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DE1238564B - OE damping for fast oscillating galvanometers - Google Patents

OE damping for fast oscillating galvanometers

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Publication number
DE1238564B
DE1238564B DE1963S0085681 DES0085681A DE1238564B DE 1238564 B DE1238564 B DE 1238564B DE 1963S0085681 DE1963S0085681 DE 1963S0085681 DE S0085681 A DES0085681 A DE S0085681A DE 1238564 B DE1238564 B DE 1238564B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oil
damping
galvanometers
oscillating
mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1963S0085681
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Paul-Ferd Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE1963S0085681 priority Critical patent/DE1238564B/en
Publication of DE1238564B publication Critical patent/DE1238564B/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Cl.:FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY Int. Cl .:

GOIr -1/14GOIr -1/14

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Deutsche Kl.: 2Ie-1/14German class: 2Ie-1/14

Nummer:Number:

Aktenzeichen:File number:

Anmeldetag:Registration date:

Auslegetag:Display day:

Ausgabetag:Issue date:

P 12 38 564.7-35 (S 85681)P 12 38 564.7-35 (S 85681)

14.Juni 1963June 14, 1963

13. April 1967April 13, 1967

13. Mai 1971May 13, 1971

Patentschrift weicht von der Auslegeschrift abThe patent specification differs from the patent specification

Die Erfindung bezieht sich auf eine Öldämpfung für als Spulenschwinger ausgebildete Spiegelgalvanometer mit einer in einem Rohrkörper stehenden ölfüllung, die das schwingende System einschließlich des Spiegels umgibt.The invention relates to oil damping for mirror galvanometers designed as coil oscillators with an oil filling standing in a tubular body, which includes the oscillating system of the mirror surrounds.

Derartige Spiegelgalvanometer sind aus der USA.-Patentschrift 2 596 019 bekannt. Der Gegenstand dieser Patentschrift betrifft jedoch im übrigen einen Galvanometer, dessen Spiegel nicht in die ölfüllung eintaucht, sondern gegenüber dieser mittels einer Sperrflüssigkeit abgetrennt ist. Die Sperrflüssigkeit soll verhindern, daß das Dämpfungsöl in den vom Spiegel eingenommenen Gehäuseteil eintreten kann.Such mirror galvanometers are known from US Pat. No. 2,596,019. The subject of this However, the patent also relates to a galvanometer, the mirror of which is not in the oil filling immersed, but is separated from this by means of a barrier liquid. The barrier fluid is intended to prevent the damping oil from entering the housing part occupied by the mirror.

Schnellschwingende Galvanometer, sogenannte Schleifen- bzw. Spulenschwinger, dienen zur Abbildung von schnell veränderlichen elektrischen Vorgängen längs einer Zeitachse auf einem Registrier-. streifen. Die dargestellten Vorgänge werden nur dann exakt wiedergegeben, wenn der Schwinger richtig gedämpft ist und seine Eigenfrequenz erheblich höher liegt als die Frequenz des zu registrierenden Vorganges. Bei Eigenfrequenzen des Schwingers größer als 500 Hz reicht eine elektromagnetische Dämpfung nicht mehr aus, und der Schwinger muß zusätzlich mechanisch gedämpft werden. Dies geschieht bei den im folgenden ausschließlich betrachteten Spulenschwingern üblicherweise durch eine ölrohrdämpfung. Ein Rohr umschließt einen Teil des beweglichen Organs und ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, deren Zähigkeit der angestrebten Grenzfrequenz des Schwingers angepaßt ist. Der Schwingerspiegel wird bei diesen bekannten Galvanometern nicht vom Öl bedeckt. Als Flüssigkeit werden synthetische und Mineralöle verwendet. Die Viskosität von Mineralölen ist jedoch stark abhängig von der Temperatur, so daß die Dämpfung und damit die Wiedergabeeigenschaften des Galvanometers ebenfalls von der Temperatur abhängig werden. Ein besseres Temperaturverhalten zeigen die synthetischen öle, beispielsweise Silikonöl.Fast oscillating galvanometers, so-called loop or coil oscillators, are used for imaging of rapidly changing electrical processes along a time axis on a recording. strip. The processes shown are only reproduced exactly if the oscillator is properly damped and its natural frequency is considerably higher than the frequency of the process to be registered. Electromagnetic damping is sufficient if the vibrator's natural frequencies are greater than 500 Hz is no longer off, and the oscillator must also be mechanically damped. This happens with the Coil oscillators, which are exclusively considered in the following, usually by an oil pipe damping. A tube encloses a part of the movable organ and is filled with a liquid whose Toughness is adapted to the desired limit frequency of the oscillator. The oscillating mirror will in these known galvanometers not covered by the oil. As a liquid are synthetic and Mineral oils used. However, the viscosity of mineral oils is strongly dependent on the temperature, so that the attenuation and thus the reproduction properties of the galvanometer also depend on the Be temperature dependent. Synthetic oils, for example, show better temperature behavior Silicone oil.

