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Kernloses Drehspulensystem
Die Erfindung betrifft ein Drehspulensystem, bei dem eine nichtlineare, z. B. logarithmische Beziehung zwischen der Winkelverdrehung der Spule und einer auf das System einwirkenden Grösse besteht. Systeme solcher Art sind im Prinzip schon bekannt, z. B. aus der österr.
Patentschrift 151494 oder aus der Deutschen Patentschrift 552085, und sollen im folgenden als Dezibelmeter bezeichnet werden, da sie es gestatten, eine Dezibelteilung der Messgrösse auf der Ableseskala anzubringen.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein derartiges Gerät zu schaffen, das aus einfachen und billigen Bauteilen besteht und einen Bereich von irka 60 Dezibel umfasst, so zwar, dass man auf einer und derselben Skala ohne Bereichs- umschaltung mit der gleichen prozentualen Ge- nauigkeit am Beginn und am Ende der Skala Messgrössen ablesen kann, die im Verhältnis 1 : 1000 zueinander stehen.
Die Einwirkung der Messgrösse auf das System kann hiebei entweder direkt erfolgen, wenn es sich um eine elektrische Messgrösse handelt, oder indirekt, in welchem Falle die Messgrösse zuerst in einen elektrischen Strom umgesetzt wird.
Ein typischer Fall der letzteren Art aus dem Aufgabenkrcis der Erfindung ist ein Belichtungsmesser. Hiebei ist die zu messende Grösse der auf eine Sperrschichtphotozelle fallende Lichtstrom und es wird verlangt, dass zwischen der Winkel- \crdrehung der Spule und dem Lichtstrom eine logarithmische Beziehung besteht.
Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe durch ein System gelöst, bei dem die Breite der Polschuhe höchstens 1 8 ihrer gegenseitigen Entfernung beträgt und die Polschuhe, wenigstens auf einer Seite, grösstenteils von einem magnetisch isoliert angeordneten, längs der Spulenbahn liegenden Schirm aus magnetisch leitendem Werkstoff überbrückt sind
Bei dem System nach der Erfindung soll die Spule bei ihrer Bewegung ausserhalb der Polschuhe einen Winkelbereich durchlaufen, in dem die Feldstärke sehr rasch abklingt. Im ersten Teil der gesamten Winkeldrehuhg wird das durch das zuerst erwähnte Merkmal erreicht, gemäss dem die Breite der Polschuhe höchstens' ihrer gegenseitigen Entfernung beträgt.
Für den grösseren Teil der übrigen Strecke, welche die Spule bei den grösseren Winkelverdrehungen zu durchlaufen hat, erweist sich die Feldabnahme jedoch als zu gering, so dass hier die erfindunggemäss angewendete zweite Massnahme Abhilfe schafft. Der magnetisch leitende Werkstoff erfüllt hier somit die Rolle eines kraftlinieabsorbierenden Körpers, wodurch sich die erforderliche, sehr starke Feldschwächung ergibt.
Die Abmessungen und die Anordnung dieses Körpers sind von der gewählten Nichtlinearität der Skala ; ! gängig. Für eine logarithmische Skala ist es sehr günstig, wenn erfindungsgemäss der aus magnetisch leitendem Werkstoff hergestellte Körper aus einem Teil einer Zylinderfläche besteht, der sich zweckmässig konzentrisch zur Spule erstreckt.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Körper noch derart an geeigneten Stellen mit Öffnungen versehen, dass eine möglichst genaue Anpassung an die erwünschte Skalenteilung auftritt.
Mit den genannten Massnahmen ist es möglich, ein Dezibelmeter mit einer Skalenteilung zu schaffen, bei der keiner der Skalenteile um mehr als 25 , vom Mittelwert abweicht.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel des Drehspulensystems nach der Erfindung näher erläutert.
Eine Drehspule 1 ist zwischen den Polen 2 und 3 eines Magneten angeordnet, dessen Breite 4 etwas weniger als o des Abstandes 5 zwischen den Polschuhen beträgt. Die Bahn, welche die
Spule 1 bei ihrer Bewegung ausserhalb der Polschuhe beschreibt, ist grösstenteils von einem magnetisch isoliert angeordneten Schirm 6 aus magnetisch leitendem Werkstoff, etwa Weicheisen, in Form einer zur Spulenbahn konzentrischen oder nahezu konzentrischen Zylinderfläche umgeben. Der Abstand zwischen den Polen und dem Zylinder 6 hängt einmal von dem begehrten Verlauf der Skalenteilung, aber darüber hinaus von anderen Faktoren ab, wie der Natur
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des magnetischen Werkstoffes, dem Abstand zwischen der Spule und dem Schirm 6 und der Stärke des Feldes.
In der Seitenansicht sind als weitere Verbesserung noch Öffnungen 7 angegeben, mittels deren zur möglichst genauen Anpassung an die Skala eine gegebenenfalls zu grosse Feldschwächung durch den Zylinder ausgeglichen werden kann. An Stelle der Öffnungen 7 oder in Verbindung mit ihnen können noch andere Änderungen in der Form und/oder Anordnung des Zylinders 6 angebracht werden, wie eine wechselnde Stärke, ein wechselnder Abstand zwischen der Spule und dem Zylinder 6 und eine wechselnde Höhe 8 desselben.
Bei einem praktisch durchgeführten Drehspulensystem für ein Dezibelmeter von zirka 60 Dezibel gemäss der Erfindung betrug die Breite 4 der Polschuhe zirka 2 mm, bei einem Abstand 5 von zirka 20 mm. Das Spiel zwischen der Spule und den Polen betrug zirka 2 mm und auf nur einer Seite der Polschuhe war eine halbe
Kreiszylinderwand aus Weicheisen mit einem mittleren Radius von 10 mm angeordnet, dessen
Mittelpunkt um 7 mm aus der Achse des Systems in einer zum Luftspalt senkrechten Richtung verschoben war. Die Stärke der Zylinderwand war 1. 5 mm. Schliesslich war für die Spulen- breite 9 ein Wert von 1 mm gewählt.
Es ist ersichtlich, dass an Stelle eines einzigen Zylinders auf jeder Seite der Polschuhe ein solcher Schirm angeordnet sein kann, der dann die halbe Höhe des zuerst erwähnten Zylinders besitzen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kernloses Drehspulensystem, bei dem sich die Spule zwischen den Polen eines Magnet-. des bewegt und eine nichtlineare, z. B. logarithmische Beziehung zwischen der Winkelverdrehung der Spule und einer auf das System einwirkenden Grösse besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Polschuhe höchstens 1/8 des Abstandes zwischen den Polschuhen betr. igt und dass die Polschuhe, wenigstens auf einer Seite, grösstenteils von einem magnetisch isoliert angeordneten, längs der Spulenbahn liegenden Schirm aus magnetisch leitendem Werkstoff überbrückt sind.
2. Kernloses Drehspulensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus magnetisch leitendem Werkstoff aus einem zweckmässig zur Spulenbahn konzentrischen oder nahezu konzentrischen Teil einer Zylinderfläche besteht.
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