• Keine Ergebnisse gefunden

ARCHIV FUR TECHNISCHES MESSEN ATA

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Aktie "ARCHIV FUR TECHNISCHES MESSEN ATA "

Copied!
345
0
0

Wird geladen.... (Jetzt Volltext ansehen)

Volltext

(1)

ARCHIV FUR TECHNISCHES MESSEN ATA

EIN SAMMELWERK FÜR DIE GESAMTE MESSTECHNIK HERAUSGEGEBEN VON PROF. DR.-ING. GEORG KEINATH

V E R L A G R . O L D E N B O U R G M Ü N C H E N 1 U N D B E R L I N

LIEFERUNG 4 9 JULI 1935

INHALT:

Blatt

TEXT-BLÄTTER Τ

Benennung von Meßgeräten V 05 85

Akustische Tiefenmessung V112rf5 86,87,88

Aufzeichnung schneller mechanischer Vorgänge V 132 89 Dielektrische Eigenschaften von Gummi V 942 90

Ausdehnungsthermometer J 210 91

Magnetische Joche (Permeameter) J 63 92...95

Elektrostatische Voltmeter J 762 96, 97

Gold-Chrom-Widerstandsleglerung Ζ 931 98

FIRMEN-MITTEILUNGEN F

Trommelzähler zur Alkohol-Messung. . J 122 13

Tragbare Stromwandler Ζ 285 14

JJA (Arch, techn. Mess.) Bd. 5 I Lfg.49 BI.T85...98. F13,14 I München.31.VII.1935

(2)

Benennung von Meßgeräten V

0 5 - 2

Verfasser: Dr.-Ing. O. F r a n k , VDI Im Deutschen NormenausschuB DK 621.317.7

Allgemeines. Die Vielfältigkeit der Meßverfahren und Meßgeräte und ihre E n t w i c k l u n g in den letzten J a h r z e h n t e n h a t auch zu einer Vielfältigkeit der Be- nennungen und des Sprachgebrauchs g e f ü h r t , die in z u n e h m e n d e m Maße als störend e m p f u n d e n wird. F ü r das Gebiet der t e c h n i s c h e n Messungen und t e c h - n i s c h e n Meßgeräte scheint eine Einigung auf ein- heitliche Begriffe und Bezeichnungen nicht n u r not- wendig und möglich, sondern auch v e r h ä l t n i s m ä ß i g leicht d u r c h f ü h r b a r zu sein. Die n a c h s t e h e n d e n Aus- f ü h r u n g e n sollen Wege in dieser R i c h t u n g zeigen.

B e w u ß t ist in diesem Vorschlag davon abgesehen worden, auch rein wissenschaftliche Meßverfahren und Meßgeräte, etwa der S t e r n k u n d e , der W e t t e r k u n d e usw., in die B e t r a c h t u n g e n einzubeziehen. D a m i t soll nicht gesagt werden, d a ß nicht auch f ü r diese eine Vereinheitlichung der Benennungen zur leichteren Ver- s t ä n d i g u n g nützlich wäre, und d a r ü b e r hinaus eine allgemeine Ü b e r e i n s t i m m u n g im g e s a m t e n Meßwesen.

J e d o c h scheint es wünschenswert, z u n ä c h s t einmal auf dem Gebiete der technischen Meßgeräte Klarheit zu schaffen und von da ausgehend eine allgemeine Reglung zu versuchen.

Maß. Wie merkwürdig verschieden einzelne Be- n e n n u n g e n g e b r a u c h t werden, zeigt schon die T a t s a c h e , d a ß eines der G r u n d w ö r t e r der Meßtechnik, nämlich das W o r t M a ß , abgesehen von übertragenen B e d e u t u n - gen, in dreifach verschiedenem Sinne g e b r a u c h t wird, nämlich

1. im Sinne von A b m e s s u n g

(ζ. B. Körpermaße eines Menschen, Maße eines Schiffes, Maßeintragung auf Zeichnungen),

2. im Sinne von M a ß e i n h e i t

(ζ. B. Längenmaße verschiedener Länder, Raummaße), 3. i m Sinne v o n M e ß g e r ä t

(ζ. B. Metermaß, B a n d m a ß , Litermaß).

Im Sinne klarer und eindeutiger Bezeichnungen liegt es sicher, dieser Mehrdeutigkeit ein E n d e zu m a c h e n . Eine b r a u c h b a r e Lösung wäre e t w a , wenn M a ß in strenger B e d e u t u n g n u r im Sinne von A b - m e s s u n g g e b r a u c h t w i r d ; dies würde sich übrigens mit dem Sprachgebrauch des täglichen Lebens g u t decken ( K ö r p e r m a ß , G a r d e m a ß , Maßanzug usw.), im Sinne von 2. wäre zu s a g e n : Maßeinheit, Längeneinheit, R a u m e i n h e i t usw., im Sinne von 3. wären W o r t v e r - bindungen mit Meß-, - m e ß g e r ä t , -messer zu wählen, also e t w a : Meßstab, M e ß b a n d , Meßwinkel, Meßgefäß, Längenmesser.

K o m m e n wir nun zu den Meßgeräten selbst, so finden sich d o r t ähnliche Verschiedenartigkeiten der Begriffe und Bezeichnungen.

Messer, Zähler, Uhr. Geräte zur Messung von D u r c h f l u ß m e n g e n werden bei Gas, Dampf und Wasser bisher f a s t i m m e r noch als Messer oder Uhren bezeichnet (Wassermesser, Gasuhr, D a m p f u h r ) . In der Elektro- t e c h n i k , die in der Bezeichnung der Meßgeräte zu den fortschrittlichsten Fachgebieten g e h ö r t , ist es seit langem üblich, die Geräte zur B e s t i m m u n g des Ver- brauches als Z ä h l e r zu bezeichnen. Das sollte auch f ü r Wasser, Gas und Dampf allgemein geschehen, man würde also neben den A m p e r e s t u n d e n z ä h l e r n und W a t t s t u n d e n z ä h l e r n auch D a m p f z ä h l e r und Wasser- zähler h a b e n . Diese Bezeichnungen sind schon teil- weise e i n g e f ü h r t . Es wäre allerdings richtiger, von D a m p f m e n g e n z ä h l e r n und Wassermengenzählern zu sprechen, die gekürzten W o r t e sind aber vollkommen eindeutig.

Ein Z ä h l e r ist also eine Meßeinrichtung, die Ge- s a m t m e n g e n zählt, ohne d a ß in seiner G r u n d f o r m Augenblickswerte oder D u r c h s c h n i t t s w e r t e über eine gewisse Zeiteinheit abzulesen w ä r e n . Diese Fest- legung h a t den Vorteil, d a ß die Bezeichnungen Messer und Uhr n u n m e h r eindeutig f ü r Meßgeräte a n d e r e r Art festgelegt werden können.

Im allgemeinen sind Zähler mit einem Räderzähl- w e r k ausgerüstet, das u n m i t t e l b a r eine mehrstellige Zahl abzulesen g e s t a t t e t . Die Ableseeinrichtung k a n n jedoch auch aus einem über eine Skala spielenden Zeiger bestehen oder aus einer Reihe von Zeigern über einer Reihe von Skalen g e t r e n n t f ü r Einer, Zehner, H u n d e r t e r usw.

Meßeinrichtung, Meßgerät, Meßlnstrument. Hinsicht- lich des Gebrauchs dieser Bezeichnungen besteht nicht die geringste Einheitlichkeit. Bereits 1921 h a t der Verband Deutscher E l e k t r o t e c h n i k e r in den von ihm herausgegebenen Regeln f ü r elektrische Meßgeräte die B e d e u t u n g der W ö r t e r Meßgerät und M e ß i n s t r u m e n t festgelegt. D a n a c h ist das M e ß i n s t r u m e n t das eigent- liche Anzeigegerät, während d a s M e ß i n s t r u m e n t s a m t seinem Zubehör, also ζ. B. mit W i d e r s t ä n d e n , Normal- elementen usw., als Meßgerät zu bezeichnen ist. An und f ü r sich k ö n n t e man d a r a n d e n k e n , das W o r t I n s t r u m e n t als F r e m d w o r t auszuschalten und d a f ü r Meßgerät zu sagen, d a n n würde es a b e r keine sichere Bezeichnung f ü r das M e ß i n s t r u m e n t mit Zubehörteilen geben. Sagt man h i e r f ü r Meßeinrichtung, so fehlt es wieder an einem W o r t f ü r den G e s a m t a u f b a u , der j e t z t als Meßeinrich- t u n g bezeichnet wird. Das W o r t I n s t r u m e n t ist auch in allen Ländern verständlich, und aus diesem Grunde erscheint es zweckmäßig, es beizubehalten. Schließlich ist es auch mißlich, die in einem großen Fachgebiet,

A T M Archiv für Technisches Messen

V 0 5 — 2 J u l i 1 9 3 5 Τ 85

(3)

nämlich in der E l e k t r o t e c h n i k , bereits festgelegten Be- zeichnungen u m z u s t o ß e n .

Messer und Zeiger. Hier können wieder die Regeln f ü r elektrische Meßgeräte als G r u n d l a g e dienen. Sie bezeichnen als M e s s e r solche M e ß i n s t r u m e n t e , bei denen der W e r t der zu b e s t i m m e n d e n Größe d u r c h die je- weilige Stellung des Zeigers auf einer Skala abgelesen wird.

Es ist hierbei gleichgültig, ob der eigentliche Zeiger aus einem festen Stoff b e s t e h t oder a u s einer Flüssigkeit oder aus einem L i c h t s t r a h l ; es ist f e r n e r gleichgültig, ob die Skala f e s t s t e h t u n d der Zeiger sich bewegt, oder ob u m g e k e h r t der Zeiger f e s t s t e h t u n d die Skala sich bewegt. S e l b s t v e r s t ä n d l i c h k o m m t es a u c h n i c h t auf die B e w e g u n g s r i c h t u n g des Zeigers (gerad- linig, D r e h u n g ) a n .

