Astatisches Messgerät. Es ist bekannt, ein elektrisches Messgerät dadurch gegen den Einfluss fremder Magnet felder unempfindlich zu machen, dass man den beweglichen Teil aus zwei Hälften zu sammensetzt, die auf das Fremdfeld ent gegengesetzt gleich reagieren. So hat man zwei gleiche, parallel entgegengesetzte Mag- netnadeln miteinander verbunden, oder zwei bleiche, von entgegengesetztem Strom durch flossene Spulen. Ist das bewegliche System oin Eisenstückchen, wie bei den Dreheisen messgeräten, so lässt es sich nicht durch ein fache Verdoppelung astatisch machen.
Zwei gleiche Eisenteile, auf dieselbe Achse gesetzt, werden auf ein Fremdfeld an sich im all gemeinen, auch bei entgegengesetzter Lage mit einer bestimmten Einstellung reagieren. Nur eine Ausnahme gibt es, die auch schon praktisch verwendet ist, nämlich eine Anord nung, bei der, in Richtung der Drehachse ge sehen, das Eisen vollständig symmetrisch verteilt ist (D. R. P. Nr. 413069, 419923). Es ist erklärlich, dass man bei diesen Be dingungen noch nicht versucht hat, Dreh eisenstrom- und -Spannungsmesser ähnlich zu astasieren wie zum Beispiel Galvanometer.
Gemäss der Erfindung wird zur Herstel lung eines astatischen Messgerätes ein Dreh eisenpaar benutzt, das für sich allein einem Feld ausgesetzt, nicht astatisch zu sein braucht; die zwei gleichen Dreheisen sind aber in zwei entgegengesetzt gerichteten, vom Messstrom erzeugten Feldern angeordnet. Die astatische Wirkung ergibt sich, sobald dies Doppelsystem ausser der Wirkung des Fremd feldes den zwei entgegengesetzten Messfel-- dern ausgesetzt wird.
Es werden dann, un abhängig von der Richtung des Fremdfeldes, die wirksame Komponente des einen Mess- feldes mit der des Fremdfeldes eine Summe, die wirksame Komponente des andern Mess- feldes mit der des Fremdfeldes eine Diffe renz bilden; das eine Messfeld wird um eben soviel verstärkt, wie das andere geschwächt, und die Summe der von den beiden in den zwei Feldern befindlichen- Dreheisen auf die Achse ausgeübten Drehmomente bleibt un gefähr dieselbe, als ob das Fremdfeld nicht vorhanden wäre.
Oder anders gesagt: zwei gleiche Dreheisen werden von . zwei Strom spulen entgegengesetzt magnetisiert, so dass sie zusammen wie ein astatisches Nadelpaar wirken, also auf Fremdfelder nicht reagie ren, während die von den Spulen auf sie ausgeübten Drehmomente sich gleichsinnig addieren.
Die Abbildungen zeigen zwei Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung in schema- 1iseher Darstellung, und zwar die Abb. 1 und 2. in wagrechtem Schnitt und in Seiten ansicht die Anwendung der Erfindung auf ein Flachspulgerät, und die Abb. 3 und 4 im senkrechten Schnitt und Grundriss auf ein Rundspulg-erät.
Gemäss dem ersten Beispiel sind auf der Achse 1 zwei entgegengesetzt gerichtete Dreheisen 2 und 3 befestigt. Jedes Dreheisen wird im wesentlichen nur von einer Spule =t bezw. 5 beeinflusst. Die Stromrichtungen sind in diesen beiden Spulen entgegengesetzt gerichtet. Wenn also ein Fremdfeld, zum Bei spiel das Messfeld der Spule 4 und damit die Kraft auf das Dreheisen 2 verstärkt, so wird das entgegengesetzt gerichtete Feld der Spule 5 durch das Fremdfeld in gleichem Masse ge schwächt und damit die Kraft auf das Dreh eisen 3.
In dem angegebenen Beispiel sind der Na tur des Flachspulgerätes entsprechend die beiden Spulen 4 und 5 nicht nur in der Höhe. sondern auch in axialer Riehtung gegenein ander versetzt.
Bei dem Beispiel nach den Abb. 3 und 4 wirken die beiden Spulen F> und 7 des Rund spulgerätes auf zwei bewegliche, mit der Drehachse 8 verbundene Eisenkerne 9 und 10 ein, die festen Eisenteilen 11 und 12 gegen- überstehen. Die Ströme und Felder beider Spulen sind auch hier entgegengesetzt ge- richtet. Die Anordnung erzielt eine wesentliche Erhöhung der- Genauigkeit des Messgerätes. Der Fremdfeldeinfluss geht auf den zehnten '.Peil zurück.
Zweckmässig wird mit ihr als Mittel zur Erhöhung der Genauigkeit die be kannte kippfehlerfreie Anordnung des Zei gers verbunden, bei der die Zeigerspitze, der Dämpferflügel und die Richtfedern in einer durch das Traglager des Messwerkes gelegten w agrechten Ebene angeordnet sind, um die Schwankungen infolge des Spiels im Füh rungslager unschädlich zu machen (D. R. P. Nr. $45772 und 873875).
