NO138313B

NO138313B - PHOTOELECTRIC POTENIOMETER DEVICE.

Info

Publication number: NO138313B
Application number: NO740996A
Authority: NO
Inventors: Hans Bachmann
Original assignee: Intermadox Ag
Priority date: 1973-03-21
Filing date: 1974-03-20
Publication date: 1978-05-02
Also published as: AT329151B; DD109755A5; DE2313997B2; FR2222736A1; US3892961A; CH570683A5; ATA152974A; DE2313997A1; DE2313997C3; JPS49129488A; GB1423962A; NO138313C; NO740996L

Description

Oppfinnelsen angår en fotoelektrisk potensiometeranordning for frembringelse av en innstillbar utgangsspenning ved unngåelse av bevegelige strømtilførsler, med en lyskilde og en lys-følsom mottaker, fortrinnsvis et fotoelement, idet en slissmaske er forskyvbart anordnet i den optiske bane mellom lyskilden og fotoelementet. The invention relates to a photoelectric potentiometer device for producing an adjustable output voltage by avoiding moving current supplies, with a light source and a light-sensitive receiver, preferably a photoelement, a slit mask being displaceably arranged in the optical path between the light source and the photoelement.

o o

En sådan fotoelektrisk potensiometeranordning er kjent Such a photoelectric potentiometer device is known

fra US-PS 3 358 150. Den kjente potensiometeranordning fremstil-ler et sinus-cosinus-potensiometer med et hus i hvis indre det er anordnet en lyskilde. I huset rager det inn en dreieaksel som fører slissmasken ved husets innervegg forbi en åpning ved hvil- from US-PS 3 358 150. The known potentiometer device produces a sine-cosine potentiometer with a housing in the interior of which a light source is arranged. A pivot shaft protrudes into the house, which guides the slit mask at the house's inner wall past an opening at rest

ken det utenfra er festet en lysømfintlig mottaker. Slissmasken bærer avskygninger i form av en sinussvingning, slik at det ved dreining av akselen med tilsvarende hastighet kan oppnås en øns- ken that a light-sensitive receiver is attached from the outside. The slot mask carries shadows in the form of a sinusoidal oscillation, so that by turning the shaft at a corresponding speed, a desired

ket utgangsspenning på den lysømfintlige mottaker. En tilbake-føring eller en annen korreksjon av utgangsstørrelsen er ikke anordnet . ket output voltage on the photosensitive receiver. A return or other correction of the output size is not arranged.

En liknende fotoelektrisk potensiometeranordning, som A similar photoelectric potentiometer device, which

også arbeider uten direkte slepekontakter og under unngåelse av bevegelige strømtilførsler, er kjent fra US-PS 3 539 816. Ved denne anordning er det i en ytre hulsylinder anordnet en indre hulsylinder som oppviser en sliss i sin sidevegg og i hvis indre det er anordnet en lampe. Den ytre hulsylinders innerflate bærer et lysømfintlig, utstrakt halvledersjikt. Ved dreining av den indre hulsylinder oppnår man ved påtrykning av en ytre spenning en fotoelektrisk potensiometeranordning som i forhold til normale potensiometre oppviser fordeler for så vidt som det tilveiebrin-ges en meget høy, mulig justeringshastighet, en høy oppløsning og et slitasjefritt spenningsuttak. Riktignok kan man med utstrek-ningen av halvledersjiktet ikke vente at det skal kunne dannes also works without direct towing contacts and while avoiding moving current supplies, is known from US-PS 3 539 816. In this device, an inner hollow cylinder is arranged in an outer hollow cylinder which exhibits a slot in its side wall and in the interior of which there is arranged a lamp. The inner surface of the outer hollow cylinder carries a light-sensitive, extended semiconductor layer. By turning the inner hollow cylinder, by applying an external voltage, a photoelectric potentiometer device is obtained which, compared to normal potentiometers, exhibits advantages insofar as a very high, possible adjustment speed, a high resolution and a wear-free voltage outlet are provided. Admittedly, given the extent of the semiconductor layer, one cannot expect it to be able to form

utgangsspenninger med høy presisjon, og heller ikke er det anordnet en tilbakeføring eller en annen innvirkning på utgangsspen-ningens linearitet. output voltages with high precision, and there is also no feedback or any other effect on the linearity of the output voltage.

