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Anordnung zum gleichzeitigen Messen zweier veränderlicher Grössen über einen gemeinsamen
Verstärker.
Man hat vorgeschlagen, zwei veränderliche Grössen gleichzeitig über einen gemeinsamen Verstärker in der Weise zu messen, dass zwei um 90 in der Phase gegeneinander verschobene Wechselspannungen erzeugt werden, die je einer der beiden Messgrössen zugeordnet sind. Diese beiden Wechselspannungen bilden eine resultierende Spannung, die über den Verstärker, vorzugsweise einen selbsttätigen komplexen Kompensator, derart zugeführt wird, dass die beiden den Messgrössen entsprechenden Komponenten der resultierenden Spannung getrennt voneinander abgebildet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterbildung dieses Verfahrens in der Weise, dass der Abgleich durch zwei Gleichstrom-Kompensations-oder-Brückenschaltungen erfolgt. Dabei werden die in den bei Nullstromkreisen der genannten Messschaltungen fliessenden Ausgleichsströme gemäss der Erfindung durch zwei mit um 900 gegeneinander phasenverschobenen "Erregerströmen synchron gespeiste Unterbrecher oder Modulationsvorrichtungen zerhackt bzw. moduliert und über einen oder mehrere Transformatoren dem gemeinsamen Verstärker zugeführt.
Dadurch erhält man in allen den Fällen wesentlich einfachere Anordnungen, wo es sich um die Messung von Gleichstromgrössen handelt oder andern Messgrössen, die sich vorteilhaft auf Gleichstromgrössen zurückführen lassen. Vorzugsweise erfolgt der Abgleich selbsttätig mittels gleichzeitig als phasenabhängige Nullindikatoren und Umkehrmotoren wirkender Induktionszählermesswerke. Man erhält dadurch insbesondere die Möglichkeit, zwei gleich-oder verschiedenartige Messgrössen der genannten Art mittels zweier Schreibgeräte mit Tintenschrift gleichzeitig über einen gemeinsamen Röhrenverstärker ohne gegenseitige Beeinflussung aufzuzeichnen.
Als Unterbrecher werden vorzugsweise Schwingkontakt-Synchronschalter benutzt, wie sie vielfach als mechanische Gleichrichter benutzt werden. Diese haben den Vorzug, dass sie sehr genau arbeiten und dass bei der Bewegung der schwingenden Zunge keine Störungen durch Kontaktpotentiale auftreten. Die bei einer derartigen Anordnung zu berücksichtigenden kapazitiven Störströme können durch Erdung und elektrostatische Abschirmung in der üblichen Weise unschädlich gemacht werden.
Je nach der Natur der zu messenden Grössen können diese entweder durch zwei Spannungskompensationsschaltungen, zwei Stromkompensationsschaltungen oder zwei Gleichstrom-Brückenschaltungen abgeglichen werden. Gegebenenfalls können aber zum Abgleichen der beiden Messgrössen auch ungleichartige Messschaltungen der genannten Art benutzt werden.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung in Schaltbildern dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung zum Messen zweier beliebiger Gleichspannungen, Fig. 2 eine Anordnung zum Messen der Stromstärke und der Spannung in einem Gleichstromkreis und Fig. 3 eine Anordnung zum Messen zweier Widerstände oder solcher Grössen, deren Änderungen auf Änderungen von Widerständen zurückgeführt sind.
In Fig. 1 sind die zu messenden Gleichspannungen mit U1 und U2 bezeiehnet. An die Spannung U1 ist über den Kontakt 1 eines Synchronschalters 2 und einen durch den Schleifkontakt 3 entsprechend der Winkelstellung or, abgegriffenen Teil eines Schleifdrahtes 4 die eine von zwei Primärwicklungen 5 eines Transformators 6 angeschlossen. Ebenso ist die Spannung üs über den Kontakt. T eines Synchron-
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schalters 2'und einen Schleifdraht 4'mit dem Kontakt 3'an eine zweite Primärwicklung 5'des Transformators 6 angeschlossen.
Dem Schleifdraht 4 wird ein Gleichstrom aus einer Batterie 7 über ein Messgerät S und einen zum Gleichhalten des Batteriestromes dienenden Regelwiderstand 9 zugeführt. Ebenso wird dem Schleifdraht 4'ein Gleichstrom aus einer Batterie 7'über ein Messgerät 8'und einen Regelwiderstand 9'zugeführt. Die Schleifkontakte 3 und 3'werden durch je ein Induktionszählermesswerk 10 bzw. 10'verstellt, wobei die Feldwicklungen der Messwerke über einen Phasenregler 11
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an eine Phasenspannung, die Feldwicklung 12'des Messwerkes 10'dagegen an eine verkettete Spannung angeschlossen ist.
