AT118953B - Elektrisches Meßgerät für Wechselstrom. - Google Patents

Description

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  Elektrisches Messgerät für Wechselstrom. 
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   Besonders zweckmässig ist dabei die ebenfalls, und zwar für Telephone bekannte Verwendung einer sehr dünnen Membran, zumal in Verbindung mit einem Magnetsystem von geringerem magnetischem Widerstand. 



   Derartige Gleichrichter zeichnen sich durch eine geringe Energieaufnahme aus, die wesentlich geringer ist als bei den bekannten Vorrichtungen, z. B. den Pendelgleichrichtern. Diese geringe Energie- aufnahme ermöglicht auch eine mit geringen Mitteln durchführbare Einstellung der Schwingungsphase des Gleichrichters. Weiter erhalten Gleichrichter mit dünnen ringförmigen Membranen so kleine Ab- messungen, dass sie kaum grösser sind als die Vor-oder Nebenwiderstände, die man in Verbindung mit
Gleichstromgeräten zur Herstellung anderer Messbereiche verwendet. 



   Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und eine besonders vorteilhafte Anord- nung dieses Messgerätes. 



   Fig. 1 zeigt das Messgerät schematisch im senkrechten Schnitt und stark vergrössert. Eine Kapsel 1 enthält einen Dauermagneten   2,   beispielsweise in Gestalt eines geschlossenen Ringes oder in Gestalt von zwei halbkreisförmigen Einzelmagneten, die mit gleichnamigen Polen einander berühren und sich zu einem
Ring ergänzen. Der eine Polschuh trägt einen Mittelstift   3,   auf dem eine an die zu untersuchende Wechsel- stromquelle 14 angeschlossene Wechselstromwicklung   4   angebracht ist. Der andere Polschuh 3'umgibt den Stift 3 konzentrisch in Ringform. Am freien Ende nähern sich die Pole stark. Die Membran 5 besteht aus einer sehr dünnen Metallhaut und trägt in der Mitte einen über seine ganze Fläche daran befe- stigten Eisenanker 6.

   Sie ist an einem Ring 7 entweder von vornherein mit starker radialer Spannung befestigt, oder es wird in nicht dargestellter Weise ein besonderer Spannring, der an der Kapsel 1 befestigt sein kann, durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben des Tragringes 7 in die Membran hineingedrückt. 



   Die Membran bildet den einen Abschlussdeckel einer flachen, geschlossenen   Kapsel S,   der andere Deckel   8'   besteht entweder ganz oder in seinem mittleren Teil aus Isolierstoff und trägt in der Mitte eine durch
Feingewinde einstellbare   Kontaktsehraube   9. Ihr gegenüber ist auf der Mitte des Eisenankers 6 ein beweglicher Kontakt 10 angeordnet. Die Kontakte   9, 10   sind, der eine über ein Gleichstrommessgerät 20, an die Wechselstromquelle 14 angeschlossen. Die Membrankapsel 8 ist in eine Ausdrehung der Kapsel 1 eingelegt und mittels eines Gewinderinges 11 befestigt. Sie kann in besonderen Fällen, wenn Unter- brechen und Einschalten nicht bei Stromlosigkeit des Messkreises erfolgen sollen und Zerfressungen des
Kontaktkörpers zu befürchten sind, entgast oder mit neutralen Gasen gefüllt sein.

   Man kann auch die anderen bekannten Mittel zur Unterdrückung der Funken verwenden, beispielsweise parallelgeschal- tete Kapazitäten. 



   Der Kontakt 9 wird mittels des Feingewindes oder durch einen die Ankeranziehung schwächenden magnetischen Nebenschluss in der Regel so eingestellt, dass er den Gegenkontakt 10 gerade noch berührt, wenn kein Strom durch   die Wechselstromwicklung 4 fliesst.   Es findet dann bereits bei der geringsten
Ablenkung der Membran 5 in Richtung auf die   Polschuhe   3,3'eine Unterbrechung statt. Das Ein-und
Ausschalten erfolgt, sofern die Membranbewegung der erregenden Spannung mit gleicher Phase folgt, genau in den Punkten des Durchgangs der Spannungskurve durch Null. 



   Die genannte Forderung kann leicht auf verschiedene Weise erreicht werden, beispielsweise durch grosse induktionsfreie Vorwiderstände 12, 13 vor der Wechselstromwicklung 4, möglichst in gleichem Be- trage zu beiden Seiten der Wicklung. 



