DE1221464B - Microbalance system for measuring forces, in particular a weighing system - Google Patents

Description

Mikrobalancesystem zum Messen von Kräften, insbesondere Waagesystem Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrobalancesystem zum Messen von Kräften, z. B. der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten mittels der bekannten Bügelmethode, und insbesondere auf ein Waagesystem, dessen beweglichem Balanceelement, wie einem Waagebalken, ein dessen Ausschlag fühlender Stellungssignalgeber zugeordnet ist, dessen Signale eine elektromagnetische Einrichtung steuern, die eine dem Ausschlagen des beweglichen Elements entgegenwirkende Kraft erzeugt und deren jeweils an ihr anliegende Steuerspannung als Maß für die die Auswanderung des Belanceelementes aus seiner Normalstellung bewirkende Kraft an einer Meßeinrichtung anliegt.Microbalance system for measuring forces, in particular a weighing system The invention relates to a microbalance system for measuring forces, e.g. B. the surface tension of liquids by means of the known ironing method, and in particular to a weighing system whose movable balance element, such as a Balance beam to which a position signal transmitter that senses its deflection is assigned, whose signals control an electromagnetic device, which is one of the deflection of the movable element generated counteracting force and their respective at her applied control voltage as a measure for the migration of the Belance element from its normal position causing force is applied to a measuring device.

Bei bekannten Waagesystemen dieser Art dient als Stellungssignalgeber entweder ein photoelektrischer Fühler, oder auch ein kapazitiver Stellungssignalgeber. Als elektromagnetische Einrichtung, die die dem Ausschlagen des beweglichen Elementes entgegenwirkende Kraft erzeugt, ist beispielsweise ein Elektromagnet oder ein Gleichstrommotor bekannt. Die zu messende Kraft ist bei Anwendung einer Regelschaltung der Regelgröße bzw. der nach Verstärkung der Regelgröße an der elektromagnetischen Fühleinrichtung anliegenden Steuerspannung und bei einer Anwendung einer Servosteuerung deren Steuerspannung proportional oder aber von ihr in charakteristischer Weise abhängig. In known weighing systems of this type, it is used as a position signal transmitter either a photoelectric sensor or a capacitive position signal transmitter. As an electromagnetic device that controls the deflection of the moving element counteracting force is generated, for example, an electromagnet or a DC motor known. The force to be measured is the controlled variable when using a control circuit or after amplification of the controlled variable on the electromagnetic sensing device applied control voltage and, if a servo control is used, its control voltage proportional or dependent on it in a characteristic way.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem Mikrobalancesystem der beschriebenen Gattung kleine Kräfteänderungen einer relativ großen Kraft, insbesondere kleine Gewichtsänderungen eines relativ großen Gewichtes, korrekt zu messen und gegebenenfalls zu registrieren. The invention is based on the object with a microbalance system of the type described, small changes in force of a relatively large force, in particular small changes in weight of a relatively large weight to measure correctly and register if necessary.

Es ist bekannt, hierzu an einem Waagebalken Kompensationsgewichte anzubringen. Das erfordert jedoch komplizierte Zusatzeinrichtungen, damit nicht durch Bedienungsfehler oder Gewichtsfehler infolge Verschmutzung, Luftströmungen u. dgl. Fehler in der Größenordung der zu messenden Kräfte bzw. It is known to use compensation weights on a balance beam for this purpose to attach. However, this requires complicated additional equipment, so not due to operating errors or weight errors due to pollution, air currents and similar errors in the order of magnitude of the forces to be measured or

Gewichte auftreten.Weights occur.

Der Erfindung liegt daher die spezielle Aufgabe zugrunde, die gewünschte Mikrobalance ohne Veränderung des eigentlichen Waagesystems bzw. Balancesystems elektrisch durchzuführen. The invention is therefore based on the specific object of achieving the desired Micro balance without changing the actual weighing system or balance system to be carried out electrically.

Zum Lösen dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß bei einem Mikrobalancesystem der eingangs genannten Gattung der Meßeinrichtung eine Kompensationsspannungsquelle zugeordnet ist, die einen vorbestimmten konstanten Anteil der Steuerspannung kompensiert, und daß der Meßeinrichtung nur die Differenzspannung zugeführt wird. To solve this problem it is provided according to the invention that at a microbalance system of the type of measuring device mentioned at the beginning Compensation voltage source is assigned, which has a predetermined constant Part of the control voltage compensated, and that the measuring device only the differential voltage is fed.

Durch die Erfindung ist es erstmals gelöst, auch bei einer elektrischen Waage eine elektrische Kraft-bzw. Gewichtskompensation einer solchen Güte zu schaffen, wie es theoretisch nur bei mechanischen Balkenwaagen mittels Zusatzgewichten bisher bekannt war. Es ist zwar in der allgemeinen Meßtechnik und auch beiWaagesystemen an sich bekannt, bei Bedarf elektrische Nullpunktsunterdriickungen vorzunehmen. Bei den bisher bekannten elektrischen Waagen hat man jedoch bisher einzeln oder zusammen einerseits in den Meßweg mechanische Elemente, beispielsweise einen Torsionsdraht, eingebaut oder andererseits das Signal eines elektrischen Übertragers direkt ausgewertet. In beiden Fällen treten jedoch Fehlerquellen auf, da weder mechanische Federelemente noch die Signale von elektrischen Ubertragern streng linear bzw. gleichmäßig und zeitunabhängig sind und daher auch eine mit solchen grundsätzlichen Fehlerquellen behafteten Elementen nachgeordnete elektrische Kompensationseinrichtung die dem vorgeschalteten Element anhaftende Ungenauigkeit nicht mehr beheben kann. Erst durch die spezielle Wahl von Gattung und Arbeitspunkt der elektrischen Kompensationseinrichtung gemäß der Erfindung wird die Ausschaltung der genannten Fehlerquellen und eine bisher nicht erreichte Genauigkeit bei elektrischen Mikrobalancemessungen und Registrierungen erreicht. Der Gewinn an Genauigkeit bei einer Waage gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten elektrischen Waagen mit Federelementen ist vergleichbar der Genauigkeit einer mechanischen Balkenwaage gegenüber einer Federwaage, die bekanntlich der Balkenwaage wegen des praktisch kaum, zumindest auf die Dauer, gewährleisteten Arbeitens des Federelementes nach dem Hookeschen Gesetz einem auf Kräfteausgleich an einem Hebelsystem beruhenden Balancesystem, wie einerBalkenwaage, unterlegen ist. It is solved for the first time by the invention, even in the case of an electrical one Libra an electrical force or. To create weight compensation of such a quality, as has theoretically only been the case with mechanical beam scales using additional weights was known. It is used in general measurement technology and also in weighing systems known per se to make electrical Nullpunktsunterdriickungen if necessary. In the previously known electric scales, however, one has hitherto individually or together on the one hand mechanical elements in the measuring path, for example a torsion wire, built in or, on the other hand, the signal from an electrical transmitter is evaluated directly. In both cases, however, there are sources of error because there are no mechanical spring elements nor the signals from electrical transmitters are strictly linear or even and are time-independent and therefore also have such fundamental sources of error Affected elements downstream electrical compensation device that the upstream element can no longer correct adhering inaccuracy. Only by the special choice of type and operating point of the electrical compensation device According to the invention, the elimination of the sources of error mentioned and one so far Accuracy not achieved in electrical microbalance measurements and registrations achieved. The gain in accuracy compared to a balance according to the invention the known electrical scales with spring elements is comparable in accuracy a mechanical one Beam balance opposite a spring balance, which is known the beam balance because of the practically hardly, at least in the long run, guaranteed Working of the spring element according to Hooke's law on a balance of forces a balance system based on a lever system, such as a balance beam is.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens beschrieben, wobei das System gemäß Anspruch 6 wegen der besonders guten Linearität und Temperaturunabhängigkeit besonders bevorzugt wird. The subclaims contain advantageous developments of the inventive concept described, the system according to claim 6 because of the particularly good linearity and temperature independence is particularly preferred.

Es sei bemerkt, daß unter Verwendung eines registrierenden oder anzeigenden Voltmeters, das normalerweise über seinen vollen Skalenbereich Ablesungen auf 10/o des Gesamtgewichtes einer Probe zuläßt, bis zu 0,01°/o des Gesamtgewichtes gemessen werden können. Beispielsweise kann man die Nullpunktsunterdrückungssteuerung benutzen, um einen beliebigen Punkt auf der Skala des Voltmeters auf Null einzustellen, der einem beliebigen Gewicht innerhalb des Bereiches der Waage entspricht, und man kann die Meßschaltung so einstellen, daß ein zweckmäßig gewähltes Zusatzgewicht innerhalb eines vorbestimmten Bereiches dem Bereich des Voltmeters entspricht. Man kann die Nullpunktsunterdrückungsschaltung z. B. so einstellen, daß der Wert »Null« auf dem Registrierstreifen eines potentiometrischen Registriergerätes 99 Milligramm repräsentiert. Dann kann der Empfindlichkeitswähler des Meßgerätes so eingestellt werden, daß ein Zusatzgewicht von 1 Milligramm einen Zeigerausschlag über die ganze Skala bewirkt. Unter diesen Umständen repräsentiert jeder 1°/o entsprechede Teilstrich der Skala 0,01 Milligramm. It should be noted that using a registering or indicating Voltmeter that typically reads 10 / o over its full scale range of the total weight of a sample allows up to 0.01% of the total weight measured can be. For example, one can use the zero suppression control, to zero any point on the voltmeter scale, the corresponds to any weight within the range of the scale, and one can adjust the measuring circuit so that an appropriately selected additional weight is within of a predetermined range corresponds to the range of the voltmeter. You can Zero suppression circuit z. B. set so that the value »zero« on the The recording strip of a potentiometric recording device represents 99 milligrams. Then the sensitivity selector of the measuring device can be set so that a An additional weight of 1 milligram causes a pointer deflection across the entire scale. In these circumstances, every 1% represents the corresponding graduation mark on the scale 0.01 milligrams.

