DE163877C

DE163877C -

Info

Publication number: DE163877C
Application number: DE1904163877D
Authority: DE
Filing date: 1904-11-19
Anticipated expiration: 1924-11-20

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

M 163877 KLASSE 21 e. M 163877 CLASS 21 e.

Bekanntlich pflegt man die Nacheichung von elektrischen Meßapparaten, wie Ampere und Voltmetern und Elektrizitätszählern, durch Vergleich mit Normalinstrumenten und durch Belastung mittels künstlicher Widerstände vorzunehmen. Zur Nacheichung von Voltmetern bedient man sich' ferner vielfach des Kompensationsapparates, unter Zuhilfenahme von Normalelementen als Vergleich vonAs is well known, the recalibration of electrical measuring devices such as amps and Voltmeters and electricity meters, by comparison with standard instruments and by To carry out loading by means of artificial resistances. For recalibrating voltmeters one also makes use of the compensation apparatus in many cases, with the help of it of normal elements as a comparison of

ίο E. M. K. Die Nacheichung von Elektrizitätszählern in der Praxis bereitet, da dieselbe am Aufhängungsort des Zählers zweckmäßig vorgenommen werden muß und Vergleichs- und Normalzähler nicht vorhanden bezw. nicht immer zweckmäßig sind, besondere Schwierigkeiten, denn es ist hierbei erforderlich, den betreffenden Zähler durch Einschaltung eines künstlichen Belastungs- oder Ballastwiderstandes (aus Glühlampen oder Widerstands-ίο E. M. K. The recalibration of electricity meters in practice, since the same is expediently carried out at the meter's suspension point must be and comparison and normal counter not available or. are not always appropriate, special difficulties, because it is necessary here to switch the counter concerned by switching on a artificial load or ballast resistance (from incandescent lamps or resistance

ao drähten bestehend) bis zu bestimmten Grenzen, d. h. mit verschiedenen Stromstärken zu belasten . und hierbei während der Dauer der Eichung sowohl die Stromstärke mittels Amperemeters als auch die herrschende Spannung mittels Voltmeters abzulesen.ao wires consisting) up to certain limits, d. H. to load with different currents . and during the calibration both the current strength by means of an ammeter as well as the prevailing voltage can be read off using a voltmeter.

Aus der Beobachtungsreihe wird alsdann das Mittel der Ampere und Volt berechnet, deren Multiplikation mit der gleichfalls abgelesenen Zeitdauer ergibt den Sollwert des Verbrauchs in Kilowattstunden oder anderen Einheiten. Wie ersichtlich, ist dies Verfahren in der Praxis häufig wenig genau, weil die Spannung nicht selten häufigen und großen Schwankungen unterliegt und damit auch die Stromstärke etwas variiert, so daß bei der relativ geringen Zahl von Ablesungen (etwa in Intervallen von einer Minute) nicht der wahre Durchschnittswert der Belastung erhalten wird.The mean of the amps and volts is then calculated from the series of observations, multiplying it by the time period also read gives the setpoint of the Consumption in kilowatt hours or other units. As can be seen, this is procedure often not very precise in practice because the tension is often frequent and large Subject to fluctuations and thus the current strength varies somewhat, so that in the relatively small number of readings (approximately at one-minute intervals) not the true average value of the load is obtained.

Auch wenn die Spannung konstant bleibt, kann die Stromstärke infolge von Erhitzung des Ballastwiderstandes oder infolge der Veränderlichkeit der häufig benutzten Glühlampenbatterien Schwankungen aufweisen, deren Fehler bei der vorgenommenen Zahl der Ablesungen' nicht immer eliminiert werden kann. Hinzu kommt noch der Umstand, daß die zu diesen Messungen erforderlichen VoIt- und Amperemeter, wenn sie sehr genau anzeigen sollen, erhebliche Kosten verursachen, und daß doch infolge unvermeidlicher Beschädigungen bei den häufigen Transporten ihre Genauigkeit leicht leiden und dies irrige Angaben verursachen kann.Even if the voltage remains constant, the amperage may be due to heating the ballast resistance or as a result of the variability of the frequently used incandescent lamp batteries Have fluctuations, the errors of which in the number of readings taken ' cannot always be eliminated. In addition there is the fact that the VoIt and ammeters required for these measurements if they show very precisely should, cause considerable costs, and yet as a result of inevitable damage Their accuracy can easily suffer in the frequent transports and this can lead to incorrect information.

