DE1103458B

DE1103458B - Directly displaying ohmmeter with switchable measuring ranges

Info

Publication number: DE1103458B
Application number: DEH36948A
Authority: DE
Inventors: Donald E Norgaard
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1958-08-18
Filing date: 1959-07-17
Publication date: 1961-03-30

Description

Direkt anzeigendes Ohmmeter mit umschaltbaren Meßbereichen Die Erfindung betrifft ein direkt anzeigendes Ohmmeter mit mehreren umschaltbaren Meßbereichen. Directly displaying ohmmeter with switchable measuring ranges The invention relates to a direct reading ohmmeter with several switchable measuring ranges.

Durch die Erfindung soll vor allem ein genau anzeigendes Ohmmeter mit einem weiten Meßbereich und nur einer für alle Meßbereiche verwendbaren Skaleneinteilung geschaffen werden. Dabei sollen einerseits die Fehler ausgeschaltet werden, die bei der Messung niedriger Widerstände durch den Widerstand der Zuleitungen entstehen können, und andererseits die Fehler, die bei der Messung sehr hoher Widerstände durch den Nebenschlußwiderstand des Anzeigeinstrumentes verursacht werden.The invention is primarily intended to provide an ohmmeter with an accurate reading with a wide measuring range and only one scale division that can be used for all measuring ranges be created. On the one hand, the errors should be eliminated when measuring low resistances caused by the resistance of the leads and on the other hand the errors that occur when measuring very high resistances caused by the shunt resistance of the indicating instrument.

Es ist bereits ein direkt anzeigendes Ohmmeter mit zwei Meßbereichen und mit einem an einer konstanten Spannung liegenden Spannungsteiler bekannt, bei dem der Einfluß des Widerstandes der Zuleitungen dadurch ausgeschaltet wird, daß der für einen bestimmten Bereich vorgesehene Bereichswiderstand des Spannungsteilers um angenähert den halben Zuleitungswiderstand kleiner bemessen wird als der Widerstand, der beim Anschluß an die Meßklemmen den halben Skalenausschlag des Anzeigeinstruments ergeben soll. It is already a direct reading ohmmeter with two measuring ranges and known with a voltage divider connected to a constant voltage which the influence of the resistance of the leads is eliminated in that the range resistance of the voltage divider intended for a specific range is approximately half the lead resistance smaller than the resistance, half the scale deflection of the display instrument when connected to the measuring terminals should result.

I)ie bekannte Anordnung benötigt jedoch für jeden Meßbereich einen vollständigen, getrennten Spannungsteiler. Da die für derartige Meßinstrumente verwendeten Präzisionswiderstände verhältnismäßig teuer sind, wäre es wesentlich zweckmäßiger, nur die Bercichswiderstände umzuschalten, während der andere Zweig des Spannungsteilers allen Meßbereichen gemeinsam ist. Die bekannte Schaltung eignet sich auch nicht für Meßbereiche mit größeren Widerstandswerten.I) he known arrangement, however, requires one for each measuring range complete, separate voltage divider. As those used for such measuring instruments Precision resistors are relatively expensive, it would be much more useful to only to switch the range resistors while the other branch of the voltage divider is common to all measuring ranges. The known circuit is also not suitable for measuring ranges with larger resistance values.

Durch die Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Schaltung vermieden werden. Ein direkt anzeigendes Ohmmeter mit einer von einer konstanten Spannung gespeisten Spannungsteilerschaltung mit mehreren Bereichswiderständen, die verschiedenen mit derselben Skaleneinteilung ablesbaren Meßbereichen zugeordnet und über zwei parallel zu dem Voltmeter liegende, für den Anschluß des Prüflings dienende Klemmen anschaltbar sind und die ferner gleich dem den halben Ausschlag des Voltmeters ergebenden Widerstand, vermindert um einen Teil des Widerstandes der Zuleitungen, bemessen sind im Sinne der Eliminierung desselben, ist gemäß der Erwindung dadurch gekennzeichnet, daß die Bereichswiderstände innerhalb der Spannungsteilerschaltung eine Reihenschaltung mit Abgriffen für den Zuleitungsanschluß bilden, daß die Widerstandssumme aus den in dem jeweils vorliegenden Meßbereich abgegriffenen B ereichswi derständen, zuzüglich der Widerstände der Zuleitungen sowie etwaiger damit in Reihe liegender Vorschaltwiderstände für das Voltmeter, gleich dem den halben Voltmeterausschlag er- gebenden Widerstand ist und daß parallel zu dem im niedrigsten Meßbereich nicht abgegriffenen Teil der Bereichswiderstands-Reihenschaltung ein Nebenschlußzweig vorgesehen ist, der widerstandsmäßig so bemessen ist, daß das Voltmeter bei offenen Prüfklemmen Vollausschlag anzeigt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Widerstandssumme ganz allein gleich dem (a-1)-fachen des den(a1)-fachen Teil des Voltmeter-Vollausschlages ergebenden Widerstandes sein, während für das obenerwähnte Ohmmeter nur a=2 bekannt ist. The invention is intended to address the disadvantages of the known circuit be avoided. A direct reading ohmmeter with one of a constant Voltage-fed voltage divider circuit with several range resistors, assigned to the different measuring ranges that can be read off with the same scale graduation and two parallel to the voltmeter for connecting the test item Serving terminals can be switched on and which are also equal to half the deflection the resistance resulting from the voltmeter, reduced by a part of the resistance of the supply lines, are dimensioned in the sense of the elimination of the same, is according to the The invention is characterized in that the range resistors are within the voltage divider circuit form a series circuit with taps for the supply connection that the resistance sum from the range resistances tapped in the respective measuring range, plus the resistances of the supply lines and any in series with them Series resistors for the voltmeter, equal to half the voltmeter deflection he- giving resistance and that parallel to that in the lowest measuring range is not tapped part of the range resistor series circuit is a shunt branch is provided, the resistance is such that the voltmeter is open Test clamp shows full deflection. According to a development of the invention, can the sum of the resistance alone equals the (a-1) -fold of the (a1) -fold part of the voltmeter full deflection, while for the above Ohmmeter is known only to a = 2.