Die gemeinsame Sekundärwicklung 13 des Transformators 6 ist mit den Eingangsklemmen eines Verstärkers 14 verbunden, dessen Ausgangsklemmen an die in Reihe geschalteten Ankerwicklungen 15 und 15'der Messwerke 10 bzw. 10'angeschlossen sind. Die Erregerwicklungen der Synchronschalter 2 und 2'sind an die Leitungen R, S des Drehstromnetzes angeschlossen. Dabei ist in den Stromkreis der Erregerwicklung 16 des Synchronsehalters 2 eine Drosselspule 17 und in den Stromkreis der Erregerwicklung 16'des Synchronschalters 2'die Parallelschaltung eines Ohmschen Widerstandes 18 und eines Kondensators 19 eingeschaltet.
Unter dem Einfluss der Spannung U1 fliesst in dem betreffenden Teile des Schleifdrahtes 4 ein Strom, der einen der Grösse des Winkels 0 : 1 entsprechenden Spannungsabfall erzeugt. Diesem wirkt ein von dem Strom der Batterie 7 in dem Schleifdraht 4 erzeugter Spannungsabfall entgegen. Ist die so gebildete Spannungskompensationsschaltung abgeglichen, so dass im Nullstromkreis, d. h. in der Primärwicklung 5, kein Strom fliesst, so ist der vom Schleifkontakt 3 jeweils abgegriffene Teilwiderstand und damit der Winkel or dem betreffenden Spannungsabfall und somit auch der zu messenden Spannung U1 proportional, vorausgesetzt, dass der Batteriestrom mit Hilfe des Regelwiderstandes 9 und des Kontrollinstruments 8 konstant gehalten wird.
Wenn nun durch eine Änderung der Spannung U1 der Kompensationszustand gestört wird, so fliesst im Nullstromkreis ein Strom, der durch den von dem Wechselstromnetz R, S über die Drosselspule 17 erregten Zungenunterbrecher 2 synchron mit der Netzfrequenz zerhackt wird. Der zerhackte Strom durchfliesst die Primärwicklung 5 und erzeugt somit in der Sekundärwicklung 13 eine der Wechselstromkomponente des zerhackten Stromes entsprechend Wechselspannung U/, deren Phasenlage von der Richtung des Nullstromes entsprechend der Richtung der Abweichung von dem Kompensationszustand abhängig ist.
In ähnlicher Weise kann die Spannung U2 durch den Spannungsabfall kompensiert werden, der dem Winkel or., der Einstellung des Schleifkontaktes 3'entspricht. Bei nicht abgeglichener Schaltung fliesst in dem betreffenden Nullstromkreis ein Strom, der durch den Kontakt 1'des Synchronschalters 2' zerhackt wird und in der Sekundärwicklung 13 des Transformators 6 eine entsprechende Wechselspannung U2'erzeugt.
Die beiden Spannungen Pfund U2'setzen sich zu einer resultierenden Spannung zusammen, die in dem Verstärker 14 verstärkt und den Ankerwicklungen 15 und 15'zugeleitet wird. Dadurch, dass die Feldwicklungen 12 und 12'an eine Phasenspannung bzw. eine verkettete Spannung angeschlossen sind, ergibt sich eine Phasenverschiebung von 900 zwischen den betreffenden Feldströmen. Ebenso ist die Drosselspule 17 einerseits und die Widerstandskombination 18, 19 anderseits so bemessen, dass auch die Erregerströme der beiden Synchronschalter 2 und 2'in der Phase um 900 gegeneinander verschoben sind.
Durch entsprechende Einstellung des Phasenreglers 11 kann nun die Phasenlage der Ströme in den Feldwicklungen 12 und 12'so gewählt werden, dass der Nullmotor"10 auf den gewissermassen mit der Phase 0 zerhackten Gleichstrom in der Primärwicklung 5 mit grösster Empfindlichkeit und auf den mit der Phase 90 zerhackten Gleichstrom in der Primärwicklung 5'überhaupt nicht anspricht, und dass umgekehrt der Nullmotor 10'nur auf den Strom in der Primärwicklung J', nicht aber auf den Strom in der Primärwicklung 5 anspricht. Ist diese Bedingung erfüllt, so werden
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und or, linear abgebildet. Man kann nun z.
