DE2012896B2

DE2012896B2 - ZERO INDICATOR

Info

Publication number: DE2012896B2
Application number: DE19702012896
Authority: DE
Inventors: Hans Jakob Dipl Ing 1000 Berlin Ohm
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Priority date: 1970-03-14
Filing date: 1970-03-14
Publication date: 1973-04-26
Also published as: CH516164A; DE2012896A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Nullindikator mit oszillografischer Anzeige zum Abgleich von Wechselstrombrücken bzw. -kompensatoren.The invention relates to a zero indicator with an oscillographic display for balancing AC bridges or compensators.

Als Hilfsmittel zum Abgleich von Wechselsttombrücken bzw. -kompensatoren, die nach zwei Komponenten abgeglichen werden sollen, sind Nullindikatoren bekannt, die den Abgleichzustand für beide Komponenten getrennt darstellen. Bekannt sind Geräte mit zwei Zeigerinstrumenten und zwei phasenempfindlichen Gleichrichtern, denen um 90° phasenverschobene Steuerspannungen zugeführt werden. Diese Geräte zeigen bei richtiger Grundeinstellung der Bezugsphase die beiden orthogonalen Komponenten der komplexen Brückenausgangsspannung auf je einem Instrument vorzeichenrichtig an. Statt der Zeigerinstrumente sind auch als Zeigerersatz »Magisches Auge« oder »Magisches Band« genannte Röhren oder eine Braunsche Röhre mit statisch abgelenktem Leuchtpunkt verwendbar. Sie alle dienen dazu, die beiden in den gesteuerten Gleichrichtern gewonnenen Gleichspannungen sinnfällig darzustellen. As an aid for balancing alternating current bridges or compensators, which are based on two components are to be matched, zero indicators are known that the match status for both Display components separately. Devices with two pointer instruments and two phase-sensitive instruments are known Rectifiers to which control voltages are fed out of phase by 90 °. With the correct basic setting of the reference phase, these devices show the two orthogonal components of the complex bridge output voltage on each instrument with the correct sign. Instead of the pointer instruments are also called "magic eye" or "magic ribbon" as a pointer substitute Tubes or a Braun tube with a statically deflected luminous point can be used. You all serve to show the two DC voltages obtained in the controlled rectifiers in a meaningful way.

Weiter sind oszillografische Nullindikatoren bekannt, die den Abgleichzuatand durch eine Lissajous-'sche Figur erster Ordnung, eine Ellipse, darstellen. Wenn der Strahl einer Elektronenstrahlröhre in zwei zueinander senkrechten Richtungen durch zwei sinusförmige Wechselspannungen gleicher Frequenz abgelenkt wird, so wird auf dem Schirm eine Ellipse geschrieben. Diese kann zu einer schrägen Geraden entarten, wenn beide Spannungen in Phase miteinander oder um genau 180° phasenverschoben sind.Oscillographic zero indicators are also known, which represent the balance state by means of a Lissajous figure of the first order, an ellipse. When the beam from a cathode ray tube in two mutually perpendicular directions through two sinusoidal Alternating voltages of the same frequency are deflected, an ellipse appears on the screen written. This can degenerate into an inclined straight line if both voltages are in phase with each other or are phase shifted by exactly 180 °.

ίο Das Vorzeichen bei einer Verschiebung um 0° oder 180° erkennt man an der Neigungsrichtung. Wenn die Gerade nach rechts ansteigt, so beträgt die Verschiebung 0°, fällt die Gerade nach rechts, so beträgt die Verschiebung 180°. Wenn beide Spannun-ίο The sign for a shift by 0 ° or 180 ° can be recognized by the direction of inclination. If the straight line rises to the right, the shift is 0 °, if the straight line falls to the right, the shift is 180 °. If both voltages

gen genau um 90° phasenverschoben sind, ergibt sich eine Ellipse mit waagerechter bzw. senkrechter Hauptachse, sind die Auslenkungen waagerecht und senkrecht gleich groß, so ergibt sich ein Kreis. Eine Entscheidung, ob die Phasenverschiebung + 90gen are phase-shifted by exactly 90 °, the result is an ellipse with a horizontal or vertical one Main axis, if the deflections horizontally and vertically are the same size, the result is a circle. One Decision whether the phase shift is + 90

ao oder — 90° beträgt, ist dabei jedoch nicht möglich 1.ao or - 90 °, but is not possible 1.

