DE936582C - Registrierendes elektrisches Messinstrument - Google Patents

Registrierendes elektrisches Messinstrument

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DE936582C
DE936582C DED9930A DED0009930A DE936582C DE 936582 C DE936582 C DE 936582C DE D9930 A DED9930 A DE D9930A DE D0009930 A DED0009930 A DE D0009930A DE 936582 C DE936582 C DE 936582C
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measuring instrument
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axis
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DED9930A
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Jean Dipl-Ing Dreyfus-Graf
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R13/00Arrangements for displaying electric variables or waveforms
    • G01R13/04Arrangements for displaying electric variables or waveforms for producing permanent records

Description

  • Registrierendes elektrisches Meßinstrument Man kennt dynamische Anzeigevorrichtungen, wie z. B. Amperemeter zur unmittelbaren Ablesung oder zum Registrieren, elektromechanische Oszillographen oder ähnliche Instrumente, die elektromagnetische oder andere Kräfte in mechanische Verschiebungen eines Zeigers verwandeln. Die Spitze eines solchen Zeigers kann über einer Strichteilung, genannt Skala, spielen (direkte Ablesung) oder aber Kurven auf einem schmiegsamen und beweglichen Streifen, wie es z. B. Papier ist, schreiben, und zwar mittels eines tintenartige Substanz benutzenden Verfahrens, auf elektrochemischem oder elektrothermischem Wege, durch Einritzen auf paraffiniertem oder geschwärztem Papier oder mittels eines anderen Verfahrens (registrierende Ablesung). Bei den bekannten Vorrichtungen, wie es die elektrischen Meßinstrumente mit einem beweglichen Teil oder die elektromechanischen. Oszillographen sind, ist der Zeiger an dem drehbar gelagerten Meßsystem befestigt und der Einwirkung einer Spiralfeder als Rückstellkraft unterworfen.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein registrierendes elektrisches Meßinstrument mit mindestens einem beweglich gelagerten Zeiger bzw. einer Schreibnadel. Aufgabe der Erfindung ist, die Lagerung der Nadel unter Verwendung einfacher und einfach herstellbarer mechanischer Hilfsmittel so auszubilden, daß sie unter Ausschluß störender Reibungskräfte und verzerrender Einwirkungen eine hohe Empfindlichkeit des Ausschlages gewährleistet. Dies wird.erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Lagerung der Nadel durch mindestens eine Blattfeder erfolgt, die durch parallele Sehlitze in an ihren Enden nn Verbindung stehende Federlamellen, unterteilt ist.
  • Die Zeichnungen stellen als Beispiel einige Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung dar.
  • Fig. i stellt eine Ansicht der Aufhängevorrichtung dar; Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Fig. i nach der Linie 4-4; Fig.3 ist eine schematische Darstellung der elastischen Verformungen der Blattfeder; ' Fig. 4 ist ein Schnitt durch die gleiche Blattfeder nach ihrer Knickung um die Linie 4-4; Fig. 5 stellt schematisch die elastischen Verformungen von zwei Blattfedern dar, die der Aufhängung und der Kupplung des Zeigers eines Oszillographen dienen; Fig.6 ist der Hauptschnitt durch einen Teil eines Oszillographen, der einen Zeiger enthält, der durch eine Blattfeder entsprechend Fig. 4 aufgehängt ist; Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 6; Fig. 8 ist eine Ansicht von vorn des in Fig. 7 dargestellten Instrumentes unter Weglassung einzelner Teile; Fig. 9 ist die Ansicht einer Blattfeder, wie sie in den Fig. 6 bis 8 zur Kupplung dient; Fig. io ist ein Schnitt durch die Fig. 9 nach der Linie B-B; Fisg. i i ist die Ansicht einer spinnenförmigen Blattfeder, wie sie in dem Instrument nach Fig. 6 bis 8 Verwendung findet; Fig. 12 ist die Ansicht einer Lamelle, wie sie in den Fig. 6 bis 8 enthalten ist; Fig. 13 ist ein Schnitt durch eine abweichende Ausführungsform des Zeigers nach Fig. 6 bis 8; Fig. 14 ist die Ansicht eines verzahnten Rades der Fig. 8; Fig. 15 ist der vergrößert gezeichnete Schnitt durch eine Düse in der Fig. 8; Fig. 16 und 17 stellen die Schaltungen für die elektrische Kompensation der mechanischen Resonanzerscheinungen des Zeigers der Fig. 6 bis 8 dar; Fig. i8 zeigt Kurven von Resonanzen, die sich gegenseitig kompensieren; Fig. i9 ist die Ansicht einer geteilten Blattfeder für die Aufhängung einer oszillierenden Welle; Fig. 2o ist ein Schnitt durch die Fig. r9 nach der Linie C-C; Fig. 21 und 22 sind Schnitte durch abgeänderte Ausführungsformen der