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Thermoelektrisches Pyrometer Die Erfindung bezieht sich auf thermoelektrisches
Pyrometer mit künstlichem Nullpunkt des Meßgerätes, Das thermoelektrische Pyrometer
nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Galvanometer mit mehreren voneinander
unabhängigen Wicklungen, die der Einwirkung eines einzigen magnetischen Feldes ausgesetzt
sind und von denen die eine Wicklung mit einem Thermoelement, die andere mit einer
Temperaturkorrektureinrichtung verbunden ist, die Wärem leitend mit den kalten Löt-
oder Vergleichsstellen des Thermoelementes verbunden und so eingerichtet ist, daß
sie eine Korrekturgleichspannung liefert, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur
der kalten Lötstellen bzw. der Vergleichsstellen nach demselben Verlauf wie bei
dem Thermoelement ändert
Das Galvanometer kann entweder mehrere
konzentrisch angeordnete Drehspulen enthalten, die in einem einzigen magnetischen
Feld angebracht sind, oder mehrereefeste, koaxiale Wicklungen, die auf einen einzigen
beweglichen Magneten einwirken.
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Bei der Verwendung eines Galvanometfrs mit mehreren Wicklungen gemäß
der Erfindung für die Messung von Temperaturen mit Hilfe von Thermoelementen sind
die Meßeinrichtungen vor allem dadurch bemerkenswert, daß das Thermoelement oder
die Thermoelemente an die eine der Wicklungen des Galvanometers angeschlossen sind,
während die andere Wicklung mit einer Temperaturkorrekturvorrichtung verbunden ist,
die in thermische Berührung mit den kalten Lötstellen oder deren Vergleichsstellen
des oder jedes Thermoelementes steht und die für die Lieferung einer veränderlichen
Gleichspannung in Abhängigkeit von der Temperatur der alten Lötstellen mit demselben
Verlauf wie bei den Thermoelementen eingerichtet ist, wodurch ein Ausgleich der
Meßfehler ermöglicht witd, die auf die Tesperaturschwankungen der kalten Lötstellen
oder der Vergleichsstellen zurückzufUhren sind.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsart der Temperaturkorrekturvorrichtung
besteht diese aus einer Brückenschaltung mit vier Brückenzweigen, die aus zwei einander
gegenüberliegenden Heißleitern und aus zwei Abgleichwiderständen gebildet wird,
wobei zwei gegenüberliegende Brückenscheitelpunkte an eine stabilisierte Gleichstromquelle
angeschlossen sind, während die anderen beiden Brückenscheitelpunkte mit der entsprechenden
Wicklung des Galvanometers verbunden sind.
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Es können die beiden Heißleiter auch durch zwei Metallwiderstände
aus Cu und Ni ersetzt werden.
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Bei der Verwendung des beschriebenen Galvanometers für die Erzielung
einer Spreizung der Meßskala des elektrischen Meßgerätes, wie sie beispielsweise
für die Messung von hohen Temperaturen erwünscht ist, und für die Erzielung eine:
für diese Spreizung nötigen willkfirlich wählbaren Nullpunktes werden an eine der
Wicklungen des Galvanomsters zwei voneinander getrennte Wicklungen über einen Dämpfungswiderstand
angeschlossen, während die zweite Wicklung des Galvanometers mit einer stabilisierten
Gleichstromquelle so verbunden wird, daß der Stromkreis der erst
Wicklung
vor dem genannten Dämpfungswiderstend an eine ait einem Schwellwert arbeitende Vorrichtung
wie beispielsweise Trigger, Multivibrator, Kippechaltung usw. angeschlossen ist,
die gleichzeitig einerseits die Ausschaltung des vorgenannten Dämpfungswideratandes
und andererseis die Schließung des Stromke@ises der zweiten Wicklung steuert, also
den Strom aus der stabilisierten Stromquelle in einer solchen Richtung aufoimmt,
daß sie einen entsprechenden künstlichen Nullpunkt herstellt.
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Nach einer anderen Ausführungsform ist der Däipfungswiderstand durch
einen Gleichstromverstärker ersetzt, dessen Verstärkung durch die mit eines Schwellwert
arbeitende Vorrichtung gesteuert wird.
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Die vorgesnnten beiden Einrichtungen können auch kowbiniert werden,
beispielsweise durch Verwendung eines Galvanemeters mit drei Wicklungen, wodurch
einmal die Ausführung von Temperaturmessungen unter Spreisung des Bereiches der
Ableseskals ermöglicht wird, zum anderen sich noch der Nullpunkt eingestellt wird,
der diese Dersich eutspricht.
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Andere Besonderheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung hervor, die sich auf ein Ausführungsbeispiel einer Tempersturme#einrichtung
und auf ein Ausführungsbeispiel einer Spreizvorrichtung eines Ablesebereiches an
einem elektrischen Me#instrument mit der Herstellung eines künstlichen Nullpunktes
für diesen Ablssebersich bezicht.
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In den Zeichnungen ist: Fig. 1 des Scheltbild einer Temperaturme#einrichtung
mit einem Therneslement und einem Galvenemeter mit zwei Zpulen, Fig. 2 des Scheltbild
einer Verrichtung für die @erstellung der Sprsisung eines Ableschereiches in einem
eiaktrischen Me#instrmment und für die Herstallung eines kümstlichem Nulpunktas,
der dieser Sprsizung entspricht, Fig. 3 eine Betrichskurve einer Verrichtung sech
Fig. 2.
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Fig. 1 seigt ein Dr@@@@ le@ @@@@@ 1 ein @@@1 @lakiampen la und 1b,
welabe eine Amseigenadel la sntraiben, webei beide Wicklungen in bekannter Weise
konzentrisch angeordnet sind
und jede von ihmen getrennte Verbindungselemente
beispielzweise in Form von Spirelen aufweist.
