DE1278743B

DE1278743B - Device for the linear display of a measured variable that changes according to a logarithmic function

Info

Publication number: DE1278743B
Application number: DER38363A
Authority: DE
Inventors: Erik W Anthon
Original assignee: Warner Lambert Pharmaceutical Co
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1963-07-12
Filing date: 1964-07-13
Publication date: 1968-09-26
Also published as: NO118464B; BE650496A; GB1072358A; CH415081A; NL6407925A

Description

Vorrichtung zur linearen Anzeige einer sich nach einer logarithmischen Funktion ändernden Meßgröße Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur linearen Anzeige einer sich nach einer logarithmischen Funktion ändernden Meßgröße mit einem sich selbst abgleichenden Brückenkreis, dessen Abgleichorgan mit einer Anzeigeeinrichtung gekoppelt ist.Device for the linear display of a logarithmic Function changing measured variable The invention relates to a device for linear Display of a measured variable that changes according to a logarithmic function with a self-balancing bridge circuit, its balancing element with a display device is coupled.

Es ist häufig erforderlich, physikalische Eigenschaften zu messen, die sich in bezug auf die gemessene Quantität entsprechend einer nichtlinearen Funktion, beispielsweise nach dem Beerschen Gesetz ändert. Für derartige Messungen werden beispielsweise Spektralphotometer, Densitometer oder andere Instrumente verwendet, wobei die Absorption der Strahlungsenergie oder eines speziellen Frequenzbandes dieser Strahlungsenergie, das dann erhalten wird, wenn die Strahlung durch einen Prüfling geleitet wird, die physikalische Eigenschaft darstellt, welche zur Bestimmung der analytischen Ergebnisse benutzt wird. In einem solchen Falle gilt, daß der Absorptionskoeffizient für das durch eine Lösung eines gegebenen Prüflings in einer nicht absorbierenden Lösung geschickte Licht proportional zu deren Konzentration ist. Üblicherweise wird dabei die Absorption des Lichtes oder eines schmalen Wellenlängenbandes dieses Lichtes für einen Prüfling gemessen und mit der Absorption des gleichen Lichtes in einer Bezugsprobe verglichen, welche die Lösung und alle Prüfreagenzien enthält. Damit kann das Meßergebnis ausgedrückt werden als Verhältnis zwischen Bezugsabsorption und Prüfabsorption. It is often necessary to measure physical properties which, in relation to the measured quantity, corresponds to a non-linear function, for example according to Beer's law changes. For such measurements are e.g. using spectrophotometers, densitometers or other instruments, being the absorption of radiant energy or a special frequency band this radiant energy that is obtained when the radiation passes through a Test object is directed, which represents the physical property, which is used for determination the analytical results is used. In such a case, the absorption coefficient for that by dissolving a given specimen in a non-absorbent one Solution sent light is proportional to its concentration. Usually thereby the absorption of light or a narrow wavelength band of this light measured for a test object and with the absorption of the same light in one Comparison of the reference sample containing the solution and all test reagents. In order to the measurement result can be expressed as the ratio between reference absorption and test absorption.

Da sich in dem betrachteten Beispiel die gemessene Quantität gemäß dem Beerschen Gesetz ändert, wird sich die Absorption bezüglich der gemessenen Quantität als logarithmische Funktion ändern. Wird diese Funktion auf einer nichtlinearen Skala dargestellt, so muß in Kauf genommen werden, daß in den verschiedenen Bereichen der Skala die Genauigkeit unterschiedlich ist. In vielen Anwendungsfällen kann dies jedoch nicht zugelassen werden. Since in the example under consideration the measured quantity is in accordance with If Beer’s law changes, the absorbance will change with respect to the measured quantity change as a logarithmic function. Will this function on a nonlinear Scale represented, so must be accepted that in the various areas the accuracy of the scale is different. In many use cases this can however, cannot be admitted.

Es ist bekannt, eine Umformung von voneinander wesentlich verschiedenen Funktionen mittels Getrieberädern mit bestimmten Kurvenformen vorzunehmen. Mit derartigen Getrieberädern ausgestattete Einrichtungen weisen jedoch eine begrenzte Arbeitsgeschwindigkeit und eine begrenzte Genauigkeit auf und sind außerdem relativ teuer. It is known that a transformation of one another is substantially different Perform functions by means of gear wheels with certain curve shapes. With such Devices equipped with gears, however, have a limited operating speed and have limited accuracy and are also relatively expensive.

