DE1176383B

DE1176383B - Device for measuring and / or displaying mechanical measurands by means of an electrical capacitor

Info

Publication number: DE1176383B
Application number: DEST14578A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Albert Lieb
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-12-16
Filing date: 1958-12-16
Publication date: 1964-08-20

Description

Vorrichtung zum Messen und/oder Anzeigen von mechanischen Meßgrößen mittels eines elektrischen Kondensators Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und/oder Anzeigen von mechanischen Meßgrößen mittels eines elektrischen Kondensators, bei welchem mindestens eine Elektrode beweglich ist.Device for measuring and / or displaying mechanical parameters by means of an electrical capacitor The invention relates to a device for measuring and / or displaying mechanical measured variables by means of an electrical Capacitor in which at least one electrode is movable.

In der elektrotechnischen Zeitschrift »ETZ-B, Band 10, Heft 10«, vom 21. 10. 1958, S. 391 bis 397, wird die bekannte Erscheinung der Elektrolumineszenz beschrieben. Eine Anwendung der Elektrolumineszenz als Lichtverstärker wird in dem Buch von M a t ossi, »Elektrolumineszenz und Elektrofotolumineszenz«, auf S. 92 gegeben. In the electrotechnical journal »ETZ-B, Volume 10, Issue 10«, from October 21, 1958, pp. 391 to 397, the well-known phenomenon of electroluminescence described. An application of electroluminescence as a light amplifier is shown in the Book by M a t ossi, "Electroluminescence and Electrophotoluminescence", on p. 92 given.

Eine weitere Anwendung der Elektrolumineszenz, nämlich die Anzeige der Größe einer elektrischen Spannung, beschreibt die deutsche Auslegeschrift 1 046 183. Bei diesem Elektrolumineszenzkondensator weist eine Belegung einen so großen elektrischen Widerstand auf, daß beim Anlegen einer Spannung an dem einen Ende dieses Widerstandes zunächst im wesentlichen nur an dieser Stelle Elektrolumineszenz auftritt und daß sich bei einer höher angelegten Spannung diese Elektrolumineszenz auf weitere Flächengebiete des Elektrolumineszenzkondensators ausdehnt. Damit ist eine einfache Vorrichtung zur Messung einer elektrischen Größe gegeben. Another application of electroluminescence, namely display the size of an electrical voltage, describes the German interpretation 1 046 183. The occupancy of this electroluminescent capacitor is so large electrical resistance on that when a voltage is applied to one end of this Resistance initially occurs essentially only at this point electroluminescence and that with a higher applied voltage this electroluminescence is further Surface areas of the electroluminescent capacitor expands. That’s a simple one Device for measuring an electrical quantity given.

Die deutsche Patentanmeldung S30263IX/42d Gruppe 2/10, (deutsches Patent 974 075) befaßt sich mit einem Verfahren zur Einstellung physikalischer Zustandsgrößen. Zu diesem Zweck wird die physikalische Größe in nicht beschriebener Weise in eine elektrische Größe umgeformt und auf ein Lichteinzeigeorgan, z. B. ein Lämpchen, gegeben, welches durch einen zum Fluoreszieren gebrachten dioptrischen Körper beobachtet wird. Die Änderung der physikalischen Größe wird durch einen Farbumschlag des dioptrischen Körpers bestimmt. Bei diesem Verfahren muß also die physikalische Größe zuerst in eine elektrische Größe umgeformt werden. Der elektrische Strom wird über ein Lämpchen in eine optische Größe umgeformt. Die optische Größe wird mit Hilfe eines dioptrischen Körpers beobachtet. The German patent application S30263IX / 42d Group 2/10, (German Patent 974 075) deals with a method for setting physical state variables. For this purpose, the physical quantity is converted into a electrical variable and converted to a light indicator, z. B. a lamp, which is observed through a fluorescent dioptric body will. The change in physical size is indicated by a change in color of the dioptric Body determined. With this method, the physical quantity must first be in transformed into an electrical quantity. The electric current is via a lamp transformed into an optical size. The optical size is measured with the help of a dioptric Body observed.

In der deutschen Patentschrift 974 751 wird ein Sicht- oder Leuchtelement für einstellbare, vorzugsweise mit Wechselstrom arbeitende Geräte, z. B. In the German patent specification 974 751, a sight or light element for adjustable devices, preferably working with alternating current, e.g. B.

Rundfunkgeräte u. dgl., beschrieben, welches mit Lichterzeugung durch Elektrolumineszenz arbeitet und bei dem die Lichtstrahlung von Teilflächen wahlweise einschaltbar ist. In dieser Patentschrift ist ausgeführt, daß die Lichtstrahlung durch verschiedene Frequenzen hervorgerufen werden kann.Radios and the like. Described, which with light generation by Electroluminescence works and in which the light radiation from partial areas is optional can be switched on. In this patent it is stated that the light radiation can be caused by different frequencies.

