DE1538625C - - Google Patents
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Unsymmetriespannung an den Ausgangsklemmen der
Stellvorrichtung mit einer Wheatstoneschen Brücke Brückenschaltung entgegengerichtet ist.
mit Widerständen in den Brückenzweigen und einer Ein Spulen-Meßwerk, eignet sich für die sehr
elektromagnetischen Vorrichtung mit einem Permanent- empfindliche Verstellung besser als ein Motor. Es
magneten und einem beweglichen Element, welches 5 brauchen keine gleitenden Stromübergänge vorgesehen
vom Magnetfeld des Magneten beeinflußt und elek- zu werden, die überdies mechanische Reibung er-
trisch an die Ausgangsklemmen der Brücke an- zeugen; Die Dämpfungsspule kann gleichfalls feste
geschlossen ist, wobei wenigstens ein Widerstand der Anschlüsse haben, die, wie aus der Meßwerktechnik
Brückenzweige ein Photowiderstand ist, dessen Wider- bekannt, praktisch drehmomentfrei wirken können,
standswert abhängig von der auftreffenden Lichtstärke io was bei einem Motor nicht möglich wäre. Um die
wechselt, weiterhin mit einem pnp-Schalttransistor Empfindlichkeit des Meßwerks voll auszunutzen,
und einem npn-Schalttransistor zwischen den Aus- wird der Transistorverstärker den Kollektoranschlüssen
gangsklemmen der Brücke, die mit gemeinsamem der Schalttransistoren nachgeschaltet. Wegen der
Basisanschluß mit der einen Ausgangsklemme und Gefahr des Überschwingens wäre eine solche Ver-
mit den Emitteranschlüssen mit der anderen Aus- 15 Stärkung bei der bekannten Verstellvorrichtung un-
gangsklemme der Brücke verbunden sind, einer Strom- brauchbar.
quelle an den Brückeneingangsklemmen und mit Das bestmögliche Bewegungsverhalten des Meßeiner
Blende vor dem Photowiderstand, die vom Werkes, d. h. kein überschwingen, aber zügiger und
beweglichen Element der elektromagnetischen Vor- gleichmäßiger Übergang in die neue Stellung, kann
richtung beeinflußt ist und bei mangelndem Abgleich 20 gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erder
Brücke infolge Wechsels der auf den Photo- findung dann erzielt werden, wenn ein Basisvorwiderwiderstand auftreffenden Lichtstärke die Blenden- stand zwischen eine der Ausgangsklemmen und der ζ'ς
Öffnung im Sinne eines erneuten Abgleichs ver- gemeinsamen Basiselektrode des pnp- und npn-SchaltV ^
ändert. Transistors vorgesehen ist und zwei in Reihe geschaltete **
Eine bekannte derartige Stellvorrichtung verwendet 25 Widerstände zwischen die Emitterelektroden der npnals
elektromagnetisches Element einen Motor, der und pnp-Schalttransistoren geschaltet sind, wenn überbei
an den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung dies die Dämpfungsspule zwischen der gemeinsamen
auftretender Unsymmetriespannung mit Hilfe der Basiselektrode und dem Verbindungspunkt dieser
beiden Transistoren in der einen oder anderen Span- beiden Widerstände liegt und diese Widerstände so
nungsrichtung an eine Spannungsquelle angeschlossen 30 bemessen sind, daß das Verhältnis aus einem dieser
wird, so daß die mit dem Motor gekoppelte Blende Widerstände zum Gesamtwert des Photowiderstandes
sich in dem Sinne verändert, daß die auf den Photo- und des Basisvorwiderstandes etwa gleich dem Verwiderstand
auftreffende Lichtstärke im Sinne eines hältnis der in der Dämpfungsspule induzierten.
Abgleichs der Brücke geändert wird. Durch die Spannung bei schnellstmöglicher Verdrehung des
gegebene Trägheit der Photowiderstände läuft eine 35 beweglichen Elements zur größtmöglichen Brückenderartige Vorrichtung jedoch Gefahr, bei schnell spannung zwischen den beiden Ausgangsklemmen der
auftretenden Veränderungen der Lichtstärke in Pendel- Brücke ist.