Im Gegensatz zu den Messern stehen n a c h den Regeln f ü r elektrische Meßgeräte die Z e i g e r ( S t r o m - zeiger, G a l v a n o s k o p ) , bei denen die Bewegung des Zeigers aus seiner Nullage h e r a u s lediglich das V o r - h a n d e n s e i n der Meßgröße anzeigt. Ist h i e r m i t eine S i g n a l e i n r i c h t u n g v e r b u n d e n , so k a n n d a s G e r ä t im ganzen als M e l d e r bezeichnet w e r d e n .

Meßgeräte, bei denen der M e ß k ö r p e r selbst die Stelle des Zeigers e i n n i m m t , sind d u r c h d a s V o r w o r t M e ß - zu bezeichnen, z . B . M e ß s t ä b e , M e ß b ä n d e r , Meßwinkel, Meßgefäße. D a d u r c h ergibt sich eine klare A b g r e n z u n g ζ. B. zwischen Meßwinkel u n d W i n k e l m e s s e r . Zusatzbezeichnungen, Fern-, Fein-, Präzisions- usw.

Legt m a n noch eine Reihe von Z u s a t z b e z e i c h n u n g e n f e s t , so lassen sich leicht v e r h ä l t n i s m ä ß i g k u r z e , dabei a b e r doch eindeutige z u s a m m e n g e s e t z t e Bezeichnungen f i n d e n . Solche Z u s a t z b e z e i c h n u n g ist ζ. B. Fern-. F e r n -

m e ß g e r ä t e sind solche, bei denen die Anzeigeeinrich- t u n g in g r ö ß e r e r E n t f e r n u n g von der Meßstelle sich be- f i n d e t .

Eine v o l l k o m m e n eindeutige B e g r i f f s b e s t i m m u n g l ä ß t sich allerdings n i c h t geben. Die a b s o l u t e E n t f e r n u n g k a n n allein f ü r die Bezeichnung als F e r n m e ß g e r ä t n i c h t m a ß g e b e n d sein, ζ. B. sind 20 m E n t f e r n u n g f ü r ein A u s d e h n u n g s t h e r m o m e t e r schon eine F e r n m e s s u n g , f ü r ein elektrisches T h e r m o m e t e r aber noch n i c h t . Man k ö n n t e von F e r n m e s s u n g s p r e c h e n , w e n n besondere, n i c h t im eigentlichen M e ß g r u n d s a t z liegende Mittel a n g e w e n d e t w e r d e n , u n d wenn die Ü b e r b r ü c k u n g beliebig g r o ß e r E n t f e r n u n g e n möglich ist, beispiels- weise d a s Aussenden von Impulsen bei F e r n l e i s t u n g s - m e s s u n g e n .

W e i t e r e Z u s a t z b e z e i c h n u n g e n sind möglich zur K e n n z e i c h n u n g der G ü t e k l a s s e n von M e ß g e r ä t e n . In diesem Sinne werden schon seit l a n g e m V o r w ö r t e r wie Präzisions-, Fein- u n d ähnliche b e n u t z t . Die Frage, ob es richtig ist, bei allen Meßgeräten d a s W o r t Präzisions- in Fein- zu ä n d e r n , m ü ß t e noch sehr ein- gehend g e p r ü f t w e r d e n . Fein- k ö n n t e d o r t a n g e w e n d e t w e r d e n , wo eine sehr feine Ablesung s t a t t f i n d e t , ohne d a ß die M e ß t o l e r a n z ebenso fein ist wie die A b l e s u n g ; m a n k a n n beispielsweise an einem F e i n t h e r m o m e t e r eine T e m p e r a t u r ä n d e r u n g von 1/100° ablesen, u n d doch k a n n die M e ß t o l e r a n z erheblich g r ö ß e r sein. Im Gegen- s a t z dazu k a n n es möglich sein, d a ß ein Präzisions- i n s t r u m e n t die Ablesung einer so feinen S c h w a n k u n g n i c h t g e s t a t t e t , d a f ü r a b e r eine besonders enge Meß-

toleranz f ü r den a b s o l u t e n W e r t hat." N a t ü r l i c h k a n n ein P r ä z i s i o n s i n s t r u m e n t gleichzeitig auch ein Fein- m e ß g e r ä t sein, es b r a u c h t es a b e r n i c h t .

Es gibt ζ. B. P r ä z i s i o n s w i d e r s t ä n d e und Präzisions- k o n d e n s a t o r e n , h i e r f ü r F e i n w i d e r s t ä n d e u n d Fein- k o n d e n s a t o r e n zu sagen, w ä r e aber n i c h t e m p f e h l e n s w e r t , weil d a n n eine Verwechslung m i t f e i n e i n s t e l l b a r e n W i d e r s t ä n d e n u n d K o n d e n s a t o r e n leicht möglich ist.

Uhren. Die B e z e i c h n u n g U h r sollte n u r f ü r Z e i t - m e ß g e r ä t e aller A r t b e n u t z t w e r d e n , ζ. B. P e n d e l u h r , S t o p p u h r usw., n i c h t a b e r f ü r Meßgeräte, die n u r äußerlich einer U h r ähnlich sehen.

Eine gewisse Schwierigkeit b e s t e h t noch d a r i n , kurze Bezeichnungen f ü r solche Meßgeräte zu f i n d e n , die m e h r e r e T ä t i g k e i t e n a u s f ü h r e n , u n d f ü r z u s a m m e n - gesetzte M e ß g e r ä t e . Es gibt ζ. B. W a s s e r z ä h l e r , die gleichzeitig den W a s s e r s t r o m (augenblickliche D u r c h - f l u ß m e n g e ) anzeigen, f e r n e r M e ß g e r ä t e , die gleichzeitig S c h r e i b e r u n d Zeiger sind, ζ. B. solche f ü r elektrische Leistung. Bis kurze u n d b r a u c h b a r e W o r t z u s a m m e n - s e t z u n g e n g e f u n d e n sind, wird es richtig sein, beide Bezeichnungen n e b e n e i n a n d e r zu s e t z e n , e t w a : Wasser- z ä h l e r m i t W a s s e r s t r o m m e s s e r .

Normvorschlag. N a c h s t e h e n d sind die zur Vereinheit- lichung vorgeschlagenen Bezeichnungen des Meßwesens z u s a m m e n g e s t e l l t m i t k u r z g e f a ß t e n E r l ä u t e r u n g e n .

Normvorschlag.

B e z e i c h n u n g E r l ä u t e r u n g

Meßgröße ζ. B. Temperatur, Dicke, elektrischer Widerstand

Meßwert Gemessener Wert, ζ. B. 12 kg/cm2

Maß Abmessung, ζ. B . Länge, Breite Maßeinheit ζ. B. m m , kg, kW

Meßeinrichtung G e s a m t a u f b a u einer Meßeinrichtung Meßgerät Meßinstrument m i t Zubehör

Meßinstrument Allgemeine Bezeichnung für die folgen- den Einzelarten

Meß-

Meßgeräte, bei denen der Meßgegen- stand die Stelle des Zeigers vertritt, ζ. B. Meßbänder, Meßwinkel

Messer

Meßgeräte mit über Skale spielendem Zeiger, auch m i t Flüssigkeitszeiger und Lichtzeiger

Schreiber Meßgeräte mit laufender A u f z e i c h n u n g , Punktschreiber, Kurvenschreiber Zähler Mengenzähler, ζ. B. Stromzähler, Gas-

zähler, Umdrehungszähler

Zeiger (Indikator) Geräte, die lediglich das Vorhanden- sein anzeigen, ζ. B. Galvanoskope Melder Zeiger oder Messer mit Signaleinrichtung Uhr nur Zeitmeßgeräte, ζ. B. Stoppuhr, Pen-

deluhr

Fern-

Ableseeinrichtung v o n Meßeinrichtung entfernt, ζ. B. Fernzeiger, Fern- schreiber

Präzisions-Fein-

Kennzeichnung von Meßgeräten hoher Meßgenauigkeit, ζ. B. Präzisionsspan- nungsmesser, Feinthermometer Es sei n o c h m a l s b e t o n t , d a ß es sich u m V o r - s c h l ä g e h a n d e l t , die einen allgemeinen M e i n u n g s a u s - t a u s c h zwischen den beteiligten Fachkreisen einleiten sollen.

(4)

Akustische Tiefen-Messung

Verfasser: Priv.-Doz. Dr. E. L U b c k e , Berlin DK 534.8:526.9

Die a k u s t i s c h e n V e r f a h r e n zur Tiefen-Messung wer- den in der S c h i f f a h r t a n g e w a n d t , u m die Tiefe ü b e r

G r u n d zu messen. Da die V e r f a h r e n f ü r die S e e f a h r t u n d f ü r die L u f t f a h r t dieselben sind, w e r d e n sie a u c h g e m e i n s a m b e h a n d e l t . Bei der L u f t f a h r t s p r i c h t m a n , i n d e m m a n n i c h t die Lage des Messenden, s o n d e r n eine m i t t l e r e E r d o b e r f l ä c h e als A u s g a n g s p u n k t a n n i m m t , von a k u s t i s c h e r H ö h e n - M e s s u n g . In W i r k l i c h k e i t leisten die Geräte a b e r n i c h t m e h r , als d a ß sie den A b s t a n d des Messenden v o m E r d b o d e n bzw. von der n ä c h s t e n Schall r ü c k w e r f e n d e n Fläche a n g e b e n . Man n e n n t d e s h a l b diese Geräte auch E c h o l o t e .

V e r f a h r e n .