En ytterligere fotoelektrisk motstandsanordning er kjent fra DL-PS 53 166. Denne kjente anordning har som formål å tilveiebringe en motstand hvis motstands- hhv. ledningsevnedata kan endres potensialfritt i avhengighet av en elektrisk påvirk-ningsstørrelse. For dette formål benyttes en fotomotstand som endrer sin motstand hhv. 'sin ledningsevne i avhengighet av den innstrålte lysmengde. På grunn av de normalt meget ulineære egen-skaper for sådanne fotomotstander er det anordnet en linearise-ringskopling som består av en andre, av den samme lyskilde j^elyst fotomotstand som frembringer en bare av lysstyrken avhengig, konstant utgangsstrøm som sammenliknes med inngangsstørrelsen i en differansekopling som på utgangen styrer lampen. På denne måte lykkes det å tilnærmet linealisere endringen av motstanden hhv. ledningsevnen i avhengighet av inngangsstørrelsen. Det består imidlertid feilkilder forsåvidt som allerede forutsetningsvis begge motstander må være absllutt like, hvilket bare meget vans-kelig lar seg realisere ved fotomotstander. Dessuten fører aldring og forhistorevirkninger til forskjellige reaksjoner på opp-rinnelig i det vesentlige like motstander. Dessuten tilstreber denne kjente fotoelektriske motstandsanordning også bare poten-sialfri endring av en elektrisk motstand og ikke en utgangsspenning som endres på forutbestemt måte i avhengighet av en mekanisk forskyvning. Det er ikke sørget for foranstaltninger for å foreta en presisjonsjustering. A further photoelectric resistance device is known from DL-PS 53 166. The purpose of this known device is to provide a resistance whose resistance or conductivity data can be changed potential-free depending on an electrical influence quantity. For this purpose, a photoresistor is used which changes its resistance or 's conductivity in dependence on the amount of light irradiated. Due to the normally very non-linear properties of such photoresistors, a linearization coupling is arranged which consists of a second photoresistor of the same light source, which produces a constant output current dependent only on the brightness, which is compared with the input value in a differential circuit which on the output controls the lamp. In this way, it is possible to approximately linearize the change in resistance or the conductivity depending on the input size. There are, however, sources of error insofar as, by default, both resistors must be absolutely equal, which is only very difficult to realize with photoresistors. Moreover, aging and pre-historian effects lead to different reactions to initially essentially similar resistors. Moreover, this known photoelectric resistance device also only strives for potential-free change of an electrical resistance and not an output voltage that changes in a predetermined manner in dependence on a mechanical displacement. No provision is made for making a precision adjustment.

Endelig er det fra artikkelen "Using fotocells for electro-opticai potensiometer" Brown og Tomasulo i tids-skriftet "Electronics products" fra september 1969, sidene 150 - 151, kjent en ytterligere fotoelek trisk potensiometeranordning for tilveiebringelse av en utgangssagtannsspenning. For simule-ring av en sagtanngenerator med tilsvarende steile flanker er to fotomotstander elektrisk seriekoplet og blir av en roterende slissblender vekselvis avdekket i forhold til en lyskilde. Finally, from the article "Using photocells for electro-optical potentiometer" Brown and Tomasulo in the journal "Electronics products" from September 1969, pages 150-151, a further photoelectric potentiometer device for providing an output sawtooth voltage is known. For the simulation of a sawtooth generator with correspondingly steep flanks, two photoresistors are electrically connected in series and are alternately uncovered in relation to a light source by a rotating slit aperture.

For å oppnå en rask varmeutjevning ved en celle for måling av magnetfelters feltstyrke eller induksjon, er det fra DT-PS 590 678 videre kjent å anordne lakkovertrukket metall som In order to achieve rapid heat equalization at a cell for measuring the field strength or induction of magnetic fields, it is further known from DT-PS 590 678 to arrange varnish-coated metal which

bærer for sjiktmotstandene. carrier for the layer resistances.

Formålet med oppfinnelsen er å forbedre potensiometer-anordningen ifølge US-PS 3 358 150 på en slik måte at utgangsspenningen mest mulig nøyaktig svarer til slissmaskens forskyvnings-vei og er uavhengig av aldringsfenomener og andre forstyrrelser, og slik at den fotoelektriske mottakers linearitetsfeil utjevnes. The purpose of the invention is to improve the potentiometer device according to US-PS 3 358 150 in such a way that the output voltage corresponds as accurately as possible to the displacement path of the slit mask and is independent of aging phenomena and other disturbances, and so that the linearity error of the photoelectric receiver is smoothed out.

Ovennevnte formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved at to The above purpose is achieved according to the invention by two

av samme lyskilde belyste fotoelementer, nemlig et målefotoelement og et referansefotoelement, er anordnet i en ekvitermisk anordning, at det til målefotoelementet er knyttet en slissmaske med kontinuerlig forandrlig lysgjennomslippelighet, og det til referansefotoelementet er knyttet en slis smaske med linearitetskorreksjoner i form av avskygninger, og at referansefotoelementets utgangsstrøm tilføres til en styrekrets som holder denne utgangsstrøm konstant ved at den felles lyskilde er koplet til dennes utgang og endringer av utgangsstrømmen utjevnes over en påvirkning av lysintensiteten. Photoelements illuminated by the same light source, namely a measurement photoelement and a reference photoelement, are arranged in an equithermal device, that a slit mask with continuously variable light transmittance is attached to the measurement photoelement, and that a slit mask with linearity corrections in the form of shading is attached to the reference photoelement, and that the output current of the reference photocell is supplied to a control circuit which keeps this output current constant by the fact that the common light source is connected to its output and changes in the output current are equalized by an influence of the light intensity.

