DE1006956B - Scheinwiderstandsmesser - Google Patents

Scheinwiderstandsmesser

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DE1006956B
DE1006956B DEV7640A DEV0007640A DE1006956B DE 1006956 B DE1006956 B DE 1006956B DE V7640 A DEV7640 A DE V7640A DE V0007640 A DEV0007640 A DE V0007640A DE 1006956 B DE1006956 B DE 1006956B
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Dipl-Ing Herbert Maier
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

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Description

  • Scheinwiderstandsmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen Scheinwiderstandsmesser, der als einziges Meßinstrument einen vorzugsweise in Scheinwiderstands-Ohm geeichten Strommesser enthält und mit einer aus einer Batterie gespeisten Wechselspannungsquelle ausgestattet ist, an die der zu messende Scheinwiderstand in Reihe mit dem Strommesser angeschlossen ist.
  • Mit den üblichen Scheinwiderstandsmessern arbeitet man im allgemeinen in der Weise, daß man den Widerstand, dessen Impedanzbetrag gemessen werden soll, an eine Wechsel spannung bekannter Frequenz legt und den durch den Widerstand fließenden Strom sowie die Spannung an den Klemmen des Widerstandes mißt.
  • Der gesuchte Impedanzbetrag ist der Quotient aus der Spannung an den Klemmen des Widerstandes durch den durch diesen Widerstand fließenden Strom. Die Ermittlung des Scheinwiderstandswertes bedingt also eine Messung von Strom und Spannung und die Durchführung einer Rechnung, wenn man nicht zur Messung ein teures Quotientenmeßgerät verwendet.
  • Wird die Spannung an den Klemmen des zu messenden Widerstandes konstant gehalten, so kann man auf die Messung der Spannung verzichten und einen Strommesser, der den durch den Widerstand fließenden Strom anzeigt, unmittelbar in Ohm eichen.
  • Die auf diese Weise gemessenen Impedauzwerte sind selbstverständlich abhängig von der Frequenz der Meßspannung bzw. des Meßstromes.
  • Wenn für die Durchführung der Messung eine Wechselspannungsquelle mit einer der Äfeßkreis-Leistungsaufnahme gegenüber großen Leistung zur Verfügung steht, so bleiht die Spannung an den Klemmen dieser Spannungsquelle praktisch unabhängig von der Phasenlage und Größe der Belastung durch die Meßströme; sie kann dann für Betriebsmessungen, bei denen es nicht auf hohe Genauigkeit der Messung ankommt, als konstant angesehen werden.
  • Bei tragbaren Geräten jedoch, die unabhängig von einem Netzanschluß an beliebiger Stelle verwendet werden sollen und deren Speisung durch eine Batterie erfolgt, die ihrerseits einen Wechselspannungserzeuger, z. B. einen Röhren-Wechselrichter oder -Oszillator, speist, spielt der innere Widerstand der Wechselspannungsquelle eine erhebliche Rolle.
  • Um den unerwünschten Einfluß des inneren Widerstandes der Wechselspannungsquelle auszuschalten, hat man in diesen Fällen besondere, vorzugsweise selbsttätig arbeitende Regeleinrichtungen vorgesehen, die die Spannung an den Meßklemmen des Gerätes wenigstens ungefähr konstant haltern. Derartige Regeleinrichtungen lassen sich bekanntlich mit Hilfe von gittergesteuerten Elektronenröhren erzielen. Sie sind aber empfindlich, in ihren Abmessungen verhältnismäßig umfangreich und überdes kostspielig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach ausgeführtes leichtes Scheinwiderstandsmeßgerät zum Messen von Impedanzen zu schaffen, das den bekannten Gleichstrom-Widerstandsmeßgeräten ähnlich ist und eine schnelle Messung des Betrages des Scheinwiderstandes beliebiger Schaltungselemente mit für Betriebszwecke ausreichender Genauigkeit gestattet.
  • Das Gerät soll nur einen Strommesser enthalten, der unmittelbar in Ohm geeicht ist, einen sehr kleinen Strombedarf haben und durch eine Batterie gespeist werden.
  • Die vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, daß ein Transistor-Oszillator, der von einer Batterie gespeist wird, eine Wechselspannungsquelle mit sehr niedrigem Innenwiderstand darstellt. Bei seiner Verwendung in einem Scheinwiderstandsmesser werden die auf unterschiedliche Phasenlage der Impedanzwerte znrückzuführenden Spannungsänderungen am Meßobjekt klein bleiben. Außerdem hat ein Transistor-Oszillator einen guten Umformungswirkungsgrad. Die Batterie wird daher nur mit geringen Strömen belastet und kann klein gehalten werden.