Es sind ferner elektrisch arbeitende Vorrichtungen zur Umwandlung eines logarithmischen Kurvenverlaufs in einen linearen Verlauf bekannt. Bei diesen Vorrichtungen werden jedoch logarithmische Potentiometer benötigt, die sehr genau gefertigt werden müssen und daher auch sehr kostspielig sind. Soll bei diesen Einrichtungen eine relativ große Genauigkeit erzielt werden, so ist überdies ein erheblicher schaltungstechnischer Aufwand erforderlich. There are also electrically operating devices for conversion a logarithmic curve profile into a linear profile known. With these Devices, however, require logarithmic potentiometers that are very accurate have to be manufactured and are therefore also very expensive. Intended to at these facilities a relatively high accuracy can be achieved, so is also a considerable circuitry Effort required.

Schließlich ist es bekannt, sich selbst abgleichende Brückenkreise mit einem Potentiometer als Abgleichorgan zu verwenden, wenn weitgehend automatisch arbeitende Einrichtungen geschaffen werden sollen. After all, it is known to self-align bridging circles to be used with a potentiometer as a balancing device, if largely automatic working facilities are to be created.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer außerordentlich einfach und aus preiswerten Elementen aufgebauten, sehr schnell und genau arbeitenden Vorrichtung zur linearen Darstellung einer logarithmischen Funktion auf einer Anzeigeskala. The aim of the invention is to create an extremely simple and constructed from inexpensive elements, very quickly and accurately working device for the linear representation of a logarithmic function on a display scale.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs angeführten Gattung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Abgleichorgan ein lineares Potentiometer vorgesehen ist und daß zwischen dem linearen Potentiometer und der Anzeigeeinrichtung ein exzentrischer Getriebeantrieb angeordnet ist. Based on a device of the type mentioned at the beginning this object is achieved in that a linear potentiometer is used as the balancing element is provided and that between the linear Potentiometer and the Display device an eccentric gear drive is arranged.

Durch diese Kombination elektrischer und mechanischer Elemente, die beide zur Funktionsumformung beitragen, wird eine optimal arbeitende, sich besonders gut zur Automatisierung von Meßvorgängen eignende Vorrichtung erhalten. This combination of electrical and mechanical elements that Both contribute to the functional transformation, an optimally working one becomes special Obtain a device which is well suited for the automation of measurement processes.

Vorzugsweise ist das lineare Potentiometer über Festwiderstände in den Brückenkreis geschaltet. The linear potentiometer is preferably via fixed resistors in switched the bridge circuit.

Durch geeignete Wahl dieser Festwiderstände kann bereits eine an eine Gerade angenäherte Ausgangsbewegung der Potentiometerdrehwelle erzielt werden. By a suitable choice of these fixed resistors one can already an output movement of the rotary potentiometer shaft approximated to a straight line can be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Getriebeantrieb von einer mit gegenüberliegenden Seiten des Brückenkreises verbundenen Detektoreinrichtung gesteuert. According to an advantageous development of the invention, the gear drive is from a detector device connected to opposite sides of the bridge circuit controlled.

Vorzugsweise ist in die beiden vom Brückenkreis zum Detektor führenden Leitungen jeweils ein Verstärker eingeschaltet, wobei das Verstärkungsverhältnis dieser beiden Verstärker gleich der Quadratwurzel aus 10 ist. Preferably, the two leading from the bridge circuit to the detector are in Lines each switched on an amplifier, with the amplification ratio of these two amplifiers is equal to the square root of 10.

Dadurch wird erreicht, daß der Brückenabgleich an einem Ende des Potentiometers erfolgt, wenn die Amplitude des Testsignals gleich der Amplitude des Bezugssignals ist, während dann, wenn die Amplitude des Testsignals ein Zehntel der Amplitude des Bezugssignals beträgt, der Brückenabgleich durch Einstellung des Potentiometerschiebers auf das andere Ende des Potentiometers erzielt wird. This ensures that the bridge adjustment is carried out at one end of the Potentiometer occurs when the amplitude of the test signal equals the amplitude of the reference signal is, while if the amplitude of the test signal is one tenth the amplitude of the reference signal, the bridge adjustment by setting the Potentiometer slide on the other end of the potentiometer is achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Getriebeantrieb aus zwei exzentrisch auf Wellen gelagerten Getrieberädern. In an advantageous embodiment of the invention, there is Gear drive from two gear wheels mounted eccentrically on shafts.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Getriebeantrieb Einrichtungen zum schnellen und zum langsamen Antrieb der mit dem Potentiometer und der Anzeigeeinrichtung verbundenen Wellen aufweist und daß beim Start des Getriebeantriebs der schnelle Antrieb und nach Umkehrung der Antriebsrichtung der langsame Antrieb wirksam ist. A particularly advantageous development of the invention is characterized is characterized by the fact that the gear drive devices for fast and slow Drive the shafts connected to the potentiometer and the display device and that at the start of the gear drive the fast drive and after reversal the drive direction the slow drive is effective.

