Elektrische Messvorrichtung
Bei den bekannten Messbrückenschaltun- gen von mittels Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Anzeigegeräten werden normaler- weise dann, wenn mit einer Erwärmung der fuir eine induktive Messung bestimmten Geberspule zu rechnen ist, Spulen mit Temperatur ausgleieh verwendet, das heisst Spulen mit einer Wicklung mit teils negativem und teils positivem Temperaturkoeffizienten. Der negative Temperaturkoeffizient kann auch durch einen in den Spulenkörper eingebauten Heissleiter erreicht werden. Insbesondere wählt man eine sol. che Anordnung bei Vorrichtungen zum Messen des Spiels von Brennkraft maschinenventilen oder dann, wenn die Messspule von einer heissen Flüssigkeit umspült wird.
Sowohl die erwähnte Wicklung wie der Heissleiter sind jedoch dann nicht an wendbar, wenn die Spulen sehr klein sind, oder für den Einbau von Spule und Heissleiter zu wenig Platz vorhanden ist. In diesem Fall. blieb bisher nichts anderes übrig, als den Einflu¯ der Spulenerwärmung unter Zugrundelegung von Erfahrungswerten bei der Flmittlung des MeíSergebnisses rein theo retisch mitzuberücksichtigen, was nature mäss zu unerwünschten Ungenauigkeiten der im übrigen sehr genau arbeitenden Messvor richtung führt.
Die vorliegende Erfindung hilft diesem Mangel ab und besteht darin, dass in dem Messzweig der Trägerfrequenzmess- br cke neben der InduktivitÏt ein zusÏtzlicher regelbarer Widerstand mit einer abschaltbaren Wheatstonschen Brüeke vorgesehen ist, zum Zwecke, den Geberwiderstand jederzeit nachpriifen zu können. Damit ist es möglieh, in beliebig gewählten Zeitabständen die Widerstandsänderung der Geberspule nachzuprüfen und durch Einregelung des zusätz- lichen Widerstandes den Eicbzustand der Trägerfrequenzbrücke wieder herzustellen.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen :
Fig. 1 das Schaltschema der Messbrüeke eines mittels Trägerfrequenzmodulation arbeitenden AnzeigegerÏtes,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ge berspule in einem gröBeren Massstab.
Bei dem gewählten Ausf hrungsbeispiel besteht die Trägerfrequenzmessbrücke B aus dem Messzweig a, a'und dem Eiehzweig b, b'.
Im Eichzweig sind entweder unveränderliche Widerstände auswechselbar oder feste verän- derliche Widerstände w, w' vorgesehen, mit deren Hilfe die Brüeke nach Betrag und Phase abgestimmt werden kann. Es wird diese durch einen Generator G mit Trägerfrequenz versorgt. Ausserdem versorgt der Generator über die Leitung c einen aus der Zeichnung nicht ersichtlichen phasenrichtigen Demodula- tor (Gleichrichter) mit Weehselspannung.
Die Leitung d führt zu einem dem Demodulator vorgeschalteten Verstärker. Hinter dem Demodulator ist dann ein beliebiges geeignetes Anzeigegerät, insbesondere ein Oszillograph, angeordnet. Der an der Messstelle vorgesehene Geber besteht aus einer Doppelspule s, s'im Messzweig a, a'der Messbrücke.
In Fig. 2 ist eine solche Geberspule in einem grösseren Massstab im Längsschnitt herausgezeichnet. Es liegen die Spulen in einem Weicheisenjoch e, in die von aussen her jeweils ein ebenfalls aus Weieheisen bestehender Kern f, f'eintaucht. Es kann dieser Kern jedoch auch aus einem andern, die magnetischen Kraftlinien gut leitenden Werk- stoff bestehen. Die Spulen sind auf ihrer Innenseite durch eine Messingbiichse g und an ihren Stirnseiten durch Weicheisenschei- ben h begrenzt. Die Weicheisenteile können au¯erdem durch Spannschrauben zusammengehalten sein. Sie ermöglichen einen zusam menhängenden Fluss der Kraftlinien, der dem GerÏt eine hohe und gleichmässige Empfind lichkeit verleiht.
Die beiden Tauchkerne f, fi sind durch einen magnetisch nicht leitenden mittleren Abschnitt i miteinander kraftsehlüssig verbunden. Die durch die Me¯gr¯¯e bedingte Eintauchtiefe der Kerne f und f'in die Spulen s und s'hat eine Änderung der Spuleninduktion zur Folge. Letztere ändert wieder die Weehselspannung der Trägerfre- quenzbrüeke B und damit auch die Wechsel- spannmg zum Verstärker und Demodulator.
