CH635714A5

CH635714A5 - Verfahren und schaltungsanordnung zum betreiben einer gluehlampe.

Info

Publication number: CH635714A5
Application number: CH11879A
Authority: CH
Inventors: Guenther Dr Ing Nelle
Original assignee: Heidenhain Gmbh Dr Johannes
Priority date: 1978-02-04
Filing date: 1979-01-08
Publication date: 1983-04-15
Also published as: US4400651A; DE2804839C2; ATA2479A; DE2804839A1; AT380620B; IT7912445A0; JPS6139720B2; FR2416615B1; GB2013999A; FR2416615A1; JPS54120970A; GB2013999B; IT1123974B

Description

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Betreiben einer Glühlampe mit einer Gleichspannung, insbesondere zur Beleuchtung für ein optoelektronisches Messsystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarität der an der Gleichspannung an der Lampe (7, 8) in bestimmten Zeitabständen wechselt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarität der Gleichspannung an der Lampe (7, 8) in konstanten Zeitabständen wechselt.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühlampe ( 1), im Diagonalzweig einer mit einer Gleichspannung (9,10) beaufschlagten Brückenschaltung (2) aus zwei Paaren komplementärer Transistoren (3,4,5,6) liegt, derart, dass die eine Elektrode (7) der Glühlampe ( 1 ) mit den Kollektoren des einen Paares von komplementären Transistoren (3,4) und die andere Elektrode (8) mit den Emittern des anderen Paares von komplementären Transistoren (5,6) verbunden sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basen der Transistoren (3,4,5,6) mit Rechteckimpulsen beaufschlagt sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktfrequenz der Rechteckimpulse 50 bis 100 Hz beträgt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Glühlampe mit einer Gleichspannung, insbesondere zur Beleuchtung für ein optoelektronisches Messsystem.

Üblicherweise werden Lampen mit einer Gleichspannung oder einer sinusförmigen Wechselspannung betrieben. Untersuchungen haben aber ergeben, dass bei Betriebstemperaturen von Lampenwendeln unterhalb von 2700 K, wie z.B. bei fast allen Miniaturlampen, die erreichte Lebensdauer bei Betreiben der Lampen mit Gleichstrom wesentlich geringer als bei Betreiben mit Wechselstrom ist. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen von Wendeln haben gezeigt, dass bei Wechselstrombetrieb die Wendel keine oder nur eine geringfügige Facettenbildung auf der Aussenseite aufweist, während sich bei Gleichstrombetrieb eine ausgeprägte Facettenbildung an der Aussen-und Innenseite der Wendel zeigt. Dabei stehen die Facetten an der Innen- und Aussenseite nicht parallel zueinander, wodurch sich Einschnürungen ergeben, die sich offenbar zu tiefen Einkerbungen entwickeln, wodurch schliesslich die Wendel mechanisch schwach wird und abbricht. Es ist bekannt, aus diesem Grund Miniaturlampen mit einer sinusförmigen Wechselspannung zu betreiben.

In inkrementalen Messsystemen allerdings dürfen die Lampen nicht mit einer sinusförmigen Wechselspannung betrieben werden, weil infolge der dabei auftretenden, mit dem Auge nicht feststellbaren Helligkeitsschwankungen Modulationen der Messsignale auftreten, die zu Fehlsignalen führen.

Weiter ist es bekannt, Lampen zur Erhöhung der Lampenleistung ohne Beeinflussung der Lebensdauer bzw. zur Erhöhung der Lebensdauer bei gleicher Leistung impulsmässig zu beitreiben (DT-AS 1 589 223, DT-OS 1 539 453). Dabei steigen die Spannungen beispielsweise von Null auf einen bestimmten Wert V und fallen nach einer bestimmten Zeit wieder auf Null.

