Elektrische Brückenanordnung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Brückenanordnung, die mindestens eine nicht lineare Impedanz enthält und die zur Aufrechterhaltung des Brückengleichgewichtes dient, wenn sich die Speisespannung ändert.
Bei in Brückenschaltung ausgeführten Röhrenvoltmetern bildet die Röhre einen der Brückenzweige, während die andern Zweige gewöhnliche Ohmsche Widerstände sind. Die Anodenspannung wird an die eine und das Anzeigeinstrument an die andere Diagonale der Brücke angeschlossen. Eine zu messende Spannung wird dem Steuergitter der Röhre zugeführt, und die Widerstände sind gewöhnlich so eingestellt, dass, wenn die zugeführte Gitterspannung Null ist, kein Strom durch das Instrument fliesst. Es wurde jedoch gefunden, dass die Nulleinstellung sehr empfindlich auf Änderungen der Anodenspannung ist, so dass das Messresultat von derselben abhängig ist. Der Grund dafür ist, dass die Röhre einen nichtlinearen Widerstand darstellt, für den das Ohmsche Gesetz nicht gilt und das Brückengleichgewicht verlorengeht, wenn die Anodenspeisespannung sich ändert.
Eine ähnliche Schwierigkeit besteht bei Verwendung irgendeines andern nichtlinearen Widerstandes (wie zum Beispiel in einem Gleichrichter oder einem Halbleiterwiderstand) in einer Brücke.
Gemäss der Erfindung ist eine elektrische Brückenanordnung, bei der mindestens ein Zweig eine nichtlineare Impedanz enthält, gekennzeichnet durch Mittel, welche die Impedanz eines Brückenzweiges derart beeinflussen, dass die Brücke im Gleichgewicht bleibt, wenn die Speisespannung über einen gegebeneu Bereich variiert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welcher
Fig. 1 die bekannte Schaltung eines Röh renvoltmeters und
Fig. 2 die allgemeine Schaltung einer Wheatstoneschen Brücke, die einen nichtlinearen Widerstand enthält, zeigt.
Fig. 3 zeigt Kurven zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele.
Fig. 4 zeigt eine schematische Schaltung eines als Röhrenvoltmeter ausgebildeten Ausführungsbeispiels.
Fig. 5 zeigt charakteristische Kurven, die zur Erklärung der Wirkungsweise von Fig. 4 verwendet werden.
Fig. 6 zeigt weitere Kurven, die zur Erklärung eines andern Ausführungsbeispiels dienen.
Die Fig. 7 und 8 zeigen schematische Schaltungen von zwei Null-Kompensationsanordnungen.
Die Fig. 9, 10 und 11 zeigen schematische Schaltungen von kompensierten Röhrenvoltmetern.
Fig. 12 zeigt Röhrenkennlinien.
Die Schwierigkeit, weIche bei Brücke schaltungen auftritt, die eine nichtlineare Impedanz enthalten, wird im Hinblick auf Fig. 1 erläutert, die ein Röhrenvoltmeter in einfachster Schaltung zeigt. Eine Wheatstonesche Brücke wird aus den drei Widerständen Rt, R2 und Re und der Anoden-Kathoden-Impedanz einer Verstärkerröhre, zum Beispiel einer Triode V, gebildet, der Widerstand Re liegt in Serie mit der Kathode. Ein Gleichstromanzeigeinstrument M ist mit den Anschluss- klemmen 1 und 2 zwischen der Kathode und der Verbindung der Widerstände R1 und R2 geschaltet, und die Anodenstromquelle HT ist zwischen die Anode und die Verbindung der Widerstände R2 und Rc, die gewöhnlich geerdet ist, geschaltet.
Die zu messende Spannung wird den Klemmen 3 und 4 zugeführt.
Einer der Widerstände ist gewöhnlich einstellbar, um die Brücke abgleichen zu können, wenn die dem Steuergitter zugeführte Spannung Null ist (oder einem andern Festwert entspricht), so dass das Messinstrument M Null oder einen gegebenen Wert zeigt. Wenn eine zu messende Spannung dem Steuergitter zugeführt wird, verändert sich die Anoden Kathoden-Impedanz der Röhre, und die Abgleichbedingung der Brücke wird verändert, so dass das Messinstrument einen Ausschlag liefert, der von der zugeführten Spannung abhängt. Es wurde ; jedoch gefunden, dass, wenn sich die Anodenspannung ändert, auch die Abgleichbedingung der Brücke geändert wird und sich oft ein grosser Nullpnnktfehler ergibt.
