Torrichtung zum Messen von Gleiehspannungen.
Zum Messen von Gleichspannungen von geringer Grouse, insbesondere zum Messen der Klemmenspannung einer Gleiohstromquelle mit besonders hohem innerem Widertstand, sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die zu messende Gleichspannung mittels eines Kondensators in eine Wechselspannung umgewandelt wird, der von der zu messenden Gleichspannung, zweckmϯig ber einen hochohtmschen Widerstand, geladen wird und Mittel vorgesehen sind, mittels deren dia KondensatoTkapazitat periodisch mit einer bestimmten Frequenz geändert wird.
Dem Kondensator kann in diesem Falle eine Wech- selspannung mit einer der Grösse der ihm zugeführten Gleichspannung proportionalen Amplitude entnommen werden, welche Wech selspannung, nachdem sie versbärkt und gegebenenfalls gleichgerichtet worden ist, auf einfache Weise meBbar ist. Solche Vorrichtungen. sind besonders vorteilhaft verwendbar zum Bestimmen einer durch ein Kompen sationsverfahren erhaltenen Differenzspan- nung, wie dies zum Beispiel im wesentlichen beim Einstellen des Gleichgewichtes einer gleichstromgesipeisten Brückenschaltung der Fall ist, bei welcher, der Unterschied der ber zwei benachbarte Brückenzweige auftretenden Spannungen auf den Wert Null herabgesetzt werden soll.
Die Br ckenschaltung kann dabei zum Bestimmen der Grosse Ohmscher Widerstände benutzt werden.
Den vorstehen, d beschriebenen, bekannten Vorrichtungen zum Umwandeln von Gleichspannung in Wechselspannung haftet jedoch der Nachteil an, verhältnismässig verwickelt und teuer zu sein, da ein veränderlicher Kon densator von besonderer Bauart benutzt werden soll.
Gemϯ der Erfindung wird der genannte Nachteil dadurch behoben, dass parallel zur KapazitÏt, die von der zu messenden Gleichspannung geladen wird, ein Entladekreis geschaltet wird, der von einem Schalter perio diseh mit einer bestimmten Frequenz geschlossen wird. Die so erhaltene Wechsel- spannung, die der Kapazität selbst oder dem mit ihr in Reihe geschalteten Ladewiderstand entnommen werden kann, wird nach Verstär- kung einem Anzeigeinstrument zugeführt.
Zweckmϯi besitzt der mit der Kapazität in Reihe geschaltete Widerstand einen verhältnismässig grossen Wert, zum Beispiel 10 Megohm, um die Spannungsquelle, deren Klemmenspannung bestimmt werden soll. m¯glichst wenig zu belasten.
Zur Erzielung einer mogliehst grossen Amplitude der erhaltenen Wechselspannung ist es vorteilhaft, die Einrichtung derart zu wählen, dass sich die Kapazität periodisch praktisch ganz entlädt, was durch geeignete Wahl der Zeit, währen, welcher der Entlade- kreis der Kapazität geschlossen ist, und der Zeitkonstante des Entladekreises der Kapa- zität erzielt werden kann.
Auch kann, es sei denn. dass eine gringe Belastung der Spannungsquelle, deren Klem menspannung gemessen werden soll, erforder- lich ist, die Zeitkonstante des KapazitÏtsladekreises derart gewählt werden, dass die Span nung an der Kapazität beim Ende der Ladeperiode nur wenig kleiner als die zu messende Gleichspannung ist.
Falls die in Weehselspannung umgewan- delte Gleichspannung der Kapazität selbst entnommen wird, kann die Vorrichtung noch in derWeisevereinfachtwerden,dassdieKapa- zität aus der Kapazität zwischen Steuergit- ter und Kathode der Eingangsverstärkerröhre des Verstärkers gebildet wird.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielswelse Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung sehematiseh dargestellt.
In der Figer bezeichnet 1 die Eingangs- klemmen der Vorrichtung, der die zu messende Gleichspannung zugeführt wird, die mittels des mit gestrichelten Linien umgebenen Teils 2 in eine Wechselspannung umge- wandelt wird, die, nachdem sie mittels einer VerstÏrkerr¯hre 3 verstÏrkt worden ist, dem Steuergitter eines Dreipolrohrenverstärkersystems zugeführt wird, das gemeinsam mit einem Kahodenstrahlanzeiger in einer Rdhre 4 angeordnet ist. Der Kathodenstrahlanzeiger dient bei der dargestellten Vorrichtung als Anzeigeinstrument. Jedoch ist selbstver ständlich auch ein anderes Anzeigeinstru- ment, zum Beispiel ein Drehspuleninstrument, verwendbar.