Die vorliegende Einrichtung soll nun diesen "(!beiständen abhelfen, auch erforderlichenfalls ohne Benutzung von Meßinstrumenten mit Hilfe selbstregelnder Belastungswiderstände in einfachster Art und ohne zeitraubende Ablesungen und Beobachtungen die Nacheichung, Kontrollmessung usw. ermöglichen.The present facility is now intended to remedy these "(! Assistants, also if necessary without the use of measuring instruments with the help of self-regulating load resistors recalibration in the simplest way and without time-consuming readings and observations, Enable control measurement, etc.

Zur Erreichung dieses Zweckes wird die Eigenschaft von elektrischen Widerständen mit hohen Temperaturkoeffizienten benutzt, die darin besteht, daß ein Widerstand, der für eine bestimmte Stromstärke bemessen ist, infolge der Erhitzung diesen seinen Widerstand so erhöht, daß innerhalb weiter Grenzen ein weiteres Ansteigen der durch ihn hindurchfließenden Stromstärke verhindert wird.The property of electrical resistances is used to achieve this purpose with high temperature coefficient is used, which consists in that a resistor that is dimensioned for a certain amperage, as a result of the heating this its resistance so increased that within wide limits there is a further increase in the amount flowing through it Amperage is prevented.

Solche sehr empfindlichen Widerstände werden in der Regel aus dünnem Eisendraht hergestellt, der unter normalen Stromverhältnissen bis zu schwacher Rotglut erhitzt wirdSuch very sensitive resistors are usually made of thin iron wire which is heated to a weak red heat under normal current conditions

(2. Auflage, ausgegeben am 3. August(2nd edition, issued August 3

und zwecks Verhütung von Oxydationen, sowie zur Regelung des Erhitzungsgrades sich in der Regel in einer Wasserstoffatmosphäre von bestimmtem Drucke in einer kleinen Glasbüchse befindet.and for the purpose of preventing oxidation and regulating the degree of heating usually in a hydrogen atmosphere of certain pressure in a small glass can is located.

Regelungswiderstände dieser Art sind aus Nernstlampen bekannt, bei welchen sie als Vorschaltwiderstände zum Schütze der Glühkörper gegen den Einfluß der Spannungs-Schwankungen dienen. Für den vorliegenden Fall wird nun die Eigenschaft derartiger in elektrischer Hinsicht »elastischer« Widerstände benutzt, den Strom, für den sie bemessen sind, genau konstant zu halten, auch wenn die Betriebsspannung innerhalb weiter Grenzen, z. B. um _+ 10 Volt schwankt und auch wenn die diesem Regelungswiderstande vorgeschalteten gewöhnlichen Belastungswiderstände der Einfachheit halber aus Lampen bestehen, die den eigenen Widerstand im Laufe der Zeit ändern.Control resistors of this type are known from Nernst lamps, in which they as Series resistors to protect the incandescent body against the influence of voltage fluctuations to serve. In the present case, the property of such resistances becomes "elastic" from an electrical point of view used to keep exactly constant the current for which they are designed, even if the operating voltage within wide limits, e.g. B. fluctuates by _ + 10 volts and even if the usual load resistances of the upstream of this control resistor For the sake of simplicity, they consist of lamps that develop their own resistance over time change.

So stellt demnach ein solcher selbstregelnder Widerstand unter allen Betriebsverhältnissen ein »Stromnormal« dar, und zwar mit einer Genauigkeit, innerhalb weniger Prozente, selbst für die extremsten Fälle des Betriebes.This is how such a self-regulating resistor is provided under all operating conditions represents a "current standard" with an accuracy within a few percent itself for the most extreme cases of operation.

Wenn z. B. eine Belastung bis zu 10 Ampere bei 220 Volt Betriebsspannung erforderlich ist, so würde man etwa in Parallelschal tung 3X2 Glühlampen von je etwa 1 Ampere anwenden, von denen jedesmal vor je zwei Lampen (parallel) sich ein selbstregelnder Widerstand für normal 2 Ampere, der etwa 25 Volt absorbiert, befindet, so daß die Lampen bei 220 Volt Betriebsspannung etwa 195 Volt erhalten.If z. B. a load of up to 10 amps at 220 volts operating voltage required 3X2 incandescent lamps of about 1 ampere each would be used in parallel connection apply, of which one self-regulating each time in front of two lamps (in parallel) Resistance for normal 2 amps, which absorbs about 25 volts, is located, so the Lamps with an operating voltage of 220 volts get about 195 volts.