Ved en sådan potensiometeranordning er det fordelaktig at det oppnås en nøyaktig linearitet mellom slissmaskens juste-ringsvei eller justeringsvinkel og utgangsspenningen, at ikke-linearitetene for fotoelektriske mottakere kan unngås, at utgangsspenningen ikke oppviser noen temperaturgang og at det på grunn av anvendelsen av fotoelementer heller ikke må taes hensyn til for-historieeffekter, slik de opptrer ved fotomotstander. Videre har endringer av lysstyrken, lampens aldringsfenomener eller andre effekter ingen innflytelse på måleresultatet. I den fotoelektriske potensiometeranordning er det anordnet en lukket regulerings-eller styresløyfe i hvilken referansefotoelementet ligger og som på et bestemt sted tilføres en referanse- eller børverdi. Til-førselen av denne børverdi skjer fortrinnsvis ved hjelp av en forspent zenerdiode. Regulerings- eller styrekretsen setter da referansefotoelementets fotostrøm i forbindelse med denne børver-di og endrer, i den grad det er nødvendig, lysintensiteten for lyskilden i motsatt retning, slik at måleutgangen forblir konstant, helt upåvirket av sådanne variasjoner, og bare er avhengig av slissmaskeforskyvningen. På denne måte lykkes det også å utjevne linearitetsfeil i målefotoelementet ved at det på den til referansefotoelementet tilordnede slissmaske anordnes sjatteringer eller avskygninger som er slik utformet at linearitetsfeil for målefotoelementet blir kompensert. With such a potentiometer device, it is advantageous that an exact linearity is achieved between the slot mask's adjustment path or adjustment angle and the output voltage, that the non-linearities for photoelectric receivers can be avoided, that the output voltage does not show any temperature variation and that, due to the use of photoelements, neither account must be taken of pre-history effects, as they occur with photoresistors. Furthermore, changes in brightness, lamp aging phenomena or other effects have no influence on the measurement result. In the photoelectric potentiometer device, a closed regulation or control loop is arranged in which the reference photoelement is located and to which a reference or target value is supplied at a specific location. The supply of this desired value is preferably done by means of a biased zener diode. The regulation or control circuit then relates the photocurrent of the reference photocell to this value and changes, to the extent necessary, the light intensity of the light source in the opposite direction, so that the measurement output remains constant, completely unaffected by such variations, and is only dependent on the slit mask shift . In this way, it is also possible to smooth out linearity errors in the measuring photoelement by arranging shadings or shadows on the slit mask assigned to the reference photoelement which are designed in such a way that linearity errors for the measuring photoelement are compensated.

Ifølge en fordelaktig utførelse er slissmaskene i form av filmstrimler og bæres av en felles opplagringsanordning. Det eir ved denne utførelse fordelaktig at f i Ims trimme len for målefotoelementet er forsynt med ensartet forløpende svartkiler, og at referansefilmstrimmelens avskygninger danner langs en strimmel-side anordnede randkorreksjoner. According to an advantageous embodiment, the slit masks are in the form of film strips and are carried by a common storage device. In this embodiment, it is advantageous that f i Im's trim line for the measuring photoelement is provided with uniformly continuous black wedges, and that the shadows of the reference film strip form edge corrections arranged along one strip side.

Ytterligere utførelser av anordningen ifølge oppfinnelsen er angitt i underkravene. Further embodiments of the device according to the invention are specified in the subclaims.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til teg-ningen, der fig. 1 viser oppbygningen av den mekaniske del av en potensiometeranordning, fig. 2 viser de benyttede slissmasker i form av filmstrimler under avvikling, fig. 3 viser en foretrukket anbringelse av lyskilden i forhold til måle- og referansefotoelement, og fig. 4a og 4b viser elektriske koplinger i hvilke hen-holdsvis målefotoelementet og referansefotoelementet er innbygd. The invention will be described in more detail in the following in connection with an embodiment with reference to the drawing, where fig. 1 shows the structure of the mechanical part of a potentiometer device, fig. 2 shows the slit masks used in the form of film strips during unwinding, fig. 3 shows a preferred placement of the light source in relation to the measuring and reference photoelement, and fig. 4a and 4b show electrical connections in which the measuring photoelement and the reference photoelement are respectively incorporated.

