CH327005A

CH327005A - Wechselstrommessbrücke, bei welcher die Tangens des Verlustwinkels kleiner als bis auf 10-4 abgelesen werden kann

Info

Publication number: CH327005A
Authority: CH
Inventors: Waldemar Dipl Ing Brueckel
Original assignee: Tettex Ag
Priority date: 1954-05-07
Filing date: 1954-05-07
Publication date: 1958-01-15

Description

Wechselstrommessbrücke, bei welcher die Tangens des Verlustwinkels kleiner als bis auf 10. 4 abgelesen werden kann
Zur Messung von dielektrischen Verlusten und KapazitÏten werden Brückenmethoden @ erwendet, bei denen im Zweig 1 die zu untersuchende verlustbehaftete KapazitÏt mit einer Normalkapazität im Zweig 2 verglichen wird. In den Zweigen 3 und 4 liegen ent weder winkelfreie Widerstände oder auch Kapazitäten.

Durch Ändern der Grössen in den Zweigen 2 und 3 kann der Strom in der Me¯diagonale auf ein Minimum gebracht werden ; um ihn jedoch völlig zum Verschwin- den rit bringen, hat, man noeh die Phasen + durch Phasenabgleichung in einem der Zweige 2, 3 und 4 zu kompensieren.

Bei einem der gebräuchlichsten Verfahren wird zu diesem Zweck parallel zum Widerstand B4 im Zweig 4 ein regelbarer Konden- aaior C4 gesehaltet. Bei abgeglichener Brücke wird dann tg? = R4 ? ? ? C4.Gew¯hnlich ist dabei der untere Brüekenteil, bestehend aus den Zweigen 3 und 4, mit der Messdiagonale und den notwendigen Sehaltern in einen ab geschirmten Brückenkasten eingebaut. Aus praktischen Gründen wird R4 als umschalt barcr fester Widerstand eingebaut, so dass iiii Bereich I-bis 1, 10--4 genau gemessen werden kann.

Mit solchen bekannten Verlust messbrücken können kleinere, dielektrische Verluste als 10-4 nur genau gemessen werden, wenn der Widerstand Bu entsprechend verkleinert wird, wodurch jedoch auch der Wi clerstand R3 im Zweig 3 geändert werden muss.

Die vorliegende Wechselstrommessbrücke, bei welcher die Tangens des Verlustwinkels kleiner als 10-4 abgelesen werden kann, ist nun dadurch gekennzeichnet, dass der parallel zu dem im Brüekenzweig 4 liegenden Widerstand R4 geschaltete regelbare Kondensator C4 mittels eines Umsehalters zur Messung der Tangens von Verlustwinkeln bis auf 10-4 an den ganzen im Brüekenzweig 4 liegenden Widerstand und zur Messung der Tangens von kleineren Verlustwinkeln als 10-4 an einen Teil des NViderstandes anschaltbar ist.

An Hand der beiliegenden Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs- gegenstandes erläutert.

Die Figur zeigt das Schema der Messbrüeke, wobei der Zweig 4 im Gegensatz zu den Zweigen 1, 2 und 3 detailliert gezeichnet ist. Der ganze untere Brückenteil mit den Widerständen R3, R4, der Kapazität C4, der Messdiagonale und den gezeichneten Schaltern Si und S2 des Zweiges 4 und den nicht gezeichneten Schaltern des Zweiges 3 ist in einen abgeschirmten Brüekenkasten eingebaut. Zur Eliminierung unbestimmter Streu ungen gegen Erde und kapazitiver Kopplungen zwischen den Brückenzweigen sei die Abschirmung durch bekannte Mittel auf das mit der Me¯diagonale bereinstimmende Poten tial 1 gebracht.

Von dem praktisch winkelfreien Widerstand R4 der beispielsweise aus sechs Stufen besteht, wird mittels des Sehalters Si jeweils die dem Messbereich entsprechende Stufe an den Verzweigungspunkt b der Messdiagonale geschaltet. Der Widerstand R4 kann beispielsweise aus den Stufen
10000/?, 5000/?, 2000/?, 1000/?, 500/? und 200/? Ohm oder aus dekadiseh abgestuften Ohmwerten 10000, 5000, 2000, 1000, 500 und 200 Ohm bestehen. Jede Stufe ist für sich unterteilt in die Teilwiderstände p und q, wobei alle Stufen f r sich das gleiche Teilungsverhält- nis aufweisen.

