(Aus dem Med.-Physik. Institut der Universitat P~es.)

l~in Reiz- und Zeitsignal fiir photographische Registrierung 1. Von

E. Ernst.

Mit 6 Textabbildungen.

(Eingegangen am 8. November 1935.)

Die in Gebraueh s tehenden gewShnlichen Reizsignale sind Elek t ro - magnete , mi t denen der Re i zmomen t bekannt l i ch in der Weise regis t r ier t wird, dab durch den S t rom ein Eisenkern magnet i seh und du tch den le tz teren ein anderes Eisenst t ick bewegt wird. Daraus folgen sehon die Naehte i le derar t iger t~eizsignale: 1. Mit VGrsp~tung signalisieren sie den Re izmoment , da die Bewegung des Zeigers (des EisenstiAeks) wegen seiner Tr~ghei t verz6ger t erfolgt. 2. Aus demselben Grunde k6nnen bei t e tan i - s ierendem, f requentem I~eizstrom dig einzelnen Stromst6Be night regi- s t r ie r t werden. 3. Diese Signale bediirfen eines verh~l tn ismggig s ta rken Stromes, so dag sie du tch die sehwaehen Reizs t r6me gar n ieht be t~ t ig t werden. Somi t is t m a n bei genauer Arbe i t gezwungen zum Zweeke der Reizsignal is ierung feine und kostsloielige A p p a r a t e anzuwenden ~, was jedoeh wegen ihrer grogen Empf ind l i ehke i t und R a u m b e a n s p r u e h u n g ziemlieh sehwerf~llig ist.

Aus a l ledem ist es zu ersehen, dab m a n fiir l~eizsignalisierung eines A p p a r a t e s bedfirfe, weleher - - wig der Sa i t enga lvanomete r - - genau arbe i te t , aber so einfaeh, klein und billig ist, wie die e lek t romagnet i sehen l~eizsignale. Dieser Aufgabe versueh ten wir in der Weise zu gentigen, dag wir ein kleines (4= • 6 • 15 em) und sehr einfaehes Sai tengalvano- me te r kons t ru ie r t en a.

Infolge seiner Kleinheit karm derselbe n6tigenfalls saint den iibrigen Zeigern vor dem Spalt des photographisehen Apparates angeordnet werden. Zum Zwecke leiehter und einfaeher I-Iandhabung werden relativ starke Saiten z. ]3. aus Kon- stantandraht yon 28 # St~rke verwendet, deren Festigkeit geniigt, urn ohne jede Sehwierigkeit und besondere u behandelt werden zu k6nnen.

1)ie Saite ist in dem magnetisehen Felde eines starken 1)auermagneten (etwa 2000 Gaug) ausgespannt, weleher den K6rper des Apparates bildet. 1)as Innere dieses Hufeisenmagneten wird oben und aueh an beiden Seiten mit je einer Kupfer- platte yon der Augenwelt versehlossen. J)as Schema des Apparates ist an der Abb. 1 zu sehen. Im Niveau der Mitte der Saitenl~nge geht eine Bohrung dutch beide Sehenkel des Nagneten (5 und 6 in der Abb. 1). Bei 5 k6nnen die Mikroskopobjektive

1 1)emonstriert am 15. Internationalen PhysiologenkongreB zu Leningrad 1935. Z. B. Ernst: Pfltigers Arch. 2~0, 672 (1928). - - RoB: Pfliigers Arch. 229, 15 (1931). -

Vgl. Meyerl~o[: l~ioehem. Z. 260, 469 (1933), tier zur l~egistriernng des l~eizmomentes den 0ffnungsfunken des prim~ren Stromkreises photographierte. - - a Zn beziehen bei Erd~ly & Szab6, Budapest, Liliom u. 46.

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yon ZeiB oder l~eichert eingeschraubt werden (je na.ch der gewiinsch~en VergrSBe- rung); die 0ffnung bei 6 dient zur Beleuehtung. Als Lichtquelle kann jede L~mpe verwendet werden, kleinere Lampen kSrmen auf den Apparat selbst befestigt

Abb. 2. 1 gufeisenmagnet; 2 - - 2 Pols~huhe a us ~Veicheisen,

~kbb. 1. Abb. 1. Schema des Ltingsschnitts. die far die Saite einen Luftraum yon 2 mm Breite un4 Tiefe und yon 70 mm L~ing'e freilassen;

3 - - 3 Klemmen zum Einfangen tier SMte; ~ Schraube zum Spannen der Saite; 5 - - 6 Durchbohrung zum Projizieren der Saite.