Blattfedern nach der Fig. i9; Fig. 23 bis 25 sind drei schematische Ansichten eines mit zwei verschiedenen Schreibvorrichtungen ausgerüsteten Oszillographen mit einer Einrichtung zur diäskopischen Projektion; Fig. 26 zeigt in schematischer Form einen Oszillographen, wie er in der Fig. 6 in allen Einzelheiten dargestellt ist; Fig.27 zeigt ebenfalls in schematischer Form und zum Zweck des Vergleichs die Anordnung mehrerer Schreibvorrichtungen, die in Linie nebeneinanderliegen, wobei die einzelne Schreibvorrichtung nach einem anderen Prinzip aufgebaut ist, als es das in der Fig. 6 dargestellte ist; Fig.28 bis 34 stellen verschiedene Ansichten eines Oszillographen vom Typ der in der Fig. 27 schematisch gezeichneten Konstruktion dar; Fig.28 ist ein Schnitt durch diesen Oszillographen; Fig. 29 istein Schnitt durch die Fig. 28 nach der Linie A-A; Fig.3o zeigt die Kupplungsfeder gemäß der Fig. 28; Fig. 3 i ist ein Schnitt durch die Fig. 29 nach der Linie B-B; Fig. 32 ist eine Ansicht des Mittels zur Aufhängung der Schreibvorrichtung der-Fig. 28; Fig. 33 ist ein Schnitt durch die Fig. 31 nach der Linie C-C; Fig. 34 ist ein Schnitt durch die Fig. 31 nach der Linie D-D. , Entsprechend den Fig. i und 2 weist die geschlitzte Blattfeder zwei Befestigungspunkte i und :2 und einen Schwingungsmittelpunkt 3 auf, der sich auf der Oszillationsachse 4-4 befindet, die im nachfolgenden als »virtueller Drehzapfen« bezeichnet wird. Die Blattfeder- ist durch parallele, teils außenliegende, teils innenliegende Schlitze 5 bzw.6 in an ihren Enden in Verbindung stehende Federlamellen unterteilt, die senkrecht zu dem virtuellen Drehzapfen liegen.
  • Die Enden- der parallelen Lamellen sind durch kurze Traversen miteinander verbunden. Die Länge jeder Lamelle ist zweckmäßig mindestens dreimal so groß wie ihre Breite, die ihrerseits wieder mindestens dreimal größer sein soll als die Dicke der Lamelle.
  • Die Fig. J zeigt schematisch die elastischen Verformungen der Blattfeder, wenn deren Schwingungsmittelpunkt-3 durch eine Kraft 8 angeregt wird, die ein. statisches Moment in bezug auf diesen Punkt hat. Der Vorgang verläuft so, als wenn jede Lamelle zwei elementare virtuelle Drehzapfen 9 und io und einen starren Steg i i aufweisen würde und jeder Drehzapfen der Einwirkung einer Rückstellkraft ausgesetzt wäre.
  • Obgleich jede Lamelle im wesentlichen einer Deformation durch Biegungsbeanspruchung unterworfen ist, ergibt sich als Resultante aller dieser Elementarbiegungen eine Verdrehung des Zentrums 3 relativ zu den Befestigungspunkten i und 2.
  • Da die Schlitze und die Lamellen symmetrisch zu dem virtuellen Drehzapfen 4-4 angeordnet sind, befindet sich die Blattfeder im dynamischen Gleichgewicht bei allen Frequenzen der Kraft B. Die Eigenfrequenz jeder Lamelle gleicht der einer eingespannten Feder. Wenn man die Länge der Lamellen verkleinert und ihre Anzahl vergrößert, ist es möglich, die Eigenfrequenz und die resultierende Elastizität, unabhängig voneinander, zu verändern, was wiederum gestattet, alle unerwünschten Eigenfrequenzen der einzelnen Bauelemente auszuschalten.
  • Die so beschriebene Blattfeder ist aber noch mit einer Unvollkommenheit behaftet; die Steifigkeit des Drehzapfens ist groß in der Ebene der Blattfeder, aber klein in der Ebene, die senkrecht zu der Ebene der Blattfeder steht. Wenn sich zu der Umfangskraft 8 eine radiale Kraft hinzugesellt, kann der Drehzapfen 4-4 sich verformen.
  • Dieser Nachteil wird vermieden, wenn man die Blattfeder der Fig. i bis 3 entlang des virtuellen Drehzapfens 4-4 entsprechend der Fig.4 knickt. Auf diese Weise befinden sich die beiden Hälften der Blattfeder in zwei Ebenen, die sich längs der Achse des virtuellen Drehzapfens schneiden und die einen mit 15 bezeichneten Winkel bilden. Wenn dieser Winkel 9o° beträgt, ist die Steifigkeit des Drehzapfens 4-4 in bezug auf sonstige Richtungen gleich. Praktisch genügt es jedoch, diesen Winkel zwischen i5o und 9o° zu halten.
  • Die Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung die elastischen Verformungen der zwei Hälften 17 und 18 einer auf z2o° geknickten Blattfeder für den Fall, daß der Schwingungsmittelpunkt 3 durch eine Kraft 2o angeregt wird, die ihn um einen mit 2i bezeichneten Winkel verdreht.
  • Die Blattfeder kann z. B. aus Bronze oder aus Stahl gefertigt sein. Die Härtung wird nach dem Anbringen der Schlitze und nach der Knickung der Blattfeder vorgenommen.
  • Die Zahl der zu dem virtuellen Drehzapfen 4-4 senkrecht stehenden Schlitze kann z. B. zwischen zwei und hundert liegen.
