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Präzisions- und Analysenwaage mit vollautomatischer vierstelliger
Anzeige
Die Entwicklung im Feinwaagenbau geht in die Richtung der bequemen, sicheren
und schnelleren Handhabung von Präzisions- und Analysenwaagen.
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Ein Mittel hierzu ist unter anderem der Fortfall des Aufsetzens der
Gewichte von Hand aus einem besonderen Gewichtssatz mit der leicht zu Fehlern führenden
Addition der aufgelegten verschieden großen Gewichte, insbesondere der kleinen Bruchgrammgewichte.
Die verschiedenen Gewichtsauflagevorrichtungen, die bei geschlossenem Gehäuse von
außen zu bedienen sind, haben immer noch den Mangel, eine gewisse Einstellarbeit
zu verlangen. Diesem Mangel helfen die automatischen Anzeigevorrichtungen ab, bei
denen eine am Zeiger befestigte, als Diapositiv ausgebildete Mikroskala über ein
optisches Linsensystem, das in der Hauptsache aus der Lichtquelle, dem Kondensor
und einem Objektiv besteht, vergrößert auf eine Mattscheibe abgebildet wird und
so die Ausschläge des Zeigers sichtbar macht. Diese Mikroskala ist bei der doppelschaligen
Analysen- und Feinwaage meist vom Nullpunkt aus nach rechts und links in je 100
Teile und bei den einschaligen Analysen-bzw. Feinwaagen von dem am Ende der Skala
befindlichen Nullpunkt aus in 100 Teile geteilt. Bei den üblichen Analysenwaagen
mit 200 g Höchstlast
umfaßt die Skala somit entweder einen Bereich
von o bis IO mg mit t/ro-mg-Teilung-oder von o bis IOQ mg mit I-mg-Teilung. Unter
Zuhilfenahme einer Noniusablesung bei der Waage, deren Skala bis IOO mg reicht,
kann so von O,I zu O,I mg ohne Gewichtsauflage automatisch bis - zu IO bzw.
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Ioo mg gewogen und abgelesen werden. Die automatische Anzeige läßt
also eine Ablesung von drei Dezimalen zu.
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Ein Ziel der Erfindung ist es nun, diesen automatischen Wägebereich
durch Verfeinerung der Ablesung des Zeigerausschlags um eine Dezimale -zu erweitern,
so daß er- vier Dezimalen umfaßt. Es läßt sich dann beispielsweise von t/ro mg bis
999,9 mg automatisch ohne Verwendung von Gewichten wiegen. Es brauchen dadurch erst
ab 1 g Gewichte benutzt zu werden, die entweder von Hand oder durch Auflagevorrichtungen
aufgebracht werden können, wodurch eine wesentliche Vereinfachung der Handhabung
der Waage erreicht ist.
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Das Naheliegendste wäre, zu diesem Zweck die Skala zu vergrößern,
demgemäß mit einem größeren Neigungswinkel zu arbeiten und auf der Mikroskala vom
Nullstrich aus je IOOO Einheiten unterzubringen. Dieser Weg ist aber nicht gangbar,
weil bei größeren Winkelausschlägen der Fehler der Anzeige ein Mehrfaches der kleinsten
Teilungseinheit beträgt, so daß zu-seinem Ausgleich eine ungleichmäßig geteilte
Skala erforderlich wird. Dies macht aber das Arbeiten mit einem Nonius unmöglich.
