Vorrichtung zur Anzeige eines schnell wechselnden Ist-Wertes und eines Mittelwertes Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Anzeige eines schnell wechselnden Ist-Wertes und eines Mittelwertes dieses Ist-Wertes mittels je eines Zeigers.
Bei den bisher in der Praxis verwendeten Mess- instrumenten, insbesondere bei solchen, die zu Kraftmessungen verwendet werden, ist es bekannt, entweder die tatsächlichen Ist-Werte zum Zeitpunkt der Messung oder aber, insbesondere bei schnell wechselnden Ist-Werten einen Mittelwert aus diesen anzuzeigen.
Für die Ausführung von Messgeräten der erst genannten Art ist es erforderlich, dem Gerät eine sehr hohe Eigenfrequenz durch ein möglichst dämp- fungsfreies Messwerk mit geringster Massenträgheit und sehr hoher Verstellkraft zu geben. Ein solches Gerät darf keine nennenswerte Dämpfung haben, da es sonst die zu messenden Schwingungen abdämpfen und verwischen würde.
Soll jedoch der Mittelwert von Messgrössen angezeigt werden, so darf das Gerät die Messschwankungen nach Möglichkeit nicht mit machen, es muss träge sein, d. h. eine grosse Dämp fung, eine grosse Masse, eine kleine Richtkraft und eine kleine Eigenfrequenz besitzen. Infolge dieser in ihrer Wirkung einander widerstrebenden Eigenschaf ten hat man bisher auch ein Gerät, das gleichzeitig schnell wechselnde Ist-Werte und den Mittelwert aus diesen Ist-Werten anzeigt, nicht hergestellt.
Die Praxis verlangt jedoch des öfteren eine gleichzeitige Beobachtung von Ist- und Mittelwerten und die vor liegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein Messgerät zu bringen, dass beiden Anforderungen genügt, ohne dabei die für jede einzelne Messablesung erforderlichen Bedingungen so weit nachteilig zu be einflussen, dass die zulässige Fehlergrenze überschrit ten würde. Das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die beiden Zeiger koaxial gelagert sind sowie durch ein elastisches Glied und ein magnetisches Feld verbunden sind, welche beiden Verbindungen be strebt sind, den Mittelwertzeiger zu dem Direktwert zeiger in Deckung zu bringen.
Die Zeichnung erläutert den Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel.
Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch die anzeigenden Teile eines Messgerätes, Fig. 2 die Drehmomentenfläche infolge der elasti schen Kopplung zwischen Direktwert- und Mittel wertzeiger, Fig. 3 die Drehmomentenfläche infolge der ma gnetischen Kopplung zwischen beiden genannten Zei gern und Fig. 4 die resultierende Drehmomentenfläche in folge gemeinsamer elastischer und magnetischer Kopplung.
Mit 1 ist eine Zeigerachse für einen Direktwert zeiger 2 bezeichnet, die in bekannter Weise (in der Zeichnung nicht dargestellt) mit einem möglichst dämpfungsfreien Messwert geringster Massenträgheit verbunden ist. Auf die Zeigerachse 1 ist der Direkt- wertzeiger 2 mittels einer Klemmbüchse aufgescho ben.
An der Klemmbüchse ist das eine Ende einer Spiralfeder 6 mit verhältnismässig geringer Richt- kraft befestigt, deren anderes Ende mit einem Bol zen 4 in Verbindung steht, der in einem Mittelwert zeiger 3 sitzt. Dieser Mittelwertzeiger 3 befindet sich auf einer Achse 5, die möglichst reibungsfrei auf der Achse 1 und in einem Lagerwinkel 7 drehbar ist.
Werden nun von dem Messwert des Gerätes schnell wechselnde Messwertausschläge durch die Zeiger achse 1 auf den Direktwertzeiger 2 übertragen, so übertragen sich diese Kräfte auch auf die Spiralfeder 6, die nun bestrebt ist, den Mittelwertzeiger 3 in der gleichen Richtung des Ausschlages mitzunehmen.
