CH382287A - Vorrichtung zum Nachweisen von Spannungen von nur wenigen Volt - Google Patents

Description

  
 



  Vorrichtung zum Nachweisen von Spannungen von nur wenigen Volt
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Nachweisen von Spannungen von nur wenigen Volt mit einer Glimmentladungsröhre, insbesondere zum Nachweisen von Spannungen zwischen den Elektroden von Transistoren.



   Spannungen lassen sich im allgemeinen mit Hilfe von Voltmessern nachweisen, die jedoch bei ausreichend robustem Bau verhältnismässig grosse Ströme erfordern, das heisst gross mit Rücksicht auf die bei manchen Transistorschaltungen üblichen Ströme.



  Ausserdem nehmen diese Strommesser in einer Tafel einen   Flächeninhalt    von mehreren   cm2    ein, so dass bei grösserer Zahl die Tafel umfangreich und un übersichtlich wird. Auch ist der Preis verhältnismässig hoch. Anderseits genügt es häufig, zu wissen, ob eine Spannung von mehr als wenigen Volt vorhanden ist oder nicht, so dass sogar der einfachste Voltmesser mehr Auskunst gibt als erforderlich ist.



   Die Erfindung bezweckt, eine Nachweisvorrichtung für Spannungen von nur wenigen Volt mit einer Glimmentladungsröhre zu schaffen, die geringe Abmessungen aufweist und mit wenig Energie betrieben werden kann. Dies gelingt gemäss der Erfindung dadurch, dass die Glimmentladungsröhre zwischen Kathode und Hauptanode zwei   Entladungsstrecken    mit unterschiedlicher Zündspannung aufweist, wobei im Bereich der   Entladungsstrecke    höherer Zündspannung eine von der nachzuweisenden Spannung gesteuerte Hilfsanode in solchem Abstand von der Kathode angebracht ist, dass die Entladung oberhalb eines kritischen Wertes dieser Spannung in der Bahn höherer Zündspannung und unterhalb dieses Wertes in der Bahn niedrigerer Zündspannung zündet,

   wobei die Entladung zwischen Anode und Kathode intermittierend ist mit einer Zeitkonstante in der Grössenordnung von 1 m/sec, bedingt durch den   Vorschaitwidierstand    und die zwischen Anode und Kathode bestehende eigene und/oder eine äussere Parallelkapazität, während die Zeitkonstante des   Hilfsentladungskreises    klein im Verhältnis zu derjenigen des Hauptentladungskreises ist.



   Vorzugsweise wird an die Hauptanode und an die Hilfsanode die gleiche Vorspannung gelegt, was einfacher ist.



   Für kleine Ströme kann die Anoden-Kathodenkapazität genügen.



   Die Hilfsanode kann mit einem eigenen strombegrenzenden Vorschaltwiderstand unmittelbar an die Anodenzuleitung angeschlossen werden, weil die Schaltung dann weniger empfindlich gegen Änderungen der Zündspannung oder langsame Entionisierung ist. Vorzugsweise wird der Strombegrenzungswiderstand für die   Hauptentladúngsstrecke    in die Kathodenleitung geschaltet, weil dann die Nachweisspannung zusammen mit der   Pluskiemme    der Spannungsquelle für die Hauptentladung an Erde gelegt werden kann.



   Die Stromstärke in der   Hauptentiadung    kann innerhalb weiter Grenzen veränderlich sein. Bei einem mittleren Strom von wenigen   Zehnteln    mA kann sich bereits eine ausreichend gute Anzeige ergeben. Der Scheitelstrom in der Hauptentladungsstrecke kann dabei das Mehrfache von 10 mA betragen. Der Hilfsanodenstrom, der von der zu überwachenden Schaltungsanordnung geliefert werden muss, braucht nur einen Mittelwert von einigen   uA    mit Spitzenströmen von einem Mehrfachen von 10   ,uA    aufzuweisen, was für Schaltungsanordnungen, die nur wenig Strom liefern können, vorteilhaft ist.