Derartige drei Serien, bestehend aus. je zwei parallel geschalteten Lampen mit vorgeschaltetem Regelungswiderstande zu 2 Ampere, ergeben 6 Ampere und hierzu kommen dann z. B. drei parallel geschaltete Serien zu 1 Ampere, bestehend aus je einem Regelungswider stände zu 1 Ampere und 25 Volt Spannungsabfall vor jeder für etwa 1 Ampere bemessenen Glühlampe bei etwa 195 Volt Spannung; schließlich ein Regelungswiderstand für ¹Z₂ Ampere Normalstrom bei 25 Volt Spannungsabsorption und eine ¹Z₂ Ampereglühlampe und endlich z. B. zwei Regelungswiderstände für je ¹Z₄ Ampere Normalstrom mit einer entsprechenden Glühlampe, die im allgemeinen mit 195 Volt brennen wird.Such three series, consisting of. two lamps connected in parallel with upstream control resistors of 2 amps, result in 6 amps. B. three series of 1 ampere connected in parallel, each consisting of a regulating resistor of 1 ampere and 25 volts voltage drop in front of each for about 1 ampere rated incandescent lamp at about 195 volts voltage; finally a control ^{resistor for 1} Z ₂ ampere normal current at 25 volts voltage ^{absorption and a 1} Z ₂ ampere incandescent lamp and finally z. B. two control resistors for each ¹ Z ₄ ampere normal current with a corresponding incandescent lamp, which will generally burn at 195 volts.

Die genannten Regelungswiderstände für je 20 bis 40 Volt Spannungsabsorption von etwa ¹Z₄ bis 2 Ampere sind die im Handel üblichen; die als Ballastwiderstände dienenden Glühlampen werden für etwa 200 bis 220 Volt Spannung gewählt, so daß sie nicht voll beansprucht sind und daher eine größere Lebens dauer besitzen dürften.The mentioned control resistances for each 20 to 40 volts of voltage absorption of about ¹ Z ₄ to 2 amperes are the usual ones in the trade; serving as ballast resistors incandescent lamps are chosen for about 200 to 220 volts voltage, so that they are not fully stressed and should therefore have a longer life.

Die ganze Regelungs- und Ballastwiderstandskombination ist somit für 10 X 220 Volt = 2,2 Kilowatt ausreichend, und hierbei kann man die Ballaststromstärke je nach der Anzahl der eingeschalteten Abteilungen auf ¹Z₄, ¹Z₂, ³U, i, 2 usw. bis 10 Ampere abstufen.The entire control and ballast resistor combination is thus sufficient for 10 X 220 volts = 2.2 kilowatts, and the ballast current strength can be set to ¹ Z ₄ , ¹ Z ₂ , ³ U, i, 2, etc., depending on the number of departments switched on. step up to 10 amps.

Diese Normalstärken, für die die selbstregelnden Widerstände dimensioniert sind, bleiben unbeeinflußt durch Variationen der Betriebsspannung, etwa in Grenzen von 210 bis 230 Volt, und auch die etwaigen Veränderungen der Eigenwiderstände der Glühlampen werden durch die Veränderungen des Regelungs Widerstandes ausgeglichen, indem z. B. ein Regelungswiderstand, der bei 220 Volt Spannung 25 Volt absorbiert, bei steigender Spannung auf 230 Volt diese Spannungserhöhung aufnimmt, so daß an diesem die 5 Volt mehr, also nun 30 Volt auftreten, während der hindurchfließende Strom konstant seine Normalstärke behält. Der . Regelungswiderstand würde sich hierdurch bis auf hellere Rotglut erhitzen.These normal strengths, for which the self-regulating resistors are dimensioned, remain unaffected by variations in the operating voltage, approximately within the limits of 210 to 230 volts, and also the possible changes in the intrinsic resistances of the incandescent lamps compensated by the changes in the control resistance by z. B. a Regulating resistor, which absorbs 25 volts at 220 volts, when the voltage rises absorbs this voltage increase to 230 volts, so that at this the 5 volts more, So now 30 volts occur, while the current flowing through it is constant at its normal strength retains. Of the . This would result in control resistance down to a lighter red glow heat.

In dieser Weise ist also ohne einen Kontrollmesser jede gewünschte Strombelastung gewährleistet, und ein Kontrollmesser wie auch eine dauernde Beobachtung der Stromschwankungen wird durch die selbsttätige Funktion des Regelungswiderstandes überflüssig.In this way, any desired current load is possible without a control meter guaranteed, and a control meter as well as a permanent observation of the current fluctuations becomes superfluous due to the automatic function of the control resistor.

