AT67592B - Auf dem Induktionsprinzip beruhender Strommesser für Hochfrequenzströme. - Google Patents

Description

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  Auf dem Induktionsprinzip beruhender Strommesser für Hochfrequenzströme. 



   Neuerdings wird zur Messung der effektiven Stromstärke von Hochfrequenzströmen ein Induktionsampèremeter benutzt, das aus einer von dem zu messenden Strom durchflossenen festen Spule und einer zweiten, im Felde der ersteren befindlichen, unter der Direktionskraft von Torsionsfedern stehenden Kurzschlussspule oder einer kurzgeschlossenen Windung besteht. Diese Amperemeter leiden an dem Nachteil eines sehr   ungünstigen   Skalenverlaufs, so dass für die Zwecke der Messung nur ein Drehwinkel von höchstens 60  nutzbar gemacht werden kann.

   Die Ursache hievon ist darin zu suchen, dass der Koeffizient der gegenseitigen Induktion der festen Stromspule und der beweglichen   Kurxschlussspule   sich mit der Zunahme des Winkels, weichen die Mittelebenen der beiden Spulen miteinander einschliessen und damit die Stärke des in der   Kurzschlussspule   erzeugten Induktionsstromes schnell verringern. Es wurde vorgeschlagen, ein Ampèremeter dieser Art mit einem Spannungsmesser zu kuppeln, der an die Enden eines induktiven Widerstandes geschaltet ist, weicher von dem durch das Ampèremeter geschickten Strom durchflossen 
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 deren gemeinsame Drehachse keine weitere Direktionskraft einwirkt, ein Mass der Frequenz dar. Die bisherige Form des Induktionsampèremeters hat sich aber auch für diese Quotientenmesser als ungünstig erwiesen. 



     Die Erfindung betriSt eine   derartige Ausbildung des Amperemeter, dass das auf das bewegliche System ausgeubte Drehmoment nach einem bestimmten, den Zwecken der Stromoder der   Frequenzmessung   entsprechenden Gesetz veränderlich ist. 



   Es mögen im folgenden   hE'deuten : J 1   den effektiven Wert des zu messenden Stromes 
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 Koeffizienten der gegenseitigen Induktion der Feldspule und Kurzschlussspule, Le den Koeffizienten der Selbstinduktion der   Kurzschltissspule, n   die Frequenz des zu   zu mebzenden   Stromes   und z   den Winkel, welchen die Mittelebene der   Kurzschlussspule   mit   der Mtttel-   ebene der Feldspule einschliesst
Das Drehmoment, welches das bewegliche System in der Stellung x erfährt, ist proportional dem Ausdruck 
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Da bei sehr hohen Frequenzen der Ohmsche Widerstand der   Ktnrzschlussspule   gegen- über ihrer Induktanz als vernachlässigbar klein anzusehen ist, so ist der in ihr induzierte Strom um 1800 in der Phase gegen das ihn erzengende Feld,

   d. h. gegen den   Prim rstrom.   verschoben und es gilt : 
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 moment Da von dem Gesetz: D2=ssx, so sind die Gleichgewichtslagen des beweglichen Systems für die verschiedenen Beträge von J1 bestimmt durch die Gleichung :

   
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 günstig verlaufenden Skala zu erhalten, etwa einer Skala, welche für   J1   eine proportionale, zum mindesten angenähert lineare Teilung ergibt, muss also der Koeffizient der gegenseitigen Induktion eine derartige Funktion   von x darstellen, dass M #M/#x angenähert  
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 Feldspule oder der Feldspule und einer   Kurzschlussspule   erfüllt, dass sich der Koeffizient der gegenseitigen Induktion des Feldspulen- und Kurzschlussspulensystems mit dem Drehwinkel nach einem bestimmten, im voraus angegebenen Gesetz verändert. 