Den grunnleggende virkemåte for den fotoelektriske potensiometeranordning består i at en lysfølsom mottaker i form av et målefotoelement 8 bestråles av en stadig varierbar lysmengde og avgir en fotoelektrisk utgangsstrøm som er proporsjonal med den varierende bestråling. Etter forsterkning og omforming av denne fotoelektriske strøm/, fortrinnsvis ved hjelp av en motkoplet operasjonsforsterker, oppnås en utgangsspenning som er proporsjonal med en foranderlig lysmengde som påvirker fotoelementet. I det følgende skal beskrives hvordan man ifølge oppfinnelsen går frem for å oppnå at denne linearitet blir ytterst nøyaktig og for også å oppnå en tilsvarende stabilitet ved temperaturvariasjoner og aldringsfenomener for hele apparaturen. The basic mode of operation of the photoelectric potentiometer device consists in a light-sensitive receiver in the form of a measuring photoelement 8 being irradiated by a constantly variable amount of light and emitting a photoelectric output current that is proportional to the varying irradiation. After amplification and transformation of this photoelectric current/, preferably by means of a counter-coupled operational amplifier, an output voltage is obtained which is proportional to a changing amount of light affecting the photocell. In the following, it will be described how, according to the invention, one proceeds to achieve that this linearity becomes extremely accurate and to also achieve a corresponding stability in the event of temperature variations and aging phenomena for the entire apparatus.

Slik som vist på fig. 1, er en som potensiometerakse 3 utformet aksel fortrinnsvis på begge sider lagret i lagre 4 og 5 og kan utføre en dreiebevegelse. Med akselen 3 er fast forbundet to skiver 1 og 2 som opprettholder en viss innbyrdes avstand. De mot hverandre vendende kantområder av skivene 1 og 2, som fortrinnsvis er fremstilt av et metall, såsom aluminium, er forsynt med et ringformet innstikk eller spor 2 0 i hvilket slissmaskene, som er i form av filmstrimler 9 og 10 som er forsynt med svartkiler 22 hhv. avskygninger 23, er lagret. Filmstrimlene 9 og 10 As shown in fig. 1, is a potentiometer shaft 3 designed shaft preferably on both sides stored in bearings 4 and 5 and can perform a turning movement. Two disks 1 and 2 are firmly connected to the shaft 3, which maintain a certain mutual distance. The opposite edge areas of the disks 1 and 2, which are preferably made of a metal, such as aluminum, are provided with an annular insert or groove 20 in which the slot masks, which are in the form of film strips 9 and 10 which are provided with black wedges 22 respectively shades 23, are saved. Filmstrips 9 and 10

er således sirkelformet anordnet og med sine tilhørende skiver 1 is thus circularly arranged and with its associated discs 1

og 2 danner de med sine innersider mot hverandre vendende halvskall på potensiometerakselen 3. and 2, they form half-shells on the potentiometer shaft 3 with their inner sides facing each other.

I fremstillingen på fig. 2 er filmstrimlene 9 og 10 In the production in fig. 2 are filmstrips 9 and 10

vist utviklet, og filmstrimmelen 9 er her knyttet til målefotoelementet 8 og filmstrimmelen 10 er knyttet til referansefotoelementet 7. Slik det også fremgår av fremstillingen på fig. 1, holdes de to filmstrimler fortrinnsvis noe romlig adskilt fra hverandre, og det samme gjelder for fotoelementene 8 og 7 som er anordnet tilgrensende til filmstrimlene 9 og 10. For avskjerming av sprede-lys er et skilleelement 21, f.eks. en deleskive, fortrinnsvis anordnet mellom filmstrimlene. Slik som vist på fig. 1, er fotoelementene 8 og 7 anordnet over lageranordningen for filmstrimlene 9 og 10 og over filmstrimlene, idet lyskilden 6 befinner seg i det indre av de halvskall-liknende elementer som er dannet av skivene 1 og 2 og filmstrimlene 9 og 10. På grunn av temperatur-likheten, dvs. for å holde målefotoelementet 8 og referansefotoelementet 7 i en ekvitermisk posisjon, er begge elementer anordnet på en metallblokk 11 med god varmeledningsevne. Ved anvendelse av tilsvarende teknologi er det imidlertid også mulig å fremstille fotoelementene av et eneste halvlederstykke, fortrinnsvis av et silisiumstykke. shown developed, and the film strip 9 is here connected to the measuring photo element 8 and the film strip 10 is connected to the reference photo element 7. As is also evident from the representation in fig. 1, the two film strips are preferably kept somewhat spatially separated from each other, and the same applies to the photo elements 8 and 7 which are arranged adjacent to the film strips 9 and 10. For shielding scattered light, a separating element 21, e.g. a dividing disk, preferably arranged between the film strips. As shown in fig. 1, the photo elements 8 and 7 are arranged above the storage device for the film strips 9 and 10 and above the film strips, the light source 6 being located in the interior of the half-shell-like elements formed by the disks 1 and 2 and the film strips 9 and 10. Due to temperature equality, i.e. to keep the measuring photoelement 8 and the reference photoelement 7 in an equithermal position, both elements are arranged on a metal block 11 with good thermal conductivity. By using similar technology, however, it is also possible to produce the photoelements from a single piece of semiconductor, preferably from a piece of silicon.