Die in den Unteransprüchen dargestellten Einzelheiten der Erfindung werden mehr an einem Ausführungsbeispiel klar, das im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert wird. The details of the invention presented in the subclaims become more clear in an exemplary embodiment, which in the following is more schematic with reference to Drawings is explained in more detail.

F i g. 1 ist eine teilweise schematisch und teilweise als Blockdiagramm gezeichnete Darstellung einer Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Waage; F i g. 2 ist eine schematische Darstellung des Auslenkungsübertragers, bei dem die Menge des von einer Lichtquelle auf eine Photozelle fallenden Lichtes beim Auslenken des Waagebalkens variiert wird; Fig.3 zeigt den Schaltplan der Steuerschaltung der erfindungsgemäßen Waage nach Fig. 1; F i g. 4 zeigt einen abgeänderten Ausschnitt der Schaltung nach Fig. 3. F i g. 1 is a partially schematic and partially block diagram Drawn representation of an embodiment of an electrical according to the invention Scale; F i g. 2 is a schematic representation of the deflection transducer at the amount of light falling on a photocell from a light source Deflection of the balance beam is varied; Fig. 3 shows the circuit diagram of the control circuit the balance according to the invention according to FIG. 1; F i g. 4 shows a modified section the circuit according to FIG. 3.

Das in Fig. 1 gezeigte System umfaßt eine Achse 10, die an ihren Enden in geeigneten Lagern 12 und 14 um ihre LängsachseX-X drehbar gelagert ist. The system shown in Fig. 1 includes an axis 10, which on their Ends in suitable bearings 12 and 14 is rotatably mounted about their longitudinal axis X-X.

An der Achse 10 ist ein Waagebalken16 befestigt, der sich rechtwinklig zur Mittellinie der Achse 10 erstreckt.A balance beam 16 is attached to the axle 10 and extends at right angles extends to the center line of the axis 10.

Ein Behälter 18 bzw. eine Waagschale ist an dem Waagebalken 16 mit Hilfe eines daran befestigten Hakens 20a aufgehängt. Jedoch kann man die Waagschale auch an einem Haken 20 b aufhängen, der an einem anderen Teil des Waagebalkens befestigt ist, um einen anderen Bereich für die Gewichtsmessungen zu wählen. Das entgegengesetzte Ende des Waagebalkens trägt ein Gegengewicht 22, durch welches das Gewicht der Waagschale 18 wenigstens annähernd ausgeglichen wird. Die zu wägende Probe wird in die Waagschale 18 gebracht, so daß der Waagebalken nach unten ausgelenkt und die Achse 10 um ihre Mittellinie gedreht wird. A container 18 or a weighing pan is attached to the balance beam 16 Suspended using an attached hook 20a. However, you can do the scales also hang on a hook 20 b, which is attached to another part of the balance beam is to choose a different range for weight measurements. The opposite The end of the balance beam carries a counterweight 22, through which the weight of the weighing pan 18 is at least approximately balanced. The sample to be weighed is placed in the weighing pan 18 brought so that the Balance beam deflected downwards and the axis 10 around its Center line is rotated.

Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, ist auf der Achse 10 die Rotorwicklung W eines zum Erzeugen eines Drehmoments geeigneten Motors 24 angeordnet. Der Stator des Motors 24 liefert ein stationäres Magnetfeld H, das rechtwinklig zu der Achse 10 gerichtet ist. Die Achse der Wicklung W verläuft quer und gewöhnlich etwa rechtwinklig zu dem Magnetfeld H. Wenn bei dieser Anordnung ein Strom in der geeigneten Richtung durch die Wicklung fließt, bringt der Motor auf die AchselO ein hemmendes oder neutralisierendes Drehmoment auf, um das durch die Probe in der Waagschale 18 hervorgerufene Drehmoment auszugleichen. Der das Magnetfeld erzeugende Stator kann so ausgebildet sein, daß das Magnetfeld mindestens in einem Drehungsbereich der Wicklung von wenigen Grad gleichmäßig ist und rechtwinklig zur Bahn der Wicklung verläuft. An der Achse 10 können zwei federähnliche Organe 26 und 28 angebracht sein, die zum Anschließen der Zuleitungen für den Motor 24 dienen. Die Anschlüsse sind so gepolt, daß das durch den Motor erzeugte Drehmoment bestrebt ist, die AchselO entgegengesetzt zu derjenigen Drehrichtung zu drehen, welche durch das Einbringen einer Probe in die Waagschale hervorgerufen wird. As indicated schematically in FIG. 1, the rotor winding is on the axis 10 W of a motor 24 suitable for generating a torque is arranged. The stator of the motor 24 provides a stationary magnetic field H that is perpendicular to the axis 10 is directed. The axis of the winding W is transverse and usually approximately rectangular to the magnetic field H. If with this arrangement a current in the appropriate direction flows through the winding, the motor brings an inhibitory or neutralizing effect to the armpit Torque to the torque caused by the sample in the weighing pan 18 balance. The stator generating the magnetic field can be designed so that the magnetic field at least in a rotation range of the winding of a few degrees is uniform and perpendicular to the path of the winding. On axis 10 two spring-like organs 26 and 28 can be attached for connecting the supply lines for the motor 24 are used. The connections are polarized so that the torque generated by the engine tends to oppose the armpitO too to turn that direction of rotation, which by introducing a sample into the Pan is caused.

Ein Blendenorgan bzw. eine Fahne 30 ist am Ende des Waagebalkens 16 angebracht. Dieses Organ befindet sich im Weg des Lichtes einer geeigneten Lichtquelle 32 zu einer Photozelle 34. Die Lichtquelle 32 kann durch eine Gleichstromquelle 36 gespeist werden. Zwischen der Fahne 30 und der Photozelle 34 ist eine ortsfeste Maske 38 mit einer rechteckigen Öffnung angeordnet, um das Einfallen der Lichtstrahlen der Lichtquelle 32 auf die Photozelle auf eine konvergierende Zone zu beschränken. A diaphragm organ or a flag 30 is at the end of the balance beam 16 attached. This organ is in the path of light from a suitable light source 32 to a photocell 34. The light source 32 can be a direct current source 36 can be fed. Between the flag 30 and the photocell 34 is a stationary one Mask 38 arranged with a rectangular opening to prevent the incidence of light rays of the light source 32 to the photocell on a converging zone.

Die Öffnung kann gemäß Fig. 2 als Fenster eines die Photozelle umschließenden Gehäuses ausgebildet sein.According to FIG. 2, the opening can act as a window surrounding the photocell Housing be formed.

Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich, richtet sich die Menge des auf die Photozelle 34 fallenden Lichtes nach der senkrechten Stellung der Blende30. Das Aggregat ist z. B. so ausgebildet, daß die Intensität der auf die Photozelle fallenden Strahlung dann ein Minimum ist, wenn sich kein Gewicht in der Waagschale 18 befindet. Wenn man dann eine Probe in die Waagschale bringt, wird der Waagebalken 16 mit der Blende 30 nach unten ausgelenkt, so- daß eine größere Lichtmenge von der Lichtquelle auf die Photozelle fällt. As best seen in Fig. 2, the amount of on the photocell 34 falling light after the vertical position of the shutter 30. The unit is z. B. designed so that the intensity of the photocell Falling radiation is a minimum when there is no weight on the scale 18 is located. Then when you put a sample on the pan, the balance beam becomes 16 deflected downwards with the diaphragm 30, so that a larger amount of light of the light source falls on the photocell.

Das Ausgangssignal der Photozelle wird einem System 40 zum Erzeugen eines Stroms zugeführt, mittels dessen das Drehmoment ausgeglichen wird. The output of the photocell is fed to a system 40 for generating a current supplied, by means of which the torque is compensated.

Das System 40 verstärkt das Ausgangssignal der Photozelle und erzeugt eine diesem Signal proportionale Ausgangs spannung. Diese Ausgangsspannung wird über ein Kompensationsnetzwerk 43 an die Wicklung W des Motors 24 angelegt, so daß in der Motorwicklung ein Strom fließt. Dieser Stromfluß erzeugt ein Magnetfeld F, das quer zu dem stationären Magnetfeld H verläuft und zusammen mit diesem ein auf die Achse 10 wirkendes hemmendes Drehmoment erzeugt. Dieses Hemmdrehmoment dient, wie schon erwähnt, zum Ausgleichen des durch die Probe in der Waagschale erzeugten Drehmoments.The system 40 amplifies and generates the output of the photocell an output voltage proportional to this signal. This output voltage becomes is applied via a compensation network 43 to the winding W of the motor 24, so that a current flows in the motor winding. This current flow creates a magnetic field F, which runs transversely to the stationary magnetic field H and together with this one on the axle 10 generates effective inhibiting torque. This inhibiting torque is used as already mentioned, to compensate for the generated by the sample in the weighing pan Torque.

In diesem abgeglichenen Zustand liefert das Stromerzeugungssystem 40 eine Spannung, die dem Gewicht der Probe in der Waagschale 18 genau proportional ist. Wie weiter unten erläutert, bewirkt das Kompensationsnetzwerk 43, daß der das Hemmdrehmoment erzeugende Strom in der Wicklung W einen geeichten Wert erhält, der von der Temperatur unabhängig ist.In this balanced state, the power generation system delivers 40 a tension that corresponds to the weight the sample in the weighing pan 18 is exactly proportional. As explained below, the compensation network operates 43 that the current generating the inhibiting torque in the winding W is calibrated Is given a value that is independent of the temperature.

