DE1061898B - Verfahren und Vorrichtung zur Pruefung und/oder Sortierung von spannungsabhaengigen Widerstaenden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Pruefung und/oder Sortierung von spannungsabhaengigen WiderstaendenInfo
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
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Description
DEUTSCHES
Es sind Widerstandstnaterialien bekannt, deren Widerstandskennlinie nicht dem Ohmschen Gesetz
gehorcht, sondern einen nichtlinearen Verlauf zeigt. Unter diesen nichtlinearen Widerständen bilden die
spannungsabhängigen Widerstände eine besondere Gruppe. Im allgemeinen besteht deren Kennlinie aus
einer Exponentialkurve.
Bei der Prüfung derartiger Widerstände treten vornehmlich zwei verschiedene Aufgaben auf. Durch die
Herstellungart bedingt, ergeben sich bei den genannten spannungs abhängigen Widerständen große Streuungen
der elektrischen Daten bei der Fertigung. Für einen Verbraucher derartiger Widerstände ist es daher
notwendig, eine Prüfung der Widerstände auf ihre elektrischen Eigenschaften innerhalb bestimmter
Toleranzen vorzunehmen, und anschließend eine Sortierung vorzusehen.
Die zweite Aufgabe besteht darin, bei spannungsabhängigen Widerständen deren Kennlinie nicht bekannt
ist, die Konstanten zu bestimmen.
Bisher erfolgte die Prüfung dadurch, daß eine definierte Prüfspannung an den Prüfling angelegt und
der durch ihn fließende Strom gemessen wurde. Bei dieser einfachen Prüf methode treten jedoch schwerwiegende
Fehler auf, da die spannungsabhängigen Widerstände durch die Stromwirkung formiert werden,
wobei eine Gleichrichterwirkung auftritt. Es besteht dann ein Sperr- und ein Durchlaßwiderstand,
während die gewünschten eindeutigen Zusammenhänge zwischen Spannung und Strom nicht mehr gemessen
werden können. Außerdem entstehen durch den sehr großen Temperaturkoeffizienten Meßfehler
dadurch, daß die zu prüfenden Widerstände zufolge des Gleichstromes erwärmt werden und dann ihren
Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur ändern. Ein weiterer Nachteil dieser Methode, bei
welcher der Strom durch den Prüfling im Niederstrombereich lediglich bei einer Spannung gemessen
wird, besteht darin, daß kein Schluß auf die Spannungsabhängigkeit des Prüflings, d. h. auf seine
Kennlinie, daraus gezogen werden kann.
Zur Prüfung von spannungsabhängigen Widerständen, insbesondere für Überspannungsableiter, ist
ein Verfahren bekannt, bei welchem neben einem Hochstromprüfstoß relativ kurzer Dauer ein zweiter
Prüfstromstoß relativ langer Dauer gleichzeitig auf den Prüfling gegeben wird. Da bei diesen Stromstößen
die Spannungen Undefiniert sind, müssen die entsprechenden Spitzenströme und Spitzenspannungen mit
vier Instrumenten gemessen werden. Diese Prüfung eignet sich daher wegen des notwendigen Aufwandes
und der Schwierigkeiten des Meßverfahrens nicht zur Serienprüfung durch Hilfskräfte.
Die Erfindung beseitigt die Mangel und Nachteile
Die Erfindung beseitigt die Mangel und Nachteile
Verfahren und Vorrichtung
zur Prüfung und/oder Sortierung
von spannungsabhängigen Widerständen
Anmelder:
Max Grundig,
Fürth (Bay.), Kurgartenstr. 37
Fürth (Bay.), Kurgartenstr. 37
Karl Remmann, Fürth (Bay.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
der bisher bekannten Prüfverfahren und ermöglicht auf einfache Weise durch ungelernte Kräfte eine
schnelle Prüfung und Sortierung von spannungsabhängigen' Widerständen. Erfindungsgemäß wird
dies dadurch erreicht, daß unmittelbar nacheinander kurzzeitig, mehrere wahlweise einstellbare, konstante
P ruf spannungen an den Prüfling gelegt werden und daß der jeweils sich ergebende Strom durch den Prüfling
mit einem Normalwert verglichen und eventuell angezeigt wird und daß in Abhängigkeit vom Vergleich
Anzeige- und/oder Sortiervorrichtungen gesteuert werden.