Diese Lagerung ist aus den Abb. Z und 3 erkennbar. Nach dem ersten Beispiel ist die Drehachse 1 an beiden Enden gekröpft und fasst über Lager 18, 14, die an federnden Trägern 15 befestigt sind. In der Ebene des obern, des Traglagers 13 ist der Zeiger 16 angeordnet. Infolge der federnden., Befesti gung der Achslagen 18, 14 wird nicht nur die Montage der Achse erleichtert, sondern auch das Achsspiel äusserst gering gemacht, so dass die Zeigerspitze praktisch fehlerfrei anzeigt.
Nach Abb. 3 ist die Achse 8 ohne Kröp- fung mit Tragspitzen versehen und von ihren Lagern 17, 18 ist das untere 18 das Trag lager. Dementsprechend ist der Zeiger 16 so weit herabgebogen, dass seine Spitze 19 in der Ebene des Traglagers schwingt. Unmit telbar über diesem sind auch die Richtfedern 20 angeordnet. Der Dämpferflügel ist in die sen Beispielen nicht gezeichnet.
Astatic measuring device. It is known to make an electrical measuring device insensitive to the influence of external magnetic fields in that the moving part is composed of two halves that react in opposite directions to the external field. So two identical magnetic needles opposite in parallel have been connected to one another, or two pale magnetic needles with opposite currents through flowing coils. If the movable system is made up of bits of iron, as in the case of moving iron measuring devices, it cannot be made astatic by simply doubling it.
Two identical iron parts, placed on the same axis, will generally react to an external field with a certain attitude, even if they are in opposite positions. There is only one exception that has already been used in practice, namely an arrangement in which, in the direction of the axis of rotation, the iron is completely symmetrically distributed (D. R. P. No. 413069, 419923). It is understandable that under these conditions no attempt has yet been made to astasize rotating iron ammeters and voltmeters in a similar way to galvanometers, for example.
According to the invention, a rotating iron pair is used for the produc- tion of an astatic measuring device that does not need to be astatic for itself exposed to a field; however, the two identical moving irons are arranged in two oppositely directed fields generated by the measuring current. The astatic effect occurs as soon as this double system is exposed to the two opposing measuring fields in addition to the effect of the external field.
Irrespective of the direction of the external field, the effective component of one measuring field will form a sum with that of the external field, and the effective component of the other measuring field will form a difference with that of the external field; One measuring field is strengthened by as much as the other is weakened, and the sum of the torques exerted on the axis by the two moving irons in the two fields remains approximately the same as if the external field were not present.
In other words: two identical moving irons are made by. two current coils magnetized in opposite directions, so that they work together like an astatic pair of needles, i.e. they do not react to external fields, while the torques exerted on them by the coils add up in the same direction.
The figures show two Ausfüh approximately examples of the invention in schematic representation, namely Figs. 1 and 2. in horizontal section and in side view the application of the invention to a flat winding device, and Figs. 3 and 4 in vertical section and plan on a round coil device.
According to the first example, two oppositely directed moving irons 2 and 3 are attached to the axis 1. Each moving iron is essentially only one coil = t respectively. 5 influences. The directions of the current are opposite in these two coils. If an external field, for example the measurement field of coil 4 and thus the force on moving iron 2, increases, the oppositely directed field of coil 5 is weakened to the same extent by the external field and thus the force on rotating iron 3.
In the example given, the nature of the flat coil device is the two coils 4 and 5 not only in height. but also offset against each other in the axial direction.
In the example according to FIGS. 3 and 4, the two coils F> and 7 of the round bobbin winder act on two movable iron cores 9 and 10 connected to the axis of rotation 8, which face fixed iron parts 11 and 12. The currents and fields of both coils are directed in opposite directions here too. The arrangement achieves a significant increase in the accuracy of the measuring device. The external field influence goes back to the tenth bearing.
The known tilt error-free arrangement of the pointer is expediently connected to it as a means of increasing the accuracy, in which the pointer tip, the damper wing and the directional springs are arranged in a horizontal plane laid by the support bearing of the measuring mechanism to avoid the fluctuations as a result of the game to render harmless in the warehouse (DRP No. $ 45772 and 873875).
This storage can be seen from Figs. Z and 3. According to the first example, the axis of rotation 1 is cranked at both ends and grips via bearings 18, 14 which are fastened to resilient supports 15. In the plane of the upper, the support bearing 13, the pointer 16 is arranged. As a result of the resilient fastening of the axle positions 18, 14, not only is the assembly of the axle easier, but the axle play is also made extremely small, so that the pointer tip shows practically no errors.
According to Fig. 3, the axle 8 is provided with support points without cranking and of its bearings 17, 18 the lower 18 is the support bearing. Accordingly, the pointer 16 is bent down so far that its tip 19 swings in the plane of the support bearing. Directly above this, the directional springs 20 are arranged. The damper blade is not shown in these examples.