Slik som vist på fig. 2, er det til filmstrimmelen 9 knyttede målefotoelement 8 forsynt med ensartet forløpende svartkiler 22, og det er således klart at ved en dreining av potens^io1-meterakselen 3 med samme dreievinkel, faller i samme grad forskjel-' lige lysmengder på målefotoelementet 8, slik at også dettes fotoelektriske utgangsstrøm endres i tilsvarende grad og det oppnås en sann avbildning av dreievinkelen ved hjelp av fotoelementets 8 utgangsstrøm. Slik som foran nevnt, viser fig. 4a at fotoelementets 8 fotoelektriske utgangsstrøm forsterkes ved hjelp av en operasjonsforsterker 12 med en tilbakekoplingsmotstand 13 og fremkommer som utgangsspenning UA. As shown in fig. 2, the measuring photoelement 8 connected to the film strip 9 is provided with uniformly extending black wedges 22, and it is thus clear that when the potentiometer shaft 3 is rotated with the same angle of rotation, different amounts of light fall on the measuring photoelement 8 to the same extent, so that its photoelectric output current also changes to a corresponding degree and a true image of the angle of rotation is obtained by means of the photoelement 8 output current. As previously mentioned, fig. 4a that the photoelectric output current of the photoelement 8 is amplified by means of an operational amplifier 12 with a feedback resistor 13 and appears as output voltage UA.

Vesentlig i denne forbindelse er anordningen av referansefotoelementet 7 i en styrekrets, slik som vist på fig. 4b, og videre oppbygningen av den til dette fotoelement knyttede fiImstrimme1 10. Essential in this connection is the arrangement of the reference photo element 7 in a control circuit, as shown in fig. 4b, and further the structure of the film strip1 10 linked to this photoelement.