Schwingungen um den Abgleichwert herum zu ge- Bei dem so verbesserten mechanischen Teil der
langen, so daß ein ruhiger Betrieb der Vorrichtung Vorrichtung muß nun zur Ausschöpf ung der möglichen
nicht möglich ist. Darüber hinaus ist ein Verstell- 40 Genauigkeit Wert darauf gelegt werden, daß die
motor, der bei der bekannten Vorrichtung verwendet Schalttransistoren am Brückenausgang auch bei
wird, nicht sehr empfindlich, d. h. nicht geeignet, kleinsten Unsymmetriespannungen noch arbeiten,
sehr genaue Blendeneinstellungen vorzunehmen, wo- weshalb bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
durch die Tendenz zu einem unruhigen Betrieb noch der Erfindung ein weiterer Widerstand, vorzugsweise (^'
verstärkt wird (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 149 608). 45 ein Thermistor, zwischen die Anschlußpunkte der
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, Emitterelektroden der pnp- und npn-Schalttransistoren
eine Verstellvorrichtung obengenannter Art zu schaffen, und die Brückenzweige angeordnet ist. Dadurch wird
die sehr empfindlich auf geringste Schwankungen eine Verminderung der dynamischen Empfindlichkeit
des lichtempfindlichen Widerstandes anspricht, dabei der Schalttransistoren verhindert,
aber nicht durch Überschwingen infolge der dem licht- 5° Zur Beseitigung störender Einflüsse von in der empfindlichen Widerstand innewohnenden Trägheit Schaltung entstehenden Wechselstromkomponenten, zu Pendelschwingungen neigt, wozu gerade wegen der die sich den Gleichströmen überlagern und die zügige speziell hinsichtlich der Ansprechempfindlichkeit aus- Einstellung des Meßwerkes beeinflussen, wird vorteilgewählten Schalttransistoren Gefahr besteht. haft ein Kondensator zwischen den gemeinsamen
aber nicht durch Überschwingen infolge der dem licht- 5° Zur Beseitigung störender Einflüsse von in der empfindlichen Widerstand innewohnenden Trägheit Schaltung entstehenden Wechselstromkomponenten, zu Pendelschwingungen neigt, wozu gerade wegen der die sich den Gleichströmen überlagern und die zügige speziell hinsichtlich der Ansprechempfindlichkeit aus- Einstellung des Meßwerkes beeinflussen, wird vorteilgewählten Schalttransistoren Gefahr besteht. haft ein Kondensator zwischen den gemeinsamen
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch 55 Anschlußpunkt von Basisvorwiderständen der Trangelöst, daß die elektromagnetische Vorrichtung ein sistoren des Transistorverstärkers und die Kollektor-Spulen-Meßwerk
ist, mit dessen beweglichem Element elektrode eines der beiden Transistoren geschaltet,
die Blende verbunden ist, daß wenigstens ein Tran- Die gleiche Wirkung kann aber auch dann erzielt
sistorverstärker mit den Kollektorelektroden des pnp- werden, wenn je ein,Kondensator zwischen die Kollek-
und des npn-Transistors verbunden ist und daß neben 60 torelektroden der npn- und pnp-Schalttransistoren und
der Meßwerkspule auf das bewegliche Element eine die Eingangsleitungen der Brückenschaltung ge-Dämpfungsspule
aufgebracht ist und die Meßwerk- schaltet ist.
spule zwischen die gemeinsame Emitterelektrode des Es wird also mit der Erfindung und den vorteilhaften
Transistorverstärkers und die Stromquellen ein- Weiterbildungen des Hauptgedankens der Erfindung
geschaltet ist, während die Dämpfungsspule zwischen 65 eine lichtempfindliche Stellvorrichtung geschaffen, die
den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung derart hochempfindlich auf Veränderungen der Lichtstärke
angeordnet ist, daß die Polarität derdurch die Bewegung anspricht, dennoch aber einen schwingungsfreien Ab-
des Meßwerks induzierte Spannung der Polarität der lauf der Korrekturbewegungen sicherstellt.
3 4
An Hand der Zeichnung wird nun ein besonderes gemeinsame Emitterelektrode der Transistoren 19
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung be- und 20 und den neutralen Punkt der Spannungsschrieben, wobei die einzige Figur eine schematische quellen E1 und E2 eingeschaltet. Eine Dämpfungs-Darstellung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, spule L2, die ebenfalls später eingehender beschrieben
die mit dem ebenfalls in dieser Figur dargestellten 5 wird, liegt zwischen der gemeinsamen Basiselektrode
elektrischen Schaltkreis in Verbindung .steht, der Schalttransistoren 8 und 9 und dem Verbindungs-
Es ist ein Schaltkreis dargestellt, der eine Wheat- punkt zwischen den Widerständen 10 und 11, die mit
stonesche Brücke enthält, in deren einem Brücken- ihren zweiten Anschlüssen an den Emitterelektroden
zweig ein Photowiderstand 1 liegt, der aus einem licht- der Transistoren 8 und 9 liegen,
empfindlichen Material, wie etwa Cadmiumsulfid, xo Ein Spulen-Meßwerk 24 besteht aus einem zylin-.