Alle die bisher genannten Literaturstellen befassen sich mit Vorrichtungen, bei denen lediglich optische in elektrische Größen und umgekehrt um- geformt werden. En Hinweis, auf welche Weise mechanische Größen in elektrische umzuformen sind, ist diesen Literaturstellen nicht zu entnehmen. All of the references cited so far deal with devices in which only optical quantities are converted into electrical quantities and vice versa. be shaped. An indication of the way in which mechanical quantities are to be converted into electrical ones, cannot be found in these references.

Die Messung einer mechanischen Größe durch Umformung der mechanischen Größe in eine elektrische Größe beschreibt die deutsche Patentschrift 950 817. Hier wirkt die mechanische Größe auf die bewegliche Elektrode eines Kondensators. Die Kapazität des Kondensators wird unter Anwendung trägheitslos schaltender Schaltmittel periodisch nach der Entladungsmethode gemessen. Um diese elektrische Messung durchführen zu können, ist ein Unterbrecher in Form einer Fotowiderstandszelle vorgesehen, welche periodisch belichtet wird und mit einer Belegung des Kondensators körperlich vereinigt ist. The measurement of a mechanical quantity by transforming the mechanical The German patent specification 950 817 describes a quantity in an electrical quantity. Here the mechanical quantity acts on the movable electrode of a capacitor. the The capacitance of the capacitor is determined using switching means that switch with no inertia measured periodically by the discharge method. To perform this electrical measurement to be able to, a breaker in the form of a photoresist cell is provided, which is periodically exposed and physically combined with an occupancy of the capacitor is.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß bei geringem Aufwand die Empfindlichkeit auch gering ist oder aber auch bei Steigerung der Empfindlichkeit ein großer Aufwand an elektrischen Schaltmitteln getrieben werden muß. This device has the disadvantage that with little effort Sensitivity is also low or even if the sensitivity is increased a great deal of electrical switching means must be driven.

Ebenso wie die letztgenannte Literaturstelle befaßt sich auch die Erfindung mit Meßanordnungen, bei denen eine mechanische Größe in eine optische bzw. in eine elektrische Größe mittels eines Kondensators mit einer beweglichen Elektrode umgeformt wird. Just like the latter reference also deals with the Invention with measuring arrangements in which a mechanical variable in an optical or in an electrical size by means of a capacitor with a movable Electrode is reshaped.

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine Anordnung zu schaffen, bei der die Umformung einer mechanischen Größe in eine elektrische Größe und deren Anzeige und/oder Messung gleichzeitig einfach und empfindlich ist. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung zum Messen und/oder Anzeigen von mechanischen Meßgrößen mittels eines elektrischen Kondensators, bei welchem mindestens eine Elektrode beweglich ist, dadurch erreicht, daß in dem zwischen den Elektroden des Kondensators erzeugten elektrischen Feld eine elektrolumineszierende Schicht angeordnet ist und die Anderungen der Lumineszens infolge der durch die Abstandsänderungen der Elektroden des Kondensators bewirkten elektrischen Feldstärkeänderungen das Kriterium für die Änderungen der mechanischen Meßgröße bilden. The invention now has the task of creating an arrangement in which the transformation of a mechanical quantity into an electrical quantity and its Display and / or measurement is simple and sensitive at the same time. According to the invention this is the case with a device for measuring and / or displaying mechanical measured variables by means of an electric Capacitor, at which at least an electrode is movable, achieved in that between the electrodes The electric field generated by the capacitor creates an electroluminescent layer is arranged and the changes in the luminescence due to the changes in distance of the electrodes of the capacitor caused changes in the electric field strength Form a criterion for the changes in the mechanical measured variable.

