DE146594C

DE146594C -

Info

Publication number: DE146594C
Application number: DENDAT146594D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung elektrischer Spannungsgefälle durch Vorschaltwiderstände und Nebenschlüsse, ohne daß die übrigen elektrischen Größen des Stromkreises geändert werden.The present invention relates to a method for regulating electrical voltage gradients by means of series resistors and shunts without changing the other electrical parameters of the circuit.

In der Patentschrift 88650 ist ein Apparat zur Messung von elektrischen Spannungsdifferenzen beschrieben, bei welchem die Widerstände Y₉ w, Y₉₉ w und Y₉₉₉ w nacheinander im Nebenschluß zum Spannungsgefälle liegen. Es ist also die Größenordnung der Widerstände gegeben. Ist z. B. w = 40 bis 60 Ohm, was bei Kompensatoren vorkommt, so würde schon Y₉₉ n> ungefähr = 0,4 bis 0,6 Ohm sein. Das ist aber ein Wert, der als einzelner Stöpsel- oder Kurbelwiderstand schon nicht mehr zulässig ist.In the patent specification 88650 an apparatus for measuring electrical voltage differences is described in which the resistors Y ₉ w, Y ₉₉ w and Y ₉₉₉ w are successively in the shunt to the voltage gradient. So the order of magnitude of the resistances is given. Is z. B. w = 40 to 60 ohms, which occurs with compensators, then Y ₉₉ n would already be> approximately = 0.4 to 0.6 ohms. But this is a value that is no longer permissible as a single plug or crank resistance.

Will man nach der Patentschrift 88650 die Reduktion auf Y₁₀ und auf Y₁₀₀ des Spannungsgefälles vornehmen, so sind dazu zwei Stöpsel oder eine Doppelkurbel erforderlich, sofern man nicht nach dem Vorschlage in der E. T. Z., 1897, S. 320, durch einen Stöpsel drei Kontakte verbinden will.If you want to reduce _{the voltage gradient to Y 10} and Y ₁₀₀ according to patent specification 88650, two plugs or a double crank are required, unless three contacts are made by one plug according to the proposal in ETZ, 1897, p. 320 want to connect.

Demgegenüber läßt sich nach vorliegender Erfindung die Größenordnung der regelnden Widerstände für jede Stufenänderung des Spannungsgefälles frei wählen, und es ist für die Schaltung auf beliebig viele Stufen der Änderung nur eine einzige Stöpsel- oder Kurbelverbindung erforderlich.In contrast, according to the present invention, the order of magnitude of the regulating Freely select resistors for each step change in the voltage gradient, and it is for switching to any number of levels of change only a single plug or Crank connection required.

Das vorliegende Verfahren läßt sich namentlich bei Apparaten zur Spannungsmessung verwenden. Eine.Anwendung des Verfahrens in Verbindung mit einem Spannungsteiler bei einer Doppelkurbel gestattet, bei Spannungsmessungen den Meßbereich nach oben und unten beliebig zu erweitern.The present method can be used in particular with apparatus for voltage measurement use. An application of the method in connection with a voltage divider at a double crank allows the measuring range upwards and can be expanded at will below.

Das den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Verfahren ist auf der beiliegenden Zeichnung" veranschaulicht.The method which is the subject of the present invention is based on the accompanying one Drawing "illustrates.

Fig', ι zeigt das Verfahren in dem Fall, wo die Nebenschlußwiderstände einzeln eingeschaltet werden.Fig ', ι shows the method in the case where the shunt resistors are switched on individually.

Fig. 2 zeigt den Fall, daß die Nebenschlußwiderstände hintereinander geschaltet werden.Fig. 2 shows the case that the shunt resistors are connected in series.

Fig. 3 zeig't die Anwendung des Verfahrens in Verbindung mit einem Spannungsteiler.Fig. 3 shows the application of the method in connection with a voltage divider.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist die Möglichkeit gegeben, die Spannung der Stromquelle an den Klemmen α und b des Meßdrahtes w voll zu haben (Stöpsel im untersten, mit 1 bezeichneten Loch) oder nur ViO' V30' Vioo derselben, indem man einfach den Stöpsel in die mit diesen Brüchen bezeichneten Löcher einsteckt. Die Größe der verschiedenen Widerstände ergibt sich aus den beiden Bedingungen, daß einmal der Gesamtwiderstand des Schließungskreises der Stromquelle c konstant und daß ferner die Spannung zwischen α und b auf '/₁₀ usw. oder allgemein auf i/ra herabgedrückt werden soll.In the circuit arrangement according to FIG. 1, there is the possibility of having the voltage of the power source at the terminals α and b of the measuring wire w full (plug in the lowest hole marked 1) or only ViO 'V30' Vioo of the same by simply insert the plug into the holes marked with these breaks. The size of the various resistors result from the two conditions that once the total resistance of the closing circuit of the power source c constant and further that the voltage between α and b '/ _10, etc., or generally to i / ra depressed to be.