Für Meßbereiche, bei denen der Innenwiderstand des Voltmeters nicht mehr vernachlässigbar ist, werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zusätzliche, im Spannungsteiler gelegene und durch einen Bereichsumschalter in Serie zu dem die Meßspannung erzeugenden Teil des Spannungsteilers schaltbare Kompensationswiderstände vorgesehen, deren Größe so bemessen ist, daß an ihnen derselbe Spannungsabfall auftritt wie an dem zwischen Spannungsteiler und den Prüfklemmen liegenden Serienwiderstand infolge des durch das Meßgerät bei offenen Prüfklemmen fließenden Stromes. For measuring ranges in which the internal resistance of the voltmeter is not is more negligible, according to a further feature of the invention, additional, located in the voltage divider and through a range switch in series to which the Measurement voltage generating part of the voltage divider switchable compensation resistors provided, the size of which is such that the same voltage drop occurs across them like the series resistance between the voltage divider and the test terminals as a result of the current flowing through the measuring device when the test terminals are open.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden, dabei bedeutet Fig. 1 ein PrinzipschaltbiLd eines Ohmmeters zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde liegenden Probleme und Fig. 2 ein Schaltbild einer speziellen Ausführungsform eines Ohmmeters nach der Erfindung. The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings, 1 means a basic circuit diagram of an ohmmeter to explain the the problems underlying the invention and FIG. 2 is a circuit diagram of a specific Embodiment of an ohmmeter according to the invention.

Das Ohmmeter nach Fig. 1 enthält eine Spannungsquelle 5, eine Reihe von Bereichswiderständen 7, 8 und 9, einen Meßbereichsschalter 10, ein Voltmeter 11 und zwei Zuleitungsdrähte 13 und 15, die zu einem zu messenden Widerstand 17 führen. The ohmmeter according to FIG. 1 contains a voltage source 5, a series of range resistors 7, 8 and 9, a range switch 10, a voltmeter 11 and two lead wires 13 and 15, which lead to a resistance to be measured 17 to lead.

Es sei angenommen, daß der innere Widerstand der Spannungsquelle 5 Null, der des Voltmeters Unendlich und der Widerstand der Zuleitungen 13 und 15 ebenfalls Null sei. Die von dem Instrument 11 angezeigte Spannung T ist dann: wenn E die Spannung der Spannungsquelle 5, R7 die Größe des Widerstandes 7 und R17 die Größe des zu messenden Widerstandes 17 ist. Die Spannung 1' ist also eine Funl;tion des Widerstandes 17 des Prüflings, und die Skala des Voltmeters 11 kann entsprechend geeicht werden.It is assumed that the internal resistance of the voltage source 5 is zero, that of the voltmeter is infinite and the resistance of the leads 13 and 15 is also zero. The voltage T indicated by the instrument 11 is then: if E is the voltage of voltage source 5, R7 is the size of resistor 7 and R17 is the size of resistor 17 to be measured. The voltage 1 'is therefore a function of the resistance 17 of the test object, and the scale of the voltmeter 11 can be calibrated accordingly.

Spannungsquellen mit einem vernachlässigbar kleinen Innenwiderstand sind jedoch in der Praxis schwierig zu verwirklichen, und Voltmeter mit einem sehr hohen Innenwiderstand sind verhältnismäßig teuer, Außerdem haben die Zuleitungsdrähte 13 und 15 in der Praxis immer einen endlichen Widerstand. Voltage sources with a negligibly small internal resistance however, are difficult to achieve in practice, and voltmeter with a very high internal resistance are relatively expensive. In addition, the lead wires have 13 and 15 always have a finite resistance in practice.