  • Die Verwendung von Transistor-Oszillatoren in batteriegespeisten Widerstandsmeßgeräten ist an sich nicht mehr neu. So hat man z. B. Transistor-Oszillatoren bereits dazu verwendet, um eine verhältnismäßig niedrige Batteriespannung in eine Meßgleichspannung von mehreren hundert Volt umzuformen. Die von dem Transistor-Oszillator erzeugte Wechselstromuiederspannung wird in einem Transformator herauftransformiert und anschließend gleichgerichtet. Mit einem solchen bekannten Widerstandsmeßgerät lassen sich aber nur ohmsche Widerstände messen. Der Transistor-Oszillator dient bei einem solchen Gerät lediglich als »Zerhacker«, dessen Frequenz - meßtechnisch gesehen - keine Rolle spielt.
  • Anderseits sind Scheinwiderstandsmesser bekanntgeworden, bei denen ein netzgespeister Röhrenoszillator eine Wechselspannung bestimmter und konstanter Frequenz erzeugt, an die das Meßobjekt in Reihe mit einem Strommesser angeschlossen wird. Um die Meßspannung konstant zu halten, ist die Röhre des Röhrenoszillators als Regelröhre ausgebildet. Die Wechselspannung wird trausformatorisch aus dem Schwingkreis des Oszillators entnommen. Der Oszillator wird jedoch - um eine Änderungen der Spannung und der Frequenz bedingende Rückwirkung des Meßobjektes auf den Schwingkreis auszuschließen -mit einer hohen ohmschen Grundlast belastet, der gegenüber die Belastung durch das Meßobjekt vernachlässigbar gering ist. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß die Oszillatorfrequenz bzw. die Meßfrequenz und die Meßspannung unabhängig von der Phasenlage des Meßstromes konstant bleiben. Ein derartiges Gerät mit einem Röhrenoszillator hat infolgedessen einen relativ hohen Stromverbrauch, so daß es große Batterien benötigen würde.
  • Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß als Wechselspannungsquelle ein bei Widerstandsmessern an sich bekannter Transistor-Oszillator mit niedrigem Transistorinnenwiderstaud dient und daß die dem zu messenden Scheinwiderstand und dem in Reihe mit ihm geschalteten Strommesser zugeführte Meßspannung unter Rückwiflung des Meßobjekts auf den Oszillatorschwingkreis in bei Röhrenoszillatoren bekannter Weise von dem Schwingkreis des Transistor-Oszillators abgegriffen ist.
  • Während man bei den bisher bekannten Scheinwiderstandsmeßgeräten mit Röhrenoszillatoren stets bemüht war, die Rückwirkung des Meßobjekts auf den Schveringkreis des Oszillators auszuschließen, um eine Änderung der Meßfrequenz zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung bewußt dieser Schwingkreis mit dem zu messenden Scheinwiderstand belastet und so eine Rückwirkung des Meßobjektes auf den Schwingkreis begünstigt.
  • Die durch das Anschalten eines Blindwiderstandes - oder eines Widerstandes mit hoher Blindstromkomponente - an den Schwingkreis bedingte Verstimmung desselben ist im allgemeinen gering. Sie bringt jedoch überraschenderweise eine die Genauig-]eit der Blindwiderstandsmessung erhöhende Kompensation der durch den Innenwiderstand des Oszillators bedingten Spannungsänderungen mit sich.
  • Auf eine dauernde Vorbelastung des Oszillators, die den Zweck hat, die Rückwirkung des Meßobjekts auf die Oszillatorfrequenz klein zu halten, wird vollständig verzichtet. Durch den Fortfall einer solchen Grundbelastung wird der Stromverbrauch des Gerätes gering.
  • Es hat sich gezeigt, daß man die Kopplung des Meßkreises mit dem Schwingkreis des Oszillators sehr eng machen kann. So kann z. B. die Schwingspule eine Wicklung eines Transformators bilden, der den Meßkreis des Gerätes speist.
  • Die Schwingspule läßt sich auch gemäß der Erfindung als Spartransformator mit Abgriffen für eine Meßbereichumschaltung ausbilden, wobei das Meßinstrument zweckmäßigerweise über einen zweiten gleichartigen Spartransformator in den Meßkreis eingeschaltet wird.