besteht, und an deren Ausgangsklemmen je ein pnp- drischen Magnetkörper 25, in dem sich ein bewegliches
und ein -npn-Schalttransistor liegen, während ein Element 26 aus magnetisch leitendem Material be-
Transistorverstärker mit -dem gesamten Schaltkreis findet, das drehbar auf einer Welle 26a konzentrisch
verbunden ist. An die Ausgangsseite des Transistor- innerhalb des zylindrischen Magneten 25 angebracht
Verstärkers ist eine elektromagnetische Vorrichtung 15 ist und auf dem die Speisespule L1 so aufgewickelt ist,
mit ihrer Speisespule angeschlossen, und eine Dämp- daß eine magnetische Kopplung mit dem Element 26
fungsspule liegt an den Basiselektroden und den vermieden wird, und auf dem sich gleichfalls die
Emitterelektroden der Schalttransistoren. genannte Dämpfungsspule L2 befindet. Vor dem
Die Wheatst'onesche Brücke enthält den Photo- Photowiderstand 1 ist eine Blende 27 angebracht,
widerstand 1, der seinen Widerstandswert entsprechend 20 Die Blende 27 arbeitet in der Weise, daß Widerder
auftreffenden Lichtstärke ändert, einen einstell- Standsänderungen des Photowiderstandes 1 in Verbaren
Widerstand 2, einen festen Widerstand 3 und bindung mit dem beweglichen Teil 26 ausgeglichen
einen abgleichbaren Widerstand 4, mit dessen Hilfe werden. Genauer gesagt, wirkt die Blende 27 so, daß
der Nullpunkt des Brückenkreises abgeglichen wird, der Durchmesser oder die Größe der Blendenöffnung
wobei der Verbindungspunkt zwischen je einem An- 25 verringert wird, wenn der Widerstandswert des Photoschluß
des Photowiderstandes 1 und des Wider- Widerstandes infolge der auftreffenden Lichtstärke
Standes 3 mit der Zuleitung 5 hergestellt wird, die abnimmt, und daß die Blendenöffnung sich vermit
dem negativen Pol der Spannungsquelle E1 ver- größert, wenn der Widerstandswert des Photowiderbunden
ist, wogegen der Anschluß der miteinander Standes infolge abnehmender Lichtstärke anwächst,
verbundenen Widerstände 2 und 4 über die Zuleitung 6 30 Es ist noch wichtig zu bemerken, daß bei der Stellmit
dem positiven Pol der Spannungsquelle E2 ver- vorrichtung die Dämpfungsspule L2 so angebracht ist,
bunden ist. Die zweite Klemme des Photowider- daß die Polarität der in der Spule erzeugten Spannung
Standes 1 ist mit einem Abgriff 2 a des einstellbaren in Gegenphase liegt zu der Spannung an den AusWiderstandes
2 verbunden, wogegen das andere Ende gangsklemmen A und B der nicht abgeglichenen
des Widerstandes 2 über einen Anpassungswiderstand7 35 Wheatstone-Brücke.
mit der gemeinsamen Basiselektrode des pnp- und Die mechanische Gestaltung der erfinduhgsgemäßen
npn-Schalttransistors 8 bzw. 9 verbunden ist. Zwischen Vorrichtung in einer Film- oder photographischen
den Emitterelektroden der Schalttransistoren 8 und 9 Kamera mit automatischer Belichtungsregelung dürfte
liegen in Reihe die Widerstände 10 und 11. Außerdem dem Fachmann geläufig sein.
