DE229331C

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Publication number: DE229331C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 229331 -.. KLASSE-21 β. GRUPPE

in STRASZBURG i. E.

Schwingungen oder Schwingungskreisen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. April 1909 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Periode, der Dämpfung und anderer Größen von elektrischen Schwingungen oder Schwingungskreisen unter Benutzung eines Resonanzkreises mit variabler Periode, bei dem aber im Gegensatz zu der bekannten Bj erkn ess sehen Methode nicht die Amplituden der Schwingungen im Resonanzkreis in Funktion der Verstimmung

ίο beobachtet werden, sondern vielmehr die Wirkung der zu untersuchenden Schwingungen auf diejenigen des Resonanzkreises.
Man denke sich folgende Anordnung:
Der zu untersuchende Strom I₁ durchfließt eine feste Spule S₁, in deren Felde eine bewegliche, um eine Achse drehbare Spule s₂ aufgehängt ist, welche einen Teil des Resonanzkreises, welcher mit dem primären Kreis lose gekoppelt ist, bildet.

Die beiliegende Fig. 1 zeigt eine Schaltung, die dies zu erreichen gestattet. Hierin bedeutet I einen primären Schwingungskreis mit Funkenstrecke f, dessen Dämpfung und Periode festgestellt werden sollen, und zwar mit Hilfe eines mit I induktiv lose gekoppelten Wellenmessers II. C₁ ist die Primär-, c₂ die Sekundärkapazität, I₁ die Primär-, I₂ die Sekundärselbstinduktion .

Selbstverständlich ist man bei der Ausführung des Verfahrens nicht an diese Schaltung gebunden. Es ließe sich vielmehr jede Schaltung anwenden, bei der sowohl S₁ wie s₂ von Strömen durchflossen werden, welche mit den Strömen I₁, i_% gleichphasig sind. Solche Ströme können z. B. durch Abzweigungen oder Transformation erhalten werden.

Bei der beschriebenen Anordnung der Spulen S₁, S₂ wird die letztere, bewegliche, abgelenkt, und zwar proportional zu

Die Theorie zeigt nun, daß das Drehmoment bei der Resonanz Null ist, während es zu beiden Seiten des Resonanzpunktes je ein Maximum erreicht für eine Verstimmung

x = Yi + Y2

^C20 '

Die Bestimmung der Schwingungszahl bzw. der Summe der logarithmischen Dekremente gestaltet sich also folgendermaßen:

Man verändert die Periode des Resonanzkreises (z. B. durch Drehen des veränderliehen Kondensators C₂) so lange, bis man im Meßinstrument den Ausschlag Null bekommt. Dadurch ist in bekannter Weise die Schwingungszahl des Primärkreises bestimmt. Nun dreht man weiter nach der einen bzw. der anderen Seite, bis man den Maximalausschlag des Instrumentes erreicht hat. Dann hat

man dadurch die Summe der logarithmischen Dekremente bestimmt, denn es ist

ϊι

^C'²

bzw.

°²⁰ ■

In der beiliegenden Fig. 2 ist die Kurve a auf diese Weise aufgenommen worden. Statt der Kapazitätswerte sind als Abszissen die Werte

bzw.

direkt eingetragen worden, so daß der Abszissenwert χ bei Maximalausschlag gleich

ist oder

ϊι + 7 z =

ao Man ersieht aus der Kurve, daß der Durchgang durch Null ' außerordentlich scharf ist. Die Schärfe der Maxima ist gleich derjenigen einer gewöhnlichen Resonanzkurve nach Bjerkness, welche demselben Falle entspricht.

Zum Vergleich der Genauigkeit der Methode mit der Bjerknessschen ist auch eine Resonanzkurve für denselben Fall aufgenommen worden. Man ersieht ohne weiteres daraus, daß die beiden Kurven sich vollkommen decken und aus beiden Kurven sich derselbe Wert für ^₁ + y₂ ergibt, nämlich:

J₁ -f- y₂ .= etwa 0,076 (0,024 π).

Die Kurven sind mit tönenden Funken aufgenommen worden. Ihre Übereinstimmung mit der Theorie rührt daher, daß der Einfluß ' der Funkenstrecke fortgefallen ist.

Da die in Frage kommenden Drehmomente sehr klein sind, so ist die Herstellung von Zuleitungen an der beweglichen Spule mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Deswegen empfiehlt es sich, die beiden Spulen fest und senkrecht zueinander anzuordnen und in deren Felde einen Kurzschlußring drehbar anzuordnen.

Aus der Kurve können ebensogut wie die Periode und die Dämpfung verschiedene andere Größen ermittelt werden, wie z. B. Kapäzitätswerte und Selbstinduktionswert, in der üblichen Weise. Auch Kopplungskoeffizienten können ermittelt werden aus der Lage von Partialwellen.

Selbstverständlich läßt sich auch statt des magnetischen das elektrische Feld benutzen, wenn auch die zu erhaltenden Kurven etwas verschieden wären von der in der Figur gezeichneten. Ein großer Vorteil der Methode für Wellenmessungen besteht darin, daß die Angaben auch dann richtig bleiben, wenn die Kopplung zwischen dem zu untersuchenden System und dem Resonanzsystem zu fest gemacht wird, was bekanntlich bei der Bjerknessschen Methode nicht der Fall ist.

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Messung der Periode, der Dämpfung und anderer Größen von elektrischen Schwingungen oder Schwingungskreisen (wie z. B. Kopplungen, Kapazitäten, Selbstinduktion usw.) unter Benutzung eines Resonanzkreises mit variabler Periode, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Ausschläge eines Instrumentes, welches die Wirkung der zu untersuchenden Schwingungen auf diejenigen des Resonanzkreises anzeigt, bei verschiedenen Perioden beobachtet werden, wobei durch den Ausschlag Null der Resonanzpunkt und durch die zur Erreichung der Maximalausschläge notwendige Verstimmung ein Maß für die Summe der Dekremente bestimmt ist.

2. Instrument zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine feste Spule, in deren Feld eine zweite um eine Achse drehbar angeordnete Spule sich befindet, wobei die eine von den induzierenden und die andere von den induzierten Schwingungen durchflossen ist.

3. Instrument zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei feste, senkrecht zueinander angeordnete Spulen und einen um eine Achse drehbar angeordneten Kurzschlußring.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,

Claims

Fig. i.

Fig. 2.

PHOTOGR. DRUCK DER REICHSDRUCKEREI