  • Bei Verwendung zweier solcher Spartrausformatoren kann man durch eine Kunstschaltung doppelt so viele Meßbereiche erzielen, wie Transformatoranzapfungen an der Schwingspule vorgesehen sind.
  • Die Anzapfungen werden zweckmäßigerweise derart gewählt, daß das Meßinstrument zwei Skalenteilungen erhält, die im Verhältnis 3 : 10 zueinander stehen.
  • Das Gerät, das vor allem zum schnellen Ausmessen von Schaltungselementen oder Schaltungselementkombinationen in Fernmeldeanl agen Verwendung finden soll, kann auch zum Messen von Verbindungswegen in Wähler- und Verstärkerämtern verwendet werden, an denen Gleichspannungen liegen, wenn man den Kondensator des Schwingkreises des Transistor-Oszillators in zwei einzelne Kondensatoren aufteilt, zwischen denen der Meßkreis angeschlossen ist. Man kann aber auch in dem vorzugsweise als Serienresonanzkreis ausgebildeten Meßkreis einen Kondensator vorsehen, der diesen Meßkreis gegen Gleichstrom sperrt.
  • Zur genauen Einstellung der jeweils benötigten Meßspannung erweist es sich als vorteilhaft, einen Eichwiderstand in das Instrument einzubauen, der durch einen Umschalter abwechselnd mit dem zu messenden Scheinwiderstand in den Meßkreis einschaltbar ist, und in den Emitterkreis des Transistor-Oszillators einen Regelwiderstand einzuschalten, der ein Einregeln der von dem Transistor-Oszillator gelieferten Wechselspannung auf einen beim Einschalten des Eichwiderstandes an dem Meßinstrument abzulesenden Eichwert gestattet. In Reihe zu diesem Regeiwiderstand im Emitterkreis soll ein fester Begrenzungswiderstand vorgesehen sein, der ein Übersteuern des Oszillators verhindert.
  • Um die Widerstände im Schwingkreis und in dem Meßkreis möglichst klein zu halten, werden die Schwingspulen und Transformatoren des Gerätes mit verlustarmen Ferrithernen ausgeführt.
  • Als Meßinstrument wird ein Gleichstrominstrument verwendet, das über Gleichrichter in den Meßstromkreis eingeschaltet ist. in der Zeichnung ist zunächst das Prinzip der Scheinwiderstandsmessung und anschließend in drei unterschiedlichen Schaltbildern die praktische Anwendung der Erfindung dargestellt; es zeigt Fig. 1 die grundsätzliche Schaltung für die Messung eines Scheinwiderstandes, die keine Ausführung gemäß der Erfindung darstellt, sondern lediglich zur Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips dient, Fig. 2 eine graphische Darstellung der Spannungen in dem Meßstromkreis gemäß Fig. 1, Fig. 3 ein Schaltbild eines einfachen Scheinwiderstandsmeßgerätes gemäß der Erfindung, Fig. 4 eine abweichende Schaltung eines einfachen Scheinwiderstandsmeßgerätes, Fig. 5 das Schaltbild eines Scheinwiderstandsmeßgerätes, dessen Meßbereich von Bruchteilen eines Ohms bis 300 Kiioohm stufenweise umschaltbar ist.
  • In dem Prinzipschaltbild einer bekannten Meßschaltung gemäß Fig. 1 treibt die von der Wechselstromquelle 7 erzeugte elektromotorische Kraft, die durch das mit 8 bezeichnete Wechselstromzeichen versinnbildlicht ist, einen Wechselstrom J durch die innere Impedanz 9 der Wechselstromquelle7, durch den zu messenden Widerstand 10 und den Strommesser 11. Bei gleichbleibender elektromotorischer Kraft der Wechselstromquelle 7 ist die Stärke des in dem Stromkreis fließenden Stromes nicht allein von dem Betrag des Widerstandes 10, sondern auch von der inneren Impedanz der Wechselstromquelle und der Impedanz des Strommessers abhängig.
  • Der Strommesser 11 kann meist mit einem sehr niedrigen inneren Widerstand gebaut werden, so daß seine Impedanz vernachlässigt werden kann.
  • Die innere Impedanz 9 der Wechselstromquelle 7 spielt eine wesentliche Rolle, wenn sowohl kapazitive als auch induktive Widerstände mit der gleichen Einstellung des Gerätes gemessen werden sollen. Das in der Fig. 2 dargestellte Spannungsvektorhild soll dies deutlich machen.
