DE1177356B

DE1177356B - Vorrichtung zum elektrischen Messen von Laengen, Laengenaenderungen oder anderen durch Laengengroessen darstellbaren Messgroessen

Info

Publication number: DE1177356B
Application number: DE1955P0014384
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Johannes Perthen
Original assignee: JOHANNES PERTHEN DR ING
Current assignee: JOHANNES PERTHEN DR ING
Priority date: 1955-06-30
Filing date: 1955-06-30
Publication date: 1964-09-03

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KI.: G Ol d

Deutsche Kl.: 42 d- 2/01

Nummer: 1 177 356

Aktenzeichen: P14384IX b / 42 d

Anmeldetag: 30. Juni 1955

Auslegetag: 3. September 1964

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisches Meßgerät zur Anzeige von Längen, Längenänderungen oder anderen durch Längengrößen darstellbaren Meßgrößen, das die Bestimmung der Meßgrößen mit hoher Genauigkeit zuläßt. Die Anordnung besteht aus einer bekannten elektrischen Längenmeßvorrichtung, deren Meßverstärker mit über einen umschaltbaren Spannungsteiler stufenweise änderbarem Verstärkungsfaktor mit einem elektrischen Anzeigeinstrument zusammenwirkt, dessen Skalenbezifferung dem jeweiligen Verstärkungsgrad des elektronischen Verstärkers zugeordnet ist und eine Ablesung in absoluten Maßangaben gestattet.

Derartige Anordnungen werden zur schnellen, irrtumsfreien und sehr genauen Bestimmung sehr kleiner Längen usw. benötigt, wo es zur Erreichung der höchstmöglichen Anzeigegenauigkeit erforderlich ist, mit möglichst großen Zeigerausschlägen des Anzeigegerätes zu arbeiten, um den relativen Fehler der Maßanzeige so klein wie möglich zu halten.

Mit rein mechanischen Mitteln ist diese Aufgabe nicht zu lösen, da die dazu erforderlichen mechanischen Übersetzungsgetriebe bei erträglichen Dimensionen nicht die zur verhältnistreuen Übersetzung der sehr kleinen Meßlängen in meßbare Instrumentenausschlage ausreichende Festigkeit besitzen, die Übersetzungsverhältnisse nicht exakt zu verändern sind und überdies die Meßstellen durch die erforderlichen hohen Anpreßdrücke der Tastorgane beschädigt werden.

Die erforderlichen Vergrößerungen sind bis zu einem gewissen Grade mit optischen Mitteln in befriedigender Weise zu erzielen. Jedoch sind die dazu erforderlichen Geräte unhandlich, umfangreich und dementsprechend teuer. Ferner ist .die Einstellung verschiedener Übersetzungsverhältnisse umständlich.

Besser geeignet sind jedoch Eigenschaften elektrische Längenmeßeinrichtungen. Bei diesen werden die zu bestimmenden Längen mittels Meßfühler in elektrische Meßgrößen umgeformt. Diese wiederum kann man mit bekannten Mitteln bis zu mehreren Größenordnungen verstärken und schließlich an Zeigerinstrumenten ablesen.

Besonders vorteilhaft bei der Anwendung elektrischer Meßmittel ist es, daß die Meßstelle, die Ver-Stärkeranordnung und schließlich die Anzeigevorrichtung voneinander getrennt aufgestellt sein können und nur über Kabel miteinander verbunden sind.

Die bekannten elektrischen Längenmeßgeräte weisen die eingangs gewünschten Merkmale nicht in vollern Umfange auf.