Dieser Ausschlag des Mittelwertzeigers 3 erfolgt je doch zeitlich infolge der in der Spiralfeder 6 aufge speicherten Energie etwas später, so dass sich in dieser Zeit der Winkelausschlag bereits wieder nach der andern Seite geneigt hat und demzufolge die Spi ralfeder 6 ebenfalls nach der entgegengesetzten Seite spannt. Die Folge davon ist, dass der Mittelwertzeiger 3 den Bewegungen des Direktwertzeigers 2 nicht folgen kann, sondern eine Mittelstellung zwischen den Maximalausschlägen des Direktwertzeigers 2 einnimmt und somit einen Mittelwert anzeigt.
Um den Mittelwert des Zeigers 3 besonders träge zu machen, ist er vorteilhaft mit einer Scheibe verbun den, die ebenfalls auf der Achse 5 sitzt. Sowohl die Masse dieser Scheibe 8 als auch die des Mittelwert zeigers 3, des Bolzens 4 und der Spiralfeder 6 sind im Verhältnis zur Richtkraft des Messwerkes jedoch so klein gehalten, dass sich die Beeinflussung des Direktwertzeigers 2 durch diese Teile in den zu lässigen Grenzen hält. Die Richtkraft der Spiral feder 6 ist mit der Drehmomentenfläche in der Fig. 2 noch einmal besonders dargestellt.
Wenn der Mittel wertzeiger 3 genau über dem Direktwertzeiger 2 steht, weist die Spiralfeder 6 das Drehmoment Null auf. Dieses Drehmoment steigt geradlinig nach bei den Seiten mit dem Winkelausschlag, den der Mit telwertzeiger 3 gegenüber dem Direktwertzeiger 2 einnimmt, an. Pendelt der Direktwertzeiger 2 über kleine Winkelausschläge, so ist die Federrichtkraft ebenfalls sehr klein, und das kann zur Folge haben, dass sie in den zeitlich kurzen Bewegungsvorgängen nicht ausreicht, um die Massenträgheit der Scheibe 8 und des Mittelwertzeigers 3 zu überwinden.
Aus diesem Grunde ist entweder nur einer der beiden Zeiger 2 oder 3 oder sind beide Zeiger 2 und 3 magnetisch gemacht worden.
Wollte man jedoch nur das magnetische Feld zwischen den beiden Zeigern als Richtkraft verwen- den, so träte genau das Gegenteil ein wie bei der Anwendung der Spiralfeder 6, hier nämlich ist die Richtkraft am grössten, wenn beide Zeiger 2 und 3 übereinanderstehen, während sie mit wachsendem Ausschlag des Mittelwertzeigers 3 gegenüber dem Direktwertzeiger 2 kurvenförmig abnimmt, wie Fig. 3 zeigt und bei 180 Zeigerverdrehung auf Null abge sunken wäre.
Aus diesem Grunde werden beide Richtkräfte, also sowohl die Richtkraft durch die Spiralfeder 6 als auch die Richtkraft durch das Ma gnetischmachen des Zeigers angewendet. Die beiden Drehmomentenflächen addieren sich zu der in Fig. 4 dargestellten Fläche, so dass man jetzt für jeden beliebigen Winkelausschlag des Mittelwertzeigers 3 gegenüber dem Direktwertzeiger 2 eine gleichmässige Richtkraft hat.
Eine solche Vorrichtung ist bei einem Faden spannungsmesser für die Textilindustrie angewendet worden. Die Aufgabe besteht hier darin, die Span nung der Feder an Spulmaschinen zu ermitteln. Hier- bei sind für die Direktwerte Fehlergrenzen von 5 % zulässig und da, wie oben erwähnt, die rückwirkende Beeinflussung der Mittelwertsanzeigevorrichtung, nämlich Massenträgheit der Scheibe 8 des Zeigers 3,
des Bolzens 4 und der Feder 6 sowie Richtkraft der Spiralfeder 6 sehr klein ist gegenüber der Richtkraft der an der Zeigerachse 1 wirkenden Messvorrichtung, lässt sich die Vorrichtung mit der Verbindung der beiden Zeiger durch ein magnetisches Feld an dem Fadenspannungsmessgerät ausgezeichnet anwenden.