DE2157842B2 - - Google Patents

Description

Hierbei bedeutet R 1 den onmschen Widerstand de: Spule Ll :md RI den ohmsehen Widersland der Spule Ll.

Mit Temperaturgang bezeichnet man die Ab:, ngigkeit einer physikalischen Größe \on der Temperatur. Zur Kompensation des Linfiusses eines Temperaturkoeffizienlen sind die verschiedensten Möglichkeiten bekannt. So dienen beispielsweise zur Kompensation eier Temperaturabhängigkeit von Bauelementen und Schaltungen unter anderem Heißleiter. Kaltleiter und der Temperaturkoeffizient der Zenerspannung.

Bei Meßbrücken ist in der Regel eine Temperaturkompensation nicht erforderlich, da sie nur lahormaßig und damit innerhalb eines verhältnismäßig geringen Temoeratu; Unterschieds Verwendung finden. Wenn aber in speziellen Fällen cmc Kompensation uforderlich wird, dann geschieht es in der Weise, daß man einen Widerstand mn geeignetem Temperaturkoeffizienten in Reihe in einem Brückenzweig anordnet. Diese Lösung reicht aber mein aus. wenn eine Kompensation in einem verhältnismäßig weiten Temperaturbereich. /.. B. \on - 25 bis - ⁷O (J. erforderlich ist

Der ltiindung liegt die Aufgabe /ueiunde. eine Λ nordnung /ui temperaturkompensation für Meßbrücken /u schaffen, die eine optimale Losung in einem weiter¹ TemperaUn bei eich gcwahi leiste;. Piese AufgaK wird Tür Meßbrücken, ehe aus einet :n<t einem Pruflinu m Wirkverhindung siebende \leospule, einer \ ergleiehsspule um! /wei V\ ider*¹ -idcn bestehen, dadurch gelost, daß die Meß- und die \'ergleichsspii'c .ms demselben W lckeldralu ,ιιιίμοίν.ιη sind und υιό beiden W'idc -ianile bleichen i ni- !icraiurkodli/.ientcn aufweiset Auf diese '\ eis v.ü.i bei Verwendung gleichen hiagneiiv.hc:: Μ-ν;^;;.ί-für die Speich'.'i'kcrne cmc \oll>tändiue ; em pc".γ.ιιγ-kompcnsaiioi¹. ,ibcr den gesamten Ternr r.tturhi :.';;'■ er'ich. da sich die TemvcrnHneiiii^Ks..· gcüeiKenii: aunieben. i)as bcdiiüti. iia^ ein Opu'iuni; an !cmperatiir«iabilitjt \onuiiiiUn ist. v,ie die Hei'ö iiiinn:: des 1 empera'iirgaPsies Oc-. eiern Xusfühi u:vm'm·; - -ioi ■'l üei ! ι :\ ' /iiT-unde ^e^-^ten Meß'v ;/·,. ·■■:

Rcaiteil

R2

R?

ZQ -■-- —

Im;	igir.	ärtei
/. I		R 3
L 2		K4'

Betrachtet man nun den Temperaturgang, so er nah man

R It'. - .1 I η _ -R3U -t- -i4,η

K2(i 4- .V2(V| ~ R4(i i-nAin'

Ll il ^ "5/n _ R3(1 + ii4r/i LIi 1 -r .i6.7) ~ K4(V-._t4-'*i

Hierbei sind:

κ! = 7"i< (Temper.iiurkocifi/ienti des ohmscik·:

Aiitei!'.; der Meßspule. <2 = Tk des ohinschen Anteils der Xei^ieu;:·

spule.

■ ;4 = Tk der Feindrahtwiderstände. ei — Tk der Induktivität der Meßspule. ■<6 =■ Ik der Induktivität der N'erglcichsspule.

Da die Meßspuk· und Vergleichsspulc \oni ·: ..-icher· Draht gewickelt sind und die Spulen aul.Seide: jiciv.: aufiiebaut. d. h. als Halbvehaie-. ausgeführi sind, ivi der Temper.itiirkoeffi/ieni der Schalend.: nc /u ■. evnaehlassigen. und dainil ist .11 5 ..· ' aiV- ·Ο ^ ·(·..

Daraus folgt:

R\i\ ,-! ,μ R3U -f -lA/n Kl «3 /■: 2(1 - n\ in «4(1 i- «4/· " K 2 " R4 '

LKl ' «5.; 1 K3(1 4 a4it\ Ll /«!3 /.2(1 · uMi " R4(l ( r^i.-i '" /.: «4 '

.vus dieser Berechnutn: ueht hcrvoi d.·!·« ii".:!i cmc vollständige Kompensation des rer.iperaiiii ::an::i.s erhält.

N'aeh einer Weiterbildung der h'lindunu -πκί ::■.■ Mei*.- und i'.'.c Vugieichsspule einei-en -snii V\ ' lerslä'ide andererseits jeweils aus deichci'i Ma·.· ;:.ιι-;ιιη^:ιι. V;. η V-eroestellt '.). :"j.-:iin h.■' niipii'. '::-. -,:·λ i'hr VV: :..■·: - nmer.'iai ki- !'i/n'lien. .■■! -.;c'· :ι:'ίι-..■'τ'-ηι H-.c.;'!-- ;■': ^;Je;cvhiH'.>g des !"enipi ; ·:!■:■ ::.:\;.:i ■■ ■.; ersehen ¹Ai. ."l!i r 'inpensieM.