Ferner sind Verfahren zum Regeln und Stabilisieren des Lichtstromes bekannt, bei denen die Lampen mit Rechteckimpulsen regelbarer Breite betrieben werden (DT-OS 2 423 153, DT-OS 1 489 383, DT-PS 1 589 120).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Glühlampe, insbesondere zur Beleuchtung für ein optoelektronisches Messsystem anzugeben, bei denen die Lampe eine konstante Helligkeit bei erhöhter Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Polarität der Gleichspannung an der Lampe in bestimmten Zeitabständen wechselt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch das erfindungsgemässe Verfahren mit einfachen Mitteln eine konstante Helligkeit einer Glühlampe erzielt wird, die bei optoelektronischen Messsystemen Modulationen der Messsignale und damit Fehlsignale ausschliesst. Gleichzeitig führt die Erhöhung der Lebensdauer der Lampe zu einer grösseren Wirtschaftlichkeit, da ein Auswechseln der Lampe nur noch selten nötig sein wird, so dass Fehlzeiten in der Produktion weiter verringert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen, bei der die Glühlampe im Diagonalzweig einer mit Gleichspannung beaufschlagten Brücke aus zwei Paaren komplementärer Transistoren liegt. Dabei sind die eine Elektrode der Glühlampe mit den Emittern des einen Paares von komplementären Transistoren und die andere Elektrode mit den Kollektoren des anderen Paares von komplementären Transistoren verbunden, wobei die Basen der Transistoren z.B. mit Recheck-timpulsen beaufschlagt sind. Diese Schaltungsanordnung weist den Vorteil eines geringen Schaltungsaufwandes auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen :

Figur 1 eine bevorzugte Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und

Figur 2 eine schematische Darstellung eines optoelektronischen Messsystems.

In der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung nach Figur 1 ist eine Glühlampe 1 im Diagonalzweig einer mit einer Gleichspannung beaufschlagten Brückenschaltung 2 aus zwei Paaren komplementärer Transistoren 3,4,5,6 vorgesehen. Dabei ist die eine Elektrode 7 der Glühlampe 1 mit den Kollektoren des einen Paares von komplementären Transistoren 3,4 und die andere Elektrode 8 mit den Emittern des anderen Paares von komplementären Transistoren 5,6 verbunden. Der positive Pol 9 der Gleichspannung ist mit dem Emitter des Transistors 3 und dem Kollektor des Transistors 5 und der negative Pol 10 mit dem Emitter des Transistors 4 und dem Kollektor des Transistors 6 verbunden. Weiter sind die Basen der Transistoren 3,4,5,6 mit Rechteckimpulsen eines nicht dargestellten Rechteckoszillators über einen Anschluss 11 beaufschlagt.

Diese bevorzugte Schaltungsanordnung bewirkt, dass ein Gleichstrom IL durch die Glümlampe 1 fliesst, der in bestimmten, vorzugsweise konstanten Zeitabständen seine Polarität wechselt, wobei die Taktfrquenz der Rechteckimpulse vorteilhaft 50 oder 100 Hz beträgt. Der Polaritätswechsel erfolgt dabei so schnell, dass die Helligkeit der Lampe infolge der Trägheit der Wendel konstant bleibt. Dadurch treten keine Modulationen der Messsignale bei optoelektronischen Messsystemen mehr auf, wodurch Fehlsignale ausgeschlosen sind. Gleichzeitig bewirkt diese Polaritätsumkehr eine Unterdrückung der Facettenausbildung, wodurch die Lebensdauer der Wendel wesentlich erhöht wird, da die bei Gleichstrombetrieb lebensdauerbestimmende Einschnürung vermieden wird, die schliesslich zum mechanischen Bruch führt.

Bei der schematischen Darstellung eines optoelektronischen Messsystems in Figur 2 fällt das Licht der Glühlampe 1 über einen Kondensator 21, einen Massstab 22 und eine Abtastplatte

23 auf Abtastfotoelemente 24. Bei der Bewegung des Massstabs 22 relativ zur Abtastplatte 23 erzeugen die Abtastfotoelemente

24 periodische Signale, die einer elektronischen Auswerteeinheit 25 und über einen Anschluss 26 einer nicht dargestellten Anzeigeeinheit zur Anzeige der Position eines zu messenden, nicht dargestellten Objekts zugeleitet werden. Dabei ist die Schaltungsanordnung nach Figur 1 zum erfindungsgemässen Betreiben der Glühlampe 1 in der Baueinheit 27 angeordnet.

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1 Blatt Zeichnungen