AT107126B - Einrichtung und Verfahren zur Messung sehr hoher Widerstände. - Google Patents

Description

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    Einrichtung und   Verfahren zur Messung sehr hoher Widerstände. 



   Im Stammpatent ist eine Einrichtung zur Messung von Ionisationsströmen od. dgl. unter Schutz gestellt. bei der eine Elektronenröhre verwendet wird, in deren Gitterkreis ein vom zu messenden lonisationswiderstand   überbrückter   Kondensator geschaltet ist. Die einzelnen Grössen der Anordnung sind derart bemessen, dass durch Pausen zwischen den über den zu messenden lonisationswiderstand zu erfolgenden Entladungen des Kondensators, deutlich getrennte Kondensatoraufladungen erfolgen, deren Zahl in der Zeiteinheit ein Mass für die Grösse des Widerstandes ergibt. 



   Bei den Schaltungen nach dem Hauptpatente wird zweckmässig eine Elektronenröhre benutzt, 
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 dadurch, dass das Gitter auf getrennten Glasfüssen befestigt wird und die Zuleitung zu demselben nicht durch den gemeinsamen   Quetsehfuss   herausgeführt ist. Auf diese Weise werden die zwischen den betreffenden Einsehmelzpunkten liegenden Kriechweg möglichst lang gewählt. 



   Eingehende Versuche haben ergeben, dass bei Messung sehr hoher Widerstände die notwendige Verriegelung des Gitters verhindert wird, wenn der an der Transformatorseite geschaltete Pol des zu messenden Widerstandes gegen Erde schlecht isoliert ist. Ferner besteht beim Anschalten des   Messwider-   standes parallel zum Kondensator kein lineares Verhältnis zwischen der Grösse des Widerstandes und den gemessenen Aufladungsintervallen, weil bei dieser Art der Schaltung die auf das Gitter gelangende Verriegelungsspannung von der Grösse des Widerstandes abhängig ist.

   Um nun immer eine gleiche und genau bestimmte Spannung auf das Gitter zu bringen, wird erfindungsgemäss der Widerstand   Wx,   wie Fig. 1 zeigt, an die Kathode geschaltet, wodurch während der   Aufladungsperiode   der Widerstand infolge seiner Parallelschaltung zu Gitterkathode ausser Funktion bleibt, dagegen bei der Entladung, wie im Haupt- 
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 liegenden Poles des Widerstandes ohne Einfluss bleibt. 



   Zur Erhöhung der Empfindlichkeit bei Messung sehr hoher Widerstände ist es erfindungsgemäss vorteilhaft, die Kapazität, die mit dem Gitter in Verbindung steht, möglichst klein zu wählen. Bei der Aufladung liegt die Gitterkapazität und der Zusatzkondensator mit der Spannungsquelle (Transformator T) in Reihe, während bei der Entladung die beiden in Parallelschaltung zur Wirkung kommen. Es wird nun erfindungsgemäss die wirksame Gesamtkapazität in der Weise auf das kleinste erreichbare Mass vermindert, dass der Zusatzkondensator unmittelbar in die Ionenkammerzuleitung verlegt wird, was dadurch gegeben ist, dass die parallel geführten Zuleitungen zur   Ionenkammer   selbst eine Kapazität darstellen. Aus den oben erwähnten Gründen besteht auch bei dieser Schaltungsanordnung eine lineare Beziehung zwischen Widerstand und Aufladungsintervall. 



   Zur Erzielung der notwendigen   höchsten   Isolation hat es sich ferner erfindungsgemäss herausgestellt, dass neben der Verwendung des allerbesten Isoliermaterials sämtliche mit dem Gitter in Verbindung stehenden Leitungen so kurz als möglich gewählt werden. Um dies zu erreichen, wird daher die Verstärkerröhre möglichst nahe zur Ionenkammer angeordnet.

   Da das hochempfindliche Gitter äusserst leicht von aussen beeinflusst wird, ist es mit allen seinen Zuleitungen   einschliesslich   der Zuleitung zu den Stromquellen und Nebenapparate (Schaltuhren u.   dgl.)   in Metallschläuche möglichst vollkommen einzuschliessen, ebenso wie die zur Röhre führenden Leitungen, die zweckmässig in nahtlosen Metallschläuchen u. dgl. unterzubringen sind. *) Erstes   Zusatzpatent Nr. 107124.   

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   Dieser Schlauch wird   erfindungsgemäss   geerdet bzw. mit dem geerdeten Heizbatteriepol metallisch verbunden. Mitunter erweist es sich auch als notwendig, gegebenenfalls mehrere derartige Metallhüllen zu verwenden und sie an mehreren Stellen zu erden. Insbesondere aber ist erfindungsgemäss darauf grösster Wert gelegt, dass die hochisolierte Verbindung zwischen Gitter und Ionenkammer nicht nur möglichst kurz   gewählt wird,   sondern auch, dass sie unter Vermeidung irgendeiner metallischen Verbindung zu einem Relais bzw. dessen Kontakten geführt ist, was die notwendige Höehstisolation des Gitterpoles um so sicherer gewährleistet. 