Wenn der Widerstand 17 von der Größenordnung eines Ohms ist, kann der Widerstand der Zuleitungsdrähte bei der Messung kleiner Widerstände erhebliche Aleßfehler verursachen, da das Voltmeter 11 die Summe der Widerstände der Drähte 13 und 15 und des Widerstandes 17 anzeigt. Ist der Widerstand des Prüflings 17 dagegen verhältnismäßig hoch, so kann auch der kleine Strom, der durch das Voltmeter 17 fließt, den NIefiwert unzulässig verfälschen.If the resistance 17 is of the order of an ohm, then can the resistance of the lead wires when measuring small resistances is considerable Cause measurement errors as the voltmeter 11 is the sum of the resistances of the wires 13 and 15 and the resistor 17 indicates. Is the resistance of the test object 17 against it relatively high, so the small current that can flow through the voltmeter 17 flows, falsify the negative value in an impermissible manner.

Bei dem Ohmmeter nach Fig. 2 sind nun Maßnahmen zur Kompensation des Einflusses des Widerstandes der Zuleitungen bei kleinen zu messenden Widerständen und des Einflusses des endlichen Widerstandes des Voltmeters bei großen zu messenden Widerständen vorgesehen. Das Meßinstrument des Ohmmeters benötigt also nur eine Widerstandsskala und liefert sowohl bei sehr großen als auch bei sehr kleinen Widerstaudswerten des Prüflings sehr genaue Messungen. In the ohmmeter according to FIG. 2, there are now measures for compensation the influence of the resistance of the leads in the case of small resistances to be measured and the influence of the finite resistance of the voltmeter for large ones to be measured Resistors provided. The ohmmeter's measuring instrument only needs one Resistance scale and provides both very large and very small resistance values of the test object very precise measurements.

Das Ohmmeter nach Fig. 2 enthält eine Spannungs-(luelle 18, die beispielsweise einen Glimmstabilisator 21 mit einem Vorschaltwiderstand 19 und einen einstellbaren Widerstand 23 enthalten kann. An den mit einem Pluszeichen und einem 3,linuszeichen versehenen Zuleitungen ist eine geeignete Gleichspannungsquelle angeschlossen. Der positive Pol der Spannungsquelle 18 ist mit der negativen Klemme 27 über in Reihe geschaltete Widerstände 29, 31, 33, 35, 37 und 39 verbunden, Parallel zu den Widerständen 29, 31, 33, 35 und 37 liegt ein Widerstand41. Der Verbindungspunkt 43 der Widerstände 37 und 39 ist unmittelbar an einen feststehenden Kontakt eines Meßbereichumschalters 45 angeschlossen. Dieser Kontakt entspricht dem niedrigsten Widerstaudsbereicb des Öllmmeters. Der Verbindungspunkt 47 der Widerstände 35 und 37 ist unmittelbar an dem festen Kontal;t für die nächsthöhere Dekade des Bereichsumschalters 45 angeschlossen. Der Verbindungspunkt49 der Widerstände und 35 liegt am festen Kontakt für die nächsthöhere Dekade (beispielsweise 100 Ohm) und über die Widerstände 51, 53, 55 bzw. 57 an den Kontakten für die vier nächsten Widerstandsdekaden (beispielsweise 1, 10, 100kOhm bzw. 1 MOhm). Der Verbindungspunkt 59 der Widerstände 31 und 33 ist über einen Widerstand 61 an den Schalterkontakt fiir die nächsthöhere Widerstandsdekade (beispielsweise 10 MOhm) des Bereichsumschalters 45 angeschlossen, während der Verbindungspunkt 63 der Widerstände 29 und 31 über einen Widerstand 65 an dem Kontakt für die höchste Widerstandsdekade (beispielsweise 100 MOhm) liegt. The ohmmeter of Fig. 2 contains a voltage (source 18, for example a glow stabilizer 21 with a series resistor 19 and an adjustable one Resistor 23 may contain. On those with a plus sign and a 3, linus sign A suitable DC voltage source is connected to the supply lines provided. Of the The positive pole of the voltage source 18 is connected to the negative terminal 27 in series switched resistors 29, 31, 33, 35, 37 and 39 connected in parallel with the resistors 29, 31, 33, 35 and 37 there is a resistance41. The connection point 43 of the resistors 37 and 39 are directly connected to a fixed contact of a measuring range switch 45 connected. This contact corresponds to the lowest resistance range Oil mmeters. The connection point 47 of the resistors 35 and 37 is immediately on the fixed Kontal; t connected for the next higher decade of the range switch 45. The connection point 49 of the resistors and 35 is at the fixed contact for the next higher Decade (for example 100 ohms) and via the resistors 51, 53, 55 and 57 to the Contacts for the next four decades of resistance (e.g. 1, 10, 100kOhm or 1 MOhm). Of the Connection point 59 of resistors 31 and 33 is via a resistor 61 to the switch contact for the next higher decade resistance (for example 10 MOhm) of the range switch 45 is connected, while the connection point 63 of the resistors 29 and 31 through a resistor 65 at the contact for the highest Resistance decade (for example 100 MOhm).