Es zeigen sich jedoch bei schnellschwingenden Galvanometern, insbesondere den erwähnten Spulenschwingern, die mit synthetischen in einem das bewegliche System teilweise umfassenden Röhrchen stehenden ölen gedämpft sind, bei höher liegenden Grenzfrequenzen Anomalien, welche die formgetreue Abbildung schnell veränderlicher Vorgänge sehr beeinträchtigen. Bei der Registrierung beispielsweise eines Rechtecksprunges ist in der ansteigenden Flanke noch vor Erreichen der Endamplitude eine starke-Unterschwingung zu beobachten, aus der heraus sich das schwingende System exponentiell der Endlage öldämpfung für schnellschwingende Galvanometer However, in the case of rapidly oscillating galvanometers, in particular the coil oscillators mentioned, those with synthetic tubes partially encompassing the moving system standing oils are dampened, at higher cut-off frequencies anomalies, which the dimensionally accurate Very badly affect the mapping of rapidly changing processes. When registering, for example of a rectangular jump there is a strong undershoot in the rising edge before the final amplitude is reached to observe from which the oscillating system exponentially reaches its end position oil damping for fast oscillating galvanometers

Patentiert für:Patented for:

Siemens Aktiengesellschaft,Siemens Aktiengesellschaft,

Berlin und München,Berlin and Munich,

8000 München 2, Wittelsbachcrplatz 28000 Munich 2, Wittelsbachcrplatz 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Paul-Ferd. Müller, 7500 KarlsruheDipl.-Ing. Paul-Ferd. Müller, 7500 Karlsruhe

nähert. Bei einem normalen Einschwingvorgang mit einem Dämpfungsgrad von α = 0,7 beträgt demgegenüber die an der ansteigenden Flanke auftretende Überschwingung 4,3 °/o des gesamten Ausschlages. Eine gewöhnlich darauf folgende Unterschwingung ist kaum wahrnehmbar. Das anomale Dämpfungsverhalten von schnellschwingenden, mit einem synthetischen öl gedämpften Galvanometern zeigt sich auch im Amplitudenfrequenzgang der Galvanometer. Danach fällt die Amplitude in einem Frequenzbereich von ungefähr 30 bis 60% der Eigenfrequenz des nicht mit öl gedämpften Schwingers erheblich ab. Elektrisch gedämpfte Schwinger, also solche ohne öldämpfung, geben in diesem Frequenzbereich sinusförmige Meßgrößen fehlerfrei wieder. An den beobachteten Amplitudenabfall in dem erwähnten Bereich schließt sich dann eine Resonanzüberhöhung an.approaching. In the case of a normal transient process with a degree of damping of α = 0.7, on the other hand, the overshoot occurring on the rising edge 4.3% of the total deflection. An undershoot that usually follows is hardly noticeable. The abnormal damping behavior of fast-oscillating galvanometers dampened with a synthetic oil is shown also in the amplitude frequency response of the galvanometer. After that, the amplitude falls in a frequency range from about 30 to 60% of the natural frequency of the oscillator not damped with oil. Electrically damped oscillators, i.e. those without oil damping, produce sinusoidal ones in this frequency range Measured variables error-free again. The observed decrease in amplitude in the range mentioned This is then followed by an increase in resonance.

