DE401981C - Vorrichtung zur selbsttaetigen Messung und Anzeige des Produktes aus veraenderlichen iderstandswerten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur selbsttätigen Messung und Anzeige des Produktes aus veränderlichen Widerstandswerten. Mit der Wheatstoneschen Meßbrücke ist es möglich, Produkte und entsprechend Quotienten von elektrischen Widerständen zu messen. Im Wesen der Brückenschaltung liegt es jedoch, daß ein Nullinstrument benutzt und die tatsächliche Messung und Ablesung an einem einstellbaren Widerstand vorgenommen werden muß. Die unmittelbare Ablesung eines algebraischen Ausdrucks aus mehreren veränderlichen Widerständen an einem anzeigenden Organ ist bei der Meßbrücke nicht durchführbar.
• Dieser Erfolg wird nun bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung erreicht, die zeichnerisch in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht ist.
• Legt man (Abb. z) an eine konstante Spannung E einen veränderlichen Widerstand x in Serie mit einem Eisendrahtwiderstand m, so wird infolge einer bekannten Eigenschaft des Eisendrahtwiderstandes der Strom im Kreise i konstant bleiben, bei weitgehender Änderung von x. Befindet sich im Nebenschluß zu x ein hochohmiger Widerstand R, von welchem ein veränderlicher Teil den zweiten veränderlichen Widerstand z bildet, so wird ein an z gelegter Spannungsmesser eine Spannung anzeigen (k = Konstante).
• Dieses Prinzip ist in den verschiedensten Abänderungen anwendbar und gestattet die Messung verwickelt zusammengesetzter algebraischer Funktionen, deren Veränderliche durch Ohmsche Widerstände dargestellt sind.
• Abb. 2 zeigt eine derartige weitere Ausbildung der Vorrichtung: An die Spannung E wird ein Spannungsteiler AB gelegt. Jedem Punkt des letzteren entspricht dann ein bestimmtes Potential in bezug auf die Sammelschienen SS'. Im Nebenschluß zu dem Teil AC des Spannungsteilers befindet sich der Eisendrahtwiderstand in in Serie mit dem variablen Widerstand x. Entsprechend ist zwischen D und K ein Eisenwiderstand n und der variable Widerstand y gelegt. In jedem der Abzweige vom Spannungsteiler fließt ein konstanter Strom il und i2. Die Spannung zwischen F und H setzt sich zusammen aus den veränderlichen Spannungsabfällen in den Widerständen x und y sowie dem konstanten Spannungsabfall im Teil CD. Je nachdem man den Zweig y an die Sammelschiene S oder S' legt, also bei K oder, wie gestrichelt angedeutet, bei K' anschließt, wird die Spannung von v zu jener von x und CD subtrahiert oder addiert. Auch die konstante Spannungsdifferenz CD kann wahlweise positiv oder negativ genommen werden, je nachdem D unterhalb oder oberhalb von C liegt (Abb, 2). Zwischen F und H herrscht also eine Spannung e' = K (x ± y ± k1).
• Zwischen F und H ist ein großer Widerstand R eingeschaltet, von dem z wie früher ein veränderlicher Teil ist. Es ist dann Setzt man so wird e = (x ± Y .:L k1) - z # k2. Haben y und k1 positive Vorzeichen, so kann die Schaltung nach Abb. 3 derart vereinfacht werden, daß x und y in denselben Kreis mit konstantem Strom i gelegt werden. Es wird e = (x+ y-!- ki) ' z ' kz.
• Funktionen von der Form e=ki-x#y±k2#u-v±kg können derart gemessen werden (Abb. q), daß x und ic je einen hochohmigen Widerstand R und R' im Nebenschluß erhalten, von denen y und 7) je einen Teil bilden. Die Spannung e wird dann zwischen den Punkten A und B gemessen und ergibt den obigen Ausdruck.
• Eine Verallgemeinerung der zu behandelnden algebraischen Ausdrücke wird weiterhin dadurch erzielt, daß zwischen dem Weg des Gleitkontaktes an R (Abb. i) und dem dadurch eingeschalteten Teil z ein beliebiges Verhältnis durch Wahl geeigneter Anzapfstellen geschaffen wird. Beispielsweise können die Anzapfungen so gewählt werden, daß statt des Kontaktweges z jeweils 1 als Teilwiderstand von R verbleibt. Ferner kann man zwei Spannungen e1 und e, voneinander unabhängig auf eine der beschriebenen Arten gewinnen und nun auf ein elektrodynamisches Meßinstrument wirken lassen, welches das Produkt e1 - e2 anzeigt. Oder es werden an ei und e#. zwei um 9o Grad- versetzte Spulen gelegt, die auf einen Zeiger mit konstanter Richtkraft (Magnetnadel) einwirken (Abb. 5). Der Ausschlagwinkel a wird dann der Relation entsprechen. Vorrichtungen, die in der beschriebenen Weise ausgebildet sind, können beispielsweise dazu dienen, in einer maschinellen Anlage mittels eines Zeiger und Skala enthaltenden Instruments dauernd den jeweiligen Gesamtleistungsgrad kenntlich zu machen, der sich in irgendeiner algebraischen - insbesondere Produkte oder Quotienten enthaltenden - Form aus einzelnen Leistungsgraden oder Einwirkungen beliebiger Art ergibt, die je für sich durch Ausschlüge eines Meßinstruments oder Bewegungen irgendwie verstellbarer Teile zur Erscheinung gebracht werden. Man kann dann mit jedem der sich einstellenden Teile einen veränderbaren elektrischen Widerstand kuppeln und die verschiedenen Widerstände in der geschilderten Weise je nach der bestehenden Beziehung zusammensetzen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Vorrichtung zur selbsttätigen Messung und Anzeige des Produkts aus veränderlichen Widerstandswerten, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt als Spannungsdifferenz an einem veränderlichen Teil (z) eines hochohmigen Widerstandes (R) gemessen wird, der im Nebenschluß zu dem anderen veränderlichen, jedoch durch eine an sich bekannte Vorrichtung mit konstantem Strom gespeisten Widerstand (x) liegt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der eine der Faktoren aus einer Summe mehrerer Veränderlicher besteht, der mit konstantem Strom gespeiste Widerstand zusammengesetzt ist aus mehreren unabhängig voneinander veränderlichen Widerständen (x, y, Abb.3), gegebenenfalls in Reihenschaltung mit unveränderlichen Widerständen (k1).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der eine Faktor aus einer Differenz mehrerer Veränderlicher besteht, in die Reihe der hintereinandergeschalteten Widerstände (x, k1, Abb. 2) ein Widerstand (y) eingeschaltet ist, der von einem entgegengesetzt gerichteten konstanten Strom (i2) durchflossen wird. q..
4. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3 mit Gleitkontakten für die Widerstandsänderung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen des veränderlichen Widerstandsteiles (z) nach einem bestimmten Gesetz ungleich verteilt sind, so daß ein beliebiges Verhältnis zwischen dem Weg des Gleitkontaktes und der Widerstandsänderung, z. B. umgekehrte Proportionalität, erzielt wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spannungen, von denen eine oder beide einem zusammengesetzten `Widerstandswert entsprechen, getrennt auf je eine Spule (e1, e.>) eines an sich bekannten Instruments derart einwirken, daß deren Produkt oder der Quotient gemessen wird.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur konstanten Stromlieferung ein Eisendrahtwiderstand (m) benutzt wird.