Der Schalter 45 besitzt weiterhin einen beweglichen Schaltarm 67, der nach Wunsch auf einen der festen Kontakte eingestellt werden kann. Der Schaltarm 67 ist über eine Zuleitung 69 mit einer Prüfklemme 73 verbunden, der endliche Widerstand dieser Zuleitung ist als konzentrierter Widerstand 71 eingezeichnet. The switch 45 also has a movable switching arm 67, which can be set to one of the fixed contacts if desired. The switch arm 67 is connected to a test terminal 73 via a lead 69, the finite resistance this lead is shown as a concentrated resistor 71.

Die andere Prüfklemme 79 ist über eine Zuleitung 75. deren endlicher Widerstand als konzentrierter Widerstand 77 eingezeichnet ist, mit der negativen Klemme 72 der Spannungsquelle 18 verbunden.The other test terminal 79 is finite via a lead 75 Resistance is shown as concentrated resistance 77, with the negative Terminal 72 of voltage source 18 connected.

Zwischen den Klemmen83 und 85 liegt ein Spanuuugsmeßgerät 81, die Klemmen 83 und 85 sind praktisch mit den Prüfklemmen 73 und 79 identisch. Der zu messende Widerstand 87 wird an den Prüfklemmen 73 und 79 angeschlossen. Between the terminals 83 and 85 is a Spanuuugsmeßgerät 81, the Terminals 83 and 85 are practically identical to test terminals 73 and 79. The to measuring resistor 87 is connected to test terminals 73 and 79.

Zuerst solllen die Maßnahmen zur Kompensation der Zu,leitungswiderstände71 und 77 erläutert werden, die notwendig werden, wenn der Prüfling 87 einen verhältnismäßig kleinen Widerstand hat. Es sei angenommen, daß der Widerstand 87 von der Größenordnung eines Ohms ist. Der Schaltarm 67 des Schalters wird dann auf den untersten Kontakt (l-Ohm-Meßblereich) eingestellt, so daß die Skala des Voltmeters 81 den Widerstandswert 1 Ohm enthält. First of all, the measures to compensate for the supply line resistances71 and 77 will be explained, which are necessary when the test piece 87 a relatively has little resistance. Assume that resistor 87 is of the order of of an ohm. The switch arm 67 of the switch is then on the lowest contact (1-ohm measuring range) so that the scale of the voltmeter 81 shows the resistance value Contains 1 ohm.

Vorzugsweise soll dieser Nennwert des SIeßbereiches genau in der Mitte der Skala liegen. Es sei ferner angenommen, daß durch den Spannungsteiler zwischen den Punkten 63 und 27 ein Strom I von genau lOm A fließe und daß der Maximalausschlag des Voltmeters genau lOmV entspricht Bei offenen Prüfklemmen, d. h., wenn der Widerstand zwischen den Klemmen 73 und 79 Unendlich ist. spielt der Widerstand zwischen den Punkten 43 und 83 einerseits und den Punkten 27 und 85 andererseits, also der Zuleitungswiderstand beine Rolle, da das Voltmeter 81 als sehr hochohmig angenommen ist.This nominal value of the seating area should preferably be exactly in the middle off the scale. It is also assumed that by the voltage divider between a current I of exactly 10 mA would flow at points 63 and 27 and that the maximum deflection of the voltmeter corresponds exactly to 10mV. i.e. when the resistance between terminals 73 and 79 is infinite. plays the resistance between the Points 43 and 83 on the one hand and points 27 and 85 on the other hand, i.e. the lead resistance a role, since the voltmeter 81 is assumed to have a very high resistance.

Damit bei offenen Prüfklemmen 73, 79 das Voltmeter 81 Vollausschlag anzeigt, was dem Widerstandswert Unendlich entspricht, muß bei offenen Prüfklemmen der Spannungsabfall am Widerstand 39 bei den obengenannten Bedingungen genau 10 mV hetragen. Wird an die Prüfklemmen 73, 79 ein Widerstand von 1 Ohm angeschlossen, so soll der Zeiger des Meßgerätes81 gerade auf Skalenmifte stehen, während der Zeiger bei kurzgeschlossenen Prüfklemmen natürlich auf Null steht. Infolge des endlichen Zuleitungswiderstandes 71, 77 zeigt das Meßinstrument 81 jedoch nicht den halben Skalenausschlag an, wenn der Prüfling genau 1 Ohm groß ist und der Spaimungsteilerwiderstand 39 wie üblich den Wert 1 Ohm hat, da der durch den Prüfling 87 fließende Strom einen Spannungsabfall an den Znleitungswiderstäuden 71, 77 zur Folge hat.Thus with open test terminals 73, 79 the voltmeter 81 full deflection indicates what corresponds to the resistance value infinite, must with open test terminals the voltage drop across resistor 39 under the above conditions is exactly 10 mV carried. If a resistance of 1 ohm is connected to test terminals 73, 79, so the pointer of the measuring device81 should be straight on the scale pins, while the pointer with short-circuited test terminals is of course at zero. As a result of the finite Lead resistance 71, 77 shows the measuring instrument 81 not half Scale deflection when the test item is exactly 1 ohm and the spaimension divider resistance 39 has the value 1 ohm as usual, since the current flowing through the test item 87 has a Voltage drop at the Znleitungswiderstäuden 71, 77 result.