Um die angeführten Anomalien im Dämpfungsverhalten schnellschwingender Spulenschwinger zu beseitigen, wird für deren öldämpfung mit einer in einem Rohrkörper stehenden ölfüllung, die das schwingende System einschließlich des Spiegels umgibt, nach der Erfindung vorgesehen, daß bei schnellschwingenden Galvanometern über das sich aus nicht dämpfungsbedingten Konstruktionsparametern ergebende Maß hinaus zusätzliche Berührungs- bzw. Verdrängungsflächen für das Dämpfungsöl am schwingenden System angeordnet sind und dabei die ölfüllung aus einem synthetischen Öl mit einer Viskosität besteht, die zur Dämpfung des schnellschwingenden Galvanometers ohne die vorerwähnten zusätzlichen Flächen allein nicht ausreicht.To the mentioned anomalies in the damping behavior of fast-oscillating coil oscillators eliminate, for their oil damping with an oil filling standing in a pipe body, which the surrounding oscillating system including the mirror, provided according to the invention that with rapidly oscillating Galvanometers using the design parameters that are not related to the attenuation Measure additional contact or displacement surfaces for the damping oil on the vibrating System are arranged and thereby the oil filling from a synthetic oil with a viscosity consists of damping the rapidly oscillating galvanometer without the aforementioned additional Space alone is not enough.

Demgegenüber war bei den bekannten hochfrequenten Spulenschwingern die Dämpfung hauptsächlich durch Erhöhen der Viskosität des Dämp-In contrast, in the case of the known high-frequency coil oscillators, the damping was mainly by increasing the viscosity of the

10*00/3*«'10 * 00/3 * «'

fungsöls eingestellt worden. Dieses Dümpfungstfl befindet sich bei bekannten Schwingern in einem Röhrchen, das einen Teil des beweglichen Systems, nicht jedoch den Schwingerspiegel umgibt.fung oil has been discontinued. This damping element is located in known oscillators in a tube, which is part of the moving system, is not however surrounds the oscillating mirror.

Beim schnellschwingenden Galvanometer nach der Erfindung wird zur Verbesserung der Dämpfung die Viskosität des synthetischen Dämpfungsöls nicht weiter erhöht. Die Viskosität bleibt vielmehr auf einen Wert eingestellt, der einer Dämpfung des Galvanometers bei einer mittleren Frequenz, beispielsweise K)(K)Hz, entspricht. Eine weitere, bei einer Frequenzerhöhung erforderlich werdende Steigerung der Dämpfung wird beim Galvanometer nach der Erfindung durch eine Vergrößerung der wirksamen Berührungs- bzw. Verdrängungsflächen zwischen dem beweglichen System und dem Dämpfungsöl erreicht.When the rapidly oscillating galvanometer according to the invention is used to improve the damping The viscosity of the synthetic damping oil is no longer increased. Rather, the viscosity remains on set a value that corresponds to an attenuation of the galvanometer at a medium frequency, for example K) (K) Hz. Another increase that becomes necessary when the frequency increases the attenuation is in the galvanometer according to the invention by an increase in the effective Contact or displacement surfaces between the moving system and the damping oil achieved.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß mit zunehmender Frequenz die anomalen elastischen Eigenschaften gerade der synthetischen Öle stark anwachsen. Dadurch tritt eine Erhöhung des rückstellenden elastischen Drehmomentes des schwingenden Systems auf, wodurch die Resonanzfrequenz über die Eigenfrequenz des ungedämpften Meßwerkes steigen kann. Dagegen nimmt die dynamische Viskosität des synthetischen Öles mit zunehmender Frequenz des Schwingers, der das Öl auf Scherung beansprucht, ab.The invention is based on the knowledge that with increasing frequency the anomalous elastic Properties of synthetic oils in particular increase significantly. This results in an increase in the resetting elastic torque of the oscillating system, thereby increasing the resonance frequency can rise above the natural frequency of the undamped measuring mechanism. In contrast, the dynamic The viscosity of the synthetic oil increases with the frequency of the oscillator that shears the oil claimed from.

Zur Vergrößerung der Dämpfung wird also bei mit synthetischem Öl gedämpften schncllschwingenden Galvanometern die Viskosität nicht über einen gewissen Wert hinaus eingestellt, weil bei höherviskosen synthetischen Ölen im Gegensatz zum Verhalten normaler Mineralöle und niederviskoser synthetischer Öle die elastischen Eigenschaften des Öles unter Scherbeanspruchung sehr stark ansteigen. Λη Stelle eines höherviskosen Öles wird deshalb ein niederviskoses Öl gewählt und dafür die wirksame Dämpfungsfläche zwischen schwingendem System und dem Öl vergrößert.To increase the damping, high-speed vibrations dampened with synthetic oil are used Galvanometers do not set the viscosity above a certain value because they are more viscous synthetic oils in contrast to the behavior of normal mineral oils and low-viscosity synthetic oils Oils the elastic properties of the oil increase very sharply under shear stress. Λη Instead of a higher-viscosity oil, a low-viscosity oil is therefore selected and the effective one Increased damping area between the oscillating system and the oil.