Wie ohne weiteres ersichtlich, ist auch die go Vergleichung der Spannung in einer derartigen Kombination gegeben, denn wie dargelegt, nimmt jeder Regelungswiderstand alle Abweichungen der Spannung vom Sollwert auf (220 Volt), so daß theoretisch an jeder Glühlampe, die als Ballast dient, eine konstante Spannung von z. B. 195 Volt herrscht. Man könnte demnach die erhaltene Spannung für die Eichungszwecke benutzen, indem man den Nebenschluß eines zu kontrollierenden 10ό Wattstundenzählers von einer der Lampen abzweigt.As can be seen without further ado, the comparison of the voltage is also in such a way Combination given, because as shown, each control resistor takes all deviations of the voltage from the setpoint on (220 volts), so that theoretically a constant Voltage of z. B. 195 volts prevails. One could therefore get the voltage obtained use for calibration purposes by shunting a 10ό Watt-hour meter branches off from one of the lamps.

Allein der Eigenwiderstand der Glühlampen ist in der Regel nicht gleichbleibend, und deshalb empfiehlt es sich, zu genannter Ausführung die Normalvergleichsspannung von einem konstant bleibenden Widerstand, abzuzweigen. The inherent resistance of the incandescent lamps alone is usually not constant, and therefore it is advisable to branch off the normal reference voltage from a resistor that remains constant for the above-mentioned version.

Hierzu bringt man zweckmäßig eine Abteilung, bestehend aus einem Regulier widerstand für normal etwa 5 Volt bei ¹Z₄ Ampere und einen Konstantan- oder dergl. Drahtwiderstand, der für ¹Z₄ Ampere ausreicht und an dem ein kleiner Teil mittels Gleitkontaktes verändert werden kann, besonders an. Hierbei würde also der RegelungswiderstandFor this purpose, it is advisable to bring a section consisting of a regulating ^{resistor for normally about 5 volts at 1} Z ₄ amps and a constantan or similar wire resistor that is ^{sufficient for 1} Z ₄ amps and on which a small part can be changed by means of sliding contact. especially on. So here would be the control resistance

-~-. = 20 Ohm betragen, während der - ~ -. = 20 ohms, while the

¹Z₄ Ampere ^ö ¹ Z ₄ amps ^ö

für etwa 220 Volt bemessene Widerstand etwa 880 Ohm beträgt. Wenn keine Abzweigung an diesem Vorschaltwiderstand geschieht, so würde demnach auch die Spannung dauernd 215 Volt betragen. Zur Erregung der Spannungswickelung von Zählern, Voltmetern for a resistor rated at about 220 volts is about 880 ohms. If there is no turn happens at this series resistor, the voltage would accordingly also be permanent 215 volts. To excite the voltage winding of counters, voltmeters

oder dergl. ist aber eine Abzweigung von dem Widerstände erforderlich, und zwar derart, daß z. B. bei 4000 Ohm Eigenwiderstand des Zählernebenschlusses diese 4000 Ohm in Parallelabzweigung zum Konstantanwiderstände kommen, angelegt an den Anfang des Konstantanwiderstandes und an den verschiebbaren Gleitkontakt, der sich am Ende befindet. or the like, but a branch from the resistors is required, in such a way that that z. B. at 4000 ohms inherent resistance of the counter shunt this 4000 ohms in Parallel branch to the constant resistance come, applied to the beginning of the constantan resistance and to the movable one Sliding contact, which is located at the end.

Will man die Eichungen z. B. mit 210 Volt ausführen, so ist demnach mit Rücksicht auf die Stromverzweigung eine Einstellung des Kontaktes je nach der Größe des Widerstandes des zu kontrollierenden Apparates erforderlich. Um nun zur einmaligen Kontrolle der Meßspännung, die alsdann natürlich während der Messung konstant erhalten wird, ein Normalvoltmeter oder dergl. zu ersparen und ferner eine sonst noch mögliche Skaleneinteilung an dem verschiebbaren Widerstände nicht nötig zu haben, wird zweckmäßig die Nullmethode nach Art der Brücke verwendet. Zu diesem Behufe ist noch ein weiterer Konstantan- oder dergl. -widerstand von etwa 860 Ohm mit vorgeschaltetem Regelungswiderstande für normal V₄ Ampere bei 5 Volt Spannungsabfall zwischen die Betriebsspannung geschaltet. An diesem Widerstände findet keine Abzweigung statt, so daß z. B.If you want the calibrations z. B. run with 210 volts, so an adjustment of the contact depending on the size of the resistance of the device to be controlled is therefore necessary with regard to the current branching. In order to save a standard voltmeter or the like for a one-time control of the measuring voltage, which is then of course kept constant during the measurement, and also to have no need for any other possible scale graduation on the displaceable resistors, the zero method according to the bridge type is expediently used . For this purpose, another constant or similar resistor of about 860 ohms with upstream control resistors for normal V ₄ amps with a 5 volt voltage drop is connected between the operating voltage. At this resistance there is no branch, so that, for. B.

die 215 Volt selbsttätig am Konstantan widerstände aufrecht erhalten bleiben.the 215 volts automatically resisted at constantan be maintained.

