DE293816C

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Publication number: DE293816C
Application number: DENDAT293816D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVe 293816-KLASSE 21 e. GRUPPE

Frequenzmesser.

Zusatz zum Patent 293271.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Juli 1915 ab. Längste Dauer: 17.Februar 1930.

Nach dem Ausführungsbeispiel des Hauptpatentes 293271 ist das feste Feldspulensystem derart geschaltet, daß der darin fließende Strom sich bei mittlerer Frequenz in Resonanz mit der Spannung befindet; dagegen ist dabei der in dem nicht als Richtkraft dienenden beweglichen Leitersystem fließende Strom um 90 ° in der Phase gegen die Spannung verschoben. Diese Anordnung ergibt eine große Unabhängigkeit von der Spannung und der Kurvenform, jedoch ist dabei die Verwendung von Kondensatoren erforderlich. Diese erfordern viel Raum und sind unter Umständen aus betriebstechnischen Gründen unbequem.

Gemäß der Erfindung wird eine Verbesserung in dieser Hinsicht dadurch erzielt, daß dem Feldspulensystem Mittel zur Erzeugung einer Phasenverschiebung des Stromes gegen die angelegte Spannung um 90 ° bei mittlerer Frequenz zugeordnet sind, während das nicht als Richtkraft dienende Leitersystem einen Strom erhält, der für den ganzen Frequenzbereich mit der Spannung sich in gleicher Phase befindet. Bei dieser Schaltung können Kondensatoren gänzlich vermieden werden; ihre Wirkung ist jedoch, wie Versuche ergeben haben, auf bestimmten Verwendungsgebieten derjenigen der ersten Schaltung ebenbürtig.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. ι zeigt das Meßgerät im Aufriß, Fig. 2 im Grundriß. Innerhalb des festen Feldspulensystems S₁ sind um die gemeinsame Achse a drehbar die beiden koachsialen Spulen s₂, s₃ angeordnet. Die Enden der Spule S₂ sind mittels weicher Zuleitungsbänder f_Zt f\ ohne Richtkraft an die Klemmen k₂, k'_% geführt. Ähnlich stehen die Enden der Spule S₃ durch die Zuführungsbänder f₃ und f'₃ mit den Klemmen k_s, k'₃ in Verbindung. Die Klemmen A₂, k'₂ werden durch Vermittelung eines induktionsfreien Vorschaltwiderstandes ν an die Leitungen der Wechselstromquelle N, deren Frequenz gemessen werden soll, angeschlossen. Die beiden Klemmen k_s, ki sind mit einer Selbstinduktion I₃ verbunden. Statt dessen kann man auch eine Kapazität oder die Kombination von Selbstinduktion und Kapazität verwenden. Man kann aber auch eine unmittelbar kurzgeschlossene Drehspule verwenden.

Mit den Feldspulen S₁ ist eine Selbstinduktion I₁ in Reihe geschaltet. Parallel zu dieser Kombination liegt ein induktionsfreier Widerstand r_x und in Reihe dazu eine zweite Selbstinduktion Z₂- Diese gesamte, die bekannte Hummelschaltung darstellende Anordnung ist an die Leitungen des Netzes N angeschlossen. In ihr herrscht bei der mittleren Frequenz die Phasenverschiebung von 90 °. Für die anderen Frequenzen ist die Phasenverschiebung entweder größer oder kleiner. Durch passende Bemessung der einzelnen Widerstände und Selbstinduktionen läßt sich

erreichen, daß diese Abweichung der Phasenverschiebung groß oder klein wird.

Da keine mechanische Richtkraft vorhanden ist, wirken auf die Achse des beweglichen Systems nur die elektrischen Drehmomente, und zwar die, die das feste Feldspulensystem S₁ auf die beiden beweglichen Leitersysteme S₂ und S₃ ausübt. Eine Beeinflussung der in der Spule S₃ induzierten Spannung durch die

ίο andere bewegliche Spule tritt infolge der Kleinheit der in dieser fließenden Ströme nicht auf. Man kann daher füglich von ihr absehen. Das bewegliche System stellt sich in eine solche Lage ein, daß sich die beiden elektrischen Drehmomente aufheben; z. B. ist für die mittlere Frequenz, bei der das feste Feldspulensystem einen Strom erhält, der um 90 ° gegenüber der Spannung nacheilt, das Drehmoment auf die an die Netzspannung angeschlossene Drehspule S₂ gleich 0, und zwar für jede räumliche Stellung der beiden Systeme. Dagegen ist das Drehmoment auf das kurzgeschlossene Leitersystem nur 0, wenn die Symmetrieebenen des festen Feldspulensystems und des beweglichen Leitersystems einen Winkel α von 90⁰ bilden. Bei sämtlichen anderen räumlichen Stellungen dagegen wird durch den in der festen Feldspule fließenden Strom in der kurzgeschlossenen Spule eine Spannung induziert, deren Betrag immer größer wird, je mehr der Winkel beider Spulenebenen von 90° abweicht, da dann die Anzahl der Kraftlinienverkettungen eine immer größere wird. Das System stellt sich daher in die Lage α = 90⁰ ein. Für die anderen Frequenzen treten positive oder negative Drehmomente des festen Feldspulensystems auf das bewegliche ^vDrehspulensystem auf. Dementsprechend müssen die Drehmomente auf die kurzgeschlossene Spule negative oder positive Werte von dem gleichen absoluten Betrage haben. Das ist dann der Fall, wenn die kurzgeschlossene Spule bzw. das bewegliche Leitersystem nach der einen oder anderen Seite von der Mittelstellung α = 90° abweicht, da erst dann in ihr elektromotorische Kräfte induziert werden, und zwar verschiedener Richtung, je nach der Seite, nach der die Spulen von der Mittelstellung abweichen.

Wie sich leicht zeigen läßt, ist die Angabe des Instrumentes unabhängig von der Höhe der Wechselspannung. Ebenso zeigt die genauere Theorie und der Versuch, daß die Skala nahezu geradlinig verläuft und ferner der Temperatureinfluß durch passende Wahl der Wechselstromwiderstände auf den Wert ο herabgedrückt werden kann. Durch Verstärken des Stromes in der Spule s₂ läßt sich der Meßbereich einengen. Durch passende Wahl der 90 "-Schaltung läßt sich auch der Wert der mittleren Frequenz ändern.

Claims

Patent-Anspruch:

Frequenzmesser nach Patent 293271, dadurch gekennzeichnet, daß dem Feldspulensystem Mittel zur Erzeugung eines für die mittlere Frequenz genau um 90° in der Phase gegen die Spannung verschobenen Stromes zugeschaltet sind, während das nicht als Richtkraft dienende Leitersystem unter Vorschaltung eines induktionsfreien, zweckmäßig regelbaren Widerstandes für den ganzen Frequenzbereich mit der Spannung in gleicher Phase schwingenden Strom erhält. .........

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.