Zur Ableitung der allgemeinen Formel soll, angenommen werden, der Stöpsel stecke zunächst im untersten, mit 1 bezeichneten Loche. Dann ist der Widerstand des Stromkreises zwischen α und b einfach = w. Steckt der Stöpsel im obersten, mit Y₁₀₀ bezeichneten Loche, so fließt der Strom von der Strom-To derive the general formula it should be assumed that the plug is initially in the lowest hole marked 1. Then the resistance of the circuit between α and b is simply = w. If the plug is in the uppermost _{hole marked Y 100} , the current flows from the current-

quelle c zunächst über f und e zum Stöpsel und teilt sich hier in zwei Teile, deren einer über d und jv und deren anderer über g zum anderen Pol der Stromquelle c zurückkehrt. 'Bezeichnet man allgemein den vor der Verzweigung liegenden Widerstand mit x, den hinter der Verzweigung mit dem Meßwiderstand w in Reihe liegenden Widerstand mity und schließlich den zu jv -\- y parallel liegenden Widerstand mit \, so ist der an die Stelle von jv tretende Widerstand des Stromkreises —source c first via f and e to the plug and divides here into two parts, one of which returns via d and jv and the other via g to the other pole of the current source c . 'If one generally denotes the resistance in front of the branch with x, the resistance behind the branch in series with the measuring resistor w with y and finally the resistance parallel to jv - \ - y with \, then that is the place of jv stepping resistance of the circuit -

χ 4- i-—— ■ Da der Gesamtwiderstand χ 4- i- —— ■ Because the total resistance

stets gleich sein soll, muß folgende Gleichung erfüllt werden:should always be the same, the following equation must be fulfilled:

¹¹ ι + y + νι + y + ν

Weiter soll das Spannungsgefälle zwischen α und b und damit auch der Strom in w = l/n des Gesamtstromes sein. Es muß daher zwischen den Widerständen ferner folgende Gleichung bestehen:Furthermore, the voltage gradient between α and b and thus also the current should be in w = l / n of the total current. The following equation must therefore also exist between the resistors:

2) (n — i)z = jv + y. 2) (n - i) z = jv + y.

Aus Gleichung i) und 2) ergibt sich durch Elimination λ^οη \ als dritte vereinfachte Gleichung:From equations i) and 2), the elimination λ ^ οη \ results in the third simplified equation:

3)3)

HX= (n —1) w —y. HX = (n - 1) w - y.

Durch die Gleichungen 2) und 3) sind die Widerstände xy \ bestimmt, da weitere Bedingungen nicht \rorhanden sind. Es ergibt sich also, daß ein Widerstand frei gewählt werden kann, während die beiden anderen durch die Wahl des einen der Größe nach festgelegt sind. Zu berücksichtigen ist, daß die untere Grenze der Widerstände χ und y der Wert Null, die untere Grenze des Wider- The resistances xy \ are determined by equations 2) and 3), since further conditions are not given. It follows that one resistor can be chosen freely, while the other two are determined by the choice of one of the size. It must be taken into account that the lower limit of the resistances χ and y has the value zero, the lower limit of the resistance

Standes ζ der Wert ist.Standes ζ the value is.

¹ η — ι ¹ η - ι

In den Beispielen sind die Widerstände xy\ so gewählt, daß für drei Schaltungen nur sechs Widerstände vorhanden sind, indem ein Widerstand der vorhergehenden Schaltung in die darauf folgende Schaltung übernommen und der Anfangswiderstand χ zu Null gemacht ist.In the examples, the resistors xy \ are chosen so that there are only six resistors for three circuits, in that one resistance from the previous circuit is transferred to the subsequent circuit and the initial resistance χ is made zero.

Nach dem Gesagten lassen sich die Widerstände d efg h i der Fig. 1 in folgender Weise berechnen.After what has been said, the resistances d efg hi of FIG. 1 can be calculated in the following way.

I. Stöpsel im obersten Loch; η = ioo.I. Plug in the top hole; η = ioo.

4) 99 I = & + r> 4) 99 I = & + r>

5) 100 ^ = 99 w—y. 5) 100 ^ = 99 w- y.

Da hier χ = e -f- f; y = d; % = g ist, so istSince here χ = e -f- f; y = d; % = g , so is

6) 99 g = jv + d, 6) 99 g = jv + d,

7)7)

100 (e -f- f) = 99 jv — d. 100 (e -f- f) = 99 jv - d.

II. Stöpsel im zweitobersten Loch; η = 30.II. Plug in the second hole from the top; η = 30.

8) 29 ζ = jv + y, 8) 29 ζ = jv + y,

9) 30 χ .= 29 w—y. Da hier χ = f; y = d -j- e; \ = h ist, so ist 10) 29 h = w H- d H- e,9) 30 χ. = 29 w - y. Since here χ = f; y = d -j- e; \ = h , then 10) 29 h = w H- d H- e,

^XI) 3°/ = 29 w — (d + e). ^XI ) 3 ° / = 29 w - (d + e).