Erklärt man eine der beiden Spannungen, z. B. dieIf one explains one of the two tensions, e.g. B. the

waagerecht auslenkende zur Bezugsspannung, die einer festen Quelle entnommen wird, und verwendet man zur senkrechten Auslenkung die an den Nullekken der abzugleichenden Brücke anstehende Sparnung, so kann man wohl von der Komponente, die mit der Bezugsspannung in Phase ist, das Vorzeichen bestimmen, um daraus die Richtung für das weitere Verstellen der Brückenglieder abzuleiten, für die.horizontal deflection for the reference voltage, which is taken from a fixed source, and used for the vertical deflection, the savings at the zero-leaks of the bridge to be adjusted are used, so one can probably get the sign of the component which is in phase with the reference voltage determine in order to derive the direction for the further adjustment of the bridge members for the.

90 -Komponente ist das jedoch nicht möglich.90 component, however, this is not possible.

Es ist bereits eine Anordnung zur Aufnahme einmaliger Vorgänge mit einem Elektronenstrahloszillo grafen, bei dem der vorabgelenkte, dunkelgesteuene Strahl durch den Meßvorgang hellgesteuert, einmal über den Leuchtschirm, vorzugsweise zeitproportional, abgelenkt und dann wieder dunkelgesteuert wird, bekannt, wobei die zur Hellsteuerung erforderliche Spannung unmittelbar aus der Spannung für die Zeitablenkung, insbesondere durch deren Differentiation mit einer RC-Schaltung gewonnen wird (deutsche Patentanmeldung A 12063, bekanntgemacht am 2. 10. 1952). Bei dieser Anordnung bestehen jedoch die oben beschriebenen Nachteile.
Die Aufgabe besteht daher darin, einen Nullindikator mit oszillografischer Anzeige zu schaffen, bei dem der Abgleichzustand als Lissajous-Figur erster Ordnung dargestellt ist. Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Bestimmung des Vorzeichens der um 90° phasenverschobenen Komponente der Nullspannung die Lissajous-Figur aus zwei verschieden hellen Teilen besteht, wobei der Hellsteuerspannung der Oszillografenröhre eine um 90° gegen die Phase der Bezugsspannung, welche der einen der Auslenkspannungen der Oszillografenröhre entspricht, verschobene Wechselspannung überlagert ist. Dies kann durch eine um 90° gegen die Bezugsspannung verschobene, der Hellsteuerspannung überlagerte Wechselspannung bewirkt werden. Diese Phasenverschiebung kann durch ein Differentiations-, Integrations- oder durch ein mehrstufiges Netzwerk erfolgen. Um von der Amplitude und der Frequenz der Bezugsspannung unabhängig zu sein, wird die Differenzierte Spannung zweckmäßigerweise begrenzt und in ein Rechtecksignal umgewandelt, wobei an die Begrenzung keine großen Anforderungen gestellt werden.There is already an arrangement for recording unique processes with an electron beam oscillograph, in which the previously deflected, dark-controlled beam is light-controlled by the measuring process, deflected once via the luminescent screen, preferably time-proportional, and then dark-controlled again, with the voltage required for light control being immediate is obtained from the voltage for the time deflection, in particular by differentiating it with an RC circuit (German patent application A 12063, published on October 2, 1952). However, this arrangement has the disadvantages described above.
The task is therefore to create a zero indicator with an oscillographic display in which the balance state is shown as a first-order Lissajous figure. The object is achieved according to the invention in that to determine the sign of the 90 ° phase-shifted component of the zero voltage, the Lissajous figure consists of two differently bright parts, the brightness control voltage of the oscilloscope tube being 90 ° against the phase of the reference voltage, which the corresponds to one of the deflection voltages of the oscilloscope tube, shifted alternating voltage is superimposed. This can be achieved by an alternating voltage that is shifted by 90 ° with respect to the reference voltage and superimposed on the light control voltage. This phase shift can take place by means of a differentiation, integration or a multi-stage network. In order to be independent of the amplitude and the frequency of the reference voltage, the differentiated voltage is expediently limited and converted into a square-wave signal, with no great demands being made on the limitation.

