DE1032560B

DE1032560B - Anordnung zur Erhoehung der Ablesegenauigkeit von Messgeraeten

Info

Publication number: DE1032560B
Application number: DES27567A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Fritz Von Westermann
Original assignee: August Sauter KG
Current assignee: August Sauter KG
Priority date: 1952-03-08
Filing date: 1952-03-08
Publication date: 1958-06-19

Description

Anordnung zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit von Meßgeräten Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit der auf eine Beobachtungsfläche, Mattscheibe od. dgl. projizierten Anzeige eines Meßgerätes, bei welchem die Grobablesung und die Feinablesung des anzeigenden Organs durch getrennte Mittel geschehen. Um Ablesungen des Ausschlages mit höherer Genauigkeit zu ermöglichen, wurden bereits optische Mittel in Verbindung mit langen Lichtzeigern oder unter Ausnutzung von Interferenzerscheinungen oder aber elektrische Mittel benutzt, die mit von Fotozellen, Lichtelementen oder durch Kapazitäts- und Induktivitätsänderungen usw. gesteuerten Galvanometern arbeiten. Die optischen Verfahren liefern fehlerfreie Ergebnisse, doch erfordert die optische Einrichtung entweder sehr viel Platz, z. 13. einen langen Lichtweg, oder (wie hei Interferenzmessungen) einen erheblichen Aufwand. Die elektrischen Verfahren sind zwar meist einfach und 1eefluem zu handhaben, doch ist man hier an die relative Genauigkeit des Meß instrumentes gebunden. die 1 0/o des Gesamtmeßbereicbes selten übersteigt: Das Ziel der Erfindung liegt darin. die Vorteile beider Methoden unter Vermeidung der angegebenen Nachteile nutzbar zu machen und bei bequemer Ablesung eine hohe Ablesegenauigkeit zu erzielen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Grobablesung an Hand der Teilstriche einer Hauptskala auf optischem Wege visuell und die Feinablesung - Ablesung der Bruchwerte der Hauptskalenteilung - an der entsprechend geteilten Skala eines von einem oder mehreren lichtempfindlichen Elementen gesteuerten Galvanometers erfolgt.
Die Anordnung ist beispielsweise so ausgeführt daß die auf die Beobachtungsfläche, Mattscheibe od. dgl. abgeliildete Hauptskala an einem beweglichen Teil des Nleßgerätes. z. B. an dem Zeiger oder bei einer \R'aage an deren Waagelbalken, angeordnet ist und daß an oder vor der Beobachtungsfiäche, Mattscheide od. dgl. ein oder mehrere lichtempfindliche ISlenente von der Breite eines bzw. mehrerer Teilstrichabstände der Hauptskala angeordnet sind, durch die cin Galvanometer mit einer auf die Teilungseingleit der Hauptskal a abgestimmten Skalenteilung gesteuert wird.
Zweckmäßig trägt ein beweglicher Teil des Meßgerätes außer der Hauptskala eine ron abwechselnd clurchsichtigell und undurchsichtigen Feldern von der Breite einer oder mehrerer Teilungseinheiten der Hauptskala gebildete. auf das oder auf die lichtempfindlichen Elemente projizierte Gitterskala.
Die Anordnung kann jedoch auch so ausgestaltet sein, daß die Beobachtungsfläche, Mattscheibe od. dgl. die Hauptskala trägt und daß jeder T'eilungseinheit ein lichtempfindliches Element von der Breite dieser Einheit zugeordnet ist, das wiederum ein Galvanometer steuert.
Das oder die lichtempfindlichen Elemente können situs Fotozellen, Fotowiderständen. Foto oder Lichtelementen od. dgl. bestehen. An Stelle zweier Elemente kann auch ein Differentialelement treten, dessen Differentialstrom von dem Galvanometer gemessen wird.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen. an einer Waage als Ausführungsheispiel erläutert. In den Zeichnungen stellen dar: Abb. 1 in schematischer Darstellung einen Teil einer Balkenwaage mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung.
Abb. 2 eine Ansicht einer I-laupt- und einer Gitterskala, die miteinander verbunden sind, Alib. 3 schematisch die Arbeitsweise der Einrichtung bei verschiedenen Einstellungen des Waagebalkens.