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Die Wicklung la ist über einen Eichwiderstand 2 mit einem Thermoslement
3 verbumden, dessen hei#e Lötatelle mit 3@, dessen kalte Lötstelle oder Vergleichsstelle
mit 3b bazeichnet sind, und einen Wärmeleitungskomtakt in Form eines guten Wä@neleiters
4 mit Tompersturkorrekturvorrichtung 5 besitnen.
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Diese Tompersturkerrekturverrichtung 5 besteht aus einer Bräckanscheltung
mit vier Bräckanzweigen, von denen die Zweige 5a und 5@ aus einemder geg@@@@erliagemden
Nei3-leitarn oder Netallwiderst@@@@ (Cu, Mi) bestehen, w@hread die beiden sederen
Drückenzweige 5b und 5d und einender gegemüberlsgsnden, einfschen Abgleichwiderständen
bestahon.
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Zwei Drückenscheitelpenkte der Brüchenscheltung eind mit einer stabilisiertes
Gleichstrammquelle 6 verbunde#, wähwond die be@don endouon Drächmmecheitelpunbte
der Bräckesschaltung unter Drischonoabeltung eines Eioberidemtandes 7 en die Wicklunglb
des Gelvenensters ungeschlesson eind.
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Die Temperaturabwankungen der kalten Lötstellen oder der Vergleichsstellen
falschen die Messung der Temperatur an der Stelle 3a proportional zu der Tempersturabweichung
von der Eichungstemperatur bei 00C.
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In der Wicklung la fließt bei Vernachlässigung des Widerstandes von
3a und von 3b folgender Strom: E E I1 = R2 + g1 In der zweiten Wicklung 1b flie#t
der folgende Strom: I2 = E5 R7 + g2 Der äquivalenta Strom I in dem Galvanomater
ist also: I = I1 + I2 = E3n - E3b + E3b R2 + g R2 +g R2+g Da E3b + E5 ist und g1
= g2 und da men R7 = R2 einstallen kann, erhält men achlis#lich: I = E3a R2 + g
Das
bedeutet: Die Summe des Stromes, welche das mechanische Ablenkungedrehmoment des
Drshspulme#werkes des Galveuometers bestimmt, ist gleididem Strom, der durch eine
einzige Wicklung eines Galvanometers hindurchfließen würde, wenn bei allen sonstigen
gleichbleibenden Bedingungen die Temperatur der kalten Lötstelle oder Vergleichsstelle
OOC betragen würde.
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Wegen der elektrischen Trennung zwischen den Wicklungen la und lb
kann die Temperaturkorrekturvorrichtung 5 ein beliebiges Potential in Bezug auf
das Thermoelchent 3 aufweisen, sofern es nur unterhalb der Durchschlagspannung gehalten
wird.
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In Fig. 2, die sich auf eine Einrichtung mit Spreizung des Ablesebereiches
eines elktrischen Meßinstrument;es und die Herstellung des Nullpunktes bezieht,
der diesem Bereich entspricht, ist mit 11 ein Drchspulse#werk eines Galvanoesters
mit zwei Drehspulsnwicklungen lla und llb besoichnet, die mit einer Anzeigensdel
llc verbunden sind.
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Die Wicklung lla ist über einen Eichwiderstand 12 mit eine.
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Dämpfungswiderstand 13 in Reihe geschaltet und mit Klemmen
14
eines Gerätes verbunden, an dea die Messung vorgenoten werden soll, wobei der Dämpfungswiderstand
13 durch einen Schalter 15 kurzgeschlossen werden kann.
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Der Dämpfungswiderstand 13 kann auch durch einen Glichstromverstärker
ersetzt werden, bei den man durch da Schalter 15 den Verstärkungsgrad ändern kann.
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Die Wicklung llb ist über einen Eichwiderstand 16 und einen Schalter
17 nit einer stabilisierten Gleichstromquelle 18 verbunden.
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Vor den Benelementen 12 und 13 weisen die Stromkreise, welche die
Klemmen 14 mit der Wicklung 11a verbinden, eine Abzweigung für die Steurung der
Auslösung eines mit einem Schwellwert arbeitenden Gerätes 19 auf (Relais, Trigger,
Sättigungsverstärker usw), dessen Wicklung 19a die Schalter 15 und 17 steuert.
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Man erkannt, daß oberhalb eines gewissen Wertes der elektrischen Me#grö#e
an den Klemmen 14 des mit dem Schwellwert arbeitende Gerät gleichzeitig folgendes
hervorruft:
A.) Die Schließung des Schalters 15 bzw. die Ausschaltung
des Widerstandes 13 des Gleichstromverstärkers und damit die Spreizung des Ablesebereiches
des Galvanometers.
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B.) Die Schließung des Schalters 17 bzw. die Einschaltung der Wicklung
llb des Galvanometers 11.
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Der Operation A entspricht der Punkt für den Steigungswechsel K der
Kurve in Fig. 3, welche den Ausschlagswinkel oder des Zeiger llc über der Meßgröße
E an den Klemmen 14 darstellt.
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Der Operation B entspricht die Einführung des künstlichen Nullpunktes
Z, wobei der Abstand D den konstanten Wert darstellt, der in das Gelvanometer einzufUhren
ist, um den künstlichen Nullpunkt zu erhalten.
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Man kann auch mit Hilfe eines Galvanometers mit drei Wicklungen die
in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einrichtungen kombinieren, um Tempersturmessungen
mit Hilfe von Thermoalementen auszuführen und zugleich eine größere Ablesegensuigkeit
in einem bestimmten Me#beraich zu erzielen.
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Patantansprüche: