenfläche gekrümmt sein, wodurch die Herstellung erschwert wird, und, wenn sie gleich sein sollen, beide eine dem gesamten Skalenumfang entsprechende Länge haben. Liegt dagegen der Nullpunkt in der Skalenmitte, so sind Fotoelemente mit einer der halben Skalenausdehnung entsprechenden Länge erforderlich.If the photo elements, as described in the main patent, behind one provided in the scale surface and extending over the entire length of the scale Slit are arranged, so the collecting surfaces of the photo elements must be accordingly the scale surface be curved, making manufacture difficult, and if they should be the same, both a length corresponding to the entire circumference of the scale to have. If, on the other hand, the zero point is in the middle of the scale, photo elements are included a length corresponding to half the extension of the scale is required.

Wenn man nun die von einem Teil des von dem Meßwerkspiegel zurückgeworfenen Lichtstrahlenbündels getroffenen Auffangflächen der Fotoelemente so dicht an den Meßwerkspiegel heranrückt, daß eine der Lage des Nullpunktes in der Skalenmitte entsprechende Verschiebung der Fotoelemente im Innern des Meßgerätgehäuses möglich ist, so gewinnt man, abgesehen davon, daß eine normale ungeschlitzte Skalenfläche benutzt werden kann, den Vorteil, daß unabhängig von der Lage des Nullpunktes stets die gleichen Fotoelemente mit ebenen Auffangflächen benutzt werden können. Dabei wird die Größe der Fotoelemente um so geringer, je dichter sie an der Drehachse des beweglichen Organs liegen. Außerdem können die Fotoelemente dann an einer Stelle angeordnet werden, wo ihre Auffangflächen nicht unmittelbar von dem störenden Licht der Raumbeleuchtung getroffen werden.If you now consider the part of the mirror reflected by the measuring mechanism Light beam struck collecting surfaces of the photo elements so close to the Movement mirror moves closer that one of the position of the zero point in the center of the scale corresponding shifting of the photo elements in the interior of the measuring device housing is possible is, so one gains, apart from the fact that a normal, unslotted dial surface can be used, the advantage that regardless of the position of the zero point always the same photo elements can be used with flat collecting surfaces. Included the closer they are to the axis of rotation, the smaller the size of the photo elements of the movable organ. In addition, the photo elements can then be in one place be arranged where their collecting surfaces are not directly exposed to the interfering light the room lighting.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei ist Fig. i ein Mittelschnitt durch das Gehäuse eines elektrischen Lichtmarkendrehspulmeßgeräts, wobei die Innenteile nur schematisch angedeutet sind; Fig.2 ist die zugehörige Draufsicht mit abgenommenem Gehäusedeckel und eingezeichnetem Schaltbild.An embodiment of an arrangement according to the invention is shown in FIG shown in the drawing. FIG. I is a central section through the housing an electric light mark moving coil measuring device, the internal parts only schematically are indicated; Fig. 2 is the associated top view with the housing cover removed and the circuit diagram.

In das aus einem topfartigen Unterteil i und einem mit einem segmentförmigen Skalenfenster 2 versehenen Deckel 3 bestehende Gehäuse der üblichen Bauart ist ein elektrisches Meßwerk eingebaut, das nur durch eine um eine Achse 4. drehbare, einen Meßwerkspiegel 5 tragende Drehspule 6 angedeutet ist. In das Gehäuse ist außerdem in der üblichen Weise eine Lichtquelle 7 und eine aus einer Beleuchtungslinse 8, einer blendenförmigen Zeigermarke 9 und einer Objektivlinse io bestehende optische Anordnung so eingebaut, daß über den Meßwerkspiegel 5 auf einer kegeligen Skalenfläche i i als Lichtmarke zum Ablesen auf der Skala ein Bild i2 eines Teiles der Zeigermarke 9 entsteht.In that from a pot-like lower part i and one with a segment-shaped one Scale window 2 provided cover 3 existing housing of the usual type is a built-in electrical measuring mechanism, which can only be rotated about an axis 4 Moving coil 6 carrying the measuring mechanism mirror 5 is indicated. In the case is also in the usual way a light source 7 and one from an illumination lens 8, a diaphragm-shaped pointer mark 9 and an objective lens io existing optical Arrangement installed so that over the measuring mechanism mirror 5 on a conical scale surface i i as a light mark for reading on the scale an image i2 of a part of the pointer mark 9 is created.

Der übrige Teil des von dem Meßwerkspiegel 5 zurückgeworfenen Lichtstrahlenbündels fällt nun auf eine aus zwei Fotoelementen i3', i4.' bestehende Anordnung. Dabei ist angenommen, daß der Nullpunkt am Skalenanfang liegt. Die beiden Fotozellen sind nun mit ihren dem Meßwerkspiegel5 zugewandten ebenen Auffangflächen in zwei parallelen Ebenen mit einem geringen Abstand hintereinander so angeordnet, daß sie sich in dem ganzen, der Skalenlänge entsprechenden Ausschlagbereich des von dem Meßwerkspiegel5 zurückgeworfenen Lichtstrahlenbündels überdecken. Dabei ist die Länge der Auffangflächen ein wenig größer als die Skalenlänge, und die beiden Auffangflächen sind so gegeneinander verschoben, daß das Fotoelement 13' allein belichtet wird, wenn die Lichtmarke 12 sich links von der gezeichneten, dem Nullpunkt entsprechenden Lage befindet. In der Ruhelage trifft dann das von dem Meßwerkspiegel5 zurückgeworfene Lichtstrahlenbündel zu gleichen Teilen die Fotozellen 13' und 14.The remaining part of the light beam reflected by the measuring mechanism mirror 5 now falls on one of two photo elements i3 ', i4'. existing arrangement. It is assumed that the zero point is at the start of the scale. The two photocells are now arranged with their flat collecting surfaces facing the measuring mechanism mirror5 in two parallel planes with a small spacing one behind the other so that they overlap in the entire deflection area of the light beam reflected by the measuring mechanism mirror5, corresponding to the length of the scale. The length of the collecting surfaces is a little larger than the length of the scale, and the two collecting surfaces are shifted against each other so that the photo element 13 ' is exposed only when the light mark 12 is to the left of the position drawn corresponding to the zero point. In the rest position, the light beam reflected by the measuring mechanism mirror 5 hits the photocells 13 ′ and 14 in equal parts.