Abb. 2. S Saite beim stadtischen \Vechselstrom (starke VergrS~erung), Z zur Kontrolle der Zeitablesung" eine Sflimmgabel v. d. P. 1/~00 Sek.

werden, z .B . eine elektrisehe Tasehenlampe yon 3 Volt bei langsamen Gang des photographisehen Papiers (s. Abb. 6b).

Der zu registrierende Strom wird mittels BananenstSpsel in den Apparat gefiihrt. Die St/~rke der Saite maeht es m6glieh, dal3 man diesen Strom ohne besondere Vor- sicht direkt zur SMte fiihrt, und die Ausweiehung derselben erst dann mittels Einsehalten yon ver- sehiedenen Widerst/~nden regelg. So wurde z. B. der st&dtisehe Weehselstrom von 110 Volt und 50 Per. in der Sekunde in die sekund~re l%lle eines 1 : 4 Transfor- mators geftihrt, die primate l%lle in Seriensehaltung yon 0,3 M~2 mit der Saite (70 5) verbunden. Die Ausweiehungen der Saite in Abb. 2 zeigen ihre Empfindliehkeit bei etwa 5 mV. bzw. 0,1 mA. (Eine ~hnliehe Empfindlichkei~ wurde ftir Gleich- Abb 3. S S~ite, tier stadtische Weehselstrom yon strom gefunden.) Weitere Einzel- 50 Per. Anfang uncl Ende des Reizes sind sleher

zu beurteilen. (Nach dem Reiz Selbstschwingun- heiten mSehte ieh hier nicht be- gender Saite.) Die Zeitablesung: eine %Velle = sprechen; sie sind in der Gebrauchs- 20 ~. Zur ]~ontrolle Z Stimmgabel v.d.P. I/t00 Sek. anweisung zu Iinden.

D a m i t w~re die F r a g e e ines e i n f a c h e n u n d e m p f i n d l i e h e n Re iz s igna le s

fi ir p h o t o g r a p h i s c h e R e g i s t r i e r u n g als ge l6s t a n z u s e h e n ; wi r b e s t r e b t e n

u n s j edoch , d a b e i g le iehze i t ig a u e h die Z e i t m a r k i e r u n g zu v e rw i rk l i ch en .

E s b e d a r f w o h l ke ine r B e g r i i n d u n g , d a b bei d e n h e u t i g e n A n s p r f i e h e n de r

l % g i s t r i e r t e e h n i k als e ine idea le L S s u n g d ieser F r a g e n n u t e in A p p a r a t

712 E. Erns t :

b e t r a c h t e t w e r d e n k a n n , d u r c h w e l c h e n die Zeit und der Reiz mit einer und derselben Marke registriert wird. D a z u i s t n u n e b e n d iese r k l e i n e

A p p a r a t f/~hig, wie d ies i m f o l g e n d e n geze ig t w e r d e n soll. W i r w o l l e n die

e i n z e l n e n F/~lle, wie sie be i d e n

v e r s e h i e d e n e n V e r s u e h e n vo r -

k o m m e n , g e t r e n n t b e s p r e e h e n .

1. Markierung kleiner Zeitein- heiten und /requenter tetanisierender Reize, z .B. bei der Untersuchtmg des Aktionsstroms im Muskelteta- nus; in einem derartigen Versuch ist ja die Kenntn is jedes einzelnen Stromstoi]es erwiinscht, dami t die- selben mi t den einzelnen Zacken

Abb. 4. S Saite, fortdauernd ein ~Vechselstrom; des Aktionsstromes verglichen wer- bei + Einzelreiz. Z zur Kontrolle Stimmgabel den k6nnen. Zu diesem Vergleich

v.d.P, 1/10~ Sek. ist andererseits die Zeitmarkierung in Einhei ten yon wenigen a nStig,

da ja der Verlauf der einzelnen Zaeken nu t eine so kurze Zeit dauert. In einem solehen l%lle wird m m der frequente Reizstrom in die Saite geffihrt: solange die Saite die Sehwingungen zeigt (s. Abb. 3) dauerte der tetanisierende Reiz; die Sehwingungen signalisieren gleiehzeitig aueh die Zeit, da ja eine Welle 20 a betr~gt.

2. Kleine Zeiteinheiten uncl Einzelreize (erwiinscht z. B. bei Latenzbest immung yon Aktionsstrom, Volumverminderung oder Kontrakt ion) . Eine L6sung dieser Aufgabe besteht darin, dab man einen frequenten Strom zur Zei~registrierung in die Saite fiihrt und auflerdem die zum Einzelreiz dienenden StromstSBe daraufsetzt. Abb. 4 zeigt einen solchen F a l l Der st~dtische Wechselstrom yon der Periode 50 in der Sekunde tiefert die Grundschwingung, eine Welle derselben bedeutet daher den Zeit- wert yon 20 a, der Einzelreiz (0ffnungs- s t rom der sektmd~ren 1%olle eines Induk- toriums) wurde bei r daraufgesetzt.