B. mit den Schleifkontakten Schreibvorrichtungen kuppeln, die dann ohne gegenseitige Beeinflussung die beiden Spannungen U1 bzw. U2 gleichzeitig mit Tintenschrift aufzeichnen.
Durch Kondensatoren 20 und 21 im Eingangs-bzw. Ausgangskreis des Verstärkers 14 kann in an sich bekannter Weise eine Abstimmung auf die Frequenz des die Synchronschalter erregenden Netzes erfolgen. Dadurch wird in an sich bekannter Weise der Verstärkungsgrad erhöht. Ausserdem hat dies den Vorteil, dass der Äusgangsstrom einen sinusförmigen Verlauf nimmt.
Die gleiche Anordnung kann benutzt werden, um zwei Messgrössen gleichzeitig aufzuzeichnen, die sich, wie z. B. Temperaturen durch Thermoelemente, auf Gleichspannungen zurückführen lassen.
Wenn es sich um die Messung von elektrischen Strömen handelt, so wird man zweckmässig die bekannte von Merz und Stanek als Saugschaltung"bezeichnete Stromkompensationsschaltung benutzen.
Das gleiche gilt z. B. für den Fall, dass Lichtströme mittels Photozellen gemessen werden sollen, da es hier vorteilhaft ist, die Photoströme zu kompensieren.
Man kann aber auch einen Strom und eine Spannung gleichzeitig messen oder aufzeichnen, indem man zum Abgleich des Stromes eine Stromkompensationsschaltung und zum Abgleich der
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Spannung eine Spannungskompensationsschaltung benutzt. Auf diese Weise kann man z. B. gleichzeitig den Strom und die Spannung in einen Gleichstromkreise messen oder aufzeichnen. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn in dem Stromkreis stromabhängige Widerstände wie Heissleiter oder Kaltleiter vorhanden sind.
Ein Beispiel dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. Dort ist mit 22 eine Gleichstromquelle bezeichnet, die über einen Widerstand 23 geschlossen ist. Von einem Teile dieses Widerstandes wird mittels eines Schleifkontaktes 24 eine Spannung U abgegriffen, an die ein Spannungsteilerwiderstand 25,26 angeschlossen ist. Die Spannung U erzeugt nun einen Strom J, der durch einen Heissleiter, z. B. einen Silitwiderstand 21, den Kontakt 28 eines Synchronschalters 29 und die eine Primärwicklung 30 eines Transformators 31 geschlossen ist.
An der Reihenschaltung der Primärwicklung 30 und des Kontaktes 28 zweigt sich ein Strom JV ab, der über einen Vorwiderstand 32 und einen von einem Schleifkontakt 33 entsprechend dem Winkel ss abgegriffenen Teil eines Schleifdrahtes 34 fliesst. Im übrigen wird der Schleifdraht über einen zum Gleichhalten des Batteriestromes dienenden Regelwiderstand 35 und ein Kontrollmessgerät 36 von einer Batterie 37 gespeist.
Zum Messen der Spannung U ist eine Spannungskompensationsschaltung vorgesehen, die an den Widerstand 26 angeschlossen ist und im übrigen mit der in Fig. 1 dargestellten übereinstimmt.
Dementsprechend sind die betreffenden Schaltungselemente auch in Fig. 2 mit den gleichen Ziffern bezeichnet, wie in Fig. 1. Ebenso ist die Schaltung des Transformators 31 sowie die Anordnung und Schaltung der übrigen Teile die gleiche wie in Fig. 1.
Infolge der zum Messen der Stromstärke J benutzten Stromkompensationssehaltung wird der zu messende Strom in an sich bekannter Weise kompensiert durch den die Primärwicklung 30 und den Kontakt 28 des Synchronschalter 29 in entgegengesetzter Richtung durchfliessenden Vergleichsstrom JV, der durch die von dem Nullmotor 10 gesteuerte Sehleifdrahtanordnung 33,34 selbsttätig so eingestellt wird, dass der zerhackte Gleichstrom JN = J-JV = 0 wird. Der den Schleifdraht 34 durchfliessende Batteriestrom muss wieder mit Hilfe des Regelwiderstandes 35 und des Kontrollinstrumentes 36 auf den der Eichung entsprechenden Wert eingestellt oder durch einen Spannungsgleichhalter selbsttätig konstant gehalten werden.