Der Verbindungspunkt zwi- schen den Teilwiderständen ist jeweils an einen festen Kontakt des Schalters S2, dessen Kontaktarm mit dem Kontaktarm des Schalters S1 mechanisch gekoppelt ist, geführt, so dass beim Umsehalten auf eine andere Stufe der dieser Stufe entsprechende Abgriff am Schalter S2 ebenfalls mit dem Kontaktarm in
Verbindung steht. DerbeweglicheKontakt des Schalters S2 ist mit dem festen Kontakt @1/100 eines Umschalters S3 verbunden, dessen Kontaktarm an einer Seite des regelbaren Kondensators C4 liegt. Die andere Seite des Kondensators C4 ist mit dem untern Brüekenpunkt v, an den ebenfalls die Widerstände -R3 und R4 angeschlossen sind, in Verbindung.

Der zweite feste Kontakt 1/1 des Umsehalters Sg ist mit dem Verzweigungspunkt b verbunden.

Die Aufteilung der Stufen des Widerstan- des R. in die Teilwiderstände p und q ist nun derart vorgenommen, dass in der Stellung
1/100des Schalters S3 der regelbare Kondensator C4 an einem solchen Teilwiderstand von R4 liegt, dass die so abgelesene Tangens des Verlustwinkels 1/100 des auf der Stellung 1/1 gemessenen Wertes beträgt. Ist nun die Briieke zur Messung der Tangens von Verlustwinkeln bis auf 10-4 ausgef hrt, so ist es durch Umlegen des Schalters S3 auf 1/100 m¯glieh, diesen Bereieh auf 10--6 zu vergrössern.

Bei abgestimmter Brücke bestimmt sich der Verlustwinkel aus der Formel tg ? = R4 ? ? ? C4 und die KapazitÏt aus (C1=C2XR3/R4 Besteht der Widerstand aus St. ufen mit dureh z divi- dierten, dekadiseh abgestuften Ohmwerten, so ist aus der Formel ersichtlieh, dass sich dieselbe fiir tg ? vereinfacht auf R4 ? C4 ? 2f, das hei¯t für die Industriefrequenz von 50 Hz wird tg ? = R4 ? C4 ? 100. Anderseits mu¯ in diesem'all die Grosse ? bei der Berechnung der Kapazität ber cksichtigt werden. Wird jedoch der Widerstand dekadiseh abgestuft, so vereinfacht sich die Formel für die Kapa zität, indem die Grösse aus der Rechnung fÏllt.

Wird beispielsweise die Br cke für ausschlie¯liche KapazitÏtsmessungen verwendet, so ist es von Vorteil, die dekadisehe Nbstufung zu verwenden.

Claims

PATENTANSPRUCH Wechselstromme¯br cke, bei welcher die Tangens des Verlustwinkels kleiner als bis auf 10-4 abgelesen werden kann, dadureh gekennzeichnet, dass der parallel zu dem im Briiekenzweig 4 liegenden Widerstand (R4) geschaltete regelbare Kondensator (C4) mittels eines LTmsehalters zur Messung der Tangens von Verlustwinkeln bis auf 10 4 an den ganzen im Brieekenzweig 4 liegenden Widerstand (R4) und zur Messung der Tangens von kleineren Verlustwinkeln als 10- an einen Teil dieses Widerstandes anschaltbar ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Weehselstrommessbrüeke nach Patent- anspruch, dadurch gekennzeichnet, da¯ die Aufteilung des Widerstandes (R4) im Brükkenzweig 4 derart vorgenommen ist, dass der regelbare Kondensator (C4) an einem solchen Teilwiderstand des Widerstandes (R4) liegt, da¯ die so ahgelesene Tangens des Verlust srinkels¯ der bei Umschaltung. des Schal 100 ters auf den ganzen Widerstand gemessenen Tangens des Verlustwinkels beträgt.

2. Wechselstrommessbrücke nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der im Brüekenzweig 4 liegende Widerstand (R4) aus dekadisch abgestuften Ohmwerten besteht.

3. Wechselstrommessbrücke nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der im Brüekenzweig 4 liegende Widerstand (R4) aus durch ? dividierten, dedadisch abgestuften Ohmwerten besteht.