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Kompensator zur Messung elektrischer Spannungen
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Gegenstand der Erfindung ist nun ein Kompensator zur Messung elektrischer Spannungen, mit welchem jeder Spannungswert zwischen einem negativen und einem positiven Extremwert der Spannung V gemessen werden kann, ohne dass die direkte oder indirekte Betätigung einer Schaltvorrichtung zur Umpolung erforderlich ist.
Dabei wird von der an sich bekannten Einrichtung gekoppelter Widerstände Gebrauch gemacht, welche durch Schleifer paarweise zu-und abgeschaltet werden. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art, wie z. B. beim FeussnerKompensator, sind die Widerstände so geschaltet, dass ein Ende derselben offen ist, während das andere Ende an einem Schleifer des vorhergehenden oder nachfolgenden Widerstandspaa's liegt (z. B. deutsches Reichspatent Nr. 73r 425, Lorenz). Oder es sind auch zwischen den Widerstandsenden andere Einrichtungen, wie Batterien, Anzeigeinstrumente, Anzapfungen, S'illeifdrähte usw. eingeschaltet (z. B. österr. Patentschrift Nr. 108368, Siemens).
In der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ist -= R2 und R 3-. An den Abgriffen des einen Widerstandspaares liegt die Speisungsspannung E und das Mllliamperemeter A. An den beiden anderen Abgriffen liegt das Galvanometer (Nullinstrument) G mit dem Schutzwiderstand W und die kompensierte Spannung V.
Die Schleifer und S2 sind gegeneinander isoliert diametral auf einem gemeinsamen Handgriff montiert, ebenso die Schleifer S3 und S4 auf einem zweiten Handgriff. In der Null-und Ausgangsstellung sind sämtliche Abgriffe in ihrer Mittellage. Durch eine Verschiebung des Paares S : " S4 kann die Kompensationsspannung V geändert werden, ohne dass sich der gesamt Widerstand des Speisungskreises ändert.
Dabei ist die Polarität bei einer Abgriffstellung zwischen der Mitte und dem einen Ende der PotentiometerWiderstände entgegengesetzt der Polarität bei Verschiebung gegen das andere Ende derselben, so dass alle vorgesehenen Intervalle zwischen einem extremen Minus-und einem extremen Pluswert eingestellt werden können.
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kann vertauscht werden, ohne dass sich an den Bedingungen etwas ändert. Daher gilt das eben Gesagte auch für das andere Paar SI, j,-
Zweckmässig wird ein Widerstands-Schleife : Paar als Grobabgleich und das andere Paar als
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Feinabgieiçh ausgebildet. Z. B. kann man die Unterteilung so anordnen, dass die Schaltstufen des Grobabgleiches den zehnfachen Wert der Schaltstufen des Feinabgleiches betragen, wobei jedes Potentiometer 20mal unterteilt ist.
Die Bemessung der Widerstände ist dann ? i = = = R und = R4 = 10 R. Auf diese Weise kann z. B. der Feinabgleich als Doppeldekade von-10 bis +10 Millivolt und der Grobabgleich als Doppeldekade von-100 bis + 100 Millivolt ausgebildet sein. Der höchste Kompensationswert wird dann erreicht) wenn S2 und S 3 im Punkt a, und somit SI und S4 zwangsläufig in dem Punkt b zu liegen kommt (Fig. 1). In diesem Falle kommt die gesamte Spannung von E an der Kompensationsstelle V zur Wirkung. Dieselbe Höchstspannung, aber mit entgegengesetztem Vorzeichen, liegt an V, wenn die Schleifer im Punkt d und S1, S3 im Punkt c stehen.