   Auf der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Bei dem Messgerät nach Fig. 1 ist   81   eine ringförmige, ruhende Feld- 
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 fällt und die mit der Feldspule in Reihe geschaltet ist. Die   Kugelspule     82'erzeugt   innerhalb des Kurzschlussringes s ein Feld, welches unter der Voraussetzung, dass die Kugelspule   gleichmässig   gewickelt ist, in jeder Stellung des   Kurzschlussringes   gleich ist, so dass der gegenseitige Induktionskoeffizient des Feldspulensystems   81,   82'und des Kurzschlussringes   8   durch die Summe eines konstanten und eines von der Spule S1 herrührenden veränderlichen Gliedes dargestellt ist.

   Setzt man voraus, dass das Feld der Spule 81 ein homogenes Magnetfeld ist, so befolgt der gegenseitige Induktionskoeffizient MI von 81 und 8 das Gesetz 
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 wo A eine Konstante ist. Ist B der konstante Koeffizient der gegenseitigen Induktion von    82'und 8,   so ergibt sich nach dem Vorhergehenden, dass der vollständige Koeffizient 
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 ist, dass B grösser als A gewählt ist. Wie aus dieser Figur zu ersehen ist, ist der rechts vom Maximum m bis in die Gegend von o gelegene Teil, also bis nabe an die x-Achse der Kurve für den vorliegenden Zweck sehr günstig, denn die Kurve verläuft angenähert 
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 der obengenannten Grenzen m-n wählt,   J12   angenähert proportional   x.,   d. h. der Ausschlagwinkel angenähert proportional J1 ist.

   Es lässt sich also nicht nur eine sich auf ungefähr 900 oder auf einen noch etwas grösseren Winkel erstreckende Skala erzielen, sondern man erhält auch gleichzeitig eine Skala angenähert linearen Verlaufs. Das für den Skalenverlanf günstigste Gebiet beginnt bei   ungefähr a ; ==70".   



   Eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes stellen die Fig. 3 und 4 dar, von denen Fig. 3 das Messgerät im Grundriss mit geschnittenen Spulen, Fig. 4 die Drehspule in perspektivischer Ansicht zeigen. Gemäss dieser Ausführungsform ist ausser der Feldspule S1 noch eine zweite dazu senkrecht gelegene und mit ihr in Reihe geschaltete Spule 8. vorgesehen. Die bewegliche   Kurzseblussspule   besteht in diesem Falte aus zwei miteinander in Reihe geschalteten und aufeinander senkrecht stehenden Ringen s1 und s, 

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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1'. Auf dem Induktionsprinzip beruhender Strommesser für Hochfrequenzstrome, ge- kennzeichnet durch die Anordnung zweier oder mehrerer von dem zu messenden Strom oder einem Teil davon durchflossenen Feldspulen und eine derartige Ausbildung des induzierten Teiles, dass der Koeffizient der gegenseitigen Induktion des Feldspulensystems und des Systems der induzierten Leiter aus einem wenig veränderlichen oder konstanten und einem stark veränderlichen Gliede besteht.

   2. Strommesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldspulensystem aus einer ringförmigen Spule und einer mit dieser in Reihe geschalteten Kugelspule, deren Wicklungsachse in die Drehachse des beweglichen Systems fällt, und der bewegliche induzierte Leiter aus einem mit jenen konachsialen Kurzschlussring bestehen.

   3. Strommesser nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldspulensystem aus zwei konzentrischen, gegeneinandergeneigten, vorzugsweise aufeinander senkrechten Spulen und der induzierte Leiter aus zwei mit jenen konzentrischen, gegeneinandergeneigten, miteinander in Reihe geschalteten und in sich geschlossenen Spulen oder Ringen besteht.

   4. Strommesser nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das induzierte System bildenden Spulen miteinander den gleichen Winkel einschliessen wie die Feldspulen.

   5. Strommesser nach Anspruch l, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der beiden das beweglicho System bildenden Spulen mit der zugeordneten Feldspule in einer zur Drehachse senkrechten Ebene liegt.