DE188582C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 188582 KLASSE 21 e. GRUPPE

verbundenen Elektroden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Oktober 1905 ab.

Die Erfindung besteht in der Anwendung der an sich bekannten Vereinigung zweier Voltameterzellen mit nach Art eines Aräometers beweglichen Elektroden zum Gebrauche als direkt zeigendes Instrument in der Wheatstoneschen Brückenschaltung, ferner als Strom-(bezw. Spannungs-) messer und als Wattstundenzähler.

Wenn in einem Voltameter die eine Elektrode schwimmend angeordnet ist und in ein Medium eintaucht, dessen spezifisches Gewicht sich von dem der Elektrolytflüssigkeit unterscheidet, so wird bei Stromdurchgang durch Gewichtsvermehrung oder -verminderung eine Bewegung der schwimmenden Elektroden in der Richtung der Verdrängung eines größeren oder geringeren Volumens des schwereren Mediums eintreten. Die Vereinigung zweier solcher Voltameter mit beweglichen Elektroden zeigen die Fig. 1 und 2. Der Schnitt Fig. ι läßt zwei Zellen 1 und 2 erkennen, die mit Elektrolytflüssigkeit gefüllt sind. Ihre Aräometerelektroden 3 und 4 tauchen in das unter dem Elektrolyten befindliche Quecksilber und sind mittels der Aufhängedrähte 5 und 6 über die auf der Achse 7 sitzenden Rollen 8 und 9 zwangläufig miteinander verbunden. Ihre elektrische Verbindung kann durch das Quecksilber 10 in den beiden Zellen oder auch in anderer Weise erfolgen. Fließt Strom von der festen Elektrode 11 in Zelle 1 über die beweglichen Elektroden 3 und 4 nach der festen Elektrode 12 in Zelle 2, so findet wegen der Aufhebung der Wirkungen keine Bewegung des Aräometersystems statt. Erst wenn noch an diesem bezw. der damit in Verbindung stehenden Klemme 13 Strom ab- oder zugeführt wird, tritt eine Bewegung ein, die von der Stärke dieses Stromes abhängig ist. Fig. 2 zeigt die Ansicht des Instrumentes. Der mit der Achse 7 verbundene Zeiger 14 spielt über der Skala 15 und zeigt die Stellung des Doppelaräometers an.

In dieser Form läßt sich das Instrument als Nullinstrument in der Wheatstoneschen Brückenkombination gebrauchen, falls durch die Bewegung des beweglichen Elektrodensystems die Verschiebung des Schleifkontaktes am Meßdraht der Brücke betätigt wird. In der Ausführung der Fig. 1 und 2 bilden die Voltameterzellen 1 und 2 selbst den Meßdraht. Die festen Elektroden sind in der einen Zelle am Boden, in der anderen am oberen Rande angeordnet, so daß bei Bewegung der Aräometerelektroden eine Vermehrung des Widerstandes der einen Zelle und eine Verminderung desjenigen der anderen um den gleichen Betrag eintritt.

Das Schaltschema Fig. 3 zeigt die Verwendung der Vorrichtung in einer Wheatstonesehen Brückenkömbinatiön als direkt anzeigendes Widerstandsmeßgerät. Die Zellen 1 und 2 stellen den.Meßdraht, AB das Doppelaräometer, C den verschiebbaren Kontakt dar. C ist mit dem Punkte D der Brücke direkt verbunden. Liegt noch zwischen A und B die elektromotorische Kraft 16, zwischen A und D der Vergleichswiderstand 17, zwischen

B und D ein unbekannter Widerstand 18, so wird durch C D zunächst Strom fließen. Es tritt dadurch eine Bewegung des Doppelaräometers, also eine Verschiebung des Punktes C am Meßdraht ein, und zwar so lange, bis Widerstandsabgleichung stattgefunden und der Strom in C D damit zu Null geworden ist. Die Ablesung an der Skala 15 (Fig. 2) gibt dann die Einstellung des Voltameters und damit des verschiebbaren Kontaktes der Brücke an, die Einteilung kann daher direkt in Ohm erfolgen.

Legt man zwischen B D ein Widerstandsthermometer, so kann die Vorrichtung als direkt anzeigendes elektrisches Thermometer benutzt werden, wobei die Skala für ein und dasselbe Thermometer zwischen B und D direkt in Temperaturgrade geteilt werden kann.

Um die Empfindlichkeit der Vorrichtung zu erhöhen, kann die Verbindung der beiden beweglichen Elektroden statt durch Rollen und Achse auch durch einen starren Draht erfolgen, wobei dann die Aräometer in üblicher Weise als Schwimmer ausgebildet werden. In diesem Falle kommt die Achsenreibung in Fortfall. Die Höhenstellung des beweglichen Systems gibt dann die Widerstandseinstellung an.