Diese Spannung kann als Normal Vergleichs spannung dienen, und wenn ein kleiner Schwachstromindikator, ζ. Β. eine einfache, mit dünner Wickelung versehene Bussole zwischen das Ende dieses konstanten Widerstandes bezw. dieser Vergleichsspannung und den Gleichkontakt des für die Apparatabzweigung dienenden Konstantanwiderstandes geschaltet wird, so zeigt naturgemäß dieser Indikator keinen Ausschlag, wenn auch die dem zu eichenden Apparate zuzuführende Spannung genau 210 Volt beträgt.This voltage can serve as a normal comparison voltage, and if a smaller one Low current indicator, ζ. Β. a simple bussole with a thin winding between the end of this constant resistance respectively. this equivalent stress and the constant contact of the constantan resistor used for the apparatus branch is switched naturally this indicator does not show any deflection, even if it is dem The voltage to be supplied to the apparatus to be calibrated is exactly 210 volts.

Die Eichung vollzieht sich mit Hilfe der Normalvergleichsströme und der Normalvergleichsspannung sehr einfach, indem das gewünschte Produkt, Volt mal Ampere, unverändert innerhalb geringer Fehlergrenzen selbsttätig bestehen bleibt und nur . die Zeitdauer an der Uhr abzulesen ist, während welcher der Strom im Zähler oder dergl. geherrscht hat. In dieser Kombination bietet daher die Einrichtung auch eine Vergleichsleistung, als Normalkilowatt oder dergl., dar. Die vorher dargestellten Einrichtungen lassen sich natürlich in beliebiger Art verändern; die Art des zu verwendenden Ballastwiderstandes kann beliebig verändert werden. Es können für stärkere Ströme auch stärker variierende Rheostaten aus Kohle, Graphit und dergl., ja selbst unter Umständen Flüssigkeitswiderstände verwendet werden, sofern deren Änderung das Maß der an dem Regelungs wider stände zu leistenden Eigenwiderstandsänderungen nicht übersteigt und so die Stromstärken konstant erhalten bleiben können.The calibration is carried out with the aid of the normal reference currents and the normal reference voltage very simply by adding the desired product, volts times amps, unchanged and only persists automatically within small error limits. the length of time can be read on the clock during which the current prevails in the meter or the like Has. In this combination, the facility therefore also offers a comparative performance, as Normal kilowatts or the like. The facilities shown above can of course change in any way; the type of ballast resistor to be used can be changed at will. For stronger currents it can also vary more strongly Rheostats made of carbon, graphite and the like, even under certain circumstances liquid resistances may be used, provided that the change in them exceeds the extent of the regulatory resistance does not exceed the changes in intrinsic resistance to be achieved and so does not exceed the current strengths can be maintained constant.

Auch die Größen der Regelungswiderstände, ihre Normalstromstärken und die von ihnen zu absorbierende Spannung lassen sich beliebig anders wählen, je nachdem es die Betriebsverhältnisse wünschenswert erscheinen lassen, ohne daß das Wesen der vorliegenden Erfindung, bestehend in der Schaffung von Normal- bezw. Vergleichsstromstärken, -Spannungen und -Leistungen (Watt) durch derartige Modifikationen berührt wird.Also the sizes of the control resistances, their normal currents and those of them The voltage to be absorbed can be chosen arbitrarily differently, depending on the operating conditions appear desirable without the essence of the present invention consisting in the creation of Normal or Comparative currents, voltages and powers (watts) through such Modifications is touched.

Claims

Patent Claims:

1. Self-regulating load resistor for current-voltage and power comparison, characterized in that with the help of resistors with a high temperature coefficient due to the this alternating warming that occurs with changes in voltage or resistance constant currents and consequently also at the ends of - these control resistors connected upstream - Normal resistances constant voltages, as well as from the product of both, constant powers during the Measurement duration can be achieved.

2. Self-regulating load resistor for Stroni voltage and power comparison according to claim 1, in which the current load used for calibration (Ampere) and the device used for voltage comparison through a separate combination of ballast and control resistances are formed.

3. Self-regulating load resistor for current-voltage and power comparison according to claim 1,. in which a resistor branch for voltage control in the manner of the Wheatstone bridge, consisting of two control resistors, one constant and an adjustable resistance, which is used to counteract different eigen- no Consumption of the measuring devices to be checked always determined by the lack of electricity a galvanometric indicator located in the bridge to be able to adjust in a simple way.