Dieser Fehler kann natürlich durch erneute Einstellung des Brückengleichgewichtes behoben werden, aber dies ist lästig und kann sogar unausführbar sein, wenn die Speisequelle ständig schwankt.
Es ist natürlich möglich, Stabilisierungsanordnungen für die Anodenspannung zu verwenden, aber solche Anordnungen sind oft kompliziert. Umgekehrt kann der Widerstand R1 ersetzt werden durch eine Röhre, die der Röhre V entspricht und die denselben Variationen der Anodenspannung unterworfen wird und dadurch den Brückenabgleich aufrechterhält.
Diese Ausführung hat den Nachteil höherer Kosten und ergibt darüber hinaus im allgemeinen eine weniger empfindliche Anordnung. Die im folgenden gezeigten Ansführungsbeispiele erzeugen eine Kompensation der Wfrkung der Schwankungen der Speisespannung entweder durch eine Vorspannung der Röhre oder einer andern nichtlinearen Vorrichtung in solcher Weise, dass die nicht lineare Impedanz über einen kleinen Teil ihrer Stromspannungscharakteristik, die als Arbeitsbereich verwendet wird, praktisch dem Ohmschen Gesetz gehorcht oder durch Vorspannung des Widerstandes R2 so, dass seine Charakteristikkurve ähnlich derjenigen der nichtlinearen Vorrichtung ist.
Veränderungen in der Nullage können auch durch Schwankungen der Heizspannung und durch langsame Änderung der Röhrendaten entstehen. Diese Veränderungen sind jedoch von vernachlässigbarer Wirkung, so dass in der Praxis nur die Wirkungen der Veränderungen der Anodenspannung berücksichtigt werden müssen.
Als Beispiel sei erwähnt, dass bei einem Röhrenvoltmeter gefunden wurde, dass 10% Anodenspannungsänderung eine Nullpunkt verschiebung ergab, die etwa ein Viertel des totalen Bereiches des Anzeigeinstrumentes betrug.
Fig. 2 zeigt in schematischer Form einen Brüekenkreis, wobei der Block NL irgendeine nichtlineare Impedanz bezeichnet, welche durch eine angelegte Spannung oder einen Strom oder durch Temperatur- oder Lichtver änderungen beeinflusst wird und ihre Impedanz ändert. Die Röhre V in Fig. 1 ist ein Beispiel solch einer nichtlinearen Impedanz.
Die Ausgangsklemmen 1, 2 können mit einem Anzeigeinstrument oder mit einem Relais oder einem andern Verbraucher verbunden sein, die durch Spannungen oder Signale betätigt oder gesteuert werden sollen, die an die Klemmen 3, 4 angelegt werden. Eine geeignete Speisequelle S ist mit den Klemmen 5 und 6 verbunden. Der Wert der nichtlinearen Impedanz NL wird durch einen Signalstrom oder eine Spannung, der bzw. die über die An schlussklemmen 3, 4 zugeführt wird, gesteuert.
Da die Impedanz der Vorrichtung NL nicht linear ist, wird sie verändert werden, wenn die Speisespannung aus der Quelle S sich ver ändert, so dass diese unerwünschte Impedanz veränderung sich der durch das Signal hervorgebrachten Impedanzveränderung überlagert und somit die an den Klemmen 1 und 2 auftretende Spannung kein eindeutiges Mass für die Grösse des Eingangssignals liefert.
Ein anderes Beispiel einer nichtlinearen Impedanz ist ein indirekt geheizter Thermistor. Ein solcher ist bekanntlich mit einer isolierten Heizspule versehen, die von einem Steuerstrom gespeist wird, der unabhängig von dem Strom sein kann, der durch das Widerstandseiement selbst fliesst. Der Widerstand verändert sich durch den Strom in der Heizspule und auch durch den Strom, der durch das Widerstandselement fliesst. Ein indirekt geheizter Thermistor kann als Vorrichtung NL in Fig. 2 verwendet werden, wobei das Widerstandselement den Brückenarm bildet, die lleizspule aber mit den Klemmen 3 und 4 verbunden ist, so dass an diese Klemmen ein steuernder Signalstrom angelegt werden kann.