Der besondere Vorteil der vorgeschlagenen Vorrichtung ergibt sich aus der Tatsache, daß die Intensität der Elektrolumineszenz in starkem Maße von der Feldstärke abhängt und bei entsprechender Anordnung schon kleinste Änderungen des Abstandes in der Größenordnung von einigen ,rx, große Änderungen der Lumineszenz hervorrufen. Die Erfindung sieht vor, durch entsprechende Präparierung des Leuchtstoffes und durch den Aufbau des Leuchtkondensators oder der Betriebsspannung, z. B. hohe Wechselfrequenz über 3000 Hz, diesen Effekt bevorzugt zu züchten. Dabei ist die Anordnung durch höchste Einfachheit gekennzeichnet. Die erforderlichen Schichten lassen sich durch Massenfertigungsverfahren wie z. B. Drucken oder Sprühen herstellen. Als Betriebsspannung kann die übliche Netzspannung Verwendung finden. Beeinflußt die Elektrolumineszenz einen Fotoleiter, so kann neben der Empfindlichkeitssteigerung der Anzeige eine Messung der mechanischen Größe durchgeführt werden. The particular advantage of the proposed device results from the fact that the intensity of electroluminescence to a large extent of depends on the field strength and, with the appropriate arrangement, even the smallest changes of the distance on the order of a few, rx, large changes in luminescence cause. The invention provides for the appropriate preparation of the phosphor and by the structure of the luminous capacitor or the operating voltage, e.g. B. high Alternating frequency above 3000 Hz, this effect is preferred to breed. Here is the Arrangement characterized by the greatest simplicity. The required layers can be mass-produced using methods such as B. produce printing or spraying. The usual mains voltage can be used as the operating voltage. Influenced The electroluminescence a photoconductor, in addition to the increase in sensitivity a measurement of the mechanical quantity can be carried out on the display.

An Hand der Ausführungsbeispiele der Zeichnungen ist im folgenden die Erfindung näher erläutert.The following is based on the exemplary embodiments of the drawings the invention explained in more detail.

In Fig.1 wird das Grundprinzip der Erfindung für optische Anzeige einer mechanischen Größe erläutert. Auf einem transparenten Träger 1, der z. B. aus Glas oder Glimmer besteht, befindet sich eine elektrisch leitende optisch durchlässige Schicht 2. In Fig.1 the basic principle of the invention for visual display a mechanical quantity explained. On a transparent carrier 1, the z. B. consists of glass or mica, there is an electrically conductive, optically transparent one Layer 2.

Diese Schicht kann z. B. eine Zinnoxydschicht sein, welche durch thermische Reaktion von Zinntetrachlorid oder Zinnchlorid auf der Unterlage erzeugt worden ist. Die darauf befindliche elektrolumineszierende Schicht ist mit 3 bezeichnet. Sie besteht aus einem elektrolumineszierenden Leuchtstoff wie z. B. ein mit Kupferüberschuß aktiviertes Zinksulfid oder Zinkselenid. Der Leuchtstoff kann in einem geeigneten Dielektrikum hoher Dielektrizitätskonstanten und hoher elektrischer Durchschlagsfestigkeit wie z. B. Polystyrol oder Harz u. dgl. eingebettet sein.This layer can e.g. B. be a tin oxide layer, which by thermal Reaction of tin tetrachloride or tin chloride has been generated on the substrate is. The electroluminescent layer located thereon is labeled 3. It consists of an electroluminescent phosphor such as. B. one with excess copper activated zinc sulfide or zinc selenide. The phosphor can be in a suitable Dielectric with high dielectric constant and high dielectric strength such as B. polystyrene or resin and the like. Be embedded.

Der elektrolumineszierenden Schicht 3 steht eine bewegliche Elektrode 4, z. B. eine Metallplatte, welche durch entsprechende mechanische Mittel wie Schlitten, Führungshülsen u. dgl. parallel verschiebbar ist. Der Abstand zur elektrolumineszierenden Schicht 3 kann durch eine mechanische Bewegung, welche z. B. dem Punkt 5 der Platte zugeführt wird, verändert werden. Der Zwischenraum zwischen der Elektrode 4 und der elektrolumineszierenden Schicht kann z. B. Luft, Vakuum, eine Flüssigkeit oder ein fester verformbarer Stoff sein. An die Elektrode 4 und die Schicht 2 wird eine den Leuchtstoff zur Lumineszenz anregende Spannung 6 gelegt. Es kann z. B. eine beliebig geformte Wechsel- oder auch eine Gleichspannung sein. Bei Annäherung der Elektrode 4 an die elektrolumineszierende Schicht wird die elektrische Feldstärke in der elektrolumineszierenden Schicht in starkem Maße erhöht und damit diese Schicht zur Lumineszenz bzw. zur verstärkten Lumineszenz erregt. Die Lumineszenzwirkung kann durch den transparenten Träger 1 hindurch beobach- tet werden. die große Empfindlichkeit der Anzeige ergibt sich aus der physikalischen Tatsache, daß die von einem elektrolumineszierenden Leuchtstoff erzeugte Leuchtdichte mit zunehmender Feldstärke in sehr starkem Maße zunimmt. Bei entsprechend präparierten Leuchtstoffen kann in gewissen Bereichen der elektrischen Feldstärke bei Verdoppelung der Feldstärke die Leuchtdichte um ein oder zwei Größenordnungen anwachsen.The electroluminescent layer 3 has a movable electrode 4, e.g. B. a metal plate, which by appropriate mechanical means such as carriage, Guide sleeves and the like can be displaced in parallel. The distance to the electroluminescent Layer 3 can by a mechanical movement, which z. B. the point 5 of the plate is fed, can be changed. The space between the electrode 4 and the electroluminescent layer may e.g. B. air, vacuum, a liquid or be a solid deformable material. To the electrode 4 and the layer 2 is a the luminescence-exciting voltage 6 applied to the phosphor. It can e.g. Legs AC or DC voltage of any shape. When the Electrode 4 to the electroluminescent layer is the electric field strength in the electroluminescent layer is increased to a great extent and thus this layer excited to luminescence or increased luminescence. The luminescent effect can be observed through the transparent carrier 1 be switched. the great sensitivity the display arises from the physical fact that that of an electroluminescent Phosphor produced luminance to a very high degree with increasing field strength increases. With appropriately prepared phosphors, in certain areas the electric field strength when the field strength doubles the luminance grow an order of magnitude or two.

