DE1074746B

DE1074746B - Percentage bridge

Info

Publication number: DE1074746B
Application number: DENDAT1074746D
Authority: DE
Inventors: Berlin Franz Herman
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1960-02-04

Description

Prozentmeßbrücke Wheatstone-Meßbrücken, bei denen ein Brückenzweig so angezapft ist, daß sich die Brücke um fest vorgegebene prozentuale Beträge verstimmen läßt, sind bekannt. Derartige Brücken sind überall dort einsetzbar, wo WiderstäNde möglichst schnell nach vorgegebenen Genauigkeitsklassen sortiert werden sollen.Percentage measuring bridge Wheatstone measuring bridges with a bridge branch is tapped in such a way that the bridge is out of tune by fixed percentage amounts lets are known. Such bridges can be used wherever there is resistance should be sorted as quickly as possible according to specified accuracy classes.

Das Kriterium für die Einordnung in eine bestimmte Genauigkeitsklasse ist hierbei die Größe des Galvanometerausschlages, der innerhalb zweier rechts und links vom Skalenmittelpunkt markierter Toleranzgrenzmarken liegen muß. Die obengenannten Anzapfungen des einenBrückensweiges werden vorzugsweise nur dazu benutzt, um die Brücke vorher für den j eweiligen Toleranzmeßbereich einzurichten. Dabei wird der Brückeneingangsstrom mit Hilfe eines vor die Batterie geschalteten 5 tellwiderstandes so einreguliert, daß der maximal zulässigen prozentualen Verstimmung (z. B. + 100/o) ein möglichst großer und ganzzahliger Galvanomletenausschlag (z. B. + 100 Skt) entspricht.The criterion for classification in a certain accuracy class is the size of the galvanometer deflection within two right and must lie to the left of the center of the scale of marked tolerance limit marks. The above Taps on one branch of the bridge are preferably only used to Set up the bridge beforehand for the respective tolerance measuring range. The Bridge input current with the help of a variable resistor connected upstream of the battery adjusted so that the maximum permissible percentage detuning (e.g. + 100 / o) corresponds to a galvanometer deflection that is as large and integer as possible (e.g. + 100 Skt).

Diese Ausschlagmethode wird mit Vorteil dann angewe-ndet, wenn eine große Anzahl gleicher Widerstände zu sortieren ist, so daß sich das Einrichten der Brücke lohnt. This deflection method is used to advantage when a large number of equal resistors is to be sorted, so that the setting up of the Bridge is worth it.

Ist die Stückzahl der zu untersuchenden Widerstände klein bzw., was auf dasselbe hinausläuft, ist die prozentuale Abweichung von Fall zu Fall auf einen anderen Grundwert zu beziehen, so ist dieses Verfahren ungeeignet, weil die Einrichtezeit im Vethältnis zur Meßzeit zu groß ist. Is the number of resistors to be examined small or what amounts to the same thing, the percentage variation from case to case is one To obtain another basic value, this method is unsuitable because the set-up time is too large in proportion to the time of measurement.

Für solche Fälle ist es zweckmäßig, einen Brückenzweig mit einem stetig veränderbaren Widerstand (Schleifdraht, Widerstandsraupe) auszurüsten und mit dessen Hilfe die Brücke auf Null abzugleichen. In such cases it is useful to have a bridge branch with a to equip continuously variable resistance (contact wire, resistance bead) and with the help of which the bridge can be adjusted to zero.

Dann ist die Größe des Brückeneingangsstromes von untergeordneter Bedeutung. Die Abweichung kann auf zwei bis drei Dezimlalstellen genau an der Skala dieser Widerstandsraupe abgelesen werden. Als Vergleichswi derstand wird zweckmäßigerweise ein Präzisions-Dekadenwitderstand verwendet, den man schnell auf jeden beliebigen Sollwert einstellen kann.Then the size of the bridge input current is of minor importance Meaning. The deviation can be accurate to two to three decimal places on the scale can be read from this resistance bead. As a comparison resistance is expedient uses a precision decade switch that can be quickly adjusted to any Setpoint can be set.

Ist der zu untersuchende Widerstand sehr hochohmig (z. B. ein Kohleschichtwiderstand von 10 MQ), so entsteht leicht die Schwierigkeit, einen geeigneten zuverlässigen Ver,gleichswiderstanld zu beschaffen. Is the resistance to be examined very high-resistance (e.g. a carbon film resistor of 10 MQ), the difficulty of finding a suitable reliable one easily arises To procure comparison resistance.