Bei einem bestimmten Signalstrom kann die Brücke durch geeignete Einstellung eines der andern Widerstände abgegliehen werden, aber dieser Abgleich wird gestört, wenn die Spannung der Quelle S variiert, da die Ver änderung des Stromes durch das Widerstandselement ebenfalls den Widerstand desselben verändert.
Da ein Thermistor in erster Linie durch Temperaturveränderungen beeinflusst wird, kann er als Thermometer verwendet werden; und wenn er in eine Brücke wie in Fig. 2 geschaltet ist, in der ein Stromanzeigeinstrument mit den Klemmen 1. und 2 verbunden ist, kann die Temperatur direkt auf dem Instrument abgelesen werden, und diese Anordnung ergibt ein äusserst empfindliches Thermometer. Die Gfenauigkeit des Messverfahrens hängt davon ab, ob die Brücke ausgeglichen bleibt, wenn die Speisespannung variiert. Die Charakteristik der Vorrichtung NL, die die Beziehung zwischen dem Strom und der Spannung für die Vorrichtung angibt, kann ver schiedenartigen Verlauf haben, und die Kurve 1 in Fig. 3 zeigt einen Teil einer solchen Kurve.
Wenn der Arbeitspunkt des Elementes sieh nur wenig auf der Charakteristik in der Umgebung des Punktes P1 verschiebt, kann dieselbe praktisch durch die Tangente QP1 im Punkte PI ersetzt werden. Der wirksame Widerstand des Elementes am Punkt ist gleich p, der nicht derselbe ist wie der reziproke Pi der Wert der Neigung der Tangente, und demgemäss wird sich der wirksame Widerstand verändern, wenn sich der Arbeitspunkt entlang der Kurve I verschiebt. Wenn jedoch die Kurve verschoben werden könnte, so dass die Tangente im Arbeitspunkt durch den Nullpunkt geht, dann wird der wirksame Widerstand für kleine Veränderungen des Arbeitspunktes praktisch konstant bleiben.
Dies kann entweder durch Zuführung einer negativen Vorspannung zu dem Element, die gleich QO ist, getan werden, so dass die Charakteristik 1 sich parallel zur Spannungsachse in die Lage 2 verschiebt, oder durch Zuführung eines Stromes gleich A I2v so dass die Charakteristik sich aufwärts parallel zu der Strom achse in die Lage 3 verschiebt. In jedem Falle geht jetzt die Tangente am Arbeitspunkt P oder P3 durch den Ursprung 0. Welche von den zwei Methoden verwendet wird, hängt von der Natur des nichtlinearen Elementes und der damit verbundenen Schaltung ab.
Die Charakteristik kann natürlich auch durch das gleichzeitige Zuführen eines Stromes und einer Vorspannung an das nicht lineare Element so verschoben werden, dass sie die Linie OP2P3 an irgendeinem andern Punkt berührt.
Wenn die nichtlineare Vorrichtung zum Beispiel ein Thermistor ist, könnte die Verschiebung auch durch Zuführung von Wärme erhalten werden, zum Beispiel, indem der Thermistor in eine Kammer gestellt wird, deren Temperatur unabhängig von der zu verfassenden Grösse gesteuert wird.
Obgleich die Charakteristik einer nicht linearen Vorrichtung im allgemeinen kurvenförmig ist, kann auch der Fall vorkommen, dass eine Vorrichürng praktisch eine geradlinige Charakteristik, wie zum Beispiel QP1, hat, die nicht durch den Ursprung geht, so dass sie auch nicht dem Ohmschen Gesetz gehorcht. Der Ausdruck nichtlineare Impe daus wird demgemäss allgemein für eine Vorrichtung gebraucht, die nicht dem Ohmschen Gesetz gehorcht.
Wenn die nichtlineare Vorrichtung in der beschriebenen Weise beeinflusst wird, so dass die Tangente am Arbeitspunkt der Charakteristik durch den Ursprung 0 geht, dann wird der wirksame Widerstand praktisch unabhängig von der Spannung der Quelle S sein, und die Brücke wird angenähert abgeglichen bleiben.