In F i g. 2 ist das Grundprinzip der Erfindung für die Messung einer mechanischen Größe dargestellt. Für gleiche Teile wurden dieselben Bezugszeichen wie in der F i g. 1 verwendet. Auf dem transparenten Träger 1 ist auf einer Seite die Leitschicht 2 und die elektrolumineszierende Schicht 3 angebracht. Auf der anderen Seite des Trägers befindet sich eine weitere transparente elektrisch leitende Schicht 7, eine fotoleitende Schicht 8 und eine Leitschicht 9. Für die fotoleitende Schicht 8 kann z. B. Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Zinkoxyd u. dgl. Verwendung finden. Die Schicht kann durch Sintern dieser Stoffe oder Aufdampfen erzeugt worden sein. Auch das Einbetten einzelner Leuchtstoffteilchen in ein geeignetes Bindemittel, wie Harz u. dgl., wird vorgesehen. Der elektrolumineszierenden Schicht 3 steht eine bewegliche Elektrode 4 gegenüber. An die Elektrode 4 und die Leitschicht 2 wird eine Spannung angelegt welche den elektrolumineszierenden Stoff zur Lumineszenz anregt. Die beschriebene Anordnung wird durch einen strahlungsdichten Kasten 10, z. B. einen lichtdichten Kasten, von der Einwirkung äußerer Strahlung abgeschirmt. Die Leitschienen 7 und 9 sind über ein Strommeßgerät 11 mit einer Spannungsquelle 12 verbunden. Erfolgt z. B. eine mechanische Bewegung der Elektrode 4 in Richtung der elektrolumineszierenden Schicht 3, z. B. durch Druckeinwirkung auf das Teilstück 5 dieser Elektrode, so ergibt sich eine EL-Erregung der Schicht 3 und bedingt durch die optische Kopplung der fotoleitenden Schicht 8 mit der elektrolumineszierende Schicht 3 eine Erhöhung der Leitfähigkeit der fotoleitenden Schicht. Die Erhöhung der Leitfähigkeit ist ein Maß für die Größe der Bewegung der Elektrode 4. An dem Instrument 11 kann die Größe der vorgenommenen Bewegung abgelesen werden. An Stelle eines Strommeßgerätes können jedoch auch andere bekannte Verfahren, wie eine elektrische Brücke zur Bestimmung der Leitfähigkeit, verwendet werden. Auch die Verwendung einer weiteren elektrolumineszierenden Schicht an Stelle des Meßgerätes 11 wird zur Empfindlichkeitssteigerung der Anzeige in Betracht gezogen. In Fig. 2 is the basic principle of the invention for the measurement of a mechanical size shown. The same reference numerals have been used for the same parts as in FIG. 1 used. On the transparent carrier 1 is on one side the conductive layer 2 and the electroluminescent layer 3 attached. On the other On the side of the carrier there is another transparent, electrically conductive layer 7, a photoconductive layer 8 and a conductive layer 9. For the photoconductive layer 8 can e.g. B. cadmium sulfide, cadmium selenide, zinc oxide and the like. Use. The layer can have been produced by sintering these substances or by vapor deposition. The embedding of individual fluorescent particles in a suitable binder, such as resin and the like is provided. The electroluminescent layer 3 is a movable electrode 4 opposite. To the electrode 4 and the conductive layer 2 is A voltage is applied which causes the electroluminescent substance to luminesce stimulates. The arrangement described is provided by a radiation-proof box 10, z. B. a light-tight box, shielded from the action of external radiation. The guide rails 7 and 9 are connected to a voltage source via an ammeter 11 12 connected. If z. B. a mechanical movement of the electrode 4 in the direction the electroluminescent layer 3, e.g. B. by applying pressure to the section 5 of this electrode, there is an EL excitation of the layer 3 and due to the optical coupling of the photoconductive layer 8 with the electroluminescent Layer 3 increases the conductivity of the photoconductive layer. The increase the conductivity is a measure of the amount of movement of the electrode 4. At the Instrument 11 can be read off the size of the movement made. Instead of an ammeter can also use other known methods, such as an electrical Bridge to determine the conductivity. Also using a Another electroluminescent layer instead of the measuring device 11 is used to increase sensitivity considered the ad.