Durch das Anlegen genau definierter einstellbarer konstanter Spannungen, die automatisch nacheinander
wirksam werden und die Anzeige bzw. den Vergleich der den Spannungen zugehörigen Ströme werden zwei
Punkte der Kennlinie des Prüflings ermittelt. Daraus lassen sich sofort die Konstanten ablesen bzw. berechnen.
Bekanntlich ist die Strom-Spannungs-Kennlinie eines spannungsabhängigen Widerstandes im doppel-
4-0 logarithmischen Koordinatensystem als Gerade darstellbar.
Eine Gerade ist durch zwei Punkte bestimmbar. Daher genügt es für zwei Prüfspannungen die
entsprechenden Ströme zu ermitteln.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht
Φ5 somit zwei verschiedene Betriebsweisen. Einerseits
wird bei fest eingestellten Prüfspannungen der Prüfstrom durch den Prüfling, dessen technische Daten
auf Toleranzhaltigkeit untersucht werden sollen, mit einem festen den Solldaten entsprechendem Strom
verglichen. Bei Abweichungen des Prüfstromes vom Sollwert, sofern die Differenz größer ist als der
Toleranzbereich, werden Anzeige-, Steuer- und/oder Sortiereinrichtungen betätigt. Die zweite Prüfmöglichkeit
besteht darin, daß bei einem Prüfling dessen
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Kenndaten unbekannt sind bei einem voreinstellbaren Strom durch Abänderung-der Prüf spannungen jene
Spannungen gesucht werden, bei welcher der Strom seinen Sollwert erreicht.
Der Vergleich des Prüfstromes mit einem Vergleichstrom wird dabei gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
dadurch ermöglicht, daß mit Hilfe von Relaisschaltungen zwei verschieden hohe elektronisch
Stabilisierte Gleichspannungen kurzzeitig an den Prüfling gelegt werden und daß automatisch mit der
Umschaltung der Prüfspanntmgen Widerstände der Vergleichsanordnung parallel geschaltet werden, derart,
daß der Strom durch die Vergleichsanordnung unabhängig von der angelegten Spannung konstant
bleibt. Zur Ermittlung der Kenndaten eines in seinen Konstanten unbekannten Prüflings werden die Prüfspannungen,
die abwechselnd an den Prüfling gelegt werden, von Hand so lange verändert, bis ein voreinstellbarer
Strom durch den Prüfling fließt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung, welche beispielsweise eine Vorrichtung
zur Prüfung und/oder Sortierung von spannungsabhängigen Widerständen zeigt, näher erläutert. In
der Zeichnung sind die zur Erläuterung der Erfindung nicht notwendigen Teile des Prüfgerätes, wie Netzspannungsversorgung
u. dgl., nicht eingezeichnet. Bei der Serienprüfung von spannungsabhängigen Widerständen
eines Typs, dessen Konstanten bekannt sind und deren Toleranzhaltigkeit geprüft werden soll,
•befinden sich die Schalter und Relais im Ruhezustand in den eingezeichneten Stellungen. Durch Betätigung
der Taste 1 wird ein Relais 2 in Wirksamkeit gebracht. Durch einen Arbeitskontakt 3 wird die positive Betriebsspannung
von der Spannungsquelle 4 an die Anoden der verwendeten Röhren angelegt. Dabei
bilden die Röhren 5, 6, 7 und 8 eine an sich bekannte
elektronisch stabilisierte Gleichspannungsquelle. 'Gleichzeitig mit dem Arbeitskontakt 3 wird ein
weiterer Kontakt 9 des Relais 2 umgeschaltet, wodurch sich ein Kondensator 10 über einen Widerstand 11
und zwei weitere Relais 12 und 13 entlädt. Dabei Tiaben die beiden Relais 12 und 13 unterschiedliche
Zeitkonstanten. Das Relais 12 weist eine Zeitkonstante Von ungefähr 100 msec, und das Relais 13 von etwa
200 msec auf. Durch den Kontakt 14 des Relais 12 "das zuerst anzieht, wird die höhere der beiden Prüfspannungen,
die mit Hilfe des veränderbaren Widerstandes (Potentiometer) 15 eingestellt werden kann,
über den Schalter 16 an das Gitter 17 der Röhre 6 gelegt. Dadurch stellt sich über dem zu untersuchenden
spannungsabhängigen Widerstand (Prüfling 18) eine genau definierte Spannung ein. Die Spannungsquelle für den Prüfling 18 weist dabei einen sehr
niedrigen Innenwiderstand auf. Durch das Relais 13 wird ein Arbeitskontakt 19 betätigt, welcher den
Stromkreis durch den Prüfling über die Wicklung 42 eines hochempfindlichen Relais 20 schließt. Gleichzeitig
wird durch einen -weiteren Kontakt 21 des Relais 12 ein Nebenschlußwiderstand 22 zu einer
Relaisspule parallel geschaltet. Nach etwa 0,1 Sekunde fällt das Relais 12 ab. Dadurch stellt sich über dem
veränderbaren Widerstand 23 eine niedrige Prüfspannung im Zusammenwirken mit der Röhre 6 über den
Prüfling 18 ein. Gleichzeitig öffnet sich der Arbeitskontakt 21., und der gesamte Strom durch den Prüfling
IS fließt lediglich durch die eine Spule des Relais 20. Der Parallelwiderstand 22 ist dabei derart
bemessen, daß der Strom durch die Wicklung 42 des Relais 20 auch bei Variation der Prüfströme im Verhältnis
10:1 konstant bleibt. Nach 0,2 Sekunden fällt auch das Relais 13 ab und beendet dadurch den Prüfvorgang.