Dieser Fehler kann gemäß der Erfindung dadurch ausgeschaltet werden, daß man die Summe der Widerstände R39 HR71 + R77 genau gleich 1 Ohm macht, d. h. gleich der gewünschten Anzeige in der Nlitte der Skala beim Meßbereich 1 Ohm. According to the invention, this error can be eliminated by that the sum of the resistances R39 HR71 + R77 is made exactly equal to 1 ohm, d. H. equal to the desired display in the middle of the scale in the measuring range 1 ohm.

Verallgemeinert man diese Bedingung, so ergibt sich: I R=a Ix Rxs (2) wobei I den Gesamtstrom zwischen den Punkten 43 und 27, R den Spannungsteilerwiderstand (39 in Fig. 2), Ix den den Prüfling durchfließenden Strom und Rx den Widerstand des Prüflings bedeutet, bei dem das Voltmeter den a-ten Teil (entsprechend der Spannung F Rx) des Vollausschlages anzeigen soll. If we generalize this condition, we get: I R = a Ix Rxs (2) where I is the total current between points 43 and 27, R den Voltage divider resistance (39 in Fig. 2), Ix the current flowing through the test object and Rx means the resistance of the device under test at which the voltmeter has the a-th part (corresponding to the voltage F Rx) should indicate the full scale.

Da. infolge dieser Bemessungsregel der Spannung teiluugswiderstand 39 (»BereEichswide!rstand« für den niedrigsten Meßbereich) etwas kleiner als üblich ist, muß durch einen Kompensationsstromzweig mit dem Widerstand 41 ein zusätzlicher Strom 1 durch den Widerstand 39 geleitet werden, damit der Spannungsabfall am Widerstand 39 bei offenen Prüfklemmen dem Vollausschl ag des Voltmeters entspricht. There. as a result of this design rule of the voltage partial resistance 39 ("Areal thickness" for the lowest measuring range) a little smaller than usual is, must by a compensation branch with the resistor 41 an additional Current 1 can be passed through resistor 39, thus reducing the voltage drop across the resistor 39 corresponds to the full deflection of the voltmeter with open test terminals.

Der Spannungsabfall am Widerstand 39 wird also durch geeignete Bemessung des Widerstandes 41 im Verhältnis zum Spannungsteilerstrom I und zum Widerstand 39 genau 10 mV gemacht. Das Voltmeter 81 zeigt also auch dann, wenn der Prüfling 87 abgetrennt ist, Vollausschlag, was einem unendlichen Widerstand zwischen den Klemmen 73 und 79 entspricht. Ist die Summe der Widerstände 39, 71 und 77 gleich dem gewünschten Wert in der Mitte der Skala (d. h. hier 1 Ohm) und hat der Prüfling 87 diesen Wert, so zeigt das Voltmeter 81 genau 5,00 mV au, so daß der Zeiger in der Mitte der Skala auf dem Teilstnch 1 Ohm steht. Die Skala ist also auf diese Weise geeicht und gibt die Größe des Widerstandes 87 richtig an, obgleich die Zuleitungswiderstände 71 und 77 einen erhehjichen Bruchteil von 1 Ohm ausmachen. Im vorstehenden war angenommen worden, daß der Widerstand des Voltmeters 81 ein Vidfacbes der Größe des Widerstandes 87 ist und daher vernachlässigt werden kann. The voltage drop across the resistor 39 is thus determined by a suitable dimensioning of the resistor 41 in relation to the voltage divider current I and the resistance 39 made exactly 10 mV. The voltmeter 81 also shows when the test item 87 is separated, full deflection, resulting in an infinite resistance between the Terminals 73 and 79. The sum of the resistors 39, 71 and 77 is the same the desired value in the middle of the scale (i.e. 1 ohm here) and the test item has 87 this value, the voltmeter 81 shows exactly 5.00 mV au, so that the pointer in in the middle of the scale is 1 ohm. So the scale is on this way calibrated and indicates the size of the resistor 87 correctly, although the lead resistances 71 and 77 are a significant fraction of 1 ohm. The foregoing was assumed That the resistance of the voltmeter 81 is a vidfacbes of the magnitude of the resistance 87 is and can therefore be neglected.

