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ElektrischesHitzdraht-Messinstrument.
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Laboratoriumsmessungen und auch zu feineren Wechselstrom-und Hochfrequenzmessungen, wie sie praktischen Bedürfnissen entsprechen, nicht eigneten, weil sie hiezu zu wenig empfindlich waren. Gegen- stand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Hitzdrahtinstrument, das auf jeden erforderlichen Grad der Empfindlichkeit der Messung gebracht werden kann, ohne dass die oben erwähnten vorteilhaften
Eigenschaften auch nur im mindesten beeinträchtigt werden würden, so dass derartige Hitzdrahtinstrumente für fast a ! le elektrische Messungen geeignet sind.
Das neue Instrument beruht auf der vom Erfinder beobachteten und durch seine theoretischen und praktischen Untersuchungen klargelegten Erscheinung, dass die Wärmebeeinflussung des Hitzdrahtes durch den zu messenden Strom und damit auch die Empfindlichkeit des Instrumentes grösser wird. wenn der Hitzdraht durch einen andern konstanten Strom vorerhitzt wird, wenn er also in bereits erhitztem Zustande von dem zu messenden Strom beeinflusst wird.
Dabei wurde aber festgestellt, dass diese Steigerung der Wärmebeeinflussung durch den zu messenden Strom nicht nur auf die Erhöhung des Widerstandes des vorerhitzten Drahtes zurückzuführen ist, da es sich gezeigt hat, dass man zur Erreichung einer bestimmten Empfindlichkeit des Instrumentes einen viel geringeren Vorheizstrom benötigt, als der wäre, der eine Vorerhitzung von gleichem Grade erzeugen würde, wie er durch eine Erhitzung des Drahtes von aussen nötig wäre, um den Widerstand so zu vergrössern, dass die bestimmte Empfindlichkeit erreicht würde. Die durch den Vorheizstrom und den zu messenden Strom im Draht erzeugte Erhitzung ist nämlich dem doppelten Produkt der beiden Stromstärken proportional.
Um den zu messenden Strom dem Vorheizstrom, ohne eine gegenseitige Beeinflussung aufkommen zu lassen, überlagern'zu können, wird der Hitzdraht in zwei parallel geschalteten Ästen an die Vorheizstromquelle angeschlossen und der zu messende Strom in Brückenschaltung an die beiden Äste des Hitzdrahtes angelegt, wie dies in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Dabei ist a die Vorheizstromquelle, b, e der eine Ast und d, e der andere Ast des Hitzdrahtes ; an den Übergangsstellen zwischen
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Fig. 2 zeigt eine schanbildliche Darstellung einer Ausführungsform des Hitzdrahtinstrumentes gemäss der Erfindung. Auf einem lotrechten Rahmen 1 sind die beiden Hitzdrähte 2, 3 angeordnet, denen . über die Klemmen 4,, 5 der von der Stromquelle 6 erzeugte Vorheizstrom zugeführt wird. Quer über die Hitzdrähte 2, 3 ist je ein leichter Hebel 7 bzw. 8 gelagert, dessen Drehachse sich auf den lotrechten Teilen des Rahmens 1 befindet. Um eine möglichst reibungslose Bewegung der sehr leicht ausgeführten Hebel 7. 8 zu gewährleisten, ruht jeder dieser Hebel mit einer Stahlschneide 9 bzw. M auf einem Magneten 11 bzw. 12.
Vor und hinter dem Rahmen 1 ist je eine Klemme 13, 14 angeordnet, die mittels eines federnden Drahtes 15 bzw. 16 mit einem der Hebel 7 bzw. 8 verbunden ist, wobei dieser federnde Draht 15 bzw. 16 mittels einer Schleife den ihm zugehörigen Hitzdraht 2 bzw.. 3 anfasst, so dass der Hitzdraht 2 mit dem Hebel 7 und der Hitzdraht. 3 mit dem Hebel 8 mechanisch verbunden ist und die Bewegungen der Hebel auf die Hitzdrähte und die Bewegungen der Hitzdrähte auf die Hebel übertragen werden. Die Feder 16 zieht den Hitzdraht J nach vorne aus der Ebene des Rahmens 1 heraus und die Feder 15 den Hitzdraht 2 aus der Ebene des Rahmens 1 rückwärts.