In Fig.3 ist ein Beispiel für eine Temperaturanzeige gegeben. Für die gleichen Teile wurden auch die gleichen Bezugszeichen wie in den F i g. 1 und 2 verwendet. Auf einem durchsichtigen Träger 1 ist wieder die elektrisch leitende, optisch durchsichtige Schicht 2 und die elektrolumineszierende Schicht 3 aufgebracht. Die Elektrode 4 steht der elektrolumineszierenden Schicht 3 gegenüber. Diese Elektrode ist an einem Ende als langer Stab ausgeführt und mit einem zylindrischen Rohr 13 verbunden. Das Material der Elektrode 4 bzw. mindestens des stabförmigen Teiles dieser Elektrode und des Zylinders 13 sind so gewählt, daß der Ausdehnungskoeffizient der beiden Materialien stark verschieden ist. Zum Beispiel können die beiden Materialien eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung (Warenbezeichnung »Invar«) und einer Legierung von Aluminium und Kupfer (95o/o Al und 5 0/o Cu) sein. Ein Ende des Zylinders ist mit dem Träger 1 verbunden. Bei Erwärmung von Zylinder und Stab ergibt sich eine Änderung des Abstandes der Elektrode 4 von der elektrolumineszierenden Schicht 3. An example of a temperature display is given in Fig. 3. For the same parts have also been given the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 used. The electrically conductive, optically transparent layer 2 and the electroluminescent layer 3 applied. The electrode 4 faces the electroluminescent layer 3. This electrode is designed as a long rod at one end and with a cylindrical tube 13 tied together. The material of the electrode 4 or at least the rod-shaped part this electrode and the cylinder 13 are chosen so that the expansion coefficient of the two materials is very different. For example, the two materials can an iron-nickel-cobalt alloy (Trade name »Invar«) and an alloy of aluminum and copper (95% Al and 5% Cu). An end of the cylinder is connected to the carrier 1. When the cylinder and rod are heated there is a change in the distance between the electrode 4 and the electroluminescent one Layer 3.

Damit wird auch die Lumineszenzerregung verändert und der Temperaturzustand auf diese Weise angezeigt. Zwischen der Elektrode 4 und der elektrolumineszierenden Schicht ist in diesem Beispiel eine dielektrische Schicht 14 angebracht. Diese Schicht verhindert eine direkte Berührung der Elektrode 4 mit der elektrolumineszierenden Schicht 3. Es wird damit eine eventuell zu große Feldstärkeerhöhung, welche zu einem Durchschlag in der elektrolumineszierenden Schicht führen könnte, vermieden.This also changes the luminescence excitation and the temperature state displayed this way. Between the electrode 4 and the electroluminescent Layer, a dielectric layer 14 is applied in this example. This layer prevents direct contact of the electrode 4 with the electroluminescent Layer 3. There is thus a possibly too great increase in field strength, which leads to a Breakdown in the electroluminescent layer could be avoided.

Wird für diese Schicht ein Stoff hoher Dielektrizitätskonstanten gewählt, so ergibt sich außerdem noch der Vorteil, daß die Lichtausbeute des Leuchtkondensators erhöht wird. Ein geeigneter Stoff hoher Dielektrizitätskonstante ist z. B. Bariumtitanat. Das Bariumtitanat kann in einem geeigneten Bindemittel, wie Harz, Polystyrol, eingebettet sein. Becomes a material with a high dielectric constant for this layer selected, there is also the advantage that the luminous efficiency of the luminous capacitor is increased. A suitable material with a high dielectric constant is e.g. B. barium titanate. The barium titanate can be embedded in a suitable binder such as resin, polystyrene be.

Die Verbindung des Trägers 1 mit dem Zylinder 13 erfolgt in dem Ausführungsbeispiel über eine Zwischenhülse 15. Diese Hülse ist so ausgeführt, daß sie in dem Zylinder 13 gleitet. Eine Feder 16 drückt die Hülse gegen ein Ansatzstück des Zylinders 13.The connection of the carrier 1 to the cylinder 13 takes place in the exemplary embodiment via an intermediate sleeve 15. This sleeve is designed so that it is in the cylinder 13 slides. A spring 16 presses the sleeve against an extension piece of the cylinder 13.