liegt parallel zu diesen beiden Widerständen 10 und 11 4° Die Beschreibung richtet sich jetzt auf die Wirkungsein
Thermistor 12. weise der Vorrichtung. Zunächst sei festgelegt, daß
Eine Klemme des Widerstandes 4 ist gleichfalls mit der Photowiderstand 1, der einstellbare Widerstand 2
dem Verbindungspunkt des Widerstandes 10 und des und die Widerstände 3 und 4 mit den zugehörigen
Thermistors 12 verbunden, und der Widerstand 3 liegt Werten -R1, R2, R3 und A4 bezeichnet werden. Wenn
mit einem Anschluß an der Verbindungsstelle des 45 die Wheatstonesche Brücke abgeglichen ist, mit
Thermistors 12 mit dem Widerstand 11. anderen Worten, wenn die Widerstände R1, R2, R3
Die Kollektorelektroden der Schalttransistoren 8 und J?4 der Gleichung R1 · R1 = R2 · R3 genügen, ist
und 9 sind über Widerstände mit den Basiselektroden bekanntlich die Spannung zwischen den Punkten A
der Transistoren 13 bzw. 14 verbunden, die darüber und B der Brücke Null, und die Schalttransistoren 8
hinaus über die Thermistoren 15 bzw. 16 mit den 5° und 9 arbeiten nicht. Es fließt also in der Speisespule L1
Leitungen 5 und 6 verbunden sind und untereinander kein Strom, und das bewegliche Element 26 bleibt in
eine Verbindung über einen Widerstand aufweisen. seiner Stellung stehen. Es wird nun angenommen, daß
Die entsprechenden Emitterelektroden der Tran- die Lichtstärke, die auf den Photowiderstand 1 auf-
sistoren 13 und 14 sind über Widerstände 17 und 18 trifft, sich ändert, was eine Änderung des Wider-
mit den Leitungen 5 und 6 verbunden. Die gemeinsame 55 standswertes des Photowiderstandes bedeutet, die so
Kollektorelektrode der Transistoren 13 und 14 ist gerichtet ist, daß folgende Ungleichung der Wider-
mit einem Verbindungspunkt zwischen den Wider- stände gilt: R1- R1
> R2- R3, also eine positive
ständen 21 und 22 verbunden, die mit ihren anderen Spannung am Anschluß/1 der Wheatstoneschen Brücke
Anschlüssen an den Basiselektroden zweier Tran- und eine negative Spannung am Anschluß B auftritt,
sistoren 19 und 20 liegen. 60 wodurch der Schalttransistor 8 in eine Schließstellung
Ein polarisierter Kondensator 23 verbindet diesen und der Schalttransistor 9 in eine Öffnungsstellung
Verbindungspunkt mit der Leitung 6. Zwischen dem versetzt wird. Demzufolge werden die Transistoren 13
Verbindungspunkt der Widerstände 21 und 22 und und 19 ebenfalls geschlossen und die Transistoren 14
der gemeinsamen Emitterelektrode der Transistoren 19 und 20 geöffnet, wodurch ein Strom durch die Speise-
und 20 liegt ein weiterer Widerstand; die Kollektor- 65 SpUIeL1 in Richtung der mit ausgezogenen Strichen
elektroden der Transistoren 19 und 20 sind mit den angedeuteten Pfeile fließt. Ändert sich jedoch die
Leitungen 5 und 6 verbunden. Die zu speisende Spule L1, Beziehung der Widerstände dahingehend, daß
die später näher beschrieben wird, ist zwischen die R1- RA
< R2- R3 ist, erscheint am Anschlußpunkt A
5 6
der Wheatstoneschen Brücke eine negative und am zufolge der Widerstand R1 kleiner wird, bewirkt das
Anschlußpunkt B eine positive Spannung, wodurch bewegliche Element 26, daß sich die Blendenöffnung
die Transistoren 8, 13 und 19 geöffnet und die Tran- schließt, somit der Widerstand R1 wiederum zunimmt
sistoren 9, 14 und 20 geschlossen werden. Folglich und die Brücke in den Abgleichszustand gelangt. Der
fließt ein Strom durch die Speisespule in Richtung 5 Wert des Widerstandes R1 des Photowiderstandes 1
der gestrichelt gezeichneten Pfeile.*»1 . nimmt jedoch- noch geringfügig zu, nachdem die
Fließt nun ein Strom durch dfe'SpeisespuleL1 in Brücke bereits wieder im Gleichgewichtszustand ist.