   Die Verriegelung des Gitters aus der Sekundären eines Autotransformators hat weiter erfindunggemäss den grossen Vorteil, dass die   Ionenkammer   eine möglichst lange Zeit hindureh unter dem Einflusse   der Spannung steht, wodurch die Genauigkeit der Messangaben in erhöhtem Masse gewährleistet ist. 



  Weil bei manchen Messlmgen (Photozelle) mitunter unvorhergesehene Störungen auftreten, ist   es weiter erfindungsgemäss von Vorteil, in Reihe mit dem zu prüfenden Objekt einen hohen Widerstand zu schalten. Dadurch wird erreicht, dass die Intervalle zwischen den Aufladungen auch bei Vorhandensein von Störungen wieder regelmässig werden. Dasselbe kann erfindungsgemäss auch erreicht werden, wenn der zu messende hohe Widerstand nur an den Gitterpol und anderseits an Erde geschaltet ist, wobei die zum Anschlüsse des zweiten Pols vorgesehene Klemme überhaupt nicht verwendet wird. 



   Sollten trotz aller vorangeführten Massnahmen bei besonders starken Störfeldern noch immer Unregelmässigkeiten in der Funktion der Anordnung auftreten, dann bleibt   erfindungsgemäss   noch die neue Massnahme übrig, dass die Verstärkerröhre nicht mit der   üblichen   und meist auf der Röhre vorgeschriebenen bzw. aus deren Charakteristik hervorgehenden Anodenspannung betrieben wird, sondern mit einer solchen, die ganz wesentlich, nämlich etwa um die Hälfte und mehr überhöht gewählt wird. 



  Diese bei Verstärkerröhren sonst nicht übliche hohe Anodenspannung ist im vorliegenden Falle um so eher zulässig, als in der Röhre dauernd kein Anodenstrom fliessen kann und nur in den sehr kurzen Aufladungsperioden ein Anodenstrom ganz vorübergehend auftritt. Anderseits hat es sich gezeigt, dass selbst bei vergleichsweise starken Störungen diese erfindungsgemässe Massnahme zur Beseitigung derselben führt. Eine Erklärung für diese Phänomen scheint darin gelegen zu sein, dass nach eingehenden Versuchen, durch die Störfelder die auf eine   Heizleitung   oder auf eine Anodenleitung wirken, selbst geringe hochfrequente Spannungen (wenige Volt) am Gitter auftreten, die bewirken, dass der Anodenstrom nicht oder nur in geringem Masse zustande kommen kann.

   Wird nun eine besonders hohe Anodenspannung verwendet, so rückt, wie allgemein bekannt, die Charakteristik nach der negativen Seite und so wird falls die Spannungsamplitude der hochfrequenten Störfelder eine bestimmte Grösse nicht überschreitet noch immer ein normales Funktionieren der Anordnung trotz Vorhandensein dieser Störungen gesichert bleiben. 



   Für manche Sonderzweeke (Röntgendosiszähler) erweist es sich weiters als vorteilhaft, eine bleibende Kontrolle sowohl über jedes Schlagintervall, wie über jene der erreichten Sehlagzahl im Verhältnis zur verflossenen Zeit zu gewinnen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zwei geeignete Zählwerke eingebaut werden, von denen das eine durch ein im Anodenkreis gelegtes Relais gesteuert wird, während das andere unabhängig davon fortlaufend die Zeit registriert. Die beiden können zweckmässig so gebaut werden, dass zum Zweck einer dauernden Kontrolle die Resultate durch je einen einzigen Handgriff abgedruckt werden. 



   Fig. 1 zeigt die Schaltung, wobei der zu messende Widerstand   Wx   einerseits am Gitter und anderseits erfindungsgemäss an einen Heizpol gelegt ist. Die allgemeine Wirkungsweise der Anordnung wird als bekannt vorausgesetzt (Patent Nr. 98599). Im besonderen wird jedoch durch die Zuschaltung des Widerstandes an den Heizpol bewirkt, dass im Augenblicke der Aufladung des Kondensators C der Transformator T als Generator arbeitet : wenn aber durch diesen Transformator kein Strom fliesst, dann liegt der Widerstand W x parallel zum Kondensator. Im ersteren Falle ist also während der Aufladung der Widerstand W x ohne Einfluss auf die Grösse des Kondensators   C,   also unabhängig von der Grösse des Widerstandes   Wx   konstant. 