Wenn in dem obigen Beispiel die Summe R39 + R71 + R77 gleich 1 Ohm ist (d. h. der gewünschten Anzeige in der Mitte der Skala des Voltmeters 81 entspricht) und die Summe R71+R77 0,05 Ohtti beträgt, so muß R39 = 0,95 Ohm sein. Somit ist (1+ Ic) R39 = 01,01 V. Da I = 0,01 A, ergibt sich: Wenn die Spannung an der Klemme 25 gleich 125 V ist, so wird: R"1= 124,99 Oo Ohm = 238,1 köhm. (4) 5,25 Die Größe von R29 kann dann folgendermaßen berechnet werden: I(R29 + R31 + R33 + R35 + R37) = 124,99 (5) oder Da I=0,01 A ist, wird R29 = 12499 - (R31 + R33 + R3s + 237) Ohm.In the example above, if the sum of R39 + R71 + R77 is equal to 1 ohm (ie corresponds to the desired reading in the middle of the scale of the voltmeter 81) and the sum of R71 + R77 is 0.05 ohms, then R39 = 0.95 Be ohms. So (1+ Ic) R39 = 01.01 V. Since I = 0.01 A, we get: If the voltage at terminal 25 is equal to 125 V, then: R "1 = 124.99 ohms = 238.1 kohms. (4) 5.25 The size of R29 can then be calculated as follows: I (R29 + R31 + R33 + R35 + R37) = 124.99 (5) or Since I = 0.01 A, R29 = 12499 - (R31 + R33 + R3s + 237) ohms.

Wenn die Spannung an der Gasentladungsröhre 21 gleich 150 V ist. Iäßt sich die Größe des Widerstandes 23 folgendermaßen berechnen: R23 150,0-125,0 =2375 Ohm. (6) 10.525. 10-Der Widerstand 23 ist einstellbar und wird einfach so e!injustiert, daß das Voltmeter 81 Vollausschlag zeigt, wenn der Widerstand 87 abgetrennt ist. Diese Einstellung des Widerstandes 23 dient zur Kompensierung von etwaigen Spannungsänderungen des Glimmstahilisators infolge von Alterung oder Ersatz und braucht nicht geändert zu werden, solange die Spannung an der Röhre 21 konstant bleibt. When the voltage across the gas discharge tube 21 is 150V. The size of the resistor 23 can be calculated as follows: R23 150.0-125.0 = 2375 ohms. (6) 10,525. 10-The resistor 23 is adjustable and just becomes like that Adjusted so that voltmeter 81 shows full deflection when resistor 87 is disconnected is. This setting of the resistor 23 is used to compensate for any Changes in voltage of the glow sterilizer as a result of aging or replacement and does not need to be changed as long as the voltage on tube 21 is constant remain.

Die Kompensation des Einflusses der Zuleitungswiderstände 71 und 73 für den niedrigsten Meß bereich gilt auch für die anderen Meßbereiche, wenn die Bedingung nach Gleichung (2) erfüllt ist. Compensation for the influence of the lead resistances 71 and 73 for the lowest measuring range also applies to the other measuring ranges if the Condition according to equation (2) is fulfilled.

Beim Umschalten des Schalters 45 auf den nächsthöheren Meßbereich (beispielsweise 10 Ohm) wird gleichzeitig der Meßbereich des Voltmeters 81 durch einen nicht dargestellten Umschalter auf 0,1 V umgeschaltet; die Ohmskala des Meßgerätes 81 stimmt also auch für die nächste Dekade, vorausgesetzt, daß der Widerstand 37 genau 9,00 Ohm groß ist. When switching the switch 45 to the next higher measuring range (for example 10 ohms) is the measuring range of the voltmeter 81 through a switch, not shown, switched to 0.1 V; the ohm scale of the meter 81 is therefore also true for the next decade, provided that resistance 37 is exactly 9.00 ohms.

Dasselbe gilt, wenn der Schaltarm 67 auf den Kontakt der nächsthöheren Widerstandsdekade, also hier 100 Ohm eingestellt wird, vorausgesetzt, daß der Widerstand 35 genau 90 Ohm groß ist und das Voltmeter auf einen Meßbereich mit einem Vollausschlag von 1,00 V umgeschaltet wird. The same applies when the switching arm 67 on the contact of the next higher Resistance decade, so here 100 ohms is set, provided that the resistance 35 is exactly 90 ohms and the voltmeter is on a measuring range with a full deflection of 1.00 V.

Ein kleiner Fehler entsteht dadurch, daß der Strom 1 bei offenen Prüfklemmen 73 und 79 etwas von dem Wert bei kurzgeschlossenen Prüfklemmen abweicht. Dieser Fehler rührt von der Verschiedenheit der Widerstände zwischen den Klemmen 49 und 27 in den beiden erwähnten Fällen her. Dieser Fehler kann jedoch den ändert von zwischen dem Kurzschluß fall (R87 = 0) und dem Falle offener Klemmen 73 und 79 (R87 = oo) im Meßbereich 100 Ohm nicht überschreiten, im 10-Ohm-Bereich ist der maximale Fehler etwa 0,0689/o, im Meßbereich 1 Ohm nur noch 0,0068 O/o.A small error arises from the fact that the current 1 with open test terminals 73 and 79 deviates somewhat from the value with short-circuited test terminals. This error is due to the difference in resistance between terminals 49 and 27 in the two cases mentioned. However, this error can change the between the short circuit case (R87 = 0) and the case of open terminals 73 and 79 (R87 = oo) in the measuring range do not exceed 100 ohms, in the 10 ohm range the maximum error is about 0.0689 / o, in the measuring range 1 ohm only 0.0068 o / o.