Richtung der ausgezogenen * oder der gestrichelten Eine derartige Zeitverzögerung im Photowider-Pfeile,
so dreht sich das bewegliche Element 26 und stand 1 ruft eine entgegengesetzt polarisierte Spannung
ändert seine Lage entweder im Uhrzeigersinn oder io an den Ausgangsklemmen^ und B der Wheatstoneschen
entgegen dem Uhrzeigersinn. Da sich die Blende 27 Brücke hervor, so daß das bewegliche Element 26
synchron mit dem beweglichen Teil 26 verstellt, wird entgegen der ursprünglichen Drehrichtung verdreht
die Widerstandsänderung des Widerstandes R1, die und die Blende geöffnet wird. Infolge der Blendendurch
die Änderung der auftreffenden Lichtstärke öffnung wächst die Lichtstärke auf den Photowiderauf
den Photowiderstand 1 hervorgerufen war, aus- 15 stand an, was zur Folge hat, daß der Widerstandswert
geglichen, so daß das bewegliche Teil 26 sich so weit abermals abnimmt. Die Polarität zwischen den Andreht,
bis die Wheatstonesche Brücke wieder ab- Schlüssen A und B der Brücke wird abermals umgeglichen
ist. gekehrt, so daß das bewegliche Element 26 wiederum Die Lichtstärke, die auf den Photowiderstand 1 bewegt wird, um die Blendenöffnung zu verringern.
auftrifft, ist entsprechend der Blendenverengung ver- 20 Auf diese Weise schwingt das bewegliche Element 26
mindert. Hat nun der Wert R1 des Photowiderstandes 1 - ständig um den Gleichgewichtspunkt. Dies wird jedie
Größe erreicht, daß die Wheatstonesche Brücke im doch durch die Dämpfungsspule L2 vermieden.
Gleichgewicht ist, hört das bewegliche Element 26 Die Bewegung des beweglichen Elements 26 ruft ins«' auf, sich zu drehen. Fließt dagegen ein Strom in der der Dämpfungsspule eine induzierte Spannung hervor, Richtung der gestrichelten Pfeile durch die Speisungs- 25 die durch das Magnetfeld des zylindrischen Magneten spule L1, was dann eintritt, wenn die Lichtstärke, die 25 bedingt ist. Wenn die induzierte Spannung so wirkt, auf den Photowiderstand 1 auftrifft, geringer ge- daß sie die an den Anschlüssen A und B der Brückenworden ist, wird das bewegliche Element 26 und schaltung auftretende Spannung vermindert, verfolglich die Blende 27 in entgegengesetzter Richtung hindert sie ein Schwingen des beweglichen Elements 26, zu den obigen Ausführungen verdreht, also die 30 das durch das abwechselnde Öffnen und Schließen der Blende so weit geöffnet, bis der Photowiderstand 1 Transistoren 8 und 9 in der Umgebung des Abgleicheine Lichtstärke erhält, bei der in der Wheatstoneschen punktes der Brücke entsteht und das mit der Zeit-Brücke ein Gleichgewichtszustand herrscht, woraufhin verzögerung der Widerstandsänderung des Photodas bewegliche Element 26 stillsteht. Widerstandes 1 zusammenhängt, wodurch das beweg-Mit der beschriebenen Anordnung können nun mit 35 liehe Element 26 in der Stellung angehalten wird, in Hilfe einer Dämpfungsspule L2 und deren Anordnung der sich die Brücke im Abgleich befindet. Da überdies in der Schaltung unerwünschte Schwingungen des die Höhe der induzierten Spannung in der Dämpfungsbeweglichen Elements 26, die sich zwangsläufig durch spule L2 der Geschwindigkeit des beweglichen EIedie Lichtstärke-Widerstandscharakteristik des licht- ments 26 proportional ist, ändert dieses nicht sprungempfindlichen Materials, aus dem der Photowider- 40 haft seine Lage, wenn der Widerstandswert R1 des stand 1 hergestellt ist, ergeben würden, und anderer- Photowiderstandes 1 stark verändert wird, sondern, seits die Trägheit des beweglichen Elements, unter- das bewegliche Element 26 geht von einer Stellung drückt werden, welch letztere mit einer plötzlichen in die andere mit im wesentlichen konstanter Ge-Änderung der Lichtstärke zusammenhängt. schwindigkeit über. Im folgenden werden der Gesamt-Im allgemeinen ändert sich der Widerstandswert 45 widerstand des Basisvorwiderstandes 7 zwischen der von Photowiderstandsmaterial nicht plötzlich, wenn es Ausgangsklemme der Brücke und dem gemeinsamen einem Belichtungswechsel ausgesetzt wird, sondern es Basisanschluß der Transistoren 8 und 9 und die Werte benötigt eine bestimmte Anpassungszeit, bevor der . der Widerstände 10 und 11 beschrieben. Sie sind mit Widerstand sich infolge des Belichtungswechsels R1, R10 und R11 bezeichnet; außerdem ist die höchständert. 50 auftretende Brückenspannung an den Klemmen A Wenn also ein bekanntes System ohne Dämpfungs- und B mit emax und die in der Dämpfungsspule L2 spule L2 verwendet wird, arbeitet es in der folgenden des beweglichen Elementes bei dessen Bewegung mit Weise. der größtmöglichen Geschwindigkeit auftretende Span-Tritt im Widerstandswert des Photowiderstandes 1 nung mit e'max bezeichnet. Der Fachmarin wird leicht eine Veränderung auf, wodurch das bewegliche 55 einsehen, daß die wirksamste Dämpfung der Dämp-Element 26 in Drehung versetzt wird und damit seine fungsspule L2 dann erhalten wird, wenn die WiderStellung ändert, hört die Drehung des beweglichen stände R1, R10 und R11 der folgenden Bedingung Elements 26 in dem Augenblick auf, wenn an der genügen:
Wheatstoneschen Brücke der Gleichgewichtszustand J? 4- J? /? _μ ο
wiederhergestellt ist, mit anderen Worten, wenn die 60 ——— 7- = —i-ΐ—L = max .