Bei einem in Fig. 2 gebrachten Ausführungsbeispiel ist die Unterteilung und Widerstandsbemessung so gewählt, dass der Feinabgleich von-4 bis + 5, der Grobabgleich von-30
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lückenlos in Abstufungen von Einheit zu Einheit bestrichen werden. Da der Feinabgleich ohne Anschlag durchgedreht werden kann, so folgt auf +5 sofort-4, ohne dass die Kurbel zurückgedreht werden muss. Wenn zugleich mit diesem Übergang der Grobabgleich um eine Stufe weiter geschaltet wird, so hat sich der Kompen- sationswiderstand nur um eine Einheit verändert. Es folgt z.
B. auf +10+5 = 15 der Wert - 20-4--16. Diese Manipulation kann (wie bei einem Zählwerk) gekoppelt werden, so dass während des ganzen Abgleichvorganges nur die Kurbel des Feinabgleichs betätigt werden muss, wahrend die Kurbel des Grobabgleichs beim Übergang von J. 5 auf -4 und umgekehrt automatisch um eine Stelle vor oder zurück gerückt wird.
Räumlich können die Widerstandspaare i, und Ra, R4 auch übereinander montiert sein, so dess jede Kontaktreihe auf einen Vollkreis angeordnet werden kann, was den Vorteil einer kompendiöseren Unterbringung der Kurbelkontakte bzw. Schleifer hat.
Die Anwendung dieses Kompensators ist besonders für die Messung von Erdspannungen geeignet, wenn diese schnelleren Schwankungen unterworfen sind. Man tastet den Erdboden an der Oberfläche oder in Bohrlöchern mit
Sonden ab und registriert die an denselben auftretenden Spannungen. Die Registrierung kann automatisch mit einem Schreibstift, welcher von der Kurbel geführt wird, auf einem Papier- streifen aufgezeichnet werden, der in senkrechter
Richtung zur Bewegung des Stiftes an demselben vorbeigeführt wird.
Es ist auch bereits bekannt, wie etwa aus der
Zeitschrift für Instrumentenkunde vom Oktober
1906 (26. Jahrgang, Heft 10), S. 297-305, ins- besondere in Fig. 6 und Seiten 301-303 zu ersehen ist, Kompensatoren zur Messung elekttrischer Spannungen, bestehend aus vier Potentiometern und zwei Justierwiderständen, herzustellen, von denen zwei Potentiometer zum Einstellen (bzw. zum zusätzlichen Abgleich) vorhanden sind und die beiden anderen Potentiometer mechanisch
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ergibt sich, dass das einmal eingestellte Zweigstromverhältnis konstant bleibt.
Beim erfindungsgemässen Kompensator sind dagegen ausschliesslich vier in Serie geschaltete, einen geschlossenen Kreis bildende Potentiometerwiderstände mit je einem Abgriff vorhanden, wobei von den vier Wider-
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gleich sind und die Abgriffe durch an sich bekannte, mechanisch gekuppelte, bewegliche Kontakte vorgenommen werden, so dass der innere Widerstand des Kompensators immer konstant ist und die Zweigströme bei Betätigung der beweglichen Kontakte konstant bleiben und bei derselben Polung der Speisungsspannungsquelle positive und negative Messwerte bis zum Absolutbetrag der Spannung der Speisungsspannungsquelle kompensiert werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kompensator zur Messung elektrcher Spannungen, bestehend aus vier in S. he geschalteten, einen geschlossenen Kreis oildenden Potentiometerwiderständen mit je einem Abgriff, dadurch gekennzeichnet, da@ von den vier Widerständen i, R2, R3, 3'K je zwei gegen- überliegende gleich sind ur J deren Abgriffe durch an sich bekannte m@@hanisch gekuppelte, bewegliche Kontakte vorgcnommea wecdea, so dass der innere Widerstand des Kompensators immer konstant ist und die Zweigströmc t.
ci Betätigung der beweglichen Kontakte konstant bleiben und somit bei derselben Polung der
Speisungsspannungs4uelle positive und negative Messwerte bis zum Absolutbetrag der Spannung der Speisungsspannungsquelle kompensiert werden können.