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Brückenschsltung für Widerstandsdifferenzmessungen Die Erfindung betrifft
eine Bruckenschaltung für Widerstandsdifferenzmessungen nach der Nullmethode. In
der DAS 1 281 562 sind in den Abbildungen 1 und 2 Brückenschaltungen zur Messung
von Aderwiderstandsunterschieden dargestellt. Die in der Abbildung 1 gezeigte Schaltung
hat den Nachteil, dass der Übergangswiderstand zwischen der Wicklung des Potentiometers
und dem verstellbaren Abgriff das Meßresultat verfälscht. Der Übergangswiderstand
ist weder örtlich noch zeitlich konstant. Je mehr der Übergangswiderstand von Null
verschieden ist, umso grösser wird die Verfälschung des Meßresultates. Bei der in
der Abbildung 2 in der genannten DAS gezeigten Schaltung liegt der Ubergangswiderstand
nicht in einem Brückenzweig des zu messenden Widerstands, sondern in der Nulldiagonale.
In dieser Schaltung gibt allerdings eine lineare Teilung des Potentiometerwiderstandes
keine richtige Aussage Uber die gemessene Widerstandsdifferenz. Es sind gewisse
Einschränkungen in der Dimensionierung der in den einzelnen Brückenzweigen liegenden
Featwiderstände ertorderlich, um die Linesntätsfehler genügend klein zu halten.
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Die Erfindung geht aus von einer Brückenschaltung für Widerstandsdifferenzmessungen
mit zwei gleich grossen Festwiderständen in zwei Brückenzweigen, den zu vergleichenden
Widerständen in den beiden anderen Brückenzweigen und einem Potentiometer in dem
BrUckenzweig, in welchem sich einer der zu vergleichenden Widerstände befindet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltung anzugeben, bei welcher die
Lineari tätsrorderung erhalten bleibt und der Einfluss des Übergangswiderstandes
am verstellbaren Abgriff des Potentiometers in kontrollierbarer Weise praktisch'beliebig
klein gehalten werden kann.
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Gemäss der Erfindung ist einer der beiden Fest anschlüsse des Potentiometers
an einem der zu vergleichenden Widerstände, der andere am Nullinstrument und der
verstellbare Abgriff des Potentiometers an dem im einen Brückenzweig liegenden Festwiderstand
angeschlossen.
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Mit einer derartigen Schaltung wird der am verstellbaren Abgriff des
Potentiometers auftretende Ubergangswiderstand in einen Brückenzweig gelegt, in
welchem sich einer der Festwiderstände befindet. Die Grenzen, innerhalb welcher
die Übergangs widerstände schwanken können, sind bekannt. Beispielsweise liegen
diese bei einer bestimmten Art von Wendelpotentiometern bei etwa 0,1 bis 1 Ohm.
Dadurch, dass man die beiden in Je einem Brückenzweig liegenden Festwiderstände
genügendgross gegenüber dem Schwankungsbereich des Übergangswiderstandes des Potentiometers
macht, kann man die bei einer Messung auftretenden maximalen Fehler in übersehbarer
Weise begrenzen und beliebig klein halten.
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In den Fig. 1 und 2 sind bekannte Brückenschaltungen dargestellt,
Mit R1 und R2 sind die zu vergleichenden Widerstände, beispielsweise zwei Kabeladern,
bezeichnet. R3 und R4 stellen gleichgrosse Festwiderstände dar. Nach der Fig. 1
ist im Brückenzweig 1 - 4 in Serie zum Widerstand R2 ein Potentiometer P angeordnet,
dessen verstellebarer Abgriff c mit dem Festanschluss b verbunden ist. Mit diesem
Potentiometer erfolgt der Brückenabgleich, d.h. die Brückendiagonale 3 - 4 wird
auf den Strom Null eingestellt. Dann gibt der mit dem Potentiometer P eingestellte
Widerstand a-b unmittelbar den Differenzwiderstand zwischen R1 und R2 an. Das Potentiometer
P kann also eine Teilung erhalten, welche unmittelbar den abgegriffenen Widerstand
angibt. Es ist ersichtlich, dass der zwischen der Widerstandswicklung des Potentiometers
und dem verstellbaren Abgriff auftretende Übergangswiderstand RU das abgelesene
Meßresultat verfälscht. Je grösser RU ist, umso grösser ist die Abweichung des wirklichen
Widerstandswertes von dem abgelesenen.
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Bei der in der Fig. 2 dargestellten Schaltung ist das potentio.-meter
P derart an die Widerstände R2 und R4 geschaltet, dass der Übergangswiderstand RU
in die Nulldiagonale 3-4 zu liegen kommt. Man erreicht hiermit wohl, dass ein unmittelbarer
Einfluss des Übergangswiderstandes auf das Meßresultat nicht mehr erfolgt. Allerdings
gibt der am Potentiometer P abgegriffene Widerstand a-4 nun nicht mehr die zu messende
widerstandsdifferenz zwischen R1 und R2 wieder. Man muss entweder umrechnen, oder
durch Einschränkungen in der Dimensionierung der einzelnen Brückenzweige dafür sorgen,
dass die Abweichungen vom gemessenen Widerstandswert genügend klein bleiben. Dies
bedeutet aber eine wesentliche Einschränkung des Anwendungsbereiches der Brücke.
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In der Fig. 3 ist die Erfindung als Beispiel dargestellt, Der Festanschluss
a des Potentiometers P ist mit dem Widerstand R2, der Festanschluss b mit dem in
der Nulldiagonale 3-4 liegenden Galvanometer G und der verstellbare Abgriff c mit
dem Festwiderstand R4 des Brückenzweiges 4-2 verbunden. Hierdurch kommt der Übergangswiderstand
RU in den Brückenzweig 4-2 zu liegen. Eine Teilung des Potentiometers P nach Widerstandswerten
desselben gibt damit unmittelbar die zu messende Widerstandsdifferenz der Widerstände
R1 - R2 an. Der Einfluss des Übergangswiderstandes RU auf das Meßresultat kann genügend
klein gehalten werden, dadurch dass die Widerstände R4 und R3 genügend gross gegenüberdem
höchstmöglichen Ubergangswiderstand RU gehalten werden.
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Die erfindungsgemässe Anordnung des Potentiometers P kann auch dazu
dienen Widerstände selbst zu messen, und nicht nur Widerstandsdifferenzen Eine geeignete
Schaltung ist in der Fig. 4 angegeben. Der Widerstand R2 der Fig. 3 kommt in Wegfall
und wird allein von dem entsprechend dimensionierten Potentiometer P eingenommen.
Der Widerstand R1 im Brückenzweig 1-3 wird durch den zu messenden Widerstand Rx
ersetzt.
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Die Erfindung ist auch bei Brückenschaltungen anwendbar, in denen
R3 und R4 nicht gleich gross sind.