DE977661C - Oberflaechenmessgeraet - Google Patents

Oberflaechenmessgeraet

Info

Publication number
DE977661C
DE977661C DEP8347A DEP0008347A DE977661C DE 977661 C DE977661 C DE 977661C DE P8347 A DEP8347 A DE P8347A DE P0008347 A DEP0008347 A DE P0008347A DE 977661 C DE977661 C DE 977661C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
charging
capacitor
measuring device
rectifier
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEP8347A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Dr-Ing Perthen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEP8347A priority Critical patent/DE977661C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE977661C publication Critical patent/DE977661C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/34Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

  • Oberfläcbenmeßgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenmeßgerät zur Anzeige des mittleren Wertes der Rauheit einer Oberfläche, bei dem ein längs der zu untersuchenden Oberfläche bewegbarer Taster vorgesehen ist, der mit einem die abgetasteten Rauhigkeiten in proportionale elektrische Meßspannungsimpulse umwandelnden Wandler in Verbindung steht, und bei dem die an einem Ladegleichrichter auftretenden Meßspannungsimpulse mittels wenigstens eines Kondensators integriert werden, der mit einem Ladewiderstand und einem Ventil in Reihe geschaltet ist und auf ein Anzeigeinstrument mit sehr hohem Eingangswiderstand einwirkt.
  • Bei den bisher bekannten Oberflächenmeßgeräten der vorstehend genannten Art schließt sich der Ladekreis von der die elektrischen Meßspannungen abgebenden Einrichtung (Ladegleichrichter) über den Ladewiderstand, das Ventil und den Ladekondensator. Gibt bei einem derartigen Oberflächenmeßgerät der Ladegleichrichter mehrere Meßspannungsimpulse ab, deren Ladung auf dem Kondensator gespeichert wird, so steigt die Spannung am Ladekondensator. Infolgedessen arbeitet jeder folgende Meßspannungsimpuls auf eine erhöhte Gegenspannung, nämlich auf die steigende Spannung am Ladekondensator. Gleiche Meßspannungsimpulse ergeben somit bei diesen bekannten Oberflächenmeßgeräten um so kleinere Ladeströme, je höher die am Ladekondensator bereits vorhandene Spannung ist. Man erhält infolgedessen keine lineare Integration, so daß auch das Anzeigeinstrument nicht mit linearer Skala ausgeführt werden kann.
  • Zur Erz.ielung einer möglichst linearen Integration ist der sogenannte »Miller-Integrator« bekannt. Diese Schaltung besteht aus einem phasen- umkehrenden Verstärker mit hoher Verstärkungsziffer, dessen Ausgang durch eine Kapazität auf den Eingang negativ rückgekoppelt ist. Nur unter der Voraussetzung eines unendlich hohen Verstärkungsfaktors liefert diese Schaltung eine dem Zeitintegral der Eingangsspannung proportionale Ausgangsspannung. Die Erzielung einer strengen Linearität erfordert beim Miller-Integrator somit einen verhältnismäßig großen schaltungstechnischen Aufwand.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Oberflächenmeßgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auf schaltungstechnisch besonders einfache Weise eine lineare Integration gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Potential des Ladegleichrichters um einen der jeweiligen Meßspannung am Ladekondensator proportionalen Betrag anhebt.
  • Auf diese Weise werden für jeden vom Ladegleichrichter abgegebenen Meßspannungsimpuls völlig gleiche Spannungsverhältnisse im Ladekreis des Ladekondensators geschaffen, unabhängig vom jeweiligen Ladezustand des Ladekondensators.
  • Gleiche Meßspannungsimpulse erhöhen somit auch bei unterschiedlichem Ladezustand des Ladekondensators die Kondensatorspannung um gleiche Beträge.
  • Durch den erfindungsgemäßen Kunstgriff der proportional zur Spannung des Ladekondensators erfolgenden Anhebung des Potentials des die Meßspannungsimpulse abgebenden Ladegleichrichters erreicht man daher mit einfachen schaltungstechnischen Mitteln eine vollkommen lineare Integration.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt Abb. I ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Oberflächenmeßgerätes, Abb. 2 ein Detail eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung.
