DE277845C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- ΛΙ 277845 KLASSE 21 e. GRUPPE- ΛΙ 277845 CLASS 21 e. GROUP

Dr. G. SEIBT in BERLIN-SCHÖNEBERG.Dr. G. SEIBT in BERLIN-SCHÖNEBERG.

elektrischer Wechselströme.alternating electrical currents.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. März 1911 ab.Patented in the German Empire on March 25, 1911.

Die Erfindung bezieht sich auf direkt zeigende Frequenzmesser, bei denen das bewegliche System seine Energie von feststehenden Spulen durch Induktion empfängt. Damit bei solchen Frequenzmessern elastische Richtkräfte vermieden werden, müssen in bekannter Weise die feststehenden Spulensysteme einander entgegenwirken. Zur Unterstützung dieses Zweckes ist ferner gemäß der' Erfindung das bewegliche ίο System in bestimmter Weise geformt und zur Drehachse angeordnet worden, wodurch bei Erfüllung gewisser, noch näher zu erörternder Bedingungen eine außerordentlich hohe Empfindlichkeit erreicht und eine Skala von besonders großem Winkelumfang ermöglicht wird. Es. möge hinzugefügt werden, daß diese Vorteile erzielt werden können, ohne daß Eisen für den Aufbau des Instrumentes benötigt wird. Die Verwendung von Eisen kommt nur für die den festen Systemen vor-, oder parallelgeschalteten Selbstinduktionsspulen in Frage und auch dann nur, wenn es sich um die Messung sehr langsamer Wechselströme handelt. Die nach vorliegender Erfindung konstruierten Inas strumente können daher mit verhältnismäßig geringen Änderungen sowohl für die Messung der sehr schnellen elektrischen Schwingungen der drahtlosen Telegraphic als auch der langsamen Wechselströme der Starkstromtechnik Verwendung finden.The invention relates to direct-pointing frequency meters in which the movable system receives its energy from fixed coils by induction. So with such Frequency meters elastic directional forces must be avoided in a known manner fixed coil systems counteract each other. In support of this purpose is furthermore, according to the 'invention, the movable ίο system shaped in a certain way and for Axis of rotation has been arranged, whereby when meeting certain, to be discussed in more detail Conditions achieved an extraordinarily high sensitivity and a scale of particularly large angular range is made possible. It. it may be added that these advantages can be obtained without the use of iron is required for setting up the instrument. The use of iron only comes for the self-induction coils connected upstream or in parallel with the fixed systems and then only when measuring very slow alternating currents. the According to the present invention constructed Inas instruments can therefore with relatively small changes both for the measurement of very fast electrical oscillations the wireless telegraphic as well as the slow alternating currents of the heavy current technology Find use.

Nach Fig. ia und ib, welche den Erfindungsgegenstand noch nicht enthalten, besteht der Anker O aus einem massiven geschlossenen Metallstück oder einer Anzahl in sich kurzgeschlossener Drahtwindungen. Er ist mit der Achse D verbunden und trägt den Zeiger Z. In der gezeichneten Stellung hat der Anker die Tendenz, sich unter dem Einfluß der Spule II im Sinne des Uhrzeigers, unter dem Einfluß der Spule I aber in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Die endgültige Lage ist gegeben durch das Verhältnis der von den Spulen erzeugten Felder. Die Veränderung der Felder oder der Stromstärken mit der Wechselzahl wird durch Vorschaltung verschiedenartiger Widerstände erreicht. Wie man erkennt, ist die Spule I unter Zwischenschaltung eines Selbstinduktionswiderstandes S und die Spule II eines Kondensators C mit den Schienen des Netzes verbunden.According to Fig. Ia and ib, which do not yet contain the subject matter of the invention, the armature O consists of a solid, closed piece of metal or a number of internally short-circuited wire turns. It is connected to the axis D and bears the pointer Z. In the position shown, the armature has the tendency to rotate clockwise under the influence of the coil II, but in the opposite direction under the influence of the coil I. The final position is given by the ratio of the fields generated by the coils. The change in the fields or the current strengths with the number of alternations is achieved by connecting different types of resistors in front of them. As can be seen, the coil I is connected to the rails of the network with the interposition of a self-induction resistor S and the coil II of a capacitor C.

