DE1121210B

DE1121210B - Messgeraet nach dem Resonanzverfahren fuer Kapazitaeten und Induktivitaeten

Info

Publication number: DE1121210B
Application number: DET16362A
Authority: DE
Inventors: Jiri Merta
Original assignee: Tesla AS
Current assignee: Tesla AS
Priority date: 1958-03-06
Filing date: 1959-03-06
Publication date: 1962-01-04

Description

Meßgerät nach dem Resonanzverfahren für Kapazitäten und Induktivitäten Unter den verschiedenen Methoden, um Kapazitäten oder Induktivitäten zu messen, spielen praktisch eine große Rolle Verfahren, bei denen ein Resonanzeffekt ausgenutzt wird, indem ein Oszillator auf einen Meßkreis, in welchen die zu messende Kapazität bzw. Induktivität eingeschaltet wird, arbeitet. Bei einer bestimmten, am Oszillator abzulesenden Frequenz tritt eine Resonanz zwischen Oszillator und Meßkreis ein, woraus sich dann bei Kenntnis der elektrischen Größen, die außer dem unbekannten Prüfling im Meßkreis enthalten sind, der Wert des Prüflinge errechnen läßt.
Eine derartige. an sich bekannte Meßmethode für Kapazitäten und Induktivitäten ist in Fig. 1 veranschaulicht. Ein solches Gerät besteht aus einem Oszillator 0 und aus einem Meßkreis M, an den ein Voltmeter V angeschlossen ist. Um ein umständliches Umrechnen zu vermeiden, wird zweckmäßigerweise der Oszillator direkt in Werten von C bzw. L geeicht, so daß beim Anschluß des Prüflings an die Klemmen C(LX) des Meßkreises M der Wert dieses Prüflings, also C bzw. L unmittelbar abgelesen werden kann, wenn der Oszillator auf das Resonanzmaximum eingestellt ist, das auf dem Voltmeter V abzulesen ist.
Die soeben beschriebene Art von Geräten hat den Vorteil, daß ein und dasselbe Meßgerät sowohl für Induktivitäts- als auch für Kapazitätsmessungen anwendbar ist. Ein Nachteil der bisher bekannten Ausführungsformen derartiger Geräte ist jedoch darin zu erblicken, daß die erzielten Meßresultate nicht genügend genau sind, und zwar aus dem Grunde, weil die an den Oszillator angekoppelten Meßkreise wie auch der an den jeweiligen Meßkreis angeschlossene Voltmeterkreis durch Rückwirkungen die Konstanten des Oszillators einerseits und des Meßkreises andererseits beeinflussen. Diese bei Hochfrequenzgeräten bekanntlich stets zu berücksichtigenden Rückwirkungen, durch die die effektive Kapazität bzw. effektive Induktivität in bezug auf die Werte von Kapazität und Induktivität im Ruhezustand verändert werden, machen sich besonders geltend, wenn es sich um kleine Kapazitäten bzw. kleine Induktivitäten handelt.
Um ein Resonanzmeßgerät zu erhalten, das eine fehlerfreie Messung auch von kleinen Induktivitäten und Kapazitäten ermöglicht, die für hohe und höchste Frequenzen von Bedeutung sind, ist es von besonderer Wichtigkeit, die angegebenen Rückwirkungen auszuschalten. Durch Einschaltung von Verstärkerröhren zwischen Oszillator und Meßkreis wie auch durch lose Anschaltung des Indikators an den Meßkreis hat man bereits weitgehende Verbesserungen in der Rückwirkungsfreiheit der in Betracht kommenden Kreise zu erzielen versucht.
Die Erfindung sieht nun eine spezielle Schaltungsanordnung vor, um ein Meßgerät nach dem Resonanzverfahren für Kapazitäten und Induktivitäten herzustellen, das sich durch besondere Genauigkeit auszeichnet. Die Anordnung gemäß der Erfindung enthält entsprechend den bereits bekannten Anordnungen für die Kapazitätsmessung und für die Induktivitätsmessung getrennte Meßresonanzkreise, die von demselben Wechselspannungsgenerator in kapazitiver oder induktiver Ankopplung gespeist werden, wobei der jeweils verwendete Meßresonanzkreis mittels eines Umschalters an ein Anzeigegerät angeschlossen wird. Das Anzeigeinstrument liegt in einem Anodenkreis eines Röhrenvoltmeters in Anodengleichrichterschaltung, so daß es das Spannungsmaximum bei Resonanz anzeigen kann. Die Erfindung besteht darin, daß der Kapazitätsmeßkreis über eine Ankopplungsspule und der Induktivitätsmeßkreis über einen Ankopplungskondensator in je an sich bekannter Weise an den Generator angeschlossen sind, sowie je im Gitterkathodenpfad verschiedener Verstärkerröhrensysteme liegen und daß der Umschalter im Ausgangskreis der Röhrensysteme liegt, so daß das Anzeigeinstrument wahlweise in den Anodenkreis des jeweils für die Messung benutzten Röhrensystems schaltbar ist.
Die soeben beschriebene Schaltung einer Anordnung nach der Erfindung ist in einem Beispiel in Fig. 2 dargestellt. Die Elektronenröhre E, z. B. eine Doppeltriode, dient als Anodendetektor. Ein Elektrodensystem dieser Doppeitriode wird bei Induktivitätsmessungen verwendet, das zweite System der Doppeltriode bei Kapazitätsmessungen, wobei V das Anzeigeinstrument ist, welches das Spannungsmaximum bei Resonanz anzeigt, das dann auftritt, wenn die Frequenz des Induktivitätsmeßkreises, an den der Prüflinge, angeschlossen ist, bzw. die Frequenz des Kapazitätsmeßkreises, an die der Prüflinge, angeschlossen ist, mit der Frequenz des Oszillators O übereinstimmt. Die entsprechenden Schalterstellungen für den Ausgangskreis sind mit L und C bezeichnet. R ist ein veränderbarer Gleichstromwiderstand, der für die Einstellung der Gittervorspannungen bestimmt ist.
Wie aus der beschriebenen und durch Fig. 2 näher erläuterten Schaltung zu ersehen ist, ist durch die Anwendung von getrennten Elektrodensystemen und die Art der Verbindung der beiden Meßkreise einerseits und des Oszillators andererseits mit den zwei Gitterkathodenstrecken eine saubere Trennung der Meßkreise untereinander und eine Rückwirkungsfreiheit bei Umschaltungen in den Anodenkreisen der Mehrfachröhre erzielt worden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Meßgerät nach dem Resonanzverfahren für Kapazitäten und Induktivitäten mit für diese Größen getrennten Meßresonanzkreisen, die von demselben Wechselspannungsgenerator in kapazitiver oder induktiver Ankopplung gespeist werden, und mit einem Umschalter, um den jeweils verwendeten Meßresonanzkreis an ein Anzeigegerät anzuschließen, das mit einem im Anodenkreis eines Röhrenvoltmeters in Anodengleichrichterschaltung liegenden Anzeigeinstrument für das Resonanzspannungsmaximum arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätsmeßkreis über eine Ankopplungsspule und der Induktivitätsmeßkreis über einen Ankopplungskondensator in je an sich bekannter Weise an den Generator angeschlossen sind sowie je im Gitterkathodenpfad verschiedener Verstärkerröhrensysteme liegen und daß der Umschalter im Ausgangskreis der Röhrensysteme liegt, so daß das Anzeigeinstrument wahlweise in den Anodenstromkreis des jeweils für die Messung benutzten Röhrensystems schaltbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2577 592; »Funk-Technik«, 1956, H. 1, S. 15 und 16.