Als Vergleichs widerstände kommen nur drahtgewikkelte Normalwiderstände in Frage, deren zeitliche und umweltbedingte Konstanz leichter verbürgt werden kann, als dies bei hochohmigen Schichtwiderständen möglich ist.Only wire-wound standard resistors are used as comparison resistors in question whose temporal and environmental constancy can be more easily guaranteed, than is possible with high-value sheet resistors.

Bei der Prozentmeßbrücke gemäß der Erfindung sind Vorkehrungen getroffen, um diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Es wird eine auf dem Prinzip der Wheatstone-Brücke beruhende Prozentmeßíbrücke -mit Verhältniswiderstand in dem einen und mit einen einstellbarenTeilwiderstand aufweisendem Widerstand in dem anderen Brückenzweig sowie mit Prüfling und Vergleichswiderstand in den beiden weiteren Brückenzweigen benutzt. In the percentage measuring bridge according to the invention, precautions are taken to avoid these difficulties. It will be one on the principle of the Wheatstone Bridge based percentage measuring bridge -with proportional resistance in one and with one adjustable partial resistance having resistance in the other bridge branch as well as with the test item and comparison resistance in the two other bridge branches used.

Gemäß der Erfindung ist bei dieser Brücke der Verhältniswiderstand mit dekadisch gestuften Anzapfungen versehen, an denen die Meßbrücke zu dem aus einem mit Anzapfungen versehenen Stufenwiderstandsteil und einem stetig veränderbaren Widerstandsteil bestehenden Widerstand des anderen Brükkeuzweiges in ein Verhältnis zu bringen ist, das dem vorgegebenen ~ Verhältnis von als Drahtwiderstand ausgebildetem Vergleichswiderstand zu 10- oder 100-usw. mal höherohmigem Prüfling entspricht, und daß die prozentuale Abweichung des Prüflingswiderstandes von seinem Sollwert an der Prozentskala des stetig veränderbaren Widerstandsteiles nach seiner der Ntlleinstellung des in der Brückendiagonale liegenden Galvanometers dienenden=Einstellung ablesbar ist. ithnlich wie bei den gebräuchlichen Wheatstone-Meßbrücken können die Verhältniswiderstände des dem Brückenzweig mit dem Vergleichswiderstand entsprechenden Brückenzweiges so angezapft wenden, daß sich für die Auswertung des Meßergebnisses ganzzahlige, dekadisch gestufte Faktoren- (X 1, X 10, X 100) ergeben. Mit dem jeweils gewählten Faktor muß der Vergleichswiderstand multipliziert werden, bevor die Abweichung an der Prozentskala abgelesen wind. Auf diese Weise kann z. B-. ein 10-MQ-Schichtwiderstand mit einem 100-kQ-Drahtwiderstan,d verglichen werden. According to the invention, in this bridge is the ratio resistance provided with decadic taps on which the measuring bridge to the a step resistor part provided with taps and a continuously changeable one Resistance part existing resistance of the other bridge branch in a ratio is to bring that the given ~ ratio of designed as wire resistance Comparative resistance to 10 or 100 etc. times corresponds to the test object with a higher resistance, and that the percentage deviation of the test object resistance from its nominal value on the percentage scale of the continuously changeable resistance part according to its normal setting of the galvanometer located in the bridge diagonal = setting readable is. Similar to the common Wheatstone measuring bridges, the ratio resistances of the bridge branch corresponding to the bridge branch with the comparison resistance turn tapped in such a way that integer, Decadic factors (X 1, X 10, X 100) result. With the chosen Factor, the comparison resistance must be multiplied before the deviation occurs read off the percentage scale. In this way, z. B-. a 10 MQ sheet resistor can be compared to a 100 kQ wire resistor, d.