  • Die Blattfeder der Fig. 4 kann zur Befestigung eines Zeigers 22 für einen Oszillographen, entsprechend der Fig.6 bis 8, dienen. Der Schwingungsmittelpunkt 3 und die Befestigungsstellen i und 2 sind in diesem Falle mit dem Zeiger 22 bzw. mit den starren Trägern 23 und 24 verbunden. Hierzu dienen Teile, die gegenüberliegende U-förmig angeordnete Flächen 25 und 26 bzw. 27 und 28 aufweisen.
  • Die Teile 27 und 28 werden gegen den starren Träger 23 mit Hilfe der Mutter 29, der Schraube 30 und der Schraubenfeder 31 gedrückt. Dieser Druck kann somit reguliert werden, indem man die Schraube 30 mehr oder weniger anzieht. Die Größe des Druckes hat maßgebenden Einfluß, da die der Befestigung dienende Blattfeder 17, 18 sich bei zu hohem Druck verformen könnte, während bei zu niedrigem Druck die Befestigungsstellen anfangen könnten nachzugeben.
  • Der Zeiger 22 ist mit der Antriebsachse 41 mit Hilfe der Kupplungsfeder 42, die in ihren Einzelheiten in den Fig. 9 und io dargestellt ist, verbunden. Diese Feder ist von äußeren Schlitzen 43 und von inneren Schlitzen 44 durchbrochen, die senkrecht zu der Schwingungsachse 45-45 stehen. Sie stellt somit ebenfalls einen virtuellen Drehzapfen im dynamischen Gleichgewicht dar. Diese Kupplungsfeder formt auf diese Weise die Translationsschwingungen der Achse 41 in Pendelschwingungen des Zeigers 22 um. Diese elastischen Verformungen sind schematisch in der Fig. 5 dargestellt. Die Verformung vollzieht sich ohne Spiel und ohne Abnutzung. Störende Resonanzen und dynamische Asymmetrien sind dabei vermieden. Die Teile der Kupplungsfeder, die die Befestigungspunkte 46 und 47 mit der Antriebszunge48 verbinden, sind verstärkt, z. B. indem man sie aus ihrer Ebene entsprechend 49 herausfaltet, zu dem Zwecke, um diesem Teil die notwendige Steifigkeit zu geben.
  • Die Antriebsachse 41 ist verbunden mit einer beweglichen Spule, die zwei Wicklungen 51 und 52 trägt, die aneinander anstoßend gewickelt sind. Diese Spule ist in dem Spalt eines permanenten Magneten 53 mit Hilfe einer Feder 54 mit einer Zentrierspinne (s. Fig. i i) und über vier geschlitzte Lamellen 55 (Fig. 12) befestigt. Die Zentrierspinne 54 ist mit drei auf einem Kreis liegenden.Schlitzen 57 versehen, die es gestatten, die Befestigungsschrauben 58 in ihnen zu verschieben und auf diese Weise die Federkonstante der Feder zu verändern. Jede der Lamellen 55 (Fig. 12) ist durchbrochen von zwei abgewinkelten Schlitzen 59 und 6o. Die Lamellen bestehen aus federndem Metall. Sie dienen sowohl der mechanischen Aufhängung der bewegliehen Spule als auch der Versorgung der beiden Wicklungen 51 und 52 mit elektrischem Strom. Auf diese Weise werden Verbindungen durch Drähte; die infolge der Schwingungen brechen könnten, vermieden. Die Zunge 48 der Kupplungsfeder ist mit Hilfe der Schraube 56 und der Mutter 56, in einen Aufnahmeschlitz 53 eingespannt. Der bewegliche Spulenkörper wird gegen die Antriebsachse 41 mit Hilfe des Rohres 57a und der Schraube 57 gepreßt. Die Achse 41 trägt an den beiden Enden Gewinde.
  • Die Zeigernadel 22 besteht aus mehreren teleskopartigen Rohren 61 und 62. Ihr Ende ist mit einer Spritzdüse 63 (Fig. 7) versehen. Das Profil einzelner Rohre kann elliptisch sein, wie es in der Fig. 13 dargestellt ist.
  • Der Teil 25, dessen eines Ende geschlitzt und mit einem Vorsprung versehen ist, der Ring 65 und die Mutter 66 gestatten es, den Schwingungsmittelpunkt der Kupplungsfeder 42 mit dem der Aufhängungsfeder 17 und 18 zu verbinden. Die Zeigernadel 6i, 62 kann in den Teil 25 hineingeschoben und dort durch Anziehen der Mutter 67, deren Durchmesser kleiner als der der Mutter 66 ist, fixiert werden. Mit Hilfe eines auf die Mutter 67 passenden Rohrschlüssels kann man die Nadel bi, 62 auswechseln, ohne die der Kupplung und der Aufhängung dienenden Federn zu lockern. Die hohl ausgeführte Nadel bi, 62 wird aus dem Vorratsbehälter 68 mit Tinte versorgt, und zwar mit Hilfe des Verbindungsstückes 69 aus Gummi, des starren Rohres 7o und des Gummischlauches 71.