Der in dem vergleichsweise hochohmigen Widerstand 32 fliessende Vergleichstrom JV ist gegenüber dem Batteriestrom sehr klein und infolgedessen dem von dem Schleifkontakt 33 abgegriffenen Teilwiderstand bzw. dem Winkel ss proportional. Bei dieser Messanordnung tritt nach der Abgleichung an den Teilen 28 und 30 kein Spannungsabfall auf, so dass in dem Stromkreis J tatsächlich der Silitwiderstand 27 allein wirksam ist.
Im übrigen muss ebenso, wie bei dem Beispiel nach Fig. 1, durch den Anschluss der Feldwicklungen 12 und 12'über einen Phasenregler 11, die Einschaltung einer Drosselspule 17 in den Stromkreis der Erregerwicklung 16 des Synchronschalter 29 und einer Widerstandskombination 18, 19 in den Stromkreis der Erregerwicklung 16'des Synchronschalter 2'oder auf andere Weise dafür gesorgt werden, dass der Nullmotor 10 nur auf den mit der Phase 0 zerhackten, der Stromstärke J entsprechenden Strom JV und der Nullmotor 10'nur auf den mit der Phase 900 zerhackten, der Spannung U entsprechenden Strom anspricht. Dann wird der zu messende Strom J an dem Einstellwinkel R des Schleifdrahtes 33 und die zu messende Spannung U gleichzeitig an dem Einstellwinkel a des Schleifkontaktes 3'abgebildet.
In diesem Falle kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass der eine der beiden Schleifkontakte, z. B. 3', mit einer Schreibtrommel gekuppelt wird, auf der eine mit dem Schleifkontakt 33 gekuppelte Schreibvorrichtung dann ein den Zusammenhang zwischen der Stromstärke J und der Spannung U darstellendes Diagramm aufzeichnet. Auf diese Weise kann die Abhängigkeit einer beliebigen Messgrösse von einer beliebigen andern dargestellt werden, z. B. die Änderung des Anodenstromes einer Verstärkerröhre bei Änderungen des Gitterstromes od. dgl. Bei einem solchen"Koordi- natenschreiber"kann natürlich auch die eine der beiden Messgrössen, vorzugsweise die die Schreibvorrichtung bewegende, durch ein unmittelbar anzeigendes Messwerk erfasst werden.
In Fig. 3 ist der Fall dargestellt, dass zum Abgleich der Messgrösse Brückenschaltungen benutzt werden. Dies wird sich besonders dann empfehlen, wenn es sich um die Messung von Widerständen handelt, z. B. um die spannungsunabhängige Messung und Aufzeichnung von Messwerten, die mit Hilfe von Widerstandsgebern übertragen werden oder um Temperaturmessungen mit Widerstandsthermometern.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist angenommen, dass es sich um die gleichzeitige Aufzeichnung von zwei Widerstandswerten 38 und 38'handelt. Diese liegen mit festen Widerständen 39.
40, 41 bzw. 39', 40', 41'zusammen in je einer Brückenschaltung, die durch Schleifdrähte 42 bzw. 42' ergänzt werden. Jede Brückenschaltung wird durch eine Batterie 43 bzw. 43'über einen Vorwiderstand 44 bzw. 44'gespeist. In die Diagonalzweige sind je eine Primärwicklung 45 bzw. 45'eines gemein- samen Transformators 46 über je einen Synchronschalterkontakt 47 bzw. 47'eingeschaltet. Die Sekundär- wicklung 13 des Transformators 46 ist wie in den vorbeschriebenen Beispielen über einen Verstärker 14 an die Ankerwicklungen 15 und 15'von Induktionszählermesswerken 10 bzw. 10'angeschlossen, die zum Verstellen der Schleifkontakte 48 bzw. 48'der Sehleifdrähte 42 bzw. 42'dienen.