1. Zeitmeß-Verfahren. Bei den h e u t e im G e b r a u c h befindlichen E c h o l o t e n ist die Messung des A b s t a n d e s d auf eine Messung der Zeit / z u r ü c k g e f ü h r t , die der Schall v o m Geber G bis z u m E m p f ä n g e r E z u r ü c k l e g t , wobei die Schallgeschwindigkeit c als b e k a n n t u n d ü b e r den A b s t a n d als k o n s t a n t (wenigstens im M i t t e l w e r t ) a n g e n o m m e n w i r d . Nach Bild 1 ist die L a u f z e i t des Schalles t = 2 b/c. Die gemessene Tiefe ist Hm =

f b2m d \ oder H = f O T 2 5 c2t2- - d2. Die G e s a m t t i e f e ist Tm= Hm + Am. F ü r W a s s e r (c = 1500 m/s) ergibt sich d a n n Tm = Am + 1~5,6ΪΟ*Ρ—~$>~. Bei H >

25 m ist d < 5 m zu v e r n a c h l ä s s i g e n . U m im W a s s e r H = 10 m ± 0,5 m zu b e s t i m m e n , m u ß eine Zeit von (w = 13,3 ms ± 0,67 ms gemessen w e r d e n . In L u f t sind diese Zeiten (c = 340 m/s) /10 = 58,82 ms ± 2,94 ms. Aus diesen Zahlen ergibt sich, d a ß a u ß e r ge- eigneten S c h a l l - G e b e r n u n d S c h a l l - E m p f ä n g e r n

vor allem sehr g e n a u e V e r f a h r e n zur Messung von Z e i t u n t e r s c h i e d e n oder K u r z z e i t m e s s e r zur V e r f ü g u n g s t e h e n m ü s s e n .

rym7777777iTr/77777777T,

Bild 1. Echolotung nach dem Zeitmeß-Verfahren.

2. Richtungshör-Verfahren. Beim beidohrigen Rich- t u n g s h ö r e n l ä ß t sich der M i t t e n e i n d r u c k m i t einer Ge- n a u i g k e i t von e t w a 0,03 ms g e n a u festlegen. F ü h r t m a n e i n e m Ohre einen Teil des Geberschalles zu u n d d e m a n d e r e n Ohre den E m p f ä n g e r s c h a l l u n d s e n d e t kurze Schallstöße m i t einer Z e i t d i f f e r e n z p, d a n n k a n n d u r c h Ä n d e r u n g von ρ e r r e i c h t w e r d e n , d a ß Geber u n d E m p f ä n g e r gleichzeitig a n s p r e c h e n . Zwischen Geber u n d E m p f ä n g e r liegen in d e m Augenblick η Schallstöße, u n d es ist 2 b = c · η · ρ = c · π / / . Ä n d e r t m a n die

Z e i t d i f f e r e n z ρ bzw. die F r e q u e n z / von ft auf /2, so

c · a

e r h ä l t m a n a M i t t e n e i n d r ü c k e , d a n n wird 2 b = -.—j- ·

h h

Die Tiefen-Messung ist j e t z t u n t e r E i n s c h a l t u n g der s u b j e k t i v e n E i n s t e l l u n g auf M i t t e n e i n d r u c k auf eine F r e q u e n z m e s s u n g z u r ü c k g e f ü h r t . Dies S c h a l l s t o ß - V e r f a h r e n a r b e i t e t von 70...10000 m m i t großer Ge- n a u i g k e i t , angegeben ist bei 3600 m ± 0,6 m®·1 0.

O r d n e t m a n zwei E m p f ä n g e r im Vorschiff a n , d a n n l ä ß t sich die Tiefe H des Bodens d u r c h Messung des Einfallswinkels <x der v o m Boden r e f l e k t i e r t e n Schall- s t r a h l e n des S c h r a u b e n g e r ä u s c h e s b e s t i m m e n . D e r W i n k e l wird b i n a u r a l o d e r n a c h dem G r u p p e n - V e r f a h r e n gemessen. Es ist H = ^ t a n » , wo d der A b s t a n d zwischen E m p f ä n g e r n u n d S c h i f f s s c h r a u b e ist. F ü r Tiefen zwischen 0,1 d u n d d liegt die G e n a u i g k e i t des W i n k e l m e ß - V e r f a h r e n s i n n e r h a l b von 3 %6·1 0. Die R i c h t u n g s h ö r - V e r f a h r e n sind s u b j e k t i v .

3. Fall-Lot. W ä h r e n d bei den oben g e n a n n t e n Echo- loten S c h a l l - G e b e r u n d - E m p f ä n g e r sich auf d e m F a h r - zeug befinden u n d der Schall zur A b t a s t u n g der E n t - f e r n u n g b e n u t z t wird, d i e n t beim F a l l - L o t der Schall n u r zur Anzeige, d a ß ein L o t k ö r p e r den Boden e r r e i c h t h a t . Der K ö r p e r ist so a u s g e b i l d e t , d a ß er im W a s s e r m i t einer Geschwindigkeit von 2 m / s f ä l l t . Der obere Teil e n t h ä l t die beiden E l e k t r o d e n eines E l e m e n t e s n e b s t einer S p r e n g k a p s e l m i t G l ü h z ü n d e r , der u n t e r e einen S c h a l t e r , welcher bei G r u n d b e r ü h r u n g den S t r o m - kreis s c h l i e ß t . Zur Z e i t m e s s u n g v o m Abwurf bis zur S p r e n g u n g d i e n t eine S t o p p u h r . Das E l e k t r o l o t ist e t w a von 4...250 m Tiefe v e r w e n d b a r , die G e n a u i g k e i t b e t r ä g t bei 50 m Tiefe 5 %1 0.

Geräte.

1. Schall-Geber. Die v o m Geber abgegebene Schall- energie soll so g r o ß sein, d a ß sie ü b e r den Störpegel h i n a u s den E m p f ä n g e r u n d d a m i t den K u r z z e i t m e s s e r z u m sicheren Ansprechen b r i n g t . F e r n e r darf die Zeit- d a u e r des Geberschalles tg n u r einen Bruchteil der S c h a l l - L a u f z e i t t a u s m a c h e n t < 0,1 · tg. Will m a n z u r Befreiung von S t ö r u n g e n noch die R e s o n a n z a u s n u t z e n , d a n n sind bei einer D ä m p f u n g b = 0,1 von Geber u n d E m p f ä n g e r m i n d e s t e n s 10 S c h w i n g u n g e n erforderlich, u m ein Aufschwingen auf H ö c h s t a u s s c h l a g zu erreichen.

F ü r die h a u p t s ä c h l i c h in Frage k o m m e n d e n Tiefen Τ von 1 u n d 100 m ergeben sich die in der Tabelle f ü r W a s s e r u n d f ü r L u f t angegebenen k ü r z e s t e n Sendezeiten tg u n d die niedrigste noch zulässige F r e q u e n z /„.

Wasser Luft

tg ms f g Hz tg ms Jg Hz

7 = 1 m 0,13 7 7 0 0 0 0,59 17000 7 = 100 m 13,3 770 58,82 170

A T M Archiv für Technisches Messen

V 1124-1 Juli 1935

Τ 86

(5)

Außer diesen akustisch festgelegten Anforderungen sind bei der Luftfahrt noch sehr weitgehende Ein- schränkungen hinsichtlich Gewicht zu erfüllen.

Als erster Schall-Geber für ein Echolot wurde von A. Behm ein Knall, eine Detonation von Sprengstoff, benutzt1. Die oszillographische Aufzeichnung eines Knalles und seines Echos (Bild 2) läßt einmal die gro-

Hz sind Schlagsender in Anwendung7· 8· 1 0. Bei ihnen wird ein Stößel a (Bild 5) durch einen vom Bordnetz erregten Elektromagneten c festgehalten und durch die Feder b gegen die abgestimmte Platte d geschnellt.

Der Schlagsender ist für kleine und mittlere Tiefen ge- eignet, für große Tiefen bis über 1 0 0 0 0 m benutzt man Membransender, wie sie für den Signalverkehr ent-

•.Ι IM ' H

Bild 2. Aufzeichnung eines Knalles und seines Echos in Luft.

ßen Ausschläge, dann aber auch den steilen Einsatz des Echos erkennen. Ein Knall-Geber hat für Flugzeuge den Vorteil des geringen Gewichtes, bringt aber den Nach- teil einer Beschränkung der Zahl der Lotungen. Ein Magazin für 3 6 Schuß mit einem automatischen Schal- ter für die elektrische Zündung zeigt Bild 3. Für geringe Abstände benutzt man ebenso wie in der Schiffahrt an- geschlagene Membranen3. Um von diesen den Schall gut abzustrahlen, benutzt man eine Drucktransforma- tion und exponentielle Zunahme des Trichterquer- schnittes, ähnlich wie bei den Konstruktionen für Laut- sprecher mit hohem Wirkungsgrad. Zur Luftlotung wird ein Ton mit einer Frequenz zwischen 2 0 0 0 und 3 0 0 0 Hz angewandt, weil in diesem Gebiet die Störungen durch Motor und Propeller meist gering sind4- 5. Die Trichter- öffnung kann deshalb klein bleiben und hat 5...20 cm Dmr. Als andere leichte Energiequelle dient Preßluft, die zum Antrieb einer Pfeife oder einer Sirene dient9 , u. Diese können für Zeiten von Hundertstelsekunden Schall-Leistungen von 100 W abgeben. Um trotz großer Flugzeuggeschwindigkeit das Echo beim Lan- den empfangen zu können, muß man die Schallquelle in einen Trichter setzen, welcher den Schall in Fahrt- richtung schräg nach unten sendet. Eine Sirene mit Antriebsmotor, elektrischem Druckluftventil und Trich- ter mit angesetztem Sendemikrophon zeigt Bild 4.

Bei der Seefahrt treten die Gewichtsbeschränkungen zurück, hier wird mehr W e r t auf Dauerbetrieb gelegt.

Der Knallsender k o m m t nur für Sonderfälle zur An- wendung. Für Hörschall von der Frequenz 1000...2000

— m ¡¡¡¡a

Bild 4. Photo einer Luftsirene. (Echometer G. m. b. H. Kiel.) wickelt sind und einige hundert W Schall-Leistung liefern7. Will man mit besonderer Genauigkeit messen und vor allem noch kleinste Tiefen erfassen, dann muß man zum unhörbaren Ultraschallsender greifen. Der hier zuerst entwickelte piezoelektrische Sender (Bild 6) erregt mittels Funkensender ein Quarzmosaik a nebst den angekitteten Stahlzylindern b und c z u hochfrequen- ten Longitudinalschwingungen von etwa 4 0 0 0 0 Hz2.