  • Der Taster 2 des Oberfiächenmeßgerätes gleitet über eine Oberfläche I und verstellt einen elektrischen Fühler 3, dessen Ausgangssignal in einem Verstärker 4 verstärkt wird. Am Ausgang 5 dieses Verstärkers erhält man unipolare Spannungen, die entweder über eine Leitung g zur Meßanordnung gelangen oder über eine mit zwei Röhren 10 versehene Phasenumkehr- und Gegentaktstufe in Wechselspannungen umgeformt werden. Die Wechselspannungen werden über Kondensatoren II, die bei Mitübertragung von Welligkeiten durch Schalter 12 kurzgeschlossen werden, sowie Widerstände I3 einem als Brücke ausgebildeten Ladegleichrichter I4 zugeführt, an dessen Ausgang ein Potentiometer 15 angeschlossen ist.
  • Der Ladegleichrichter 14 gibt die zu integrierenden Meßspannungsimpulse ab, die von dem zwischen dem oberen Anschluß und dem Abgriff liegenden Teil des Potentiometers I5 über den in der unteren Schaltstellung befindlichen Schalter I6, einen einstellbaren Ladewiderstand I7 und ein Ventil I8 einem Ladekondensator 20 zugeführt werden. In diesem Ladekreis des Ladekondensators 20 liegt ferner ein Widerstand 5I, der in Reihe mit dem oberen Teil des Potentiometers 15 geschaltet ist. Dieser Widerstand 51 hebt - wie noch näher erläutert wird - das Potential des Ladegleichrichters 14 und des Potentiometers 15 um einen der jeweiligen Meßspannung am Ladekondensator 20 proportionalen Betrag an.
  • Der Ladekondensator 20 liegt mit seinem einen Anschluß am Gitter eines Röhrenvoltmeters 21, in dessen Anodenkreis ein Anzeigeinstrument 23 vorgesehen ist. Der Stromkreis dieses Anzeigeinstrumentes 23 schließt sich über eine Triode 22, den erwähnten Widerstand 5I, einen Kathodenwiderstand 52 und das Röhrenvoltmeter 21. Der Widerstand 51 liegt somit einerseits im Ladekreis des Ladekondensators 20 und andererseits im Anodenkreis des Röhrenvoltmeters 21.
  • Gibt der Ladegleichrichter 14 Meßspannungsimpulse ab, so werden sie über den Ladewiderstand I7 und den Ladekondensator 20 integriert. Entsprechend dem Anstieg der Spannung des Ladekondensators 20 vergrößert sich im Anodenkreis des Röhrenvoltmeters 21 der Anodenstrom und damit auch der am Widerstand 51 auftretende Spannungsabfall. Da dieser Widerstand 51 in Reihe mit der Abgriffsseite des Potentiometers 15 liegt, wird das Potential dieses Potentiometers 15 und des die Meßspannungsimpulse abgebenden Ladegleichrichters -14 proportional zur Spannung des Ladekondensators 20 angehoben. Alle Meßspannungsimpulse finden somit - unabhängig vom jeweiligen Ladezustand des Kondensators 20 - völlig gleiche Verhältnisse im Ladekreis vor, so daß sich eine absolut lineare Integration der Meßspannungsimpulse ergibt.
  • Der Ladekondensator 20 wird von einem Relais 19 kurzgeschlossen, solange sich der Taster 2 im Ruhezustand befindet und den Kontakt 6 betätigt.
  • Bestreicht der Taster 2 dann die Meßstrecke 7, so ist der parallel zum Ladekondensator 20 liegende Kontakt geöffnet, so daß sich der Kondensator entsprechend auflädt. Erreicht der Taster 2 dann nach Zurücklegung der Meßstrecke 7 den Kontakt 8, so wird eine hohe Gleichspannungsquelle 25 an die Elektrode 24 des Anzeigeinstrumentes 23 gelegt und dadurch der Zeiger des Instrumentes in der erreichten Lage festgehalten Bei längeren Meßzeiten entlädt sich der Kondensator 20 durch den stets vorhandenen Ableitwiderstand und über das Gitter des Röhrenvoltmeters 21, was durch den gestrichelt veranschaulichten Gesamtwiderstand 28 angedeutet ist. Um diese Entladung zu kompensieren, erfolgt eine ständige Nachladung über einen Verstärker 27 und eine Diode 26.
  • Abb. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, um die Wirkung der langsamen Entladung des Ladekondensators zu verringern; das Grundprinzip der Anhebung des Potentials des Ladegleichrichters 14 proportional zur Spannung des Ladekondensators wird selbstverständlich auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 benutzt.
