DE140881C

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Publication number: DE140881C
Application number: DENDAT140881D
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

M 140881 KLASSE 21 e.

Die im folgenden beschriebene Schaltungsweise bezweckt, einen Spannungsmesser (Galvanometer) mit beliebig vielen Vorschaltwiderständen zur Erweiterung des Meßbereiches, beispielsweise um die Faktoren a,b,c mit mehreren Nebenschlußwiderständen zu Strommessungen in der Weise benutzen zu können, daß Korrektionsrechnungen für den jeweiligen vom Spannungskreise verzehrten Strom in Fortfall kommen und die Angaben des Spannungsmesser mit Berücksichtigung der Erweiterungsfaktoren a,b,c, dividiert durch den Widerstand N des Nebenschlusses, genau gleich ist der gesamten oder zu messenden Stromstärke zwischen den Hauptklemmen des Nebenschlusses. Dies wird durch eine einmalige Widerstandskorrektion im Spannungsmesser erreicht, darin bestehend, daß ein sämtlichen Spannungsmeßbereichen gemeinsamer Widerstandsteil um den WiderstandswertiV des Nebenschlusses verringert wird.

Auf beiliegender Zeichnung bedeuten in Fig. 1 ο, ι,Α,Β, C die fünf Klemmschrauben eines Spannungsmessers mit vier Empfindlichkeiten.

Wenn der Widerstand desselben

zwischen ο und 1 gleich g ist,

ο - A - ag -

ο - B - hg -

go - ο - C - eg -

so sind i,a,b,c die Erweiterungsfaktoren der Meßbereiche.

JV ist ein Nebenschlußwiderstand, an welchen der Spannungsmesser einerseits mit Klemme ο und andererseits mit Klemme ι,Α,Β oder C angeschlossen werden kann.

Wenn durch Einsetzen eines Stöpsels bei St der dort befindliche Korrektionswiderstand, welcher gleich N ist, kurz geschlossen wird, so wird dadurch der Widerstand

zwischen ο und ι auf g — N verringert,

o- A- ag — JV

ο- B - bg — N

ο - C - cg — N

Aus der Gleichung:

Nebenschlußwiderstand dividiert durch Nebenschlußwiderstand plus Galvanometerwiderstand mal Gesamtstrom gleich Galvanometerstrom,

oder -— · A = i erhält man dann für

N + g

konstanten Galvanometerstrom:
i. mit Klemmen ο und ι

IV

N + (g - NJ = i; Gesamtstrom A = -£=,

2. mit Klemmen ο und A

) ' ^Äi = ^{i; Gesamtstrom} A =

3· mit Klemmen ο und B

JV

JV + (bg - N)

A.₂ = ζ; Gesamtstrom A₂ = ^b fig)

JV

4. mit Klemmen ο und C

JV

JV + (cg — N)

A„ = i\ Gesamtstrorn A, = ³ ' ³

Zufolge der Aichung des Instrumentes als Spannungszeiger ist aber ig gleich Spannungsablesung (Ausschlag) des Instrumentes; die obige Berechnung des Gesamtstromes für konstanten Galvanometerstrom zeigt also, daß der gesamte oder zu messende Strom stets gleich ist:

Spannungsablesung · Erweiterungsfaktor
Nebenschluß widerstand

Hiermit ist die Richtigkeit der Kompensation,

d. h. der Fortfall der Korrektionen für den im Spannungskreise verzehrten Strom be\viesen.

Die Anordnung des Korrektionswiderstandes,

die, wie schon vorher erwähnt, im Galvanometerkreise hinter der Abzweigung vom Hauptstromkreise getroffen wird, kann dort selbst in verschiedener Weise stattfinden. Es kann:

1. wie in Fig. 2 veranschaulicht, ein Teil R

„~ des Widerstandes s- durch ——— — über-

*-* Λ/

brückt werden, wodurch g auf g — JV reduziert wird, oder es kann

2. wie in Fig. 3 in g eine Abzweigung nach einer Klemme O₁ angebracht sein, so daß bei Benutzung dieser Klemme statt ο der Widerstand — JV ausgeschaltet ist und hierdurch g auf g — JV reduziert ist.