Außerdem können Analysen- und Feinstwaagen mit ihren notwendig ebenen Lagerstellen
keine großen Winkelausschläge vertragen, soll die Genauigkeit und Beständigkeit
der Anzeige nicht leiden.-Eine Verringerung der Teilungsabstände ist ebenfalls nicht
möglich. Die Länge der heute verwendeten Mikroskalen beträgt nämlich etwa 7 bis
IO mm für je IOO Skalenteile. Wenn sich auch auf solch kleiner Skalenlänge trotz
gewisser Schwierigkeiten noch IOOO Skalenteile unterbringen lassen, so muß doch
in Kauf genommen werden, daß die Striche und Zahlen unscharfe Ränder aufweisen,
leicht durch Mikrostaub unsauber erscheinen und somit ein schlechtes Bild auf der
Mattscheibe ergeben. Überdies genügt es nicht, die bisherige Skalenlänge beizubehalten,
sofern die Zeigerlänge nicht vergrößert werden kann, denn der Winkelfehler tritt
zwar bei der bisherigen verhältnismäßig groben Teilung in IOO Skalenteile nicht
in Erscheinung, wird aber bei einer Einteilung in 1000 Teile mehrere Skalenteile
betragen. Es ist also notwendig, die bisher schon verhältnismäßig kleinen Winkelausschläge
der Waage unter den bisher üblichen Wert zu reduzieren, wenn der Winkelfehler nicht
mehr als ein Drittel bis ein Viertel eines Skalenteiles bei In 000 Skaleneinheiten
betragen soll.
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Die aufgezeigten Schwierigkeiten lassen sich erfindungsgemäß dadurch
vermeiden, daß bei an sich bekannter Verwendung eines auf der Mattscheibe angeordneten
Transversalmaßstabes dieser zur Erhöhung des automatischen Wägebereiches auf vier
Dezimalen als aus zehn Einzelmaßstäben mit Um je t/lo Teilungsintervall gegeneinander
versetzter Teilungen bestehender hundertteiliger Vergleichsmaßstab ausgebildet ist,
den jeweils nur ein Teilstrich der Mikroskala bestreicht. Bei Meßgeräten allgemeiner
Art mit projizierten Skalen sind zwar Transversalmaßstäbe auf der Mattscheibe bekannt.
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Diese sind jedoch nur zehnteilig.
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Der zu der notwendigen und durch die Erfindung ermöglichten Ausschaltung
des Winkelfehlers erforderliche kleinere Ausschlag des Waagebalkens wirkt sich sehr
vorteilhaft aus. Es ist hierdurch möglich, den Schwerpunkt tiefer als üblich zu
legen, wodurch die Waage schneller einspielt und beständiger in der Anzeige wird,
so daß damit eine größere Wägegenauigkeit erzielt werden kann.
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Außerdem tritt durch die kleinere Winkelbewegung eine geringere Abnutzung
der Schneiden ein, so daß die Waage geschont wird und ihre hohe Anfangsgenauigkeit
länger als üblich beibehält.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung
ist Fig. I eine schematische Darstellung - des Strahlenganges in einer Analysen-
oder Feinwaage gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein stark vergrößerter Ausschnitt aus
der Mikroskala, Fig. 3 ein Ausschnitt aus der Mattscheibe, der den Iooteiligen Vergleichsmaßstab
zeigt, Fig. 4 und 5 zwei Ausführungsbeispiele für die Mattscheibe einer Analysen-
bzw. Feinwaage, Fig. 6 und 7 vergrößerte Ausschnitte aus der Mattscheibe.
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Fig. I zeigt den an sich bekannten Strahlengang in der Projektionseinrichtung
einer Analysen- oder Feinwaage gemäß der Erfindung. Die Iooteilige Mikroskala I,
von der ein Ausschnitt in Fig. 2 abgebildet ist, wird über ein optisches System
mit Lichtquelle 2, Kondensor 3, Objektiv 4 und Umlenkspiegel bzw. Prisma 5 und 6
in entsprechender Vergrößerung auf die in Fig. I im Ausschnitt dargestellte, besonders
ausgebildete Mattscheibe 7 projiziert. Diese trägt den ortsfesten Vergleichsmaßstab
8 nach Art eines Transversalmaßstabes, der aus zehn um je t/o Teilintervall in senkrechter.
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Richtung gegeneinander versetzten senkrechten Einzelmaßstäben besteht.