  • Die aus dem Ladekreis über ein Ventil 29 kommenden Meßspannungsimpulse werden über einen Umschalter 32 einem von zwei Ladekondensatoren 44 bzw. 45 zugeleitet. Vor dem Umschalter 32 ist ein Röhrenvoltmeter 30 angeschlossen, in dessen Ausgangskreis ein Anzeigeinstrument 3I liegt, an dem die zunehmende Aufladung der Kondensatoren 44 und 45 abgelesen werden kann. Erreicht die Aufladung eines der beiden Kondensatoren eine bestimmte Größe, die zweckmäßig einem bestimmten Wert des Oberflächenmaßes entspricht, beispielsweise I F oder 10 , S0 spricht das dem betreffenden Ladekondensator zugeordnete elektronische Relais 42 bzw. 43 an. Dadurch erhält entweder die Spule 35 oder 37 Strom und zieht den Anker 3+ bzw. 36 an. Die beiden Anker sind durch eine Steuerstange 33 miteinander verbunden, die außer dem Umschalter 32 noch weitere Kontakte 38 bis 4I trägt. tSber den bei der erwähnten Betätigung der Steuerstange 33 angeschlossenen Kontakt 39 bzw. 40 wird der aufgeladene Kondensator 44 bzw. 45 wieder entladen. Durch den Kontakt 38 bzw. 4I wird der Stromkreis des elektronischen Relais 42 bzw. 43, das angesprochen hat, wieder unterbrochen. Der Umschalter 32 schaltet gleichzeitig auch den Ladekondensator um. Im Stromkreis der Relais 42, 43 sind Zählwerke 46 bzw. 47 angeordnet, die die Zahl der Entladungen der beiden Ladekondensatoren zählen. Sie können über ein Getriebe 48 auf ein Gesamtaddierwerk arbeiten.
  • Bei dieser Anordnung werden somit die beiden Ladekondensatoren 44, 45 abwechselnd aufgeladen und wieder entladen, so daß die einzelne Integrationszeit nur einen Bruchteil der gesamten Meßzeit darstellt. Auf diese Weise läßt sich der Einfluß der parallel zu den Ladekondensatoren liegenden Ableitwiderstände 49 bzw. 50 geringhalten.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Oberflächenmeßgerät zur Anzeige des mittleren Wertes der Rauheit einer Oberfläche, bei dem ein längs der zu untersuchenden Oberfläche bewegbarer Taster vorgesehen ist, der mit einem die abgetasteten Rauigkeiten in proportionale elektrische Meßspannungsimpulse umwandelnden Wandler in Verbindung steht, und bei dem die an einem Ladegleichrichter auftretenden Meßspannungsimpulse mittels wenigstens eines Kondensators integriert werden, der mit einem Ladewiderstand und einem Ventil in Reihe geschaltet ist und auf ein Anzeigeinstrument mit sehr hohem Eingangswiderstand einwirkt, dadurch geketinzeidinet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Potential des Ladegleichrichters (I4) um einen der jeweiligen Meßspannung am Ladekondensator (20) proportionalen Betrag anhebt.
  2. 2. Oberfiächenmeßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die das Potential des Ladegleichrichters (I4) anhebende Einrichtung einen Widerstand (5I) enthält, der einerseits in Reihe mit einem an den Ausgang des Ladegleichrichters angeschlossenen Potentiometerteil im Ladekreis des Ladekondensators (20) und andererseits im Anodenkreis eines an den Ladekondensator angeschlossenen Ausgangs-Röhrenvoltmeters (21) liegt.
  3. 3. Oberflächenmeßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der bei langer Meßzeit auftretenden Entladung des Kondensators (20) eine Einrichtung, beispielsweise eine Diode (26) und ein Verstärker (27), zur selbsttätigen Nachladung vorgesehen ist.
  4. 4. Oberfiächenmeßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwei abwechselnd an den Ladekreis angeschlossene und nach Aufladung auf einen bestimmten Spannungswert entladene Kondensatoren (44, 45) sowie Zähler (46, 47) zur Zählung der Entladungen vorgesehen sind.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 870 765, 447 242; USA.-Patentschriften Nr. 2 344 2I7, 2 397 923, 2405933, 554275,749454, 1415528, 2 663 moos; Elmore und Sands »Electronics, Experimental Techniques«, I949, S. 76 bis 78; Zeitschrift »Funk und Ton«, I948, Nr. I2, S. 653 bis 655.
DEP8347A 1952-09-13 1952-09-13 Oberflaechenmessgeraet Expired DE977661C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP8347A DE977661C (de) 1952-09-13 1952-09-13 Oberflaechenmessgeraet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP8347A DE977661C (de) 1952-09-13 1952-09-13 Oberflaechenmessgeraet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE977661C true DE977661C (de) 1968-04-04