Beim Magnetostriktions-Schwinger kann man die un- hörbaren Schwingungen von 2 0 0 0 0 Hz und darüber durch die Entladung eines vom Bordnetz aufgeladenen

Kondensators anstoßen1.

Die erreichbaren größten Tiefen hängen außer von dem Erfolg der Störbefreiung beim Empfang und der

Bild 5. Schnitt durch elektromagnetischen Schlagsender.

Bild 3. Photo eines Schußgebers mit Magazin und automatischem Schalter. (Askania Werke A . G . Berlin.)

a" b C'

Bild 6. Schnitt durch Piezoquarz-Sender nach Langevin-Fiorisson

(6)

V1124—1 Güte des Kurzzeitmessers hauptsächlich v o m Schall-

Geber a b . I m Wasser gelten e t w a f o l g e n d e Z a h l e n : Für einen Signalsender bis 11000 m, für einen Schlag- sender bis 500 m, f ü r einen Ultraschallsender bis 500 m, f ü r einen K n a l l j e nach Stärke 500... 10000 m. In L u f t ist die Störbefreiung schwieriger, auch spielen hier Un- gleichmäßigkeiten des Mediums eine wesentlich größere Rolle. D i e hier festgestellten größten T i e f e n liegen zwischen 100 und 250 m .

Die noch meßbaren geringsten T i e f e n hängen, a b - gesehen von d e r Störbefreiung beim E m p f a n g und d e r Einstellzeit d e s Kurzzeitmessers, in erster Linie v o n der z u m Senden benutzten Frequenz a b . I m Wasser erreicht man m i t d e m Signalsender T i e f e n Η , ( v g l . Bild 1) v o n 5...6 m, mit einem Knallsender solche v o n 3...4 m und m i t einem Ultraschallsender solche v o n Bruchteilen eines Meters. Erst mit ihnen ist es möglich, in Flüssen und Hafeneinfahrten m i t Sicherheit festzu- stellen, welche T i e f e noch unter d e m K i e l liegt, u n d somit f ü r die N a v i g a t i o n bei schwierigen Einfahrten eine wesentliche Hilfe zu bringen. Ein weiterer V o r - zug des Ultraschalles ist es, d a ß die L o t u n g e n w e d e r i m Schiff noch außerhalb w a h r g e n o m m e n werden, und daß man mit ihnen wirkliche Schallstrahlen aussendet und d a m i t den senkrechten A b s t a n d unterhalb des Schiffes mißt, während die anderen, nicht gerichteten Schallsender nur den kürzesten Echoabstand angeben.

W i e unten g e z e i g t w i r d , entspricht bei geneigtem B o d e n dieser nicht d e r T i e f e senkrecht unter d e m Schiff. — Beim L u f t l o t kann m a n Ultraschall wegen der großen A b s o r p t i o n in L u f t nicht v e r w e n d e n . M a n ist hier an H ö r f r e q u e n z e n u n d Knalle gebunden u n d erreicht m i t ihnen erst Meßmöglichkeit f ü r A b s t ä n d e oberhalb v o n 6...10 m .

2. Schall-Empfänger. Die E m p f ä n g e r dienen zur Be- tätigung des Kurzzeit-Meßgerätes (bei einigen Loten auch zur Auslösung dieses Gerätes beim Senden), wenn man nicht das menschliche Ohr als E m p f a n g s o r g a n be- , nutzt1 1. K o h l e n m i k r o p h o n e sind nur f ü r die A u f n a h m e

von Knallen oder kurzen Schallstößen geeignet. In der Seefahrt finden E m p f ä n g e r ähnlich denen f ü r N a - v i g a t i o n nach d e n Wasserschallsignalen d e r Feuer- schiffe A n w e n d u n g1 0. Bei T o n f r e q u e n z sind elektro- magnetische oder elektrodynamische E m p f ä n g e r g u t geeignet7. Ultraschall e m p f ä n g t m a n e n t w e d e r m i t d e m Sendegerät oder m i t einem zweiten piezoelektri- schen oder magnetostriktiven S c h w i n g e r2 , 8. U m bei der L u f t f a h r t v o n den großen Störungen und Beschleu- nigungskräften f r e i z u k o m m e n , leistet ein Gerät ähn- lich einem Beschleunigungsmesser nach B r a g g gute Dienste3. D i e auf die Geberfrequenz, / = 2000 H z , a b g e s t i m m t e M e m b r a n drückt gegen ein tief a b g e s t i m m - tes Schwingungsgebilde (J = 20...90 H z ) . Dann wird

der K o n t a k t d r u c k n u r dann geändert, oder g a r a u f - gehoben, wenn die M e m b r a n zu Eigenschwingungen endlichen Ausschlages angeregt w i r d . U n t e r Benutzung einer K o h l e p l a t t e auf der M e m b r a n und eines an einem a b g e s t i m m t e n Hebel befestigten Kohlestückes als K o n t a k t k ö r p e r k o m m t m a n zu einem h o c h e m p f i n d - lichen und selektiven E m p f ä n g e r (Bild 7 u. 11).

3. Kurzzelt-MeBgeräte. Z u r Messung sehr großer A b s t ä n d e und d a m i t großer Laufzeiten sind keine be- sonderen Kurzzeitmesser nötig. Hier wird bei d e r Schallabgabe eine Stoppuhr in Betrieb gesetzt und beim A b h ö r e n des Echos angehalten. B e q u e m e r ist ein an einer in Meter geeichten Skala u m l a u f e n d e r L i c h t - z e i g e r , bei dessen Nulldurchgang d e r Schallstoß a b - geht und dessen Stellung beim Eintreffen des Schalles abgelesen w i r d .

Die i m folgenden behandelten Kurzzeitmesser a r - beiten alle o b j e k t i v und automatisch. Zur Betätigung der A n z e i g e wird eine umlaufende W e l l e benutzt. Diese betreibt auch die einzelnen Schalter. U m die erforder- liche hohe Genauigkeit zu erreichen, wird die W e l l e v o n einem in d e r Drehzahl genau geregelten E l e k t r o m o t o r angetrieben. Sehr v e r b r e i t e t ist die A n z e i g e mit einem Lichtblitz8' 1 0. Bild 8 zeigt die Schaltung. Passiert die umlaufende Glimmlichtröhre (meist m i t N e o n - f ü l l u n g ) den N u l l p u n k t d e r Ableseskala, so w i r d d e r

Sender b e t ä t i g t . Das eintreffende Echo erregt den E m p - fänger, dieser schickt nach Verstärkung einen Span- nungsstoß z u r L a m p e . Diese leuchtet also an einer der L o t t i e f e entsprechenden Stelle der Skala bei j e d e m Echo auf. Die Zahl der L o t u n g e n in der Zeiteinheit ist sehr g r o ß ; ζ . B . bei h ö r b a r e m Schall 23/min u n d bei d e m unhörbaren Ultraschall sogar 15 b z w . 1,5/s.

Das A u f b l i t z e n erfolgt also so häufig, d a ß m a n d e n Eindruck eines feststehenden Zeigers h a t . D e r z u - fällige Ausfall einzelner L o t u n g e n stört also gar nicht.

Die Genauigkeit beträgt bei Ultraschall i m Bereich 0...100 m ± 0,25 m und i m Bereich 0...50 m ± 0,10 m8. Bei diesem Verfahren lassen sich auch Schallhindernisse, wie Fischschwärme zwischen Schiff und Boden feststellen, i n d e m der Lichtzeiger j e t z t an mehreren Stellen leuchtet.

A u c h mehrfache Echos lassen sich so beobachten. M a n v e r m e i d e t sie durch Verringerung d e r Verstärkung.

Dieselben L o t m ö g l i c h k e i t e n bieten auch die A n z e i g e - geräte m i t einem gleichmäßig f o r t b e w e g t e n Licht-

Bild 8. Schaltung eines Kurzzeitmessers m i t L i c h t b l i t z . ( A t l a s w e r k e A G . B r e m e n . )

a rotierende Isolierscheibe m T o n g e n e r a t o r

Bild 7. P h o t o v o n S c h a l l - E m p f ä n g e r n der A s k a n i a - W e r k e .

b M o t o r c K o n t a k t s t r e i f e n d Schallsender / K o p f h ö r e r g Schleifbürsten h E m p f ä n g e r

Verstärker

o umlaufende G l i m m r o h r e ρ D e c k p l a t t e

q Skala r Fenster

P f e i l = Blickrichtung.

Τ 87 Juli 1935

(7)

punkt, der beim Senden sich in Bewegung setzt und beim Eintreffen des Echos seitlich abgelenkt wird1·1 0 - 1 2. Im Bild 9 wird der Lichtpunkt L durch Loslassen des Ankers 1 durch eine Feder 2 in Bewegung gesetzt. Der Echoempfänger EM erregt über den Magneten j eine

Ein rein elektrischer Kurzzeitmesser arbeitet in der Weise, daß man beim Senden beginnt, einen großen Kondensator mit einem konstanten Strom aufzuladen, ζ. B. durch eine Glimmlampe, welche dann gleichzeitig zur Prüfung der Lotanlage dient. Das Echo unter-

Bild 9. S c h a l t u n g eines K u r z z e i t m e s s e r s m i t v o m E c h o a b g e l e n k t e m L i c h t s t r i c h n a c h A . B e h m , Kiel.

Feder 4, die eine kleine Glasperle 5 trägt. Deren Seit- wärtsbewegung hat auch eine Auslenkung des Licht- streifens bei 6 zur Folge. Der ersten Ablenkung ent- spricht dann der gemessene Abstand. Der Lichtpunkt kehrt nach der Anzeige wieder auf den Nullpunkt zu- rück. Benutzt man s t a t t des Lichtzeigers einen sehr leichten materiellen Zeiger, dann legt der Echoempfänger eine mechanische Bremse gegen die Drehachse und hält den Zeiger bis zur Auslösung vor der nächsten Lotung in der Lotstellung fest. Bild 10 zeigt das Äußere eines derartigen Luftlotes (Skala 6 cm Dmr.).