Fig. 2 viser at filmstrimmelen 10, som består av samme materiale som filmstrimmelen 9, i hovedsaken ikke er farget, men imidlertid er forsynt med langs siden anordnede avskygninger eller sjatteringer 23 som utgjør linearitetskorreksjoner. Det er åpenbart at da målefotoelementet 8 og referansefotoelementet 7 blir bestrålt av samme lyskilde 6, vil også referansefotoelementet 7 reagere på endringer i strålingsinterisiteten for lyskilden og på sjatteringene 23 med en endring av dets utgangsstrøm. Slik som vist på fig. 4b, er imidlertid referansefotoelementets 7 kopling slik anordnet at den til dette fotoelement knyttede styrekrets forsøker å holde referansefotoelementets 7 fotoelektriske utgangs-strøm konstant ved etterregulering av lysstyrken for lyskilden 6. For dette formål benyttes en over en motstand 15 bare meget løst motkoplet operasjonsforsterker 14 hvis inngang tilføres referansefotoelementets 7 utgangsstrøm. Som kjent forutsettes det også i det følgende at operasjonsforsterkeren er en motkoplingsbar for-sterker med en forsterkning som i idealtilfelle. er uendelig, og med en neglisjerbart liten inngangsstrøm, slik at tilsvarende operasjoner kan gjennomføres. Som vist er strømmen iD fra et referanseelement som i det foreliggende utførelseseksempel er en zenerdiode 18, nå motkoplet mot fotoelementets 7 utgangsstrøm I ir. Som vist på fig. 4b, er det for tilveiebringelse av tilsvarende forspenning for zenerdioden 18 anordnet en forspenningskilde -Uv med en tilhørende motstand 17. Referansestrømmen i flyter over en ytterligere motstand 16. Da slik som forutsatt, operasjonsforsterkerens 14 inngangsstrøm er negliserbait liten, og motstanden 15 på grunn av den løse motkopling er forholdsvis stor, oppnås at allerede en liten differansestrøm I p - iR „ = i g frembringer en betydelig utgangsspenning, slik at det allerede ved en ubetydelig endring av referansefotoelementets 7 utgangsstrøm lp skjer en merkbar utstyring av lyskilden 6 på operasjonsforsterkerens 14 utgang. Da nå imidlertid referansefotoelementet 7 (slik som målefotoelementet 8) belyses av lyset fra lyskilden 6, oppnås at variasjoner av den fotoelektriske strøm eller fotostrømmen lp utjevnes ved hjelp av tilsvarende lysintensitetsendringer. Dette betyr videre at man imidlertid også ved hjelp av referansefilmstrimmelen 10 kan kompensere for linearitetsfeil som målefotoelementet 8 oppviser, nemlig i form av sådanne sjatteringer eller avskygninger 23, at det, når en sådan linearitetsfeil (som selvsagt må være kjent) opptrer ved en gitt bøyevinkel, på grunn av reguleringsvirkningen ved hjelp av referansekretsen skjer en tilsvarende etterinnstilling av lysutgangsytelsen for lyskilden 6. Linearitetsfeilene for fotoelementene er vanligvis ikke kjent på forhånd, slik at det er hensiktsmessig at avskygningene på refe-ransesiden, dvs. på referansefilmstrimmelen 10, for linearisering anbringes senere. Man går da frem slik at man etter montering av potensiometeret enten for hånd eller automatisk foretar en delvis avskygning av filmstrimmelen 10, på en slik måte at man oppnår høyest mulig nøyaktighet. For dette formål blir det hensiktsmessig benyttet målekopling, slik at man også kan foreta en automati-sering av dette korreksjonsforløp på den måte at målekoplingens utgangsstrøm, koplet mot et absolutt lineært stigende signal, blir det korreksjonssignal som styrer det mekaniske avskygnings-forløp. På denne måte oppnås mulighet til å sjalte ut alle stør-relser som har innflytelse på lineariteten, og disse er eksempel-vis unøyaktigheter i selve den kileformede målefiImstrimme1, ikke-lineariteter i målefotoelementet, uregelmessigheter i lyskil-dens belysningskarakteristikk og endelig de mekaniske unøyaktig-heter i oppbygningen. Samtlige av disse omstendigheter som gjør seg merkbare som linearitetsfeil, kan på denne måte elimineres. Fig. 2 shows that the film strip 10, which consists of the same material as the film strip 9, is essentially not coloured, but is however provided with shadows or shadings 23 arranged along the side which constitute linearity corrections. It is obvious that when the measuring photoelement 8 and the reference photoelement 7 are irradiated by the same light source 6, the reference photoelement 7 will also react to changes in the radiation internality of the light source and to the shadings 23 with a change in its output current. As shown in fig. 4b, however, the connection of the reference photoelement 7 is arranged in such a way that the control circuit connected to this photoelement attempts to keep the photoelectric output current of the reference photoelement 7 constant by adjusting the brightness of the light source 6. For this purpose, an operational amplifier 14 that is only very loosely counter-coupled via a resistor 15 is used if input is fed to the output current of the reference photoelement 7. As is known, it is also assumed in the following that the operational amplifier is a counter-switchable amplifier with a gain as in the ideal case. is infinite, and with a negligibly small input current, so that corresponding operations can be carried out. As shown, the current iD from a reference element, which in the present embodiment is a zener diode 18, is now counter-coupled to the output current I ir of the photoelement 7. As shown in fig. 4b, to provide a corresponding bias for the zener diode 18, a bias source -Uv is arranged with an associated resistor 17. The reference current i flows across a further resistor 16. Then, as assumed, the input current of the operational amplifier 14 is negligerbait small, and the resistor 15 due to the loose feedback is relatively large, it is achieved that even a small differential current I p - iR „ = i g produces a significant output voltage, so that even with an insignificant change in the output current lp of the reference photoelement 7, a noticeable equipping of the light source 6 at the output of the operational amplifier 14 occurs. Now, however, the reference photoelement 7 (such as the measuring photoelement 8) is illuminated by the light from the light source 6, it is achieved that variations of the photoelectric current or photocurrent lp are equalized by means of corresponding light intensity changes. This further means that, however, one can also compensate for linearity errors that the measuring photoelement 8 exhibits with the help of the reference film strip 10, namely in the form of such shadings or shadows 23, that when such a linearity error (which of course must be known) occurs at a given bending angle , due to the regulation effect by means of the reference circuit, a corresponding readjustment of the light output performance of the light source 6 takes place. The linearity errors for the photoelements are usually not known in advance, so that it is appropriate that the shadings on the reference side, i.e. on the reference film strip 10, for linearization are placed later. One then proceeds so that, after mounting the potentiometer, one partially shades the film strip 10 either by hand or automatically, in such a way that one achieves the highest possible accuracy. For this purpose, measuring coupling is appropriately used, so that this correction process can also be automated in such a way that the output current of the measuring coupling, coupled to an absolutely linear rising signal, becomes the correction signal that controls the mechanical shading process. In this way, it is possible to isolate all quantities that have an influence on the linearity, and these are, for example, inaccuracies in the wedge-shaped measuring film strip itself1, non-linearities in the measuring photoelement, irregularities in the lighting characteristics of the light source and finally the mechanical inaccuracies named in the structure. All of these circumstances that make themselves noticeable as linearity errors can be eliminated in this way.