  • Der Strom J, der durch den Meßstromkreis gemäß Fig. 1 fließt, erzeugt in der Impedanz 9 der Wechselstromquelle 7 einen Spannungsabfall 12, der - wenn die innere Impedanz 9 der Wechselstromquelle 7 stark induktiv ist - dem Strom J voreilt. Die gesamte elektromotorische Kraft der Wechselstromquelle 7 mag einen gleichbleibenden Wert haben, das Ende des diese elektromotorische Kraft darstellenden Vektors wird also stets auf dem Kreise 13 liegen. Ist die Impedanz 10, die in den Meßkreis eingeschaltet wird, ebenfalls stark induktiv, so wird an ihren Klemmen die Spannung 14 vorhanden sein, die als Vektor etwa in der Verlängerung des Spannungsvektors 12 liegt. Ist anderseits die Impedanz 10 rein kapazitiv, so wird an ihren Klemmen eine Spannung 15 vorhanden sein, die dem Strom J um 900 nacheilt.
  • Die Darstellung der Fig. 2 zeigt, daß bei gleichem Strom J und gleicher elektromotorischer Kraft der Wechselstromquelle 7 im Falle des induktiven Widerstandes nur eine kleine Spannung 14 an den Klemmen dieses Widerstandes vorhanden ist, während bei einem kapazitiven Widerstand eine große Spannung 15 an den Klemmen des Widerstandes liegt. In beiden Fällen zeigt das Strommeßgerät 11 den gleichen Ausschlag.
  • Es zeigt also den gleichen Widerstandswert an, während die tatsächlichen Scheinwiderstände der Meßobjekte, die durch den Quotienten von Spannung und Strom gegeben sind, sich tatsächlich stark voneinander unterscheiden.
  • Diese Anzeigefehler können dadurch gering gehalten werden, daß man den Spannungsabfall 12 in der Wechsel stromquelle 7 durch entsprechende Auslegung dieser Wechselstromquelle und ohne Verwendung zusätzlicher Regeleinrichtungen so klein macht, daß seine Größe gegenüber den Spannungsabfällen 14, 15 an den zu messenden Widerständen vernachlässigbar ist.
  • Eine Wechselstromquelle mit vergleichsweise sehr kleinem innerem Widerstand ist ein Transistor-Oszillator.
  • Die in der Fig. 3 dargestellte Schaltung eines einfachen 5 cheinwiderstandsineßgerätes zeigt einen normalen Spitzentransistor 16, dessen Basis 17 mit einem Schwi.ngkreis verbunden ist, der aus der Induktivität 18 und den beiden parallel zu der Induktivität 18 geschalteten Kondensatoren 19 und 20 besteht. Im Kreis des Emitters 21 liegt ein Regelwiderstand 22 und ein fester Strombegrenzungswiderstand 23. Eine Batterie 24, deren Pluspol in dem Punkt 25 mit dem aus der Induktivität 18 und den Kondensatoren 19 und 20 bestehenden Schwingkreis und dem freien Ende des Regelwiderstandes 22 verbunden ist, liefert die negative Arbeitsspannung für den Kollektor 26.
  • Der Schwingkreis wird mit dem Meßstromkreis in der Weise belastet, daß das Meßobjekt auf den Schwingkreis zurückwirkt und eine geringe Änderung der Meßfrequenz bewirken kann.
  • Zwischen den beiden Kondensatoren 19 und 20 des Schwingkreises zweigt die Meßkreisleitung 27 ab, die sich in zwei Zweige 28 und 29 teilt. Der Anschluß der Meßkreisleitung 27 zwischen den beiden in Reihe miteinander geschalteten Kondensatoren sperrt den Stromkreis, in dem die zu messenden Widerstände liegen, für Gleichstrom, so daß auch unter Gleichstromspannung stehende Widerstände gemessen werden können. In dem Zweig 28 liegt der zu messendeWider- stand 30 in Reihe mit einem durch den Druckknopf 31 zu betätigenden einpoligen Schalter 32. In dem Stromzweig 29 liegt ein als Kapazität dargestellter fester Eichwiderstand 33 in Reihe mit einem ebenfalls von dem Druckknopf 31 abhängigen Einschalter 34. Die beiden Schalter 32 und 34 sind mit dem Druckknopf 31 in der Weise verbunden, daß beim Niederdrücken des Druckknopfes 31 gegen die Wirkung einer nicht dargestellten Feder der Schalter 34 geschlossen und der Schalter32 geöffnet wird, während beim Loslassen dieses Druckknopfes der Schalter 34 geöffnet und der Schalter 32 geschlossen wird. Die beiden Leitungszweige 28 und 29 vereinigen sich hinter den Schaltern 32 und 34 wieder zur Leitung 35, in die v.ier Gleichrichter 36 in Graetzschaltung eingeschaltet sind, die den in der Leitung 35 fließenden Wechselstrom in Gleichstrom umformen und dem an die Gleichrichter 36 angeschlossenen Strommesser 37 zuführen. Parallel zu dem Strommesser 37 liegt ein Einphasengleichrichter 38, dessen Zweck später erläutert wird.
  • Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Transistor 16 (mit dem Schwingkreis 18, 19, 20 in seinem Basisstromkreis und den Widerständen 22 und 23 im Emitterstromkreis) in Seibsterregungsschaltung geschaltet, so daß beim Einschalten der Batterie 24 mittels des Schalters 39 der Schwingkreis 18, 19, 20 mit der ihm eigenen Frequenz erregt wird.
  • Die Höhe des in dem Schwingkreis fließenden Stromes bzw. die Höhe der an der Leitung 27 auftretenden Spannung kann durch entsprechende Einstellung des Regelwiderstandes 22 eingestellt werden.
  • Bei der Bedienung des Gerätes drückt man zunächst den Druckknopf 31, wodurch der feste Eichwiderstand (Kondensator 33) in den Meßstromkreis gelegt wird.
  • Durch Einstellen des Widerstandes 22 wird nun der durch den Kondensator 33 fließende Strom derart geregelt, daß der Strommesser 37 bis zu einer bestimmten Eichmarke ausschlägt. Läßt man nun den Druckknopf 31 los, so wird der Kondensator 33 aus dem Meßstromkreis ausgeschaltet und an seiner Stelle der zu messende Widerstand 30 in den Meßstromkreis eingeschaltet. Der sich dann ergebende Ausschlag des mit einer Ohmskala versehenen Strommessers 37 zeigt nun unmittelbar die Größe des Scheinwiderstandes des zu messenden Widerstandes 30 an.
  • Die Ohmskala des Gleichstrommessers 37, der einen kleinen Innenwiderstand hat, müßte an sich hyperbolisch geteilt sein. Um eine das Ablesen erleichternde gleichmäßigere Instrumentteilung zu erreichen, ist parallel zu den Klemmen des Strommessers 37 der Einweggleichrichter 38 geschaltet.
  • Wie bereits oben erwähnt, ist der Widerstand im Emitter-Basiskreis der Transistor-Schwingschaltung klein. Wenn man den Schwingkreis 18, 19, 20 selbst verlustarm ausführt, als Gleichrichter 36 vorzugsweise Germaniumflächendioden verwendet, die bekanntlich in der Durchlaßrichtung einen sehr kleinen Widerstand haben, und auch den Widerstand des Strommessers 37 so klein wie möglich wählt, spielt die Phasenlage dieser »inneren« Widerstände für die Messung keine wesentliche Rolle, so daß die absolute Größe der Spannung an den Klemmen des zu messenden Widerstandes 30 nur in geringem Maße davon abhängt, ob dieser Widerstand 30 ein induktiver, ein ohmscher oder kapazitiver Widerstand ist.
  • Durch die Rückwirkung des Meßobjektes auf den Schwingkreis tritt nämlich eine gewisse Verstimmung des Schwingkreises auf, die zu einer kleinen Änderung der Meßfrequenz führt. Diese Frequenzänderung wirkt nun, wie sich gezeigt hat, derart, daß sie die Größe des Meßstromes im umgekehrten Sinne beeinflußt wie die vorher erwähnte Spannungsänderung.
  • Die in der Fig. 4 dargestellte Schaltung eines abweichend ausgeführten Meßgerätes arbeitet nach dem gleichen Grundprinzip wie die des Gerätes nach Fig. 3, aber mit einem Flächentransistor 40 und dem aus der Induktivität 41 und der Kapazität 42 bestehenden Schwingkreis, der in Reihe mit dem Regeiwiderstand 43 und dem festen Einstellwiderstand 44 sowie der Batterie 45 in den Stromkreis des Kollektors 46 geschaltet ist. Die Widerstände 43 und 44 sowie die Batterie 45 sind dabei durch den Kondensator 47 überbrückt. In der Verbindung zwischen der Basis 48 und dem Pluspol der Batterie 45 liegt eine Erregerwicklung 49, die zusammen mit der Induktivität 41 des Schw-ingkreises und einer die Nutzspannung abnehmenden Spule 50 auf einen gemeinsamen verlustarmen Eisenkern gewickelt ist. Im Emitterkreis liegt noch der Widerstand 51, der zur Einstellung einer geeigneten Emittervorspannung dient.
