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Anordnung zum Messen kurzdauernder physikalischer Grössen, insbesondere kurzdauernder elek- trischer Spannungen.
Zum Messen kurz dauernder physikalischer Grössen, z. B. elektrischer Spannungen, werden bereits ballistische Instrumente verwendet, diese zeigen jedoch nicht die Messgrösse selbst an, sondern sprechen auf den Zeitimpuls an und geben somit kein eindeutiges Bild von der zu messenden Grösse. So sprechen z. B. ballistische Galvanometer auf den Impuls aus Strom mal Zeit an, d. h. auf eine elektrische Menge.
Für viele Zwecke ist es wünschenswert, ein Messinstrument zu haben, das die physikalische Grösse, wie z. B. die elektrische Spannung, direkt anzeigt, ohne Beeinflussung durch die Messdauer.
Gemäss der vorliegenden Erfindung erhält man nun die mittels eines ballistischen Instrumentes in der Form eines Impulses gemessene physikalische Grösse dadurch, dass man ein zweites Messinstrument vorsieht, welches nur auf die Zeitdauer der Messung anspricht. Durch die Zeitangabe dieses zweiten Instrumentes lässt sich aus dem mit dem ballistischen Instrument gemessenen Impuls die Zeit eliminieren und man erhält somit eine Angabe über die physikalische Grösse selbst, die natürlich je nach der verwendeten Messanordnung eine beliebige Funktion des ballistischen Ausschlag sein kann.
Ist die physikalische Grösse der Dauer ihrer Wirksamkeit nicht konstant, so erhält man naturgemäss durch die Zeitelimination einen Mittelwert der Grösse.
Bei der Anwendung der Erfindung kann die Elimination der Zeitmit Hilfe der beiden Messinstrumente aus der Impulsgrösse auf verschiedene Weise erfolgen. Es kann z. B. jedes Instrument für sich abgelesen werden und die Auswertung dann auf rechnerischem oder graphischem Wege durchgeführt werden. Es können jedoch die Angaben beider Instrumente auch durch besondere Vorrichtungen so miteinander gekoppelt werden, dass die Zeitelimination innerhalb der Instrumentenkombination erfolgt, so dass nur der Wert der wirklich interessierenden physikalischen Grösse angezeigt wird.
Für beide Messinstrumente können an sieh bekannte und für den jeweiligen Zweck geeignete Vorrichtungen verwendet werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Messung der Zeitdauer bei der Messung kurzdauernder elektrischer Spannungen durch eine Einrichtung bewirkt werden, die aus einem ballistischen Galvanometer in Serie mit einer Elektronenröhre besteht und an die Pole der zu messenden Spannung gelegt ist. Die Elektronenröhre arbeitet mit konstantem Sättigungsstrom und die Sättigungsspannung soll klein gegenüber der kleinsten zu messenden Spannung sein. Die Ausschläge des ballistischen Galvanometers dieser Vorrichtung hängen dann praktisch nur von der Zeitdauer ab, während welcher eine Spannung an den Klemmen dieser Zeitmesseinriehtung liegt.
Ausser der beschriebenen Anordnung können auch andere, an sich bekannte Vorrichtungen zur Zeitmessung dienen, wie z. B. für Zwecke der Messung kurzdauernder elektrischer Spannungen die Verwendung von Relaiseinrichtungen.
Für den Fall, dass sowohl für die Impulsmessung wie für die Zeitmessung ballistische Instrumente, wie z. B. für elektrische Messungen ein ballistisches Elektrometer und ein ballistisches Galvanometer, Verwendung finden, kann in weiterer Ausbildung der Erfindung die Abstimmung der Schwingungssysteme beider ballistischen Instrumente auf dieselbe Schwingungsdauer erfolgen und ihre Kopplung durch einen Lichtzeiger derart geschehen, dass ein Lichtpunkt vom Nullpunkt eines rechtwinkeligen Koordinatensystems aus sich auf einer Gerrden bewegt, dl'ren Neigung zur. \bszissenae11se bei geeigneter Anordnung
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zweckmässig so erfolgen, dass ein Lichtstrahl hintereinander auf die Spiegel beider Instrumente fällt, wobei die Drehachsen der Spiegel zueinander senkrecht stehen.
In der Fig. 1 ist als Ausführungsbeispiel eine Anordnung zum Messen kurzdauernder elektrischer Spannungen beschrieben, bei welcher die beiden Messsysteme durch einen Lichtstrahl miteinander gekoppelt sind.
Das ballistische Galvanometer 1, dessen Drehspule 2 über ein Elektronenrohr 3 an die zu messende Spannung angeschlossen ist, trägt auf der Achse 4 einen Spiegel. Die Sättigungsspannung der Elektronenröhre 3 ist gegenüber der Messspannung genügend klein und der Sättigungsstrom konstant. Der ballistische Ausschlag des Galvanometers 1 ist dann im wesentlichen proportional der Zeit, während die zu messende Spannung wirkt.
Die zu messende Spannung wirkt ferner auf ein ballistisches Electrometer 6 durch Anlegen an ein festes Plattensystem 7 und das mit der Achse 9 verbundene Plattensystem 8. Die Achse 9 steht räumlich senkrecht zu der Achse 4 des Galvanometers 1 und trägt den Spiegel 10.
Aus einer Leuchtquelle 11 wird ein Lichtstrahl. M auf den Galvanometerspiegel 5 und von diesem auf den Elektrometerspiegel jM geworfen und von letzterem auf eine feste Ebene reflektiert.
Bei Ausschlag nur eines Messinstrumentes beschreibt der Lichtpunkt auf der Ebene 1. 3 eine horizontale bzw. vertikale Gerade. Beim Ausschlag beider Systeme, besehreibt der Lichtpunkt eine Gerade, die unter einem Winkel K gegen die Horizontale verläuft. Die Schwingungsdauer der beiden Systeme wird zweckmässig gleich gewählt. Der Winkel < x gibt dann ein direktes Mass für die gemessene Spannung.
Fig. 2 stellt die Bahn des Lichtpunktes auf der Ebene 13 dar. Bei Ausschlag des Elektrometers 6 allein bewegt sich der Lichtpunkt auf der Senkrechten 0 B. Bei Ausschlag des Galvanometers 1 allein bewegt sich der Lichtpunkt von Null auf der Geraden 0 C. Bei gleichzeitigem Ausschlag beider Instrumente bewegt sich der Lichtpunkt auf der Geraden 0 D, welche unter dem Winkel u. gegen die Gerade OC geneigt ist. Die trigonometrische Tangente des Winkels (J. ist dann das direkte Mass für die zu messende Spannung. Infolge der quadratisehen Abhängigkeit des Elektrometerausschlages von der Spannung ist also tg or proportional dem Quadrat der Spannung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum Messen kurzdauernder physikalischer Grössen, insbesondere kurzdauernder elektrischer Spannungen, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Anzeige eines auf einen Impuls ansprechenden ballistischen Messinstrumentes der Zeitanteil durch die Angabe eines zweiten auf die Dauer des Mess- vorganges ansprechenden Messinstrumentes ausgeschieden wird.