Family

ID=7361673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP8347A Expired DE977661C (de) 1952-09-13 1952-09-13 Oberflaechenmessgeraet

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE977661C (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US554275A (en) * 1896-02-11 kelly
US749454A (en) * 1904-01-12 Bolt-holding implement
US1415529A (en) * 1919-07-15 1922-05-09 Hobart G Miller Combined kitchen table and ironing board
DE447242C (de) * 1925-09-09 1927-07-20 Paul Meyer Akt Ges Dr Einrichtung zum Messen von Kurzschlussspannungen
US2344217A (en) * 1940-02-01 1944-03-14 Kapella Ltd Apparatus for measuring surface roughness
US2397923A (en) * 1943-02-26 1946-04-09 Brush Dev Co Roughness measuring means
US2405933A (en) * 1944-04-12 1946-08-20 Du Pont Polyethylene film-forming composition
DE870765C (de) * 1943-07-10 1953-03-16 Johannes Dr-Ing Perthen Unmittelbares, selbsttaetiges Oberflaechenmessgeraet
US2663005A (en) * 1951-05-19 1953-12-15 Illinois Testing Laboratories Electric pointer clamp for indicating instruments

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US554275A (en) * 1896-02-11 kelly
US749454A (en) * 1904-01-12 Bolt-holding implement
US1415529A (en) * 1919-07-15 1922-05-09 Hobart G Miller Combined kitchen table and ironing board
DE447242C (de) * 1925-09-09 1927-07-20 Paul Meyer Akt Ges Dr Einrichtung zum Messen von Kurzschlussspannungen
US2344217A (en) * 1940-02-01 1944-03-14 Kapella Ltd Apparatus for measuring surface roughness
US2397923A (en) * 1943-02-26 1946-04-09 Brush Dev Co Roughness measuring means
DE870765C (de) * 1943-07-10 1953-03-16 Johannes Dr-Ing Perthen Unmittelbares, selbsttaetiges Oberflaechenmessgeraet
US2405933A (en) * 1944-04-12 1946-08-20 Du Pont Polyethylene film-forming composition
US2663005A (en) * 1951-05-19 1953-12-15 Illinois Testing Laboratories Electric pointer clamp for indicating instruments

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1276695B (de) Analog-Digital-Umsetzer mit einem Spannungs-Frequenz-Wandler
DE3633791A1 (de) Verfahren und anordnung zur messung des widerstandsverhaeltnisses an einer widerstands-halbbruecke
DE1807581C3 (de) Schaltungsanordnung zur Messung elektrischer Arbeit
DE1288632B (de) Analog/Digital-Umsetzer mit einem Integrierverstaerker
DE1043479B (de) Elektrisches Relaisschutzsystem
DE2139126B2 (de) Digital in logarithmischem mass anzeigender spannungsmesser
DE2341322A1 (de) Anordnung zum erzeugen eines messausgangssignales, dessen hoehe linear von der groesse eines zu messenden widerstandes abhaengt
DE1283377B (de) Digitaler Gleichspannungsmesser
DE977661C (de) Oberflaechenmessgeraet
DE2613872C3 (de) Anordnung zur Erzeugung einer dem Produkt zweier analogen elektrischen Größen proportionalen Folge von Impulsen
DE904442C (de) Verfahren zur Messung des Phasenunterschieds zweier Wechselspannungen
DE3642495A1 (de) Analog-digital-wandler, insbesondere fuer elektromechanische waagen
DE1523222C (de) Beschleunigungsmesser
US3453541A (en) Time interval plotting apparatus for an input pulse series
DE1271168B (de) Verfahren und Anordnung zur Umsetzung von analogen Groessen in Zahlen
DE3009319A1 (de) Schaltungsanalysator
AT139637B (de) Direkt registrierender elektrischer Impuls-Frequenzmesser.
DE674300C (de) Vorrichtung zur Messung der Frequenz sowie der Staerke und Regelmaessigkeit des menschlichen Pulses
DE946374C (de) Anordnung zur Messung des Scheitelwertes von Wechselspannungen und zur Messung von Gleichspannungen
DE716225C (de) Einrichtung zum Messen kurzer Zeiten
DE2333932C3 (de) Einrichtung zum Ermitteln des Ladezustandes einer Akkumulatorbatterie durch Integration des Batteriestromes
DE1191046B (de) Schaltungsanordnung zur Dosiszaehlung von kurzzeitig abgegebenen Strahlungsmengen
DE952538C (de) Spannungsteiler fuer Kompensatoren zur Einstellung und Messung von ganzzahligen und nichtganzzahligen Spannungen mittels dreier ueber Kurbelschalter betaetigter Widerstaende
AT225443B (de) Elektronische Vorrichtung zur Übertragung der Stellung des Zeigers einer Neigungswaage auf ein Zählwerk
DE407313C (de) Schaltung zur Messung grosser Widerstaende oder kleiner Stroeme, vorzugsweise in lonisationskammern