III. Stöpsel im zweituntersten Loch; η = ίο.III. Plug in the second bottom hole; η = ίο.

12) 9 ζ = jv +y, 12) 9 ζ = jv + y,

13) 10 χ = 9 jv —y. 13) 10 χ = 9 jv - y.

Da hier χ = ο; y = d ■+ e -\- f; ζ = i ist, so istSince here χ = ο; y = d ■ + e - \ - f; ζ = i , so is

14) 9 i = w + d H- e H- /,14) 9 i = w + d H- e H- /,

15) 9 w = d H- e H-/.15) 9 w = d H- e H- /.

Aus den Gleichungen^), 7), 10), 11), 14) und 15) ergeben sich für defghi folgende Werte:The equations ^), 7), 10), 11), 14) and 15) result in the following values for defghi:

^ 89/ „.. „ — 100/ „..^ 89 / ".." - 100 / "..

" /11 ^W' S /1089^'"/ 11 ^W 'S / 1089 ^'

e =e =

h =h =

Bei Fig. 2, wo die den Nebenschluß ^ bildenden Widerstände g h i hintereinander geschaltet sind, bleiben d efg unverändert, währendIn Fig. 2, where the shunt ^ forming resistors ghi are connected in series, d efg remain unchanged while

I₇ 209930/ ... I ₇ 209930 / ...

¹¹ /915849 ^W ^11/915849 ^W

: 5980/ : 5980 /

¹ /75 ¹ / 75th

569569

zu wählen sind.are to be chosen.

Statt wie bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen das Spannungsgefälle auf Y₁₀, Y₃₀ und Y₁₀₀ herabzudrücken, kann man dasselbe auch allgemein auf jeden gewünschten Wert i/h herunterdrücken, wenn man eben die Vorschaltwiderstände und Nebenschlüsse diesem Wert entsprechend bemißt.Instead of reducing the voltage gradient to Y ₁₀ , Y ₃₀ and Y _{100, as in the} exemplary embodiments described, it can also generally be reduced to any desired value i / h if the ballast resistors and shunts are dimensioned according to this value.

Statt der beschriebenen Stöpselschaltung kann man selbstverständlich auch eine einfache Kurbel verwenden, deren einzelne Stellungen den verschiedenen Stöpselungen entsprechen.Instead of the plug circuit described, a simple one can of course also be used Use a crank whose individual positions correspond to the different plugs.

Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung dient zum Messen einer Spannung, z. B. der Batterie m. Diese Stromquelle liegt mit einem Pole unmittelbar an dem einen Schleifkontakt des Meßdrahtes jv, welch' letzterer natürlich auch als Kurbel- oder Stöpselwiderstand ausgeführt sein kann. Der andere Schleifkontakt ist über ein Galvanometer an die Schleifschiene auf der rechten Seite der Doppelkurbel herangeführt. Die Stromquelle m besitzt einen Nebenschluß von im ganzen IOO 000 Q. Je nachdem die Kurbel in den mit ο bis 3 bezeichneten Stellungen steht, kann die Größe der von der Stromquelle herrührenden Span-The arrangement shown in Fig. 3 is used to measure a voltage, e.g. B. the battery m. One pole of this power source lies directly on one sliding contact of the measuring wire jv, which of course can also be designed as a crank or plug resistor. The other sliding contact is brought up to the sliding rail on the right-hand side of the double crank via a galvanometer. The current source m has a shunt of a total of 100,000 Q. Depending on the position of the crank in the positions marked ο to 3, the size of the voltage generated by the current source can be

Claims

can be pressed down on Y10, Y100 and V1000. On the right side of the double crank there are also the contacts for the normal element, which is used for calibration as usual. On the left side of the double crank there are two sliding rails, as well as individual contacts, which 'the latter are only used in positions 4 and 5. An auxiliary battery c ίο is connected with one pole to the inner left sliding rail and with the other pole to the terminal b of the measuring wire n>. In positions 4 and 5, different current distributions corresponding to FIG. 1 occur, which have the effect that, against positions ο to 3, the voltage from the auxiliary battery c between α and b is depressed in position 4 to Y10 and in position 5 to Y100 will. As a result of the circuit described, it is possible to use Y10, Y100, Y1000 instead of the full voltage of the current source m to be measured, and also to reduce the comparison voltage of the auxiliary current source c to Y10 and Y100. Godfather ν τ-Α ν Proverbs:

1. A method for regulating electrical voltage gradients using series resistors and shunts without changing the other electrical quantities of the circuit, characterized in that that the order of magnitude of the regulating resistances for each step change of the Voltage gradient can be freely selected, and for switching to any number of levels The change only requires a single plug or crank connection.

2. An application of the method characterized in claim 1 in conjunction with a voltage divider with a double crank, for the purpose of increasing the measuring range for voltage measurements and can be expanded at will below.

1 sheet of drawings.