Die durch das Stromerzeugungssystem 40 hervorgerufene Spannung wird auch an ein Steuersystem 44 angelegt, das mit einem Voltmeter, z.B. einem potentiometrischen registrierenden Voltmeter 48, verbunden ist. Letzteres ist, wie schon erwähnt, unmittelbar in Gewichtswerten geeicht, so daß man das Gewicht der Probe in der Waagschale unmittelbar ablesen kann. The voltage generated by the power generation system 40 becomes also applied to a control system 44 using a voltmeter such as a potentiometric registering voltmeter 48, is connected. As already mentioned, the latter is immediate calibrated in weight values so that the weight of the sample in the weighing pan can be found immediately can read.

Es werden zwei getrennte geregelte Energiequellen 42 und 46 verwendet, um dem Stromerzeugungssystem 40 für das Ausgleichsdrehmoment bzw. dem Instrumentensteuersystem 44 geregelte Gleichspannungen zuzuführen. Gemäß F i g. 3 dient ein Transformator 50 zum Speisen der Aggregate 42 und 46. Two separate regulated energy sources 42 and 46 are used, to the power generation system 40 for the balancing torque or the instrumentation control system 44 to supply regulated DC voltages. According to FIG. 3 is a transformer 50 for feeding the units 42 and 46.

Die Primärwicklung des Transformators 50 kann an ein Wechselstromnetz mit einer Spannung von 110 V angeschlossen sein, und der Sekundärwicklung kann eine geregelte Wechselspannung von z. B. 120 V entnommen werden.The primary winding of the transformer 50 can be connected to an alternating current network with a voltage of 110 V, and the secondary winding can be a regulated alternating voltage of z. B. 120 V can be removed.

Die Sekundärwicklung des Transformators 50 ist mit der Primärwicklung eines Leistungstransformators 52 verbunden. Eine erste Sekundärwicklung 53 dieses Leistungstransformators liefert die Energie für die geregelte Energiequelle 42, während eine zweite Sekundärwicklung 113 des Leistungstransformators die Energie für die geregelte Energiequelle 46 liefert. The secondary winding of transformer 50 is with the primary winding a power transformer 52 is connected. A first secondary winding 53 of this Power transformer supplies the energy for the regulated energy source 42, while a second secondary winding 113 of the power transformer supplies the energy for the regulated energy source 46 supplies.

Die erste Sekundärwicklung 53 des Transformators 52 liegt zwischen der Anode einer Diode 54 und einer gemeinsamen Leitung 56. Die Kathode der Diode 54 ist an die Verbindungsstelle zwischen einem Widerstand 58 und einem Kondensator 60 angeschlossen. Das andere Ende des Widerstandes 58 ist mit dem geerdeten Punkt T verbunden. Das andere Ende des Kondensators 60 liegt an der Leitung 56. The first secondary winding 53 of the transformer 52 is between the anode of a diode 54 and a common line 56. The cathode of the diode 54 is at the junction between a resistor 58 and a capacitor 60 connected. The other end of resistor 58 is connected to the grounded point T connected. The other end of capacitor 60 is on line 56.

Bei der Diode 54 kann es sich um eine solche des Typs in2071 handeln. Der Widerstand 58 kann z. B. einen Widerstandswert von 1 Kiloohm besitzen.The diode 54 can be of the type in2071. The resistor 58 can, for. B. have a resistance of 1 kiloohm.

Die Kapazität des Kondensators 60 kann 150 Mikrofarad betragen.The capacitance of the capacitor 60 can be 150 microfarads.

Ein Kondensator 62 mit einer Kapazität von z. B. A capacitor 62 with a capacity of e.g. B.

150 Mikrofarad liegt zwischen der Leitung 60 und dem Erdungspunkt T. Ein Kondensator 64 ist zwischen der Leitung 56 und einem Anschlußpunkt S angeschlossen, und dieser Kondensator kann ebenfalls eine Kapazität von 150 Mikrofarad haben. Ein Widerstand 66 von z. B. 10 Kiloohm liegt zwischen dem Anschlußpunkt S und dem Erdungspunkt T.150 microfarads is between line 60 and the ground point T. A capacitor 64 is connected between the line 56 and a connection point S, and this capacitor can also have a capacitance of 150 microfarads. A Resistor 66 of z. B. 10 kilohms is between the connection point S and the grounding point T.

Die Photozelle ist mit dem Anschlußpunkt S durch eine gemeinsame Leitung 68 verbunden, und ihre Kathode ist an ein Ende eines Widerstandes 36 angeschlossen. Das andere Ende dieses Widerstandes ist mit der unteren Leitung 56 verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen der Photozelle 34 und dem Widerstand 36 ist an das Steuergitter einer Elektronenentladungsröhre 70 angeschlossen. Bei der Photozelle34 handelt es sich um eine solche des photoemissionsfähigen Typs Ca 922. Der Widerstand 36 hat einen hohen Widerstandswert von z. B. The photocell is connected to the connection point S by a common Line 68 is connected and its cathode is connected to one end of a resistor 36. The other end of this resistor is connected to the lower lead 56. the The connection point between the photocell 34 and the resistor 36 is to the control grid an electron discharge tube 70 is connected. The photocell34 is is of the photo-emissive type Ca 922. The resistor 36 has a high resistance value of e.g. B.

10 Megohm.10 megohms.

Die Elektronenentladungsröhre 70 kann durch eine Hälfte einer Doppeltriode des Typs 12AU7 gebildet werden. Die übrigen bei diesem System ver- wendeten Elektronenentladungsröhren, deren Funktion noch erläutert wird, können vom gleichen Typ sein. The electron discharge tube 70 can be formed by one half of a double triode of type 12AU7. The others in this system turned electron discharge tubes, the function of which will be explained below can be of the same type.

Die Kathode der Entladungsröhre 70 ist mit einem Ende eines Widerstandes 72 verbunden, dessen anderes Ende an die untere Leitung 56 angeschlossen ist, so daß die Röhre mit automatischer Gittervorspannung arbeitet. Der Widerstandswert des Widerstandes 72 kann z. B. 3300 Ohm betragen. Die Anode der Entladungsröhre 70 ist mit einem Ende eines Widerstandes 74 verbunden, dessen anderes Ende an die obere Leitung 68 angeschlossen ist. The cathode of the discharge tube 70 has one end of a resistor 72 connected, the other end of which is connected to the lower line 56, so that the tube works with automatic grid tension. The resistance value of the resistor 72 can, for. B. 3300 ohms. The anode of the discharge tube 70 is connected to one end of a resistor 74, the other end to the upper line 68 is connected.

Dieser Widerstand kann einen Widerstandswert von z. B. 47 Kiloohm besitzen. Die Anode der Triode 70 ist außerdem mit einem Ende eines Widerstandes 76 verbunden, der durch einen Kondensator 78 überbrückt ist. Der Widerstand 76 kann einen Widerstandswert von 4,7 Megohm haben; die Kapazität des Kondensators 78 kann 3300 Mikrofarad betragen. Das andere Ende des Widerstandes 76 ist an das Steuergitter einer Triode 80 und ein Ende eines Widerstandes 82 angeschlossen, dessen anderes Ende mit der Leitung 56 verbunden ist. Der Widerstandswert des Widerstandes 82 kann 2,2 Megohm betragen.This resistor can have a resistance value of, for. B. 47 kilo ohms own. The anode of triode 70 also has one end of a resistor 76 connected, which is bridged by a capacitor 78. The resistor 76 can have a resistance of 4.7 megohms; the capacitance of the capacitor 78 can 3300 microfarads. The other end of resistor 76 is to the control grid a triode 80 and one end of a resistor 82 connected, the other End is connected to the line 56. The resistance of resistor 82 can 2.2 megohms.

Die zweite Triode 80 bildet zusammen mit einer dritten Triode 84 einen Differentialverstärker. Die Kathoden dieser Trioden sind miteinander sowie mit einem Ende eines Widerstandes 86 verbunden, dessen anderes Ende an die untere Leitung 56 angeschlossen ist. Die Anode der Triode 80 ist mit einem Ende eines Widerstandes 88 von z. B. 5,1 Kiloohm verbunden, und die Anode der Triode 84 ist an das eine Ende eines ähnlichen Widerstandes 90 angeschlossen. The second triode 80 forms together with a third triode 84 a differential amplifier. The cathodes of these triodes are connected to each other as well connected to one end of a resistor 86, the other end to the lower Line 56 is connected. The anode of the triode 80 has one end of a resistor 88 of z. B. 5.1 kilohms, and the anode of triode 84 is connected to one End of a similar resistor 90 connected.

Die anderen Enden der Widerstände 88 und 90 sind mit dem Erdungspunkt T der geregelten Energiequelle 42 verbunden.The other ends of resistors 88 and 90 are connected to the ground point T of the regulated energy source 42 is connected.

Das Steuergitter der Triode 84 ist an den beweglichen Kontaktarm eines Potentiometers 92 angeschlossen, dessen Widerstand 250 Kiloohm betragen kann. Die Enden des Potentiometers 92 sind über einen Widerstand 94 und einen Widerstand 96 mit der unteren Leitung 56 bzw. der oberen Leitung 68 verbunden. Der Widerstandswert des Widerstandes 94 kann 120 Kiloohm betragen, während derjenige des Widerstandes 96 z.B. 820 Kiloohm betragen kann. The control grid of the triode 84 is on the movable contact arm a potentiometer 92 connected, the resistance of which can be 250 kiloohms. The ends of the potentiometer 92 are through a resistor 94 and a resistor 96 connected to the lower line 56 and the upper line 68, respectively. The resistance value of the resistor 94 can be 120 kilo ohms, while that of the resistor 96 can be 820 kiloohms, for example.

