Nel 1903, nella vivace città di Newark, nel New Jersey, l’ingegnere chimico e pioniere della misurazione elettrica Edward Faraday Weston fonda la Weston Electrical Instrument Co. per trasformare in realtà la sua visione di strumenti di misura precisi e accessibili. L’esperienza accumulata da Weston nei laboratori della General Electric e nelle ricerche sulla corrente continua gli permise di ideare galavanometri robusti e tarabili con elevata sensibilità. La prima linea di prodotti comprendeva strumenti di misura di tensione, corrente e resistenza calibrati in modo estremamente accurato, grazie all’adozione di elementi sensibili a striscia metallica e a bobine avvolte con filo di platino-iridio, scelto per la sua stabilità termica e bassa deriva.
Weston capì subito che la chiave del successo stava nella integrazione verticale delle fasi produttive: dagli avvolgimenti più fini al montaggio dei meccanismi di scorrimento, ogni pezzo veniva realizzato negli stabilimenti di Newark. L’azienda allestì laboratori per la fusione del vetro, per la realizzazione di bilici di calibrazione e per la produzione di rivestimenti antiriflesso per i quadranti dei suoi strumenti analogici. Questo approccio permise di ottenere tolleranze di misura dell’ordine di ±0,2 % già sui primi modelli di galavanometri, un risultato impensabile per i competitor che si affidavano a fornitori esterni. Grazie a un processo educativo interno, in pochi anni la Weston Electrical Instrument Co. formò un corpo tecnico di specialisti in elettrotecnica, metallurgia e ottica, dando vita a un vivace centro di innovazione.
I primi dieci anni di attività furono caratterizzati da una rapida espansione verso mercati industriali: centrali elettriche, officine meccaniche e laboratori universitari in tutto il Nord America iniziarono ad adottare i voltmetri Weston, i milliamperometri e i resistori variabili della casa di Newark. Un brevetto del 1912 introdusse un sistema di compensazione termica mediante una resistente lega bimetallica, in grado di mantenere stabili le misure di corrente nonostante le oscillazioni della temperatura ambiente. Nei cataloghi dell’epoca, Weston vantava strumenti con risoluzione di 1 μA e fondo scala fino a 10 A, coprendo un ampio spettro di applicazioni elettriche e radiofoniche emergenti.
L’ingresso nel mercato fotografico: i primi esposimetri Weston
All’inizio degli anni Dieci l’avvento della fotografia amatoriale spinse Edward Weston a esplorare applicazioni della sua esperienza in misurazioni luminose. Nel 1912, dopo aver studiato il principio di funzionamento del fotovoltaico e la risposta spettrale dei materiali semiconduttori, Weston introdusse il Weston Cadmium Cell Exposure Meter, basato su una cella al solfuro di cadmio (CdS) opportunamente polarizzata. Pur ingombrante rispetto agli standard odierni, questo primo modello fu una pietra miliare: integrava un galvanometro a bobina mobile collegato a una cella fotosensibile, misurando l’energia luminosa incidente in foot-candles con una precisione di ±⅓ di stop.
L’elemento fotosensibile veniva protetto da un filtro Daylight Balance, reso con vetro piano adatto a bloccare le radiazioni infrarosse e ultraviolette. Il quadrante, inciso con valori di apertura e tempi di posa per le lastrine Kodak più diffuse, era calibrato in laboratorio con lampade a filamento standard a 2856 K. Ogni esemplare veniva fornito con un certificato di taratura e un set di schede di conversione, redatte dagli ingegneri Weston e aggiornate ogni sei mesi per tener conto delle tolleranze di produzione e dell’invecchiamento della cella CdS.
Nel 1921, la casa lanciò il celebre Weston Master Exposure Meter, compatto e tascabile, che adottava lo stesso principio elettrico ma migliorava il circuito di polarizzazione con un resistore variabile a lamina avvolta, progettato internamente. Questo permetteva una taratura più fine della corrente di bias, ampliando la gamma di misurazione da 2 fc fino a 20 000 fc. Il calibro veniva realizzato con un calibro micrometrico e dotato di una ghiera di selezione rapida, consentendo ai fotografi di regolare i parametri in meno di cinque secondi. Il modello Master divenne ben presto uno standard industriale, adottato da case produttrici di fotocamere e da studi fotografici professionali in tutto il mondo.