   Fig. 2 zeigt eine beispielsweise   Ausführungsform   des Erfindungsgedankens. Das Neue gegen dem aus dem Hauptpatent Bekannten ist vor allem die Art der Aufladung der als Gitterkondensator wirkenden Zuleitung zur Ionenkammer D und dieser selbst, die über einen beispielsweise Offnungskontakt des Relais R in der Weise wirkt, dass bei seiner Betätigung eine vorhandene Stromquelle, beispielsweise die Heizbatterie über die Primäre des Transformators T in der   sekundären Wicklung   einen vergleichsweise sehr hohen Spannungsstoss hervorruft und dieser die als Kondensator wirkende Zuleitung zur Ionenkammer D und diese selbst, damit aber auch das Gitter der Verstärkerröhre stark negativ auflädt. Die sonstige Wirkungsweise ist bekannt.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : 1. Einrichtung nach dem Patent 98599 zur Messung sehr hoher Widerstände mit einer Elektronenröhre, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht zum Gitter führende Zuleitung des zu messenden Widerstandes an einen Pol der Heizstromquelle angeschlossen wird, zum Zwecke eine möglichst lineare Be- EMI2.1 <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 der Zuleitungen zur beispielsweise Ionenkammer als Ersatzkondensator dient, wodurch während der Aufladung der zu prüfende Widerstand mit seiner Kapazität in Reihe mit der Kapazität des Gitters geschaltet ist, während nach der Aufladung beide Kapazitäten selbsttätig parallel geschaltet sind, wobei zugleich das Schlagintervall ein lineares Mass für die Grösse des zu messenden Widerstandes bzw. der durch die Ionisation bewirkten Leitfähigkeit bildet.

   3. Einrichtung nach dem Patente Nr. 98599, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke eine möglichst lineare Beziehung zwischen den Schlagintervallen und dem zu messenden Widerstande zu schaffen, die Aufladung der Kapazität über einen beispielsweise Öffnungskontakt eines Relais erfolgt, u. zw. in der Weise, dass bei der Betätigung des letzteren eine vorhandene Stromquelle beispielsweise die Heizbatterie über die Primäre des Transformators T in deren anderen Wicklung einen vergleichsweise hohen Spannungsstoss hervorruft, der zur Gitterverriegelung dient.

   4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutze gegen hochfrequente Störungsfelder die Verstärkerröhre und falls vorhanden auch der Gitterkondensator EMI3.2

   5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung einer möglichen Isolationsstorung zwischen Gitter und Ionenkammer das Relais in den Anodenkreis gelegt ist.

   6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung- spannung aus der Sekundären des Transformators besonders hoch gewählt wird, damit die Ionenkammer einen möglichst grossen Teil des Zeitintervalls unter dem Einflusse der Spannung steht, um die Genauigkeit der Messangaben zu erhöhen bzw. zu gewährleisten.

   7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutze gegen hochfrequente Störfelder die Zuleitungen zwischen den Stromquellen und der eigentlichen Apparatur in nahtlosen Metallschläuchen u. dgl. geführt werden, wobei dieser Schlauch falls erforderlich, noch durch einen zweiten eventuell dritten gleichartigen geschützt werden kann, zum Zwecke, diese Zuleitungen möglichst allseitig metallisch abzuschliessen und doch die für die Praxis erforderliche Beweglichkeit dieser Zuleitungen zu sichern.

   8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jene Zuleitung des zu prüfenden Widerstandes usw., die nicht zum Gitter führt, in Reihe mit einem hohen Widerstand geschaltet wird, zum Zwecke trotz vorhandener äusserer Störungsfelder die zwischen den Aufladungen der Steuerelektrode liegenden Zeitintervalle möglichst gleich gross zu gestalten.

   9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jene Zuleitung des zu prüfenden Widerstandes die nicht zum Gitter führt, statt an die zweite Klemme unmittelbar oder über einen geeigneten Widerstand geerdet wird, zum Zwecke, die Zeitintervalle zwischen den periodischen Gitteraufladungen möglichst regelmässig zu gestalten.

   10. Verfahren zum Betriebe der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unwirksammachung hoehfrequenter Störfelder die Verstärkerröhre nicht mit der vorgeschriebenen, sondern mit einer überhöhten Anodenspannung unter sonst gleichbleibenden Umständen betrieben wird.

   11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Anzahl der erreichten Gitteraufladungen, wie auch das Zeitintervall zwischen je zwei Gitteraufladungen mittels Zählwerken od. dgl. ermittelt wird, die auch zweckmässig so ausgestaltet sein können, dass die jeweiligen Endwerte der Zähler mittels Stempelabdruck u. dgl. dauernd und gegebenenfalls nur durch je einen einzigen Handgriff festgehalten werden.