!m·; ,i.-i \ erwendu;-.:: ,-iner dcra'iu« ' .:. i-^.k, .".'. /ii¹ i'i.impiuili: !'ic-^aili: '·':;..! ■.:·:{ -. ι. ι U. ■■. ■ ■. ■; ■

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#en Meßvorgang beispielsweise hervorgerufenen Verkleinerung der Induktivität und Vergrößerung des iohmschen Anteils der Spule gerecht wird. Weil der Ohmsche Anteil der Meßspule klein gehalten werden $oll, um die prozentuale Änderung des Meßvorganges nicht zu verschlechtern, ist aber eine Vollauswicklung des Wickelraumes der Meßspule erforderlich. Da der ohmsche Anteil der Meßspule aber auch noch zusätzlich durch den Meßvorgang um 1R1 vergrößert und die Induktivität um I Ll verkleinert wird, ist mit •^er Forderung, daß Meß- und Vergleichsspule gleich aufgebaut sind, die Brückengleichung nicht mehr zu erfüllen. Die Gleichungen lauten Tür diesen speziellen Fall:

Der Scheinwiderstand

Zl = Rl +

Ll

IR - j«, IL.

RIf IRl +./.,,(Ll- IL)

R3
RA '

IO

während der Scheinwiderstand Zl = R 2 -r j<-, Ll unverändert ist. Damit uilt für die Aocleichbedineune:

l.m diese Gleichung zu erfüllen, müßte ein in Reihe tür Vergleichsspule liegender abgleichbarer Widerstand einen entsprechend großen Wen haben. Ent- :s »prechend groß wäre dann aber auch sein Einfluß «uf den Tetnpcraturgang. Damit bei gleichem Scheinwidersland Z 2 die Erhöhung des Realteiles und die Verminderung des Imaginärteils in dem ScheinwiderftandZl ausgeglichen weiden können, müßten die -,o Meßspulen aus dickerem Draht gewickelt werden.

Nach der Erfindung werden fur Meßbrücken zur Dämpfungsmessung deren Meßspule aus zwei oder mehreren in Reihe geschalteten Ein/.elspulen besieht die Meßspule aus zwei oder mehreren parallelen Drähten gewickelt. Für den Scheinwiderstand Zl gilt dann

Zl = I IRl

+j">U-l -

Die Abgleichbedingung läßt sich mit einem \erhältnisrnäßig kleinen Widerstandswert erfüllen.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Meßbrücke, die aus einer Meßspule. einer Vergleichsspule und zwei Widerständen besiehi

F i g. 2 eine Meßbrücke zur Dämpfungsmessung.

Wie aus der Fi g. i zu ersehen ist, sind die Meßspule mit Ll, die Vergleichsspule mit Ll und di_- Widerstände mit R3 und R4 bezeichnet. Die-, Bezugsziffern wurden bereits bei der Berechnung des Temperaturganges verwendet.

Abweichend von der Fig. 1 besteht die Mdspule in der F i g. 2 aus zwei in Reihe geschalteter. Einzelspulen. Zum Abgleich sind zwei Potentiometer R 22 und R 42 eingefügt. Für die Werte der Potentiometer gilt, daß ihre Widerstände viel kleiner sind als der ohmsche Widerstand der Spule L 2 und der ohmsche Widerstand des Festwiderstandes R 4. Eine weitere Abgleichmöglichkeit besteht darin, daß der Imaginärteil durch einen Abgleichkern in der Vergleichsspule, anstatt dem Potentiometer R 22. bewirkt wird.

Die vorliegende Ausführung kann z. B. bei Dänipfungsmessungen in Geräten, die besonders großen remperaturschwankungen ausgesetzt sind, wie 7. B. Münzprüfern. Anwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Temperaturkompensation für Meßbrücken, die aus einer mit einem Prüfling in Wirkverbindung stehenden Meßspule, einer Vergleichsspule und zwei Widerständen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- (Ll) und die Vergleichsspule (L 2) aus demselben Wickeldraht aufgebaut sind und die beiden Widerstände (R3, R4) gleichen Temperaturkoeffizienten aufweisen.

2. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Meß-(Ll) und die Vergleichsspule (L 2) einerseits und die Widerstände (R 3. R4) andererseits jeweils aus gleichen Manganindrähten bestehen.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2 für Meßbrücken zur Dämpfungsmessung, deren MeK-₅pule aus zwei oder mehreren ir. Reihe geschalteten Einzelspulen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspule (Ll) aus zwei oder mehreren parallelen Drähten gewickelt ist.

Bei einer Anordnung nach der Erfindung werden die Werkstoffe (Prüfling) einzeln an der Meßspule der Meßbrücke vorbeigeführi und die dabei sich ergebenden ScheinwidersiiinJe der Meßspuk absolut ausgewertet. Die Werkstoffe und die Meßbrücke können dabei sehr verschiedene Temperaturen aufweisen. Die Brücke ist abgeglichen, wenn das Produkt der Scheinwiderstünde Zl ·Z4 = Z2·Z3 ist.

Für den speziellen Aufbau gilt:

Rl-i->,Ll ₌ R3_ K 2 + "i-,L2 ~ K4 '