DE971342C - Drehspul-Messwerk - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 15. JANUAR 1959

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Drehspul-Meßwerk

Die Drehspul-Meßinstrumente der bekannten Art sind für gewöhnlich so ausgebildet, daß die Drehspule sich im Spalt eines Permanentmagneten befindet. Dies bedingt, daß der rechteckige Spulenrahmen in Richtung seiner Drehachse auch seine größte Ausdehnung hat und daß seine Ausdehnung in der Ebene der Spulen- bzw. Zeigerbewegung relativ gering ist. Soweit bei solchen Instrumenten zur besseren Anpassung und Konzentration der magnetischen Kraftlinien innerhalb des vom Spulenrahmen umfaßten Raumes noch ein magnetischer Teil in Form eines Permanentmagneten verbleibt, muß dieser Teil so gestaltet sein, daß die Verbindung zwischen seinen beiden magnetischen Polen entlang der geringeren Ausdehnung dieses Körpers verläuft. Dies ist magnetisch unzulänglich und führt zu unerwünschten Streuungen und damit einer Herabsetzung des Wirkungsgrades solcher Meßinstrumente. Aus diesem Grunde wurde schon dazu übergegangen, das Magnetfeld eines Drehspul-Meßinstrumentes durch einen im Innern des von der Dreh- ao spule bestrichenen Raumes angeordneten Permanentmagneten zu bilden und außerhalb des Drehspulraumes ein geschlossenes magnetisches Joch aus Weicheisen zu bilden. Bei den bekanntgewordenen Ausführungen dieser Art wurde die Drehachse der Spule zumeist senkrecht zur Ebene des Magnetjoches angeordnet, und zwar in dem Bestreben, die Spule in jeder Phase ihrer Drehung völlig innerhalb des magnetischen Feldes zu halten, das zwischen dem zentralen Permanentmagneten und dem äußeren Weicheisen j och verläuft. Es waren auch schon ein elektromagnetisches System mit im Spulenraum liegenden zweipoligen Permanentmagneten bekannt, bei dem die Achse der Drehspule in der Ebene des Magnet]oches liegt, jedoch

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handelt es sich in diesem FaE lediglich um ein elektromagnetisches Relais und kein Meßwerk.

Die Erfindung hat eine vom Bekannten abweichende Anordnung eines Drehspul-Meßwerkes zum Gegenstand. Sie dient hauptsächlich zur Schaffung von Drehspul-Meßwerken kleiner Bauart, wie sie insbesondere für den Einbau in Belichtungsmesser oder photographische Kameras bestimmt sind. Dabei wird ausgegangen von den vorstehend beschriebenen An-Ordnungen mit einem zentralen Permanentmagneten, der in dem von der Drehspule bestrichenen Raum liegt und dessen Feld durch einen die Drehspule von außen umgebenden Rahmen aus magnetischem, insbesondere ferromagnetischem Material geschlossen ist. Im Unterschied zu den bekannten Meßwerken ist erfindungsgemäß des Rückschlußteil aus einem schmalen U-förmigen Bügel einerseits und einem Teil der Montageplatte andererseits gebildet, wobei sowohl die Achse der Drehspule als auch der Permanentmagnet innerhalb des durch den U-förmigen Bügel begrenzten Raumes liegt und die Achse der Drehspule senkrecht zur Montageplatte in einer Symmetrieebene des Bügels angeordnet ist. Die Mitausnutzung der Montageplatte zur Bildung des magnetischen Rückschlußweges hat insbesondere den Vorteil, daß die Raum- und Gewichtsbeanspruchung des gesamten Meßwerkes sehr gering wird, so daß hierdurch sein Einbau in Belichtungsmesser, Kameras usw. erleichtert wird. Außerdem wird dadurch, daß die Achse der Drehspule senkrecht zur Montageplatte in einer Symmetrieebene des U-förmigen Bügels angeordnet ist, die Abhängigkeit des Zeigerausschlages von dem zu messenden Strom in einer Weise beeinfußt, die den insbesondere an eine photographische Lichtwertmessung zu stellenden Forderungen entgegenkommt.