Gleichung R1- R^= R2- R3 erfüllt ist. Infolge der -Kn, ^11 e'max
obengenannten Zeitverzögerung wird jedoch die
Gleichgewicht ist, hört das bewegliche Element 26 Die Bewegung des beweglichen Elements 26 ruft ins«' auf, sich zu drehen. Fließt dagegen ein Strom in der der Dämpfungsspule eine induzierte Spannung hervor, Richtung der gestrichelten Pfeile durch die Speisungs- 25 die durch das Magnetfeld des zylindrischen Magneten spule L1, was dann eintritt, wenn die Lichtstärke, die 25 bedingt ist. Wenn die induzierte Spannung so wirkt, auf den Photowiderstand 1 auftrifft, geringer ge- daß sie die an den Anschlüssen A und B der Brückenworden ist, wird das bewegliche Element 26 und schaltung auftretende Spannung vermindert, verfolglich die Blende 27 in entgegengesetzter Richtung hindert sie ein Schwingen des beweglichen Elements 26, zu den obigen Ausführungen verdreht, also die 30 das durch das abwechselnde Öffnen und Schließen der Blende so weit geöffnet, bis der Photowiderstand 1 Transistoren 8 und 9 in der Umgebung des Abgleicheine Lichtstärke erhält, bei der in der Wheatstoneschen punktes der Brücke entsteht und das mit der Zeit-Brücke ein Gleichgewichtszustand herrscht, woraufhin verzögerung der Widerstandsänderung des Photodas bewegliche Element 26 stillsteht. Widerstandes 1 zusammenhängt, wodurch das beweg-Mit der beschriebenen Anordnung können nun mit 35 liehe Element 26 in der Stellung angehalten wird, in Hilfe einer Dämpfungsspule L2 und deren Anordnung der sich die Brücke im Abgleich befindet. Da überdies in der Schaltung unerwünschte Schwingungen des die Höhe der induzierten Spannung in der Dämpfungsbeweglichen Elements 26, die sich zwangsläufig durch spule L2 der Geschwindigkeit des beweglichen EIedie Lichtstärke-Widerstandscharakteristik des licht- ments 26 proportional ist, ändert dieses nicht sprungempfindlichen Materials, aus dem der Photowider- 40 haft seine Lage, wenn der Widerstandswert R1 des stand 1 hergestellt ist, ergeben würden, und anderer- Photowiderstandes 1 stark verändert wird, sondern, seits die Trägheit des beweglichen Elements, unter- das bewegliche Element 26 geht von einer Stellung drückt werden, welch letztere mit einer plötzlichen in die andere mit im wesentlichen konstanter Ge-Änderung der Lichtstärke zusammenhängt. schwindigkeit über. Im folgenden werden der Gesamt-Im allgemeinen ändert sich der Widerstandswert 45 widerstand des Basisvorwiderstandes 7 zwischen der von Photowiderstandsmaterial nicht plötzlich, wenn es Ausgangsklemme der Brücke und dem gemeinsamen einem Belichtungswechsel ausgesetzt wird, sondern es Basisanschluß der Transistoren 8 und 9 und die Werte benötigt eine bestimmte Anpassungszeit, bevor der . der Widerstände 10 und 11 beschrieben. Sie sind mit Widerstand sich infolge des Belichtungswechsels R1, R10 und R11 bezeichnet; außerdem ist die höchständert. 50 auftretende Brückenspannung an den Klemmen A Wenn also ein bekanntes System ohne Dämpfungs- und B mit emax und die in der Dämpfungsspule L2 spule L2 verwendet wird, arbeitet es in der folgenden des beweglichen Elementes bei dessen Bewegung mit Weise. der größtmöglichen Geschwindigkeit auftretende Span-Tritt im Widerstandswert des Photowiderstandes 1 nung mit e'max bezeichnet. Der Fachmarin wird leicht eine Veränderung auf, wodurch das bewegliche 55 einsehen, daß die wirksamste Dämpfung der Dämp-Element 26 in Drehung versetzt wird und damit seine fungsspule L2 dann erhalten wird, wenn die WiderStellung ändert, hört die Drehung des beweglichen stände R1, R10 und R11 der folgenden Bedingung Elements 26 in dem Augenblick auf, wenn an der genügen:
Wheatstoneschen Brücke der Gleichgewichtszustand J? 4- J? /? _μ ο
wiederhergestellt ist, mit anderen Worten, wenn die 60 ——— 7- = —i-ΐ—L = max .