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Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 3 der Anschluss der Erregerwicklungen 49 und 49', der Synchronschalter und der Feldwicklungen 12 und 12'der Messwerke 10 bzw. 10'nicht gezeichnet. Er kann in der gleichen Weise erfolgen wie in Fig. 2 dargestellt. Die Phasenzugehörigkeit ist deshalb
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum gleichzeitigen Messen zweier veränderlicher Grössen über einen gemeinsamen Verstärker, wobei zwei um 90 in der Phase gegeneinander verschobene Wechselspannungen erzeugt werden, die je einer der beiden Messgrössen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich durch zwei Gleichstrom-Kompensations- oder -Brückenschaltungen, vorzugsweise selbsttätig mittels gleichzeitig als phasenabhängige Nullindikatoren und Umkehrmotoren wirkende Induktionszählermesswerke, in der Weise erfolgt, dass die in den beiden Nullstromkreisen der Messschaltungen fliessenden Ausgleichsströme durch zwei mit um 900 gegeneinander phasenverschobenen Erregerströmen synchron gespeiste Unterbrecher oder Modulationsvorrichtungen zerhackt bzw.
moduliert und über einen oder mehrere Transformatoren dem gemeinsamen Verstärker zugeführt werden.
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Arrangement for the simultaneous measurement of two variable quantities over a common one
Amplifier.
It has been proposed to measure two variable quantities simultaneously via a common amplifier in such a way that two alternating voltages are generated which are shifted in phase by 90 relative to one another and which are each assigned to one of the two measured quantities. These two alternating voltages form a resulting voltage which is fed via the amplifier, preferably an automatic complex compensator, in such a way that the two components of the resulting voltage corresponding to the measured variables are mapped separately from one another.
The present invention relates to a further development of this method in such a way that the adjustment is carried out by means of two direct current compensation or bridge circuits. According to the invention, the equalizing currents flowing in the zero current circuits of the aforementioned measuring circuits are chopped up or modulated by two interrupters or modulation devices fed synchronously with excitation currents that are phase shifted by 900 and fed to the common amplifier via one or more transformers.
This results in much simpler arrangements in all cases where it is a question of measuring direct current quantities or other measured quantities which can advantageously be traced back to direct current quantities. The adjustment is preferably carried out automatically by means of induction counter measuring mechanisms that act simultaneously as phase-dependent zero indicators and reversing motors. This in particular gives the possibility of recording two identical or different types of measurement of the type mentioned by means of two writing implements with ink writing at the same time via a common tube amplifier without influencing one another.
Vibrating contact synchronous switches are preferably used as breakers, as they are often used as mechanical rectifiers. These have the advantage that they work very precisely and that no interference from contact potentials occurs when the vibrating tongue is moved. The capacitive interference currents to be taken into account in such an arrangement can be rendered harmless in the usual way by earthing and electrostatic shielding.
Depending on the nature of the quantities to be measured, these can be balanced either by two voltage compensation circuits, two current compensation circuits or two direct current bridge circuits. If necessary, however, dissimilar measuring circuits of the type mentioned can also be used to adjust the two measured quantities.
In the drawing, some exemplary embodiments of the invention are shown in circuit diagrams.
1 shows an arrangement for measuring any two direct voltages, FIG. 2 shows an arrangement for measuring the current intensity and voltage in a direct current circuit, and FIG. 3 shows an arrangement for measuring two resistances or such quantities, the changes of which are due to changes in resistances.
In Fig. 1, the DC voltages to be measured are denoted by U1 and U2. One of two primary windings 5 of a transformer 6 is connected to voltage U1 via contact 1 of a synchronous switch 2 and a part of a sliding wire 4 tapped by sliding contact 3 corresponding to the angular position or. Likewise, the voltage is üs across the contact. T of a synchronous
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switch 2 'and a sliding wire 4' with the contact 3 'connected to a second primary winding 5' of the transformer 6.
A direct current from a battery 7 is fed to the sliding wire 4 via a measuring device S and a regulating resistor 9 serving to keep the battery current constant. A direct current from a battery 7 'via a measuring device 8' and a regulating resistor 9 'is also fed to the sliding wire 4'. The sliding contacts 3 and 3 ′ are each adjusted by an induction counter measuring mechanism 10 or 10 ′, the field windings of the measuring mechanisms being via a phase regulator 11
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to a phase voltage, whereas the field winding 12 'of the measuring mechanism 10' is connected to a line voltage.
The common secondary winding 13 of the transformer 6 is connected to the input terminals of an amplifier 14, the output terminals of which are connected to the series-connected armature windings 15 and 15 ′ of the measuring units 10 and 10 ′. The excitation windings of the synchronous switches 2 and 2 'are connected to the lines R, S of the three-phase network. A choke coil 17 is connected in the circuit of the excitation winding 16 of the synchronizing holder 2 and the parallel connection of an ohmic resistor 18 and a capacitor 19 in the circuit of the excitation winding 16 ′ of the synchronous switch 2 ′.