Bekannt ist die Verwendung einer Widerstandsabgleichbrücke - als Sortiergerät, mit der festgestellt werden soll, ob ider Prüfling innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen liegt oder nicht. Demgegenüber soll mit der Brückenanordnung gemäß der Erfindung die prozentuale Abweichung gemessen werden Ein Unterschied in der Ausbildung liegt insofern vor, daß zunächst mit der bekannten Widerstandsabgleichbrücke eine stufenweise Einstellung und mit der Meßbrücke gemäß der Erfindung eine stetig veränderbare Einstellung erfolgt. Die bekannte Brücke arbeitet dabei mit der Ausschlagmethode und die gemäß der Erfindung mit der Nullmethode. Das bringt den Vorteil mit sich, daß die prozentuale Abweichung bei der Meßbrücke gemäß der Erfindung unmittelbar abgelesen werden kann, während bei der bekannten Brücke die Abweichung erst aus dem Galvanometerausschlag errechnet werden müßte. Außerdem schafft die Brückenanordnung gemäß der Erfindung, wie schon erwähnt, die Möglichkeit, daß man einen sehr hoch ohmigen Prüfling (Scheinwiderstand) mit einem sehr niedrigen und daher hinsichtlich der Konstanz zuverlässigen Drahtwiderstand vergleichen kann. It is known to use a resistance adjustment bridge - as Sorting device with which it is to be determined whether the test item is within the specified Tolerance limits or not. In contrast supposed to be with the bridge arrangement according to the invention the percentage deviation can be measured A difference in The training is to the extent that initially with the known resistance adjustment bridge a step-by-step setting and, with the measuring bridge according to the invention, a steady one changeable setting takes place. The well-known bridge works with the deflection method and according to the invention with the zero method. This has the advantage that the percentage deviation in the measuring bridge according to the invention is immediate can be read, while with the known bridge the deviation is only off would have to be calculated from the galvanometer deflection. In addition, the bridge arrangement creates according to the invention, as already mentioned, the possibility that one very high ohmic test object (impedance) with a very low and therefore with regard to the constancy can compare reliable wire resistance.

Ein anderes bekanntes Gerät benutzt zur Prüfung elektrischer Widerstände eine Brückenanordnung, in der durch Veränderung eines Widerstandes in einem Brückenzweig das Verhältnis eines Widerstandes in einem anderen Brückenzweig zum Prüfling dem Verhältnis des schon erwähnten Widerstandes im ersten Brückenzweig, vermehrt um einen weiteren Widerstand dieses Brückenzweiges, zu einem Widerstand im dritten Brückenzweig angepaßt wird. Demzufolge muß, wenn man durch Änderung des genannten Widerstandes die prozentuale Abweichung bei der Nulleinstellung des Indikators ablesen will, der genannte Widerstand verschiedene Skalen entsprechend der Stellung eines im zweiten Brückenzweig vorgesehnen Schalters besitzen. Demgegenüber ist bei der Meßbrücke gemäß der Erfindung neben dem stetig veränderbaren Widerstands teil noch ein mit Anzapfungen versehener Widerstandsteil vorgesehen, so daß verschiedene Skalen am stetig veränderbaren Widerstandsteil erspart werden. Another known device is used to test electrical resistance a bridge arrangement in which by changing a resistance in a bridge branch the ratio of a resistor in another bridge branch to the test object Ratio of the already mentioned resistance in the first branch of the bridge, increased by another resistance of this bridge branch, to a resistance in the third Bridge branch is adapted. Therefore, if you change the above Resistance read the percentage deviation in the zero setting of the indicator wants, the said resistance different scales according to the position of a own switch provided in the second branch of the bridge. In contrast, the Measuring bridge according to the invention in addition to the continuously variable resistance part still a resistor part provided with taps is provided, so that different scales can be saved on the continuously changeable resistance part.

Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit (Bereichsänderung) sind bei der erfindungsgemäßen Meßbrücke außerdem auch noch die Prozentmeßlbereiche umschaltbar. Durch Verändern des mit dem stetig veränderbaren Widerstand in Reihe geschalteten Widerstandes des dem Brückenzweig mit dem Prüfling entsprechenden Brückenæweiges kann der verstimmende Einfluß des stetig veränderbaren Widerstandes verschieden groß gemacht werden. Bei dem hier beschriebenen Gerät ist der Widerstand so unterteilt, daß sich dieBrücke je nach der Stellung desBereichumschlalters um + 5 + 10 oder + 20 01o verstimmen läßt. To increase the measurement accuracy (change of range) are in the invention The measuring bridge can also be used to switch over the percentage measuring ranges. By changing of the resistor des connected in series with the continuously variable resistor the bridge branch with the test object corresponding to the bridge branch can be the detuning Influence of the continuously variable resistance can be made different. at In the device described here, the resistance is subdivided so that the bridge detune by + 5 + 10 or + 20 01o depending on the position of the range switch leaves.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des als Prozentmeßbrücke dienenden Gerätes gezeigt. In der rechten oberen Ecke der Frontplatte sind die Klem men Ba für den Anschluß der Speisebatterie befestigt, links neben der oberen dieser Klemmen sind die Klemmen R für den Vergleichswiderstand angeordnet. In Fig. 1 is an embodiment of the as a percentage measuring bridge serving device shown. The terminals are in the upper right corner of the front panel men Ba for the connection of the feed battery attached, to the left of the upper one Terminals are the terminals R for the comparison resistor.