Für die folgenden, höheren Widerstandsdekaden bleibt der Meßbereich des Voltmeters 81 auf 1,00 V Vollausschlag. Der angezeigte Skalenwert ist mit 103 zu multiplizieren, wenn der Schaltarm 67 auf dem Kontakt 1 kOlun steht und der Widerstand 51 einen Wert von 900 Ohm hat. Für die nächsten Widerstandsdekaden sind die Widerstände 53 (9900 Ohm). The measuring range remains the same for the following, higher resistance decades of the voltmeter 81 to 1.00 V full scale. The displayed scale value is 103 to be multiplied when the switching arm 67 is on contact 1 kOlun and the resistance 51 has a value of 900 ohms. For the next decades of resistance are the resistances 53 (9900 ohms).

55 (99 900 Ohm) und 57 999 900 Ohm) vorgesehen, unter der Annahme, daß der Nebenschlußwiderstand des Voltmeters 81 viel größer als 1 MOhm ist. Wenn der Widerstand des Meßgerätes 200MOhm l 1 0/o beträgt, ist der durch diesen Nebenschluß entstehende Fehler im 1-MOhm-Meßblereich höchstens 0,5°/o.55 (99 900 ohms) and 57 999 900 ohms), assuming that the shunt resistance of voltmeter 81 is much greater than 1 MOhm. if the resistance of the measuring device is 200MOhm l 1 0 / o, is that due to this shunt any errors in the 1 MOhm measuring range not exceeding 0.5%.

Der Innenwiderstand des Meßgerätes 81 kann im Meßbereich 10 MOhm jedoch nicht mehr vernachlässigt werden. Es soll wieder angenommen werden, daß der Vollausschlag des Voltmeters 81 1,00 V betrage und daß der Innenwiderstand 200 MOhm sei, was bei Röhrenvoltmetern leicht erreicht werden kann. The internal resistance of the measuring device 81 can be in the measuring range of 10 MOhm however, they can no longer be neglected. It should again be assumed that the The full deflection of the voltmeter 81 is 1.00 V and that the internal resistance is 200 MOhm be what can easily be achieved with tube voltmeters.

Der das Voltmeter 81 durchfließende Strom erzeugt am Widerstand 61 einen Spannungsabfall und täuscht dadurch einen kleineren Widerstandswert des Prüflings 87 vor. Eine Kompensation wird nun gemäß der Erfindung dadurch bewirkt, daß man den Spannungsabfall am Widerstand 61, der durch den Voltmeterstrom verursacht wird, zu der Spannung zwischen 27 und 49 addiert. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man in den Spannungsteiler einen kleinen Widerstand 33 einschaltet, der so bemessen ist, daß an ihm durch den Spaunungsteilerstrom ein Spannungsabfall erzeugt wird, der dem Spannungsabfall durch den Voltmeterstrom am Widerstand 61 gerade entspricht. The current flowing through the voltmeter 81 is generated at the resistor 61 a voltage drop and thus deceives a lower resistance value of the test object 87 before. A compensation is now effected according to the invention in that one the voltage drop across resistor 61 caused by the voltmeter current, added to the voltage between 27 and 49. This can be achieved in that a small resistor 33 is switched on in the voltage divider and dimensioned in this way is, that there is a voltage drop across it due to the voltage divider current generated by the voltage drop caused by the voltmeter current across resistor 61 just corresponds.