Die Anode der Triode 80 ist mit einem Ausgangsklemmenpunkt P verbunden, während die Anode der Triode 84 an einen Ausgangsklemmenpunkt Q angeschlossen ist. Wie im folgenden näher erläutert, erscheint die Spannung, welche den Strom fließen läßt, mittels dessen das zum Abgleichen der Belastung der Waage dienende Drehmoment erzeugt wird, an den Klemmen P und Q. The anode of the triode 80 is connected to an output terminal point P, while the anode of the triode 84 is connected to an output terminal point Q. As explained in more detail below, the voltage appears which causes the current to flow lets, by means of which the torque used to balance the load on the balance is generated at terminals P and Q.

Das Netzwerk 43 und die Wicklung W des Motors 24 sind zwischen den Ausgangsklemmen P und Q des Differentialverstärkers in Reihe geschaltet. Das Netzwerk 43 umfaßt einen Schiebewiderstand 100, einen Festwiderstand 106 und ein Parallelnetzwerk, das einen Heißleiter 102 und einen verstellbaren Widerstand 104 in Parallelschaltung umfaßt. The network 43 and the winding W of the motor 24 are between the Output terminals P and Q of the differential amplifier connected in series. The network 43 comprises a slide resistor 100, a fixed resistor 106 and a parallel network, a thermistor 102 and an adjustable resistor 104 in parallel includes.

Die Klemme ist mit dem Schiebekontakt des Widerstandes 100 verbunden, der z. B. einen Widerstandswert von 600 Ohm besitzt und zum Einstellen des dem Motor 24 zugeführten Stroms dient. Hierdurch wird die Spannung geeicht, welche durch das Gewicht einer bestimmten Probe an den Klemmen P und Q hervorgerufen wird. Die Eichtung kann z. B. derart erfolgen, daß eine Probe mit einem Gewicht von 20 Milligramm eine Spannung von genau 2,1 V an den Klemmen P und Q erscheinen läßt, um eine direkte Ablesung von Gewichtseinheiten (Milligramm) mittels einer Anzeigevorrichtung 48 zu ermöglichen. The terminal is connected to the sliding contact of the resistor 100, the z. B. has a resistance of 600 ohms and to adjust the motor 24 supplied current is used. This calibrates the tension generated by the Weight of a specific sample at the clamps P and Q evoked will. The Eichtung can, for. B. be done in such a way that a sample with a weight of 20 milligrams a voltage of exactly 2.1 V appears at terminals P and Q allows for a direct reading of units of weight (milligrams) using a To enable display device 48.

Der Heißleiter kann z. B. bei 250 C einen Widerstand von 180 Ohm besitzen, wobei sich der Widerstand für jedes Celsiusgrad um 46/0 ändert. Der Widerstandswert des Widerstandes 104 kann etwa 200 Ohm betragen. Der Heißleiter 102 kann z. B. auf dem Körper des ortsfesten Magneten M des Motors 24 angeordnet sein. Dieser Heißleiter dient dazu, änderungen des Drehmoments des Motors 24 beim Vorhandensein einer festen Spannung an den Klemmen P und Q sowie bei Änderungen der Umgebungstemperatur zu kompensieren. The thermistor can, for. B. at 250 C a resistance of 180 ohms The resistance changes by 46/0 for every degree Celsius. The resistance value of resistor 104 can be approximately 200 ohms. The thermistor 102 can, for. B. on the body of the stationary magnet M of the motor 24 can be arranged. This thermistor is used to change the torque of the motor 24 in the presence of a fixed Voltage at terminals P and Q as well as changes in the ambient temperature compensate.

Die Widerstände 102 und 104 sind mit dem Widerstand l06 verbunden, der seinerseits an ein Ende der Wicklung W des Motors 24 angeschlossen ist. Das andere Ende der Motorwicklung liegt an der Klemme Q. Der Widerstand 106 kann einen Widerstandswert von z. B. 470 Ohm besitzen. The resistors 102 and 104 are connected to the resistor l06, which in turn is connected to one end of the winding W of the motor 24. That The other end of the motor winding is connected to terminal Q. Resistor 106 can have a Resistance value of z. B. have 470 ohms.

Das Potentiometer 92 dient zum Einstellen des stabilen Betriebspunktes des Gerätes. Genauer gesagt kann man mit Hilfe des Potentiometers 92 die effektive Breite des durch die Maske 38 und die Fahne 30 gebildeten Schlitzes zwischen der Lichtquelle 32 und der Photozelle 34 variieren und somit auf einen bestimmten Wert einstellen, wenn sich in der Waagschale 18 keine Probe befindet. Wenn danach eine Probe in die Waagschale gebracht wird, übt sie ein Drehmoment auf die Achse 10 und den Waagebalken 16 aus, so daß die Fahne 30 um einen kleinen Betrag nach unten bewegt wird; dies führt zu einer Vergrößerung der von der Lichtquelle 32 auf die Photozelle 34 fallenden Lichtmenge. Infolgedessen nimmt die Größe des Ausgangssignals der Photozelle 34 zu, so daß durch die Triode 70 ein stärkerer Strom fließt. The potentiometer 92 is used to set the stable operating point of the device. More precisely, you can use the potentiometer 92 to determine the effective Width of the slot formed by the mask 38 and the flag 30 between the Light source 32 and the photocell 34 vary and thus to a certain value set if there is no sample in weighing pan 18. If after that a The sample is placed in the weighing pan, it exerts a torque on the axis 10 and the balance beam 16 so that the flag 30 moves a small amount downwards will; this leads to an enlargement of the from the light source 32 on the photocell 34 falling amount of light. As a result, the output of the photocell increases 34 to, so that a stronger current flows through the triode 70.

Diese Verstärkung des durch die Triode 70 fließenden Stroms bewirkt, daß die Anodenspannung dieser Triode zurückgeht, wodurch die Größe des dem Steuergitter der Diode 80 zugeführten Signals herabgesetzt wird. Infolgedessen fließt durch die Triode 80 ein schwächerer Strom, und die Ausgangsspannung an den Klemmen P und Q nimmt zu. This amplification of the current flowing through the triode 70 causes that the anode voltage of this triode decreases, reducing the size of the control grid the signal fed to the diode 80 is reduced. As a result, flows through the Triode 80 a weaker current, and the output voltage at terminals P and Q increases.

Die an den Klemmen P und Q erscheinende resultierende Spannung erzeugt einen durch die Wicklung W des Motors 24 fließenden Strom, der seinerseits bewirkt, daß der Motor auf die AchselO ein Drehmoment aufbringt, durch welches das auf die Achse durch das Gewicht der Probe aufgebrachte Drehmoment ausgeglichen wird. Hierbei bildet sich ein stabiler Zustand aus, bei dem der Waagebalken 16 nur geringfügig nach unten ausgelenkt ist, und zwar um einen dem Gewicht der Probe proportionalen Betrag, und an den Klemmen P und Q erscheint eine Spannung, die dem Gewicht der Probe nahezu genau proportional ist. The resulting voltage appearing at terminals P and Q is generated a current flowing through the winding W of the motor 24, which in turn causes that the motor applies a torque to the armpit, by which the Axis is balanced by the weight of the sample applied torque. Here a stable state is formed in which the balance beam 16 is only slightly is deflected downwards, namely by a proportion proportional to the weight of the sample Amount, and a voltage appears at terminals P and Q which corresponds to the weight of the Sample is almost exactly proportional.

Die Parameter und die Konstanten der verschiedenen Schaltungselemente sowie der Trioden 70, 80 und 84 sind so gewählt, daß die Trioden an Punkten nahe der Mitte ihrer Charakteristiken arbeiten, so daß eine außerordentlich stabile negative Rückkopplung auftritt. Der Kondensator 78 und der Widerstand 76 arbeiten mit dem Gitterwiderstand 82 zusammen, um einen Voreilungsstromkreis zu bilden, d. h. einen Stromkreis, in dem die an dem Widerstand 82 erscheinende Ausgangsspannung der durch die Triode 70 gelieferten Spannung vorauseilt. Die Verwendung eines solchen Voreilungsstromkreises ermöglicht es, mit einem höheren Verstärkungsgrad der Schleife zu arbeiten, als es anderenfalls möglich wäre, ohne daß Schwingungen oder andere Unstabilitäten auftreten. Bei einem hohen Verstärkungsgrad der Schleife wird eine hochgradige Linearität und damit eine hohe Meßgenauigkeit erzielt. Ein schnelles Ansprechen des Systems wird durch die Verwendung einer photoemissionsfähigen Photozelle 34 gewährleistet. Bei diesem neuartigen System wird ein stabiles und schnelles Arbeiten innerhalb eines großen Bereichs von Schaltungskonstanten und Gewichten der zu wägenden Proben erzielt. Das Voreilungsnetzwerk und die Photozelle ermöglichen es dem System, auf Gewichtsänderungen rasch anzusprechen. Bei diesem Verstärkungssystem mit einer Rückkopplungsschleife von hohem Verstärkungsgrad und einer Voreilungsschaltung beträgt die Zeit, welche das Ausgangssignal benötigt, um z.B. 99 0/o seines Endwerts zu erreichen, nur etwa 1/30 derjenigen Zeit, welche benötigt werden würde, wenn die Rückkopplungsschleife abgeschaltet und ein Meßwert abgelesen würde, der der resultierenden statischen Auslenkung entspricht. The parameters and constants of the various circuit elements and triodes 70, 80 and 84 are chosen so that the triodes are close to points the center of its characteristics work, making an extraordinarily stable negative Feedback occurs. Capacitor 78 and resistor 76 operate with the Grid resistor 82 together to form a lead circuit, d. H. a Circuit in which the output voltage appearing at resistor 82 is through the voltage supplied by the triode 70 leads. The use of such a lead circuit makes it possible to work with a higher gain of the loop than otherwise it would be possible without vibrations or other instabilities occurring. With a high gain of the loop, a high degree of linearity and thus achieved a high level of measurement accuracy. The system will respond quickly ensured by the use of a photo-emissive photocell 34. at this novel system will be a stable and fast working within one wide range of circuit constants and weights of the samples to be weighed. The lead network and the photocell enable the system to respond to changes in weight to address quickly. In this amplification system with a feedback loop of high gain and a lead circuit, the time is which the output signal needs to reach e.g. 99 0 / o of its final value, only about 1/30 of the time that would be required if the feedback loop switched off and a measured value would be read, that of the resulting static Deflection corresponds.

