DE1177245B

DE1177245B - Verfahren zur Messung der Verluste von ferromagnetischen und ferroelektrischen Werkstoffen mittels einer Elektronenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1177245B
Application number: DEL30040A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Helmut Feldmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-03-26
Filing date: 1958-03-26
Publication date: 1964-09-03

Description

Verfahren zur Messung der Verluste von ferromagnetischen und ferroelektrischen Werkstoffen mittels einer Elektronenstrahlröhre Es sind Verfahren zur Messung der Verluste von ferromagnetischen und ferroelektrischen Werkstoffen mittels einer Ein-Elektronenstrahlröhre bekannt, bei denen auf dem Bildschirm eine Figur entsteht, deren Fläche, die nach bekannten Verfahren bestimmt werden kann, der Verlustleistung proportional ist. Die Flächenermittlung durch geometrische Verfahren ist dabei sehr langwierig und ungenau. Es gehen Maßstabsfehler der Bildröhre mit ein, ferner ergeben sich parallaktische Ablesefehler.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Die Erfindung zeigt einen Weg, der mit geringem Zeitaufwand und großer Genauigkeit eine einfache Flächenmessung und damit Verlustleistungsmessung gestattet. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Verluste von ferromagnetischen und ferroelektrischen Werkstoffen mittels einer Elektronenstrahlröhre, bei dem durch das Meßobjekt eine Figur mit einer der Verlustleistung proportionalen Fläche auf dem Bildschirm erzeugt wird.
De Erfindung besteht darin daß diese Figur mögiichst weitgehend zur Deckung gebracht wird mit einer gleichzeitig oder kurzzeitig abwechselnd erzeugten Vergleichsfigur (Ellipse), deren Fläche durch die an einem einstellbaren passiven Zweipol abgegebene. nach an sich bekannten Verfahren (z. B. mittels Leistungsmesser) meßbare Leistung bestimmbar ist.
Unter Berücksichtigung des Maßstabsfaktors zwischen Meßobjektfigur und Vergleichsfigur kann die Verlustmessung mit üblichen Instrumenten durchgeführt werden, wobei in bezug auf Leistungsniveau und Frequenz Meß- und Vergleichskreis völlig unterschiedlich ausgebildet sein können. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren in Anwendung auf die Untersuchung der Verluste kleiner Werkstoffproben bei hohen Frequenzen.
Es sind bereits Anordnungen zur Messung der Amplitude von Spannungen bekannt, bei denen von einer Elektronenstrahlröhre mit einem System Gebrauch gemacht wird. Die Meßspannung und eine Vergleichsspannung werden dabei abwechselnd an ein und dasselbe Plattenpaar der Elektronenstrahlröhre geschaltet. Eine Leistungsmessung ist mit derartigen Anordnungen nicht möglich. Es ist ferner eine Anordnung zur Leistungsmessung bekannt, bei welcher eine Elektronenstrahlröhre verwendet wird, auf deren Schirm sich eine Ellipse ergibt, deren Flächeninhalt ein Maß für die Leistung ist. Zur Ermittlung der Leistung sind Rechenoperationen notwendig, die der Erfindungsgegenstand gerade vermeidet. Außerdem ergeben sich die in der Beschreibungseinleitung erwähnten Nachteile. Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß durch die Erzeugung einer Vergleichsfigur auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre jede Rechenarbeit und die damit verbundenen möglichen Fehler vermieden sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Maßstabsfehler der Bildröhre und parallaktische Ablesefehler vermieden sind.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles, das die Messung der Verluste eines Eisenkernes betrifft, näher erläutert, wobei die Verlustleistung der Fläche der Hysteresiskurve auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre proportional ist.
Verwendet wird eine Ein-Elektronenstrahlröhre 1.