Under the influence of the voltage U1, a current flows in the relevant part of the sliding wire 4 which generates a voltage drop corresponding to the size of the angle 0: 1. This is counteracted by a voltage drop generated by the current of the battery 7 in the sliding wire 4. If the voltage compensation circuit formed in this way is adjusted so that in the zero-current circuit, i. H. If no current flows in the primary winding 5, the partial resistance tapped by the sliding contact 3 and thus the angle or the relevant voltage drop and thus also the voltage U1 to be measured is proportional, provided that the battery current is measured with the help of the variable resistor 9 and the control instrument 8 is kept constant.
If the compensation state is disturbed by a change in voltage U1, a current flows in the neutral circuit which is chopped up synchronously with the mains frequency by the tongue interrupter 2 excited by the alternating current network R, S via the choke coil 17. The chopped current flows through the primary winding 5 and thus generates in the secondary winding 13 one of the alternating current components of the chopped current corresponding to alternating voltage U /, the phase position of which depends on the direction of the zero current corresponding to the direction of the deviation from the compensation state.
In a similar way, the voltage U2 can be compensated for by the voltage drop, which corresponds to the angle or., The setting of the sliding contact 3 '. If the circuit is not balanced, a current flows in the relevant neutral circuit which is chopped up by the contact 1 ′ of the synchronous switch 2 ′ and generates a corresponding alternating voltage U2 ′ in the secondary winding 13 of the transformer 6.
The two voltages pound U2 'combine to form a resulting voltage which is amplified in the amplifier 14 and fed to the armature windings 15 and 15'. The fact that the field windings 12 and 12 ′ are connected to a phase voltage or a line-to-line voltage results in a phase shift of 900 between the relevant field currents. Likewise, the choke coil 17, on the one hand, and the resistor combination 18, 19, on the other hand, are dimensioned such that the excitation currents of the two synchronous switches 2 and 2 ′ are also shifted in phase by 900 relative to one another.
By setting the phase regulator 11 accordingly, the phase position of the currents in the field windings 12 and 12 'can now be selected so that the zero motor "10 reacts to the direct current in the primary winding 5, chopped up to a certain extent with phase 0, with the greatest sensitivity and to that with phase 90 chopped direct current in the primary winding 5 'does not respond at all, and that, conversely, the zero motor 10' only responds to the current in the primary winding J ', but not to the current in the primary winding 5. If this condition is met, then
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and or, mapped linearly. You can now z.
B. couple with the sliding contacts writing devices, which then record the two voltages U1 and U2 simultaneously with ink writing without mutual interference.
By capacitors 20 and 21 in the input or. The output circuit of the amplifier 14 can be matched to the frequency of the network exciting the synchronous switch in a manner known per se. This increases the degree of gain in a manner known per se. This also has the advantage that the output current has a sinusoidal profile.
The same arrangement can be used to simultaneously record two measured quantities that differ, e.g. B. temperatures through thermocouples, can be traced back to DC voltages.
If it is a question of measuring electrical currents, then the well-known current compensation circuit referred to by Merz and Stanek as "suction circuit" will be used.
The same goes for B. in the event that luminous fluxes are to be measured by means of photocells, since it is advantageous here to compensate for the photocurrents.
But you can also measure or record a current and a voltage at the same time by using a current compensation circuit to adjust the current and to adjust the
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Voltage uses a voltage compensation circuit. In this way you can z. B. measure or record the current and voltage in a DC circuit at the same time. This is of particular interest when current-dependent resistors such as hot conductors or PTC thermistors are present in the circuit.
An example of this type is shown in FIG. There, 22 denotes a direct current source which is closed via a resistor 23. A voltage U, to which a voltage divider resistor 25, 26 is connected, is tapped from part of this resistor by means of a sliding contact 24. The voltage U now generates a current J, which is passed through a hot conductor, e.g. B. a silicon resistor 21, the contact 28 of a synchronous switch 29 and a primary winding 30 of a transformer 31 is closed.
At the series connection of the primary winding 30 and the contact 28, a current JV branches off, which flows via a series resistor 32 and a part of a sliding wire 34 tapped by a sliding contact 33 in accordance with the angle ss. In addition, the contact wire is fed by a battery 37 via a regulating resistor 35, which is used to keep the battery current constant, and a control measuring device 36.