Die Hitzdrähte 2.. j sind von den Drähten 15, 16 mit deren Schlingen genau in der Mitte angefasst, und die Verbindungsstelle dieser Drähte mit den Hebeln 7 und 8
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ist elektrisch isoliert. Die Drähte 15 und 16, welche die durch den Strom der Heizstromquelle 6 vorerhitzten Hitzdrähte gespannt erhalten. dienen auch gleichzeitig zur Zuführung des zu messenden .-'. rompes.
Wie man sieht. entspricht diese Schaltung vollkommen dem Schema nach Fig. 1: wird dem in den Hitzdrähten 2, 3 flissenden Vorheizstrom der zu messende Strom übergelagert, so dehnen sich die Hitzdrähte der jeweiligen Stromstärke entsprechend mehr oder minder weiter aus. wodurch die federnden Drähte 73 und 76 die Hitzdrähte unter Aufrechterhaltung der Spannung weiter vorwärts- bzw. rückwärtsziehen. Da aber die Hebel 7, 8 mit den Hitzdrähten, wie oben erwähnt. mechanisch verbunden sind, so machen diese Hebel die durch die federnden Drähte 15, 16 erzeugten Bewegungen der Hitzdrähte
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ander verschoben. Das Mass dieser Verschiebung hängt selbstverständlich von der jeweiligen Stärke des zu messenden Stromes ab.
Es handelt sich jetzt bloss darum, das Mass dieser Verschiebung der Hebelenden nach aussen sichtbar zu machen, und dies kann etwa so geschehen, dass an den Enden der Hebel kurze magnetische Stahlschneiden 17, 18 befestigt sind, die senkrecht auf der Ebene des Rahmens 1 stehen und einen beide Sehneiden überbrückenden Eisen- oder Stahlspiegel 19 durch magnetische Anziehung tragen. Die Verhältnisse müssen derart gewählt sein. dass der Spiegel 19 bei der durch den Vorheizstrom allein bedingten gegenseitigen Lage der Hebel 7, 8 eine solche Stellung einnimmt, die bei der Spiegelablesung dem Nullpunkt entspricht.
Darch Einleitung des zu messenden Stromes werden, wie oben gezeigt, die Hebel 7, 8 im Verhältnis zueinander bewegt, wodurch der Spiegel 19 verdreht wird, und das Mass dieser Verdrehung gibt dann die Stärke des zu messenden Stromes an.
Selbstverständlich kann man das Mass der gegenseitigen Verschiebung der Hebel 7. 8, die ja der
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der Heizstromquelle 24, deren Pole mit den Platten 20 und 21 verbunden sind. mit Heizstrom versorgt werden. Gegenüber jedem Hitzdraht 23 ist eine Stütze 2J angeordnet, an der das eine Ende eines federnden Drahtes 26 befestigt ist, dessen anderes Ende den Hitzdraht genau in der Mitte anfasst. Alle Hitzdrähte werden von einem federnden Metallring 27 umschlossen, der an einer Stelle offen ist und dessen Enden
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messers, so ergibt sich für den Zeiger 31 ein grösserer Ausschlag, als wenn seine Ausschläge von den Änderungen des Durchmessers abhängig gemacht wären.
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den Hitzdrähten durch die Leiter 34, 35 zugeführt.
E# empfiehlt sich. in die Heizstromleitung einen Regelungswiderstand einzuschalten, um den Zeiger stets auf den Nullpunkt zurückführen zu können. Die isolierende Stütze 22 zwischen den beiden Platten 20 und 27 soll womöglich aus einem Material sein, das den gleichen Wärmeausdehnungskoeffi- zienten besitzt. wie das Material der Hitzdrähte. die lotrechte Anordnung der Hizdrähte ist der wagrechten vorzuziehen, weil hiedurch weniger Wärmeverluste auftreten. indem die durch die Drähte erhitzte Luft
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benutzt werden, wie denn überhaupt derartige Instrumente im Rahmen des dargelegten Prinzips in baulicher Beziehung mancherlei Änderungen erfahren können.
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