Wenn die Brücke abgeglichen ist, muss R1/R2 gleich sein Ro/R3, wobei Ro der wirk- same Widerstand der Vorrichtung NL ist.
Wenn nicht R2 = R3 ist, werden die Charakteristiken von Ro und R1 verschiedene Neigungen haben, wenn die Brücke ab geglichen ist.
Es ist jedoch zweckdienlich, die Widerstände Ro und R1 so zu betrachten, als wenn R2 wäre, und demgemäss wird die Neigung der Charakteristik des Widerstandes Ri (oder Ro), wenn sie mit der von Ro (oder Rl) verglichen wird, die korrigierte Neigung genannt, das heisst, korrigiert für das Brückenverhältnis, so dass die Neigung der Kurve eines Widerstandes als gleich der korrigierten Neigung der Kurve des andern angenommen wird. In ähnlicher Weise wird die Charakteristik als die korrigierte Charakteristik bezeichnet.
In Fig. 4 ist die Schaltung eines Röhrenvoltmeters gezeigt, die Anordnungen der gerade beschriebenen Art einschliesst. Das Röhrenvoltmeter ist zur Messung von Wechselspannungen bestimmt und enthält eine Gleichrichteranordnung im Eingangskreis.
In Fig. 4 sind die Brückenwiderstände mit R1, R2 und R5 und die Röhre mit V bezeichnet. Ein GFleichstrommessinstrllment 11 ist mit den Brückenanschlussklemmen 1, 2 verbunden, und die Anodenspannung wird über die Klemmen 5 und 6 zugeführt.
Eine zu messende Wechselspannung wird an die Anschlussklem- men 3 und 4 einer Diode (oder einer andern Gleichrichtervorriehtung) über einen Blockkondensator C1 angelegt, und die gleichgerichtete Spannung über der Belastung R5 wird mittels des Widerstandes Rs und des Konden- sators C2 geglättet und dem Steuergitter der Röhre V zugeführt, der eine geeignete positive Vorspannung durch die gezeigte Verbindung zwischen dem Widerstand Rg und einem einstellbaren Punkt am Widerstand R4 gegeben wird.
In Fig. 5 sind einige Kurven gezeigt, die sich auf das Anodenpotential der Röhre V in Abhängigkeit vom Strom durch den Widerstand Rc beziehen, wenn das Gitter auf Erdpotential gehalten wird. Die Kurven sind für verschiedene Werte von Re angegeben. Die Röhre V, für welche die Kurven von Fig. 5 gelten, ist eine Triode mit den Anodenstrom Anodenspannungskennlinien gemäss Fig. 12.
Die Kurven von Fig. 5 sind, ausgenommen in der Nähe des Nullpunktes, praktisch gerade Linien, deren Verlängerungen nach links die Spannungsachse links vom Nullpunkt schneiden. Die Kurve für Re = 3000 Ohm ist nach links durch die gestrichelte Linie verlängert worden, um dies zu zeigen, und trifft die Spannungsachse am Punkt P. Es kann leicht gezeigt werden, dass, wenn das Gitterpotential negativer gemacht wird, die Kurven praktisch alle nach rechts parallel zur Spannungsachse verschoben werden. So kann durch geeignete Wahl der Gittervorspannung die 3000-Ohm Linie zum Beispiel so verschoben werden, dass sie durch den Nullpunkt geht. In diesem besonderen Fall würde ein Potential von -0,3 Volt am Gitter erforderlich sein.
Bei Anlegung dieses Gitterpotentials wird der wirksame Widerstand der Röhre zusammen mit dem Kathodenwiderstand Re praktisch unab hängt von der Anodenspannung werden und deshalb unabhängig von der Spannung der Hochspannungsquelle. Irgendeine der Kurven von Fig. 5 kann ähnlich durch eine geeignete Wahl des Gitterpotentials verschoben werden.
Wenn in Fig. 4 der Diode D keine Wech- selspannung zugeführt wird, wird ein kleiner Strom über den Widerstand Rg fliessen, der das Steuergitter der Röhre V negativ vor spannt. Diese Vorspannung wird grösser als die erforderliche sein, um die Charakteristik in der gewünsehten Weise zu verschieben. Aus diesem Grund ist der einstellbare Widerstand R4 vorgesehen, wodurch eine geeignete positive Gegenvorspannung dem CTitter zugeführt werden kann.
