DE2157842C3 - Anordnung zur Temperaturkompensation für Meßbrücken - Google Patents
Anordnung zur Temperaturkompensation für MeßbrückenInfo
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Description
J5 Bei einer Anordnung nach der Erfindung werden die Werkstoffe (Prüfling) einzeln an der Meßspule
der Meßbrücke vorbeigefuhrt und die dabei sich ergebenden Scbeinwiderstände der Meßspule absolut
ausgewertet. Die Werkstoffe und die Meßbrücke können dabei sehr verschiedene Temperaturen aufweisen.
Die Brücke ist abgeglichen, wenn das Produkt der Schein widerstände ZI-Z4 ~ Z2-Z3 ist.
Für den speziellen Aufbau gilt:
R3
K4'
K4'
Hierbei bedeutet R1 den ohmschen Widerstand der
SpuleH und R 2 den ohmschen Widerstand der Spule L2.
Mit Temperaturgang bezeichnet man die Abhängigkeit einer physikalischen Größe von der Temperatur.
Zur Kompensation des Einflusses eines Temperaturkoeffizienten
sind die verschiedensten Möglichkeiten bekannt. So dienen beispielsv eise zur Kompensation
der 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 labormäßig
und damit innerhalb eines verhältnismäßig geringen Temperaturunterschieds Verwendung finden.
Wenn aber in speziellen Fällen eine Kompensation erforderlich wird, dann geschieht es in der
Weise, daß man einen Widerstand mit geeignetem Temperaturkoeffizienten in Reihe in einem Brückenzweig
anordnet. Diese Lösung reicht aber nicht aus, wenn eine Kompensation in einem verhältnismäßig
weiten Temperaturbereich, z. B. von -25 bis +700C, erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Temperaturkompensation für Meßbrücken
zu schaffen, die eine optimale Lösung in einem weiten Temperaturbereich gewährleistet. Diese
Aufgabe wird für Meßbrücken, die aus einer mit einem Prüfling in Wirkverbindung stehenden Meßspule,
einer Vergleichsspule und zwei Widerständen bestehen, dadurch gelöst, daß die Meß- und die Vergleichsspule
aus demselben Wickcldraht aufgebaut sind und die beiden Widerstände gleichen Temperaturkoeffizienten
aufweisen. Auf diese Weise wird bei Verwendung gleichen magnetischen Materials
für die Speicherkerne eine vollständige Temperaturkompensation über den gesamten Temperaturbereich
erzielt, da sich die Temperatureinflüsse gegenseitig aufheben. Das bedeutet, daß ein Optimum an Temperaturstabilität
vorhanden ist, wie die Berechnung des Terriperaturganges der dem Ausführungsbeispiel
in der F i g. 1 zugrunde gelegten Meßbrücke zeigt.
RealteU
Imaginärteil
20
R3
R4'
LA
R3
R4
Betrachtet man nun den Temperaturgang, so erhält man:
Rt(I +u±») R 3(1 +
~R2(V+a2u)
Li(I +«50) _ Λ30
R4(l +<ι4ί>)'
Hierbei sind:
ti i = Tk (Temperaturkoeffizient) des ohmschen
Anteils der Meßspule,
i(2 = Tk des ohmschen Anteils der Vergleichsspule,
<z 4 = Tk der Feindrahtwiderständc,
«5 = Tk der Induktivität der Meßspule.
(i6 = Tk der Induktivität der Vergleichsspule.
Da die Meßspule und Vergleichsspule vom gleichen Draht gewickelt sind und die Spulen außerdem gleich
aufgebaut, d. h. als Halbschalen ausgeführt sind, ist der Temperaturkoeffizient der Schalenkernc zu vernachlässigen,
und damit ist «1 ~ α 2 und «5 * -<6.
Daraus folgt:
Rl(I+al») R3(l
R4(l+«40)~r R2
Ll(I +a50) _ R3(1 +u4ft) LJ
L2(l +aS9)~ R4(l+a4fl)^ L2
L2(l +aS9)~ R4(l+a4fl)^ L2
R3
R4
R4
Aus dieser Berechnung geht hervor, daß man eine vollständige Kompensation des Temperaturganges
erhält.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die MeU- und die Vergleichsspule einerseits und die
Widerstände andererseits jeweils aus gleichen Manganindrähten hergestellt. Manganin hat nämlich einen
sehr kleinen Temperatürkoeffizienten, der sich außerdem,
wie aus der Berechnung des Temperaturganges zu ersehen ist, noch kompensiert.
Bei der Verwendung einer derartigen Meßbrücke zu einer Dämpfungsmessung wird die Induktivität
der Meßspule und der ohmsche Widerstand der Vergleichsspule verändert. Nach einer Weiterbildung der
Erfindung soll die Anordnung zur Temperaturkompensation so ausgestaltet sein, daß sie auch der durch
den MelJvargang beispielsweise hervorgerufenen Verkleinerung der Induktivität und Vergrößerung des
ohmschen Anteils der Spule gerecht wird. Weil der
ohmsche Anteil der Meßspule klein gehalten werden soll, ura die prozentuale Änderung des Meßvorganges
nicht zu verschlechtern, ist aber eine Vollauswicklung des Wickelraumes der Meßspule erforderlich.