Bei den angegebenen Werten der Schaltung elemente beträgt der Verstärkungsgrad der Schleife über 1000, und die auf die Last zurückzuführende Auslenkung liegt in der Größenordnung von nur 0,025 mm je Milligramm. Dieses System mit einer geschlossenen Schleife von hohem Verstärkungsgrad schaltet die Wirkungen unterschiedlicher Schwankungen der Röhrencharakteristiken auf die Speisespannung sowie von Änderungen bei den Schaltungselementen u. dgl. aus. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes 76, 78 beträgt etwa 0,01 Sekunde. Es wird keine Regelung des Verstärkungsgrades und keine Dämpfung benötigt, und das System gerät unter den in der Praxis vorkommenden Bedingungen nicht ins Schwingen. With the specified values of the circuit elements, the gain is of the loop is over 1000, and the deflection due to the load is in of the order of only 0.025 mm per milligram. This system with a closed High gain loop switches the effects of different fluctuations the tube characteristics on the supply voltage as well as changes in the circuit elements and the like. The time constant of the RC element 76, 78 is approximately 0.01 seconds. No gain control or attenuation is required, and that The system does not start to oscillate under the conditions that occur in practice.

Zum Messen der an den Ausgangsklemmen P und Q erscheinenden Spannung dient die nachstehend beschriebene Schaltung. Wie schon erwähnt, ist diese Spannung dem Gewicht der Probe genau proportional. Die ebenfalls aus Fig. 1 ersichtliche Meßschaltung umfaßt das Gerätesteuersystem 44, die geregelte Energiequelle 46 und die Anzeige- und Registriergeräte 48. For measuring the voltage appearing at the output terminals P and Q. the circuit described below is used. As already mentioned, this is tension exactly proportional to the weight of the sample. The also apparent from FIG Metering circuitry includes device control system 44, regulated power source 46 and the display and registration devices 48.

Gemäß F i g. 3 wird die geregelte Energiequelle 46 durch die zweite Sekundärwicklung 113 des Leistungstransformators 52 gespeist, welche zwischen einer gemeinsamen Leitung 110 und der Anode einer Diode 112 liegt. According to FIG. 3, the regulated energy source 46 is controlled by the second Secondary winding 113 of the power transformer 52 fed, which between a common line 110 and the anode of a diode 112 is located.

Die Kathode der Diode 112 ist an ein Ende eines Kondensators 115 angeschlossen, dessen andere Seite mit der gemeinsamen Leitung 110 verbunden ist. Die Kathode der Diode 112 ist außerdem über zwei hintereinandergeschaltete Widerstände 114 und 120 an ein Ende eines Schiebewiderstandes 124 angeschlossen. Die Kathode einer Zener-Diode 118 ist an die Verbindungsstelle zwischen den beiden Widerständen 114 und 120 angeschlossen, während die andere Kathode mit der gemeinsamen LeitungllO verbunden ist. Die Kathode einer zweiten Zener-Diode 122 ist an die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 120 und dem Schiebewiderstand 124 angeschlossen, während ihre Anode mit der gemeinsamen Leitung 110 verbunden ist. Bei der Diode 112 kann es sich um eine solche des Typs ion 2069 handeln. Der Widerstandswert des Widerstandes 114 kann 820 Ohm betragen, und der Kondensator 115 kann eine Kapazität von 150 Mikrofarad haben. Bei der Zener-Diode 118 kann es sich um eine solche des Typs lN1524 handeln, die eine Spannung von 12 V aufrechterhält, während die Zener-Diode 122 eine solche des Typs 1 N468 sein kann, die eine Spannung von 4,6 V aufrechterhält. Die Widerstandswerte der beiden Widerstände 114 und 120 können 820 bzw. 470 Ohm betragen, so daß ohne Überlastung eine gut geregelte Spannung zur Verfügung steht, wenn die an der Sekundärwicklung 113 erscheinende Spannung etwa 35 V beträgt. The cathode of the diode 112 is connected to one end of a capacitor 115 the other side of which is connected to the common line 110. The cathode of the diode 112 is also via two resistors connected in series 114 and 120 connected to one end of a slide resistor 124. The cathode a zener diode 118 is at the junction between the two resistors 114 and 120 connected, while the other cathode to the common linellO connected is. The cathode of a second Zener diode 122 is at the junction connected between resistor 120 and slide resistor 124 while their anode with the common Line 110 is connected. In the Diode 112 can be of the ion 2069 type. The resistance value of resistor 114 can be 820 ohms and capacitor 115 can have a capacitance of 150 microfarads. The Zener diode 118 can be one of the Act type lN1524, which maintains a voltage of 12 V while the Zener diode 122 can be of the type 1 N468, which maintains a voltage of 4.6V. The resistance values of the two resistors 114 and 120 can be 820 and 470 ohms, respectively so that a well-regulated voltage is available without overload, when the voltage appearing on the secondary winding 113 is about 35V.

Ein aus einem Festwiderstand 134 und einem Potentiometer 132 in Parallelschaltung bestehendes Netzwerk ist mit dem Schiebewiderstand 124, einem Festwiderstand 126, einem Schiebewiderstand 128 und einem Potentiometer 130 in Reihe geschaltet und somit an die Ausgangsklemmen der Energiequelle 46 angeschlossen. One of a fixed resistor 134 and a potentiometer 132 connected in parallel existing network is with the sliding resistor 124, a fixed resistor 126, a slide resistor 128 and a potentiometer 130 connected in series and thus connected to the output terminals of the energy source 46.

Der Schiebekontakt des Schiebewiderstandes 124 ist mit einem Ende des Widerstandes 126 verbunden, dessen anderes Ende an den Schiebewiderstand 128 angeschlossen ist. Das Potentiometer 130 und das Potentiometer 132 sind hintereinandergeschaltet, und sie liegen zwischen dem beweglichen Kontakt des Schiebewiderstandes 128 und der gemeinsamen Leitung 110 der Energiequelle 46. Der Widerstandswert des Schiebewiderstandes 124 beträgt 600 Ohm. The sliding contact of the sliding resistor 124 is with one end of the resistor 126, the other end of which is connected to the slide resistor 128 connected. The potentiometer 130 and the potentiometer 132 are connected in series, and they are between the movable contact of the slide resistor 128 and of the common line 110 of the energy source 46. The resistance value of the slide resistor 124 is 600 ohms.

Der Widerstand 126 hat einen Widerstandswert von 680 Ohm, während der Widerstandswert des Schiebewiderstandesl28 z.B. 25 Ohm beträgt; das Potentiometer 130 hat einen Widerstandswert von etwa 500 Ohm. Dieses Potentiometer, welches das Regelorgan für »Nullpunktsunterdrückung« bildet, kann z. B. mit einer dreistelligen Skala geeicht und mit einem Nonius versehen sein, um das Ablesen der Einstellung bis auf die vierte Stelle zu erleichtern.Resistor 126 has a resistance of 680 ohms while the resistance value of the slide resistor 128 is, for example, 25 ohms; the potentiometer 130 has a resistance of about 500 ohms. This potentiometer, which the Control organ for "zero point suppression" forms, z. B. with a three-digit Scale must be calibrated and provided with a vernier for reading the setting to facilitate up to the fourth digit.

Bei diesem Potentiometer sind Änderungen der Skalenstellung Änderungen der Spannung bis auf vier sinnvolle Stellen direkt proportional. Der Schiebewiderstand 124 ermöglicht eine grobe Eichung des Potentiometers 130, während der Schiebewiderstand 128 für die Feineinstellung des Potentiometers 130 vorgesehen ist.With this potentiometer, changes in the scale position are changes directly proportional to the voltage except for four sensible places. The sliding resistance 124 allows a rough calibration of the potentiometer 130, while the slide resistor 128 is provided for the fine adjustment of the potentiometer 130.

Das Potentiometer 132 dient zum Abgleichen des Nullpunktes. Während das Gegengewicht 22 in Fig. 1 zum Abgleichen des größten Teils des Gewichtes der Waagschale 18 dient, ermöglicht das Potentiometer 132 eine Trimmung zum Beseitigen jeder Spannung, die auf geringfügige Gewichtsunterschiede zwischen verschiedenen Waagschalen zurückzuführen ist. Somit kann man mit Hilfe des Potentiometers 132 Gewichtsunterschiede zwischen verschiedenen Waagschalen kompensieren, ohne daß die übrigen Schiebewiderstände und Potentiometer verstellt zu werden brauchen. The potentiometer 132 is used to adjust the zero point. While the counterweight 22 in Fig. 1 for balancing most of the weight of the When weighing pan 18 is used, potentiometer 132 allows trimming to be eliminated each tension based on slight weight differences between different ones Scales is due. Thus, with the aid of the potentiometer 132 Compensate for differences in weight between different weighing pans without the other slide resistors and potentiometers need to be adjusted.