  • Die Spritzdüse 63 wird wahlweise durch einen Draht 72 aus rostfreiem Stahl verschlossen. Hinter der Düse durchsetzt dieser Draht die elastische Verbindung 73, er wird in dem Rohr 74 geführt und endet an dem Druckknopf 75, der durch die Feder 76 in seiner Lage gehalten wird. Dieser Druckknopf 75 wird von dem Steuerungsteil 77, der den Motor für den Transport des Papiers 78 elektrisch ein- oder ausschaltet, gesteuert. Gleichzeitig gestattet dersebbe Steuerteil 77, mittels .des Rohres 79 eine Belüftungsöffnung 68" im Behälter 68 zu öffnen oder zu schließen.
  • Auf diese Weise löst die Betätigung des Steuerteiles 77 gleichzeitig drei Vorgänge aus: das Einschalten des Motors, des Öffnen der Düse und die Belüftung des Tintenbehälters. In der Ruhestellung (Fig. 7) sind sämtliche Öffnungen, durch welche die Tinte austreten oder austrocknen könnte, automatisch geschlossen.
  • Die gesamte Schreibvorrichtung des Oszillographen, bestehend aus dem Magneten 53 und der Düsennadel 61, 62, kann sich um die Winkel Si und 82 (Fig. 7) in der ringförmigen Lagerung 83 drehen. .Auf diese Weise kann der senkrechte Auflagerdruck der Nadel 61, 62 gegen die Führung 84 eingestellt werden. Diese Führung gestattet es, die Geradlinigkeit der Schwingungsanschläge zu verbessern und die Reibung, d. h. die Dämpfung, einzustellen. Eine Mikrometerschraube 85 erleichtert die Einstellung dieses Druckes.
  • Die Lagerung 83 kann sich relativ zu dem Tragarm 86 um die Achse der Schraube 87 um die Winkel 88 und 89 (Fig.6) drehen. Auf diese Weise kann der Nullpunkt verändert werden. Die Achse der Schraube 87 befindet sich genau in der Verlängerung des-virtuellen Drehzapfens der Aufhängungsfeder.
  • Der Tragärm 86 kann in der Nut 9o des starren Rahmens des Oszillographen verstellt werden. Auf diese Weise kann die Düse 63 von dem Registrierpapier 92 entfernt oder an dasselbe herangeführt werden, was wiederum gestattet, den axialen Druck dieser Nadel zu regulieren. Eine Mikrometerschraube 93 gestattet, diese Einstellung vorzunehmen.
  • Die Ebene ioi des Papiers Zwischen den Papierführungsrollen r07 und ro8 bildet mit der Achse der Nadel einen bestimmten Winkel roo. Die Verformung des Schreibstreifens 92 in Umfangsrichtung ist eine Funktion des Cosinus dieses Winkels roo. Sie ist für gewöhnlich vernachlässigbar, solange dieser Winkel zwischen 9o und 6o° beträgt. Zweckmäßigerweise wählt man einen Winkel, der zwischen 82 und 7¢° liegt.
  • Damit der Druck der Düse 63 gegen das Papier 92 konstant bleibt, wird dieses durch die Führungen 103 und 104 derart gebogen, daß seine Krümmung sich .genau dem von der Spitze der Nade161, 62 durchlaufenen Bogen anschließt. Die gekrümmte Führung 103 befindet sich von der Spitze der Nadel 61, "62 in einem Abstand von 3 bis 12 mm. Die Führung 104 befindet sich in einer Entfernung von 4 bis 2o mm. Auf diese Weise ist der Druck der Nadel gegen das Papier, das gleichzeitig elastisch und geführt ist, vernachlässigbar oder wenigstens genügend konstant. Die Führungen liegen vorzugsweise in einer solchen Lage zu dem urideformierten Papierstreifen, daß der Streifen eine mittlere Sehne des Führungsbogens darstellt.
  • Die geradlinige Führung 84 ist mit der gebogenen Führung ro3 verbunden. Alle diese Führungen sind auf einem U-förmigen Träger ro5 befestigt, dessen Lage mit Hilfe einer Schraube roh eingestellt werden kann.
  • Die Verformung des Papierstreifens 92 durch die Führungen 103 und 104 muß symmetrisch zur nicht.deformierten Achse roi sein, in der Weise, daß alle Längsfasern des Papiers der gleichen Spannung ausgesetzt sind. Ist das nicht der Fall, so entstehen Wellungen des Papiers, die die Regelmäßigkeit der Registrierungen beeinträchtigen.
  • Wenn mehrere Nadeln in der gleichen Ebene auf dem gleichen Papier schreiben sollen, können die Führungen für das Papier aus aneinandergereihten Krümmungen bestehen, vorausgesetzt, daß die Deformationen in der Längsrichtung symmetrisch bleiben.
  • Die Rolle ro8, welche sich gegen die infolge der Tinte noch feuchte Oberfläche des Papiers stützt, besteht aus verzahnten Scheiben ro9 (Fig.14), die zwischen Distanzstücken i i o (Fig. 8) eingesetzt sind. Diese Scheiben können aus einem Bronzeblech von o, i bis 0,3 mm Dicke herausgeschnitten werden. Auf diese Weise bleiben die Schreibstreifen uriverwischt, obwohl die Tinte noch nicht trocken ist.