Da Verstärkerschaltungen von der in der Figurdargestellten Art als bekannt vorausgesetzt werden d rfen und die genaue Ausbildung derselben für die vorliegen, de Erfindung unwesentlich ist, wird nicht näher auf ihre Einzelheiten eingegangen.
Die Umwandlung der Eingangsgleich spannungineineWechselspannung erfolgt in der Weise, da¯ sie über einen Widerstand 5 einem Kondensator 6 zugeführt wird, der von einem Entladekreis mit einem Schalter 7 berbr ckt ist, der periodisch geschlossen wird. Einer der Kontaktpunkte des Schalters 7 ist zu diesem Zwecke an einer Feder 8 befestigt, die mittels einer beispielsweise aus dem Starkstromnetz mit Wechselstrom ge speisten Spule 9 in Sehwingung versetzt wird.
Es ist ersichtlich, dass das periodische Schlie¯en des Entladekreises des Kondensators 6 auch auf andere Weise, zum Beispiel n ittels einer umlaufenden Kontaktvorrieh- tung, bewirkt werden kann, aber die darge- stellte Ausbildung Ist mit Rüeksicht auf die besondere Einfachheit im allgemeinen vorzuziehen.
WÏhrend der Zeit, in welcher der Schalter 7 geöffnet ist, lÏdt sich der Kondensator G beim Anlegen einer Gleichspannung an die Emgangsklemmen l bis zu einer Spannung a. uf, die in dem Ma¯e gr¯¯er ist, in dem die angelegte Gleichspannung grösser ist, und zwar liegt eine lineare Proportionalität zwischen der Grösse der angelegten Gleichspan- nung und dem maximalen Augenblickswert der Spannung am Kondensator vor. Infolge des Schliessens des Schalters 7 entlädt sich der Kondensator, und zwar, wenn, wie bei der dargestellten Vorrichtung, der Wider- stand im Entladekreis sehr gering ist, ist die Entladung des Kondensators praktisch vollstÏndig, was, wie bereits erwÏhnt, vorteilhaft zwecks Erzielung einer grossen Amplitude der am Kondensator auftretenden Wechselspannung ist.
Zum Vermeiden einer Beeinflussung der Entladezeit des Kondensators durch eine ¯nderung des ¯bergangswiderstandes des Schalters 7, was beim Ausführen von genauem Messungen störend sein kann, kann in den Entladekreis ein Widerstand von geeigneter Grösse eingefügt sein.
Die am Kondensator 6 auftretende Wech selspannung wird dem Steuergitter der Ver stärkerröhre 3 zugeführt. Wie bereits bemerkt, ist es möglich, a. nstatt des Konden- sators 6 die in der Figur gestrichelt angedeu tete Steuergitter-Kathodenkapazität 10 zum Umwandeln der Gleichspannung in eine Wechselspannung zu verwenden, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn der innere Widerstand der Spannungsquelle, deren Klemmenspannung gemessen werden soll, , groB ist.
Bleim Ausführen von Messungen, bei denen eine grosse Empfindlichkeit der Messvorrichtung erforderlich ist, was zum Beispiel beim Einstellen des Gleichgewichtes einer Br ckenschaltung mittels der in der Figur dargestellten Vorrichtung der Fall ist, kann zweckmϯig die Zeitkonstante des Ladekreises des Kondensators 6 bezw. der Kapa- zität 10 kleiner bemessen werden als die Zeit, wä. hrend welcher der Schalter 7 geöffnet ist, wobei zweckmässig die Entladezeit der Kapazität nahezu gleich gro¯ wie die Ladezeit bemessen wird.
Hierdurch ergibt sich, wie ohn e weiteres ersichtlich ist, eine symmetrische Wechselspannung und somit zu beiden Seiten des Brückengleichgewichtes ein gleich gro Ber und lichtstarker Ausschlag des Katho- denstrahlanzeigers. Uni die dargestellte Vorrichtung auf einfache Weise dem Zweck anpassen zu können, f r den sie benutzt werden wird, kann. zum Beispiel der Widerstand 5 regelbar und/oder der Kondensator 6 ausschaltbar gestaltet bezw. durch einen Kondensator von abweichender Grolle ersetzt werden.
Beim Messen einer Gleichspannung, der eine Wechselspannung überlagert ist, wie dies zum Beispiel der Fall ist, wenn die Br cke mittels eines Gleichrichters gespeist wird, kann bei Anwendung der Schaltung nach der Erfindung vorteilhaft ein einfaches Siebfilter vorgeschaltet werden, um das Brückengleichgewicht besser beobachten zu können.
Es ist noch zu bemerken, dass wenn die Klemmenspannung einer Stromquelle mit besonders hohem innerem Widerstand bestimmt werden soll, der Widerstand 5 bei der dargestellten Schaltung unter Umständen sehr klein bemessen werden kann, wobei ! dann auch der Kondensator 6 eine geringere Grosse besitzen soll.