Das Relais 20 weist eine Kompensationswicklung 24 auf. Diese wird über einen einstellbaren
Widerstand 25 von einem bestimmten Strom durchflosse^ Der Widerstand 25 wird dabei so eingestellt,
daß die Amperewindungen der beiden Spulen des Relais 20 gleich sind und sich bei Sollstrom durch den
Prüfling gegenseitig aufheben. Mit Hilfe des voreinstellbaren Widerstandes 25 wird daher der entsprechende
Strom durch den Prüfling festgelegt, bei welchem keine Abweichung angezeigt wird. Wenn
jedoch der Strom durch den Prüfling 18 vom Sollwert abweicht, wird der mittlere Kontakt 26 des Relais 20
entweder den Kontakt 27 oder den Kontakt 28 schließen. Dadurch wird, wie im Ausführungsbeispiel
gezeichnet, eines der beiden Stromtore 29 bzw. 30 gezündet. In deren Anodenkreisen befindet sich je ein
Relais 31 bzw. 32. Die Relais 31 und 32 weisen je einen Umschaltkontakt 33 bzw. 34 auf. In Ruhestellung
der beiden Relais 31 und 32 leuchtet die Signallampe 35,, beispielsweise grün. Sobald eines der
Relais 31 oder 32 erregt wird, werden die Kontakte 33 bzw. 34 geschlossen, wodurch die Lampe 35 erlischt
und eine der Lampen 36 bzw. 37 aufleuchtet.
Zur sinnfälligen Anzeige werden die Lampen 36 bzw. 37 z. B. rotleuchtend ausgeführt. Es ergibt sich somit
eine Anzeige, die erkennen läßt, ob der jeweils geprüfte Prüfling mit seinen Kenndaten innerhalb oder
außerhalb der ±-Toleranzen liegt.
Durch Öffnen des Schalters 1 fällt das Relais 2 ab, wodurch der Kontakt 3 geöffnet und der Kontakt 9
umgeschaltet wird. Gleichzeitig damit fallen auch alle andern Relais wieder ab, und ein neuer Prüfvorgang
kann eingeleitet werden. Durch die jeweils nur 0,1 Sekunde betragende Prüfdauer mit einer bestimmten
Spannung tritt noch keine beachtenswerte Erwärmung des Prüflings "ein, und daher wird der eindeutige
Zusammenhang zwischen Prüfstrom und Prüfspannung erhalten. Es fallen daher auch die Meßfehler,
welche durch den hohen Temperaturkoeffizienten der spannungsabhängigen Widerstände bedingt sind, weg.
Die hohen Temperaturkoeffizienten bewirken nämlich eine Änderung seiner Eigenschaften sobald durch den
den Prüfling durchfließenden Prüfstrom eine Erwärmung auftritt. Es ist ohne weiteres möglich, durch die
Relais 3-1 bzw. 32 (in der Zeichnung nicht dargestellt) weitere Schaltkontakte zur Betätigung von Sortiereinrichtungen,
Weichen u. dgl. anzubringen.