Wesentlich ist der Umstand, daß der Platz im Galvanometerkreise, an dem die Wider-Standskorrektion vorgenommen wird, so gelegen ist, daß sämtliche übrigen Galvanometerwiderstände, d. h. außer g auch ag, bg, cg in gleicher Weise um JV verringert werden.
So wie nach obigen Ausführungen mit dem Nebenschluß JV und der Widerstandskorrektion (— N) im Spannungskreise vier Strommeßbereiche gebildet werden, so lassen sich selbstverständlich mit einem anderen Nebenschlußwiderstand vom Werte JV₁ und entsprechender Widerstandskorrektion (— JVJ anstatt (N) im Spannungskreise vier weitere Spannungsbereiche erzielen.

Hat also der Spannungsmesser (oder Galvanometer) statt vier Spannungsmeßbereiche deren m und die Anzahl der Nebenschlüsse ist 11, so ist die gesamte Anzahl der sie ergebenden Strommeßbereiche = η · m.

Ein Spannungsmesser mit m Meßbereichen proportional den Widerständen desselben: g, ag, bg, cg usw. gibt nach vorliegendem Verfahren mit einem Nebenschlußwiderstand = JV in Strommeßbereiche und mit η Nebenschlüssen η · m Strommeßbereiche. Die dazu nötigen Widerstände würden sein:

Die Galvanometerwiderstände a, ag, bg,cg usw. -J- die Nebenschlußwiderstände JV, JV₁, JV₂ usw. -j- die Widerstandsänderungen im Spannungskreise JV, JV₁, JV₂ usw. — m -f- 2 η Widerstandsabgleichungen, während mit bekannten Mitteln wie auch bei Ayrton & Mather'schen Shunt dazu m · η Widerstandsabgleichungen erforderlich sind.

Je größer die Anzahl der Spannungsmeßbereiche und Nebenschlüsse, desto größer ist der Vorteil. Da Ayrton & Mather für ein jedes gewünschte Stromnießbereich einen Hauptstromwiderstand vorsehen müssen, bei vorliegender Erfindung dagegen für je m Strommeßbereiche nur ein solcher Hauptstromwiderstand erforderlich ist, so ist der Vorteil vorliegenden Verfahrens besonders hervortretend bei Messungen an niedrigen Hauptstromwiderständen, beispielsweise zwischen 1 Ohm und Vioo Oh^m) deren Herstellung kostspielig ist und deren Anzahl daher auf ein Minimum beschränkt werden muß.

Im elektrotechnischen Laboratorium wird der Mangel eines »Universalshunts« mit Fehlerkompensation für den Spannungsstrom von niedrigen Werten wie 1 Ohm und darunter zur Messung von Strömen von wenigen Milliamperes bis zu etwa 50 Amperes im Nebenschluß zu einem direkt zeigenden Spannungsmesser sehr lebhaft empfunden, doch ist der Ayrton & Mather'sche Shunt aus obengenannten Gründen nicht geeignet, diesem Mangel abzuhelfen, ist auch für solche Stromstärken noch nicht ausgeführt, während ein nach vorliegendem Verfahren hergestellter Apparat allen in dieser Richtung gestellten Anforderungen zu genügen verspricht.

Claims

Patent-Anspruch.

Eine Schaltungsweise der Nebenschluß- und Vorschaltwiderstände bei Galvanometern zur Erweiterung des Meßbereiches, bei welcher das Meßresultat: Ablesung des Sparinungszeigers mal Erweiterungsfaktor dividiert durch Nebenschlußwiderstand genau die Gesamtstromstärke ergibt, gekennzeichnet durch einen im Meßzweige, also hinter der Abzweigung vom Hauptstrom angeordneten Korrektiönswiderstand (N), welcher entweder zum Vorschaltwiderstand (zwischen den Klemmen ο und 1) parallel

geschaltet ist, oder einen Teil dieses Vorschaltwiderstandes selbst bildet und so bemessen ist, daß durch seine Einschaltung (im ersten Falle) und durch seine Ausschaltung oder Kurzschließung (im zweiten Falle) sämtliche Galvanometerwiderstände

(d. h. der zwischen den Klemmen ο und ι liegende als auch die übrigen Galvanometerwiderstände, nämlich zwischen ο und A — ο und B — ο und C usw.) um den Widerstandswert des jeweilig verwendeten Shunts oder Nebenschlusses (N) verringert werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.