Diese Änderung wird vom Oszillographen oder einem sonstigen geeigneten Anzeigegerät zur Anzeige gebracht.
Die bisher beschriebene Einrichtung und ihre Wirkungsweise ist bekannt.
Wenn sich nun die Temperatur der Spulen s, s' Ïndert, wie zum Beispiel bei der eingangs erwähnten Ventilspielmessung, wo die Messung bei kaltem Motor beginnt und bei warmem Motor beendet wird, Ïndert sich der Ohmsche Widerstand der in der Regel aus Kupfer bestehenden Spulenwicklung. Dadurch tritt eine Nullpunktversehiebung und damit eine Empfindlichkeitsänderung ein.
Um dieser auch dann begegnen zu können, wenn kein selbsttätiger Temperaturausgleich vorhanden ist, wird in die Messzweigabschnitte a, a'der Trägerfrequenzmessbrücke B ein veränder- licher WiderstandM,M mit je einem Schalter k, k'vorgesehen, deren gemeinschaftliche Leitung zu einer Wheatstonschen Br cke B' f hrt. Diese besteht in an sich bekannter Weise aus einem Galvanometer m, einer kleinen Stromquelle n, einem Vergleichswider- stand w4, einem Schalter o und einem Messdraht p.
Diese Einrichtung ermöglicht es, durch Umlegen der Sehalter k, k'aus der Messbrüekenstellung in die Schaltstellung für die Wheatstonsche Br cke den Widerstand der Spulen s, s'jederzeit naehznprüfen, und dann, wenn sich der Widerstand unter dem Einfluss der Wärme geändert hat, durch eine entsprechende Einstellung der Zusatzwider- ständeM''s < nEichzustand im Messzweig der Trägerfrequenzbrücke B sofort wiederherzustellen.
Um nun in besonderen Fällen, zum Beispiel im Falle der Ventilspielmessung, die Abstände zwischen den einzelnen Messwerten nieht zu gross werden zu lassen, mu¯ die Widerstandsmessung der Geberspulen mit der Wheatstonsehen Brücke in möglichst kurzer Zeit durchgeführt werden. Zu diesem Zweck werden die Schalter k und o bzw. k' und o zwangläufig derart miteinander verbunden, dass mit dem Umlegen des Schalters k oder k' vom Messzweig der Trägerfrequenzbrücke B auf die Wheatstonsche Br cke B'gleiehzeitig auch deren Schalter o geschlossen wird.
Ausserdem ist es von Vorteil, einen Schalter vor der Anzeigevorrichtung am Ausgang des Gerätes vorzusehen, dureh welchen das An zeigegerät mit dem Zuschalten der Wheat- stonsehen Brücke aasgesehaltet wird, um eine Überlastung des Anzeigegerätes zu vermeiden. Auch die Betätigung des Handsehalters f r das Anzeigegerät kann zwangläufig mit der Betätigung der Schalter k, k' bzw. o erfolgen. Die zwangläufige Betätigung der Schalter erfolgt entweder mechanisch durch ein Gestänge oder zum Beispiel elektrisch durch Parallelsehaltung von Mehrfachkontakten.
Auch können die Schalter an einem Druckstift vereinigt sein, oder es ist ein Sammelschalter als Druekknopf ausgebildet, der unter dem Einfluss einer Bückführfeder steht, derart, dass nur während seiner Druckbelastung die Wheatstonsche Briieke eingeschaltet und naeh dem Loslassen wieder auf die Trägerfrequenzbriieke geschaltet ist. An Stelle der beschriebenen Doppelspule s, s'kann auch eine einfache Spule verwendet werden.
Da die TemperaturÏnderung nicht allein für die Widerstandsänderung der Messspule verant wortlich zu machen ist, weil die Induktivi- tätsänderung der Spule auch durch eine Ver änderung des Spulenkörpers unter dem Einfluss der Erwärmung eintritt, was ebenfalls eine Nullpunktversehiebung zur Folge hat, ist es in manchen Fällen von Vorteil, den Spulenkörper aus einem Werkstoff zu machen, der einen mindestens angenähert versehwin- denden Temperaturausdehnungskoeffizienten hat, damit die äussern Abmessungen der Spulen immer gleich bleiben. Insbesondere ist an keramische Spulenkörper gedacht.