Der erste dieser Maßstäbe besitzt zehn Teilintervalle, die übrigen je neun, die
alle einander gleich sind. Die Teilstriche des ersten Einzelmaßstabes und die nebeneinanderliegenden
Einzelmaßstäbe sind in senkrechter und waagerechter Richtung mit den Ziffern o bis
g beschriftet. Diese Ziffern sind beispielsweise ebenso wie die Teilstriche transparent
ausgeführt, während die übrigen Teile der Mattscheibe mit Ausnahme eines vertikalen
Fensters g links neben dem Maßstab (Fig. 4 und 5) schwarz abgedeckt sind.
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Durch die dargestellte Spiegelanordnung läßt sich erreichen, daß
die horizontal schwingende, am Zeiger befestigte Mikroskala I um go0 gedreht auf
die Mattscheibe 7 projiziert wird. Der jeweils in
den Bereich des
Vergleichsmaßstabes fallende Teilstrich 10 der Mikroskala I wandert so mit zunehmendem
Gewicht auf der Mattscheibe von oben nach unten, so daß sein Zusammenfallen mit
dem entsprechenden Teilstrich des von den Einzelmaßstäben gebildeten ooteiligen
Vergleichsmaßstabes festgestellt werden kann (s. Fig. 4 und 5).
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Durch eine einfache Einrichtung läßt sich die Ablesung des Leuchtbildes
mit der Milligrammanzeige aufderr;lattscheibe sowie gleichfalls einer mechanischen
Gewichtsauflagevorrichtung vereinigen. Zu diesem Zweck-ist jeder Teilstrich IO der
Mikroskala I- mit einer durchsichtig ausgeführten Zahl in versehen (Fig. 2) welche
die entsprechenden Milligrammzehner und -hunderter angibt.
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Diese Zahlen erscheinen in dem vertikalen Aus- -schnitt g der Mattscheibe
7 (Fig. 4 und 5) und wandern mit dem Teilstrich nach unten. Damit nun nicht alle
Ziffern der vertikalen, die Milligrammeiner angebenden Zifferureihe des Vergleichsmaßstabes
gleichzeitig erscheinen, ist die Mikroskala I mit rechteckigen, transparenten Aussparungen
12 versehen (Fig. 2). Jedem Teilstrich IO ist eine solche Aussparung 12 zugeordnet.
Ihre Länge ist so gewählt, daß nur die jeweils.geltende Ziffer der senkrechten Ziffernreihe
auf der Mattscheibe ganz sichtbar wird (s. Fig. 4, 5, 6 und 7). Dadurch wird erreicht,
daß in den Grenzstellungerr der ersten Dezimale bei der Stellung Null die neue untere
Ziffer schon völl sichtbar wird (Fig. 6), während die alte obere Ziffer bereits
teilweise verschwunden ist, und daß bei den Grenzstellungen, bei denen die vierte
Dezimale den Wert 9 hat, die alte obere Ziffer noch voll sichtbar ist, während die
neue untere Ziffer schon teilweise abgedeckt wird (Fig. 7). Auf diese Weise werden
Mißverständnisse in der Gewichtsablesung vermieden. So liest man z. -B. in Fig.
6 93 Ing ab, während in Fig. 7 die Gewichtsangabe 93,9 mg beträgt.
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Neben der ortsfesten Mattscheibenskala 3 kann noch ein weiteres nicht
mattiertes Fenster 13 (Fig. 4) vorgesehen werden, in dem die von Hand aufgelegten
Qewichtswerte erscheinen.
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Dieselbe Einrichtung ist auch auf einfache Präzisionswaagen mit einem
Wägebereich von IO bis IOO $anwendbar. Es lassen sich dann bei einer Skaleneinteilung
von IO mg alle Wägungen von IO bis IOO g vollautomatisch ohne Verwendung eines einzigen
Auflagegewichtes ausführen.