  • Die Schaltung der weiteren Teile des Meßstromkreises, der über den Kondensator 52 an die Spule 50 angekoppelt ist, um den Meßstrom1çreis für Gleichstrom zu sperren, unterscheidet sich nicht von der Schaltung des Meßkreises in Fig. 3. Es ist lediglich an Stelle des Kondensators 33, der den festen Widerstand darstellte, hier eine Impedanz 53 mit vorwiegend ohmschem Widerstand als Eichwiderstand eingebaut, die unter Berücksichtigung der Vektorlage des inneren Widerstandes des Oszillators so gewählt ist, daß der negative Anzeigefehler bei rein kapazitiven und der positive Fehler bei stark induktiven Widerständen jeweils etwa gleich groß sind.
  • Ein Gerät nach der Schaltung gemäß Fig. 4 arbeitet, wie leicht einzusehen ist, in der gleichen Weise wie ein Gerät mit der Schaltung gemäß Fig. 3, so daß sich eine eingehende Beschreibung erübrigt.
  • In der Fig. 5 ist eine Schaltung eines sowohl für Montage- als auch für Laboratoriumszweclse geeigneten Scheinwiderstandsmeßgerätes dargestellt, das in seinem spannungserzeugenden Teil ähnlich aufgebaut ist wie das Gerät nach Fig. 3. Der Unterschied besteht jedoch darin, daß die in Fig. 3 mit 18 bezeichnete Induktivität des Schwingungskreises durch eine als Anzapfungstransformator auf einen Eisenkern gewickelte Spule 54 gebildet ist, deren Anzapfungen zu den Kontakten 56 eines AleBbereichumschalters 55 führen. Die mit den Anzapfungen der Induktivität 54 verbundenen Kontakte 56 liegen auf der einen Seite eines Hälbkreises. Ihnen gegenüber liegen weitere Kontakte 57, die mit Anzapfungen eines Spartransformators 58 verbunden sind. An diesen Spartransformator ist der das Meßgerät 37 enthaltende Meßgerätstromkreis angeschlossen. In dem Stromkreis des Meßgerätes 37 liegt ein weiterer, mit dem Meßbereichschalter 55 gekoppelter Umschalter 59, der je nach der Lage seines Umschalthebels einen der Abgleichwiderstände 60 in den Stromkreis des Meßgerätes 37 einschaltet.
  • Weitere Abweichungen gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 3 sind durch den zwischen Emitter 21 und Kollektor 26 geschalteten Elektrolytkondensator 61 gegeben, sowie dadurch, daß in Reihe mit der Batterie eine Schutzdiode 62 geschaltet ist, die den Zweck hat, den empfindlichen Transistorteil des Gerätes gegen die Auswirkungen eines versehentlichen Einsetzens der Batterie 24 mit falscher Polarität zu schützen. Der Einstellwiderstand 22 liegt bei dieser Schaltung unmittelbar in Reihe mit der Batterie 24 und dem Ausschalter 39, während in dem EmitterlSreis 21 nur ein fest einstellbarer Widerstand 63 liegt. Die beiden Kondensatoren 19 und 20 (Fig. 3) sind zu einem einzigen Kondensator 64 zusammengefaßt. Der parallel zum Spartransformator 58 gelegte Kondensator 65 ist mit der Induktivität des Spartransformators auf Resonanz für die Meßfrequenz abgestimmt. Dadurch läßt sich die Windungszahl des Spartransformators verringern, so daß der Spartransformator sehr klein gebaut werden kann. Es ist nur noch ein Gleichrichter 36 vorhanden, der den das Meßinstrument 37 durch fließenden Strom einpolig gleichrichtet. Ein parallel zu dem Instrument 37 angeschlossener Kondensator 66 dämpft die dadurch bedingten Pulsationen des durch das Instrument fließenden Stromes.
  • Die übrigen, nicht besonders erwähnten Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die entsprechenden Teile in der Fig. 3.
  • Das Gerät, dessen Schaltbild in Fig. 5 dargestellt ist, arbeitet in folgender Weise: Es wird zunächst der Meßbereichschalter 55 in die mit E bezeichnete Stellung gebracht, in der der über den Vergleichswiderstand 33 geschlossene Meßkreis geeicht werden soll.
  • Dann schließt man den Schalter 39, wobei der Transistor-Oszillator in Schwingung gerät und an der Induktionsspule 54 eine Wechselspannung erzeugt.