Beispielsweise gibt es ein elektrisches Gerät zur Vorrichtung zum elektrischen Messen von
Längen, Längenänderungen oder anderen durch
Längengrößen darstellbaren Meßgrößen

Anmelder:

Dr.-Ing. Johannes Perthen,

Hannover, Sedanstr. 13

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Johannes Perthen, Hannover

Bestimmung der Materialdicke von leitenden Stoffen von nur einer Seite her. Dieses beruht auf der Messung der elektrischen Leitfähigkeit beispielsweise von Blechtafeln. Die bei diesen Messungen auftretenden, zwischen den Meßsonden meßbaren kleinen Spannungen werden in einem elektrischen Verstärker verstärkt, dessen Verstärkungsfaktor mittels einer inversen Rückkopplung zwischen dem Verstärkerausgang und -eingang kontinuierlich geändert werden kann. Die Dickenangabe ergibt sich aus der Anzeige eines empirisch geeichten elektrischen Anzeigeinstrumentes, dessen Gesamtausschlagswinkel durch Verändern der Zeiger-Null-Lage auf dem Skalenblatt mittels einer elektrischen Vorspannung verändert werden kann. Dieses Gerät ist für eine Längenmessung, die in der Bestimmung des Abstandes zwischen zwei Punkten besteht, ungeeignet. Das macht schon der Hinweis in einer Beschreibung desselben deutlich, wonach das Gerät außer für den genannten Zweck zur Auffindung und Ortung von Schadensstellen dienen kann.

Weiter ist ein elektrischer Komparator bekannt, dessen Taster mit einem Impedanzwandler ausgestattet ist, dessen Spulen zu Wechselstrombrückenkreisen gehören, bei denen die Ablesegenauigkeit an einem Anzeigeinstrument im Verhältnis 20:1 geändert werden kann. Dies geschieht einerseits dadurch, daß die Betriebsspannung der Wechselstrombrücken im Verhältnis 10: 1 geändert und außerdem die Meßwertanzeige auf zwei verschiedene Skalen geschaltet werden kann, deren Empfindlichkeit 2:1 beträgt.

Dieses Gerät hat nur eine begrenzte Anpassungsfähigkeit an die Meßbelange. Für seine Anwendung ist hinderlich, daß es nur zwei untereinander angeordnete bezifferte Skalen besitzt, deren Anzeigewert sich erst aus der Multiplikation mit zwei verschie-

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denen Faktoren ergibt und welche an besonderen Einstellknöpfen vorgewählt werden müssen.

Das Gerät nach dem Erfindungsvorschlag beseitigt diese Nachteile, Mit diesem kann man durch Beobachten der Zeigerstellung eines Anzeigeinstrumentes und Betätigen eines Verstellgliedes jeweils die größtmögliche Zeigereinstellung aus einem Meßinstrument für einen in die Meßanordnung gegebenen Meßwert einstellen und den Meßwert selbst je nach der Eichung in absoluten Einheiten ablesen.

Bei einer Vorrichtung zum elektrischen Messen von Längen, Längenänderungen und anderen durch Längengrößen darstellbaren Meßgrößen mit einem die Meßgröße in elektrische Meßsignale umwandelnden Meßtaster, welcher über einen elektronischen Meßverstärker mit durch Verstellen eines Spannungsteilers stufenweise änderbarem Verstärkungsfaktor mit einem elektrischen Anzeigeinstrument mit umschaltbarer Mehrfachskala zusammenwirkt, ist erfindungsgemäß die Umschaltvorrichtung des Spannungsteilers mit einer Vorrichtung gekoppelt, durch welche gleichzeitig mit dem Umschalten des Spannungsteilers die dem jeweiligen Verstärkungsfaktor des Meßverstärkers zugeordnete Skala oder Skalenbezifferung zur Wirkung gebracht wird.

Die verschiedenen zusammengehörigen Zifferngruppen werden mittels eines Verstellknopfes unterhalb des Skalenbogens eingestellt. Das Wesentliche bei der Erfindung ist, daß mit diesem Skalenknopf die Veränderung des Abgriffes zwischen den Verstärkerstufen vorgenommen wird und daß gleichzeitig mit der Betätigung dieses Knopfes auch die dem jeweiligen Grad des Abgriffes zugehörige Skalenbezifferung unter den bogenförmigen Ausschnitt gebracht wird.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbetspiel erläutert.

