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Gerät zur Messung des Scheinwiderstandes von an der Oberfläche des
menschlichen Körpers liegenden Reaktionsstellen Die Erfindung betrifft ein Gerät
zur Messung des Scheinwiderstandes von an der Oberfläche des menschlichen Körpers
liegenden Reaktionsstellen nach dem Differenzsubstitutionsverfahren. Es sind Verfahren
bekannt, die eine Diagnose auf elektrischem Wege gestatten, indem an bestimmten
elektrisch ausgezeichneten Stellen der Körperoberfläche, Reaktionsstellen genannt,
Messungen des Widerstandes und der Kapazität dieser Stellen mittels einer kleinflächigen
Elektrode, die auf diese Stellen angesetzt wird, gegenüber einer großflächigen,
indifferenten Elektrode vorgenommen werden.
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Nach medizinischer Auffassung handelt es sich hierbei um Rezeptoren
zur Erfassung der Umweltbedingungen zwecks Steuerung von Steuerzentren von im Körper
liegenden Organen oder Körperabschnitten. Man ist mit Hilfe der Meßwerte dieser
Reaktionsstellen in der Lage, einen Einblick in die Funktion des betreffenden Körperabschnitts
zu nehmen.
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Infolge der elektrischen Polarisationserscheinungen können solche
Untersuchungen mit Gleichstrom nur schlecht durchgeführt werden, es müssen Wechselströme
höherer Frequenz zur Anwendung kommen. Man benutzt zur Messung bekannte Brückenmeßanordnungen,
die jedoch den Nachteil haben, daß die Messungen nicht zu Zeigeranschlägen od. dgl.,
die sich zur direkten Schreibung eignen, führen, sondern es ist stets ein Abgleich
von Hand notwendig. Es sind auch Geräte zur Scheinwiderstandsmessung und -registrierung
am Menschen bekannt, bei denen das Meßobjekt im wesentlichen eine Frequenzänderung
eines Generators bewirkt. Je nach Einstellung des bekannten Gerätes ist die Frequenzänderung
entweder der Wirk- oder der Blindkomponente oder auch dem Scheinwiderstand des Meßobjektes
proportional.
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Eine Aufschlüsselung in Wirk- und Blindkomponente ist sonach nur durch
Veränderung der Geräteeinstellung möglich. Das im Bereich der allgemeinen Meßtechnik
ebenso wie auf dem Gebiet medizinischer Meßtechnik bekannte Differenzsubstitutionsverfahren
besteht im wesentlichen darin, daß ein an einem Wechselspannungsgenerator angekoppelter
Meßkreis vorgesehen ist, der einmal ohne Belastung und zum anderen mit Belastung
durch das Meßobjekt auf Resonanz abgestimmt wird.
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Gleichzeitig wird auch die Kreisdämpfung in beiden Fällen so eingestellt,
daß sich die gleiche Meßkreisspannung einstellt. Die dabei erforderliche Änderung
der Meßkreisblindkomponente ergibt die Blindkomponente und die Änderung der Meßkreisdämpfung
die Wirkkomponente des Meßobjektes an. Die bekannten, auf diesem Meßprinzip beruhenden
Geräte erfordern sonach einen mehrfachen Abgleich.