Die Energieübertragung erfolgt in der beschriebenen Anordnung mit außerordentlich niedrigem Wirkungsgrade, und zwar deswegen, weil der Abstand des Ankers von den Spulen beträchtlich ist. Es ist leicht zu ersehen, daß dieser Mangel der Anordnung ein prinzipieller ist und durch Annäherung der Spulen an den Anker nicht behoben werden kann. Denn tut man dies, so wird, wie Fig. 2 zeigt, die Drehung gehemmt.The energy transfer takes place in the described arrangement with extraordinary low efficiency, because of the distance between the armature and the coils is considerable. It is easy to see that this lack of arrangement is a principal one and cannot be remedied by approaching the coils to the armature. Because does if this is done, as FIG. 2 shows, the rotation is inhibited.

Um diese Nachteile zu beseitigen, ist gemäß der Erfindung die Anordnung nach Fig. 3 aIn order to eliminate these disadvantages, according to the invention, the arrangement according to FIG. 3a

und 3b getroffen worden. In ihr sind die feststehenden Spulen I und II gegenüber Fig. 1 um 90° gedreht gezeichnet, und zwar derart, daß, wie Fig. 3a zeigt, ihre Achsen senkrecht zur Papierebene stehen. Dasselbe ist mit dem rahmenartig ausgebildeten Anker 0 geschehen. Außerdem sind die stromführenden Teile desselben derartig angeordnet, daß die von Kraftlinien durchsetzte Fläche abseits von der Drehachse des Instrumentes liegt. Wie aus Fig. 3b zu ersehen ist, ist es auf diese Weise ermöglicht worden, den Anker mit den feststehenden Systemen wesentlich fester zu koppeln. Denn der Abstand δ kann so klein gemacht werden, als es statthaft ist, ohne die Drehbewegung durch Schleifen zu hemmen.and 3b. In it, the stationary coils I and II are shown rotated by 90 ° with respect to FIG. 1, in such a way that, as FIG. 3a shows, their axes are perpendicular to the plane of the paper. The same thing happened with the frame-like anchor 0. In addition, the current-carrying parts of the same are arranged in such a way that the area interspersed with lines of force lies away from the axis of rotation of the instrument. As can be seen from Fig. 3b, it has been made possible in this way to couple the anchor with the fixed systems much more firmly. Because the distance δ can be made as small as it is permissible without inhibiting the rotary movement by grinding.

Obgleich auf diese Weise die Empfindlichkeit bereits wesentlich gesteigert wird, so läßt sie doch immerhin noch zu wünschen übrig, und auch der Ausschlagswinkel für die Skala bleibt verhältnismäßig klein. Man erkennt dies, wenn man die beiden Stellungen betrachtet, in denen der Anker sich unmittelbar über einer der beiden Spulen befindet. In Fig. 4 ist dieser Fall für Spule II schematisch dargestellt. In dieser Lage wird von Spule II nur eine abstoßende Kraft auf den Anker ausgeübt, die parallel zur Drehachse geht, aber kein Drehmoment. Dasselbe gilt bei Verdrehung des Ankers um 90° nach rechts derart, daß er über der Spule I steht. Für den praktischen Gebrauch bleibt unter diesen Umständen ein Winkel von etwa nur 25 ° übrig.Although the sensitivity is already considerably increased in this way, it does not but still a lot to be desired, and the angle of deflection for the scale remains relatively small. You can see this if you look at the two positions in which the armature is located directly above one of the two coils. In Fig. 4 this case is for Coil II shown schematically. In this position, only one repulsive coil is produced by coil II Force exerted on the armature that goes parallel to the axis of rotation, but no torque. The same applies when the armature is rotated 90 ° to the right in such a way that it is above the coil I. stands. Under these circumstances, an angle of about remains for practical use only 25 ° left.

Um diesen Mißstand zu beheben, sollen die Flächen sowohl des Ankers als auch der feststehenden Systeme in Winkelgraden gemessen wesentlich über 90° ausgedehnt werden.To remedy this drawback, the surfaces of both the anchor and the fixed Systems measured in degrees of angle can be extended significantly beyond 90 °.

Fig. 5 stellt schematisch den Fall dar, daß der theoretische Ausschlagswinkel 120 ° beträgt.Fig. 5 schematically shows the case that the theoretical deflection angle is 120 °.

Es sind — um eine Variation zu zeigen — zwei getrennte Anker O₁ und O₂ gezeichnet worden. In praxi muß man sich freilich mit einem Ausschlagswinkel von etwa 60° begnügen. Denn wenn man darüber hinausgeht, so werden in den Endlagen die Kräfte zu schwach, und die Einstellung wird ungenau.To show a variation, two separate anchors O ₁ and O _{2 have been} drawn. In practice, of course, you have to be content with a deflection angle of about 60 °. Because if you go beyond that, the forces in the end positions will be too weak and the setting will be imprecise.