Da der obmsche Anteil der Meßspule aber auch noch zusätzlich durch den Meßvorgang um IRl vergrößert
und die Induktivität um IL1 verkleinert wird, ist mit
der Forderung, daß Meß- und Vergleichsspule gleich aufgebaut sind, die Brückengleichung nicht mehr zu
erfüllen. Die Gleichungen lauten für diesen speziellen Fall:
Der Scheinwiderstand
während der Scheinwiderstand Zl = Rl+j<-,Ll
unverändert ist. Damit gilt für die Abgleichbedingung:
Rl + IRl +j,n(Ll - IL) _ R3
R2+;mL2 ~ R4'
R2+;mL2 ~ R4'
Um diese Gleichung zu erfüllen, mü'Ue ein in Reihe
zur Vergleichsspule liegender abgleichbarer Widerstand einen entsprechend großen Wert haben. Entsprechend
groß wäre dann aber auch sein Einfluß auf den Temperaturgang. Damit bei gleichem Scheinwiderstand
Z 2 die Erhöhung des Realteiles und die Verminderung des Imaginärteils in dem Scheinwiderstand
Zl ausgeglichen werden können, müßten die Meßspulen aus dickerem Draht gewickelt werden.
Nach der Erfindung werden für Meßbrücken zur Dämpfungsmessung deren Meßspule aus zwei oder
mehreren in Reihe geschalteten Einzelspulen besteht die Meßspule aus zwei oder mehreren parallelen
Drähten gewickelt. Für den Scheinwiderstand ZI
gilt dann
Die Abgleichbedingung läßt sich mit einem verhältnismäßig kleinen Widerstandswert erfüllen.
Die Erfindung wird an Hand der Figuren erläutert
ίο Es zeigt
Fig. I eine Meßbrücke, die aus einer Meßspule,
einer Vergleichsspule und zwei Widerstünden besteht und
F i g. 2 eine Meßbrücke zur Dämpfungsmessung.
Wie aus der F i g. I zu ersehen ist, sind die Meßspule mit Ll, die Vergleichsspule mit Ll und die
Widerstände mit R 3 und R 4 bezeichnet Diese Bezugszifiern wurden bereits bei der Berechnung
des Temperaturganges verwendet
Abweichend von der F i g. 1 besteht die Meßspule in der F i g. 2 aus zwei in Reihe geschalteten
Einzelspulen. Zum Abgleich sind zwei Potentiometer R22 und R42 eingefügt. Für die Werte der Potentiometer
gilt, daß ihre Widerstände v;el kleiner sind
als der ohmsche Widerstand der Spule L 2 und der ohmsche Widerstand des Fest Widerstandes R 4. Eine
weitere Abgleichmöglichkeit besteht darin, daß der Imaginärteil durch einen Abgleichkern in der Verfeleichsspule,
anstatt dem Potentiometer R 22, bewirkt wird.
Die vorliegende Ausführung kann z. B. bei Dämpfungsmessungen in Geräten, die besonders großen
Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, wie z. B. Münzprüfern, Anwendung finden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Anordnung zur Temperaturkompensation
for Meßbrücken, die aus einer mit einem Prüfling
in Wirkverbindung stehenden Meßspule, einer Vergleicbsspule und zwei Widerständen besteben,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- (Ll) und die Vergleichsspule (L2) aus demselben
Wickeldrabt aufgebaut sind und die beiden Widerstände (Rd, A4) gleichen Teraperaturkoefnzienten
aufweisen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meß- (Ll) und die Vergleichsspule (L 2) einerseits und die Widerstände
(K 3, R 4) andererseits jeweils aus gleichen Manganindrähten
bestehen.
3. Anordnung nach den Ansprüchen I und 2 für
Meßbrücken zur Dämpfungsmessung, deren Meßspule aus zwei oder mehreren in Reihe geschalteten
Eiii^elspulen besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßspule (Ll) aus zwei oder mehreren parallelen Drähten gewickelt ist.
io
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712157842 DE2157842C3 (de) | 1971-11-22 | 1971-11-22 | Anordnung zur Temperaturkompensation für Meßbrücken |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712157842 DE2157842C3 (de) | 1971-11-22 | 1971-11-22 | Anordnung zur Temperaturkompensation für Meßbrücken |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2157842A1 DE2157842A1 (de) | 1973-06-07 |
DE2157842B2 DE2157842B2 (de) | 1974-04-25 |
DE2157842C3 true DE2157842C3 (de) | 1974-11-21 |
Family
ID=5825780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712157842 Expired DE2157842C3 (de) | 1971-11-22 | 1971-11-22 | Anordnung zur Temperaturkompensation für Meßbrücken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2157842C3 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3314880C2 (de) * | 1983-04-25 | 1985-03-28 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur Herstellung von Widerstandsbrückenschaltungen |
DE3635518A1 (de) * | 1986-10-18 | 1988-04-28 | Christian Beha | Verfahren und vorrichtung zur messung der laenge eines kabels |
DE4308434A1 (de) * | 1993-03-17 | 1994-09-22 | Leybold Ag | Temperaturkompensation bei einem geregelten Wärmeleitungsvakuummeter |
DE19617238A1 (de) * | 1996-04-30 | 1997-11-06 | Leybold Vakuum Gmbh | Schaltung zur Temperaturkompensation eines Wärmeleitungsvakuummeters |
-
1971
- 1971-11-22 DE DE19712157842 patent/DE2157842C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2157842B2 (de) | 1974-04-25 |
DE2157842A1 (de) | 1973-06-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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