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Die Erfindung geht vom bekannten Differenzsubstitutionsverfahren
aus und bezweckt die Schaffung eines Gerätes, das den Angleich von Hand vermeidet
und den Abgleich mittels einer selbsttätigen mechanischen An-
ordnung vornimmt, wobei
gleichzeitig auch die Schreibung sowohl des Blindwiderstandes als auch des Wirkwiderstandes
automatisch erfolgen kann.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der zur Speisung
des zum Meßobjekt parallel liegenden Meßresonanzkreises mit variabler Kapazität
vorgesehene Generator mit einer selbsttätigen Umschalteinrichtung versehen ist,
durch welche die Frequenz der Meßspannung kontinuierlich abwechselnd auf zwei Werte,
insbesondere 8500 und 9000 Hz, umgeschaltet wird, die nahe beeinander und symmetrisch
zur Resonanzfrequenz des unbelasteten Meßresonanzkreises liegen, daß ferner ein
weiterer in bezug auf die Größe der Schaltelemente und in bezug auf die Ankopplung
an den Generator identisch mit dem Meßresonanzkreis ausgebildeter Hilfsresonanzkreis
mit variablem Parallelwiderstand vorgesehen ist, daß ferner zwei Einrichtungen vorgesehen
sind, von denen jede aus zwei Elektronenröhren besteht, deren Eingangsgitter an
Wechselspannungen liegen und an deren Ausgang je eine der Differenz der Eingangswechselspannungen
proportionale Gleichspannung gebildet wird, die zur Steuerung des Regelsatzes für
die Nachstellung der Kapazität des Meßresonanzkreises bzw. des Parallelwiderstandes
des Hilfsresonanzkreises dient, daß ferner die Einrichtung der einen Vorrichtung
am Meßresonanzkreis und die dazugehörigen Röhren abwechselnd im Takt der Frequenzumschaltung
eingeschaltet werden, während die Eingänge der anderen Vorrichtung einerseits am
Meßresonanzkreis und andererseits am Hilfsresonanzkreis liegen.
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Eine vorteilhafte Bauform besteht darin, daß die Frequenzumschalteinrichtung
eine quecksilberdampfgefüllte Gasentladungsröhre enthält, deren Anode an
einer
hohen Wechselspannung liegt, während das Gitter über einen Blindwiderstand mit dem
Generatorkreis verbunden ist.
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Das Gerät kann dabei so aufgebaut sein, daß die Elektronenröhren
der den Regelsatz zur Nachstellung der Meßkreiskapazität steuernden Einrichtung
Schinngitterröhren sind, deren Schirmgitter gegenphasig mit einer Wechselspannung
gesteuert werden, die synchron ist mit der Anodenspannung der Gasentladungsröhre.
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Zweckmäßig ist dabei die Anordnung so getroffen, daß die Differenzspannungsbildung
vermittels den Elektronenröhren nachgeschalteter Gleichrichter erfolgt und daß die
Regelsätze aus einer Elektronenröhrenbrücke bestehen, zwischen deren Anoden ein
polarisiertes Relais eingeschaltet ist, wobei das Gitter der einen Röhre an der
Differenzgleichspannung und das der anderen Röhre an Nullpotential liegt.
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In weiterer Ausbildung des Gerätes ist vorgesehen, daß die Relais
der beiden Regelsätze über ein Getriebe mit Aufzeichenvorrichtungen mit der variablen
Kapazität des Meßkreises bzw. dem variablen Parallelwiderstand des Hilfsresonanzkreises
in Verbindung stehen.
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Die Registrierung der Meßresultate kann dadurch erfolgen, daß die
Aufzeichenvorrichtung aus einem trommelförmigen Meßblattträger besteht, dessen Drehwinkel
nach einem Programm einstellbar ist, und daß die Aufzeichenorgane mittels an dem
variablen Meßkreiskondensator bzw. dem variablen Parallelwiderstand des Hilfsresonanzkreises
angebrachten Kurvenscheiben in Trommelachsrichtung über das Meßblatt führbar sind,
und daß die Aufzeichenorgane am Schreibende je zwei auf die gleiche Stelle wirkende
in an sich bekannter Weise elektromagnetisch auslösbare Vorrichtungen zur Aufzeichnung
voneinander - unterscheidbarer Markierungen tragen.
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Die Programmsteuerung des Drehwinkels des trommelförmigen Meßblattträgers
kann durch eine an sich bekannte Nachlaufsteuerung erfolgen, indem die Trommel mit
dem Schleifer eines Spannungsteilers verbunden ist und die abgenommene Teilspannung
mittels einer Elektronenröhrenbrücke mit der Teilspannung eines umschaltbaren Normalspannungsleiters
verglichen wird, wobei zwischen den beiden Röhrenanoden ein polarisiertes Relais
angeordnet ist, das den Trommelantriebsmotor umsteuert.