Bei einer besonderen Ausführung der Erfindung kann das Meßinstrument mit einem Kontakt versehen werden, der in Nähe einer Grenzlage des Zeigers durch diesen betätigbar ist. Durch diese Anordnung kann gegebenenfalls das Meßinstrument ungepolt und beispielsweise als Relais für besondere Zwecke verwendet werden.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In

Abb. ι ist ein Schnitt durch die Mitte des Drehspul-Meßinstrumentes gezeigt, das in
Abb. 2 in Ansicht von oben her dargestellt ist. Die Drehspule, die rechteckige Form hat, umgibt mit geringem Abstand einen ruhenden Magneten, der die Pole hat und der, in der aus Abb. 2 hervorgehenden Richtung gesehen, elliptische Form hat. Die Spule ist, ebenfalls wieder in möglichst geringem Abstand, von einem ferromagnetischen oder paramagnetischen Bügel umgeben, der dafür sorgt, daß die auftretenden Kraftlinien des Magneten mit möglichst geringem magnetischem Widerstand geschlossen werden. Der Bügel bildet, zusammen mit einer Grundplatte, die ebenfalls ferromagnetisch ist, einen geschlossenen Rahmen. An der Drehspule ist, wie dies aus der Abb. 2 hervorgeht, ein Zeiger befestigt, der sich über eine Skala bewegt. Der Bügel besitzt vorzugsweise etwa die Breite bzw. die größte Breite des Innenmagneten und ist mit diesem in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.

Die Erfindung ist vorwiegend für kleine, hochempfindliche Drehspul-Meßinstrumente anwendbar, z. B. für Instrumente an Photokameras, die mit einer Photozelle zusammen als Belichtungsmesser wirken. Der Maßstab der dargestellten Figur liegt demzufolge ungefähr bei 5:1. Das Gesamtvolumen des Gerätes ist unter Berücksichtigung des genannten Maßstabes außerordentlich klein, ohne daß die Empfindlichkeit, welche 1 · io~⁵ bis 1 · io~⁶ Amp. pro Teilstrich beträgt, gegenüber den bekannten Instrumenten vermindert ist.

Entsprechend seiner vorwiegenden Bestimmung für die Verwendung als Meßinstrument für Belichtungsmesser liegt ein besonderer Vorzug des Erfindungsgegenstandes darin, das Magnetfeld zu verzerren, und zwar in der Weise, daß die ersten Winkelgrade der Spulendrehung in einem sehr starken Magnetfeld So stattfinden, während gegen Ende der Spulendrehung das Magnetfeld auf einen kleinen Bruchteil dieses Wertes abgefallen ist. Es wird also durch diese Zusammendrängung des Magnetfeldes die für Belichtungsmesser und viele andere Zwecke, z. B. Nullinstrumente, sehr erwünschte logarithmische Skala erreicht oder weitgehend angeglichen. Die günstigste Form des Magneten für die Erreichung dieses Skalenverlaufes ist der erfindungsgemäße flache Rhombus, dessen Längsachse die Richtung des magnetischen Feldes darstellt.