Die Hellsteuerung der Oszillografenröhre bewirkt nun, daß, wenn die 90°-Komponente des Vertikal-The brightness control of the oscilloscope tube now has the effect that when the 90 ° component of the vertical

signals während des Rechtslaufs des Elektronen- 21 der zum Betrieb der Rohre nötigen ^signals during the clockwise rotation of the electron 21 of the necessary for the operation of the tubes ^

SShIs positiv ist, der obere Teil der Ellipse heller quelle verbunden. Der Basaanschiuß> (teRasters vSdals der untere, und daß der obere TdI dunkler 17 ist über einen Ableitwiderstand 18 und eineSShIs is positive, connected to the upper part of the ellipse brighter source. The Basaanschiuß> (teRasters vSdas the lower, and that the upper TdI is darker 17 via a bleeder resistor 18 and a

d 19 lihfll SSSd 19 lihfll SSS

vSdals der untere, und daß der obere TdI dunkler 17 istvSd than the lower, and that the upper TdI is darker 17

wird, wenn die 90°-Kom_Ponente des Vertikalsig^als Diode 19 gleichfalls mit^dem g, when the 90 ° -COM _P onente of Vertikalsig ^ diode 19 likewise with the ^ g

während des Rechtslaufs negativ ist S über einen Kondensator 20 mit einerduring clockwise rotation, S is negative via a capacitor 20 with a

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer ablenkplatten 5 verbunden. Zeichnung an entern Ausführungsbeispiel erläutert Der zur Ablenkung desThe invention is connected in the following by means of a deflector plate 5. Drawing on entern embodiment explained the deflection of the

Eine nicht dargestellte Scheringbrücke wird aus Spannungshub an der^einm ?^^ einem regelbaren Transformator 1 gespeist Dieser treibt durch den Kondensator 20 einen wirkt auf den Verstärker^ dessen Spannung den io der zeitlichen Ableitung der Spannung rj ^ Vertikalablenkplatten einer OsziUografenröhre 4 zu- proportional ist Eui positiver strom, ^u geführt wird. Den Horizontalablenkplatten 5 wird des Ansteigens der Spannung fließt, steuert den line Wechselspannung mit der gleichen Frequenz Transistor 17 leitfähig, wodurch über die> ^oer über einen aus den Widerständen 6,7 und dem Kon- stände 15 und 16 das Steuergitter der Geografen densatorS gebildeten Phasenschieber von einem wei- i₅ röhre 4 etwas negativer wird und die^Uigmt α teren Transformator zugeführt Der Verstärker2 SchirmbUdes verringert Eme fallende Spannung an Bett in bekannter Weise I den Nullecken der Sehe- der Horizontalablenkplatte treibt durch de*^Konden rin-gbrücke. Wird das eine Abgleichglied der Sehe- sator 20 einen negftüyen Stom, *^^J rinabrücke verstellt, so ändert sich an den Nullecken 17 sperrt, so daß «^ Schirmbild die die~S_Pannung, welche mit der vom Transistor 1 gelie- *o stand 10 eingestellte Helligkeit ^fA Scheringbrücke, not shown, is fed from the voltage swing at the ^ einm? ^^ a controllable transformer 1. This drives through the capacitor 20 an acts on the amplifier ^ whose voltage is proportional to the time derivative of the voltage rj ^ vertical deflection plates of an osziUografenröhre 4 Eui positive current, ^{u is} led. The horizontal deflection plates 5 is the rise of the voltage flows, controls the line alternating voltage with the same frequency transistor 17 conductive, whereby the control grid of the geographic capacitorS formed over the> ^ or over one of the resistors 6, 7 and the constants 15 and 16 phase shifter of a soft i ₅ tube 4 is slightly negative and the ^ Uigmt α direct transformer supplied to the Verstärker2 screen Bude reduced Eme falling voltage to bed in a known manner, I the zero corners of Sehe- the Horizontalablenkplatte drives by de * ^ condensate rin-gbrücke. If the one adjustment element of the sensor 20 shifts a negative current, * ^^ J rina bridge, the zero leakage 17 changes, so that the screen image shows the ~ S _P , which is associated with that provided by the transistor 1. o was 10 set brightness ^ f