Wenn also der Schalter 45 auf den Meßbereich 10 NIOhm eingestellt ist, und die Prüfklemmen 73, 75 offen sind, muß an ihnen eine Spannung von genau 1,00 Volt mit einem wirksamen inneren Widerstand von 10 MOhm auftreten. Da der Voltmeterwiderstand von 200 MOhm stets parallel zu den Prüfklemmen 73, 79 liegt, kann man die Größe des Widerstandes 61 folgendermaßen berechnen: Da ein Strom von 1/200. 10-6A durch den Widerstand 61 fließt, wenn die Spannung am Voltmeter 81 die Größe von 1,00 Volt hat, wird der Spannungsabfall am Widerstand 61: E61 = ½ . 10s. R61 = 0,5 10-8 . 10,525 10-6 = 0,051125 V; (9) somit muß die Spannung am Punkt 59 folgende Größe halben = = 1,00 + E61 = 1,051125V. (10) Um diese Spannung zu erreichen, muß der Widerstand 33 folgende Größe hahn: E59 - 0,05115 R33 = = = 5,1135 Ohm. (11) I 0,010 Dieselben Maßnahmen werden auch bei der nächsten Dekade getroffen, bei der der Schaltarm 67 auf dem 100-NIOhmKontakt steht. In diesem Falle hat R65 die Größe von 200 MOhm, und die Spannung am Punkt 63 beträgt 2,00 V. Der Widerstand 31 zur Rompensatin des Spannungsabfalles am Widerstand 65 beträgt dann für den Spannungsteilerstrom I= 10,00mA, genau 94,SS75 Ohm. Im vorstehenden ist die Größe der in Reihe geschalteten Widerstände 31, 33, 35, 37 und 39 vernachlässigt, da ihr Gesamtwert von annähernd 200 Ohm nur einen vernachlässigbar kleinen Fehler verursacht.If the switch 45 is set to the measuring range 10 NOhm and the test terminals 73, 75 are open, a voltage of exactly 1.00 volt with an effective internal resistance of 10 MOhm must appear on them. Since the voltmeter resistor of 200 MOhm is always parallel to the test terminals 73, 79, the size of the resistor 61 can be calculated as follows: Since a current of 1/200. 10-6A flows through resistor 61, when the voltage on voltmeter 81 is 1.00 volts, the voltage drop across resistor 61 becomes: E61 = ½. 10s. R61 = 0.5 10-8. 10.525 10-6 = 0.051125 V; (9) thus the voltage at point 59 must be half the value = = 1.00 + E61 = 1.051125V. (10) To achieve this voltage, the resistor 33 must tap the following size: E59 - 0.05115 R33 = = = 5.1135 Ohm. (11) I 0.010 The same measures will also be taken for the next decade when the switching arm 67 is on the 100 NOK contact. In this case, R65 is 200 MOhm and the voltage at point 63 is 2.00 V. Resistor 31 to compensate for the voltage drop across resistor 65 is then for the voltage divider current I = 10.00 mA, precisely 94, SS75 Ohm. In the foregoing, the size of the series-connected resistors 31, 33, 35, 37 and 39 is neglected since their total value of approximately 200 ohms causes only a negligibly small error.

Eine weitere Ausdehnung des Meßbereiches nach oben in einer weiteren Dekadenstufe, bei der die Meßanzeige in der Mitte der Skala 1000 MOhm betragen würde, ist nur möglich, wenn der Innenwiderstand des \~oltmeters auf einen Wert erhöht wird, der größer als 1000 MOhm ist. Eine Ausdehnung des Meßbereiches nach unten ist jedoch jederzeit möglich. Another expansion of the measuring range upwards in another Decade level at which the measuring display in the middle of the scale would be 1000 MOhm, is only possible if the internal resistance of the \ ~ oltmeter increases to a value that is greater than 1000 MOhm. An extension of the measuring range downwards however, it is possible at any time.

Mit dem beispielsweise beschriebenen Ohmmeter gemäß der Erfindung können genaue Messungen in einem Bereich von 0,02 Ohm bis 5000 MOhm durchgeführt werden. Die Schaltung läßt sich leicht in ein direkt anzeigendes Röhrenvoltmeter oder -milliamperemeter einbauen, da die meisten der benötigten Schaltelemente in einem solchen Gerät bereits vorhanden ind. With the ohmmeter described for example according to the invention accurate measurements can be made in a range of 0.02 ohms to 5000 MOhms will. The circuit can easily be integrated into a tube voltmeter with a direct display or milliammeters, since most of the required switching elements are in such a device already exists ind.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E. l. Directly indicating ohmmeter with a voltage divider circuit fed by a constant voltage with several Range resistances, the different ones, with the same scale division of a V £ 1 tmeters are assigned to readable measuring ranges and via two leads to two parallel to the voltmeter, for the connection of the Terminals serving the test object can be connected and which are also equal to the resistance which is half the deflection of the voltmeter, reduced by part of the resistance of the supply lines, in the sense of elimination of the same are dimensioned, characterized in that the range resistances (35, 37, 39) a series circuit with attacks within the voltage divider circuit (43, 47) for the supply connection form that the sum of resistances from the in range resistances (35, 37, 39), plus the resistors (71, 77) of the supply lines (69, 75) and any series resistors (51, 53, 55, 57, 61, 65) for the voltmeter (81) is equal to the half-voltmeter reading resistance (87) and that parallel to the part not tapped in the lowest measuring range (35, 37) the range resistor series circuit (35, 37, 39) is provided with a shunt branch (41) is, the resistance is dimensioned so that the voltmeter (81) with open test terminals (83, 85) indicates full scale.

2. Ohmmeter according to claim 1, characterized in that the resistance sum equal to the (a-1) -fold, with the exception of a = 2-fold, of the (a) -fold part of the voltmeter full scale resulting resistance (87j is.

3. Ohmmeter with multiple measuring ranges that also have high resistances include, in which the internal resistance of the voltmeter can no longer be neglected is, according to claim 1 or 2, characterized by additional, in the voltage divider located and by a range switch (45) in series to which the measuring voltage generating part (39,57, 35) of the voltage divider switchable compensation resistors (31, 33), the size of which is such that the same voltage drop occurs across them like the series resistor between the voltage divider and the test terminals (61, 65) as a result of the flowing through the measuring device when the test terminals (73, 79) are open Current.

Publications Considered: Critical Patent Specification No. 636 048.