Der Widerstand 134 dient zum Herabsetzen des effektiven Widerstandes des Potentiometers 132 und somit zur Vergrößerung des Auflösungsvermögens des Potentiometers 130. The resistor 134 is used to reduce the effective resistance of the potentiometer 132 and thus to increase the resolution of the potentiometer 130

Der Kontaktarm des Potentiometers 130 ist mit der Ausgangsklemme P des Differentialverstärkers verbunden, und der Kontaktarm des Potentiometers 132 ist über einen Schiebewiderstand 138 und einen Satz von Stöpselwiderständen 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152 und 154 an die andere Ausgangsklemme Q angeschlossen. Der Widerstandswert des Schiebewiderstandes 138 kann etwa 2 Kiloohm betragen. Die als Präzisionswiderstände ausgebildeten Widerstände 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152 und 154 haben genau festgelegte Widerstandswerte, die z. B. der Reihe nach 10 000, 6000, 2000, 1000, 600, 200, 100 und 100 Ohm betragen. Die Verbindungsstellen zwischen je zwei benachbarten der genannten Widerstände sind an verschiedene Kontakte eines Wählschalters 141 angeschlossen. The contact arm of the potentiometer 130 is with the output terminal P of the differential amplifier connected, and the contact arm of the potentiometer 132 is via a slide resistor 138 and a set of plug resistors 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152 and 154 connected to the other Q output terminal. The resistance value of the slide resistor 138 can be approximately 2 kilo ohms. the resistors 140, 142, 144, 146, 148, 150 designed as precision resistors, 152 and 154 have precisely defined resistance values, e.g. B. in sequence 10 000, 6000, 2000, 1000, 600, 200, 100 and 100 ohms. The connection points between each two adjacent of the mentioned resistors are to different contacts a selector switch 141 connected.

Die Meßvorrichtung 48 liegt zwischen dem Kontaktarm 143 des Wählschalters 141 und der Ausgangsklemme Q. Bei dieser Anordnung kann ein gewählter Widerstand, der sich jeweils nach dem Widerstandswert des betreffenden der erwähnten Widerstände richtet, eingeschaltet werden, um den Eingang der Meßvorrichtung 48 zu überbrücken. Auf diese Weise läßt sich jeder gewählte Bruchteil der an den hintereinandergeschalteten Widerständen erscheinenden Spannung messen, vorausgesetzt, daß dieser Bruchteil im Bereich der Meßvorrichtung liegt. The measuring device 48 lies between the contact arm 143 of the selector switch 141 and the output terminal Q. With this arrangement, a selected resistor, which depends in each case on the resistance value of the respective one of the mentioned resistors directed, are switched on in order to bypass the input of the measuring device 48. In this way, each selected fraction of the series-connected Measure voltage appearing with resistors, provided that this fraction lies in the area of the measuring device.

Da der Gesamtwiderstand der Nullpunktsunterdrückungsschaltung und der Kette von Widerständen 140 bis 154 im Vergleich zu dem effektiven Ausgangswiderstand des Stromerzeugungsaggregats 40 groß ist, beeinflussen Änderungen der Einstellung der verschiedenen Schiebewiderstände 124, 128 und 138 sowie der Potentiometer 130 und 132 und des Wählschalters 141 die Stärke des durch den Motor 24 fließenden Stroms nicht. Since the total resistance of the zero suppression circuit and of the chain of resistors 140 to 154 compared to the effective output resistance of the power generating set 40 is large, changes in setting affect the various slide resistors 124, 128 and 138 as well as the potentiometer 130 and 132 and the selector switch 141 the strength of the current flowing through the motor 24 not.

Bei der zweckmäßigsten Ausbildungsform der Erfindung ist eine Eingangsklemme eines Streifenregistriergerätes 162 an die Ausgangsklemme Q des Differentialverstärkers angeschlossen, während die andere Eingangsklemme des Registriergerätes über einen Festwiderstand 158 mit dem Kontaktarm 143 des Wählschalters 141 verbunden ist. Zwischen den Eingangsklemmen des Registriergerätes 162 liegt ein Filterkondensator 160. Der Widerstandswert des Widerstandes 158 beträgt etwa 22 Kiloohm, und der Kondensator 160 hat eine Kapazität von etwa 6 Mikrofarad. Der Widerstand 158 und der Kondensator 160 bilden somit einen Tiefpaßfilter, der verhindert, daß sich übermäßig schnell ändernde Signale das Registriergerät 162 beeinflussen, und daß Störungen auf Grund von Wechselspannungen auftreten. Wenn ein Registriergerät verwendet wird, das niederohmig angeschlossen werden muß, kann man den Widerstand 158 mit Hilfe eines Schalters 159 abschalten. The most convenient embodiment of the invention is an input terminal a strip recorder 162 to the output terminal Q of the differential amplifier connected, while the other input terminal of the recorder has a Fixed resistor 158 is connected to the contact arm 143 of the selector switch 141. Between the input terminals of the recorder 162 is a filter capacitor 160. The Resistance of resistor 158 is about 22 kilo ohms, and so is the capacitor 160 has a capacity of about 6 microfarads. Resistor 158 and capacitor 160 thus form a low-pass filter that prevents it from moving excessively quickly changing signals affect the recorder 162, and that disturbances due to of alternating voltages occur. If a recording device is used, the low resistance must be connected, you can switch the resistor 158 with the help of a switch 159 switch off.

Der Filter wird nur bei Registriergeräten benutzt, die für Signalquellen mit hohem Eingangswiderstand geeignet sind.The filter is only used with recorders that are used for signal sources with high input resistance are suitable.

Der Schiebewiderstand 138 dient zur Feineichung des Registriergerätes 162. The slide resistor 138 is used to fine-tune the recorder 162.

Bei dem Registriergerät 162 kann es sich um eine beliebige Bauart eines potentiometrischen Registriergerätes handeln. The recorder 162 can be of any type act of a potentiometric recorder.

Die beschriebene Schaltung bewirkt, daß durch die Präzisionswiderstände 140 bis 154 ein Strom fließt, und daß dieser Strom der an den Klemmen P und Q erscheinenden Spannung genau proportional ist. Diese Spannung ist ihrerseits dem Gewicht der Probe in der Waagschale 18 nahezu genau proportional. Die an den verschiedenen Kontakten des Wählschalters 141 erscheinende Spannung ist daher dem Gewicht der Probe proportional, und hierbei repräsentiert jede dieser Spannungen das Gewicht der Probe in einem anderen Eichungsbereich des Voltmeters 156 bzw. des Registriergerätes 162. The circuit described causes that through the precision resistors 140 to 154 a current flows, and that this current is the one appearing at the terminals P and Q. Voltage is exactly proportional. This tension is in turn due to the weight of the sample in the weighing pan 18 almost exactly proportional. The ones at the various contacts the voltage appearing on the selector switch 141 is therefore proportional to the weight of the sample, and here each of these tensions represents the weight of the Sample in another calibration range of voltmeter 156 or recorder 162.

Wie schon erwähnt, kann man den Schiebewiderstand 130 zum Unterdrücken des Nullpunktes so einstellen, daß der »Nullpunkt« auf dem Voltmeter 156 bzw. bei dem Registriergerät 162 einem bestimmten Gewichtswert entspricht. Der Wählschalter 141 kann dann so eingestellt werden, daß der volle Ausschlag des Registriergeräts 162 einen Gewichtsbereich repräsentiert, der nur einen kleinen Prozentsatz des tatsächlichen Gesamtgewichtes der Probe darstellt. Wenn ein anzeigendes Voltmeter -venvendet werden soll, kann man dieses gegebenenfalls an die Enden der Kette der geeichten Widerstände 140 bis 154 anschließen. Ferner kann man mit geeigneten Schaltungen arbeiten, die aus anderen geeichten Widerständen und Schaltern bestehen, um das Gerät der Verwendung in Verbindung mit anzeigenden oder registrierenden Voltmeter oder mit anderen Schaltungen anzupassen, bei denen auf andere Weise ein voller Ausschlag erzeugt wird. As already mentioned, the slide resistor 130 can be used to suppress of the zero point so that the "zero point" on the voltmeter 156 or at the recorder 162 corresponds to a certain weight value. The selector switch 141 can then be adjusted so that the full range of the recorder 162 represents a weight range that is only a small percentage of the actual Represents the total weight of the sample. When using an indicating voltmeter if necessary, this can be attached to the ends of the chain of calibrated resistors 140 to 154 connect. Furthermore, one can work with suitable circuits that consist of other calibrated resistors and switches to use the device in connection with indicating or registering voltmeters or with other circuits that otherwise produce full deflection.

Wie schon erwähnt, kann man ein Voltmeter von beliebiger bekannter Konstruktion benutzen. Beispielsweise kann man ein Drehspulvoltmeter oder ein Voltmeter der Digitalbauart verwenden. In jedem Falle bildet ein solches Voltmeter eine außerordentlich schnell arbeitende Einrichtung zum Anzeigen der Gewichte von nacheinander gewogenen Proben. As mentioned, you can use a voltmeter of any well-known Use construction. For example, you can use a moving coil voltmeter or a voltmeter of the digital type. In any case, such a voltmeter is extraordinary Fast-acting device for displaying the weights of successively weighed items Rehearse.