Gleichung R1- R^= R2- R3 erfüllt ist. Infolge der -Kn, ^11 e'max
obengenannten Zeitverzögerung wird jedoch die
Wheatstonesche Brücke sofort nach Beendigung der In den bekannten Systemen geschieht es manchmal,
Bewegung des beweglichen Elements 26 so verstimmt, daß weder der Transistor 8 noch der Transistor 9
daß die Ungleichung R1 -R^=I= R2-R3 gilt, die Brücke 65 wegen der sehr geringen Spannung zwischen den Aus-
also erneut aus dem Gleichgewicht gebracht ist. gangsklemmen anspricht, was mit der K/jß-Zö-Charak-Wenn
beispielsweise die Lichtstärke des Lichtes, teristik der Transistoren 8 und 9 zusammenhängt,
das auf den Pholowiderstand 1 fällt, ansteigt und dem- Genauer gesagt, tritt das dann ein, wenn der Wider-
standswert des Photowiderstandes nur so wenig verändert wird, daß die an den Klemmen A und B der
Brücke auftretende Spannung sehr klein ist. In einem solchen Fall wird weder der Transistor 8 noch der
Transistor 9 geöffnet. In der vorliegenden Stellvorrichtung wird ein Widerstand. hzw. ein Thermistor
12 zwischen den beiden Punkten B eingeschaltet, um diesen Nachteil zu vermeiden, so daß
die Empfindlichkeit der Transistoren 8 und 9 vom Einfluß der Basis-Emitterspannung Vbe zwischen der
Basiselektrode und der Emitterelektrode befreit werden kann und damit die Transistoren 8 und 9 auch bei
sehr geringen Spannungen zwischen den Anschlüssen A und B der Brücke ansprechen. Wenn zu dem Zweck
ein Thermistor verwendet wird, ist es darüber hinaus möglich, die dynamische Empfindlichkeit der Transistoren
8 und 9 von der Umgebungstemperatur unabhängig zu machen.
Außerdem enthält der Str.om, der durch die Speisungsspule
L1 fließt, in den bekannten Vorrichtungen meist eine dem Gleichstrom überlagerte Wechselstromkomponente
hoher Frequenz, die im wesentlichen vom Aufbau des Spulen-Meßwerkes 24 selbst oder von der
Kopplung zwischen dem elektrischen Schaltkreis und dem elektromagnetischen Kreis des Spulen-Meßwerkes
24 bestimmt ist und durch die die Bewegung des beweglichen Elementes 26 stufenweise erfolgt. Da hier
zwischen die Zuleitung 6 und den Verbindungspunkt der Widerstände 21 und 22, die mit den Basiselektroden
der Transistoren 19 und 20 verbunden sind, ein Kondensator 23 eingeschaltet ist, wird die Wechselstromkomponente
abgeleitet, so daß der Strom durch . die Speisespule L1 keinen Wechselstromanteil mehr
enthält. Folglich kann durch das bewegliche Element 26 eine sanfte und gleichmäßige Bewegung und Verstellung
hervorgerufen werden. Der Kondensator 23 kann auch zwischen die Leitung 5 und den Verbindungspunkt
der Widerstände 21 und 22 eingesetzt werden, und die gleiche Wirkung kann erzielt werden,
wenn ein Kondensator zwischen die Kollektorelektrode des Transistors 8 und den Verbindungspunkt des Photowiderstandes 1 mit dem Widerstand 3
und ein weiterer Kondensator zwischen die Kollektorelektrode des Transistors 9 und den Verbiridungspunkt
des einstellbaren Widerstandes 2 und des Wider-Standes 4, wie gestrichelt in der Zeichnung bereits
angedeutet, eingesetzt wird.