⁹⁰° ⁹⁰ °

«n=^r_sr«N = ^ r _s r

Die für die Messung nötige Bezugspannung, die in 25 den. _r,The reference voltage required for the measurement, which is specified in 25 den. _r ,

fester Phasenverschiebung zur Speisespannung für Wenn in einer ^«"Α^Fixed phase shift to the supply voltage for If in a ^ «" Α ^

die Scheringbrücke steht, tvird von dem Transforma- 17 übersteuert werden soll so ist ^f .the Scheringbrücke is up, the transformer 17 is to be overridden so it is ^ f.

tor 9 geliefert. Die für den Betrieb der OszUlografen- densator 20 so zu wählen daß « ^d«i ⁿot^en Steuegate 9 delivered. The voting for the operation of the OszUlografen- capacitor 20 so that ^"d" i ⁿ ot ^ s Steue

röhre4 nötigen Elektrodenspannungen werden an strom liefert oder wenn die Große des Kondensatoi,tube4 necessary electrode voltages are supplied to electricity or if the size of the capacitor,

einem Spannungsteiler, der aus den Widerständen 30 aus bestimmten Gründen beschrankt ist se,ist αa voltage divider, which is limited by the resistors 30 for certain reasons, is α

10,11,12besteht, abgegriffen. Transistor 17 durch eme Vers a ^chalUing ζ.β10,11,12 exists, tapped. Transistor 17 through eme verse a ^ chalUing ζ.β

Um die gewünschte Hell-Dunkelsteuerung zu er- eine Darlingtonschaltung zu ersetzenA Darlington circuit can be used to replace the desired light / dark control

zielen, ist das Hellsteuergitter 13, das den von der dagegen keinen Helhgkertsspru^ sonaim is the light control grid 13, which, however, has no Helhgkertsspru ^ son

Kathode 14 ausgehenden Strom steuert, über den langsamen Übergang so ist die SchaltungCathode 14 controls outgoing current, via the slow transition so does the circuit

Widerstand 15 mit dem Abgriff des für die Hellig- 35 tere Widerstände « R^™¹^^^Resistor 15 with the tap of the for the brighter resistors «R ^ ™ ¹ ^^^

keitsgrundeinstellung vorgesehenen verstellbaren der Basis des 1 ransistors 17 zur Masse zu_erwekeitsgrundstellung provided adjustable base of 1 transistor 17 to ground zu_erwe

Widerstandes 10 und über !inen weiteren verstellba- und der Widerstand 18 so zu wählen daß ^e anResistance 10 and over! Inen further adjustable and the resistance 18 to be selected so that ^ e

ren Widerstand 16 sowie die Emitter-Kollektor- abfallende Spannung den Transistor 17 nicht überRen resistor 16 and the emitter-collector voltage dropping over the transistor 17

strecke eines Transistors 17 mit dem negativen Pol steuert.route of a transistor 17 with the negative pole controls.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Zero indicator with oscillating display for balancing AC bridges or compensators in which the balancing status is shown as a Lissajous figure of the first order, characterized in that for determination of the sign of the 90 ° phase shifted component of the zero voltage, the Lissajous figure from two differently bright Dividing consists, whereby the light control voltage of the oscilloscope tube is 90 ° against the phase the reference voltage, which corresponds to one of the deflection voltages of the oscilloscope tube, shifted alternating voltage is superimposed.

2. zero indicator according to claim 1, characterized in that the light control voltage superimposed alternating voltage is limited in a ratio of 1: 2.

3. zero indicator according to claims 1 and 2, characterized in that the phase shift the alternating voltage to be superimposed is a differentiation network from the horizontal deflection voltage source is switched to the light control grid of the oscilloscope tube.

4. zero indicator according to claims 1 and 2, characterized in that the phase shift the alternating voltage to be superimposed is an integration network from the horizontal deflection voltage source is switched to the light control grid of the oscilloscope tube.

5. zero indicator according to claims 1 and 2, characterized in that the phase shift the alternating voltage to be superimposed is a multi-stage RLC network from the horizontal deflection voltage source is switched to the light control grid of the oscilloscope tube.