En sådan regulering i form av en justering av lampens lysstyrek skjer ved tilkoplende drift av potensiometeret selvsagt også når det eventuelt ved selve lyskilden opptrer temperaturvariasjoner, aldringsfenomener og matespenningsvariasjoner, da disse ville føre til en tilbakegang av den fotoelektriske strøm lp som styrekretseh da på tilsvarende måte motvirker. Slik det klart vil innses, lykkes det også på denne måte å utjevne temperaturvariasjoner, da det ved en øket temperatur på de to fotoelementer 8 og 7 også skjer en tilsvarende, motsatt etterinnstilling av belysningsintensiteten. For en fagmann er det åpenbart at når motstanden 15 og dermed reguleringsforsterkningen velges tilstrekkelig stor, kan selv store endringer av fotoelementets følsomhet eller lampens virkningsgrad i stor utstrekning utreguleres uten merkbare endringer av fotostrømmen lp. Such a regulation in the form of an adjustment of the lamp's brightness occurs when the potentiometer is switched on, of course also when temperature variations, aging phenomena and supply voltage variations occur at the light source itself, as these would lead to a decline in the photoelectric current lp as the control circuit then in a similar way counteracts. As will be clearly seen, it is also possible to equalize temperature variations in this way, since at an increased temperature of the two photoelements 8 and 7, a corresponding, opposite readjustment of the lighting intensity also occurs. For a person skilled in the art, it is obvious that when the resistance 15 and thus the regulation gain is chosen to be sufficiently large, even large changes in the sensitivity of the photoelement or the efficiency of the lamp can be regulated to a large extent without noticeable changes in the photocurrent lp.

Ifølge et fordelaktig trekk ved oppfinnelsen blir det According to an advantageous feature of the invention, it becomes

som lyskilde 6 benyttet en luminescensdiode, fortrinnsvis av gal-liumarsenid. Slik som fremstillingen på fig. 3 viser, er denne forskjøvet i forhold til stillingen av fotoelementene 8 og 7, og . altså ikke som på fig. 1 anordnet på midten, slik at den største del av lysmengden 19 innfaller på målecellen 8. Dette har to fordeler. For det første er det på grunn av denne tilsiktet forskjellig valgte lysfordeling mulig å foreta linearitetskorreksjoner ved ytterkanten av referansefilmstrimmelen 10, slik som vist på fig. as light source 6 used a luminescence diode, preferably of gallium arsenide. As shown in fig. 3 shows, this is shifted in relation to the position of the photo elements 8 and 7, and . i.e. not as in fig. 1 arranged in the middle, so that the largest part of the amount of light 19 falls on the measuring cell 8. This has two advantages. Firstly, because of this intentionally different light distribution, it is possible to make linearity corrections at the outer edge of the reference film strip 10, as shown in fig.

2, hvorved det muliggjøres forholdsvis store avskygninger, på tross av de vanligvis i seg selv bare små nødvendige linearitetskorreksjoner, slik at det også kan arbeides meget nøyaktig. 2, whereby relatively large shadings are made possible, despite the usually only small necessary linearity corrections, so that work can also be done very precisely.

Videre er det på denne måte mulig å fordele den på målefotoelementet og på referansefotoelementet innfallende lysmengde slik som forholdet mellom måleoperasjonsforsterke rens 12 maksimale utgangsspenning UA og referanseutgangsspenningen til lyskilden 6, slik at det for motstandene 13 og 16 oppnås like store verdier som kompenseres under temperaturgangen. Endelig blir det for fotoelementene 7 og 8 med fordel benyttet siliciumfotoelementer, da siliciumfotoelementer ikke har noen remanensoppførsel slik som fotomotstander, og da de videre har en knapt merkbar aldring, oppviser en reproduserbar temperaturgang og er meget raske. Furthermore, in this way it is possible to distribute the amount of light incident on the measuring photoelement and on the reference photoelement such as the ratio between the maximum output voltage UA of the measuring operational amplifier 12 and the reference output voltage of the light source 6, so that equal values are obtained for the resistances 13 and 16 which are compensated during the temperature change. Finally, for the photoelements 7 and 8, silicon photoelements are advantageously used, as silicon photoelements do not have any residual behavior like photoresistors, and as they also have a barely noticeable ageing, exhibit a reproducible temperature change and are very fast.