Unter den Klemmen R liegt der Drehknopf D für die Einstellung {des stetig veränderbaren Widerstandes, um mit diesem das an die Klemmen G angeschlossene Galvanometer in die Nullstellung zu bringen. An der Prozentskala S ist dann die prozentuale Abweichung des an die Klemmen X mittels der Schnellspannklemmen Ks anschließbaren Prüflings P ablesbar.The rotary knob D for setting {des is located under terminals R continuously variable resistance, in order to use this to the connected to the terminals G. Bring the galvanometer to the zero position. On the percentage scale S is then the percentage deviation that can be connected to terminals X by means of the quick-release clamps Ks Test item P can be read.

Der Schalter Sch dient zur Änderung der Meßgenauigkeit (Bereich) der Prozentmeßbrücke, die anschließend an Hand der Fig. 2 erläutert wirtd.The switch Sch is used to change the measurement accuracy (range) of the Percentage bridge, which is then explained with reference to FIG. 2 Wirtd.

In der Fig. 2 ist die in dem beschriebenen Gerät untergebrachte Verdrahtung der Prozentmeßbrücke wiedergegeben. Der Prüfling P liegt in dem einen (Klemmen X) und der Vergleichswiderstand in dem anderen (Klemmen R) Brückenzweig. In dem dem Brückenzweig mit dem Vergleichswiderstand entsprechenden Brückenzweig liegt der Widerstand B, der sich infolge der Anzapfungen in den Teilwiderständen b1 bis bg Idarstellt. In dem dem Brückenzweig mit dem Prüfling entsprechenden Brückenzweig liegt der Widersbandi4, der sich infolge der Anzapfungen in den Teilwiderständen al bis a5 darstellt; mit ihm in Reihe liegt der durch Betätigung des Drehknopfes D stetig veränderbare Widerstand W, nach dessen Einstellung bis zum Nullausschlag des an die Klemmen G angeschlossenen Galvanometers an seiner Prozentskala die prozentuale Abweichung des Prüflingswiderstandes vom Sollwert ablesbar ist. DieAnzapfungen bd am Widerstand B geben die Möglichkeit, ein dem vorgegebenen Verhältnis von Vergleichswiderstand zu Widerstand des Prüflings entsprechendes Verhältnis, z. B. ein ganzzahliges, dekadisch gestuftes Verhältnis, einzustellen, während tdie dazwischenliegenden Anzapfungen b, mit den schon genannten Anzapfungen bd dazu dienen, die Meßgenauigkeit (Bereich) der prozentualen Abweichung zu ändern, Entsprechende Anzapfungen <Ld und ap sind am WiderstandS vorgesehen. Somit kann durch Einstellung des mit den Kontaktbrücken 1 bis 3 versehenen Schalters Sch die Meßbrücke - an das Verhältnis von P: R angepaßt und die Meßgenauigkeit (Bereich) verän;dert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in Stellung 1 des Schalters Sch das Verhältnis von P: R = 1 :1, wobei das Ergebnis der Ablesung an der Prozentskala mit 0,5 zu multiplizieren ist. Auch in deu Stellungen 2 und 3 des Schalters Sch ist das Verhältnis P : R = 1: 1, wobei das Ergebnis der Ablesung an der Prozentskala mit 1 bzw. 2 zu multiplizieren ist. In den Stellungen 4 bis 6 ist das Verhältnis P : R = 10: 1, wobei das Ergebnis Ider Ablesung an der Prozentskala mit 0,5 bzw. 1 bzw. 2 zu multiplizieren ist. In den Stellungen 7 bis 9 des Schalters Sch ist das Verhältnis P : R = 100:1, wobei das Ergebnis der Ablesung an der Prozentskala mit 0,5 bzw. 1 bzw. 2 zu multiplizieren ist. The wiring accommodated in the device described is shown in FIG the percentage measuring bridge reproduced. The test item P lies in one (Terminals X) and the comparison resistance in the other (terminals R) bridge branch. In that The bridge branch with the bridge branch corresponding to the comparison resistance is located Resistance B, which is due to the taps in the partial resistances b1 to bg I shows. In the bridge branch corresponding to the bridge branch with the test object lies the resistance bandi4, which is due to the taps in the partial resistances a1 to a5 represents; in series with it is the one operated by the rotary knob D continuously variable resistance W, after setting it up to zero deflection of the galvanometer connected to terminals G, the percentage scale on its percentage scale Deviation of the test object resistance from the nominal value can be read. DieTapfungen bd at resistor B give the possibility of a given ratio of comparison resistance Corresponding ratio to the resistance of the test object, e.g. B. an integer, decadic stepped ratio to adjust while t the taps in between b, with the already mentioned taps bd serve to improve the measuring accuracy (range) to change the percentage deviation, the corresponding taps are <Ld and ap provided on resistor S. Thus, by setting the with the contact bridges 1 to 3 provided switch Sch the measuring bridge - adapted to the ratio of P: R and the measurement accuracy (range) can be changed. In the present embodiment If switch Sch is in position 1, the ratio of P: R = 1: 1, whereby the result the reading on the percentage scale is to be multiplied by 0.5. Also in German positions 2 and 3 of switch Sch is the ratio P: R = 1: 1, where the result is the The reading on the percentage scale must be multiplied by 1 or 2. In the positions 4 to 6 is the ratio P: R = 10: 1, with the result I of the reading on the The percentage scale is to be multiplied by 0.5 or 1 or 2. In positions 7 to 9 of the switch Sch is the ratio P: R = 100: 1, where the result of the reading must be multiplied by 0.5, 1 or 2 on the percentage scale.

Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ist W~58Q, at=116Q, a2=145Q, as=290Q, bl und b2 = 1,45 Q, b3 = 2,9 Q, b4 = 8,7 Q, b5 =14,5 b6 = 29 Q, b7 = 87 Q, b5=145 Q, bg = 290 Q. In the chosen embodiment, W ~ 58Q, at = 116Q, a2 = 145Q, as = 290Q, bl and b2 = 1.45 Q, b3 = 2.9 Q, b4 = 8.7 Q, b5 = 14.5 b6 = 29 Q, b7 = 87 Q, b5 = 145 Q, bg = 290 Q.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Based on the principle of the Wbeatstone bridge Percentage bridge with proportional resistance in one and with an adjustable one Partial resistance exhibiting resistance in the other bridge branch as well as with the test object and comparison resistance in the two other bridge branches, characterized in that that the ratio resistance (B) - provided with decadic taps (bd) at which the measuring bridge to the step resistance part provided with taps (ad) g4) and a continuously changeable part of the wild animals (W) existing resistance of the to bring other bridge branches into a ratio (1: 1 or 1:10 or 1: 100) is that of the specified ratio of the comparison resistor designed as a wire resistor (Terminals R) to 10 or 100 etc. times higher resistance test object (terminals X: sheet resistance) corresponds, and that the percentage deviation of the test object resistance from his Setpoint on the percentage scale of the continuously variable resistance part (W) its the zero setting the one lying in the diagonal of the bridge Galvanometer serving setting is readable.

2. Percentage bridge according to claim 1, characterized in that The step resistor part (A) of the other bridge arm, which is provided with taps (ad) with further taps (ap) and the one already equipped with taps (bd) Resistance (B) of one branch of the bridge with another between the already existing ones Taps (bd) lying taps (bp) is provided in such a way that tapping to the tap between the two branches, the measuring accuracy (range) changes Resistance ratios result.

3. Percentage bridge according to claim 2, characterized in that the taps of the stands are arranged in such a way that initially the change the taps serving for measuring accuracy follow one another, which are then addressed in repeating sequence in each case to be changed according to the specified Connect taps serving for ratio.

4. Percentage bridge according to claim 3, characterized in that to adjust to the different taps of the resistances of both bridge branches a single switch is used.

Documents considered: German Patent No. 943 072; Swiss Patent No. 252160; British Patent No. 743 223.