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Schaltanordnung zur Leistungsmessung mittels elektrischer Entladungsröhren.
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gebildet wird, abgeleitet, während die Gleichstromkomponente durch ein geeignetes Instrument im Anodenkreis gemessen wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Messung des Produktes zweier elektrischer Grössen diesen entsprechende Spannungen den beiden unmittelbar benachbarten Gittern einer Doppelgitterröhre zuzuführen ; doch können bei einer solchen Anordnung die oben dargelegten, für die Erreichung des gewünschten Resultates erforderlichen Beziehungen nicht auftreten, da die beiden benachbarten Gitter der Röhre einander störend beeinflussen.
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In der in Fig. 1 dargestellten Prinzipschaltung gemäss der Erfindung wird die Hochfrequenzenergie durch die Leitung 1 dem Verbraucher 2 zugeführt. In analoger Weise, wie in der Starkstromtechnik die Strom-und Spannungsspule eines Wattmeters, werden hier zwei rein Ohmsche Widerstände 3 und 4 in den Strom bzw. an die Spannung gelegt. Die entstehenden Spannungsabfälle sind daher dem Strom und der Spannung proportional und phasengleich und innerhalb sehr weiter Grenzen frequenzunabhängig. Werden diese Spannungen oder entsprechend abgegriffene Teile derselben, wenn ihre Amplituden zu gross sind, den durch ein Gitter 52 mit konstantem Potential getrennten Gittern JZ, 63
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und eine der Leistung proportionale Gleichstromkomponente.
Erstere werden durch den kapazitiven Nebenschluss des hinreichend grossen Kondensators 6 kurzgeschlossen, während die Gleichstromkomponente mit Hilfe eines beliebigen geeigneten Instrumentes 8 gemessen wird.
Fig. 2 zeigt die Schaltung gemäss der Erfindung für Leistungsmessungen von Kurzwellen-und Ultrakurzwellensendem, bei denen die inneren Röhrenkapazitäten nicht mehr vernachlässigt werden
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Sind diese Nebenschlüsse nicht mehr vernachlässigbar, weil diese von den Kapazitäten gebildeten
Wechselstromwiderstände zu klein sind, so beeinflusst dieser Umstand in ungünstiger Weise das Mess- resultat. Diese kapazitiven Widerstände müssen wesentlich grösser sein, als die Ohmschen Widerstände bzw. Widerstandsteile von 3 und 4, deren Nebenschlüsse sie sind. Deshalb müssen in die Gitterzu- zuleitungen Widerstände gelegt werden, u. zw. am besten kapazitive Widerstände, wie die Kondensator- ketten 17 und 18.
Dadurch erzielt man ein für alle Frequenzen gleichbleibendes Verhältnis der einzelnen in Reihe geschalteten Widerstände. Zur genauen Einstellung der gewünschten Widerstandsverhältnisse und damit des zwischen Gitter und Kathode liegenden hochfrequenten Spannungsabfalles dienen die beiden kleinen variablen Kapazitäten 19, 20. Die richtige Dimensionierung und gegenseitige Abgleichung aller Widerstände gegeneinander ist von Fall zu Fall verschieden und Sache der jeweiligen praktischen
Verhältnisse. Um der statischen Gittervorspannung den Weg zu den Gittern zu ermöglichen, legt man parallel zu den Kondensatorketten die sehr grossen Ohmschen Widerstände 21, 22.
Ihre Grösse ist dadurch bestimmt, dass sie im Vergleich zu den ihnen parallelen Kondensatorketten 17, 18 für die Hochfrequenz einen derart grossen Widerstand bilden müssen, dass sie als Nebenschlüsse von 17 und 18 für Hochfrequenz praktisch vernachlässigbar sind.