Ved enhver endring av den fotoelektriske strøm som kom-mer fra referansefotoelementet 7, blir altså lyskilden 6 etterre-gulert på en slik måte at den samme fotostrøm til stadighet bibe-holdes, slik at måleutgangsspenningen UA uavhengig av temperaturen, av en eventuell aldring av lyskilden og av iboende linearitetsfeil i fotoelementene og liknende, til stadighet og helt nøyaktig er proporsjonal med den aktuelle stilling av svartkilene 22, slik at en endring utelukkende avhenger av forskyvningen eller dreievinkelen. With any change in the photoelectric current coming from the reference photoelement 7, the light source 6 is then regulated in such a way that the same photocurrent is constantly maintained, so that the measurement output voltage UA is independent of the temperature, of any aging of the light source and of inherent linearity errors in the photo elements and the like, is constantly and exactly proportional to the actual position of the black wedges 22, so that a change depends exclusively on the displacement or the angle of rotation.

Slissmaskene må ikke nødvendigvis være filmstrimler, idet det her i prinsipp kan velges enhver vilkårlig oppbygning, eksempel-vis også skiver av glass som selv er lysgjennomslippelige og som allerede er forsynt med de to forskjellige lysgjennomslippelige spor. Videre kan også den mekaniske oppbygning i forhold til ut-førelseseksemplet på fig. 1 være forskjellig utformet på den måte at det ikke utføres noen dreiebevegelse, men bare en rent trans-latorisk bevegelse ved forskyvningen av svartkilene og avskygningene på filmstrimlene. The slit masks do not necessarily have to be film strips, as any arbitrary structure can in principle be chosen here, for example also slices of glass which are themselves translucent and which are already provided with the two different translucent grooves. Furthermore, the mechanical structure in relation to the design example in fig. 1 be differently designed in such a way that no rotational movement is performed, but only a purely translational movement by the displacement of the black wedges and the shading on the film strips.

Claims

1. Photoelectric potentiometer device for generating an adjustable output voltage by avoiding moving current supplies, with a light source and a light-sensitive receiver, preferably a photoelement, a slit mask being displaceably arranged in the optical path between the light source and the photoelement, characterized in that two of photoelements (7, 8) illuminated by the same light source (6), namely a measurement photoelement (8) and a reference photoelement (7), are arranged in an equithermal device, that a slit mask (9) with continuously variable light transmittance, and that a slit mask with linearity corrections in the form of shadows (23) is connected to the reference photoelement (7), and that the output current (I) of the reference photoelement (7) is fed to a control circuit (14, 15, 16, 17, 18) which keeps this output current is constant because the common light source (6) is connected to its output and changes in the output current (1^) are equalized by an influence of light intensity one.

2. Device according to claim 1, characterized in that the slit masks are in the form of film strips (9, 10) and are carried by a common storage device (1, 2, 3, 4).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the film strips (9, 10) are arranged in inner recesses (20) in two discs (1, 2) which are stored at a distance from each other on a shaft (3), and that the light source, preferably a gallium arsenide LED (6), is arranged inside the space formed by the discs (1, 2) and the film strips (9, 10) and the photo elements (7, 8) are arranged outside of this space .

4. Device according to one of the claims 1-3, characterized in that the film strip (9) for the measuring photoelement (8) is provided with uniformly continuous black wedges, and that the reference film strip's (10) shadows (23) form along a strip page arranged margin corrections.

5. Device according to one of the claims 1-4, characterized in that the photo elements (7, 8), which are preferably designed as silicon photo elements, are arranged next to each other on a common metal block (11) and that there is an end disc (21) arranged between the photo elements ) to avoid stray light influence.

6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that the light source (6) in relation to photo elements (7, 8) arranged next to each other is arranged offset in such a way that the largest part of the amount of light falls on the measurement photo element (8 ), and the light distribution at the outer edge of the reference photoelement (7) is decreasing in such a way that sufficiently large shadows (23) for small photocurrent changes are possible.

7. Device according to one of claims 1-6, characterized in that the photoelectric output current of the measuring photoelement (8) can be supplied to a counter-coupled operational amplifier (12) at whose output the output voltage (UA) corresponding to the angle of rotation of the shaft (3) appears.

8. Device according to one or more of claims 1-7, characterized in that the output photocurrent (I P) of the reference photoelement (7) can be supplied to the input of a further operational amplifier (14) with loose feedback (large feedback resistance 15), and that to this output photocurrent (I P) there is counter-coupled a constant reference current (in K) which is produced by a zener diode (18) across a resistor (17) and a voltage source (Uv).

9. Device according to claim 6, characterized in that the light distribution on the measuring photoelement (8) and the reference photoelement (7) by shifted light source (6) corresponds to the ratio between the maximum output voltage from the operational amplifier (12) and the voltage of the reference zener diode (18) on a in such a way that compensating resistances of the same size occur during the temperature change both for the feedback resistance (13) for the measuring operational amplifier (12) and for the resistance (16) which is flowed through by the reference current (iR).