Die Feder 16 fängt außerdem einen etwa auftretenden übermäßigen Druck der Elektrode 4 auf der elektrolumineszierenden Schicht auf. Eine Zerstörung der elektrolumineszierenden Schicht bzw. der beweglichen Elektrode 4 wird dadurch vermieden.The spring 16 also catches any excessive pressure that may occur of the electrode 4 on the electroluminescent layer. A destruction of the electroluminescent layer or the movable electrode 4 is avoided.

Ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung zur Anzeige eines Druckes zeigt die F i g. 4. Für die gleichen Teile wurden auch die gleichen Bezugszeichen wie in den F i g. 1, 2 und 3 verwendet. Hier ist die Elektrode 4 als Membran ausgeführt. Sie schließt ein Gefäß 17 ab. Der zu messende Druck wird über das Anschlußstück 18 dem Gefäß zugeführt. Die Lumineszenz der Schicht 3 ist ein Maß für den im Gefäß 17 herrschenden Druck. Dieser Druck kann z. B. dadurch erzeugt werden, daß das Gefäß 17 verschlossen ist und die Temperatur des Gefäßes erhöht wird. Damit ist ein Temperaturanzeigegerät geschaffen. An example of the application of the invention to the display of a pressure FIG. 4. The same reference numbers have been used for the same parts as in Figs. 1, 2 and 3 used. Here the electrode 4 is designed as a membrane. It closes off a vessel 17. The pressure to be measured is via the connection piece 18 supplied to the vessel. The luminescence of layer 3 is a measure of that in the vessel 17 prevailing pressure. This pressure can e.g. B. be generated in that the vessel 17 is closed and the temperature of the vessel is increased. This is a temperature display device created.

Eine Anwendung der Erfindung für die Anzeige einer Schwingbewegung eines mechanischen Körpers wie z. B. einer Stimmgabel, einer Membran u. dgl. zeigt die Fig. 5. Der Leuchtkondensator, bestehend aus dem Träger 1, der durchsichtig leitenden Schicht 2, der elektrolumineszierenden Schicht 3 und der Elektrode 4 ist mit einem Fotoleiter, bestehend aus der leitenden, durchsichtigen Schicht 7, der fotoleitenden Schicht 8 und der Leitschicht 9 optisch gekoppelt. Mit einem Anzeigeinstrument 11 und der Spannung 12 wird die Leitfähigkeit der fotoleitenden Schicht gemessen. Die Elektrode 4 ist hier als schwingende Zunge ausgebildet. Bei einer schwingenden Bewegung der Zunge ändert sich der Elektrodenabstand des Leuchtkondensators. Die sich hier ergebende Lumineszenzänderung wird an der Meßvorrichtungll bestimmt. Ist die Zunge so ausgeführt, daß sie bei einer bestimmten Schwingungsfrequenz in Resonanz gerät, so ergibt sich eine Resonanzanzeige bzw. Frequenzbestimmung. Dabei kann die Anordnung so ausgeführt sein, daß nicht nur eine, sondern mehrere Zungen der elektro- lumineszierenden Schicht 3 gegenstehen. Jede Zunge gerät bei einer anderen Frequenz in Resonanz. Auf diese Art läßt sich also ein einfaches, empfindliches und genaues Frequenzmeßgerät herstellen. Die Frequenzbestimmung kann auch ohne fotoleitende Schicht durch direkte Beobachtung der Elektrolumineszenz durchgeführt werden. Zum Schutze von störender äußerer Strahlungseinwirkung ist über den Teilen 1, 2, 3, 7, 8, 9 eine strahlenundurchlässige Schichtl9 angebracht. Dieselbe Funktion kann jedoch auch ein strahlungsdichter Kasten erfüllen. An application of the invention for the display of an oscillating movement a mechanical body such as B. a tuning fork, a membrane and the like. Shows the Fig. 5. The luminous capacitor, consisting of the carrier 1, the transparent conductive layer 2, the electroluminescent layer 3 and the electrode 4 with a photoconductor consisting of the conductive, transparent layer 7, the photoconductive layer 8 and the conductive layer 9 optically coupled. With a display instrument 11 and the voltage 12, the conductivity of the photoconductive layer is measured. The electrode 4 is designed here as a vibrating tongue. With a swinging Movement of the tongue changes the electrode spacing of the luminous capacitor. the The resulting change in luminescence is determined on the measuring device. is the tongue is designed so that it resonates at a certain frequency of oscillation device, a resonance display or frequency determination results. The Be designed so that not just one, but several tongues of the electrical luminescent Facing layer 3. Each tongue resonates at a different frequency. In this way, a simple, sensitive and accurate frequency measuring device can be made produce. The frequency can also be determined directly without a photoconductive layer Observation of the electroluminescence can be carried out. To protect from disruptive External exposure to radiation is radiopaque over parts 1, 2, 3, 7, 8, 9 Layer 9 attached. However, a radiation-proof box can also perform the same function fulfill.