Die Erfindung wird an Hand eines in einer Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen hochfrequenten Spulenschwinger. Ein Gehäuse 1, das .'. öldicht ausgeführt ist, hat auf der Vorderseite eine öldicht verschraubte optische Linse 2, durch die ein Lichtstrahl auf einen Schwingcrspiegel 3 fällt und von dort durch die gleiche Linse wieder zurückgeworfen wird. Der Schwingerspiegel 3 ist auf einerThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in a figure. The figure shows a longitudinal section through a high-frequency coil oscillator. A housing 1 that . '. Is carried out oil-tight, has an oil-tight screwed optical lens 2 on the front, through which a Light beam falls on an oscillating mirror 3 and thrown back from there through the same lens will. The oscillating mirror 3 is on one

ίο Schwingspule 4 befestigt, die sich im Luftspalt zwischen zwei Polschuhen drehen kann. Einer der Polschuhe 5 ist in tier Schnittzeichnung zu erkennen. An tlen Polschuhen befindet sich eine Ausnehmung 6, um in dem verhältnismäßig engen Luftspalt Platzίο voice coil 4 attached, located in the air gap between can rotate two pole pieces. One of the pole shoes 5 can be seen in the sectional drawing. On tlen pole pieces there is a recess 6 to allow space in the relatively narrow air gap

is für die Bewegung tics Spiegels zu schaffen. Die Schwingspule 4 ist an zwei Spannbändern 7 und 8 befestigt, die ihrerseits an einem Gestell 9 gelagert sind. Das öldichtc Gehäuse 1, in dem das Gestell 9 eingeschoben ist, wird durch eine Schraube IO nach der Montage mit dem Dämpfungsöl mindestens so weit gefüllt, tlaß auch tier Spiegel 3 von Öl umgeben ist.is for the movement tics mirror to create. the Voice coil 4 is attached to two tensioning straps 7 and 8, which in turn are mounted on a frame 9 are. The oil-tight housing 1, in which the frame 9 is inserted, a screw IO after assembly with the damping oil is at least as high Well filled, let mirror 3 also be surrounded by oil is.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: öldämpfung für als Spulenschwinger ausgebildete Spiegelgalvanometer mit einer in einem Rohrkörper stehenden Ölfüllung, die das schwingende System einschließlich des Spiegels umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß bei schnellschwingenden Galvanometern über das sich nichtdämpfungsbedingten Konstruktionsparametern ergebende Maß hinaus zusätzliche Berührungs- bzw. Verdrängungsflächen für das Dämpfungsöl am schwingenden System angeordnet sind und dabei die Ölfüllung aus einem synthetischen öl mit einer Viskosität besteht, die zur Dämpfung des schnellschwingendcn Galvanometers ohne die vorerwähnten zusätzlichenOil damping for mirror galvanometers designed as coil oscillators with one in one Pipe body standing oil filling that surrounds the vibrating system including the mirror, characterized in that with rapidly oscillating galvanometers over the non-attenuation-related design parameters resulting in additional dimensions Contact or displacement surfaces for the damping oil are arranged on the vibrating system and the oil filling consists of a synthetic oil with a viscosity suitable for Damping of the rapidly oscillating galvanometer without the aforementioned additional 4<> Flächen allein nicht ausreicht.4 <> Areas alone are not enough. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DE1963S0085681 1963-06-14 1963-06-14 OE damping for fast oscillating galvanometers Pending DE1238564B (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2404442A1 (en) * 1974-01-30 1975-07-31 Siemens Ag Viscous damper for an indicating instrument - has circular discs with silicone oil filled separating gaps
DE3122053A1 (en) * 1980-06-04 1982-03-04 Hitachi, Ltd., Tokyo DAMPED BEARING DEVICE
DE3129554A1 (en) * 1980-08-27 1982-04-01 Hitachi, Ltd., Tokyo Damped shaft bearing
EP0483890A1 (en) * 1990-10-09 1992-05-06 Delco Electronics Corporation Armature assembly

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