   Falls eine der beiden Brennlagen für den Beobachter abgedeckt wird, lässt sich die Feststellung  der Anwesenheit oder Abwesenheit der nachzuweisenden Spannung noch erleichtern.



   Die Anode kann aus einer offenen drahtförmigen Schleife bestehen, zwischen deren Enden sich ein    Kathodenkörper mit t unterschiedlichen Abständen von    den Anodenenden befindet.



   Die Kathode kann auch aus einer geknickten Platte bestehen, wobei der Abstand der Anode von den beiden Teilen verschieden ist.



   Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1 und 2 zwei Schnitte durch eine bestimmte Ausführungsform einer   Glimmentladungs-    röhre darstellen,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform zeigt und die Fig. 4 und 5 zwei Schnitte durch eine dritte Ausführungsform darstellen, während die Fig. 6 und 7 die Schaltungsschemata zweier Ausführungsformen der   Nachweisvosrichtung    zeigen.



   In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 einen Glaskolben, in dem sich auf einem Haltedraht eine aus einer flachen Molybdänplatte bestehende Kathode 2 befindet. Die Anode 3 besteht aus einer Drahtschleife mit Enden 4 und 5 im Abstand von 2,0 bzw.



   1,0 mm von der Kathode. Die Hilfsanode 6 befindet sich neben dem Ende 4 der Kathode in einem Abstand von 1,1 mm von der Kathode. Die Röhre ist mit Neon mit   0,10/a    Argon unter einem Druck von 27 cm Quecksilbersäule gefüllt.



   In Fig. 3 ist die Kathode eine L-förmig gebogene Platte 7, der gegenüber eine drahtförmige Anode 8 im Abstand von 1 mm bzw. 2 mm von den Schenkeln 9 und 10 der Kathode angeordnet ist. Die Hilfsanode ist wiederum mit 6 bezeichnet. Die Gasfüllung ist die gleiche wie bei den Fig. 1 und 2.



   In den Fig. 4 und 5 sind im Kolben 1 zwei Glimmerplatten 11 und 12 festgeklemmt, zwischen denen eine flache Kathodenplatte 13 mit Hilfe von Haltedrähten 14 angeordnet ist. Die beiden Teile 15 und
16 der Hauptanode sind 0,4 mm bzw. 0,8 mm von der Kathode entfernt. Die Hilfsanode 17 ist 0,6 mm von der Kathode entfernt. Die Röhre ist mit Neon mit   O, 1  /o    Argon unter einem Druck von 10 cm Quecksilbersäule gefüllt. Die Kathode besteht aus mit Bariumoxyd überzogenem Nickel.



   In Fig. 6 ist die Röhre schematisch mit 18 bezeichnet, die zweiteilige Kathode mit 19, die Hauptanode mit 20 und die Hilfsanode mit 21. Die Kathode ist an die Minusklemme einer Spannungsquelle von 150 V angeschlossen, deren   Plusklemme    über einen Widerstand 22 von 0,2 MQ an die Anode   ange    schlossen ist. Die   Hiifsanode    21 ist am Anodenende über einen Widerstand 23 von 1   M9    in Reihe mit einem Widerstand 24 von 2 kQ mit dem Widerstand 22 verbunden. Der Widerstand 24 liegt parallel zu einem Netzwerk 25, das so ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit von der an den Klemmen 26 liegenden zu überwachenden Spannung der Widerstand 24 von einem Strom von 2 bis 3 mA durchflossen wird.