Wenn der Nullpunkt z. B. in der Skalenmitte liegt, so genügt es, wenn man zumindest die Fotozelle 1q.' so weit verschiebt, daß die Überdeckung der Auffangflächen in der Mitte beginnt. Im übrigen sind die Auffangflächen bei der gezeichneten Anordnung vor dem störenden Licht der Raumbeleuchtung durch den undurchsichtigen Teil des Gehäusedeckels 3 geschützt.If the zero point z. B. is in the middle of the scale, it is sufficient if at least one photocell 1q. ' shifts so far that the coverage of the collecting areas starts in the middle. In addition, the collecting areas are in the arrangement shown from the disturbing light of the room lighting through the opaque part of the Housing cover 3 protected.

Zum selbsttätigen Rückführen des beweglichen Organs 6 in die Ruhelage ist eine Drucktaste 15 vorgesehen, die einen doppelpoligen Umschalter i6 betätigt, der an die Drehspule 6 angeschlossen ist. Die beiden Fotoelemente 13' und 14' sind an ihren inneren Enden in bezug auf die Polarität gegensinnig miteinander verbunden und im übrigen über einen mit einem Abgriffkontakt 17 versehenen Widerstand 18 geschlossen.To automatically return the movable member 6 to the rest position, a push button 15 is provided which actuates a double-pole changeover switch i6 which is connected to the moving coil 6. The two photo elements 13 ′ and 14 ′ are connected to one another in opposite directions with regard to polarity at their inner ends and are otherwise closed via a resistor 18 provided with a tap contact 17.

In der Ruhelage der Taste 15 ist die Drehspule 6 über die Klemmen i9, 2o an die nicht gezeichnete Meßschaltung angeschlossen. Drückt man nun die Taste 15 entgegen der Wirkung einer Feder 21, so nimmt der Umschalter 16 die gezeichnete Stellung ein. Dabei wird die einerseits an die miteinander verbundenen Enden der Fotoelemente und andererseits an den Abgriffkontakt 17 angeschlossene Drehspule von einem Strom durchflossen, der gewissermaßen der Differenz der von den Fotoelementen 13, 1q. erzeugten Spannungen entspricht. Dieser Differenzstrom hat eine solche Richtung, daß er bestrebt ist, die Drehspule in die dem Nullpunkt entsprechende Ruhelage zu bringen, und er fließt so lange, bis der die Fotoelemente treffende Teil des von dem Meßwerkspiegel 5 zurückgeworfenen Lichtstrahlenbündels, dessen anderer Teil die Lichtmarke 12 erzeugt, die beiden Fotoelemente i3', 14' gleich stark beleuchtet. Dabei kann die genaue Einstellung der Lichtmarke in die Nullage gegebenenfalls durch Verstellen des Abgriffkontaktes 17 nachgeregelt werden.In the rest position of the key 15, the moving coil 6 is connected via the terminals i9, 2o to the measuring circuit (not shown). If the button 15 is now pressed against the action of a spring 21, the switch 16 assumes the position shown. A current flows through the rotating coil connected on the one hand to the interconnected ends of the photo elements and on the other hand to the tap contact 17, which is to a certain extent the difference between the photo elements 13, 1q. generated voltages corresponds. This differential current has such a direction that it tries to bring the moving coil into the rest position corresponding to the zero point, and it flows until the part of the light beam that hits the photo elements of the measuring mechanism mirror 5, the other part of which generates the light mark 12 , the two photo elements i3 ', 14' are equally illuminated. The exact setting of the light mark in the zero position can be readjusted if necessary by adjusting the tapping contact 17 .

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement of the photo elements according to patent 856656, which are used in an electrical, a very low leveling force, for the automatic return of the movable organ to the rest position, whereby a part of the light beam reflected by the measuring mechanism mirror in the rest position on the two collecting surfaces of two over the entire deflection range of the Light beam of extending photo elements falls and the two photo elements can be connected to the measuring mechanism in a differential circuit by means of a switch preferably designed as a pushbutton, characterized in that the photo elements (i3 ', i4) are arranged in two parallel surfaces closely behind one another, partially overlapping one another that in the position corresponding to the rest position of the part of the light beam reflected by the measuring mechanism mirror (5) that hits the photo elements, the overlapping of the collecting surfaces of the photo elements begins.

2. Set up according to Claim i, characterized in that the preferably flat collecting surfaces of the both photo elements (i3 ', i4) have the same size and shape.

3. Arrangement according to Claim 2, characterized in that the two of a part of the measuring mechanism mirror (5) the reflected light beam hit the collecting surfaces of the photo elements (i3 ', i4) have a length corresponding to the entire circumference of the scale and are so dense have moved to the measuring mechanism mirror (5) that one of the position of the zero point in The shift of the photocells inside the measuring device housing corresponding to the center of the scale (i, 3) is possible.