Auf diese Weise wird ein besonders schneller Brückenabgleich erreicht, so daß im Falle der Verwendung der Vorrichtung in einer automatisch arbeitenden Anlage besonders viele Messungen pro Zeiteinheit durchgeführt werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Getriebeantrieb aus einem mittels einer Reibkupplung in zwei Teile unterteilten Untersetzungsgetriebe, das im zusammengekuppelten Zustand die Einrichtung zum langsamen Antrieb bildet und im ausgekuppelten Zustand über einen Stift, der einen Teil des Getriebes überbrückt und mit einem Anschlag zusammenarbeitet, wirksam wird und die Einrichtung zum schnellen Antrieb bildet. In this way, a particularly fast bridge adjustment is achieved, so that in the case of using the device in an automatically operating System a particularly large number of measurements can be carried out per unit of time. According to In a preferred embodiment, the gear drive consists of a means a friction clutch divided into two parts reduction gear that is coupled together State forms the device for slow drive and in the disengaged state via a pin that bridges part of the gearbox and with a stop cooperates, takes effect and forms the facility for rapid propulsion.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer automatisch arbeitenden Vorrichtung zur Darstellung der mittels eines Spektralphotometers erhaltenen Meßergebnisse, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Umformung einer nichtlinearen Funktion in eine lineare Funktion, F i g. 3 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Antrieb der Anzeigeeinrichtung, F i g. 4 .eine Querschnittsansicht entsprechend der Linie 4-4 in Fi g. 3 und F i g. 5 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 1. The invention is described below with reference to the drawing explained in more detail. In this, Fig. 1 shows a schematic representation of an automatic working device for displaying the obtained by means of a spectrophotometer Measurement results, Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of a Device for converting a non-linear function into a linear function, F i g. 3 is a front view of a preferred embodiment of a device to drive the display device, F i g. 4. A cross-sectional view accordingly the line 4-4 in Fi g. 3 and F i g. 5 shows a graph to explain the Operation of the device according to FIG. 1.

Nach Fig. 1 wird mittels eines Spektralphotometers 11 eine Messung gewisser optischer Charakteristiken eines Prüflings und einer Bezugsprobe durchgeführt. Das dabei erhaltene Prüfsignal wird einer Kathodenfolgestufe 12 zugeführt, um ein Signal auf der Leitungl3 zu erzeugen, und das Bezugssignal wird an das Gitter einer Kathodenfolgestufe 14 angelegt, um ein entsprechendes Signal an der Leitung 16 zu erhalten. According to FIG. 1, a measurement is made by means of a spectrophotometer 11 certain optical characteristics of a test piece and a reference sample carried out. The test signal obtained in this way is fed to a cathode follower stage 12 in order to achieve a Signal on the line 13, and the reference signal is sent to the grid one Cathode follower 14 applied to a corresponding signal on the line 16 to obtain.

Das Bezugssignal und das Prüfsignal werden in einem linearen Potentiometer 17 verglichen, welches einen Teil einer Brückenschaltung 18 bildet, der ein exzentrischer Getriebeantrieb 19 zugeordnet ist, um das lineare Potentiometer 17 derart anzutreiben, daß die Brückenschaltung in Nullstellung gelangt. Dieser exzentrische Getriebeantrieb 19 treibt nicht nur das lineare Potentiometer 17, sondern auch ein Anzeige-oder Aufzeichnungsgerät 23 an. The reference signal and the test signal are in a linear potentiometer 17 compared, which forms part of a bridge circuit 18, which is an eccentric Gear drive 19 is assigned to drive the linear potentiometer 17 in such a way that the bridge circuit is in the zero position. This eccentric gear drive 19 not only drives the linear potentiometer 17, but also an indicator or Recording device 23 on.

F i g. 2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Antriebseinrichtung, die das lineare Potentiometer in die richtige Stellung bringt und gleichzeitig ein Anzeigegerät oder ein zugeordnetes System antreibt. Nach dieser F i g. 2 treibt eine Welle 21 das lineare Potentiometer 17 an, und eine Welle 22 ist mit - einem Anzeigegerät 23 wirksam verbunden. Außerdem sind noch exzentrisch gelagerte Getrieberäder 24 vorgesehen. Die Exzentrizität dieser Getrieberäder 24 ist derart gewählt, daß die von der Welle 21 aufgenommene unregelmäßige Eingangsgröße im wesentlichen ausgerichtet wird und sich somit die Umdrehung der Welle 22 im wesentlichen linear in bezug auf die Meßgrößenänderungen in dem untersuchten Prüfling ändert. F i g. 2 schematically shows a preferred embodiment of a Drive device that brings the linear potentiometer into the correct position and at the same time drives a display device or an associated system. After this F i g. 2, a shaft 21 drives the linear potentiometer 17, and a shaft 22 is operatively connected to a display device 23. Plus are still eccentric mounted gears 24 are provided. The eccentricity of these gears 24 is chosen so that the received by the shaft 21 irregular input variable is aligned substantially and thus the rotation of the shaft 22 is substantially changes linearly with respect to the changes in the measured variables in the examined specimen.