  • Der Behälter 68 für die Tinte befindet sich oberhalb und vor der Spitze der Nadel 61, 62. Andererseits befindet sich die Auslauföffnung i i i in der Diagonale gegenüber der Belüftungsöffnung. Auf diese Weise fließt die Tinte aus dem Behälter immer der Nadel zu in sämtlichen drei verschiedenen Stellungen, die das Instrument einnehmen kann und die gegeneinander um 9o° verdreht sind.
  • Der Behälter 68 ist abnehmbar. Dieses gestattet, den Oszillographen unter einen diaskopischen Projektionsapparat zu stellen, ohne daß der Behälter dessen Funktion stört.
  • Wie in der Fig. 15 gezeigt, kann die Spritzdüse auf den äußersten Rohrstummel 115 der Nadel aufgesetzt sein. Sie besteht aus einem konischen Körper 116 in den eine konische Spitze 117 aus hartem Material, wie z. B. Saphir, Rubin, Hartmetall od. dgl., einsgesetzt ist. Der Draht 72 au,s: rostfreiem Stahl .gestattet, nach Wunsch die Öffnung der Düse zu verschließen.
  • Die Nadel und der Düsenkörper sind zweckmäßigerweise aus nicht korrodierendem Leichtmetall hergestellt. Um jegliche Korrosion oder elektrochemische: Einwirkung auszuschalten, soll die Tinte im Behälter 68 zweckmäßigerweise neutral sein (pH-Wert ungefähr gleich 7). Andererseits ist sie zwcckmäßigerweise undurchsichtig, soll aber die Nadel nicht verschmutzen. Es ist daher zweckmäßig, eine Tinte von brauner Farbe zu verwenden, die durch Beimischung von Ruß zu roter Tinte gewonnen wird.
  • Der Verschlußdraht 72 soll aus einem Material bestehen, das demjenigen der Nadel elektrochemisch nahe verwandt ist, z. B. aus nichtrostendem Stahl, wenn die Düsennadel aus einer Aluminiumlegierung besteht. Um jeglichen elektrolytischen Effekt zu vermeiden, kann der Draht 72 emailliert oder lackiert sein. Wie in dem Schaltschema der Fig. 16 dargestellt ist, kann ein elektrischer Stromkreis die mechanische Resonanz der beweglichen Schreibvorrichtung der Fig.6 kompensieren. Diese Vorrichtung stellt ein System, bestehend aus einer Masse M, einer Elastizität E und einer Reibu ngsdämpfung D dar, welch letztere als Funktion des Druckes der Nadel gegen das Papier und gegen die Schwingungsführung 84 variabel ist. Der Koeffizient der mechanischen Resonanz ist wo F die Resonanzfrequenz ist. Er kann zwischen 2 und 6 liegen. Der elektrische Widerstand der zwei in, Serie -liegenden Wicklungen 51 und 52 ist R (Ohm).
  • In Serie zu diesem Widerstand wird: eine Impedanz, bestehend aus der Induktivität Lp (Henry), dem Widerstand Rp (Ohm) und der Kapazität Cp (Farad) geschaltet.
  • Die induktive Reaktanz (Blindwiderstand) 6,3 - F - L wird in derselben Größenordnung wie der Widerstand R der beweglichen Spule gewählt. Der Koeffizient der elektrischen Resonanz dieser parallel geschalteten Impedanz wird in derselben Größenordnung wie der mechanische Koeffizient Q, gewählt.
  • Wenn der innere Widerstand Rg des elektrischen Schwingungsgenerators von der gleichen Größenordnung ist wie der Widerstand R, kann die beschriebene parallel geschaltete Impedanz die mechanische Resonanz kompensieren. Wie .aus der graphischen Darstellung der Fig. 18 hervorgeht, wird die Kurve der mechanischen Resonanz 121 durch die Kurve der elektrischen Resonanz 122 bis zur Erreichung der Resonanzfrequenz kompensiert.
  • Wenn der innere Widerstand Rg wesentlich kleiner ist als R, kann man parallel zu dem Widerstand R einen Serienresonanzkreis schalten, bestehend aus der Induktivität L, (Henry), dem Widerstand R, (Ohm) und der Kapazität C, (Farad). Die induktive Reaktanz 6,3 - F - L, wird von der gleichen Größenordnung wie ein Viertel des Widerstandes R gewählt. Sein Resonanzkoeffizient Q, wird in der gleichen Größenordnung gewählt wie der Koeffizient Q..
  • Wenn die beiden Wicklungen 51 und 52 der beweglichen Spule in Gegentakt-Schaltung miteinander verbunden sind, kann man die Impedanz in zwei symmetrische Hälften unterteilen, wie es in der Fig. 17 dargestellt ist. Die Widerstände Rp, RS und Ra können veränderbar sein, um die Kompensierung den verschiedenen mechanischen Dämpfungen anpassen zu können.