Zur Zeitmarkierung bei Eiazelreizen kSunen wei~erhia die Selbstschwingungen der Saite verwendet werden. Die Saite

Abb. 5. S Saite, bei + ()ffnungsschlag, die nachfolgenden Ausweichungen sind komm~ n~mlich bei entspreehender Span- Selbstschwing'u~en(schwacheVcrgrSge- nung in Selbstschwingung, sowie sie dureh rung); Z Stimmgabel v.d.P. ~/~0a Sek. den zu registrierenden StromstoB aus ihrer

l~uhelage herausgeschleudert wird. Dabei kSmmn Amplitude, Frequenz und D~mpfung dieser Selbstschwingungen mit dem Spannungszustand der Saite reguliert werden. In Abb. 5 ist die erste Aus- weichung der Saite durch einen induzierten 0Ifnungsschlag hervorgerufen, w~hrend die nachfolgenden WelIen yon der Selbstschwingtmg der Saite stammen. Wird nun der Zeitwert derselben in einem Vorversuch - - wie h i e r - - b e s t i m m t (hier 2 a), so kann im eigentlichen Versuch der ]~eizmoment aus der ersten Ausweichung, die Zeit aus den Selbstschwingungen abgelesen werden. (Die Dauer der Schwingungen

Ein Reiz- und Zeitsignal fiir photographisehe lgegistrierung. 713

ist yon ihren Ampli tuden prakt iseh unabhgngig, so dab ihr Zeitwert derselbe bleibt, indem ihre Ampli tude Iortwghrend abnimmt.)

3. Gro/3e Zeiteinheiten (Sekunden) und Einzel- bzw. kurz dauernde tetanische l?eize. Diese einfaehen Fglle beanspruehen keine nghere Bespreehung. l~eizt man z .B . einm~l pro Sekunde mi t einem Induktions6ffnungsstrom, so bedeuten die Aussehlgge der Saite die Ein- zelreize, der Abs tand je zweier Aussehlage 1 Sek. Oder wird z.B. in Perioden yon je 2 Sek. at~ eine Dauer yon 0,4 Sek. te taniseh gereizt, so lgl3t sieh die l~eizdmuer mus der Schwin- gungsdmuer der Saite, die Zeit Abb. 6a und b. a [ ] Abstand zweier Stromsehlt~sse, aus dem Abstmnd je zweier 2 Sek. [~1 Reizung mit frequentem Strom ffir 4= Sek. Sehwingungsperioden bestim- b o--o Reizung" mit frequentem Strom ftir 2 Sek. Hier

ist alas neue Signal auf den photographisehen Regi- men (s. den folgenden P u n k t 4). strierapparat selbst montiert ganz nahe vor der Spalte

7. Grofle Zeiteinheite~ und desselben und die Beleuchtung erfolgte mit einer lang dauernde tetanische Reize. Tasehenlampe yon 3 Volt. Die Zeit ist in der Weise registriert, dab mi t einem Metronom der Gleichstrom eines Akkumulmtors in Perioden yon z. B. je 2 Sek. fiir einen Bruchtefl dieser Zeitdauer gesehlossen wird. Der Abstmnd zweier naeheinander folgender SchlieBungen bzw. 0ffnungen bedeutet daher 2 Sek. (s. Abb. 6m). Der frequente, tetanisierende t~eizstrom wird auf diesen GMchs t rom (mit Einschal tung yon Widerstgnden) dmraufgesetzt, fiir welehe Dauer der scharfe Sch~t ten der Smite verwiseht wird.

}Vie z u s e h e n ist , k a n n a lso der Reiz und die Zeit in j e d e m Fa l l e , w e l c h e r

in d e n V e r s u c h e n n u r a u f t a u c h e n k a n n , mit einer und derselben Marke s i g n M i s i e r t w e r d e n .

Es sei noch bemerkt , dag Mle die hier abgebildeten Versuehe mit einer Smite bus Konstantmndrmht yon 28 tt ausgeffihrt wurden. N an kaim aber much ~ndere SMten verwenden, so z.B. aus Silberdr~ht yon 20--50/~ Stgrke and auf diese Weise Empfindliehkeit , Selbstsehwingung usw. ver~ndern.

Zusammenfassung. E s w i r d e in k l e i n e r u n d e i n f a c h e r A p p a r a t b e s c h r i e b e n , w e l c h e r es

e r m S g l i c h t , m i t ein und derselben ~]larke den Reiz und die Zeit zu s i gna l i s i e r en .