Bei einer anderen automatischen Lotvorrichtung st der ZeigerZ an einer drehbaren Eisenscheibe S befestigt, die sich zwischen einem feststehenden Elektromagneten FM (Bild 11) und einem mit einem Motor gleichmäßig umlaufenden Magneten LM bewegen kann7. Bei der Schallerzeugung wird der Festmagnet FM stromlos.

Der Laufmagnet LM reißt die Scheibe mit dem Zeiger an sich und nimmt sie mit. Inzwischen ist der Fest- magnet wieder erregt und hält die Scheibe, jetzt in der Lotstellung, fest, sobald das Echo über den Echo- jmpfänger den Laufmagneten stromlos macht. Kurz ror einer neuen Lotung nimmt der Laufmagnet die Scheibe wieder in Nullstellung bei der Schallerzeugung mit. Hier bleibt der Zeiger also in der Pause zwischen den Lotungen stehen und springt erst bei einer Lotung aber die Nullstellung in die neue Lotstellung.

Bild 10. P h o t o eines L u f t l o t e s n a c h B e h m E c h o l o t F a b r i k , Kiel.

£ Π ^ ñ

Bild 11. S c h e m a eines K u r z z e i t m e s s e r s m i t e l e k t r o - m a g n e t i s c h b e w e g t e m Zeiger n a c h A s k a n i a W e r k e A G . Berlin u n d

E c h o m e t e r G . m . b . H . Kiel.

bricht die Ladung. Die Spannung, welche der Konden- sator jetzt erreicht hat, wird mit einem Röhrenvolt- meter oder Elektrometer gemessen und ist gleichzeitig ein Maß f ü r Echozeit und damit f ü r den Echoabstand.

Die Genauigkeit dieser Methode erreicht beim Luftlot bis 20 m etwa 0,5 m, bis 50 m etwa 1 m9.

Aufzeichnung der Tiefenangaben.

Eine Aufzeichnung der Lotangaben des Kurzzeit- messers ist bisher erst f ü r die Schiffahrt gelungen. Man erhält so direkt die Profilkurven des überfahrenen Meeresbodens. Für die Luftfahrt würde in vielen Fällen eine Aufzeichnung des Abstandes: Flugzeug bis Boden von Wert sein. Die große Schnelligkeit einer einzelnen Lotung gestaltete die Ausbildung eines Registrier- gerätes sehr schwierig. Man hat deshalb auch eine mit kleinen Kräften mögliche Aufzeichnungsart nehmen müssen und außer berußtem Papier2 noch elektro- lytisch empfindliches1 3 oder mit einer Wachsschicht überzogenes Papier gewählt8. Über dies Registrier- papier bewegt sich ein umlaufender Arm, der die Schreibspitze trägt. Bei der Erregung des Echo- empfängers wird diese Spitze auf dem berußten Papier für einen Stoß seitwärts bewegt2, auf dem elektrolytisch empfindlichen Papier zeichnet sie bis zum Echo einen Farbstrich1 3, und auf dem mit einer weißen Wachs- schicht überzogenen Papier drückt sie beim Echo einen kurzen Strich ein. Bild 12 zeigt eine derartig aufge- zeichnete Profilkurve auf der Fahrt durch die norwegi- schen Schären.

Wesentlich einfacher gestaltet sich die Aufzeichnung bei dem Anschluß an den Kurzzeitmesser mit elektro- magnetisch betätigtem Zeiger7. Die Zeigerstellung wird in den Pausen zwischen den Lotungen auf einen nor- malen Tintenschreiber übertragen. Die kleine Unter- brechung bei der nächsten Lotung t r i t t wegen der Träg- heit des Instrumentes nicht in Erscheinung. Man er- hält so eine aus kleinen Stufen zusammengesetzte Treppenkurve (Bild 13).

(8)

V1124—1

Bild 12. P r o f i l k u r v e , a u f g e n o m m e n mit d e m E c h o g r a p h e n der A t l a s w e r k e A O . B r e m e n .

2 -ir*

1 I Η 2 0' 3 n V s 2 2h 1 |0'

•hr-i VI fAT T . A r •HrJ J Π

, }

Χι

E r \l

"1

Bild 13. P r o f i l k u r v e , a u f g e n o m m e n m i t d e m E c h o m e t e r der E c h o m e t e r G . m . b . H . Kiel.

Einfluß von Schallgeschwindigkeit, Fahrzeug- geschwindigkeit und Bodengestaltung auf die

Tiefenmessung.

Bei der Behandlung der grundlegenden Verfahren zur Tiefenmessung hatten wir als Voraussetzung die Annahmen gemacht, daß die Schallgeschwindigkeit c konstant sei, d a ß die Schallgeschwindigkeit c stets sehr groß gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit υ sei und d a ß der Boden parallel zur Kurslinie des Fahr- zeuges liege. Diese drei Forderungen können in Wirk- lichkeit nicht innegehalten werden. Sie erfordern des- halb Verbesserungen an den Ablesungen. Eine genaue Untersuchung über den allgemeinen Fall f ü h r t dann dazu, daß wir durch den Dopplereffekt ein Mittel in die Hand bekommen, die Neigung des Bodens gegen die Kurslinie zu bestimmen.

1. Einfluß der Schallgeschwindigkeit. Für die Schall- geschwindigkeit in Luft haben wir Korrektionen, f ü r die T e m p e r a t u r t, die Feuchtigkeit und den Druck einzuführen. Für freie Luft genügt meist die Formel:

Cl = c0 (1 + 0,004 0V·, wo c0 der Wert f ü r t = 0° C ist.

. Im Wasser ist die Schallgeschwindigkeit von der Temperatur t, dem Salzgehalt und dem Druck ab- hängig. Wir können in Annäherung rechnen, d a ß die Schallgeschwindigkeit zunimmt

um 0 , 2 % f ü r Io C Temperatur-Zunahme, um 0,08% f ü r 1 °/oo Salzgehalt-Zunahme und um 0,11% f ü r 100 m Wassertiefen-Zunahme.

Im Bereich von 0...200 m können wir angenähert mit konstanter Schallgeschwindigkeit rechnen. Bei größeren Tiefen nimmt die mittlere Schallgeschwindigkeit wegen der T e m p e r a t u r a b n a h m e zunächst noch ab, steigt

dann aber infolge des Einflusses des Druckes wieder stark an. Als Mittelwert errechnet sich cw = 1496 m/s.

Bei den Echoloten verfährt man so, d a ß man f ü r die Eichung des Kurzzeitmessers einen Wert von c = 1500 m/s zugrunde legt1 0. Bei den Kurzzeitmessern mit umlaufenden Zeigern kann man die Korrektur auf die richtige mittlere Geschwindigkeit leicht dadurch einstellen, daß man den Zeiger schneller oder auch langsamer laufen läßt. Hierfür wird der Drehzahl- zähler des Antriebsmotors entsprechend dem Werte der Schallgeschwindigkeit geteilt.

2. ElnfluB der Fahrzeuggeschwindigkeit. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit ν klein gegen die Schall- geschwindigkeit c, dann wird das Echo das Fahrzeug annähernd auf der Position der Schallaussendung er- reichen. Sende- und Empfangsort fallen zusammen.

ν

Ist --- = k >0, dann hat sich das Fahrzeug vom Sende- ort S um die Strecke d bis zum Empfangsort E fort- bewegt, während die Schallwelle von S über 0 nach E den Weg 2 b zurückgelegt h a t . Es ist weiter β = γ

< 90° und b > T, wo Τ die wahre Tiefe ist. Es ist Τ = b (1 — A2)1'·, wo der Wert b von dem Kurzzeit- messer angezeigt wird. Die folgende Tabelle zeigt, mit welchem Faktor der Meßwert multipliziert werden muß, um die wahre Tiefe Τ zu erhalten.

L u f t c - 340 m / s W a s s e r c = 1500 m / s

V 100 300 500 k m / h 10 30 50 s m / h

0,082 0,245 0,41 0 , 0 0 3 4 3 0,0105 0,0171

(1— ft')1/.

6 > Τ

0,995 0 , 5 · / .

0,971 2,9 · / .

0,913 8 , 3 ' / .

0 , 9 9 8 0 , 2 ' / .

0,995 0 , 5 · / .

0,992 0 , 8 · / .

Man sieht, daß im Wasser selbst bis zu den höchsten in Frage kommenden Schiffsgeschwindigkeiten die

Lotung um noch nicht 1% zu groß ausfällt. Der Fahreinfluß kann hier vernachlässigt werden.

Bei Flugzeugen mit den hohen Fahrgeschwindigkeiten ist die Korrektion schon größer und

Bild 14. L o t u n g bei g r o ß e r F a h r z e u g - g e s c h w i n d i g k e i t .

Juli 1935 Τ 88

(9)

erreicht bei ν = 300 k m / h etwa 3 % . Auch dieser Fehler wird in den meisten Fällen nicht besonders zu werten sein.

3. Einfluß der Bodengestaltung. Ist der Boden nicht m e h r parallel der Kurslinie des Fahrzeuges, son- dern ist er dagegen geneigt, d a n n m i ß t man nicht die wahre Tiefe 7 \ (Bild 15), sondern den E c h o a b s t a n d T2. l s t y ~ 0 , d a n n e n t s p r i c h t die Lotzeit und d a m i t der ν E c h o a b s t a n d dem Radius des Kreises u m das Fahrzeug, welcher den Boden gerade b e r ü h r t . Ist der Boden gegen die Horizontale u m den Winkel κ geneigt, d a n n

cos β=k j^cos2 α +. sin tx — cos2 λ j

Wir sehen ferner, d a ß Gräben oder Löcher, welche senkrecht u n t e r dem Fahrzeug liegen, bei der Lotung nicht e r f a ß t werden, wenn ihre Böschung so steil ist, d a ß die Kugel bzw. das Ellipsoid der Echo-Abstands- fläche den Grund des Grabens nicht b e r ü h r t .