Innovazioni elettriche e meccaniche negli anni ’20 e ’30
La crescita dell’industria cinematografica e la domanda di esposimetri per cineprese spinsero Weston a collaborare con i produttori di pellicola moviola. Nel 1926 venne presentato il Weston Universal Cine Meter, un dispositivo in grado di misurare la luminosità in disco candele per metro quadro (cd/m²). Il cuore del sistema era un fotomoltiplicatore primitivo, protetto da una guaina metallica e da un set di filtri colorati intercambiabili per simulare diverse temperature colore, da luce diurna a tungsteno. Il segnale veniva amplificato da un piccolo autotrasformatore interno e visualizzato su un galvanometro a lancetta, con fondo scala selezionabile fino a 1000 cd/m².
In campo elettrico, nel 1934 Weston brevettò un galvanometro a doppia bobina compensata, dove due avvolgimenti identici, avvolti in senso contrario attorno allo stesso nucleo, annullavano le correnti parassite e garantivano misure prive di induttanza residua. Questo meccanismo fu rapidamente adottato su tutta la gamma di esposimetri e su molti strumenti di laboratorio, riducendo drasticamente gli errori di lettura in presenza di campi elettromagnetici esterni. Le tolleranze sui nuovi strumenti vennero abbassate a ±0,1 %, mentre la stabilità a lungo termine migliorò del 50 % rispetto alle generazioni precedenti.
Contemporaneamente, la Weston Electrical Instrument Co. ampliò la propria gamma di prodotti con un’ampia serie di resistori di precisione, divisori di tensione e standard di corrente destinati ai laboratori di ricerca radiofonica e ai centri di potenza elettrica. L’adozione di bobine avvolte con filo d’oro e di resistori a film metallico permise di introdurre strumenti con coefficiente termico vicino a zero e fondoscala fino a 5 MW, mantenendo una leggibilità superiore a 0,2 %.
La maturità e l’influenza sulla fotografia e sull’industria elettrica (1940–1960) e la sua fine
La Seconda Guerra Mondiale determinò un’impennata nelle richieste di strumenti di misura per il controllo qualità degli armamenti e per le comunicazioni radio. Weston ottenne contratti governativi per fornire alimentatori stabilizzati, potenziometri di precisione e misuratori di radiazioni luminose utilizzati nei proiettori a infrarossi per i visori notturni. Nel frattempo, l’esperienza nell’elettronica spostò la produzione verso i circuiti stampati e l’adozione di valvole termoioniche per l’amplificazione dei segnali a bassa intensità.
Nel dopoguerra, grazie alla crescente diffusione della fotografia 35 mm e delle pellicole a colori, Weston rinnovò la linea di esposimetri con modelli semi-automatici, come il Weston Auto-Master (1952), che integrava un semplice circuito a relè capace di bloccare un tempo di posa impostato non appena la lancetta del galvanometro raggiungeva il valore target. Questa soluzione meccanica-elettrica permise di realizzare esposizioni corrette indipendentemente dall’abilità dell’operatore, aprendo la strada alle future fotocamere con esposizione automatica elettrica.
Allo stesso tempo Weston introdusse il Vibrator Discharge Tester (1958), uno strumento per la diagnostica dei tubi a vuoto, che impiegava un oscillatore a valvole e un rilevatore logaritmico per misurare la carica residua e la costante di tempo del tubo, garantendo una riparazione rapida e precisa nei centri assistenza TV e radar. Questo brevetto ebbe grande successo e rafforzò la reputazione dell’azienda nel campo degli strumenti di test elettronici di alta gamma.
Negli anni Sessanta e Settanta l’avvento dei dispositivi a stato solido e dei sensori fotometrici a semiconduttore iniziò a erodere il mercato degli esposimetri a bobina mobile. Pur tentando di adattarsi, Weston non riuscì a competere con i costi ridotti dei sensori al silicio prodotti in serie. Tuttavia, il bagaglio di soluzioni meccaniche e progetti elettromeccanici sviluppati negli oltre cinquanta anni di attività influenzò la progettazione di strumenti da laboratorio in tutto il mondo.
