DE188769C

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Publication number: DE188769C
Application number: DENDAT188769D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 188769 KLASSE 21 e. GRUPPE

Dr. RICHARD GANS in TÜBINGEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. August 1906 ab.

Die Erfindung hat den Zweck, jederzeit eine magnetische Feldstärke von variabler Größe genau reproduzieren zu können, um andere magnetische Feldstärken mit dieser vergleichen oder direkt Messungen in einem variierbaren Magnetfelde ausführen zu können. Zu diesem Zwecke wurden bis jetzt allgemein Spulen aus Kupferdraht ohne ferromagnetischen Kern benutzt, in deren Innern

ίο ein der zu messenden Stromstärke proportionales Magnetfeld war. Es brauchte nur die Konstante einmal bestimmt zu werden, mit der man die Stromstärke zu . multiplizieren hat, um das Magnetfeld zu erhalten.

Diese Normalien haben den Vorteil, daß das Feld genau proportional dem Strom ist und daß — infolge des Fehlens jedes Ferromagnetikums ■— keine Hysteresiserscheinung auftreten kann, aber sie haben andrerseits die Nachteile, daß das Feld praktisch nicht sehr stark sein kann und daß die räumliche Ausdehnung sowie die Zugänglichkeit des homogenen Teils des. Feldes nur gering ist.

Es handelte sich bei der Konstruktion des hier zu beschreibenden Apparats darum, die Vorteile der eisenlosen Spulen (Proportionalität des Feldes mit der Stromstärke sowie Fehlen der Hysteresis) trotz der Anwendung eines Ferromagnetikums zu erreichen und gleichzeitig die Vorzüge, welche die Verwendung von Eisen bietet (große Feldstärke und große räumliche Ausdehnung eines homogenen Feldes), auszunutzen.

Das wird erreicht durch die Benutzung eines radial geschlitzten magnetischen Kreises.

Die Hysteresis wird vermieden durch Innehaltung folgender Aus- und Einschaltevorschrift :

Man schalte den Strom durch abnehmende Kommutierungen aus, dann bleibt, wenn der Strom ganz ausgeschaltet ist, kein remanentes Feld zurück.

Ferner schalte man den Strom allmählich ein, dann wird nämlich das Magnetfeld im Schlitz nur vom augenblicklichen Strom abhängig sein, also bei gleichem Strom immer wieder denselben Betrag haben.

Die Proportionalität wird dadurch erreicht, daß der Endzustand der Magnetisierung des Eisens, die, wie erwähnt, beim Nullpunkt der jungfräulichen Magnetisierungskurve begonnen wird, stets in demjenigen Teile der Kurve gewählt wird, in welchem der magnetische Widerstand des Kreises seinen kleinsten Wert hat. Denn die Feldstärke H im Schlitze berechnet sich nach der Formel

wo M die der Stromstärke i genau proportionale magnetomotorische Kraft des Kreises, n> der im allgemeinen von der Feldstärke abhängige magnetische Widerstand, auf die Flächeneinheit berechnet, bedeutet. Da aber die Permeabilität ja des Eisens für eine bestimmte Feldstärke einen Maximalwert hat,

so muß n> für eine bestimmte Stromstärke ein Minimum haben. In der Nähe dieses Minimums ist w so gut wie völlig unabhängig von der Stromstärke, d. h. H proportional M und damit proportional i.

Trägt man in einem Diagramm i als Abszisse, die Feldstärke H im Schlitz als Ordinate auf, so erhält man eine Kurve, an die man vom Nullpunkt aus eine Tangente legen

ίο kann (die nicht im Nullpunkt die Kurve be-, rührt). Da diese Tangente die Kurve tatsächlich sehr innig berührt, so kann innerhalb gegebener, ziemlich weiter Stromgrenzen die Kurve ohne merklichen Fehler durch eine gerade Linie (die Tangente) ersetzt. werden, d. h. es ist H proportional i.

Beispiel:

Aus weichem Schmiedeeisen wurde ein geschlitzter Ring hergestellt. Der Radius des Meridiankreises betrug 2,44 cm, die Länge der neutralen Faser betrug 62,1 cm, die Schlitzlänge 0,605 cm. Die Windungszahl des Drahtes von ι mm Durchmesser betrug 714.

Durch außen fest umgewickeltes Leinenband und Tränken und Bestreichen mit dicker Schellacklösung wurden die Windungen auf dem Ringe fixiert.

Eine Prüfung des Apparats mit einem ballistischen Galvanometer und einer ballistischen Meßspule ergab, daß zwischen 1,48 Amp. und 1,96 Amp. Proportionalität zwischen . magnetisierendem Strom und Magnetfeld im Schlitz vorhanden ist, und zwar ist in diesem Strombereich

H (Gaußj = 1370 i (Amp.),

wie durch Eichung mit Hilfe einer eisenlosen Stromspule festgestellt wurde, die ihrerseits wieder mit Hilfe einer Tangentenbussole geeicht war.

Der magnetisierende Strom wurde mit einem Präzisionsmilliamperemeter von Siemens & Halske gemessen. . ^:

Bei einem zweiten Apparat wurde der Ringquerschnitt nach den Schlitzstirnflächen hin allmählich verjüngt, so daß die Stirnfläche ein Kreis von 1,5 cm Durchmesser war. Die Dimensionen des nicht verjüngten Teils waren dieselben wie beim ersten Apparat.

Um den konischen Teil des Ringes wurde der Draht so gewickelt, daß der Eisenkern mitsamt dem Windungsraum einen Ring von überall gleichem Querschnitt bildete. Dadurch hat man den Vorteil größerer Feldstärken infolge größerer magnetomotorischer Kraft und größerer Homogenität infolge geringerer Streuung.

Der Proportionalitätsbereich dieses Apparats liegt zwischen 1,6 und 3 Amp. Für ihn gilt

H (Gauß) = 2395 i (Amp.).

Innerhalb des Proportionalitätsbereichs lassen sich also mit dem ersten Apparat Feldstärken von etwa 2000 bis etwa 2800 Gauß, mit dem zweiten von etwa 3800 bis etwa 7000 Gauß herstellen.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Herstellung magnetischer Normalfelder unter Benutzung eines mit weichem Eisen versehenen geschlitzten magnetischen Kreises, wobei die Magnetisierung des Eisens stets beim Nullpunkt der jungfräulichen Magnetisierungskurve begonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Endzustand in demjenigen Teile der Kurve gewählt wird, in welchem der kleinste Wert des magnetischen Wider-Standes des Kreises erreicht wird, zum Zweck, ein der magnetisierenden Stromstärke nahezu proportionales Feld zu erhalten.