Um die Brüekensehaltung einzustellen, wird zuerst der Widerstand Ri so eingestellt, dass auf dem Messinstrument 11 der Zeigerausschlag konstant bleibt, wenn die Anoden- spannung verändert wird. Diese Einstellung erzeugt die korrigierte Neigung der Charakteristik von R1, die dann gleich der Neigung der Charakteristik von Fig. 5 ist. Dann wird die richtige Nennhochspannung angelegt, und die Gittervorspannung wird mittels des Abgriffes am Widerstand R4 eingestellt, bis der Messinstrumcntzeigeraussclilag auf Null zurückgeht. Dies verschiebt die Charakteristik von Fig. 5, bis sie praktisch mit der korrigierten Charakteristik des Widerstandes Ri übereinstimmt.
Der Ausschlag des Anzeigeinstrumentes 11 gibt dann ein eindeutiges Mass für die den Klemmen 3 und 4 zugeführte Weeh- selspannung und bleibt praktisch durch Ver änderungen der Hochspannung unberührt.
Der Kompensationsbereich dieser Schaltung ist etwas begrenzt. Aus diesem Grund wird eine andere Ausführungsform vorgeschlagen, die derjenigen von Fig. 1 ähnlich ist. Dabei wird der Widerstand R2 so beeinflusst, dass er sich ähnlich wie ein nichtlinearer Widerstand benimmt mit einer Charakteristik ähnlich der der Röhre, so dass, wie nachstehend gezeigt wird, die Brücke abgeglichen bleibt, wenn die Hochspannung ver ändert wird.
Damit im Beispiel Fig. 1 das Messinstrument keine Abweichung bei den Anodenspan nungssehwankungen zeigt, muss der Spannungsabfall über den Widerständen R, und R2 stets gleich gross sein. Die Kurven von Fig. 5 zeigen die Beziehung zwischen der Anodenspannung und dem Anodenstrom J für die Röhre V und den Widerstand Rc, wie schon ausgeführt. Der Spannungsabfall über dem Widerstand Rc wird JRe sein, und wenn die Brücke abgeglichen ist, muss der Strom in R2 gleich JRe/R2 sein, jedoch kann die Anodenspannung schwanken.
Wenn zum Beispiel Re=3000 Ohm ist, bedeutet dies, dass die Beziehung zwischen Strom und Spannung am Widerstand R2 durch eine Linie dargestellt werden muss, die durch den Punkt P geht, die aber eine Neigung hat, die im Verhältnis R2/R. geringer ist als die der 3000-Ohm-Geraden.
In Fig. 6 ist durch die Linie 1 als Beispiel ein Teil der 3000-Ohm-Charakteristik gezeigt, die die Spannungsaehse im Punkt P trifft. Die Kurve 2 zeigt die erforderliche Charakteristik für den Widerstand R2, welche durch den Punkt P geht und eine kleinere Neigung hat, wobei angenommen ist, dass R2 grösser ist als R. Die Kurve 3 zeigt die Normalcharakteristik für den Widerstand R2, die durch den Nullpunkt geht. Es wird daran erinnert, dass sich die Spannungsskala auf - die den Diago nalpunkten der Brücke zugeführte Spannung bezieht und nicht auf die Spannung über dem Widerstand R2.
Da die Kurve 2 die ge wünsehte Charakteristik für den Widerstand R2 ist, ist es notwendig, die Kurve 3 aufwärts zu verschieben.
Es wird daran erinnert, dass die Diode D Fig. 4 eine negative Vorspannung für das Steuergitter der Röhre V liefert. Diese negative Vorspannung verschiebt alle Kurven von Fig. 5 nach rechts, so dass sie die Spannungsachse rechts vom Ursprung schneiden. In diesem Fall wurde die gewünschte Charakteristik für R2 gleich der Linie 4 von Fig. 6 sein, was erfordert, dass die Charakteristik 3 abwärts anstatt aufwärts versehoben würde.
Der irgendeinem Punkt auf der Linie 2 entspreehende Strom ist die Summe von zwei Strömen; der erste Strom ist proportional der angelegten Spannung und ist durch die Linie 3 gegeben und der zweite Strom ist konstant und durch die Länge oft gegeben. Ähnlich ist im Fall der Linie 4 der Strom die Differenz zwischen dem durch die Linie 3 dargestellten Strom und einem konstanten Strom OQ2.