  • Entsprechend den Fig. 19 und 2o kann eine geschlitzte und geknickte Blattfeder als Aufhängung des beweglichen Teiles eines Galvanometers, z. B. nach dem System Darsonval, dienen. Sie ist in zwei Hälften 131 und 132 unterteilt, die symmetrisch zu einer Achse 133-133 die senkrecht zu der Achse 134-134 des virtuellen Zapfens steht, angeordnet sind. In diesem Falle sind die Drehpunkte 135 und 136 durch einen steifen Arm 137 verbunden, der als Träger für den beweglichen Teil und für die Zeigernadel 138 dienen kann. Die Befestigungspunkte der Blattfedern sind 139 und 140. Der Winkel 141 zwischen den beiden durch die Knickung gebildeten Ebenen beträgt zweckmäßigerweise 9o°. V-förmige Schlitze sind in die beiden Enden des Armes 137 eingearbeitet.
  • Um die Steifigkeit des virtuellen Drehzapfens zu erhöhen, kann man, entsprechend der Fig.21, kreuzweise vier geschlitzte Lamellen anbringen, oder, entsprechend der Fig.22, sternförmig drei Flächen, die je aus einer Halblamelle bestehen.
  • Falls Schreibvorrichtungen mit verschiedenen Charakteristiken auf dem gleichen Blatt Papier schreiben sollen, kann man sie entsprechend den Bezugszeichen 151 und 152 in der F ig. 24 anordnen. Da die Länge der Nadeln 153 und 154 verschieden ist, können diese Schreibvorrichtungen in bezug auf das Schreibpapier 155 hintereinander angeordnet werden. Damit ergibt sich eine Platzersparnis.
  • Zusätzlich zeigen die Fig. 23 bis 25 eine optische Vorrichtung, welche die diaskopische Projektion der graphischen Darstellung 156 auf einen Schirm gestattet. Das Papier 155 ist durchsichtig, die Tinte dagegen undurchsichtig. Eine Lichtquelle 157 und ein Kondensator 158 sind im Innern der Vorrichtung 159 hinter dem durchsichtigen Papier 155 angeordnet. Ein Objektiv 16o befindet sich vor der Vorrichtung 159. Das Objekt kann mit Hilfe von Scharnieren 161 gelagert sein, wodurch man gegebenenfalls das Objektiv vom Papier wegklappen kann und die direkte Betrachtung des Diagramms ermöglicht wird.
  • Die Ringe 83, und 83b in Fig. 6, welche die Aufhängung 83 tragen, bestehen aus elektrisch nicht leitendem Material, wie z. B. einem Kunststoff. Der Magnet 53 und sein Kern sind elektrisch von der Erde isoliert.
  • Gemäß Fig.7 schwingt die Nadel 22 in einer horizontalen Ebene, während die Ebene 1o1 des Papiers und die vordere Deckplatte 171 mit der Horizontalen einen Winkel Zoo bilden, der zwischen 9o und 6o° liegt. Dieses bietet verschiedene Vorteile: Man kann in der horizontalen Ebene stufenförmig mehrere Schreibvorrichtungen anordnen, deren Nadeln verschiedene Längen haben und deren Träger in der gleichen Nut 9o gleiten können; die Trotte fließt gleichmäßig in. alle Nadeln; die Ablesung der Diagramme wird erleichtert.
  • Für jede Schreibvorrichtung kann man einen elektrischen Schalter vorsehen, der es gestattet, die bewegliche Spule entweder mit einer zu messenden Spannung oder mit einer Wechselstromquelle in Verbindung zu setzen, die den Motor für den Transport des Papiers speist, letzteres, um eine Zeitmarkierung zu bekommen.
  • In den ersten Ausführungsformen der Erfindung diente die als Drehzapfen wirkende geschlitzte. Feder der Umwandlung der Translationsschwingungen einer beweglichen Spule in Drehschwingungen der Spitze einer Nadel. Die Richtung der Translationsschwingungen war senkrecht zu der Achse der Zeigernadel in der Ruhestellung.
  • Eine solche Anordnung ist schematisch in der Fig. 26 dargestellt, die eine Meßvorrichtung 3o1 zeigt, bei der die Richtung 3o2 der Schwingungen der beweglichen Spule senkrecht zu -der Achse 303 der Nadel in der Ruhelage steht.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit in einer Gruppe angeordneten Schreibvorrichtungen, die' in der Fig. 27 dargestellt sind, ist die Richtung 3o5 der Translationsschwingungen der Spule der Meßvorrichtüng 3o6 parallel zur Achse 307 der Nadel 3o8 in der Ruhelage. Auf diese Weise wird der mit 3ö9 bezeichnete Platzbedarf der Schreibvorrichtung in der Breite (s. Fig.26) auf den mit 31o bezeichneten Wert reduziert.
  • Aus diesem Grunde wird es möglich, eine große Anzahl von Schreibvorrichtungen, wie sie mit 3o6 und 3M bis 313 bezeichnet sind, nebeneinander ohne übertriebenen Platzbedarf anzuordnen.
  • Die Fig.28 bis 34 zeigen weitere Konstruktionen mit verschiedenen Verbesserungen des Erfindungsgegenstandes. ' Die .geschlitzte Blattfeder, ,die als Drehzapfen mit der Achse 32o dient, ist in zwei Hälften 32,1 und 32:2 unterteilt, die symmetrisch zu der Achse 323 der Nadel in der Ruhelage angeordnet .sind (Fig: 28 und 29). Die beiden Hälften 321 und 322 werden mechanisch durch das Verbindungsstück 324 -zusammengehalten.