   Man kann aber auch die Wechselstromwicklung 4 an eine Kunstschaltung zur Phasenverschie- bung oder an einen Phasenregler anschliessen, die beide wegen der geringen Leistungen, die für die Er- regung benötigt werden, mit den allergeringsten Abmessungen   ausgeführt   werden können. Ein Regler kann infolgedessen mit der Kapsel 1 mechanisch verbunden werden. 



   Die Einstellung auf Phasengleichheit zwischen der Bewegung des Schwingers und dem zu unter- suchenden und zu messenden Wechselstrom kann so erfolgen, dass das Gleichstromgerät 20 auf grössten
Anschlag gebracht wird, oder noch besser so, dass man auf Verschwinden des Zeigerausschlages einstellt und denPhasenregler um 90 elektrische Grade verdreht. Das zweite Verfahren ist genauer, da der Durch- gang der Kurve durch Null sich sicherer feststellen lässt als ihr Scheitelwert. Es kann auch in der Form verwendet werden, dass man einen Kondensator in den Stromkreis   des- Unterbrechers schaltet   und da- durch eine Phasenverschiebung um   900 erzeugt.   Für die eigentliche Messung muss dann der Kondensator wieder eingeschaltet werden. 



   Ein Phasenregler, der zur Einstellung der Phasenlage, der Unterbrechungen und des Messstromes benutzt werden kann, ist in Fig. 3 beispielsweise wiedergegeben. Darin sind eine Drosselspule   51,   ein Ohm- scher Wiederstand 52, ein Ohmscher Widerstand 53 und eine Drosselspule 54 zu einer   Brückenschaltung   vereinigt. Die Drosselspulen sowie die Widerstände besitzen Anzapfungen, so dass durch einen drehbaren
Arm 55, der zwei Kontakte 56 und 57 trägt, die Erregerspule 58 des mechanischen Gleichrichters an ver-   sc. hiedene'TPnkte   der   Brückenschaltung   angeschlossen werden kann. Von der Stellung des Armes 55 hängt dann die Phasenlage der Erregerspannung für die Spule 58 ab.

   Um die schrittweise Änderung dieser Spannung auf jeden zwischen zwei Schritten liegenden Betrag einstellen zu können, liegt in Reihe mit der Brücke noch eine stetig veränderliche Induktivität 60. An die Klemmen 61 wird die zu messende
Wechselspannung bzw. der zu messende Wechselstrom angeschlossen. 

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   Will man beide Halbwellen des Wechselstromes für die Messung ausnutzen, so kann man vier Membranunterbrecher in der bekannten Grätzschen Schaltung zusammenbauen. 



   Die Unterbrecherkontakte 9, 10 können sowohl in Reihe mit dem   Gleiehstromgerät   20 geschaltet sein oder parallel zu ihm, wobei allerdings der Widerstand des Gerätes gross sein muss im Verhältnis zum Übergangswiderstand der Kontakte. 
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 können. Dies ist besonders der Fall, wenn zwischen der Erregerspule des Gleichrichters und dem Messkreise eine höhere Spannungsdifferenz auftritt. Um für solche Fälle die Genauigkeit der Messung voll zu wahren, wird gemäss weiterer Erfindung die Erregerspule des Membrangleichrichters auf annähernd gleiches Potential wie der Messkreis gebracht. Dies macht bei einem unter Hochspannung stehenden Messkreis die Einsetzung eines Isoliertransformators zwischen Erregerspule und Stromquelle erforderlich. 



   Fig. 2 zeigt ein Schaltungsbeispiel, u. zw. eine Schaltung zur Messung des Koronaverlustes eines   Leiterstückes 21.   Dieses liegt über der   Messschaltung,   bestehend aus den zwei Gleichrichtern 22,23, Widerstand   24   und Galvanometer 25 an. einem Pol der Hochspannungswicklung 27 eines Hochspannungwandlers   28,   wobei der andere Pol der   Hochspannungswicklung 29   geerdet ist. Die Erregerspulen 30 und   31 der   beiden Gleichrichter liegen an der   Sekundärwicklung     32   eines Isoliertransformators 33, dessen   Primärwicklung   34 mit der Stromquelle verbunden ist.