Die Fig. 7 und 8 zeigen Anordnungen zur Verschiebung der Charakteristik-Linie 3 aufwärts und respektive abwärts. In Fig. 7 liegen die Widerstände R1 und R2 in Serie an der llochspannungsquelle, wie in Fig. 1. Eine Neonröhre N (oder eine andere gasgefüllte Röhre oder ähnliche Vorrichtung) in Serie mit einem Widerstand R7 liegt ebenfalls an der Hochspannungsquelle, wobei die Röhre N an der negativen Anschlussklemme liegt, und der Verbindungspunkt zwischen der Röhre N und R7 ist mit der Klemme 2 über den Widerstand Rs verbunden. Die Neonröhre bewirkt, dass das Potential am rechten Ende des Widerstandes R8 konstant bleibt, unabhängig von den Schwankungen der Anodenspannung.
Der Strom durch den Widerstand R2 setzt sieh aus zwei Strömen zusammen, erstens dem Strom, der über Rl fliesst, und zweitens dem Strom, der über R2 fliesst. Vorzugsweise sollte R2 klein sein, verglichen mit Ri und R8. Dann wird der Strom über Ri praktisch proportional der Anodenspannung sein, und der Strom über R5 wird praktisch unabhängig davon sein. Der Widerstand R1 kann nun so eingestellt werden1 dass die entsprechende Charakteristiklinie 3 die gewünschte Neigung erhält, und Rs kann so eingestellt sein, dass der Strom über R5 den Wert OQt hat.
Wenn die -relativen Werte der Widerstände Rt, R2 und Rs wie gezeigt gewählt sind, werden die zwei Einstelltuigen praktisch unabhängig voneinander sein; jedenfalls kann eine derartige Einstellung stets gefunden werden.
Fig. 8 zeigt die Anordnung zur Abwärtsverschiebung der Charakteristiklinie. Sie ist von Fig. 7 verschieden, indem der Widerstand R7 weggelassen ist und die Neonlampe an dessen Stelle mit der positiven Anschlussklemme der Anodenspannung verbunden ist. In diesem Falle sind unglücklicherweise die Einstellungen von Ri und R8 nicht länger unabhängig voneinander, und die notwendige Einstellung ist mühsamer zu erhalten. Aus diesem Grund ist vorzuziehen, die Anordnung von Fig. 7 zusammen mit einem Gittervorspannungspotentiometer ähnlich dem in Fig. 4 gezeigten anzuwenden.
In der Schaltung gemäss Fig. 8 ist es mög- lich, auch R8 wegzulassen, so dass die Neonröhre N direkt mit der Anschlussklemme 2 verbunden wird. In diesem Falle wird die Kurve 5 von Fig. 6 erzeugt, und diese Kurve schneidet die Spannungsachse an dem festen Punkt V,, wobei OVn die erforderliche Spannung ist, um die Entladung der Röhre auf reehtzuerhalten. Für eine gegebene Neonröhre liegt die Kurve 5 fest, und es ist dann notwendig, dem Steuergitter der Röhre eine geeignete Vorspannung zuzuführen, um die Kurve 4 in die tSbereinstimmung mit Kurve 5 zu verschieben.
Wenn notwendig, können zwei oder mehr Neon- oder andere gasgefüllte Röhren in Serie verwendet werden, wenn eine Röhre nicht genügt, um den Strom über Ru zu erzeugen.
Bei den Anordnungen nach Fig. 7 und 8 wird somit dem Widerstand R2 die Eigenschaft einer nichtlinearen Impedanz gegeben.
Fig. 9 zeigt eine vollständige Schaltung ähnlich der in Fig. 1, die mit Nullabgleichanordnungen nach Fig. 7 versehen ist. Das Steuergitter der Röhre V ist durch den Gitter widerstand R, Rg mit Erde verbunden, so dass beim Fehlen einer an die Klemmen 3 und 4 gelegten Spannung das Gitter praktisch Erdpotential haben wird und die Kurven von Fig. 5 gelten. Die verschiedenen andern Elemente sind wie in Fig. 1 und 7 bezeichnet.