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Eine weitere Bedienungserleichterung kann durch eine Relaisanordnung
erzielt werden, die nach Vollzug des Abgleichs des Meß- und Hilfsresonanzkreises
die selbsttätige Abgleichvorrichtung sperrt, die Auslösung der Markiervorrichtung
freigibt und die nach Auslösung der Markiervorrichtung den nächsten Schritt im Trommelsteuerprogramm
einleitet und gleichzeitig die selbsttätige Abgleichvorrichtung wieder freigibt.
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In den Zeichnungen ist schematisch ein Ausführungsbeispiel gemäß
der Erfindung dargestellt.
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In Fig. 1 ist 1 die quecksilberdampfgefüllte Gasentladungsröhre,
2 der Generator-Schwingkreis, der umgeschaltet werden soll und 3 die zu schaltende
Induktivität bzw. Kapazität. Durch eine genügende Größe der Schaltspannung an der
Anode der Gasentladungsröhre läßt sich erreichen, daß bei Verwendung einer Wechselspannung,
zweckmäßigerweise der Netzwechselspannun 4, die durch Transformatoren 5 in ausreichender
Weise zur Verfügung steht, die Einschaltzeit der Kapazität oder Induktivität gleich
ihrer Ausschaltzeit wird.
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Die im Rhythmus von 50 Hz wechselnde Frequenz - es werden die Frequenzen
von 8500 und 9000 Hz verwandt - wird an den Meßresonanzkreis C gelegt.
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Die an diesem Resonanzkreis herrschende Spannung wird
sowohl in der
Röhre 7 als auch 8 an das Gitter 9 gelegt.
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Am Schirmgitter 10 dieser Röhren wird eine Wechselspannung gleicher
Frequenz und Phase wie die Anodenspannung der Gasentladungsröhre 1 gelegt, allerdings
mit der Maßgabe, daß an den beiden Schirmgittern 10 die Phasendifferenz 1800 beträgt,
was transformatorisch leicht herzustelIen ist. Hieraus ergibt sich, daß entweder
die Röhre 7 oder die Röhre 8 eine positive Spannung am Schirmgitter führt, so daß
jeweils nur eine Röhre stromführend ist, während die andere gesperrt ist. Damit
ist die notwendige Trennung der beiden Amplituden entsprechend der Frequenzschaltung
durchgeführt. Die an den Röhren erzeugten und verstärkten Wechselspannungen werden
nun gleichgerichtet und ihre Differenz gebildet, die entsprechend der Polung der
Gleichrichter 12, 13 einmal positiv und einmal negativ sind. Je nachdem, welche
Spannung überwiegt, ist die resultierende Spannung positiv oder negativ. Diese Spannung
wird an das Gitter 14 einer Röhre 15 gelegt, die zusammen mit einer Vergleichsröhre
16 arbeitet, deren Gitterspannung Null ist. Je nach der anliegenden Spannung am
ersten Gitter fließt nun in der Röhre 15 ein mehr oder weniger großer Strom im Vergleich
mit der zweiten Röhre 16, und das zwischen den Anoden beider Röhren liegende polarisierte
Relais 17 wird nach der einen oder anderen Seite umgelegt. Hierdurch wird ein Kontakt
geschlossen, der die Verdrehung der Meßkapazität nach der einen oder anderen Richtung
bewirkt.
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Die Messung des Widerstandes wird wie folgt vorgenommen. Die Amplitude
des abgeglichenen Meßkreises C wird verglichen ;mitl der Amplitude eines fest eingestellten
Hilfsresonanzkreises F, dem ein variabler Dämpfungswiderstand 19 parallel geschaltet
ist. Nach entsprechender Verstärkung und Gleichrichtung wie oben wird eine Verdrehung
des Dämpfungswiderstandes mittels eines Motors vorgenommen, bis die Amplituden gleich
sind und an der Größe des Dämpfungswiderstandes die Größe des Reaktionsstellenwiderstandes
ablesbar ist.
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Die automatische Verdrehung beider Meßteile (Meßkapazität und Meßwiderstand)
würde jedoch noch keine wesentliche Erleichterung des Meßvorganges bringen, wenn
diese Werte jetzt wieder abgelesen werden müßten und von Hand in ein entsprechendes
Diagramm eingetragen werden müßten.