  • Es ist zu beachten, daß die Verlängerungen der zueinander rechtwinklig stehenden Achsen der Hilfszapfen 346 und 348 sich in dem Symmetriezentrum des. virtuellen Drehzapfens 321, 322 sChneiden, und zwar auf dem Verbindungsstück 324, welches ein U-Profil in der Ebene der Fig.29 und ein T-Profil in der Ebene der Fig. 31 hat. Das Teil 324 wird von einer.Bohrung 325 durchsetzt, deren Achse parallel zu den. Schenkeln des U liegt und in welche das Ende der Nadel 326 eingeschraubt werden kann. Der mittlere Balken des T verbindet die Kupplungsfeder 327 mit der Drehzapfen-Feder 321, 322. Während die bewegliche Spule 33o Translationsschwingungen entsprechend dem Pfeil 328 (Fig. 33) ausführt, vollführt die Nadel 3:26 Drehschwingungen mit vergrößerten Anschlägen. Die Hälften 321 und 322 der Drehzapfen-Feder können um einen Winkel 329 zueinander geknickt sein, der z. B. zwischen z2 o und 9o° liegt, um die Steifigkeit dieses virtuellen Drehzapfens mit der Achse 320 sicherzustellen. Jeder der seitlichen Arme; wie z. B: 33.1 des T-förmigen Stückes 324 ist schräg abgeschni,tten (Fig. 33) und ermöglicht so die Einspannung einer Hälfte der Drehzapfen-Feder, z. B. 324 mit Hilfe eines Ringes 332, der ebenfalls schräg abgeschnitten ist, und einer Schraube 333.I, Der Teil 334 jeder Hälfte 322 der Drehzapfen-Feder ist mit der Grundplatte 335, mit Hilfe einer Säule 336, eines schräg geschnittenen Ringes 337, einer Schraube 338 und einer Schraubenfeder 339 verbunden (Fig. 34).
  • Beim Ausführen von Schwingungen, wie der mit Pfeilen versehene Bogen in Fig. 28 andeutet, reibt sich die Nadel 326 leicht am Zylinder 342. Der Teil der Nadel, der in reibender Berührung mit dem Zylinder steht, ist durch einen Ring 343 geschützt. .Die Materialien für den Führungszylinder 342 und für den Schätzring 343 werden so gewählt, daß der Reibungskoeffizient ein Minimum wird. So -ist z. B. der Führungszylinder 342 aus poliertem Stahl oder aus Glas und der Ring 343 aus Messing oder aus polierter Bronze.
  • Der Druck der Nadel 326 gegen die Führung 342 kann genau einreguliert werden mit Hilfe der Mikrometerschraube 344, die in die Zähne der Grundplatte 335 eingreift, welche mittels des Zapfens 346 drehbar mit der Aufhängevorrichtung verbunden ist.
  • Die Aufhängevorrichtung 345 ist drehbar um den Zapfen 348 mit dem Träger 347 verbunden. -Der Zapfen 348 bildet die Verlängerung des virtuellen Drehzapfens mit der Achse 32o und gestattet auf diese Weise die Nullage der Nadel 3:26 zwischen den äußeren Enden des Pfeiles 341 einzuregeln. Die Schraube 349 (Fig. 32), die in der kreisbogenförmigen Nut 35, gleitet, gestattet es, die Aufhängevorrichtung 3.45 in der gewünschten Lage feshzulegen.
  • Die-,Krümmung des Registrierpapiers 352 entsprechend der von der Spitze der Nadel 326 durchlaufenen Bahn wird durch- die bogenförmigen Führungsstücke 353 und 354 sichergestellt. Das Führungsstück 354 dient gleichzeitig als Stütze für den Führungszylinder 342.
  • Die Nadel 326 ist hohl. Sie enthält einen Draht aus Metall mit der Achse 355. Dieser Draht dient zum Schließen und zum Öffnen der Nadelspitze. Dieser Draht ist in einer gekrümmten Hülse 356 geführt und wird durch den Druckknopf 357 betätigt. Die in dem Behälter 358 befindliche Tinte fließt durch das Rohr 359 der hohlen Nadel 326 zu.
  • Im Falle, daß mehrere Schreibvorrichtungen verwendet werden (siehe Fig. 27), bilden die bogenförmigen Führungen 361 und 362 für das Registrierpapier 323 eine Folge von Kreisbogen. Es sind davon ebenso viele vorgesehen wie Nadeln 308 und 364 bis 366 vorhanden sind.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: z. Registrierendes elektrisches-Me#ßinstrument mit mindestens einem beweglich gelagerten Zeiger bzw. einer Schreibnadel, dadurch gekennzeichnet, daß die- Lagerung der Nadel durch mindestens eine Blattfeder erfolgt, -die durch parallele Schlitze in an ihren Enden in Verbindung stehende Federlamellen unterteilt ist.