4. Beeinflussung der Frequenz des Lotschalles. Der Sender schickt Schall der Frequenz /„ in das Medium.

Wir können sofort übersehen, d a ß eine Ä n d e r u n g der F r e q u e n z n u r dann a u f t r e t e n k a n n , wenn die Wege a und b bzw. die Winkel β und γ (Bild 15) ungleich sind.

ν

Dies ist n u r der Fall, wenn k = — > 0 und α φ 0 ist.

Die Frequenz an der Reflexionsstelle 0 ist

f3 = f0-c/(c — υ cos β) u n d a m E m p f a n g s o r t e £ , fe = f,(c — v cos γ) je.

Nach E i n f ü h r u n g von k und α ergibt sich d a n n :

1 8 . · / 1 2

-ρ- — cos2 α + sin α I — cos2 <x J

u = u -

1 2 — COS2«

- s i n « ( ¿ • cosá «

Bild 15. Echolotung bei geneigtem Boden und großen Fahrzeuggeschwindigkeiten.

ist die w a h r e Tiefe 7 \ = T J c o s « . Man m i ß t syste- matisch die Tiefe zu klein. Bei einer Neigung von 15°

ist die Tiefe 3 % größer als der gemessene W e r t . Das- selbe gilt n a t ü r l i c h auch, wenn ein Flugzeug gegen die

Erdoberfläche geneigt fliegt. Das Flugzeug bewegt sich u m die Strecke d vom Sendeorte S zum E m p f a n g s - orte E, w ä h r e n d der Schall die Strecken SO und OE = a + b zurücklegt. Die wahre Tiefe f ü r den Sendeort S ist Tv sie ist n u r mit gerichteten Schall- sendern festzustellen, sonst m i ß t man f ü r — = ft = 0 V

c

den E c h o a b s t a n d 7*2. F ü r den E m p f a n g s o r t E sind die W e r t e T& u n d Te. Ist k>0, d a n n erhält man f ü r die Fläche der Schallausbreitung keine Kugel, sondern ein Ellipsoid, dessen große Achse mit der F a h r t r i c h t u n g z u s a m m e n f ä l l t und dessen Exzentrizi- t ä t gleich k ist. Die Reflexion erfolgt an dem P u n k t e 0 , der eine Tiefe von T4 h a t , während der Kurzzeitmesser eine Tiefe Tz entsprechend a + b = 2b' anzeigt. Es wird d a n n

Te = T3 [ l + - γ cos ß ] \ wo

Die T o n h ö h e n ä n d e r u n g ist von dem Winkel s t a r k ab- hängig. In Bild 16 ist die Größe der T o n h ö h e n ä n d e r u n g f ü r einen W e r t von ft = = 0.134 in Abhängig-

o4U m/s ° °

keit von dem Winkel des Anfluges und des Ab- fluges angegeben. Beim Anflug steigt die T o n h ö h e , beim Abflug fällt sie. Die T o n h ö h e n ä n d e r u n g b e t r ä g t

1,30 1,00 0,70 Anflug

0,70 1,00 t30

Bild 16. Tonhöhenänderung bei geneigtem Boden und großen Fahrzeuggeschwindigkeiten.

Der K o r r e k t i o n s f a k t o r mit dem T3 multipliziert wird, ist w i e d e r u m klein und erreicht bei « = 20° und v = 500 k m / h erst den W e r t von 1 % .

bei Winkeln von 10° schon 5 % und l ä ß t sich mit e m p - findlichen Frequenzanzeigern feststellen. Bei der Aus- bildung des E m p f ä n g e r s ist hierauf W e r t zu legen.

D a n n h a t man aber d u r c h A u s n u t z u n g des Doppier- Effektes erreicht, d a ß man eine gegenseitige Neigung des Flugzeuges gegen den Boden feststellen u n d die Größe des Winkels messen k a n n .

Literatur.

1. A. B e h m , Ann. Hydrogr. Berlin, 49 (1921), S. 241, 50 (1922), S. 289. — 2. B u r e a u H y d r o g r a p h i q u e International M o n a c o . Pubi, speciale Nr. 3 Okt. 1924, Nr. 14 Aug. 1926. — 3. L. P. D e l s a s so. J. Acoust. Soc. Am. 6 (1934), S. 1...15. — 4. F. E i s n e r , H. R e h m und H. S c h u c h m a n n , Elektr. Nachr. Techn. 9 (1932), S. 323...333. — 5. F. E i s n e r und K. K r ü g e r , Z. Hochfr. Techn. und El. Ak. 42 (1933), S. 64...67. — 6. H. C. H a y e s , J. Franklin Inst. 197 (1924), S. 323. — 7. H. H e c h t und F. A. F i s c h e r im Handbuch d. Exp. Phys. v. Wien-Harms Bd. 17. II.

(1933), S. 4 3 2 . - 8 . W. K u n z e , Schiffbau (1934), S. 247; Z. VDI 77 (1933), S. 1265...67. — 9. L a b o u r e u r - D u b o i s , Interavia 15 (1934), S. 10. — 10. E. L ü b c k e , Z. VDI 70 (1937), S. 1245...1253; Z. f. techn. Phys. 10 (1929), S. 386...388;

Z. Fernmeldetechn. 14 (1933), S. 119...126. — 11. C. W . R i c e , Aeronautical Eng. 4 (1932), Nr. 2, S. 15. — 12. B . S c h u l z e , Ann. Hydrogr. Berlin 52 (1924), S. 254 und 289. — 13. Echolot, der Fa. Henry Hughes and Sons, London Engineering 137 (1934), S. II6... 117.

(10)

Aufzeichnung schneller mechanischer Vorgänge

mit magnetoelastlschen Meßkörpern

V

1 3 2 - 8

Verfasser: Dr.-Ing. W . J a n o v s k y , Berlln-Slemensstadt DK 531.787.082.8 621.317.65

E i g n u n g der magnetoelastischen Meßkörper für die osclllographlsche A u f z e i c h n u n g schneller mechanischer Vorgänge. D a m i t ein e l e k t r i s c h e s D r u c k - o d e r Z u g - m e ß v e r f a h r e n eine f e h l e r f r e i e A u f z e i c h n u n g s c h n e l l e r m e c h a n i s c h e r V o r g ä n g e e r m ö g l i c h t , m u ß es drei Be- d i n g u n g e n e r f ü l l e n :

1. Die mechanische Eigenfrequenz der eigentlichen Druck- oder Zugmesser muß genügend groß sein gegen die Frequenz der aufzunehmenden Schwingungen.

2. Es darf keine Frequenzabhängigkeit der Aufzeichnung durch Nachwirkungserscheinungen oder Wirbelstromeinflüsse hervorgerufen werden.

3. Die elektrische Anzeigeschaltung muß f ü r die ein- wandfreie Übertragung des gewünschten Frequenzbereiches dimensioniert werden.

D e r prinzipielle A u f b a u d e r m a g n e t o e l a s t i s c h e n D r u c k - u n d Z u g m e s s e r w u r d e b e r e i t s in f r ü h e r e n Ver- ö f f e n t l i c h u n g e n1· 2 g e z e i g t . W i e a u s diesen Skizzen e r s i c h t l i c h , ist die m e c h a n i s c h e E i g e n f r e q u e n z als l o n g i t u d i n a l e G r u n d s c h w i n g u n g des e i g e n t l i c h e n Meß- k ö r p e r s e i n f a c h zu b e r e c h n e n ; bei e i n e r m i t t l e r e n H ö h e d e r M e ß k ö r p e r v o n e t w a 70 m m liegt die t i e f s t e E i g e n - f r e q u e n z bei e t w a 2 0 0 0 0 Hz u n d d a m i t w e i t ü b e r d e m F r e q u e n z b e r e i c h d e r n o r m a l e r w e i s e i n t e r e s s i e r e n d e n m e c h a n i s c h e n S c h w i n g v o r g ä n g e .

N i c h t so l e i c h t ist d a g e g e n zu ü b e r s e h e n , o b bei d e m m a g n e t o e l a s t i s c h e n M e ß v e r f a h r e n N a c h w i r k u n g s e r s c h e i - n u n g e n o d e r W i r b e l s t r o m e i n f l ü s s e eine Rolle s p i e l e n . Es schien d a h e r a m e i n f a c h s t e n , die m a g n e t o e l a s t i s c h e n D r u c k - u n d Z u g m e s s e r d y n a m i s c h zu e i c h e n . Die beiden prinzipiellen M ö g l i c h k e i t e n f ü r eine d y n a m i s c h e E i c h u n g , n ä m l i c h m i t s i n u s f ö r m i g e n K r ä f t e n o d e r a b e r d u r c h E n t l a s t u n g s s t ö ß e , w u r d e n h i e r b e r e i t s e i n g e h e n d b e h a n d e l t3. D a s E r g e b n i s d e r an d e n v e r s c h i e d e n s t e n m a g n e t o e l a s t i s c h e n D r u c k - u n d Z u g m e s s e r n d u r c h g e - f ü h r t e n d y n a m i s c h e n E i c h u n g ist n u n , d a ß in d e m u n t e r s u c h t e n F r e q u e n z b e r e i c h v o n 0 bis e t w a 3 0 0 0 H z kein E i n f l u ß v o n N a c h w i r k u n g s e r s c h e i n u n g e n o d e r W i r b e l s t r o m e i n f l ü s s e n f e s t g e s t e l l t w e r d e n k o n n t e2. Be- s o n d e r s e r s t a u n l i c h e r s c h e i n t es z u n ä c h s t , d a ß d u r c h W i r b e l s t r ö m e in d e n m a s s i v e n M e ß k ö r p e r n k e i n e zeit- liche V e r z ö g e r u n g h e r v o r g e r u f e n w i r d . E i n e mögliche