   Das Fliessen oder Nicht-Fliessen des Stroms durch den Widerstand 24 bedeutet das Vorhandensein oder das Fehlen eines Spannungsabfalls von 4 bis 6 V zwischen Haupt- und Hilfsanode, was mehr als genügend ist, um die Entladung an der Kathode 19 ihre Stelle wechseln zu lassen, das heisst, dass die Entladung von der Strecke niedrigerer Zündspannung auf die Strecke höherer Zündspannung übergeht, in deren Bereich die Hilfsanode liegt. Bei sorgfältigem Bau reichen 2 V gut aus. Ein Kondensator 27 von 18 nF ist zwischen Anode und Kathode geschaltet. Infolgedessen verläuft die Entladung intermittierend, wobei die Frequenz der Entladungsfolge in erster Linie durch die Zeitkonstante des RC-Kreises 22, 27 bestimmt ist, welche im vorliegenden Fall über 3 m/sec beträgt.

   Der Hauptstrom in der Röhre beträgt im Mittel 200 uA und der Strom über die Hilfsanode im Mittel 3   uA.   



   Bei Fig. 7 ist der Unterschied gegenüber Fig. 6 der, dass der Strombegrenzungswiderstand 22 in der Kathodenleitung liegt, während der Widerstand 24 durch die Emitter-Kollektorstrecke 29, 28 eines Transistors 30 ersetzt ist. Der Emitter 29 des Transistors 30 ist über eine Quelle 31 der zu überwachenden Spannung mit der Bais 32 verbunden. Zwischen dem Kollektor und dem Emitter liegen eine Batterie 33 und ein Widerstand 34. Falls die zu überwachende Spannung Null ist, führt der Transistor 30 keinen Strom, so dass die volle Spannung der Batterie 33 zwischen Emitter und Kollektor liegt. Führt die Quelle 31 eine negative Spannung von einigen Zehnteln Volt der Basis 32 zu, so leitet der Transistor und ist die Spannung zwischen Kollektor und Emitter nahezu Null. Die Lage des Glimmlichtes auf der Kathode gibt somit an, ob der Transistor leitet oder nicht.



   Wenn der   Haupteniladungsstrom    20   slA    gewählt wird und der Vorwiderstand 22, 20 MQ ist, so gilt für die RC-Zeit der Hauptentladung bei einer Elektrodenkapazität von 20 pF 0,4 m/sec, während eine Spannungsquelle von weniger als 600 V genügt. Ist dabei die Kapazität von Elektrode 21 zur Kathode etwa 5 pF und ist Widerstand 23, wie in Fig. 6, 1 MQ, so ist die RC-Zeit für die   Hilfsentlladung      5,10-6    Sekunden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Nachweisen von Spannungsunterschieden von nur wenigen Volt mit einer Giimmenti adungsröb re, dadurch gekennzeichnet, dass die Glimmentladungsröhre zwischen Kathode und Hauptanode zwei Entladungsstrecken mit unterschiedlichter Zündspannung aufweist, wobei im Bereich der Entladungsstrecke höherer Zündspannung eine von der nachzuweisenden Spannung gesteuerte Hilfsanode in solchem Abstand von der Kathode angebracht ist, dass die Entladung oberhalb eines kritischen Wertes dieser Spannung, in der Bahn höherer Zündspannung und unterhalb dieses Wertes in der Bahn niedrigerer Zündspannung zündet, wobei die Entladung zwischen Anode und Kathode intermittierend ist mit einer Zeitkonstante in der Grössenordnung von 1 m/sec,

   bedingt durch den Vorschaltwiderstand und die zwischen Anode und Kathode bestehende eigene und/oder eine äussere Parallelkapazität, während die Zeitkonstante des Hilfsentladungskreises klein im Verhältnis zu derjenigen des Hauptentladungskreises ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenspannung der Hauptentladungsstrecke als Vorspannung an die Hilfsanode gelegt ist.

   2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsanode über einen Strombegrenzungswnider ; stand an die Anodenzuleitung angeschlossen ist.

   3. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strombegrenzungswiderstand für die Hauptentiadung in der Kathodenleitung liegt.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Brenn ; lagen für einen Beobachter unsichtbar ist.