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Milliamperesekundenrelais In Röntgenanlagen werden vielfach zur Herstellung
kurzzeitiger Aufnahmen Milliamperesekundenrelais benutzt, die nach dem Erreichen
einer einstellbaren Milliamperesekundenzahl ' die Röntgenröhre oder den ganzen Röntgenapparat
ausschalten. Die bisher bekanntgewordenen Milliamperesekundenrelais sind ziemlich
kompliziert und demgemäß teure Sonderkonstruktionen und haben den Nachteil, daß
.sich ein Fehler insofern bemerkbar macht, als eine gewisse Zeit für den Anlauf
des beweglichen Meßsystems benötigt wird; um diesen Betrag verzögert sich dann die
Abschaltung, so daß die tatsächlich erreichte Milliamperesekundenzahl etwas größer
ist als die eingestellte.. Gerade in Röntgenanlagen, in denen man ja mit sehr kurzen
Zeiten, z. B. in der Größenordnung von wenigen hundertstel Sekunden, bei Aufnahmen
arbeitet, macht sich dieser Anlauffehler besonders unangenehm bemerkbar. Aber auch
bei anderen Meßgeräten, die auf kurze elektrische Impulse (Gleichstrom oder pulsierender
Gleichstrom) ansprechen, tritt der gleiche Mangel auf, wenn man von einem solchen
Meßgerät irgendeinen Strgmkreis auslösen lassen will.
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Die Erfindung betrifft ein MilliamperesekundenreIais oder ähnliches,
das Stromzeitprodukt kurzer elektrischer Impulse erfassendes Relais, insbesondere
für Röntgenanlagen, welches diese Nachteile nicht aufweist. Erfindungsgemäß-wird
dies dadurch erreicht, daß dem beweglichen System ein induktiver Widerstand parallel
und/oder ein durch einen Ohmschen oder induktiven Widerstand überbrückter kapazitiver
Widerstand in Reihe geschaltet ist, um durch Ausnutzung der Impulsstirn und des
dadurch vergrößerten Anlaufmomentes des beweglichen Systems zu erreichen, daß zu
jedem Zeitpunkt innerhalb der Dauer des Impulses der von dem beweglichen System
bis zu diesem Zeitpunkt zurückgelegte Weg dem tatsächlich erreichten Stromzeitprodukt
möglichst genau entspricht. Der zugeschaltete Widerstand weist zweckmäßig .eine
Stromzeitcharakteristik auf, die der Gesch-,vindigkeitszeitcharakteristik des beweglichen
Systems entspricht. Der zugeschaltete Widerstand kann regelbar sein.
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Es ist zwar schon bekannt, die Wirkungen der Selbstinduktion 'der
Windungen eines Elektromagneten beim Einschalten und Ausschalten des Stromes mehr
oder weniger dadurch zu kompensieren, daß ein von einer Kapazität überbrückter Widerstand
in Reihe mit. dem Elektromagneten in den ihn erregenden Stromkreis gelegt wird.
Hier handelt es sich aber lediglich darum, ein möglichst trägheitsloses Ansprechen
und Abfallen eines Relais, wie es z. B. für Maschinentelegraphen benötigt wird,
zu erzielen, während der Erfindung eine ganz andere Aufgabe zugrunde liegt, nämlich
ein Milliamperesekundenrelais oder ähnliches das Stromzeitprodukt kurzer elektrischer
Impulse erfassendes Relais zu
schaffen. welches auch bei kleinem
Stromzeitprodukt möglichst genau nach Erreichen dieses Stromzeitproduktes den gewünschten
Schaltvorgang vollzieht. Weiterhin ist es bereits bekannt gewesen, ein Relais zum
richti, gen Ansprechen beim Empfang eines Stromimpulses und zum Abfallen bei Aufhören
des Stromimpulses auch dann zu bringen, wenn der Impulsstrom bis in die Größenordnung
des bekanntlich viel schwächeren Haltestromes gesenkt wird. Zu diesem Zweck hat
man dem Relais einen induktiven Nebenschluß zugeschaltet, der erst allmählich den
erforderlichen niedrigen Widerstand erlangt, oder man hat dem Relais einen Widerstand
vorgeschaltet, der nur langsam seinen höchsten Wert :erreicht. Hier will man also
mit einem verhältnismäßig niedrigen Strom, der an sich zum schnellen Ansprechen
des Relais nicht ausreicht, das Relais doch möglichst schnell zum Ansprechen bringen.
Auch hier ist die Aufgabe also eine vollkommen andere als bei der Erfindung. Denn
bei der bekannten Anordnung soll das Relais beim Ankommen des Impulses seinen Anker
anziehen und dieser so lange in der angezogenen Stellung und beweglichen Lage bleiben,
bis der Impuls aufhört. Bei der Erfindung dagegen kommt es -darauf an, daß zu jedem
Zeitpunkt innerhalb der Dauer des Impulses der von dem beweglichen bis zu diesem
Zeitpunkt zurückgelegte Weg dem tatsächlich erreichten Stromzeitprodukt möglichst
genau entspricht.
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Als Milliamper esekundenrelais, insbesondere zur Herstellung kurzzeitiger
Röntgenaufnahmen, empfiehlt sich gemäß der Erfindung die Verwendung eines an sich
bekannten Kriechgalvanometers, das mit einem einstellbaren, mit dem Zeiger zusammenwirkenden
Kontakt versehen wird, und dessen beweglichem System außer dem üblichen Ohmschen
Widerstand ein zweckmäßig mit diesem in Reihe liegender induktiver Widerstand parallel
geschaltet wird. Ein Kriechgalvanometer besteht bekanntlich aus einem Drehspulsystem
sehr geringer bewegter Masse, ist also in gewissem Maße einem Drehspulmilliamperemeter
ähnlich, besitzt aber zum Unterschied von diesem keine Richtkraft. Parallel zu seinem
Meßsystem liegt ein Ohmscher Widerstand; es arbeitet also praktisch wie ein Nebenschlußmotor..
Die Geschwindigkeit des Zeigers ist somit proportional dem Spannungsabfall an dem
Ohmschen Parallelwiderstand, der meist in das Instrument mit eingebaut ist. Ein
solches Kriechgalvanometer dient wie ein ballistisches Instrument zur Messung kurzer
Gleichstromstöße. Würde man ein normales Kriechgalvanometer einfach mit einem vom
Zeiger betätigten Kontakt versehen, so würde es zwar als Milliamperesekund,enrelais
benutzt werden können, aber eine genaue Erfassung der eingestellten Milliamperesekundenzahl
wegen des sich beim Anlaufen dies Meßsystems ergebenden Fehlers nicht gestatten.
Bei der üblichen Benutzung des Kriechgalvanometers ist dieser Fehler dadurch kompensiert,
daß das Melisystem nach Aufhören des Gleichstromstoßes noch einen gewissen Auslauf
hat. Hier heben sich also Anlauf- und Auslauffehler auf. Verwendet man jedoch das
Kriechgalvanometer als Milliamperesekundenrelais, so geht nur der Anlauffehler in
die Messung ein, da ja die Abschaltung nach Erreichen der eingestellten Milliamperesekundenzahl
bewirkt wird und dann erst der Auslauf des Meßsystems einsetzt. Aus diesem Grunde
wird dem Meßsystem eine aus einem induktiven und einem Ohmschen Widerstand bestehende
Reihenschaltung parallel. geschaltet. Der induktive Widerstand ist zweckmäßig eine
Eisendrosselspule. Im Augenblick des Einschaltens wirkt die Eisendrosselspule für
den Gleichstromstoß wie ein sehr großer Widerstand, so daß der größte Teil des Stromes
durch das Mel.)-system hindurchgeht und dieses somit plötzlich sehr stark beschleunigt
wird. Der dem Meßsystem parallel geschaltete Widerstand verringert sich allmählich
auf seinen normalen Wert, so daß nach Beendigung des Anlaufzustandes die Arbeitsweise
des Relais dieselbe ist wie bei einem Kriechgalvanometer. Um den Anlauffehler möglichst
vollständig beseitigen zu können, gibt man dem induktiven Widerstand eine Stromzeitcharakteristik,
die der Geschwindigkeitszeitcharakteristik des Kriechgalvanometers entspricht.