Claims (5)
1. Selbsttätige Stellvorrichtung mit einer Wheatstoneschen Brücke mit Widerständen in den
Brückenzweigen und einer elektromagnetischen Vorrichtung mit einem Permanentmagneten und
einem beweglichen Element, welches vom Magnetfeld des Permanentmagneten beeinflußt und elektrisch
an die Ausgangsklemmen der Brücke angeschlossen ist, wobei wenigstens ein Widerstand
der Brückenzweige ein Photowiderstand ist, dessen Widerstandswert abhängig von der auftreffenden
Lichtstärke wechselt, weiterhin mit einem pnp-Transistor und einem npn-Transistor zwischen den
Ausgangsklemmen der Brücke, die mit gemeinsamem Basisanschluß mit der einen Ausgangsklemme
und mit den Emitteranschlüssen mit der anderen Ausgangsklemme der Brücke verbunden
sind, einer Stromquelle an den Brückeneingangsklemmen und mit einer Blende vor dem Photowiderstand,
die vom beweglichen Element der elektromagnetischen Vorrichtung beeinflußt ist
und bei fehlendem Abgleich der Brücke infolge Wechsels der auf den Photowiderstand auftreffenden
Lichtstärke die Blendenöffnung im Sinne eines erneuten Abgleichs verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische
Vorrichtung ein Spulen-Meßwerk (24) ist, mit dessen beweglichem Element (26) die
Blende (27) verbunden ist, daß wenigstens ein Transistorverstärker (13,14) mit den Kollektorelektroden
des pnp- und des npn-Transistors (8, 9) verbunden ist und daß neben der Meßwerkspule (L1)
auf das bewegliche Element (26) des Meßwerks eine Dämpfungsspule (L2) aufgebracht ist und die
Meßwerkspule (L1) zwischen die gemeinsame
Emitterelektrode des Transistorverstärkers und die Stromquelle (E1, E2) eingeschaltet ist, während die
Dämpfungsspule (L2) zwischen den Ausgangsklemmen (A, B) der Brückenschaltung derart angeordnet
ist, daß. die Polarität der durch die Bewegung des Meßwerks induzierten Spannung in der
Dämpfungsspule der Polarität der Unsymmetriespannung an den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung
entgegengerichtet ist.
2. Stellvorrichtung . nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß ein Basisvorwiderstand (7)
zwischen eine der Ausgangsklemmen (A) und der gemeinsamen Basiselektrode des pnp- und des
npn-Transistors (8, 9) vorgesehen ist, daß zwei in Reihe geschaltete Widerstände (10,11) zwischen
die Emitterelektroden der npn- und pnp-Transistoren (8, 9) geschaltet sind, daß die Dämpfungsspule (L2) zwischen der gemeinsamen Basiselektrode
und dem Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände (10,11) liegt und daß diese Widerstände
(10,11) so bemessen sind, daß das Verhältnis aus einem dieser Widerstände (10,11) zum Gesamtwert
des Photowiderstandes (1) und des Basisvorwiderstandes (7) etwa gleich dem Verhältnis der in der
Dämpfungsspule (L2) induzierten Spannung (e'max)
bei schnellstmöglicher Verdrehung des beweglichen Elements (26) zur größtmöglichen Brückenspannung
(emax) zwischen den beiden Ausgangsklemmen
(A, B) der Brücke ist.
3. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer
Widerstand, vorzugsweise ein Thermistor (12), zwischen die Anschlußpunkte (B) der Emitterelektroden
der npn- und pnp-Transistoren (8, 9) und die Brückenzweige angeordnet ist.
4. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Kondensator (23) zwischen den gemeinsamen Anschlußpunkt von Basisvorwiderständen (21, 22)
der Transistoren (19, 20) des Transistorverstärkers und die Kollektorelektrode eines der beiden Transistoren
(19,20) geschaltet ist.
5. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß je ein
Kondensator zwischen die Kollektorelektroden des. npn- und pnp-Transistors (8,9) und die Eingangsleitungen (5,6) der Brückenschaltung geschaltet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209684/467
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| JP6817265 | 1965-11-06 | ||
| JP6817265 | 1965-11-06 | ||
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- 1966-08-15 GB GB36401/66A patent/GB1143739A/en not_active Expired
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