Ferner sei bemerkt, daß man auch an Stelle eines anzeigenden Voltmeters oder eines Registriergerätes geeignete elektronische Datenverarbeitungseinrichtungen vorsehen kann.It should also be noted that instead of an indicating voltmeter or a recording device suitable electronic data processing devices can provide.

Wenn die erfindungsemäße elektromagnetische Waage eingestellt und zum Wägen eines bestimmten Satzes von Proben bereit ist, deren Gewichte verglichen werden sollen, und die in einem vorbestimmten Gewichtsbereich liegen, wird das Potentiometer 130 so eingestellt, daß durch das Registriergerät 162 die Spannung Null angezeigt wird. Hierauf stellt man den Kontaktann 143 auf einen solchen Bereich ein, daß der volle Skalenbereich des Voltmeters bzw. der volle Ausschlag des Registriergerätes 162 dem Be reich der zu bestimmenden Gewichte entspricht. When the inventive electromagnetic balance set and ready to weigh a particular set of samples, the weights of which are compared are to be, and which are in a predetermined weight range, the potentiometer 130 is set so that the recorder 162 indicates zero voltage will. Then one sets the contact 143 to such a range that the full scale range of the voltmeter or the full deflection of the recorder 162 corresponds to the range of weights to be determined.

Wegen der vorher durchgeführten Eichung lassen sich die angenäherten Gewichte der Proben von der Skala des Nullpunktsunterdrückungspotentiometers 130 unmittelbar auf vier sinnvolle Stellen ablesen.Because of the calibration carried out beforehand, the approximate Weights of the samples from the scale of the zero suppression potentiometer 130 read immediately on four sensible places.

Wenn dann die zu vergleichenden Proben nacheinander in die Waagschale gebracht werden, um sie zu vergleichen, werden die Gewichtsunterschiede der verschiedenen Proben angezeigt oder unmittelbar auf dem Registrierstreifen der Meßeinrichtung 48 aufgezeichnet.Then put the samples to be compared one after the other in the weighing pan be brought to compare them, the weight differences of the different ones Samples displayed or directly on the recording strip of the measuring device 48 recorded.

Gemäß der Erfindung kann man die Gewichtsunterschiede der verschiedenen Proben schnell mit einer Genauigkeit von z. B. l»/o des vollen Ausschlags der Meßeinrichtung 48 bestimmen; dies entspricht einer Genauigkeit von z. B. V10000. In einem bestimmten Anwendungsfall, bei dem das Nullpunktsunterdrückungspotentiometer 130 so eingestellt war, daß die Nullanzeige des Meßsystems 48 z.B. 99,00 Milligramm entsprach, und in dem der Bereichswähler 141 so eingestellt war, daß der volle Ausschlag des Voltmeters 156 einem Gewicht von 1 Milligramm entsprach, wurden zwei Proben mit Gewichten im Bereich zwischen 99,00 und 100,00 Milligramm nacheinander in die Waagschale gebracht, und die Gewichte ließen sich mit einer Genauigkeit von 0,01 Milligramm ermitteln. According to the invention, the differences in weight of the various Samples quickly with an accuracy of e.g. B. l »/ o of the full deflection of the measuring device Determine 48; this corresponds to an accuracy of z. B. V10000. In a certain Application in which the zero point suppression potentiometer 130 is set in this way was that the zero reading of the measuring system 48 corresponded, for example, to 99.00 milligrams, and in which the range selector 141 was set so that the full deflection of the voltmeter 156 corresponded to a weight of 1 milligram, two samples with weights im Range between 99.00 and 100.00 milligrams placed one after the other on the scales, and the weights could be determined with an accuracy of 0.01 milligrams.

Für die Erfindung ergeben sich natürlich noch zahlreiche andere Anwendungsmöglichkeiten. Beispielsweise kann sie dazu dienen, die verschiedenen Dichtewerte mehrerer Flüssigkeiten zu messen, die verglichen werden sollen. Dies kann nach den Grundsätzen der Gravimetrie unter Anwendung des Satzes von Archimedes geschehen. In diesem Falle wird ein fester Körper von bekanntem Rauminhalt mit Hilfe eines Fadens an einem der Haken 20 a und 20 b aufgehängt, und man mißt die Anderung des scheinbaren Gewichtes der Probe, wenn die Probe bis zu einer vorbestimmten Tiefe nacheinander in zwei flüssigkeiten eingetaucht wird, deren Dichte verglichen werden soll. Bei der Anwendung eines solchen Verfahrens muß man die Wirkung der Oberflächenspannung auf den Faden berücksichtigen. There are of course numerous other possible uses for the invention. For example, it can be used to display the different density values of several liquids to measure that are to be compared. This can be done according to the principles of gravimetry done using Archimedes' theorem. In this case it becomes a solid Body of known volume with the help of a thread on one of the hooks 20 a and 20 b, and the change in the apparent weight of the sample is measured, when the sample is successively in two liquids to a predetermined depth is immersed, the density of which is to be compared. When using such a Procedure one has to take into account the effect of surface tension on the thread.

Ferner kann man die Erfindung dazu benutzen, die Oberflächenspannung unmittelbar zu bestimmen; zu diesem Zweck hängt man z. B. einen U-förmigen Körper in eine Flüssigkeit und bestimmt die Kraft, mit welcher die Flüssigkeit bestrebt ist, den U-förmigen Körper in Richtung auf die Flüssigkeit zu bewegen.Furthermore, the invention can be used to determine the surface tension to be determined immediately; for this purpose one hangs z. B. a U-shaped body into a liquid and determines the force with which the liquid strives is to move the U-shaped body towards the liquid.

Es ist nicht nur wichtig, in der Lage zu sein, Gewichtsunterschiede zwischen verschiedenen Proben zu messen, sondern es ist vielfach auch erforderlich, Gewichtsänderungen ein und derselben Probe unter verschiedenen Bedingungen festzustellen. Hierbei kann man z. B. die Gewichtsänderung einer Probe bei einer Temperaturänderung bis auf 11ioooo des Gewichtes der Probe genau messen, und zwar auch dann, wenn das Gesamtgewicht der Probe nicht mit der gleichen Genauigkeit bekannt ist. It's not just important to be able to handle weight differences to measure between different samples, but in many cases it is also necessary Determine weight changes of the same sample under different conditions. Here you can z. B. the change in weight of a sample with a change in temperature Measure exactly up to 11ioooo of the weight of the sample, even if that Total weight of the sample is not known with the same accuracy.

Bei den vorstehenden Ausführungen wurde angenommen, daß jede zu wägende Probe ein Gewicht besitzt, welches das durch das Potentiometer 130 angezeigte Gewicht überschreitet. Die Erfindung läßt sich jedoch auch beim Wägen von Proben anwenden, deren Gewicht geringer ist als das durch das Potentiometer 130 angezeigte. In the foregoing it was assumed that each Sample has a weight equal to the weight indicated by potentiometer 130 exceeds. However, the invention can also be used when weighing samples, whose weight is less than that indicated by potentiometer 130.

Die in F i g. 4 gezeigte Abwandlung ermöglicht es, Proben zu wiegen, deren Gewichte entweder größer oder kleiner sind als das durch das Potentiometer 130 angezeigte Gewicht. Gemäß Fig.4 sind ein Trimmpotentiometer 132' und ein Nebenschlußwiderstand 134' zwischen zwei Widerständen 133, 133 in einer parallel zu dem Potentiometer 130 angeordneten Schaltung vorgesehen. Das Potentiometer 132' und der Widerstand 134' können die gleichen Widerstandswerte aufweisen wie das Potentiometer 132 und der Widerstand 134, und der Widerstandswert jedes dieser Widerstände kann 250 Ohm betragen. In diesem Falle zeigt das geeichte Potentiometer den Wert Null in der Mitte an, so daß die Polarität der von der Nullpunktsunterdrückungsschaltung gelieferten Spannung entweder gleich oder entgegengesetzt zu der Spannung sein kann, die an den AusgangsklemmenP und Q erscheint, was sich jeweils nach der Bewegungsrichtung des Schiebekontaktes des Potentiometers 130 gegenüber seiner Nullstellung richtet. The in F i g. The modification shown in Figure 4 enables samples to be weighed, whose weights are either larger or smaller than that indicated by the potentiometer 130 displayed weight. According to Figure 4, a trimming potentiometer 132 'and a shunt resistor 134 'between two resistors 133, 133 in one parallel to the potentiometer 130 arranged circuit is provided. The potentiometer 132 'and the resistor 134 'can have the same resistance values as potentiometer 132 and the resistor 134, and the resistance of each of these resistors can be 250 ohms be. In this case the calibrated potentiometer shows the value zero in the Center, so that the polarity is that supplied by the zero point suppression circuit Voltage can be either equal to or opposite to the voltage applied to the output terminals P and Q, which depends on the direction of movement of the sliding contact of the potentiometer 130 is directed towards its zero position.

In der Praxis ist die Waage einschließlich des Waagebalkens, des Motors, der Lichtquelle und der Photozelle in einem in Fig. 1 bei C durch gestrichelte Linien angedeuteten Gehäuse angeordnet, das eine Tür aufweist, durch welche Gewichte aufgebracht und entfernt werden können. Bei der ertindungsgemäßen Waage ist es nicht erforderlich, das Gehäuse so anzuordnen, daß sich die Achse 10 und der Waagebalken 16 in einer waagerechten Ebene befinden, sondern die durch diese beiden Teile bestimmte Ebene braucht nur annähernd waagerecht zu sein. In practice, the balance including the balance beam, des Motor, the light source and the photocell in one in Fig. 1 at C by dashed lines Lines indicated housing arranged, which has a door through what weights can be applied and removed. With the according to the invention It is not necessary to arrange the housing in such a way that the axis 10 and the balance beam 16 are in a horizontal plane, but through this both parts need only be approximately horizontal plane.