Den Platten X, Y ist ein Umschalter 2 vorgeschaltet, der als mechanischer oder elektronischer Umschalter ausgebildet sein kann. Die Schalthebel 3, 4 werden synchron gesteuert. An die Kontakte 5, 6 ist elne Meßschaltung für den mit Wicklungen versehenen Eisenkern 7 geschaltet. Mit 18 ist eine Speisequelle für diese Meßschaltung bezeichnet. Bei Verbindung der Kontakte 5, 6 mit den Schalthebeln 3, 4 entsteht auf dem Schirm der Röhre 1 eine Hysteresiskurve, wie dargestellt. Um diese Kurve nun leicht auswerten zu können, wird gemäß der Erfindung eine weitere Figur erzeugt, wie auf dem Bildschirm der Röhre 1 gestrichelt angedeutet.
Zur Erzeugung dieser Figur ist eine weitere in der Spannung variable Wechselstromquelle 15 vorgesehen, an deren Ausgang beispielsweise eine regelbare Drosselspule 8, ein variabler Widerstand 16 und eine Kapazität 9 angeschaltet sind. In Reihe mit der Drossel 8 und dem Widerstand 16 ist der Strompfad eines elektrodynamischen Leistungsmessers 10 geschaltet, während dessen Spannungspfad an die Leitung 11 und Erde geschaltet ist. Wird von dem Eigenverbrauch des Leistungsmessers abgesehen, so kommt die in Drossel 8 und Widerstand 16 umgesetzte Wirkleistung zur Anzeige. Der Verbindungspunkt von Drossel 8 und Kapazität 9 ist geerdet. Der Ausgang der Quelle 15 ist über die Leitungen 11,12 an die Kontakte 13, 14 des Umschalters 2 geführt. Nehmen die Hebel 3, 4 die Stellungen 13, 14 ein, so wird auf dem Bildschirm der Röhre 1 eine Figur (gestrichelt) erzeugt, die durch Einstellung der Elemente 8, 9, 15 weitestgehend an die durch das Meßobjekt 7 dargestellte Figur (ausgezogen) angepaßt werden kann.
Die nicht von der Vergleichsfigur überdeckten Anteile der Meßfigur können durch eine entsprechend größere Einstellung der Fläche der Vergleichsfigur einfach berücksichtigt werden, wie im Beispiel dargestellt. Der Vergleichskreis ist dabei derart ausgebildet. daß die Größe der Ellipse. ihr Achsenverhältnis und ihre Achsenlage variiert werden kann, so daß sich eine optimale Überdeckung von Meßobjekt- und Vergleichsfigur erzielen läßt. Hierbei sind die sich nicht überdeckenden Restflächen im allgemeinen kleiner als 100:o o der Gesamtfläche, wobei die Differenzen dieser Restflächen gegeneinander mit dem Auge nochmals unschwer auf 10°/o abgeschätzt werden können, so daß sich ein Ablesefehler ergibt, der etwa in der Größenordnung von 1°/o liegt. Die Verlustleistung ist nun ohne Rechnung oder sonstige komplizierte Operationen am Leistungsmesser 10 unter Berücksichtigung eines einzigen Maßstabfaktors abzulesen.
An Stelle der Ein-Elektronenstrahlröhre 1 und des Umschalters 2 kann auch eine Zwei-Elektronenstrahlröhre verwendet werden, wobei dann die an die Kontakte 5, 6 geführten Leitungen der Meßschaltung an die entsprechenden Platten X, Y des einen Ablenkplattenpaares geschaltet werden, und die an die Klemmen 13, 14 geführten Leitungen des die Vergleichsfigur erzeugenden Kreises werden sinngemäß an die Platten X, Y des anderen Ablenkplattenpaares geschaltet.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Messung der Verluste von feao magnetischen und ferroelektrischen Werkstoffen mittels einer Elektronenstrahlröhre, bei dem durch das Meßobjekt eine Figur mit einer der Verlustleistung proportionalen Fläche auf dem Bildschirm erzeugt wird, d adu rch g e k e n n -z e i c h n e t, daß diese Figur möglichst weitgehend zur Deckung gebracht wird mit einer gleichzeitig oder kurzzeitig abwechselnd erzeugten Vergleichsfigur (Ellipse). deren Fläche durch die an einem einstellbaren passiven Zweipol abgegebene, nach an sich bekannten Verfahren (z. B. mittels Leistungsmesser) meßbare Leistung bestimmbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 841 478, ] 018544; Physikal. Berichte 1956, 5. 117.