  2. 2. Meßinstrument nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet;. daß die Lamellen von nahezu gleicher Länge sind, daß der Befestigungspunkt der Nadel und die festen Punkte der gelenkigen Aufhängung in der Schwingungsachse der ganzen geschlitzten Blattfeder liegen, und daß die die Lamellen in Längsrichtung begrenzenden Schlitze senkrecht zur Schwingungsachse stehen. ' 3. Meßinstrument nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge jeder von zwei Schlitzen begrenzten Lamelle mindestens dreimal so groß ist wie ihre Breite und daß ihre Breite mindestens dreimal so groß ist wie ihre Dicke. 4. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lamellen bildende Blattfeder symmetrisch zur Schwingungsachse angeordnet ist. 5. Meßinstrument nach einem derAnsprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder in oder nahe der Schwingungsachse geknickt ist. 6. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder mittels elastischer Befestigungsglieder am Rahmen befestigt ist. 7. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel mit dem Meßsystem durch eine lamellierte Blattfeder gekoppelt ist, die analog nach dem Prinzip der gelenkigen Nadellagerung ausgebildet ist. B. Meßinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsblattfeder mit dem Meßinstrument einstellbar verbunden ist. g. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem mit Hilfe von drei an ihrem Umfang mit Schlitzen versehenen Lamellen am Rahmen aufgehängt ist. io. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel eine auswechselbare Spritzdüse trägt. i i. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Hohlnadel durch einen in ihrem Innern beweglichen Draht verschließbar ist, dessen Verschiebungen gegebenenfalls durch ein Organ gesteuert werden, das durch ein elektrische Kontakte betätigendes Steuerorgan beeinflußt wird. i2. Meßinstrument nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Nadel aus einem Behälter mit Tinte gespeist wird, in welchem eine Lüftungsöffnung vorgesehen ist, die durch das elektrische Kontakte steuernde Organ (75) verschließbar ist. 13. Meßinstrument nach einem der Ansprüche i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenbehälter oberhalb und vor der Schreibspitze der Nadel angebracht sind. 14. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungsblattfeder an einem beweglichen Träger (345) angebracht ist, der um eine Achse (B-B) drehbar ist, welche in der Achse (4-4) der Lagerungsblattfeder liegt. 15. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der die Nadel aufnehmende Träger (345) derart beweglich ausgebildet ist, daß die Nadel in einer Ebene senkrecht zu ihrer Schwingungsebene drehbar ist. 16. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen ein Führungsglied (3q.2) für die Nadel trägt, das eine zur Schwingungsebene der Nadel parallele Fläche hat. 17. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Registrierung verwendete Papierstreifen zwischen zwei gebogenen Führungen hindurchläuft, deren eine konkav und deren andere konvex ist. 18. Meßinstrument nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibnadel gegen den Papierstreifen einen Anstellwinkel von go bis 6o° aufweist. ig. Meßinstrument nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen in einer solchen Lage zum undeformierten Papierstreifen liegen, daß der Streifen eine mittlere Sehne des Führungsbogens darstellt. 2o. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis ig, gekennzeichnet durch eine Führungsrolle für das Papier, die aus auf einer Achse im Abstand voneinander angeordneten dünnen Scheiben besteht, deren Rand vorzugsweise gezahnt ist. 21. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Resonanz des Meßsystems bei einer Frequenz (F) durch einen parallel zu dem Widerstand (R) (Ohm) des Meßsystems liegenden elektrischen Serien-Resonanzkreis kompensiert wird, indem diesem Stromkreis eine solche Induktivität (L,) (Henry) gegeben wird, daß seine Reaktanz (6,3 - F - LS) von der gleichen Größenordnung wie der Widerstand (R) ist, und dieser Stromkreis ferner einen Kondensator (C,) (Farad) und einen Widerstand (Rs) von solcher Größe enthält, daß der Koeffizient der elektrischen Resonanz (Q,) von derselben Größenordnung wie der Koeffizient der mechanischen Resonanz (Q,") ist. 22. Meßinstrument nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit dem elektrischen Widerstand (R) ein Resonanzkreis liegt, der aus Widerständen (R, und Ra), aus einer Induktivität (Lp) sowie einem Kondensator (C.) besteht und so bemessen ist, daß seine Reaktanz (6,3 - F - L.) von derselben Größenordnung ist wie ein Viertel des Widerstandes (R). 23. Meßinstrument nach den Ansprüchen i bis 22, dadurch gEkennzeichnet, daß mehrere Schreibnadeln vorgesehen sind, deren Spitzen auf einer Geraden liegen, während die Längen der Nadeln verschieden und die Antriebssysteme entsprechend stufenförmig versetzt angeordnet sind. 24. Meßinstrument nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Nadel undurchsichtige Striche auf durchsichtiges Papier schreibt und eine Projektionsvorrichtung vorgesehen ist, die das aufgezeichnete Diagramm auf einen Schirm projiziert. 25. Meßinstrument nach den Ansprüchen z bis 6, dadurch gekennzeichnet, daB die Richtung der Translationsschwingungen des Meßsysteins (33o) im wesentlichen- parallel zur Achse der Nadel in ihrer Ruhelage verläuft. 26. Meßinstrument nach den Ansprüchen z bis 6 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstellen der Blattfedern (32z, 322) auf einem Träger (335) angebracht sind, der mit einem weiteren Träger (345) verbunden ist, welcher zwei Hilfszapfen (346 und 348) aufweist, deren verlängerte Achsen sich unter einem rechten Winkel im Symmetriezentrum der Blattfedern schneiden.
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