Zur Einstellung des Gerätes auf die Daten eines bestimmten Prüflings werden die Prüfspannungen zunächst
mit Hilfe der veränderbaren Widerstände 15 und 23 eingestellt, wobei die eingestellten Spannungen
am Spannungsmesser 38 abgelesen werden. Dazu wird zunächst der Schalter 16 umgeschaltet und die
niedrigere Spannung am Widerstand 23 eingestellt. Anschließend wird der Schalter 39 umgelegt und mit
Hilfe des Potentiometers 15 die höhere Spannung festgelegt.
Eine weitere Verbesserung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
besteht darin, daß an Stelle des Relais 20 zwei an sich bekannte Impulsformerstufen (z. B. Schmidt-Trigger-Stufen)
vorgesehen werden. In Reihe mit dem Prüfling 18 wird ein Arbeitswiderstand eingeschaltet und
der an diesem durch den Prüfstrom auftretende Spannungsabfall dient zur Steuerung des Steuergitters der
Impulsformerstufe. Durch geeignete Einstellung des Arbeitspunktes der Impulsformerstufe ist es möglich,
diese bei einem beliebig wählbaren Amplitudenwert,
d. h. bei einem ganz bestimmten Prüfstrom zum An-
Claims (7)
1. Verfahren zur Prüfung und/oder Sortierung von spannungsabhängigen Widerständen nach der
Strom-Spannungs-Methode, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nacheinander kurzzeitig,
mehrere wahlweise einstellbare, konstante Prüfspannungen an den Prüfling gelegt werden und
daß der jeweils sich ergebende Strom durch den Prüfling mit einem Normalwert verglichen und
eventuell angezeigt wird und daß in Abhängigkeit vom Vergleich Anzeige- und/oder Sortiereinrichtungen
gesteuert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von Relaisschaltungen
zwei verschieden hohe, elektronisch stabilisierte Gleichspannungen kurzzeitig an den Prüfling
gelegt werden, daß automatisch mit der Umschaltung der Prüfspannung Widerstände der Vergleichsanordnung
parallel geschaltet werden, derart, daß der Strom durch die Vergleichsanordnung unabhängig von der angelegten Spannung konstant
bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die P ruf spannungen derart an den
Prüfling gelegt und variiert werden, daß ein voreinstellbarer Strom durch den Prüfling fließt.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine stabilisierte Gleichspannungsquelle, deren Ausgangs spannung
durch Potentiometer wahlweise einstellbar ist und von einem Meßinstrument angezeigt wird, ferner
durch Schaltmittel, welche in Abhängigkeit von der Entladung einer Kapazität die eingestellten
Spannungen wahlweise kurzzeitig nacheinander an den zu prüfenden spannungsabhängigen Widerstand
legen und diese Schaltmittel gleichzeitig bei der Umschaltung der P ruf spannungen einen
Parallelwiderstand zur Vergleichsanordnung zu- bzw. abschalten, und daß ferner stromabhängige
einstellbare Schaltmittel vorgesehen sind, z. B. Relais mit Kompensationswicklungen, welche je
nach der Abweichung vom Sollwert des Prüf Stroms weitere vorgesehene Schaltstufen zur Anzeige-
und/oder Sortierung steuern.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel zur wahlweisen
Umschaltung der Prüfspannungen und des Widerstandes vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu steuernden Schaltstufen
zur Anzeige aus Stromtoren bestehen, in deren Anodenkreis Relais angeordnet sind, welche
Anzeigemittel, z. B. Glimmlampen od. dgl., und/ oder Sortiereinrichtung zum Ansprechen bringen.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die stromabhängigen Schaltelemente aus Impulsformerstufen bestehen, die durch den Spannungsabfall
an einem in Reihe zum Prüfling geschalteten Widerstand gesteuert werden und die Anzeige bzw. die Vorrichtungen auslösen.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 536 581.
Britische Patentschrift Nr. 536 581.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 909 578/184 7.59
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DEG26122A DE1061898B (de) | 1959-01-08 | 1959-01-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Pruefung und/oder Sortierung von spannungsabhaengigen Widerstaenden |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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---|---|
DE1061898B true DE1061898B (de) | 1959-07-23 |
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DEG26122A Pending DE1061898B (de) | 1959-01-08 | 1959-01-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Pruefung und/oder Sortierung von spannungsabhaengigen Widerstaenden |
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---|---|
DE (1) | DE1061898B (de) |
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GB536581A (en) * | 1939-10-17 | 1941-05-20 | Donald George Ashcroft | Improvements in or relating to the grading of electrical resistances, and articles comprising them |
-
1959
- 1959-01-08 DE DEG26122A patent/DE1061898B/de active Pending
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