E r k l ä r u n g h i e r f ü r i s t f o l g e n d e : Die Ä n d e r u n g d e r M a g n e t i s i e r b a r k e i t m i t d e r m e c h a n i s c h e n B e a n s p r u - c h u n g2 k o m m t d a d u r c h z u s t a n d e , d a ß sich die m a g n e t i - schen E l e m e n t a r b e z i r k e e n t s p r e c h e n d d e m e l a s t i s c h e n S p a n n u n g s z u s t a n d in eine b e s t i m m t e R i c h t u n g ein- s t e l l e n , bei w e c h s e l n d e r B e l a s t u n g also d a u e r n d h i n u n d h e r p e n d e l n . D a b e i m ü s s e n sie d u r c h W i r b e l - s t r ö m e v e r z ö g e r t w e r d e n , s o b a l d m i t d e m R i c h t u n g s - wechsel eine Ä n d e r u n g des m a g n e t i s c h e n Flusses ver- b u n d e n i s t ; lediglich bei F l u ß Null k ö n n e n sie sich u n -

v e r z ö g e r t in die n e u e L a g e e i n s t e l l e n . N u n w e r d e n a b e r die M e ß k ö r p e r n u r m i t e i n e m W e c h s e l f e l d m a g n e t i - s i e r t ; w ä h r e n d einer P e r i o d e wird also eine v o l l s t ä n d i g e

Schleife d u r c h l a u f e n , d . h . d e r F l u ß wird z w e i m a l zu Null. Es ist also n u r n o t w e n d i g , die M a g n e t i s i e r u n g s - f r e q u e n z g e n ü g e n d h o c h zu w ä h l e n , u n d d a d u r c h d e n

E l e m e n t a r b e z i r k e n g e n ü g e n d o f t G e l e g e n h e i t zu g e b e n , d e n m e c h a n i s c h e n S p a n n u n g s s c h w a n k u n g e n zu f o l g e n . Bei d e n b i s h e r i g e n V e r s u c h e n m i t m a g n e t o e l a s t i - s c h e n M e ß k ö r p e r n w u r d e m i t e i n e r M a g n e t i s i e r u n g s - f r e q u e n z von 5 0 0 0 H z g e a r b e i t e t u n d die e l e k t r i s c h e A n z e i g e s c h a l t u n g so b e m e s s e n , d a ß m e c h a n i s c h e S c h w i n - g u n g e n v o n 0 . . . 1 2 0 0 H z u n v e r z e r r t a u f g e z e i c h n e t w e r - d e n k o n n t e n . Die S c h a l t u n g h a t d e n v o n d e r K o n d e n - s a t o r m e ß d o s e h e r b e k a n n t e n A u f b a u4. Sollten n o c h h ö h e r e F r e q u e n z e n w i e d e r g e g e b e n w e r d e n , ist die M a g n e t i s i e r u n g s f r e q u e n z e n t s p r e c h e n d h ö h e r zu l e g e n . Wie die f o l g e n d e n Beispiele zeigen, i s t dies a b e r k a u m n o t w e n d i g , d a s e l b s t so r a s c h e V o r g ä n g e , wie S c h l ä g e o d e r d e r S c h n i t t v o r g a n g b e i m S t a n z e n g e n ü g e n d a u f - gelöst w e r d e n .

Osclllographlsche A u f n a h m e von Schlägen. H i e r h e r g e h ö r e n z u n ä c h s t die bei d e r d y n a m i s c h e n E i c h u n g a u f g e n o m m e n e n E n t l a s t u n g s s t ö ß e (Bild 3, 4, 5, A T M V 132—7), die zeigen, d a ß s e l b s t V o r g ä n g e , wie sie sich b e i m D u r c h k n e i f e n eines D r a h t e s a b s p i e l e n , n o c h g u t v e r f o l g t w e r d e n k ö n n e n .

Den bei e i n e m H a m m e r s c h l a g auf einen D r u c k - m e ß k ö r p e r a u f t r e t e n d e n K r a f t v e r l a u f zeigt Bild 1 a . D e r K n i c k im a b f a l l e n d e n Teil ist o f f e n b a r auf ein Prellen des H a m m e r s z u r ü c k z u f ü h r e n . W i r d n i c h t d i r e k t auf d e n M e ß k ö r p e r g e s c h l a g e n , s o n d e r n ein d i c k e r e s F i l z s t ü c k z w i s c h e n g e l e g t , d a n n e r h ä l t m a n d e n Verlauf n a c h Bild 1 b. D e r K r a f t a n s t i e g ist m e r k - lich f l a c h e r , v o r a l l e m i m e r s t e n M o m e n t , wo d e r Filz n o c h n i c h t s t a r k z u s a m m e n g e d r ü c k t w i r d .

α

; :

r ' - ++ +1 ' ¡ !

j

®aisii*iii|

b

2 m s

1 ,

B i l d l . Hammerschläge, a) direkt auf den Meßkörper,

b) bei Zwischenlage eines dickeren Filzstückes.

A T M Archiv für Technisches Messen

V 1 3 2 - 8 Juli 1935 Τ 89

(11)

E i n e n a n d e r e n i n t e r e s s a n t e n S c h l a g v e r l a u f zeigt ein von D e e g a u f g e n o m m e n e s O s c i l l o g r a m m , Bild 2, bei d e m die Meßdose m i t einer H e b e l p r e s s e d e r a r t b e a n s p r u c h t w u r d e , d a ß d e r o b e r e H e b e l a r m a u s e i n e r b e s t i m m t e n F a l l h ö h e h auf den M e ß k ö r p e r a u f s c h l u g .

Λ 82 kg

B i l d 2. S c h l a g m i t H e b e l p r e s s e .

Hebelpresse ' a

Λ 1 J t ^/i'SSmm

m 2 m » \ Dose

m a x i m a l e S t a n z d r u c k d a g e g e n m i t d e r Z u g f e s t i g k e i t a n s t e i g t5. Bei w e i t e r e n A u f n a h m e n w u r d e m i t t e l s eines W e g g e b e r s n o c h d e r W e g d e s S t e m p e l s w ä h r e n d d e s S t a n z v o r g a n g e s a u f g e z e i c h n e t . Die D r u c k - W e g D i a g r a m m e zeigen, d a ß sich die e i n z e l n e n W e r k s t o f f e g a n z v e r s c h i e d e n v e r h a l t e n . D i e F l ä c h e d e r D r u c k - W e g D i a g r a m m e ist ein a n s c h a u l i c h e s M a ß f ü r d e n n o t w e n d i g e n A r b e i t s a u f w a n d . A u c h d e r E i n f l u ß d e r S t a n z g e s c h w i n d i g k e i t w i r d e r k e n n b a r .

Indikatordiagramme einer D a m p f m a s c h i n e * ) . U m d a s D r u c k - Z e i t d i a g r a m m zu e r m i t t e l n , w u r d e ein Meß- k ö r p e r d e r a r t in ein G e h ä u s e e i n g e b a u t , d a ß d e r D a m p f - d r u c k ü b e r eine d ü n n e M e m b r a n auf d e n e i g e n t l i c h e n M e ß k ö r p e r e i n w i r k t e . Die M e m b r a n d i e n t also ledig- lich z u r A b d i c h t u n g , die D r u c k ü b e r t r a g u n g w i r d d u r c h sie n i c h t b e e i n f l u ß t . Die K o l b e n b e w e g u n g w i r d d a - d u r c h r e g i s t r i e r t , d a ß ein a m K r e u z k o p f b e f e s t i g t e r p e r m a n e n t e r M a g n e t an e i n e r f e s t s t e h e n d e n S p u l e v o r b e i g l e i t e t ; w ä h r e n d einer vollen P e r i o d e w e r d e n s o m i t zwei Z a c k e n r e g i s t r i e r t . Bild 4 zeigt e i n e n n o r -

B i l d 2 a . V e r s u c h s a n o r d n u n g f ü r B i l d 2 .

Z u f o l g e d e r E l a s t i z i t ä t des M e ß k ö r p e r s p r a l l t d e r H e b e l - a r m a b , so d a ß d e r D r u c k zwischen d e n e r s t e n v i e r bis f ü n f S c h l ä g e n v o l l k o m m e n zu Null w i r d u n d e i n e n s t a r k m i t S p i t z e n d u r c h s e t z t e n Verlauf a u f w e i s t . So- bald d e r H e b e l a r m auf d e n M e ß k ö r p e r a u f l i e g e n b l e i b t , v e r l ä u f t d e r D r u c k s i n u s f ö r m i g u m einen d u r c h die k o n s t a n t e B e l a s t u n g des H e b e l a r m s g e g e b e n e n M i t t e l - w e r t ; die F r e q u e n z ist d u r c h die Masse des H e b e l s u n d die E l a s t i z i t ä t des M e ß k ö r p e r s b e s t i m m t .

A u f n a h m e v o n Druckkurven beim Stanzen5. U m d e n a n d e r S c h n e i d e des S t a n z w e r k z e u g e s a u f t r e t e n d e n D r u c k e i n w a n d f r e i zu m e s s e n , ist es n o t w e n d i g , zwischen P r e s s e n b ä r u n d S c h n i t t w e r k z e u g eine Meßdose e i n z u - b a u e n , die p r a k t i s c h s t a r r i s t ; a n d e r e n f a l l s b e s t e h t die G e f a h r , d a ß d u r c h d a s Z w i s c h e n s c h a l t e n einer zu n a c h - giebigen M e ß d o s e d e r S t a n z v o r g a n g a n d e r s v e r l ä u f t , als es b e i m n o r m a l e n B e t r i e b d e r Fall i s t . Bei d e m ver- w e n d e t e n M e ß k ö r p e r liegt die L ä n g e n ä n d e r u n g in d e r G r ö ß e n o r d n u n g v o n 0,001 m m , so d a ß eine Beein- f l u s s u n g n i c h t zu f ü r c h t e n i s t . Als Beispiel zeigt Bild 3 ein b e i m S t a n z e n eines 0 , 7 5 - m m - E i s e n b l e c h t e s von D o l e z a l e k a u f g e n o m m e n e s D r u c k - Z e i t d i a g r a m m . D e r D r u c k s t e i g t e t w a linear m i t d e r Zeit an u n d f ä l l t d a n n plötzlich auf Null a b . D o l e z a l e k f i n d e t , d a ß die Steil- h e i t d e s A n s t i e g e s v o m M a t e r i a l u n a b h ä n g i g i s t , d e r

B i l d 4 . I n d i k a t o r d i a g r a m m ( D r u c k - Z e i t - D i a g r a m m ) einer D a m p f m a s c h i n e .