Eine besondere Ausführungsform als Stromoder Spannungsmesser entsteht, wenn zwischen B D die Hitzdrahtkombination (Fig. 4 ^ur)d S) gelegt wird. Diese besteht aus einem Drahte 19 aus einem Metall von hohem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes, einer isolierenden Umhüllung 20 sowie in Fig. 4 einer zweiten Umhüllung 21 aus einem Metall von hohem Widerstände, aber kleinem Temperaturkoeffizienten, oder statt dessen einer spulenförmigen Bewickelung 22 aus demselben Material in Fig. 5. Der zu messende Strom fließt durch die Metallröhre 21 oder den Draht 22 und erwärmt dieselben, wodurch in 19 eine Temperatur- und damit Widerstandserhöhung auftritt, die der Wärmeentwickelung in 21 oder 22 und daher der zweiten Potenz des Stromes darin proportional ist und durch das Voltameter in der Ausführungsform Fig. 1 und 2 angezeigt wird, so daß die Skala 15 direkt in Ampere oder Volt geteilt werden kann.

Jedes als Stromzähler, verwendbare Voltameter wie überhaupt jedes stromzählende Instrument kann auch als Wattstundenzähler benutzt werden, wenn man es in den Nebenschluß zu einem vom Verbrauchsstrom durchfiossenen Widerstamd legt, der durch die Einrichtung der Fig. 6 proportional zur Verbrauchsspannung verändert· wird, Die Veränderung des Widerstandes geschieht durch ein Doppelvoltameter nach Fig. 1 in seiner Ausführungsform als Spannungsmesser, das an die Verbrauchsspannung gelegt wird. Auf die Achse 7 (Fig. 1) desselben wird die Rolle

23 (Fig. 6) gesetzt, über die ein an seinen Enden mit den Elektroden 24 und 25 versehener Metalldraht 26 läuft. Die Elektrode

24 befindet sich in dem mit Quecksilber gefüllten Gefäße 27. Der Widerstand zwischen ihr und der festen Elektrode 28 im Gefäße 27 wird bei einer Bewegung der Elektrode 24 proportional zur Weglänge verändert. Die Stromzuführung zur Elektrode 24 geschieht über den Metalldraht 26 und die im Quecksilbergefäße 29 befindliche Elektrode 25 durch die feste Elektrode 30. Zwischen den Elektroden 25 und 30 tritt durch die Bewegung keine Widerstandsänderung ein. Der Widerstand zwischen den Elektroden 28 und 30 wird daher proportional der Bewegung der Rolle 23 und deshalb auch proportional der Spannung verändert, an die das Doppelvoltameter gelegt wird. Führt man daher durch diesen Widerstand den Verbrauchsstrom und legt parallel dazu ein stromzählendes Instrument, so gibt dieses Wattstunden an. Die Betätigung des Quecksilberwiderstandes der Fig.. 4 kann auch durch starre. Verbindung mit einer der Aräometerelektroden erfolgen, insbesondere im Falle des Fortfalls der go Achse 7 (Fig. 1) und starrer Verbindung beider Aräometer.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Aus zwei Zellen bestehendes Voltameter mit nach Art eines Aräometers beweglichen, zwangläufig und elektrisch verbundenen Elektroden, von denen die eine in der einen Zelle Anode, die andere in der anderen Zelle Kathode ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch an der Verbindungsstelle beider Zellen Strom ab- oder zugeführt werden kann und nur dann eine Bewegung bei Stromdurchgang auftritt, falls dies geschieht.

2. Voltameter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Elektrodenanordnung, bei der die Bewegung des Doppelaräometers eine Vermehrung des Wider-Standes der einen Voltameterzelle und eine Verminderung des Widerstandes der anderen um den gleichen Betrag hervorruft zum Gebrauche als direkt anzeigender Widerstandsmesser in der Wheatstoneschen Brückenschaltung mit sich selbsttätig einstellendem beweglichen Kontakt, wobei die Zellen die beiden Teile des. Meßdrahtes, das Doppelaräometer den beweglichen Kontakt ersetzen. , . ^: .

3. Voltameter nach Anspruch 2 zum Gebrauche als Strom- oder Spannungs-

messer mit einem zwischen Doppelaräometer und die eine feste Elektrode geschalteten Widerstandsthermometer, welches mit einer von dem zu messendem Strome durchflossenen Hitzspule oder -röhre umgeben ist.

4. Voltameter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Verwendung als Wattstundenzähler mit den beweglichen Teilen des Voltameters ein veränderlicher Widerstand derart verbunden ist, daß diese Veränderung proportional zur Bewegung des Voltameters erfolgt, so daß bei Schaltung des Voltameters als Spannungsmesser zur Messung der Verbrauchsspannung die Veränderung des Widerstandes proportional dieser Spannung erfolgt, und beim Durchfluß des Verbrauchsstromes durch den Widerstand ein zu ihm in Nebenschluß gelegtes stromzählendes Instrument das Produkt aus Spannung und Strom zählt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der reichsdruckergi.