Vorzugsweise ist ein geeigneter Motor oder eine andere Einrichtung vorgesehen, um die Wellen21 und 22 anzutreiben und einen automatischen Betrieb des Geräts zu gewährleisten. Dabei wird die Steuerung eines geeigneten Antriebsgeräts über die Brückenschaltung in den Arbeitsvorgang des linearen Potentiometers zurückintegriert, wie es schematisch in F i g. 1 dargestellt ist.A suitable motor or other device is preferred provided to drive the shafts 21 and 22 and automatic operation of the Device. The control of a suitable drive device is thereby required integrated back into the working process of the linear potentiometer via the bridge circuit, as shown schematically in FIG. 1 is shown.

Die Brückenschaltung 18 gewährleistet eine ausgezeichnete Genauigkeit, wenn sich das lineare Potentiometer für die endgültige Antwort in der Nullstellung befindet. Derartige Anordnungen sind bei Spektralphotometern gebräuchlich. Die spezielle Auslegung der Brückenschaltung 18 ist jedoch bei der Erfindung von Bedeutung, um die Daten auf eine Skala zu bringen, die sich von Null bis Eins erstreckt, und zwar in einer Form, die sehr leicht durch das exzentrische Getriebesystem korrigiert werden kann. The bridge circuit 18 ensures excellent accuracy, when the linear potentiometer for the final answer is in the zero position is located. Such arrangements are common in spectrophotometers. The special one However, the design of the bridge circuit 18 is important to the invention to bring the data to a scale ranging from zero to one, namely in a form that is very easily corrected by the eccentric gear system can be.

In den Leitungenl3 und 16 sind daher Widerstände 26 und 27 angeordnet, denen das Prüfsignal zugeführt ist. In die das lineare Potentiometer 17 enthaltenden Brückenzweige sind Widerstände 28 und 29 eingeschaltet. Das Potential zwischen den Punkten 31 und 32 der Schaltung muß mittels des linearen Potentiometers auf Null abgeglichen werden, wenn eine Messung durchgeführt wird, bei der die Stellung des das Ergebnis anzeigenden linearen Potentiometers gemessen wird. Es wird also ein Vergleich der elektrischen Charakteristiken bei 31 und 32 durch den Differenzverstärker 33 vorgenommen, welcher ein Signal, das die Differenz darstellt, an den Abgleichindikator 34 gibt. Der Abgleichindikator 34 ist demnach elektrisch an die Brückenschaltung 18 angeschlossen und wird durch die Stellung des linearen Potentiometers 17 beeinflußt. Der Abgleichindikator ist außerdem wirksam mit dem Antrieb des linearen Potentiometers 17 und dem des Anzeigegeräts 23 verbunden, wie es schematisch in F i g. 1 dargestellt ist. Diese Anordnung ist so ausgelegt, daß das Antriebssystem das lineare Potentiometer automatisch antreibt, bis der Nullpunkt auf dem Abgleichindikator erreicht ist und das Anzeigegerät in der Lage ist, das von Prüf- und Bezugssignal abhängige Ergebnis anzuzeigen. Resistors 26 and 27 are therefore arranged in lines 13 and 16, to which the test signal is fed. In those containing the linear potentiometer 17 Bridge branches, resistors 28 and 29 are switched on. The potential between the Points 31 and 32 of the circuit must be set to zero using the linear potentiometer adjusted when a measurement is carried out in which the position of the the linear potentiometer indicating the result is measured. So it will be a Comparison of the electrical characteristics at 31 and 32 by the differential amplifier 33 made, which is a signal that represents the difference, to the adjustment indicator 34 gives. The adjustment indicator 34 is therefore electrical connected to the bridge circuit 18 and is controlled by the position of the linear Potentiometer 17 influenced. The matching indicator is also effective with the Drive of the linear potentiometer 17 and that of the display device 23 connected, such as it is shown schematically in FIG. 1 is shown. This arrangement is designed so that the drive system automatically drives the linear potentiometer until the zero point on the adjustment indicator is reached and the display device is able to read the to display result dependent on test and reference signal.

Es ist erwünscht, daß das in der Brückenschaltung 18 angeordnete lineare Potentiometer 17 einer Skala entspricht, die Werte von Null bis Eins aufweist. Dabei würde das lineare Potentiometer in einem positiven und einem negativen Bereich arbeiten. Durch Verwendung eines positiven und negativen Bereiches von - 0,5 bis + 0,5 und durch Übertragung auf eine Skala von 0 bis 1,0 ist es möglich, den besseren Teil der logarithmischen Kurve zu benutzen. Diese Übertragung wird mit Hilfe der Verstärker36 und 37 erzielt, die vor dem Differenzverstärker33 angeordnet sind. Für die gewünschte Umwandlung sollte das Verhältnis dieser Verstärker die Quadratwurzel aus 10 sein, oder anders ausgedrückt, der eine Verstärker sollte sein Signal verstärken im Betrag der Quadratwurzel aus 10 mal der Verstärkung, die in dem anderen Verstärker erzielt wird. Auf jeden Fall ist es jedoch notwendig, daß in dem Getriebesystem zwischen der Potentiometerwelle und der Welle des Anzeigegeräts eine gewisse Exzentrizität vorhanden ist, um eine Funktion zu erzielen, die so linear wie möglich ist. Die wirklichen Werte der Widerstände und der Exzentrizitäten können demgemäß sehr stark variieren. Die nachfolgend angegebenen Werte dienen zur Erläuterung eines Beispiels, welches sich für den bereits erwähnten Zweck als geeignet erwiesen hat. It is desirable that the one disposed in the bridge circuit 18 linear potentiometer 17 corresponds to a scale having values from zero to one. The linear potentiometer would be in a positive and a negative range work. By using a positive and negative range from - 0.5 to + 0.5 and by transferring it to a scale from 0 to 1.0 it is possible to find the better one Part of the logarithmic curve. This transfer is done with the help of the Amplifier 36 and 37 achieved, which are arranged in front of the differential amplifier 33. For the desired conversion, the ratio of these amplifiers should be the square root from 10, or in other words, the one amplifier should amplify its signal in the amount of the square root of 10 times the gain that is in the other amplifier is achieved. In any case, however, it is necessary that in the transmission system a certain eccentricity between the potentiometer shaft and the shaft of the indicator is present in order to achieve a function that is as linear as possible. the real values of the resistances and the eccentricities can accordingly be very strong vary. The values given below serve to explain an example, which has proven to be suitable for the purpose already mentioned.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist das lineare Potentiometer 17 ein lineares Schleifdrahtpotentiometer von 1000 Ohm, wobei ein Bereich von 970 Ohm benutzt wird. Die Widerstände 26 und 27 sind Festwiderstände von je 3900 Ohm, und die Widerstände 28 und 29 sind Festwiderstände von je 330 Ohm. Die Kennlinienkurve für dieses spezielle Beispiel von Widerstandswerten und Verstärkern ist durch die Kurve 38 der F i g. 5 dargestellt. Bei diesen Werten beträgt die Exzentrizität der Getrieberäder 24, um die sie aus der Mitte versetzt sind, 3,2 mm, wobei die Getrieberäder 24 einen Teilkreisdurchmesser von 6,3 cm aufweisen. Die Kurve, welche bei Benutzung dieser exzentrischen Getrieberäder 24 erzielt wird, ist als Kurve 39 in der F i g. 5 dargestellt. In the embodiment shown, the linear potentiometer is 17 a linear wiper potentiometer of 1000 ohms, with a range of 970 ohms is used. The resistors 26 and 27 are fixed resistors of 3900 ohms each, and the resistors 28 and 29 are fixed resistors of 330 ohms each. The characteristic curve for this particular example of resistor values and amplifiers is through the Curve 38 of FIG. 5 shown. With these values the eccentricity is the Gears 24 by which they are offset from center, 3.2 mm, the gears 24 have a pitch circle diameter of 6.3 cm. The curve which when in use this eccentric gears 24 is achieved is shown as curve 39 in FIG G. 5 shown.

Es ist zu sehen, daß die Kurve39 einer linearen Funktion sehr nahe kommt. Die exzentrischen Getrieberäder 24 bewirken also die Umformung der Kurve 38 in die Kurve 39. Diese Veränderung ist besser dargestellt durch die Skala 41 im unteren Teil der Fig. 5, in der die Abweichung zwischen dem auf dem linearen Potentiometer 17 gemessenen Widerstand und der Anzeigestellung gezeigt wird, die das Meßergebnis darstellt.It can be seen that curve 39 is very close to a linear function comes. The eccentric gears 24 thus effect the deformation of the curve 38 into curve 39. This change is better represented by scale 41 in the lower part of Fig. 5, in which the deviation between the on the linear Potentiometer 17 measured resistance and the display position is shown, the represents the measurement result.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Verwendbarkeit eines Potentiometers, dessen Widerstandswerte einer linearen Skala entsprechen, einen besonderen Vorteil darstellt. Dies bedeutet aber, daß die in F i g. 5 gezeigten Widerstandswerte durch die exzentrischen Getrieberäder 24 erzielt werden müssen, um die endgültige Skala linear zu machen. Da derartige Getrieberäder jedoch einfacher und wirtschaftlicher zu fertigen sind als nichtlineare Potentiometer, wird mit der beschriebenen aus verhältnismäßig preiswerten Teilen aufgebauten Einrichtung eine optimale Genauigkeit erzielt. It has already been mentioned that the usability of a potentiometer, whose resistance values correspond to a linear scale, a special one advantage represents. However, this means that the in F i g. 5 through resistance values the eccentric gears 24 must be achieved to the final scale to make linear. Since such gears are simpler and more economical are to be manufactured as a non-linear potentiometer, is made with the one described relatively inexpensive parts built device an optimal accuracy achieved.

Für den Potentiometerantrieb und den Antrieb des Anzeigegerätes wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Antriebssystem verwendet, das trotz eines verhältnismäßig einfachen Aufbaus zuverlässig arbeitet und eine schnelle Auffindung der Nullstellung ermöglicht. Dieses System ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt. For the potentiometer drive and the drive of the display device in an advantageous embodiment of the invention, a drive system is used, that works reliably despite a relatively simple structure and one enables quick finding of the zero position. This system is shown in FIGS. 3 and 4 shown.

Nach F i g. 4 trägt ein geeigneter Rahmen 42 das lineare Potentiometer 17 zusammen mit dessen Welle 21 und den exzentrischen Getrieberädern 24, welche dazu dienen, die Potentiometerwelle 21 mit der Anzeigegerätewelle 22 zu verbinden. Diese Getrieberäder 24 sind so ausgebildet, daß sie den gleichen Grad an Exzentrizität aufweisen. Die an den Wellen 21 und 22 befestigten Getrieberäder 24 sind somit ständig im Eingriff. Der Welle 22 ist ein Anzeigegerät 23 zugeordnet, welches in den F i g. 3 und 4 als einfache Skalenscheibe dargestellt ist. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die Welle 22 auch dazu benutzt werden kann, eine speziell ausgebildete Skalenscheibe anzutreiben, die sich beispielsweise zur automatischen Ablesung der angezeigten Werte eignet. According to FIG. 4, a suitable frame 42 carries the linear potentiometer 17 together with its shaft 21 and the eccentric gears 24, which serve to connect the potentiometer shaft 21 to the display device shaft 22. These gears 24 are designed to have the same degree of eccentricity exhibit. The gears 24 attached to the shafts 21 and 22 are thus constant in engagement. The shaft 22 is assigned a display device 23, which in the F i G. 3 and 4 is shown as a simple dial. It goes without saying, however, that the shaft 22 can also be used, a specially designed dial to drive, for example, to automatically read the displayed Values suitable.

Das Antriebssystem besteht aus einem üblichen umkehrbaren Motor 43 mit Einrichtungen, die es ermöglichen, das lineare Potentiometer schnell auf den Nullpunkt einzustellen. Nach F i g. 4 treibt der Motor 43 die Welle 44 über Stirnräder 46 vorwärts oder rückwärts an. Die jeweilige Laufrichtung wird durch ein Relais 47 festgelegt, welches je nach der Stellung des linearen Potentiometers bezüglich der Nullage anspricht. The drive system consists of a conventional reversible motor 43 with devices that allow the linear potentiometer to be quickly adjusted to the Set the zero point. According to FIG. 4, the motor 43 drives the shaft 44 via spur gears 46 forward or backward. The respective direction of travel is determined by a relay 47 determined which depending on the position of the linear potentiometer with respect to the zero position responds.

Auf diese Weise treibt der Motor das lineare Potentiometer stets in Richtung der Nullage. Es ist jedoch offensichtlich, daß dann, wenn der Motor das lineare Potentiometer mit einer hohen Geschwindigkeit antreibt, das lineare Potentiometer durch das Beharrungsvermögen des Motors und des Antriebssystems über den Nullpunkt hinausgetragen wird. In this way the motor is always driving the linear potentiometer towards the zero position. It is obvious, however, that when the engine drives the linear potentiometer at a high speed, the linear Potentiometer through the inertia of the motor and the drive system the zero point is carried out.

Dies hat zur Folge, daß das lineare Potentiometer um den Nullpunkt schwingt. Falls der Motor das lineare Potentiometer jedoch über den gesamten Bereich mit einer niedrigen Geschwindigkeit antreibt, wird es eine außerordentlich lange Zeit dauern, bis das lineare Potentiometer und damit das Anzeigegerät bei den jeweiligen Abgleichstellungen zur Ruhe gelangen.This has the consequence that the linear potentiometer around the zero point swings. However, if the motor uses the linear potentiometer over the full range If it drives at a slow speed, it will be an extraordinarily long time It takes time for the linear potentiometer and thus the display device to switch to the respective Calibrations come to rest.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird ein Antriebssystem verwendet, bei dem der Motor das lineare Potentiometer erst sehr schnell in Richtung des Nullpunkts treibt und nach Überianfen des Nullpunkts in umgekehrter Richtung mit sehr niedriger Geschwindigkeit arbeitet, so daß das lineare Potentiometer genau auf den Nullpunkt zurückkommt. Da der Motor nur über einen sehr kleinen Winkelbereich mit einer niedrigen Drehzahl läuft, geht der gesamte Arbeitsvorgang sehr schnell vonstatten, und die Einrichtung wird zwangläufig schnell auf die Nullage eingestellt. To avoid this disadvantage, a drive system is used in which the motor only moves the linear potentiometer very quickly towards the zero point drives and after crossing the zero point in the opposite direction with very low Speed works so that the linear potentiometer is precisely on the zero point returns. Since the engine only covers a very small angular range with a low Speed is running, the entire work process takes place very quickly, and the The device is inevitably quickly set to the zero position.

Nach Fig.4 wird bei einer Antriebseinrichtung die Kraft von der Welle 44 auf die Welle 22 übertragen, von der aus das lineare Potentiometer und das Anzeigegerät betrieben werden. In der Darstellung ist ein schmales Stirnrad 48 mittels der Stellschraube 51 auf der Welle 44 so befestigt, daß es sich mit der Welle dreht. Die Welle dreht außerdem ein verbundenes Paar von Stirnrädern 49, welche so gelagert sind, daß sie sich in bezug auf die Welle 44 drehen. According to Figure 4, the power from the shaft is in a drive device 44 transferred to the shaft 22, from which the linear potentiometer and the display device operate. A narrow spur gear 48 is shown by means of the adjusting screw 51 mounted on shaft 44 so that it rotates with the shaft. The shaft turns also a connected pair of spur gears 49 which are supported so that they rotate with respect to shaft 44.

Die Welle 22 trägt das exzentrische Zahnrad 24 und den Zeiger 23, welche mittels der Stellschrauben 51 od. dgl. befestigt sind. Die Zahnräder 52 und 53 sind so gelagert, daß sie sich in bezug auf die Welle 22 drehen. Das Zahnrad 53 ist auf der einen Seite mit einer Reibscheibe 54 und auf der anderen Seite mit einer Feder 56 versehen, und zwar in der Weise, daß die Feder 56 die Scheibe 54 gegen das Zahnrad 24 drückt und damit bewirkt, daß das Zahnrad 53 seine Drehbewegung auf das Zahnrad 24 und die Welle 22 überträgt. Wenn der Antrieb durch diese Reibkupplungseinrichtung vorgenommen wird, wird die Welle 24 auf Grund der Untersetzungsgetriebe verhältnismäßig langsam angetrieben, welche in dem Übertragungsweg angeordnet sind. Bei dem dargestellten Beispiel wird die Antriebsbewegung von dem kleinen Stirnrad 48 zum großen Stirnrad 52, dann zurück über das kleine Stirnrad 52 zum großen Stirnrad 49 und zurück vom kleinen Stirnrad 49 zum großen Stirnrad 53 und zur Welle 22 übertragen. The shaft 22 carries the eccentric gear 24 and the pointer 23, which by means of the adjusting screws 51 or the like are attached. The gears 52 and 53 are mounted so that they rotate with respect to the shaft 22. The gear 53 is on one side with a friction disk 54 and on the other side with a spring 56, in such a way that the spring 56 the disc 54 presses against the gear 24 and thus causes the gear 53 to rotate on the gear 24 and the shaft 22 transmits. If the drive is through this friction clutch device is made, the shaft 24 is proportionate due to the reduction gear slowly driven, which are arranged in the transmission path. With the one shown For example, the drive movement is from the small spur gear 48 to the large spur gear 52, then back over the small spur gear 52 to the large spur gear 49 and back from Transfer small spur gear 49 to large spur gear 53 and shaft 22.

Hierdurch wird eine beträchtliche Zahnraduntersetzung geschaffen, wodurch eine außerordentlich langsame Lageeinstellung des Anzeigegeräts 23 und des linearen Potentiometers 17 bewirkt wird. Diese Antriebsbewegung ist daher zur Endeinstellung der Anzeigescheibe und des linearen Potentiometers geeignet.This creates a considerable gear reduction, whereby an extremely slow position adjustment of the display device 23 and the linear potentiometer 17 is effected. This drive movement is therefore the final setting the indicator disc and the linear potentiometer.

Zur Erzielung des Anfangs antriebs zur schnellen Einstellung des linearen Potentiometers 17 und des Anzeigegeräts 23 ist am Zahnrad 52 ein Stift 57 vorgesehen, der an einer Rippe 58 anliegt, die von einem sich radial erstreckenden Flansch an der unteren Fläche der Anzeigescheibe 23 gebildet wird. To achieve the initial drive for quick setting of the linear potentiometer 17 and the display device 23 is a pin on the gear 52 57 is provided, which rests against a rib 58 which is formed by a radially extending Flange on the lower surface of the display panel 23 is formed.

Die Antriebsbewegung kann daher direkt vom Zahnrad 52 von beiden Seiten auf die Anzeigescheibe 53 übertragen werden, wenn der Stift gegen die Rippe 58 schlägt. Ist die Anzeigescheibe jedoch von dem Stift 57 bis zum Nullpunkt bewegt worden, so wird die Antriebsrichtung des Motors umgekehrt, und der Stift 57 bewegt sich dann in eine entgegengesetzte Richtung. Bevor jedoch der Stift 57 eine Gesamtumdrehung macht, wird die über die Kupplung wirkende Einrichtung für den langsamen Antrieb das lineare Potentiometer in die Nullstellung bringen, um den Motor zur Endablesung abzuschalten. Dabei ist zu beachten, daß die Kupplung eine schnelle Antriebsbewegung auf Grund der Tatsache gestattet, daß sie schleift und es dem Zahnrad 24 ermöglicht, sich schnell mit der Welle 22 zu drehen.The drive movement can therefore directly from the gear 52 from both sides can be transferred to the indicator disc 53 when the pin strikes the rib 58. However, if the indicator disc has been moved by the pin 57 to the zero point, so the driving direction of the motor is reversed and the pin 57 moves then in an opposite direction. Before, however, the pin 57 one complete revolution makes the device acting via the clutch for the slow drive set the linear potentiometer to the zero position to take the motor to the final reading switch off. It should be noted that the clutch has a rapid drive movement due to the fact that it grinds and enables the gear 24 to to rotate rapidly with shaft 22.

Es ist offensichtlich, daß eine gemäß der Erfindung ausgebildete Einrichtung besonders vorteilhaft bei vollkommen automatisch arbeitenden Anlagen verwendet werden kann, da auf Grund des schnellen Abgleichs des Brückenkreises eine Vielzahl von Meßwerten pro Zeiteinheit zur Verfügung steht und diese Meßwerte mittels beliebiger Einrichtungen von der linearen Skala abgetastet und aufgezeichnet werden können. It is obvious that one formed according to the invention Set-up particularly advantageous for fully automatic systems can be used, as a A large number of measured values per unit of time is available and these measured values by means of any facilities can be scanned and recorded from the linear scale can.

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur linearen Anzeige einer sich nach einer logarithmischen Funktion ändernden Meßgröße mit einem sich selbst abgleichenden Brückenkreis, dessen Abgleichorgan mit einer Anzeigeeinrichtung gekoppelt ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß als Abgleichorgan ein lineares Potentiometer (17) vorgesehen ist und daß zwischen dem linearen Potentiometer (17) und der Anzeigeeinrichtung (23) ein exzentrischer Getriebeantrieb (19) angeordnet ist. Claims: 1. Device for the linear display of an after a logarithmic function changing measured variable with a self-aligning Bridge circuit, the balancing element of which is coupled to a display device, d a d u r c h that a linear potentiometer (17) is provided and that between the linear potentiometer (17) and the display device (23) an eccentric gear drive (19) is arranged.

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the linear Potentiometer (17) via fixed resistors (26, 28; 27, 29) in the bridge circuit (18) is switched.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the eccentric Gear drive (19) from one with opposite sides of the bridge circle (18) connected detector device (34) is controlled.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that in the two lines leading from the bridge circuit (18) to the detector (34) each have an amplifier (36, 37) is switched on and that the amplification ratio of these two amplifiers (36, 37) is equal to the square root of 10.

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the comparison is made from the opposite sides the bridge circuit (18) coming signals in a differential amplifier (33) takes place, the output of which is connected to the detector device (34).

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the eccentric Gear drive (19) made up of two gear wheels mounted eccentrically on shafts (21, 22) (24) exists.

7. Device according to one or more of claims 1, 3 and 6, characterized in that the eccentric gear drive (19) has at least two Has speed levels and that when reversing the drive direction a Switching to another speed takes place.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the eccentric Gear drive (19) devices for fast and slow drive with the linear potentiometer (17) and the display device (23) connected shafts (21,22), and that at the start of the eccentric gear drive (19) the fast drive and after reversing the drive direction the slow drive is effective is.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the eccentric Gear drive (19) from one by means of a friction clutch (54, 56) into two parts subdivided reduction gear consists, which in the coupled state the Forms device for slow drive and in the disengaged state via a Pin (57) that bridges part of the gearbox and with a stop (58) cooperates, takes effect and forms the facility for rapid propulsion.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the Friction clutch (54, 56) is engaged during the time in which the The pin (57) is not in contact with the stop (58) due to a reversal of movement of the drive.

11. Device according to one or more of claims 1, 3 and 6 to 9, characterized in that the direction of movement of the eccentric gear drive (19) as a function from the balance state of the bridge circuit (18) from a relay (47) is controlled.

Considered publications: German utility model no. 1,739,731; French patent specification No. 788 294.