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Zur Vermeidung dieser Arbeit sind die Achsen beider Meßteile mit
je einer Kurvenscheibe versehen, die über ein Hebelsystem einen Schreiber in eine
entsprechend der Eichung des Meßblattes entsprechende Stellung hebt oder senkt.
Ist also die Einstellung entsprechend der vorherigen Beschreibung durchgeführt,
stehen die Schreiber auf der entsprechenden Stelle des Meßblattes, das auf einer
Trommel befestigt ist. Der Schreiber selbst besteht aus einer Spule, in der ein
Eisenkern beweglich gelagert ist. Wird jetzt der Spule schlagartig ein Stromstoß
zugeführt, so schlägt der Schreibstift aus Eisen vor und markiert auf dem Meßblatt
eine dem Meßwert entsprechende Stelle.
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Es ist also zur Notierung des Meßwertes lediglich notwendig, einen
Kontakt zu betätigen, der den Markierungsstromstoß zur Schreibspule schaltet. Da
gleichzeitig Widerstand und Kapazität notiert werden sollen, müssen also zwei Schreiber
vorhanden sein. Medizinisch ist es notwendig, Rechts- und Linkswerte der Reaktionsstellen
zu unterscheiden, da der Körper entsprechend seiner Symmetrie Rechts- und Linksreaktionsstellen
besitzt, deren Werte in die gleiche Spalte des Meßblattes eingetragen werden sollen.
Es müssen also insgesamt vier Schreiber vorhanden sein, von denen je zwei auf den
gleichen Punkt schreiben, also durch ihre Markierung auf dem Blatt sich unterscheiden
müssen. Dies ist
durch verschiedene Schreibspitzen (Kreis und Kreuz)
erreicht.
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Durch eine entsprechende Relaisanordnung ist ferner folgendes erreicht
worden. Nachdem durch den mechanischen Abgleich der Widerstandswert und der Kapazitätswert
eingestellt worden ist, so daß an beiden Meßorganen keine Differenzspannung mehr
auftritt, wird durch entsprechende Relaisanordnung der Antrieb der beiden Aggregate
abgeschaltet, so daß durch das Abheben der Elektrode von der zu messenden Reaktionsstelle
keine Änderung der eingestellten Meßwerte mehr erfolgt. Es kann jetzt die Auslösung
der Schreiber erfolgen.
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Durch die Auslösung der Schreiber jedoch wird der Antrieb auf Relaiswege
wieder eingeschaltet, so daß das Gerät zur nächsten Messung wieder bereit ist.
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Gleichzeitig wird aber auch ein Impuls an die Einstellung des Meßblattes
(Trommel) gegeben, so daß sich das Meßblatt automatisch auf die nun folgende Meßspalte
entsprechend einem Programm einstellt.
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In Fig. 2 ist die Schaltung einer Nachlaufsteuerung der erfindungsgemäßen
Einrichtung dargestellt. Über ein Getriebe wird das Potentiometer 20 so mit einer
Meßtrommel verbunden, daß bei einer Trommelumdrehung das Potentiometer zehn Umdrehungen
macht. Legt man an das Potentiometer eine Gleichspannung21, so entspricht einer
gewissen Trommelstellung über die Getriebeverbindung eine gewisse Gleichspannung.
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Die Programmierung der Trommeldrehung wird nun so vorgenommen, daß
in einer Potentiometerschaltung eine Reihe von Widerständen 22 durch einen Tastschieber
an gewissen Punkten dieser Widerstandskette die an diesem Punkt herrschende Spannung
abgenommen wird, und mit der Spannung des Trommelpotentiometers 20 verglichen wird.
Je nach Stellung des Abgriffs an der Trommel und an der Widerstandskette ergeben
sich verschiedene Spannungen an diesen beiden Punkten, die Spannungshöhe und relatives
Vorzeichen ändern können. Die Verschiedenheit der Spannungen und Vorzeichen wird
über eine Röhrenbrücke 23, 24 zusammen mit Relais 25 ausgewertet und hierdurch .eine
entsprechende Motoranordnung betätigt, die die Trommel und damit das Meßpotentiometer
der Trommel so dreht, daß der Spannungsunterschied Null wird und damit die Trommel
sich in eine Stellung dreht, die durch den Abgriff an der Widerstandskette vorbestimmt
ist.
