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Elektromagnetischer Gleichspannungsverstärker
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einen besonders einfachen Aufbau und durch grosse Betriebssicherheit auszeichnet.
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besondere auf elektronischer Basis ; diese sind aber, was ihre Einstellung betrifft, äusserst anspruchsvoll und weisen ausserdem einen hohen Geräuschpegel auf, so dass sie sich zur Verstärkung niedrig-
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Es sind ferner Verstärker bekannt geworden, bei welchen die Kopplung zwischen einer beweglichen, von Wechselstrom durchflossenen Spule mit einer feststehenden Spule durch eine galvanometerartige, vom zu messenden Gleichstrom gesteuerte, Einrichtung verändert wird, so dass sich eine in einer beweglichen Spule induzierte Spannung proportional zum steuernden Gleichstrom ändert. Für diese Einrichtung ist jedoch ein verhältnismässig grosser Aufwand erforderlich.
Der erfindungsgemässe Gleichspannungsverstärker besitzt keinen, dieser Nachteile. Er ist sehr ein-
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aufgebautgungskosten entsprechend niedrig.
Die Erfindung beruht auf der Ausnützung der unter der Bezeichnung "Wiedemann Effekt"bekannten Erscheinung. Fliesst nämlich ein Wechselstrom durch einen aus ferromagnetischem Material bestehenden Draht, so erzeugt er in demselben ein wechselndes, zylindrisches Magnetfeld. Wird ein solcher von Wechselstrom durchflossener Draht verdreht, so entsteht infolge der Magnetostriktion eine Deformation der einzelnen magnetischen Domänen (die sogenannten Weissischen Domänen) in der Richtung der Verdrehung, so dass das ursprüngliche zylindrische, magnetische Feld die Form einer schraubenförmigen Fläche annimmt, wodurch eine Längskomponente entsteht.
Da das ursprüngliche Magnetfeld ein Wechselfeld ist, welches von dem. durch den ferromagnetischen Draht fliessenden Wechselstrom erregt wird, so ändert sich bei der Änderung der Längskomponente des Feldes, hervorgerufen durch die Verdrehung des ferromagnetischen Leiters, auch die in der den Leiter umgebenden Spule induzierte EMK, und zwar proportional der Längskomponente des Feldes.
Bei dem erfindungsgemässen Gleichspannungsverstärker handelt es sich um einen solchen, bei welchem die mit dem Eingangsstromkreis (Messkreis) verbundene Drehspule auf einem Metallrähmchen aufgewickelt ist, das sich im Feld eines Dauermagneten befindet. Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Spule 3 mittels einer aus ferromagnetischen Werkstoff hergestellten, von Aufnahmespulen 2 konzentrisch umgebenen Faser 1 aufgehängt ist, deren Enden an den Boden von kappenförmigen, zylindrischen Gehäuseteilen 5, die vorzugsweise gleichzeitig der Zuführung des Erregerstromes dienen, befestige sind, wobei die kappenartigen Gehäuseteile 5 unter Zwischenschaltung von Isoliereinlagen 6 an beiden Seiten des Dauermagneten 8 angeordnet sind.
Zur Vermeidung einer Beschädigung der Faser durch den Erregerstrom ist die Faser zweckmässigerweise von einer Kühlflüssigieit ungeben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt dargestellt.
Der wesentlichste Bestandteil des erfindungsge-
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faden 1, welcher das Metallrähmchen 4 mit der Spule 3 trägt, durch welche der zu messende Gleichstrom fliesst (Stromkreis 13). Die Enden der Faser 1 sind an den Boden der Kappen 5, über welche der Erregerstrom (Stromkreis 11) zugeführt wird, befestigt. Die Kappen 5 sitzen auf Isolierteilen 6 auf, die ihrerseits am Dauermagnet 8 befestigt sind. Die Faser 1 ist von den Spulen 2, welche im Aufnahmestromkreis 10 liegen, umgeben.
Das aus den beiden Kappen und dem Dauermagnet 8 mit den Isolierteilen 6 gebildete Gehäuse ist mit der Kühlflüssigkeit 12 ausgefüllt, da die Faser 1 beim Stromdurchfluss ohne diese Vorkehrung verbrennen würde.
Wenn man die zu messende Gleichspannung an die Klemmen des Stromkreises 13 anlegt, so fliesst über die Spule 3 ein Gleichstrom. Da sich die Spule 3 im Felde eines starken Dauermagneten befindet, entsteht ein Drehmoment, welches eine Ver-
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zylindrisches Magnetfeld erzeugt. Durch die Verdrehung der Faser wird, wie eingangs bereits näher erläutert wurde, das Magnetfeld derart deformiert, dass eine Längskomponente auftritt, welche in den Aufnahmespulen 2 eine EMK induziert, die proportional der Verdrehung der Faser und daher auch dem Gleichstrom bzw. der an die Eingangsklemmen angelegten Gleichspannung ist.
Die in den Spulen 2 induzierte Spannung kann bei günstiger Anordnung (insbesondere dann, wenn man zur Erregung der Faser 1 einen Wechselstrom höherer Frequenz verwendet) mindestens fünfzigmal grösser sein als die zu messende Gleichspannung am Verstärkereingang. Die Eingangsimpedanz
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dabei so gross ausgeführtausgangsspannung eine Wechselspannung ist, kann diese durch die üblichen Wechselspannungsverstärker weiter verarbeitet werden. Falls wieder eine Gleichspannung gewünscht wird, bereitet es keine Schwierigkeiten, die verstärkte Wechselspannung am Ausgang des Verstärkers gleichzurichten.
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ker hat sich als ausserordentlich betriebssicher erwiesen, seine Herstellung ist billig und einfach und er bedarf auch keiner besonderen Wartung.
Im Gegensatz zu den elektronischen Verstärkern arbeitet der erfindungsgemässe elektromagnetische Verstärker selbst bei der Verstärkung niedrigster Spannungen ohne Geräusche.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetischer Gleichspannungsverstär-
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trisch umgebene Faser (1) aufgehängt ist, deren Enden an den Boden von kappenförmigen, zylindrischen Gehäuseteilen (5), die vorzugsweise gleich-
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teile (5) unter Zwischenschaltung von Isoliereinlagen (6) an beiden Seiten des Dauermagneten (8) angeordnet sind.