Maßnahmen zur' Gestaltung eines inhomogenen Magnetfeldes sind an sich bei Drehspulsystemen mit äußerem Magneten bekannt. Hierbei wird durch schwieriges Abschleifen der ausgedrehten Polschuhe das Feld unsymmetrisch gemacht, ohne daß aber eine ähnlich starke Erhöhung der Feldliniendichte im Anfangsbereich wie bei der erfindungsgemäßen Konstruktion gelingt. Auch die Einfachheit der Herstellung ist bei letzterer bedeutend günstiger. Der große Fortschritt, welcher mit der erfindungsgemäßen Anordnung erzielt wird, geht z. B. daraus hervor, daß die angegebene hohe Anfangs-Meßempfindlichkeit von ι · io~⁶ Amp. pro Teilstrich bei Verwendung eines Magneten von nur 3 g Gewicht erreicht wird. Hierdurch wird es möglich, das Gesamtgewicht des Meßsystems einschließlich der Montageplatte auf 12 g herabzusetzen und auch die Gesamtabmessungen auf etwa 2 cm³ zu vermindern. Der Meßbereich derart kleiner Instrumente kann je nach Wahl der Windungs- no zahl des Spulenrahmens von 50 μΑ bis einige 100 μΑ Gesamtausschlag erweitert werden, so daß das Instrument für alle Lichtmesser oder ähnliche Zwecke geeignet ist.

Der in der Spule liegende feste Magnetkörper 2 kann gegebenenfalls auch entweder streng quaderförmig oder auch völlig als Ellipsoid ausgebildet sein. Auch weitere Ausführungen sind möglich, z. B. als Prisma oder Zylinder, dessen Achse die Verbindung zwischen den beiden Polen des Magneten 2 bildet. Bei quader- iao förmiger Gestalt des Magnetkörpers 2 empfiehlt es sich, dessen schmale Seitenkanten an ihren Ecken abzurunden, damit für die Bewegung der Drehspule genügend Raum verbleibt. Im gleichen Zusammenhang impfiehlt es sich auch, die Drehspule selbst nicht als streng rechteckigen Rahmen auszubilden, sondern in

ihrer Drehebene ebenfalls an den Ecken abzurunden, so daß sich ihre Form an diesen schmalen Kanten der Form des Magnetstückes 2 anpaßt, wie dies beispielsweise in Abb. 3 schematisch dargestellt ist. Auch der die Spule umgebende Bügel 3 kann hiernach an der Peripherie des durch den Spulenrahmen beim Drehen gebildeten Kreises eine entsprechende Abrundung erhalten.

Claims (5)

PATENTANSPBÜCHE:

1. Drehspul-Meßwerk kleiner Bauart, insbesondere für den Einbau in Belichtungsmesser oder photographische Kameras mit einem länglichen, vorzugsweise oval ausgebildeten, innerhalb der Drehspule befindlichen Kernmagneten und einem rahmenf örmigen f erromagnetischen Rückschlußteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußteil

ao aus einem schmalen U-förmigen Bügel einerseits und einem Teil der Montageplatte andererseits gebildet ist und sowohl die Achse der Drehspule als auch der Permanentmagnet innerhalb des durch den U-förmigen Bügel begrenzten Raumes liegt und daß die Achse der Drehspule senkrecht zur Montageplatte in einer Symmetrieebene des Bügels angeordnet ist.

2. Drehspul-Meßwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Grundplatte (4) und die Mitte des Bügels (3) als Lagerstellen für die Drehspule (1) ausgebildet sind.

3. Drehspul-Meßwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmagnet (2) in der Mitte durchbohrt ist und der Achse des Drehspulrahmens Durchtritt gewährt.

4. Drehspul-Meßwerk nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Innenmagnet (2) und Bügel (3) an ihren einander nahe gegenüberstehenden Stellen dem beispielsweise kreisförmigen Profil der Drehspule angepaßt sind.

5. Drehspul-Meßwerk nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Kontakt versehen ist, der in Nähe einer Grenzlage des Zeigers durch diesen betätigbar ist und dadurch das Meßwerk für besondere Zwecke als Relais verwendbar macht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 552 085, 721406, 154;

schweizerische Patentschrift Nr. 265 240;
französische Patentschriften Nr. 744 267, 770 041, 473;
deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 379 986, 1 499 382,

ι 519 656;

britische Patentschriften Nr. 477 973, 514 349;

USA.-Patentschriften Nr. 1 927 346, 2 357 524,
509 893, 2 518 609.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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