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Die Abb. i a zeigt schematisch ein normal,es Kriechgalvanometer i
i mit Ohmschen Parall.elwid@erstand 12, während in Abb. 11) die zugehörige Geschwindigkeitszeitcharakteristik
dargestellt ist. Zu diesem Zweck ist auf der Abszisse die Zeit t, auf der Ordinate
dic der Geschwindigkeit entsprechende Spannung v aufgetragen. Bei der Zeit t, erfolgt
die Abschaltung. Der durch die schraffierte Fläche 1 3 dargestellte Anlauffehler
ist dem durch die schraffierte Fläche 14 dargestellte Auslauffehler gleich. Die
Abb.2a zeigt systematisch ein Beispiel für die Anordnung gemäß der Erfindung. Hier
liegen dem Meßsystem des Kriechgalvanometers i i die in Reihe geschalteten Widerstände
12 und i 5 parallel, von denen letzterer eine Eisendrosselspule ist. Die Abb.2b
läßt die Geschwindigkeitszeitcharakteristik der in Abb.2a dargestellten Anordnung
erkennen. Man sieht, daß die Geschwindigkeit sehr stark ansteigt und zweckmäßig
vorübergehend sogar etwas über den dem Spannungsabfall an dem Parallelwiderstand
entsprechenden Wert hinausgeht. Die
beiden schraffierten Flächen
16 und 17 können einander gleichgemacht werden, so daß auch der noch verbliebene
minimale Anlauffehler 16 kompensiert ist. Es sei übrigens gleich bemerkt,- daß auch
der Auslauffehler praktisch beseitigt ist, da beim Abschalten durch die Wirkung
der Eisendrossel das Meßsystem sofort gebremst wird. Die Anordnung gemäß der Erfindung
ist daher auch für Kriechgalvanometer brauchbar, die nur zu Meßz«recken und nicht
als Relais Verwendung finden sollen.
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Der induktive Widerstand wird zweckmäßig regelbar gemacht, um ihn
besser anpassen zu können. Die Relaiseinrichtung wird ferner mit einer vorzugsweise
elektrisch arbeitenden Aufzugsvorrichtung ausgerüstet, durch die das Meßsystem in
die Anfangsstellung immer wieder zurückgebracht werden kann. Man braucht nicht den
Zeiger des Kriechgalvanometers selbst als Kontakt auszubilden, sondern kann den
Zeiger durch eine sogenannte Lichtschranke hindurchgehen lassen und dadurch beim
Erreichen der eingestellten Milliamperesekundenzahl. auf optisch-elektrischem Wege
eine Kontaktschließung oder -öffnung z. B. zwecks Abschaltung des Röntgenapparates
bewirken.
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In der Abb.3 ist ein anderes-Ausführungsbeispiel für ein Milliamperesekundenrelais
gemäß der Erfindung dargestellt, bei dem kein induktiver Widerstand - zur Beseitigung
des Anlauffehlers verwendet wird, sondern bei dem das Kriechgalvanometer i i in
Reihe mit einem Kondensator 18 liegt, dem ein Ohmscher Widerstand 19 parallel geschaltet
- ist. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist im Prinzip die gleiche wie bei dem
in Abb.2 dargestellten Beispiel. Der Ohmsche Widerstand 19 kann auch durch einen
induktiven Widerstand oder einen gemischt induktiven Ohmschen Widerstand ersetzt
werden.
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Bei dem in Abb. ¢ dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel besitzt
das Meßgerät, welches auf die kurzen Gleichstromimpulse ansprechen soll, zwei bewegliche
Spulen im Gegensatz zu den in Abb. i bis 3 dargestellten Meßgeräten, die nur eine
bewegliche Spule aufweisen. Die beiden Spulen 20 und 21 sitzen auf demselben beweglichen
Meßsystem (Rähmchen ) und sind daher auch miteinander gekoppelt. Die eine Spule
20 wird unmittelbar an den Impulsstromkreis angeschlossen, während die andere Spule
21 in Reihe mit einem Kondensator 22 angeschlossen wird. Der durch diese Anordnung
erzielte Effekt ist der gleiche wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen.
Bei den beiden zuletzt genannten Beispielen kann, wenn @es sich beispielsweise um
ein Milliamperesekundenrelais handelt, so wie in den Abb. i und 2, ein Ohmscher
Widerstand 12 vorgesehen sein. Die induktiven bzw. kapazitiven Widerstände werden
zweckmäßig regelbar gemacht, um das Meßgerät den jeweiligen Verhältnissen anpassen
zu können. Ein etwa noch, verbleibender Anlauffehler kann dadurch kompensiert werden,
daß der induktive bzw. kapazitive Widerstand entsprechend überdimensioniert wird,
ähnlich wie es an Hand der Abb. 2b erläutert wurde.