   Anderseits sind sie bei 26 an die Messleitung angeschlossen, so dass gegen diese keine grössere Potentialdifferenz entstehen kann als der Betrag der Spannung an einer Erregerspule. Als Stromquelle dient ein Phasenschieber, der dazu dient, um die von dem Gleichrichter bewirkten Unterbrechungen auf die richtige Phase einzustellen. Falls der Phasentransformator eine für den vorliegenden Zweck genügende Isolation besitzt, kann ein besonderer Isoliertrans-   formator   entbehrt werden. 
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 sungen von Wechselströmen oder mit solchen zusammenhängenden Grössen verwendbar, da durch den neuen Unterbrecher die Genauigkeit des verwendeten Gleichstromgerätes wirklich ausgenutzt wird. 



   Selbst starke Erschütterungen können dem Membranunterbrecher nichts anhaben. Die Einstellung des angeschlossenen Messgerätes bleibt dabei unverändert. Auch werden die Angaben von der Änderung der Arbeitsverhältnisse im   Unterbrecherkreis   nicht beeinflusst. Sie sind unabhängig von   Frequenz-und     Belastungsänderungen,   Die oszillographische   Untersuchung   hat weiter gezeigt, dass das Ein-und Aus- schalten   mit grösster Genauigkeit   beim Durchgang des Stromes durch Null erfolgt und dass keine Ver- zerrung irgendwelcher Art in der Stromkurve auftritt. Bemerkenswert ist auch die besonders gedrängte
Form des neuen Gerätes.

   Alles in allem liegt ein Gerät für Wechselstrom vor mit einer elektrischen Emp-   findlichkeit   bei mechanisch wenig empfindlichem Bau, die man bisher auch nicht annähernd erreicht hat, obgleich bei dem grossen Bedarf   die grössten Anstrengungen zur Steigerung der Empfindlichkeit   gemacht worden sind. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1.   Eiektrisches Messgerät für Wechselstrom, gekennzeichnet durch   die   Anordnung   eines beweg- lichen Unterbrecherkontaktes (10) an einem mindestens an zwei   gegenüberliegenden Kanten eingespannten,   plattenförmigen Körper (5), der durch Wechselstrom aus derselben   Stromquelle   (14) wie der Messstrom in erzwungene Schwingungen versetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung des beweglichen Unter- breeherkontaktes (10) auf einer kreisförmigen, am Anfang eingespannten Membran (5).

   3. Elektrischew Messgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung des beweglichen Kontaktes auf einem an der Membran befestigten, diese im Mittelteil versteifenden Eisenanker (6), der unter dem Einfluss des Steuerstromes steht.

   4. Elektrisches Messgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (5) aus dünnster, stark radial gespannter Metallfolie besteht.

   5. Elektrisches Messgerät nach den Ansprüchen 3 oder 4, gekennzeichnet durch solche Abmessungen und Befestigung des Eisenankers (6), dass nur ein schmaler Ring, dessen Breite kleiner ist als der Anker- durchmesser, als schwingfähiger Teil der Membran (5) verbleibt.

   6. Elektrisches Messgerät nach den AnsprÜchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Gegen- kontakt (10) mit dem Membranträger fest verbunden ist.

   7. Elektrisches Messgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (5) und der feste Gegenkontakt (10) derart zusammengebaut sind, dass sie von den übrigen Teilen trennbar sind.

   8. Elektrisches Messgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (5) und der feste Gegenkontakt (10) mitsamt seinem Träger zu einer geschlossenen Kapsel (8) vereinigt sind, die zweckmässig mit funkenlöschendem Gas gefüllt ist.

   9. Elektrisches Messgerät nach Anspruch l oder den Unteransprüehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Erregerspule des die Membran anziehenden Magneten grosse induktionsfreie Widerstände (12, 13) zweckmässig zu beiden Seiten vorgeschaltet sind. <Desc/Clms Page number 4>

   10. Elektrisches Messgerät nach Anspruch 1 oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspule (4) an einen Phasenregler angeschlossen ist, mit dem beispielsweise die Gleichphasigkeit von Unterbreoherschwingung und Messstrom eingestellt werden kann.

   11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Unterbrecher, beispielsweise in Grätzscher Schaltung geschaltet sind, so dass beide Halbwellen des Wechselstromes in derselben Richtung dem Gleichstromgerät zugeführt werden.

   12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Erregerspule des Membrangleichrichters und Stromquelle ein Isoliertransformator gelegt ist, um das Potential der Erregerspule dem des Messkreises annähernd gleich zu machen. EMI4.1