  • Durch Betätigen des links unten dargestellten Regelwiderstandes 22 wird nun der Zeiger des Stromuießgerätes 37 auf einen Skalenpunkt eingestellt, der als Eichpunkt markiert ist. Zum Einschalten des zu messenden Widerstandes 30 (dessen Anschlußklemmen unterhalb des Meßbereichumschalters 55 dargestellt sind) in den Meßstromkreis bewegt man nun den Meßbereichumschalter im Sinne des Uhrzeigers, wobei der Meßbereich stufenweise von 1 auf 3, dann auf 10 und auf 30 Ohm usw. bis zu dem höchsten Wert von 300 Kiloohm gesteigert wird. Bei einer bestimmten Stellung wird sich dann ein gut ablesbaren Ausschlag des Instrumentes 37 ergeben, der unter Berücksichtigung des durch die Stellung des Meßbereichumschalters gegebenen Umrechnungsfaktors die gesuchte Impedanz des Meßobjektes 30 ergibt.
  • Wie diese kurze Beschreibung zeigt, ist die Bedienung des Gerätes außerordentlich einfach. Sie kann von gänzlich ungeübten Technikern durchgeführt werden.
  • Weiterhin ist auf die folgenden Eigenheiten des neuen Scheinwiderstandsmessers hinzuweisen: Der Schwingkreis 54, 64 des Transistor-Oszillators liegt in dem nur geringen Widerstand aufweisenden Emitter-Basis-Kreis des Transistors. Der Elektrolytkondensator 61 ergibt eine sehr verlustarme und starke Kopplung dieses Kreises mit der Stromquelle (Batterie 24). Der Schwingkreis selbst besteht aus einer verlustarmen Kapazität 64 und aus einer verlustarm ausgeführten Spule 54 mit Ferritliern, deren Widerstand verhältnismäßig gering ist. Der Spartransformator 58 ist ebenfalls verlustarm ausgeführt. Das gleiche gilt für das Meßgerät 37.
  • Insbesondere der geringe Innenwiderstand des mit dem Schwingkreis 54, 64 gekoppelten Transistors 16 gestattet es, den inneren Spannungsabfall des gesamten Gerätes auf einen Wert herunterzudrücken, der eine Anzeigegenauigkeit von 2 bis 3 ovo gewährleistet, ganz unabhängig davon, ob es sich um einen kapazitiven oder induktiven Widerstand handelt, der geme!-;en werden soll. Die Schaltung der Meßbereiche erfolgt - wie aus der Fig. 5 ohne weiteres zu erkennen ist -durch abwechselnd absatzweises Schalten an den An zapfungen der Induktionsspule 54 und des Spartransformators 58. Dabei lassen sich nur jeweils ganze Windungen der Spulen ab- oder zuschalten, so daß die Spannungs-Übersetzungsverhältnisse nicht immer genau dem gewünschten Skalenfaktor 10 oder 3 entsprechen. Infolgedessen sind für die einzelnen Meßbereiche noch die kleinen Korrekturwiderstände 60 vorgesehen, die durch den mit dem Meßbereich-Wählschalter 55 unmittelbar mechanisch gekuppelten Umschalter 58 abwechselnd in den Stromkreis des Meßinstrumentes 37 gelegt werden. Mit diesen Widerständen 60 können auch die von dem tibersetzungsverhältnis und der Lage der jeweiligen Anzapfungen der Spule 54 und des Spartransformators 58 abhäw gigen Unterschiede in der Streuung ausgeglichen werden.
  • Ein wesentlicher Vorteil des Gerätes liegt darin, daß die zur Messung verwendeten Stromstärken außerordentlich gering sind, so daß auch die Eisenkernspulen (Induktionsspule 54 und Spartransformator 58) durch den schwachen durch sie hindurchfließenden Strom nur wenig verstimmt werden. Die Einstellung des Schwingkreises kann also fest erfolgen. Eine Nachregelung ist nicht erforderlich. Zur Messung verwendet man eine feste Bezugsfrequenz, z. B. 800 Hz oder besser noch 1600 Hz. Es ist jedoch leicht einzusehen, daß auch eine Umschaltung der Frequenz ohne größere Schwierigkeit möglich ist, wenn man z. B. in Reihe oder parallel zu der Kapazität des Schwingkreises eine weitere Kapazität schaltet.