Gemäß Abb. 1 fällt ein von der Lampe 1 ausgehendes Lichtstrahlenbündel über einen Kondensator 2 auf den Skalenträger 4 am Zeiger 3 der Waage 5. An dem Skalenträger 4 befinden sich mikroskopisch kleine Skalen 6 und 7, wie sie in Abli. 2 dargestellt sind. Die Skala 6 enthält die Hauptskalenteilung, und die hellen und die dunklen Felder der unteren Skala 7 entsprechen in ihrer Breite genau zwei Einheiten der Skala 6. Die beiden Skalen 6 und 7 werden durch das Objektiv 8 über zwei Hilfsspiegel 9 so auf die Mattscheibe 10 bzw. das lichtempfindliche Element 11 projiziert. daß die Ziffern der Skala 6 auf die Mattscheibe 10 fallen und die Gitterskala 7 das Element 11 überdeckt. Das Element 11, ein Differentialelement, hat genau die Breite von zwei Teilstrichen der Zahlenskala auf der Mattscheibe10, so daß es bei Nullage der Waage 5 ganz beleuchtet ist (Abb. 3 a). An das Differentialelement 11 ist ein Lichtmarkengalvanometer 12 mit einer nach beiden Ausschlagseiten in 100 Skalenteile geteilten Anzeigeskala angeschlossen, das bei dieser Waageneinteilung auf Null steht. Wird die Waage 5 belastet, so daß die entsprechend dem Waagebalken ausschwingende Skala 6 auf der Mattscheibe 10 z. B. genau auf dem Teilstrich + 1 steht, so ist die Differentialzelle 11, wie aus Abb. 3b ersichtlich ist, halb dunkel, halb hell. Das Instrument 12 zeigt dabei Vollausschlag nach einer Seite. Steht die Skala dagegen auf dem Teilstrich + 2, so ist die Differentialzellell von einem schwarzen Feld der Gitterskala 7 ganz abgedeckt, und das Instrument 12 steht wieder auf Null (Abb. 3 c) . Schwingt die Waage 5 weiter, so wiederholt sich dieser Vorgang. Ist die Waage 5 z. B. bis zum Teilstrich + 3 ausgeschlagen, so zeigt das Instrument 12 Vollausschlag nach der anderen Seite. Wenn die Waage 5 bis zum Teilstrich + 4 ausschlägt, so steht das Instrument 12 wie der auf Null, usw.
Die Erfindung kann außer bei Waagen, wie z. B. bei vollautomatischen Analysenwaagen, Mikrowaagen od. dgl., auch bei anderen Meßgeräten zur Ablesung und Auswertung des Meßergebnisses Verwendung finden.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Anordnung zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit der auf eine Beobachtungsfläche, Mattscheibe od. dgl. projizierten Anzeige von Meßgeräten, bei welchen die Grobablesung und die Feinablesung der Einstellung des anzeigenden Organs durch getrennte Mittel geschehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobablesung an Hand der Teilstriche einer Hauptskala auf optischem Wege visuell und die Feinahlesung - Ablesung der Bruchwerte der Hauptskalenteilung - an der entsprechend ge teilten Skala eines von einem oder mehreren lichtempfindlichen Elementen gesteuerten Galvane meters erfolgt.
2. Anordnung gemäß Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Beobachtungsfläche, Mattscheibe od. dgl. abgebildete Hauptskala an einem beweglichen Teil des Meßgerätes, z. B. au dem Zeiger oder bei einer Waage an deren Waagebalken, angeordnet ist und daß an oder vor der Beobachtungsfiäche, Mattscheibe od. dgl. ein oder mehrere lichtempfindliche Elemente von der Breite eines bzw. mehrerer Teilstrichabstände der Hauptskala angeordnet sind, durch die ein Galvanometer mit einer auf die Teilungseinheit der Hauptskala abgestimmten Skalenteilung gesteuert wird.
3. Anordnung gemäß Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der die Hauptskala für die optische Ablesung tragende bewegliche Teil des M'eßgerätes zusätzlich eine von abwechselnd durchsichtigen und undurchsichtigen Feldern vw, der Breite zweier Teilungseinbeiten der Hauptskala gebildete, auf das oder auf die lichtempfindlicieen Elemente projizierte Gitterskala trägt.
4. Anordnung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß di!e Beobachtungsfläche, Mattscheibe od. dgl. die Hauptskala trägt und daß jeder Teilungseinheit ein lichtempfindliches Ele ment von der Breite dieser Einheit zugeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 619 153, 677 678, 724 465, 836 105.