DE207464C

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Publication number: DE207464C
Application number: DE1907207464D
Authority: DE
Filing date: 1907-03-04
Anticipated expiration: 1927-03-05

Description

in

PATENTSCHRIFT

- M 207464 KLASSE 21«. GRUPPE

OTTO SCHELLER in STEGLITZ.

Bekannt ist die Anordnung und Methode zur Bestimmung der Dämpfung elektrischer Schwingungen, bei der durch ein in Schwingungszahlen geeichtes Eesonanzsystem und

■ 5 ein Instrument, welches die jeweiligen maximalen Amplituden oder auch Integralwerte der im System schwingenden Energie in irgendeiner Form anzeigt, Resonanzkurven aufgenommen werden, aus denen dann die gesuchte

ίο Dämpfung bestimmt wird.

Diese Methode ist bisher durch ihre Einfachheit zur Messung des Dämpfungsfaktors und zum Vergleichen von Schwingungszahlen viel angewandt worden. Sie wurde in der Regel so ausgeführt, daß die Schwingungszahl des Vergleichskreises stetig durch Änderung der Kapazität oder auch der Selbstinduktion geändert wurde und an einem Amperemeter, bei dem man die in einem Widerstand entwickelte Joulesche Wärme ausnutzte, die jeweilige Stromstärke der im Kreise fließenden

' Energie angezeigt wurde. Auf diese Weise ließ sich eine Resonanzlturve und aus dieser z.B. die Summe der Dämpfungen des zu untersuchenden und des Meßkreises bestimmen. Aber die bisherigen Apparate erlaubten nur sehr rohe Messungen, da die Dämpfung des Meßkreises sich mit jeder Variation der Einstellung änderte. Bei den meisten Anordnungen änderte sich außerdem noch _ die Kopplung , zwischen dem zu messenden und Meßkreis und zwischen Meßkreis und dem die Intensität anzeigenden Instrument.

Im folgenden handelt es sich um einen Meßapparat, der auf die einfachste Weise für jede Stellung innerhalb eines sehr großen Meßbereiches genaueste Messungen ermöglicht, indem die Dämpfung des Meßkreises und die Kopplung dieses mit dem zu- messenden System und die Kopplung mit dem die schwingende Energie anzeigenden Instrument immer konstant gehalten wird.
' Ein Meßgerät, das bereits gleichzeitig Kapazität und Selbstinduktion, letzteres zum Teil stufenweise, verändert und dadurch einen größeren Meßbereich ohne Auswechslung von Spulen o. dgl. erreicht, ist zwar schon von Fleming angegeben. Dieser Apparat hat jedoch weder konstante Dämpfung, noch läßt sich damit eine konstante Kopplung erreichen.

Bei der vorliegenden Anordnung besteht der Schwingungskreis aus einer stetig veränderlichen Selbstinduktion, die mit einem stetig veränderlichen Kondensator C. gekoppelt ist. Die Platten des Kondensators sind so dimensioniert, daß beim Variieren die Kapazität des ganzen Systems sich in demselben Maße wie die Selbstinduktion ändert. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Dämpfung des Kreises konstant bleibt. Gleichzeitig erreicht man dadurch, daß das Instrument einen sehr großen Meßbereich ohne Auswechslung irgendwelcher Elemente bestreicht.

Die in Fig. 2 gezeichnete Form der Kondensatorplatte ist natürlich nicht als allgemein anzusehen. Bei entsprechender Ausführung

des Variometers (möglichst geringe Streuung der Spulen) läßt sich sogar erreichen, daß seine Charakteristik ganz ähnlich der eines Drehkondensators mit halbkreisförmigen Platten wird. Man kann dann einen solchen ohne weiteres für das Instrument verwenden, ohne daß der Kreis bei verschiedener Wellenlänge eine wesentlich verschiedene Dämpfung hätte.

Die Kopplung von C mit L ist z. B. so

ίο ausgeführt, daß beide auf derselben Drehachse sitzen und durch Verdrehen gleichzeitig variiert werden.

Die Variation ist an einer Skala ablesbar. Damit der Einfluß der drehenden Hand wegfällt, ist der Handgriff zweckmäßig durch einen langen Hebel aus Isolationsmaterial zu vergrößern. Die Kopplung' des Meßkreises mit dem zu messenden System geschieht durch einen Hilfskreis K, der als Kreis ohne reflektierendes Element keine eigene Schwingung hat. Das zu untersuchende System wird dadurch mit dem Meßkreis gekoppelt, daß eine Spule 5 des Kreises K in das Feld jenes gebracht wird und K auf den Meßkreis so einwirkt, daß die Kopplung mit diesem bei allen Einstellungen des Meßkreises konstant bleibt, d. h. daß immer derselbe Prozentsatz der gesamten Selbstinduktion oder Kapazität des Meßkreises zum Koppeln benutzt wird. Als Beispiel ist hier die Kopplung von K mit der Selbstinduktion L des Meßkreises gezeigt. Es ist nämlich der Teil der Selbstinduktion von K, welcher zur Kopplung mit dem Meßkreis M dient (s), gleichartig wie die Selbstinduktion angeordnet, so daß die Kopplung mit den einzelnen Elementen von L also auch mit der gesamten Selbstinduktion immer konstant ist. Durch Wahl der Dimensionen von S läßt es sich erreichen, daß die Rückwirkung von s zu vernachlässigen ist.