Da die zur Anwendung kommenden elektrischen Meßtaster und ebenso die elektronischen Verstärker an sich bekannt sind, ist nur eine kurze Beschreibung der Verstellanordnung für den Abgriff und ihrer Verbindung mit dem Anzeigeinstrument erforderlich.

In dem Gehäuse 1 ist ein normales elektrisches Meßwerk 9 mit einem Skalenblatt 2 untergebracht. Auf dem Skalenblatt sind zwei verschiedene unbezifferte Skalen 7 und 8 aufgetragen, zwischen denen sich ein bogenförmiger Ausschnitt befindet. Unterhalb des Ziffernblattes bewegt sich der Skalenblattschieber 4, von dem eine zusammengehörende Zahlengruppe 3 im Ausschnitt zu sehen ist. Unterhalb des Gehäuses 1 befindet sich der Verstärkungsumschalter 13, der über das auf seiner Achse befindliche Zahnrad 12 mit dem Zahnsegment 11 und der Achse 10 des Zahlenblattschiebers 4 verbunden ist.

Elektrisch schaltet der Verstärkungsumschalter 13 den Spannungsteiler 16 um, der mit dem Spannungsteiler zwischen den Verstärkerstufen identisch ist. Je nach der durch die linke Pfeilspitze des Verstärkungsumschalters 13 angezeigten Verstärkungskennzahl wird der durch die rechte Zeigerspitze angedeutete Abgriff eingeschaltet und gleichzeitig die dazugehörige Zifferngruppe unter den Ausschnitt des Skalenblattes 2 geschoben. Auf die Weise ist erreicht, daß der Beobachter sich ganz den Einstellungen des Zeigers 6 über der Skala 7 bzw. 8 des Instrumentes widmen kann und stets richtige absolute Ablesewerte erhält, ohne daß ihm ein Umrechnungsfaktor für die Skalenwerte bekannt zu sein braucht.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrischen Messen von Längen, Längenänderungen oder anderen durch Längengrößen darstellbaren Meßgrößen mit einem die Meßgröße in elektrische Meßsignale umwandelnden Meßtaster, welcher über einen elektronischen Meßverstärker mit durch Verstellen eines Spannungsteilers stufenweise änderbarem Verstärkungsfaktor mit einem elektrischen Anzeigeinstrument mit umschaltbarer Mehrfachskala zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung des Spannungsteilers mit einer Vorrichtung gekoppelt ist, durch welche gleichzeitig mit dem Umschalten des Spannungsteilers die dem jeweiligen Verstärkungsfaktor des Meßverstärkers zugeordnete Skala oder Skalenbezifferung zur Wirkung gebracht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff an dem Spannungsteiler mittels einer bekannten Schaltvorrichtung verschiebbar ist und daß über ein mit der Schaltvorrichtung gekoppeltes mechanisches Getriebe ein unter dem Skalenblatt des Anzeigeinstrumentes angeordnetes Mehrfachziffernblatt verschoben wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Skalenblatt des Anzeigeinstrumentes einen bogenförmigen Ausschnitt hat, durch welchen die jeweils eingeschalteten Ziffergruppen des Mehrfachziffernblattes sichtbar werden und dessen beide Ränder unbezifferte Skalenteilungen tragen.

4. Vorrichtnug nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung einen Zahntrieb enthält, mit welchem ein um eine seitlich der Zeigerdrehachse angeordnete weitere Achse drehbares Zahnsegment zusammen mit dem mit diesem verbundenen Mehrfachzifferblatt verschwenkt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 313 699, 325 496,
489, 449 100, 581 178, 640 132, 650 735,
879;

schweizerische Patentschrift Nr. 190 463;

französische Patentschriften Nr. 918 631, 933 178; britische Patentschriften Nr. 353 534, 409 784;

USA.-Patentschriften Nr. 2 437 639, 2 659 861;

M. PfHer. »Elektrische Messung mechanischer Größen«, 1948, S. 83, 84.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 659/187 8.64

Bundesdruckerei Berlin