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Dabei ist folgendes zu beachten: Wenn die angelegte Meßspannung (z.
B. 300 Volt) an z. B. negativen Seiten geerdet werden würde, dann wärden an den
Gittern der Röhrenvergleichsschaltung zwei positive Spannungen, z. B. +20 und +50Volt,
liegen. Positive Spannungen in solcher Höhe würden aber zu einem maximalen Anodenstrom
in beiden Röhren führen, so daß keine Steuerung zustande käme.
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Wenn die angelegte Meßspannung jedoch negativ sein würde, dann würden
an den beiden Röhrengittern hohe negative Spannungen liegen, die beide Röhren sperren
würden, und somit käme ebenfalls kein Differenzstrom zur Betätigung nachgeschalteter
Relais usw. zustande.
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Es darf daher die Meßspannung nicht geerdet sein. Sie wird erst über
die Gitterableitwiderstände 26, 27 an den Röhren geerdet. Jetzt kommt erst ein Stromfluß
zustande, auf dem Wege von dem positiven Speisepunkt 28, über die beiden Wege (Potentiometer
an der Trommel und Widerstandskette, Gitterableiter an beiden Röhren).
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Durch diese Anordnung muß sich bei verschiedener Einstellung der Abgriffpunkte
an einem Gitterableitwiderstand eine positive, am andern Gitter eine negative Spannung
einstellen. Die Spannungsdifferenz an beiden Abgriffpunkten ist der Höhe nach gleichgültig,
dieser vorgenannte Positiv-negativ-Effekt kommt stets zu-
stande, eine Übersteuerung
der Röhren, wie im ersten Beispiel, wird auf jeden Fall vermieden.
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Die Genauigkeit der Einstellung hängt ab von der an den Gittern liegenden
Spannungsdifferenz, diese wiederum hängt von der gesamten Meßspannung ab. Da Potentiometerwiderstand
und Widerstandskette sehr hochohmig sein können, ist der Stromverbrauch auch bei
hoher Meßspannung gering, andererseits die Steigerung der Genauigkeit durch Steigerung
der Meßspannung möglich.
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PATENTANSPRVCHE : 1. Gerät zur Messung des Scheinwiderstandes von
an der Oberfläche des menschlichen Körpers liegenden Reaktionsstellen nach dem Differenzsubstitutionsverfahren,
dadurch gekennzeichnet, daß der zur Speisung des zum Meßobjekt (X) parallel liegenden
Meßresonanzkreises (C) mit variabler Kapazität (6) vorgesehene Generator (A) mit
einer selbsttätigen Umschalteinrichtung (B) versehen ist, durch welche die Frequenz
der Meßspannung kontinuierlich abwechselnd auf zwei Werte, insbesondere 8500 und
9000 Hz, umgeschaltet wird, die nahe beieinander und symmetrisch zur Resonanzfrequenz
des unbelasteten Meßresonanzkreises liegen, daß ferner ein weiterer in bezug auf
die Größe der Schaltelemente und in bezug auf die Ankoppelung an den Generator (A)
identisch mit dem Meßresonanzkreis (C) ausgebildeter Hilfsresonanzkreis (F) mit
variablem Parallelwiderstand (19) vorgesehen ist, daß ferner zwei Einrichtungen
(D bzw. E) vorgesehen sind, von denen jede aus zwei Elektronenröhren besteht, deren
Eingangsgitter an Wechselspannungen liegen und an deren Ausgang je eine der Differenz
der Eingangswechselspannungen proportionale Gleichspannung gebildet wird, die zur
Steuerung des Regelsatzes (G bzw. H) für die Nachstellung der Kapazität (6) des
Meßresonanzkreises (C) bzw. des Parallelwiderstandes (19) des Hilfsresonanzkreises
dient, daß ferner die Eingänge der einen Vorrichtung (D) am Meßresonanzkreis (C)
und die dazugehörigen Röhren abwechselnd im Takt der Frequenzschaltung eingeschaltet
werden, während die Eingänge der anderen Vorrichtung (E) einerseits am Meßresonanzkreis
(C) und andererseits am Hilfsresonanzkreis (F) liegen.