Genau wie die Kopplung des zu untersuchenden Systems mit dem Meßkreis ist auch die Kopplung des Meßkreises mit dem die Energie anzeigenden Instrument konstant.

Als Beispiel ist hier eine Anordnung gezeigt, bei der zur Aufnahme von Resonanzkurven die Spannung am Kondensator durch einen. Elektrometer o. dgl. gemessen wird. Diese Spannungsmessung geschieht dadurch, daß von der gesamten Kapazität C ein Teil c abgezweigt ist, der aber in demselben Verhältnis wie die Gesamtkapazität und mit dieser variiert wird, und nun die Ausgleichsströme in dieser Abzweigung mit einem Thermoinstrument T ο. dgl. bestimmt werden. Der Widerstand von T ist dabei zweckmäßig so zu

wählen, daß W = 2

da dann allein der

Abzweigung fließende Energie gerade vollständig verbraucht wird. ,

Läßt sich aus irgendwelchen praktischen ^: Gründen der Apparat nicht. so bauen, daß die Kopplung mit dem zu untersuchenden System oder die Dämpfung des Meßkreises bei allen Einstellungen immer ganz konstant bleibt oder das Meßinstrument je nach der Wellenlänge verschiedene Energie verbraucht, so steht nichts im Wege, den Platten von c eine solche Form zu geben, daß das anzeigende Instrument stets so mit M gekoppelt wird, daß seine Ausschläge so ausfallen, als ob die obigen Bedingungen erfüllt wären.

Die Methode, die Schwingungszahl aus der Resonanzkurve der Spannung zu bestimmen, ist zwar nicht ganz einwandsfrei, da die Resonanzkurve der Spannung und des Stromes theoretisch nicht zusammenfallen, jedoch sind die Differenzen bei den in Frage kommenden Verhältnissen nicht meßbar.

Natürlich läßt sich die im Schwingungskreis befindliche Energie noch auf irgendeine andere bekannte Methode bestimmen. Handelt es sich darum, die Maximalamplitude zu bestimmen, so kann eine Meßfunkenstrecke direkt ·' an den Kondensator C gelegt sverden, oder aber man bestimmt jede mit Hilfe einer Spule mit Funkenstrecke im magnetischen Feld des Schwingungskreises.

Reicht der ursprüngliche Meßkreis nicht für die zu messende Schwingungszahl aus, so kann man einen größeren Meßbereich durch Umschalten der einzelnen Spule von L und s : von Serien- auf Parallelschaltungen oder umgekehrt erzielen, oder aber es sind Zusätze zum Meßkreis nötig. Diese Zusätze bestehen. zweckmäßig aus ganzen Vielfachen der Maximalwerte der Selbstinduktion und Kapazität des Meßkreises und müssen gleiche Dämpfung wie dieser haben, so daß, was für die Dämpfung oben gesagt war, auch für die Kombi- löo nation richtig bleibt. Damit auch in der Kopplung des zu messenden Kreises und der des anzeigenden Instrumentes kein Sprung eintritt, müssen auch diese in den Zusätzen ihren entsprechenden Teil bekommen.

Es steht ferner nichts im Wege, den Schwingungskreis auch zum Aussenden bestimmter Wellen zu benutzen, wenn man, wie Shoemaker angegeben (amerikanisches Patent 717774), in den Kreis eine Funkenstrecke einschaltet.

Claims

Pate nt-An Sprüche:

i. Einrichtung zur Änderung der Ab-Stimmung eines geeichten Schwingungskreises, dadurch gekennzeichnet, daß eine stetig veränderliche Selbstinduktion mit einem stetig veränderlichen Kondensator mechanisch gekoppelt ist. iao
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorplatten so dimensioniert sind, daß sich die Kapazität in demselben oder nahezu demselben Verhältnis wie die Selbstinduktion des Schwingungskreises ändert.
3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Koppeln benutzten Teile der Selbstinduktion oder Kapazität in demselben Grade wie die gesamten Beträge der entsprechenden Größen des Schwingungskreises gleichzeitig mit * diesen veränderlich sind, zu dem Zweck, die Dämpfung des Meßkreises und die Kopplung mit dem zu untersuchenden System und mit dem Meßinstrument konstant zu halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.