  • Die inneren Widerstände im Stromkreis des Meßgerätes 37 lassen sich dadurch klein halten. daß man den Gleichrichter 36 und gegebenenfalls auch den Gleichrichter 38 als Germaniumflächendioden ausführt, die einen besonders niedrigen Durchlaßwiderstand haben. Als Batterie für das in seiner Schaltung in Fig. 5 dargestellte Gerät wird eine normale Batterie für Schwerhörigengeräte mit etwa 22 V Spannung verwendet. die in Anbetracht des sehr geringen Gesamtstroml>edarfs des Gerätes eine sehr lange Lebensdauer erreicht.
  • PATENTANSp Rt LH E: 1. Scheinwiderstandsmesser, der als einziges Meßinstrument einen vorzugsweise in Scheinwiderstands-Ohm geeichten Strommesser enthält und mit einer aus einer Batterie gespeisten Wechselspannuiigsquelle ausgestattet ist, an die der zu messende Scheinwiderstand in Reihe mit dem Strommesser angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Wechselspannungsquelle ein bei Widerstandsmessern an sich bekannter Transistor-Oszillator mit niedrigem Transistorinnenwiderstand dient und daß die dem zu messenden Scheinwiderstand und dem in Reihe mit ihm geschalteten Strommesser zugeführte Meßspannung unter Rückwirkung des Meßobjektes auf den Oszillatorschwingkreis in bei Röhrenoszillatoren bekannter Weise von dem Schwingkreis des Transistor-Oszillators abgegriffen ist.

Claims (1)

  1. 2. Scheinwiderstandsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Schwingspule des Transistor-Oszillators einen ferromagnetischen Kern aufweist.
    3. Scheinwiderstandsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scbwingspule eine Wicklung eines Transformators bildet, der den Meßkreis des Gerätes speist.
    4. Scheinwiderstandsmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingspule als Spartransformator mit Abgriffen für eine Meßbereichumschaltung ausgebildet ist, wobei das Meßinstrument über einen zweiten gleichartigen Spartransformator in den Meßkreis eingeschaltet ist.
    5. Scheinwiderstandsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch e;ine Kunstschaltung doppelt so viele Meßbereiche vorhanden sind, wie Transformatoralnzapfungen an der Schwingspule vorgesehen sind.
    6. Scheinwiderstandsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfungen derart gewählt sind, daß das Meßinstrument zwei Skalenteilungen erhält, die im Verhältnis 3 :10 stehen.
    7. Scheinwiderstandsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator des Schwingkreises des Transistor-Oszillators in zwei einzelne Kondensatoren aufgeteilt ist, zwischen denen der Meßkreis angeschlossen ist.
    8. Scheinwiderstandsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vorzugsweise als Serienresonanzkreis ausgebildeten Meßkreis ein Kondensator vorgesehen ist, der diesen Meßkreis gegen Gleichstrom sperrt.
    9. Schefnwiderstandsmesser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Eichwiderstand, der durch einen Umschalter abwechselnd mit dem zu messenden Scheinwiderstand in den Meßkreis einschaltbar ist und der Transistor-Oszillator in seinem Emitterkreis einen Regelwiderstand enthält, der ein Ein regeln der von dem Transistor-OszilPlator gelieferten Wechselspannung auf einen beim Einschalten des Eichwiderstandes an dem Meßinstrument abzulesenden Eichwert gestattet.
    10. Scheinwiderstandsmesser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Regelwiderstand im Emitterkreis des Transistor-Oszillators ein fester Begrenzungswiderstand vorgesehen ist.
    11. Scheinwiderstandsmesser nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingspulen und Transformatoren des Gerätes ferromagnetische Kerne enthalten.
    12. Scheinwiderstandsmesser nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßinstrument ein mit Gleichrichterll versehenes Gleichstrominstrument ist.
    13. Scheinwiderstandsmesser nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als den Transistor-Oszillator speisende Batterie eine bekannte Schwerhörigengerätebatterie verwendet ist.
    14. Scheinwiderstandsmesser nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis des Transistor-Oszillators auf eine Oszitllatorfrequenz von vorzugsweise 1600 Hz fest eingestellt ist.
    In Betracht gezogene D ruckschriften: Radio Mentor, Heft 5, 1950, S. 240; Wireless World, März 1954, S. 121 bis 125; Funkschau, Heft 7, 1951, S. 143/44.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3061779A (en) * 1958-02-17 1962-10-30 Newport Instr Scient And Mobil Electrical measuring instrument
DE1142955B (de) * 1961-06-29 1963-01-31 Siemens Ag Schaltung zum Messen der elektrischen Leitfaehigkeit einer Fluessigkeit, z. B. zum Bestimmen des Salzgehaltes einer Loesung

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