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Frequenzmesser.
Nach dem Ausführungsbeispiel des Stammpatentes Nr. 79851 ist das feste Feldspulensystem derart geschaltet, dass der darin fliessende Strom sich bei mittlerer Frequenz in Resonanz mit der Spannung befindet, dagegen ist dabei der in dem nicht als Richtkraft dienenden beweglichen Leitersystem fliessende Strom um go0 in der Phase gegen die Spannung verschoben. Diese Anordnung ergibt eine grosse Unabhängigkeit von der Spannung und der Kurvenform, jedoch ist dabei die Verwendung von Kondensatoren erforderlich. Diese erfordern viel Raum und sind unter Umständen aus betriebstechnischen Gründen unbequem.
Gemäss der Erfindung Bird eine Verbesserung in dieser Hinsicht dadurch erzielt, dass dem Feldspulensystem Mittel zur Erzeugung einer Phasenverschiebung des Stromes gegen die
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vermieden werden ; ihre Wirkung ist jedoch, wie Versuche ergeben haben, auf bestimmten Verwendungsgebieten derjenigen der ersten Schaltung ebenbürtig.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. i zeigt das Messgerät im Aufriss, Fig. 2 im Grundriss. Innelhalb des festen Feldspulen-
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quelle N. deren Frequenz gemessen werden soll. angeschlossen. Die beiden Klemmen Ag, k3' sind mit einer Selbstinduktion l2 verbunden. Statt dessen kann man auch eine Kapazität oder die Kombination von Selbstinduktion und Kapazität verwenden. Man kann aber auch eine unmittelbar kurzgeschlossene Drehspule verwenden.
Mit den Feldspulen ist eine Selbstinduktion 11 in Reihe geschaltet. Parallel zu dieser Kombination liegt ein induktionsfreier Widerstand r, und in Reihe dazu eine zweite Selbstinduktion l,. Diese gesamte, die bekannte Hummelschaltung darstellende Anordnung ist an die Leitungen des Netzes N angeschlossen. In ihr herrscht bei der mittleren Frequenz die Phasenverschiebung von golf. Für die anderen Frequenzen ist die Phasenverschiebung entweder grösser oder kleiner. Durch passende Bemessung der einzelnen Widerstände und Selbstinduktionen lässt sich erreichen, dass diese Abweichung der Phasenverschiebung gross oder klein wird.
Da keine mechanische Richtkraft vorhanden ist, wirken auf die Achse des beweglichen Systems nur die elektrischen Drehmomente, und zwar die, die das feste Feldspulensystem s, auf die beiden beweglichen Leitersysteme s2 und S3 ausübt. Eine Beeinflussung der in der Spule S3
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fliessenden Ströme nicht auf. Man kann daher füglich von ihr absehen. Das bewegliche System stellt sich in eine solche Lage ein. dass sich die beiden elektrischen Drehmomente aufheben ; z.
B. ist für die mittlere Frequenz, hei der das feste Feldspulensystem einen Strom erhält, der um 90 @ gegenüber der Spannung nacheilt. das Drehmoment auf die an die Netzspannung angeschlossene Drehspule 52 = n. und zwar für jede räumliche Stellung der beiden Systeme.
Dagegen ist das Drehmoment auf das kurzgeschlossene Leitersystem nur o. wenn die Symmetrieebenen des festen Feldspulensystems und des beweglichen Leitersystems einen Winkel a von 900 bilden. Bei sämtlichen anderen räumlichen Stellungen dagegen wird durch den in der festen Feldspule fliessenden Strom in der kurzgeschlossenen Spule eine Spannung induziert, deren Betrag immer grösser wird, je mehr der Winkel beider Spulenebenen \"on 900 abweicht, da dann die Anzahl der Kraftlinienverkettungen eine immer grössere wird. Das System stellt sich daher in die Lage α= 90 ein. Für die anderen Frequenzen treten positive oder negative Drehmomente des festen Feldspulensystems auf das bewegliche Drehspulensystem auf.
Dem- entsprechend müssen die Drehmomente auf die kurzgeschlossene Spule negative oder positive Werte von dem gleichen absoluten Betrage haben. Das ist dann der Fall. wenn die kurzgeschlossene Spule bzw. das bewegliche Leitersystem nach der einen oder anderen Seite von der Mittelstellung α = 90 abweicht, da erst dann in ihr elektromotorische Kräfte induziert werden, und zwar verschiedener Richtung, je nach der Seite. nach der die Spulen von der Mittelstellung abweichen.
Wie sich leicht zeigen lässt. ist die Angabe des Instrumentes unabhängig von der Höhe der Wechselspannung. Ebenso zeigt die genauere Theorie und der Versuch, dass die Skala nahezu geradlinig verläuft und ferner der Temperatureinfluss durch passende Wahl der Wechsel-
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Frequency meter.
According to the embodiment of the parent patent no. 79851, the fixed field coil system is switched in such a way that the current flowing in it is in resonance with the voltage at medium frequency, whereas the current flowing in the movable conductor system that does not serve as a directional force is in phase around go0 shifted against the tension. This arrangement results in a great independence of the voltage and the waveform, but the use of capacitors is required. These require a lot of space and may be inconvenient for operational reasons.
According to the invention Bird achieved an improvement in this regard in that the field coil system has means for generating a phase shift of the current against the
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be avoided ; However, as tests have shown, their effect in certain areas of use is equal to that of the first circuit.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.
FIG. 1 shows the measuring device in elevation, FIG. 2 in plan. Inside the fixed field coil
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source N. whose frequency is to be measured. connected. The two terminals Ag, k3 'are connected to a self-induction l2. Instead, a capacitance or a combination of self-induction and capacitance can be used. But you can also use a directly short-circuited moving coil.
A self-induction 11 is connected in series with the field coils. Parallel to this combination is an induction-free resistor r, and in series with it a second self-induction l,. This entire arrangement, representing the known Hummel circuit, is connected to the lines of the network N. The phase shift of gulf prevails in it at the middle frequency. For the other frequencies the phase shift is either larger or smaller. By appropriately dimensioning the individual resistances and self-inductions, it can be achieved that this deviation in the phase shift is large or small.
Since there is no mechanical straightening force, only the electrical torques act on the axis of the movable system, namely those that the fixed field coil system s exerts on the two movable conductor systems s2 and S3. An influence on the coil S3
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flowing currents do not open. One can therefore rightly disregard it. The mobile system adjusts itself to such a position. that the two electrical torques cancel each other; z.
B. is for the mean frequency, ie the fixed field coil system receives a current that lags behind the voltage by 90 @. the torque on the moving coil 52 connected to the mains voltage = n. for each spatial position of the two systems.
In contrast, the torque on the short-circuited conductor system is only o. If the planes of symmetry of the fixed field coil system and the movable conductor system form an angle α of 900. In all other spatial positions, on the other hand, the current flowing in the fixed field coil induces a voltage in the short-circuited coil, the magnitude of which increases the more the angle of the two coil planes deviates from 900, since the number of linkages of lines of force then increases The system therefore adopts the position α = 90. For the other frequencies, positive or negative torques of the fixed field coil system occur on the movable moving coil system.
Accordingly, the torques on the short-circuited coil must have negative or positive values of the same absolute value. That is the case then. when the short-circuited coil or the movable conductor system to one side or the other from the central position? = 90 deviates, since electromotive forces are only then induced in it, in different directions, depending on the side. after which the coils deviate from the center position.
As can be easily shown. the specification of the instrument is independent of the level of the alternating voltage. Likewise, the more precise theory and the experiment show that the scale runs almost in a straight line and that the temperature influence through a suitable choice of alternating
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