Die bewegliche Elektrode 4 kann auch als Stimmgabel oder Membran ausgeführt sein. Sie kann insbesondere auch zur Anzeige und Messung der Frequenz und der Intensität von Schallschwingungen dienen.The movable electrode 4 can also be designed as a tuning fork or membrane be. In particular, it can also be used to display and measure frequency and intensity serve of sound vibrations.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die F i g. 6. Another embodiment is shown in FIG. 6th

Für die gleichen Teile wurden auch die gleichen Bezugszeichen wie in den F i g. 1. 2, 3, 4, 5 verwendet. Die bewegliche Elektrode 4 ist hier als durchsichtige Leitschicht ausgeführt. Auf jeder Seite dieser Elektrode 4 sind in einem gewissen Abstand zwei elektrolumineszierende Schichten 3 und 3' angebracht. Die elektrolumineszierenden Schichten 3 und 3' befinden sich auf den durchsichtigen Leitschichten 2 bzw. 2' und den Trägern 1 und 1'. Vor den Leuchtkondensatoren befindet sich eine Blende 21. Die Anordnung kann durch entsprechende Wahl des Abstandes der Elektrode 4 zu den elektrolumineszierenden Schichten 3 bzw. 3' vorzugsweise so getroffen werden, daß die Mittenstellung der Elektrode 4 zwischen den elektrolumineszierenden Schichten 3 und 3' zu keiner bzw. keiner merklichen Lumineszenzwirkung führt. Erst bei Annäherung der Elektrode an eine der elektrolumineszierenden Schichten ergibt sich eine Lumineszenz. Die Aussparung der Blende 21 wird z. B. so getroffen werden, daß sie die Bewegungsrichtung der Elektrode 4 kennzeichnet; beispielsweise sind in dem aufgezeichneten Ausführungsbeispiel der Blende entsprechend der F i g. 7 hierfür die Zeichen + und - gewählt.The same reference numerals have been used for the same parts as in Figs. 1. 2, 3, 4, 5 used. The movable electrode 4 is here as a transparent one Conductive layer executed. On each side of this electrode 4 are in a certain amount Distance between two electroluminescent layers 3 and 3 'attached. The electroluminescent Layers 3 and 3 'are on top of the transparent conductive layers 2 and 2' respectively and the carriers 1 and 1 '. There is a panel in front of the luminous capacitors 21. The arrangement can be made by appropriate choice of the distance between the electrode 4 the electroluminescent layers 3 or 3 'are preferably made in such a way that that the central position of the electrode 4 between the electroluminescent layers 3 and 3 'leads to no or no noticeable luminescence effect. Only when approaching luminescence results from the electrode on one of the electroluminescent layers. The recess of the aperture 21 is z. B. be taken so that it changes the direction of movement denotes the electrode 4; for example are in the recorded embodiment the aperture according to FIG. 7 the signs + and - were chosen for this.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die F i g. 8. Another embodiment is shown in FIG. 8th.

Für die gleichen Teile wurden auch die gleichen Bezugszeichen wie in den F i g. 1 bis 7 verwendet.The same reference numerals have been used for the same parts as in Figs. 1 to 7 used.

Hier ist ein einfacher Thermostat beschrieben. Der auf dem Träger 1 und der durchsichtigen leitenden Schicht 2 befindliche elektrolumineszierenden Schicht 3 steht ein Bimetallstreifen 22 gegenüber.A simple thermostat is described here. The one on the carrier 1 and the transparent conductive layer 2 located electroluminescent Layer 3 faces a bimetallic strip 22.

Die elektrolumineszierende Schicht 3 ist mit einem Fotoleiter, bestehend aus dem Träger 1', der durchsichtigen leitenden Schicht 7, der fotoleitenden Schicht 8 und der Leitschicht 9 optisch gekoppelt.The electroluminescent layer 3 is composed of a photoconductor from the support 1 ', the transparent conductive layer 7, the photoconductive layer 8 and the conductive layer 9 are optically coupled.