Die Eichung des Röhrenwattmeters kann so vorgenommen werden, dass statt des Verbrauchers 2 und der beiden Widerstände 3 und 4 zwei variable Widerstände oder zwei Potentiometer eingeschaltet werden. Die beiden der Röhre zugeführten Überlagerungsspannungen sind dann gleichphasig, der Leistungsfaktor ist gleich eins. Die beiden Überlagerungsspannungen können messteehnisch bestimmt werden und bei Kenntnis der durch die Röhrenkonstanten und die Wahl der Widerstände sich ergebenden Konstanten kann dann für jeden einzelnen Fall die zu einem bestimmten Instrumentenausschlag gehörige Leistung einfach berechnet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltanordnung zur Messung des Produktes zweier elektrischer Grössen, insbesondere zur Leistungsmessung von Wechselströmen, mittels elektrischer Entladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elektrischen Grössen (z. B. Strom und Spannung eines Verbrauchers), deren Produkt zu bestimmen ist, auf zwei Elektroden einer elektrischen Entladungsröhre zur Einwirkung gebracht werden, die durch mindestens eine auf konstantem Potential gehaltene Gitterelektrode voneinander getrennt sind, wobei die im Ausgangskreis der Röhre auftretende, dem Produkte der beiden elektrischen Grössen proportionale Gleichstromkomponente gemessen wird.
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Switching arrangement for power measurement using electrical discharge tubes.
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is derived, while the direct current component is measured by a suitable instrument in the anode circuit.
It has already been proposed, in order to measure the product of two electrical quantities, to supply voltages corresponding to these to the two immediately adjacent grids of a double-grid tube; however, with such an arrangement, the relationships set out above and required to achieve the desired result cannot occur, since the two adjacent grids of the tube interfere with one another.
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In the basic circuit according to the invention shown in FIG. 1, the high-frequency energy is fed to the consumer 2 through the line 1. In a manner analogous to the current and voltage coil of a wattmeter in heavy current engineering, two purely ohmic resistors 3 and 4 are placed in the current and the voltage. The resulting voltage drops are therefore proportional to the current and voltage, in phase and independent of frequency within very wide limits. If these voltages or correspondingly tapped parts thereof, if their amplitudes are too large, the grids JZ, 63, which are separated by a grid 52 with constant potential
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and a DC component proportional to the power.
The former are short-circuited by the capacitive shunt of the sufficiently large capacitor 6, while the direct current component is measured with the aid of any suitable instrument 8.
2 shows the circuit according to the invention for power measurements of short-wave and ultra-short-wave transmitters, in which the internal tube capacitances are no longer neglected
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These shunts are no longer negligible because they are formed by the capacities
AC resistances are too small, this fact has an unfavorable influence on the measurement result. These capacitive resistances must be significantly larger than the ohmic resistances or resistance parts of 3 and 4, whose shunts they are. Therefore, resistors must be placed in the grid supply lines, and or preferably capacitive resistors, such as the capacitor chains 17 and 18.
This achieves a constant ratio of the individual resistors connected in series for all frequencies. The two small variable capacitances 19, 20 are used to precisely set the desired resistance ratios and thus the high-frequency voltage drop between the grid and cathode. The correct dimensioning and mutual adjustment of all resistors against each other differs from case to case and is a matter of practical convenience
Conditions. In order to enable the static grid prestress to move to the grid, the very large ohmic resistances 21, 22 are placed parallel to the capacitor chains.
Their size is determined by the fact that, compared to the capacitor chains 17, 18 parallel to them, they have to form such a large resistance for high frequency that they are practically negligible as shunts of 17 and 18 for high frequency.
The calibration of the tubular wattmeter can be done in such a way that instead of the consumer 2 and the two resistors 3 and 4, two variable resistors or two potentiometers are switched on. The two superimposed voltages fed to the tube are then in phase, the power factor is equal to one. The two superimposed voltages can be determined by measurement and, given the knowledge of the constants resulting from the tube constants and the choice of resistors, the power associated with a specific instrument deflection can then be easily calculated for each individual case.
PATENT CLAIMS:
1. Switching arrangement for measuring the product of two electrical quantities, in particular for measuring the power of alternating currents, by means of electrical discharge tubes, characterized in that the two electrical quantities (e.g. current and voltage of a consumer), the product of which is to be determined, on two electrodes an electrical discharge tube, which are separated from one another by at least one grid electrode kept at constant potential, the direct current component occurring in the output circuit of the tube and proportional to the product of the two electrical quantities being measured.