Um die Nulleinstellungen durehzuführen, wird der Widerstand R8 zuerst auf einen Wert eingestellt, um eine Messinstrumentablenkung zu bekommen, und R1 wird dann so eingestellt, dass, wenn keine Spannung an den Klemmen 3 und 4 liegt, der Messinstrumentenaussehlag sich nicht verändert, wenn die Anodenspan nimg verändert wird. Diese Einstellung korrigiert die Neigung der Kurve 2 (Fig. 6). Der Widerstand Rs wird dann geändert, bis das Messinstrument Null anzeigt. Dies verschiebt die Kurve in die gewünschte Lage.
Bei einer speziellen Ausführungsform wurden die folgenden Werte gebraucht:
Röhre V mit Röhrkennlinien, wie in Fig. 12 gezeigt ist, Rc= 2 000 Ohm,
R1 = 63 000 Ohm (variabel),
R2 = 400 Ohm,
R7 = 55 000 Ohm, R8 = 100000 Ohm (variabel),
Messinstrument 31 Bereich 0-200 Mikro ampere,
Neonröhre Stabilisierungsspannung zunge fähr 70 Volt.
Bei dieser Schaltung mit den angegebenen Konstanten wurde ein voller Skalenaussehlag auf dem Messinstrument (200 Mikroampere) erzeugt, wenn ein Potential von 0,25 Volt an das Steuergitter der Röhre V angelegt wurde, und die Verschiebung des Nullpunktes war + 0,3 Mikroampere bei einer Veränderung der Anodenspannung um 1 50 Volt, der mittlere Wert derselben war 250 Volt.
Fig. 10 zeigt die Anordnung von Fig. 8 angewendet bei einer Schaltung, bei der eine Gleichrichterdiode D wie in Fig. 4 vorgesehen ist. In einem besonderen Fall waren die Werte der Impedanzen dieselben wie in Fig. 9, ausgenommen R1 = 93 000 Ohm (variabel) und R8 = 18 000 Ohm (variabel). Zusätzlich war Rs = R6 = 1 Megohm und C2 = 0,01 Mikrofarad. Die Diode D erzeugte ein Potential von ungefähr - 1 Volt am Gitter beim Fehlen einer Eingangsspannung an den Klemmen 3 und 4. Diese Schaltung wurde nach denselben Gesichtspunkten wie Fig. 9 eingestellt, aber, wie schon erwähnt, sind die Einstellungen von R1 und R5 unabhängig. Aus diesem Grund wird die Anordnung nach Fig. 11 vorgezogen.
Diese Schaltung ist mit einer einstellbaren Kompensationsvorspannung für das Steuergitter versehen, die von einem Potentiometer R9, R10 erhalten wird, welches durch die Neonröhre N überbrückt ist, und ausserdem wird die Nullabgleichanordnung von Fig. 7 verwendet.
Bei einer ausgeführten Schaltung von Fig. 11 waren die Röhre V, das Messinstrument 31, die Neonröhre N und die Diode D die gleichen wie vorher, und die verschiedenen andern Elemente waren die folgenden:
R1 = 230 000 Ohm (variabel),
R2 = 2 000 Ohm,
Rc = = 10 000 Ohm,
R7 = 70000 Ohm, R8 = 27000 Ohm (variabel),
R9 = 1 Megohm, R10 - 100000 Ohm, R.5 = 10 Megohm,
R6 = 2 Megohm,
C2 = 0,01 Mikrofarad.
Mit dieser Anordnung wurde ein voller Skalaaussehlag des Messinstrumentes iii (200 Mikroampere) durch die Anlegung eines Wechselpotentials von 0,6 Volt an die Klemmen 3 und 4 erhalten, und die Nullstabilität betrug ungefähr +1 Mikroampere, wenn die Anodenspannung um t 50 Volt schwankte, bei einer Nennspannung von 250 Volt. Dieselbe Spannungsveränderung erzeugt nur eine Veränderung der Empfindlichkeit um 2% bei vollem Skalenaussehlag. Die Stabilität der Anordnung wird prinzipiell durch die grosse negative Rückkopplung veranlasst, die durch die Widerstände R2 und Rc erzeugt wird und denen aus diesem Grunde grosse Werte gegeben worden sind.
An Stelle der gezeiehneten Trioden können auch Mehrgitterröhren verwendet werden.