To measure the voltage U, a voltage compensation circuit is provided which is connected to the resistor 26 and otherwise corresponds to that shown in FIG.
Accordingly, the relevant circuit elements are also designated in FIG. 2 with the same numerals as in FIG. 1. The circuit of the transformer 31 and the arrangement and circuit of the other parts are also the same as in FIG. 1.
As a result of the current compensation setting used to measure the current intensity J, the current to be measured is compensated in a manner known per se by the comparison current JV flowing through the primary winding 30 and the contact 28 of the synchronous switch 29 in the opposite direction, which is determined by the guide wire arrangement 33 controlled by the zero motor 10. 34 is automatically set so that the chopped direct current JN = J-JV = 0. The battery current flowing through the contact wire 34 must again be set to the value corresponding to the calibration with the aid of the control resistor 35 and the control instrument 36, or it must automatically be kept constant by a voltage equalizer.
The comparison current JV flowing in the comparatively high-resistance resistor 32 is very small compared to the battery current and is consequently proportional to the partial resistance tapped by the sliding contact 33 or to the angle ss. In this measuring arrangement, after the adjustment at the parts 28 and 30, no voltage drop occurs, so that in the circuit J actually the silicon resistor 27 alone is effective.
In addition, as in the example according to FIG. 1, by connecting the field windings 12 and 12 ′ via a phase regulator 11, a choke coil 17 must be switched on in the circuit of the excitation winding 16 of the synchronous switch 29 and a resistor combination 18, 19 in the Circuit of the excitation winding 16 'of the synchronous switch 2' or in some other way it can be ensured that the zero motor 10 only operates on the current JV chopped with phase 0 and corresponding to the current intensity J and the zero motor 10 'only on the one chopped with phase 900, the current corresponding to the voltage U responds. The current J to be measured is then mapped to the setting angle R of the sliding wire 33 and the voltage U to be measured is simultaneously mapped to the setting angle α of the sliding contact 3 ′.
In this case, the arrangement can also be made so that one of the two sliding contacts, e.g. B. 3 ', is coupled to a writing drum on which a writing device coupled to the sliding contact 33 then records a diagram representing the relationship between the current J and the voltage U. In this way, the dependency of any measured variable on any other can be shown, e.g. B. the change in the anode current of an amplifier tube with changes in the grid current or the like. With such a "coordinate recorder" one of the two measured variables, preferably the one moving the writing device, can of course be recorded by a directly indicating measuring mechanism.
In Fig. 3 the case is shown in which bridge circuits are used to adjust the measured variable. This is particularly recommended when measuring resistances, e.g. B. the voltage-independent measurement and recording of measured values that are transmitted with the help of resistance sensors or temperature measurements with resistance thermometers.
In the case of the arrangement shown in FIG. 3, it is assumed that the simultaneous recording of two resistance values 38 and 38 ′ is involved. These lie with fixed resistances 39.
40, 41 or 39 ', 40', 41 'together in a bridge circuit each, which are supplemented by sliding wires 42 and 42'. Each bridge circuit is fed by a battery 43 or 43 'via a series resistor 44 or 44'. A primary winding 45 or 45 ′ of a common transformer 46 is connected into each of the diagonal branches via a synchronous switch contact 47 or 47 ′. As in the examples described above, the secondary winding 13 of the transformer 46 is connected via an amplifier 14 to the armature windings 15 and 15 ′ of induction counter measuring units 10 and 10 ′, which are used to adjust the sliding contacts 48 and 48 ′ of the guide wires 42 and 42, respectively 'serve.
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For the sake of clarity, the connection of the excitation windings 49 and 49 ', the synchronous switch and the field windings 12 and 12' of the measuring mechanisms 10 and 10 'is not shown in FIG. It can take place in the same way as shown in FIG. The phase affiliation is therefore
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PATENT CLAIMS:
1. Arrangement for the simultaneous measurement of two variable quantities via a common amplifier, whereby two alternating voltages shifted by 90 in phase to each other are generated, which are each assigned to one of the two measured quantities, characterized in that the adjustment is carried out by two direct current compensation or - Bridge circuits, preferably automatically by means of induction counter measuring mechanisms that act as phase-dependent zero indicators and reversing motors at the same time, in such a way that the equalizing currents flowing in the two zero-current circuits of the measuring circuits are chopped up or replaced by two interrupters or modulation devices that are synchronously fed with excitation currents out of phase by 900.
modulated and fed to the common amplifier via one or more transformers.