In der Praxis wird das Gehäuse mit den darin befindlichen Teilen zur Vorbereitung der Durchführung einer Meßreihe aufgestellt, und dann wird das Gerät mit Hilfe des Schiebewiderstandes 100 oder eines oder mehrerer der Schiebewiderstände 124,128 und 138 derart geeicht, daß die Meßeinrichtung 48 einen bestimmten Wert anzeigt, wenn ein vorbestimmtes geeichtes Gewicht in die Waagschale gelegt wird. Bei dieser Anordnung lassen sich somit leicht Einstellungen vornehmen, durch welche Abweichungen der Anordnung der Waage gegenüber einer waagerechten bzw. vorbestimmten Ebene kompensiert werden.In practice, the housing with the parts located in it is used for Preparing to carry out a series of measurements is set up, and then the device with the aid of the slide resistor 100 or one or more of the slide resistors 124, 128 and 138 calibrated in such a way that the measuring device 48 has a certain value indicates when a predetermined, calibrated weight is placed on the weighing pan. With this arrangement it is therefore easy to make settings through which Deviations in the arrangement of the scales compared to a horizontal or predetermined one Level to be compensated.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung ein verbessertes, sich selbsttätig abgleichendes elektrisches System zum Messen von Gewichten vorsieht. Die elektrische Waage nach der Erfindung arbeitet nicht nur genau, sondern sie ist einfach zu bedienen und läßt sich mit relativ geringen Kosten herstellen. Wie schon erwähnt, ermöglicht die Erfindung die Erzielung eines sehr hohen Genauigkeitsgrades beim Messen der Gewichtsunterschiede verschiedener Proben oder ein und derselben Probe zu verschiedenen Zeitpunkten. Gemäß der Erfindung lassen sich solche Unterschiede mit einer Genauigkeit von 1: 000 bestimmen. Dieser hohe Genauigkeitsgrad wird mit Hilfe eines sich selbsttätig abgleichenden Systems durch die Verwendung eines Verstärkungssystems erzielt, das einen Verstärkungsgrad von mindestens 1000 liefert, wobei dann kleine Gewichtsunterschiede in der beschriebenen Weise mit Hilfe der Nullpunktsunterdrückungsschal tung und der Meßschaltung ermittelt werden. Dieser hohe Verstärkungsgrad wird durch die Verwendung eines Voreilungsstromkreises in der Rückkopplungsschleife ermöglicht. From the foregoing description it can be seen that the invention an improved, self-balancing electrical system for measuring of weights. The electric balance according to the invention does not work just accurate, rather it is easy to use and can be operated with relatively little Establish costs. As already mentioned, the invention enables one to be achieved very high degree of accuracy when measuring the weight differences of various Samples or one and the same sample at different times. According to the invention such differences can be determined with an accuracy of 1: 000. This high degree of accuracy is achieved with the help of an automatically adjusting system achieved through the use of a reinforcement system that has a gain of at least 1000, with small differences in weight in the described Way with the help of the zero point suppression scarf device and the measuring circuit determined will. This high gain is achieved through the use of a lead circuit in the feedback loop.

Claims (8)

Patentansprüche: 1. Mikrobalancesystem zum Messen von Kräften, insbesondere Waagesystem, dessen beweglichen Balanceelement, wie einem Waagebalken, ein dessen Ausschlag fühlender Stellungssignalgeber zugeordnet ist, dessen Signale eine elektromagnetische Einrichtung steuern, die eine dem Ausschlagen des beweglichen Elementes entgegenwirkende Kraft erzeugt und deren jeweils an ihr anliegende Steuerspannung als Maß für die die Auswanderung des Balanceelementes aus seiner Normalstellung bewirkende Kraft an einer Meßeinrichtung anliegt, dadurch gekennz e i c h n e t, daß der Meßeinrichtung (48) eine Kompensationsspannungsquelle (46) zugeordnet ist, die einen vorbestimmten konstanten Anteil der Steuerspannung (an P, Q) kompensiert, und daß der Meßeinrichtung nur die Differenzspannung zugeführt wird. Claims: 1. Microbalance system for measuring forces, in particular A weighing system, its movable balance element, such as a balance beam, one of its Rash sensing position signal transmitter is assigned, the signals of which are electromagnetic Control device that counteracts the deflection of the movable element Force generated and the control voltage applied to it as a measure of the Force causing the balance element to migrate from its normal position applied to a measuring device, characterized in that the measuring device (48) a compensation voltage source (46) is assigned which has a predetermined constant component of the control voltage (at P, Q) compensated, and that of the measuring device only the differential voltage is supplied. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung (an P, Q) an eine Serienschaltung eines einstellbaren Abschnittes eines Potentiometers (130), das von der Kompensationsspannungsquelle (46) mit zur Steuerspannung umgekehrter Polung gespeist ist, und eines Meßwiderstandes (140, 142, ..., 154), an dem die Meßeinrichtung (48) die Differenzspannung mißt, angelegt ist. 2. System according to claim 1, characterized in that the control voltage (at P, Q) a series connection of an adjustable section of a potentiometer (130), that of the compensation voltage source (46) with the opposite of the control voltage Polarity is fed, and a measuring resistor (140, 142, ..., 154) to which the Measuring device (48) measures the differential voltage, is applied. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (130) eine Skala mit einem die Abgriffstellung anzeigenden Zeiger aufweist, und daß die von der Kompensationsspannungsquelle(46) am Potentiometer angelegte Spannung einstellbar (durch 124, 128) ist. 3. System according to claim 2, characterized in that the potentiometer (130) has a scale with a pointer indicating the tap position, and that the voltage applied to the potentiometer by the compensation voltage source (46) adjustable (by 124, 128). 4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwiderstand ein vorzugsweise abgestufter, geeichter Präzisionswiderstand ist. 4. System according to claim 2 or 3, characterized in that the The measuring resistor is a preferably graduated, calibrated precision resistor. 5. System nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet durch ein zweites von einer Spannung quelle(46) gespeistes Potentiometer (132, 134), dessen einer einstellbarer Abschnitt in Reihe mit dem ersten Potentiometer (130) und dem Meßwiderstand (140, 142 . . ., 154) geschaltet ist. 5. System according to claim 2 to 4, characterized by a second from a voltage source (46) fed potentiometer (132, 134), one of which adjustable section in series with the first potentiometer (130) and the measuring resistor (140, 142..., 154) is switched. 6. System nach Anspruch 1 bis 5, mit einem um eine Achse drehbaren Waagebalken und einem dem Ausschlagen des Waagebalkens entgegenwirkenden Gleichstrommotor, dessen Rotorwicklung mit der Achse des Waagebalkens verbunden ist und von der Steuerspannung gespeist wird, gekennzeichnet durch einen in der Nähe der Rotorwicklung (M) angeordneten Heißleiter (102), der so geschaltet ist, daß der von der Steuerspannung in der Wicklung verursachte Strom der Steuerspannung proportional, aber praktisch temperaturunabhängig ist. 6. System according to claim 1 to 5, with a rotatable about an axis Balance beam and a DC motor counteracting the deflection of the balance beam, whose rotor winding is connected to the axis of the balance beam and from the control voltage is fed, characterized by a arranged in the vicinity of the rotor winding (M) NTC thermistor (102) which is connected in such a way that the control voltage in the winding caused current proportional to the control voltage, but practically independent of temperature is. 7. System nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Voreilungsschaltung (76, 78, 82) im Verstärker (80, 84) und eine Gesamtverstärkung des Systems (30, 34, 70, 80, 84, 24) größer als 1000. 7. System according to claim 1 to 6, characterized by a lead circuit (76, 78, 82) in the amplifier (80, 84) and an overall gain of the system (30, 34, 70, 80, 84, 24) greater than 1000. 8. System nach Anspruch 1 bis 7, bei dem die elektromagnetische Einrichtung zum Erzeugen einer dem Ausschlagen des beweglichen Elementes entgegenwirkenden Kraft einer Regelschaltung mit einem ein Drehmoment erzeugenden elektrischen Stellmotor ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Stator des Stellmotors (24) so ausgelegt ist, daß die rechtwinklig zur Bahn der Wicklung (W) des Rotors verlaufende Komponente des Magnetfeldes (H) mindestens in einem Drehungsbereich der Wicklung (W) des Rotors von einigen Grad gleichmäßig ist. 8. System according to claim 1 to 7, wherein the electromagnetic device for generating a force counteracting the deflection of the movable element a control circuit with a torque-generating electric servomotor is, characterized in that the stator of the servomotor is known per se (24) is designed so that the perpendicular to the path of the winding (W) of the rotor running component of the magnetic field (H) at least in one area of rotation the winding (W) of the rotor is uniform by a few degrees. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 865 215; französische Patentschriften Nr. 1 177 534, 2 357 891; USA.-Patentschriften Nr. 2610052, 2754 109, 2 766 981; Zeitschrift »The Review of Scientific Instruments«, Heft 6!1954, S. 598 bis 602; Zeitschrift »Analytical Chemistry«, Heft 4/1957, S. 49A bis 52A; Datenblatt Rök 830, 15. Mai 1955, der Fa. Siemens & Halske A. G. Publications considered: German Patent No. 865 215; French Patent Nos. 1,177,534, 2,357,891; U.S. Patents No. 2610052, 2754 109, 2,766,981; Magazine "The Review of Scientific Instruments", No. 6! 1954, pp. 598 to 602; Journal "Analytical Chemistry", issue 4/1957, p. 49A to 52A; Datasheet Rök 830, May 15, 1955, from Siemens & Halske A. G.