Die ganze Anordnung befindet sich in dem Gefäß 23. Die Anordnung ist so getroffen, daß z. B. bei Verminderung der Temperatur des Gefäßes 23 der Bimetallstreifen 22 sich in Richtung der elektrolumineszierenden Schicht bewegt. Es ergibt sich damit eine verstärkte Lumineszenz und entsprechend der optischen Kopplung mit dem Fotoleiter eine entsprechende Herabsetzung des Widerstandes der fotoleitenden Schicht 8. Im Fotoleiter ergibt sich damit ein erhöhter Stromfluß und damit eine entsprechende Aufwärmung des Gefäßes. Ein entsprechend umgekehrter Regelvorgang ergibt sich bei Temperaturerhöhung des Gefäßes. Es ist also damit in einfacher Weise eine stetig regelnde Thermostateinrichtung geschaffen. Der Fotoleiter kann auch so angebracht werden, daß seine Leitfähigkeit den Stromdurchgang durch einen im Gefäß 23 angebrachten Heizkörper steuert.The whole arrangement is in the vessel 23. The arrangement is so taken that z. B. when reducing the temperature of the vessel 23 of the bimetal strip 22 moves in the direction of the electroluminescent layer. It arises with it an increased luminescence and corresponding to the optical coupling with the photoconductor a corresponding reduction in the resistance of the photoconductive layer 8. Im Photoconductor thus results in an increased flow of current and thus a corresponding one Warming up the vessel. A correspondingly reversed control process results in Increase in temperature of the vessel. It is therefore, in a simple way, a continuous regulating thermostat device created. The photoconductor can also do this appropriate be that its conductivity allows the passage of current through a placed in the vessel 23 Radiator controls.

Claims

Claims: 1. Device for measuring and / or displaying mechanical measured variables by means of an electrical capacitor, in which at least an electrode is movable, characterized in that between the electrodes The electric field generated by the capacitor creates an electroluminescent layer is arranged and that the changes in the luminescence as a result of the changes in distance of the electrodes of the capacitor caused changes in the electric field strength Form a criterion for the changes in the mechanical measured variable.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the luminescence of the capacitor influences the conductivity of a photoconductor, which in turn is a measure of the mechanical size.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that between the electrode or electrodes of the capacitor and the electroluminescent layer another insulating layer, preferably a high dielectric constant layer and / or electrical breakdown capability, is arranged.

4. Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that between the movable electrode and the electroluminescent layer or the Insulating layer a gas, a vacuum and / or a liquid andíor a solid deformable fabric is located.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that means are arranged that when a predetermined pressure is exceeded the movable Electrode on the remaining parts of the capacitor to compensate for this overpressure.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that before the Electroluminescent layer screens are arranged, the recesses of which one Marking or mechanical size.

7. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the variable to be measured and / or displayed is a thermal one Resizing is.

8. Device according to one or more of the preceding claims, characterized. that the prevailing in a gas volume and liquid volume Pressure represents the quantity to be measured or displayed.

9. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the oscillation of an oscillatable structure the mechanical size is.

10. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the thermal change in size is equal to the expansion difference is two bodies.

11. The device according to claim 3, characterized in that the thermal change in size due to a change in shape of a corresponding body, z. B. a bimetal body is achieved.

12. The device according to claim 8, characterized in that the Pressure acts on the movable electrode via a membrane or the latter itself represents the membrane.

13. The apparatus according to claim 5, characterized in that the Pressure compensation is carried out by a spring.

14. The device according to claim 9, characterized in that the oscillatory structures has pronounced resonance properties.

15. The device according to claim 14, characterized in that the vibratory structure is a tuning fork.

16. The device according to claim 9, characterized in that as vibratory structure a membrane is used.

17. The device according to claim 9, characterized in that the A DC voltage is applied to the electrodes of the capacitor.

18. The device according to claim 1, characterized in that the movable electrode or electrodes between two electroluminescent layers is appropriate.

19. The device according to claim 18, characterized in that the two electroluminescent layers when the electrodes are in the middle position, none or have only low luminescence.

20. The device according to claim 18, characterized in that the movable electrode is transparent.

21. The device according to claim 20, characterized in that the Movable electrode made of glass or mica and at least on one side a conductive covering, e.g. B. of SnO carries.

22. Device according to one or more of claims 1 to 8, 10 to 13 and 18 to 21, characterized in that the change in resistance of the photoconductor is used to keep the temperature constant.

23. The device according to claim 21, characterized in that the Photoconductor itself represents the radiator.

24. The device according to claim 3, characterized in that the Insulating layer at least partly made of ferroelectric materials such as barium titanium and the like.

Documents considered: German Patent No. 950 817; German Auslegeschriften Nos. 1 018 171, 1 046 183; German patent application B 20749 VIIId / 21 a4 (published January 28, 1954); German interpretation document S 30263 IXbX42d (announced March 22, 1956); Journal ETZ-B, from October 21, 1958, p. 391, 392, 397.

Frank M a t ossi, »Electroluminescence and Electrophotoluminescence, Vieweg Verlag, 1957, p. 92.