Die vollkommenste Anordnung stellen die Fig. 6 und 7 dar. Der theoretische Ausschlagswinkel beträgt hier 180 ° und der Arbeitswinkel etwa iio°. Gleichzeitig wird die Empfindlichkeit im Vergleich zu allen anderen Anordnungen wesentlich gesteigert.The most perfect arrangement is shown in FIGS. 6 and 7. The theoretical deflection angle here is 180 ° and the working angle is about 10 °. At the same time, the Sensitivity significantly increased compared to all other arrangements.

Fig. 7 stellt zugleich schematisch dar, in welcher Weise die feststehenden Systeme mit passenden Wechselstromwiderständen verbunden werden können, damit die erforderliche Abhängigkeit der Stromstärken von der Wechselzahl eintritt.Fig. 7 also shows schematically in which way the fixed systems with Matching AC resistors can be connected to make the required Dependence of the currents on the number of turns occurs.

In den vorstehenden Darlegungen sind die Bedingungen Schritt für Schritt entwickelt worden, die erfüllt werden müssen, damit ein praktisch brauchbares Meßinstrument zustande kommt. Der Anker war hierbei als scheibenförmig angenommen worden, wobei es nebensächlich war, ob er ein einziges volles Metallstück oder einen Rahmen bildete, der aus einer oder mehreren kurzgeschlossenen Windungen bestand. Als wesentlich für den Erfolg war neben der seitlichen Anordnung der stromführenden Teile zur Achse erkannt worden, daß er bei Ausführung der Drehbewegung dicht über den feststehenden Systemen dahingleitet, und daß die magnetischen Kraftlinien über einen hinreichenden Kreiswinkel ausgebreitet werden.In the explanations above, the conditions have been developed step by step that must be met in order for a practically useful measuring instrument to come about comes. The anchor was assumed to be disk-shaped, although it is irrelevant was whether it formed a single solid piece of metal or a frame that formed off one or more short-circuited turns existed. As essential to success was recognized in addition to the lateral arrangement of the current-carrying parts to the axis, that when executing the rotary movement it glides close above the stationary systems, and that the magnetic lines of force spread over a sufficient circular angle will.

Es möge nicht unerwähnt bleiben, daß dieselben Gesichtspunkte zum Ziele führen, wenn der Anker derart geformt wird, daß er einen Ausschnitt aus der Mantelfläche eines Zylinders bildet, den man sich um die Drehachse gelegt denkt. Alle Flächen, sowohl die des Ankers als auch die Stirnflächen der feststehenden Systeme müssen dann parallel zur Drehachse liegen. Es soll hierauf aber nicht näher eingegangen werden, da, wie man beim Versuch zu einer Konstruktion sofort erkennt, wesentlich kompliziertere Formen sich ergeben, wodurch die Fabrikation erschwert wird.It should not go unmentioned that the same points of view lead to the goal, if the armature is shaped in such a way that it is a section of the lateral surface of a cylinder forms, which one thinks to be placed around the axis of rotation. All surfaces, both those of the anchor as well as the end faces of the fixed systems must then be parallel to the axis of rotation lie. However, this is not to be dealt with in more detail, as you can see when trying immediately recognizes to a construction, much more complicated forms result, whereby manufacture is made more difficult.

Claims

Patent Claims:

1. Instrument for determining and controlling the frequency or wavelength of electrical Alternating currents, the moving part of which is connected to a display device and of two fixed coils in opposite sense is influenced, characterized in that the movable Organ segment or sector-like farm and is connected to the axis of rotation in such a way that of all through it in Placed in the longitudinal direction imaginary planes cut the anchor symmetrically can, but all the rest divide him into unequal parts.

2. Instrument according to claim 1, characterized in that the lines of force interspersed area of the fixed systems and the movable organ, measured in degrees of angle, is more than 90 °.

3. Instrument according to claim 1, characterized in that the lines of force intersected area of a fixed system measured in angular degrees approximately 180 °. H5

4. Instrument according to claim 1, characterized in that the movable Organ forms a section of a disc, the surface of which is perpendicular to the axis of rotation lies.

5 · Instrument according to claim ι, characterized characterized in that the movable organ has a section encompassing approximately 180 ° forms from a disc, the surface of which is perpendicular to the axis of rotation.

6. Instrument according to claim i, characterized in that the movable Organ forms a section of the jacket of a cylinder, the axis of which with the Axis of rotation coincides.

For this purpose ι sheet of drawings.