Zyündtrdruck

B i l d 5 . I n d i k a t o r d i a g r a m m bei W a s s e r s c h l a g im Z y l i n d e r .

m a l e n Verlauf des D r u c k - Z e i t - D i a g r a m m e s , a u s d e m e b e n f a l l s wie a u s d e m s o n s t ü b l i c h e n D r u c k - W e g - D i a g r a m m die L e i s t u n g b e s t i m m t w e r d e n kann®. Bild 5 d a g e g e n zeigt den D r u c k v e r l a u f bei e i n e m W a s s e r s c h l a g i m Z y l i n d e r . Es t r e t e n hierbei D r u c k s p i t z e n bis e t w a z u m d o p p e l t e n W e r t des n o r m a l e n M a x i m a l d r u c k e s a u f . D a ß die H u b m a r k e n in v e r s c h i e d e n e n A b s t ä n d e n f o l g e n , liegt an d e m u n g l e i c h m ä ß i g e n A b l a u f des P a p i e r s . F ü r g e n a u e q u a n t i t a t i v e A u f n a h m e v o n I n d i k a t o r d i a g r a m -

m e n d ü r f t e es sich e m p f e h l e n , d e n M e ß k ö r p e r zu k ü h l e n , d a m i t d u r c h die z w a r geringe T e m p e r a t u r a b h ä n g i g k e i t1

keine F e h l e r ( N u l l p u n k t s v e r s c h i e b u n g ) a u f t r e t e n .

*) Die Versuche wurden zusammen mit Herrn Baurat N o c o η von der Reichsbahnausbesserungswerkstatt Grune- wald durchgeführt.

Literatur.

1. W. J a n o v s k y , ATM V 132—6. — 2. Ders. Z. techn. Physik 14 (1933), S. 466. — 3. Ders. ATM V 132—7. — 4. C. H. W a l t e r , Z. techn. Physik 13 (1932), S. 363 und 4 3 6 . - 5 . Κ. M. D o l e z a l e k , Z. VDI, 78 (1934), S. 871. — 6. J . K l u g e , Η. E. L i n c k h , Z. VDI 74 (1930), S. 887.

B i l d 3. Z e i t l i c h e r Verlauf d e s S c h n i t t d r u c k e s b e i m S t a n z e n e i n e s 0 , 7 5 - m m - E i s e n b l e c h e s .

(12)

Dielektrische Eigenschaften

von Gummi mit verschiedenem Schwefelgehalt V

9 4 2 - 1

Nach Α. H. S c o t t , Α. T. Mc P h e r s o n und H. L. C u r t i s .

Research Paper 585 des Bureau of Standards (August 1933) DK 621.315.616.1

Die vorliegende Arbeit b e h a n d e l t eingehende Ver- suche des Bureau of S t a n d a r d s an Mischungen von reinem Gummi mit bis zu 3 2 % Schwefel bei T e m p e r a - t u r e n von — 75 bis ± 235° C, Frequenzen von 60...

300000 Hz. W e n n auch vielleicht die gewonnenen Zahlen von nicht besonders großem allgemeinem In- teresse sind, so soll doch diese U n t e r s u c h u n g und ihre

Ergebnisse hier kurz wiedergegeben werden, weil sie ein klassisches Beispiel f ü r die Ergiebigkeit elektrisch- physikalischer Meßmethoden zur B e s t i m m u n g der Materialeigenschaften und auch zur Analyse von or- ganischen Verbindungen und Gemischen, vor allem der Isolierstoffe ist.

Ältere Versuche des B. S t d d s . h a t t e n die Eigen- s c h a f t e n von ungereinigtem Gummi mit Schwefel bei 25° C und 1000 Hz b e s t i m m t . Damals waren schon ausgesprochene Maxima und Minima b e m e r k t worden.

Es ist als sicher zu e r a c h t e n , d a ß es eine chemische Ver- b i n d u n g der Z u s a m m e n s e t z u n g (C5H8)2S gibt, weniger sicher sind die Verbindungen (C5H8)3S (C6H8)4S(C5H8)4S3.

Die bei den Untersuchungen getroffenen Maß- n a h m e n zur Reinigung des Gummis, zur Mischung sind in der Originalarbeit ausführlich beschrieben.

Form der Proben und Elektroden. Die Elektroden waren Kreisscheiben aus 0,25 m m dickem Aluminium- blech mit 240 und 260 m m Durchmesser. Die eine Art

t

bestand aus g l a t t e m , hochglanz poliertem Blech, die andere w a r mit feinen Löchern versehen, und zwar auf den Q u a d r a t z e n t i m e t e r 97 Löcher mit 0,5 m m D m r . und 0,5 m m A b s t a n d voneinander. Die glatten Elek- troden wurden n u r bei 25° C b e n u t z t , sie h a t t e n den Nachteil, d a ß sie sich bei höheren T e m p e r a t u r e n ab- lösten. Da der Gummi in die Löcher des Bleches ein- geschmolzen ist, so konnten diese Elektroden bis zu 235° C verwendet werden (Bild 1). Die Vulkanisierung erfolgte e n t w e d e r in einer A t m o s p h ä r e von C 02, H2, oder N2 25...40 h bei 140° C oder in Dampf von 140° C w ä h r e n d 15 h bei einem Druck von 3,5...4,2 a t ü .

Die Dicke der Proben wurde mit einer speziellen Meßeinrichtung b e s t i m m t , mit der ein Z u s a m m e n - pressen vermieden werden sollte. Die Änderungen der Masse sowohl der Elektroden als der Proben selber wurde rechnerisch berücksichtigt. Es war dabei not- wendig, K o r r e k t u r e n bis zu 13% anzubringen.

Montage der Proben für die Messung. Es wurden zwei K a m m e r n b e n u t z t , die eine n u r zu Messungen

I / U *

pssszsas

- 2 W -

- 2 6 0 -

· - uumuH r

i / \ A 7 S

Bild 1. S c h n i t t d u r c h die P r o b e m i t d e n e i n g e s c h m o l z e n e n E l e k t r o d e n .

bei 25° C, die andere f ü r die Messungen bei T e m p e r a - t u r e n von — 75 bis + 235° C (Bild 2). Es wurden d a - bei zehn Proben gleichzeitig eingesetzt.

Be/astungs- P r o b e n / Aluminium- Gewicht „ ' / ., Scheibe

Semeinsame isitung ü c n a o e

Ableitung

Bild 2. G e f ä ß f ü r die elektrischen Messungen bei T e m p e r a t u r e n v o n — 75... + 2 3 5sC . D e r G l a s e i n s a t z wird bei t i e f e n T e m p e r a - t u r e n m i t einer K ü h l f l ü s s i g k e i t g e f ü l l t , bei h ö h e r e m m i t t h e r m i s c h

isolierendem M a t e r i a l .

Das äußere Gefäß bestand aus Pyrex-Glas (schwer- schmelzbares Glas mit h o h e m Gehalt an Kieselsäure und geringem Ausdehnungskoeffizienten) mit 300 m m D m r . Die zehn Proben waren auf eine A l u m i n i u m p l a t t e geschichtet, die an dem Bakelitdeckel des Gefäßes a u f g e h ä n g t war. Ein zweites, kleineres Pyrexglas mit Boden war in dem Bakelitdeckel eingesetzt, der Boden 50 m m über den P r o b e n . Es diente zur A u f n a h m e der Heiz- oder Kühlflüssigkeit.

Die größeren Elektroden der P l a t t e n waren zu einer gemeinsamen Ableitung g e f ü h r t , die kleinen wur- den einzeln der besseren Isolation wegen mit P y r e x - rohr durch den Bakelitdeckel g e f ü h r t . Die T e m p e - r a t u r m e s s u n g erfolgte im Innern der Proben mit einem T h e r m o e l e m e n t . Die Ablesung erfolgte, wenn an der Meßstelle die T e m p e r a t u r gegen das K ü h l m i t t e l nicht mehr als 10° Unterschied zeigte. Der R a u m u m die Proben wurde mit Calciumchlorid g e t r o c k n e t .

Messungen. Gearbeitet wurde mit den Frequenzen 60, 1000, 3000, 100000 und 300000 H e r t z . Bei den

I A T M Archiv für Technisches Messen

V 9 4 2 - 1 Juli 1935 Τ 90

Abbildung

Tabelle über die hauptsächlichsten Daten der tragbaren Siemens-Stromwandler.
Tabelle zur Berechnung der mittleren räumlichen Lichtstärke  aus den arithmetischen Mittelwerten von J (&lt;p)
diagramm hat den Charakter y = — ' J max  und stellt  ein anders gelegenes rechtwinkliges Dreieck dar
Tabelle Uber die hauptsächlichsten Daten der Präzisions-Spannungswandler.

Referenzen

ÄHNLICHE DOKUMENTE

Tutorium Numerisches Rechnen und lineare

Übungsblatt zur Vorlesung SS 2017.. Theoretische Physik

[r]

das von der Funk- tionalität bisher umfangreichste NDIR-Gasanalysenge- rät (URAS 10) entwickelt. Wie beim BINOS lassen sich an der Modulator-/Strahlereinheit zwei separate Meßka-

[r]

Nachdem die Frage vorgelesen wurde, notieren die einzelnen Teams auf dem „RISIKO-Rechencenter“ ihren Antworttip und legen sich schriftlich auf die Höhe des Einsatzes

[r]

[r]