Anordnung zur Messung elektrischer Größen, insbesondere sehr kleiner
Gleichströme oder Gleichspannungen.
Die Erfindung bezieht sich auf Anordnun-
gen zur Messung von sehr niedrigen Gleich-
spannungen, wie sie beispielsweise Thermo-
elelnente liefern, oder von sehr schwachen
Gleichströmen, z. B. Ionisationsströnien. Sie
geht aus voll den zur Messung der Ströme in
Ionisationskanimern zur Strahlenmessung
oder in lichtelektrischen Zellen bekannten
Allordnungen, bei denen der zu messend
Gleichstrom durch einen bekannten hohen
Widerstand geleitet wird und so einen Span-
nungsabfall hervorruft, der zwischen Kathode
und Steuergitter einer Glühkathodenröhre an-
gelegt wird und dadurch eine Änderung des
Anodenstromes bedingt. Dabei ist der
Anodenarom eile Maß für die gesuchte Größe.
Die Empfindlichkeit dieser Schaltung ist
neuerdings dadurch wesentlich erhöht, (laß
unter Verwendung zweier Uhren ein: Ari
galvanischer Rückkopplung zur Anwendung
gelangt. Hierbei bedingt die Spannung am
Gitter der ersten Röhre, welche unmittelbar
finit dem zu messenden Strom oder Wider-
stand zusammenhängt, eine entsprechende
Größe des Anodenstromes in der ersten
Möhre. Die Spannung, welche dieser An-
odenstrom an einem Widerstand hervorruft,
wird an den Gitterkreis einer zweiten Röhre
gelegt, während der Anodenstrom der zwei-
ten Röhre einen Widerstand im Gitterkreis
der ersten Röhre durchfließt, so claß sich der
von ihm erzeugte Spannungsabfall gleichsin-
nig zu der von der -,%leßgröße unmittelbar ab-
hängigen Spannung addiert und dadurch eine
wesentliche Verstärkung der Wirkung in der
ersten Röhre hervorruft. Die Verwendung
zweier Röhren in dieser bekannten Schaltung
i flicht rillt Rtickslcht auf die Verstärkung
durchaus erforderlich, sie ergibt sich vielmehr
aus der Forderung, daß die Änderung der bei-
den Spannungsabfälle in dem Gitterkreis der
ersten Röhre der mit der Meßgröße unmittel-
bar zusammenhängenden und der von dem
Anodenstrom hervorgerufenen Änderung zum
Zweck der Verstärkung gleichsinnig sein
muß.
Gemäß der Erfindung wird eine wesent-
liche Vereinfachung der im vorhergehenden
zuletzt beschriebenen Schaltung mit zwei
Röhren dadurch herbeigeführt, daß in einer
Zweigitterröhre zwischen Steuergitter und
Kathode zwei Spannungsabfälle in entgegen-
gesetztem Sinne hintereinandergeschaltet
sind, deren einer von der Meßgröße beein-
flußt ist, und deren zweiter von einem Strom
hervorgerufen ist, welcher sich mit der Meß-
größe in entgegengesetztem Sinne ändert.
Der zu messende Strom wird bei i zu- und
bei 2 abgeleitet. Er durchfließt den Wider-
stand 3, welcher zwischen die beiden Gitter 6
und i8 der Röhre d. geschaltet ist. In den
sich daran anschließenden Kreis des Raum-
ladegitters 18 und der Kathode 5 ist ein
Widerstand 17 und in den von der Anode 7
nach dem Gitterkreis führenden Kreis .eine
Batterie g sowie ein Meßinstrument i6 ein-
geschaltet. In dem Gitterkreis sind zwei
Spannungsabfälle gegeneinandergeschaltet,
nämlich der von der Meßgröße unmittelbar
abhängige Spannungsfall, welchen der
Strom ix im Widerstand 3 hervorruft, und ein
Spannungsabfall, welcher von dem Strom i,
des Raumladungsgitters 18 in dem Wider-
stand 17 erzeugt wird. Mit zunehmendem
Strom ix wird das Steuergitter 6 positiver.
Die Änderungen der beiden Spannungen an
den Widerständen 3 und 17 erfolgen dann
wieder in gleichem Sinne, so daß die Wir-
kung der Spannungsschwankung im Wider-
stand verstärkt wird. Ändert sich beispiels-
weise der Spannungsabfall in dem Wider-
stand 3 in dem Sinne, daß das Gitter 6 nega-
tiver wird, so nimmt der Anodenstrom il ab
und bei gegebener Emission der Kathode 5
der Raumladestrom i,. zu. Bei Zunahme des
letzteren erhöht sich aber derSpannungsabfall
in dem Widerstand 17, wodurch das Potential
des Punktes 17' und damit auch dasjenige
des Gitters 6 negativer wird. Die Wirkung
des von dem Strom ix hervorgerufenen Span-
nungsabfalles erfährt also eine Verstärkung.
Die Verwendung des Anodenstromes i, zur
Erzeugung eines dem vom Strom i, erzeugten
Spannungsabfall entgegengesetzt gerichteten
Spannungsabfalles imWiderstand 17 hätte zur
Folge, daß bei den in diesem Falle entgegen
den Richtungspfeilen der Zeichnung gerich-
teten Strömen in den Widerständen 3 und 17
die Änderungen der in Frage kommenden
Spannungsabfälle nicht in gleichem Sinne vor
sich gehen und deshalb deren Wirkungen
keine Verstärkung erfahren würden. Der
Hilfsstrom, .-,welcher den zusätzlichen Span-
nungsabfall hervorruft, muß in der Weise
von dem Anodenstrom abhängig sein, daß
seine Änderungen in entgegengesetztem
Sinne wie diejenigen des Anodenstromes er-
folgen. In bezug auf die Meßgröße selbst
würde dies bedeuten, daß bei entgegengesetz-
ter Richtung der von der Meßgröße und dem
Hilfsstrom hervorgerufenen Spannungsab-
fälle die Änderungen des Hilfsstromes den-
jenigen der Meßgröße entgegengerichtet sein
müssen, um die Änderungen der Spannungs-
abfälle in gleichem Sinne erfolgen zu lassen.
Ebenso wie in der v orbeschriebenen Weise
die Schaltungen zur Messung eines kleinen
Stromes dadurch benutzt «-erden können,
daß der Strom in einem konstanten Wider-
stand einen auf ein Steuergitter wirkenden
Spannungsabfall hervorruft, läßt sich die
Schaltung nach der Erfindung auch, wie die
bekannte, ihr zugrunde liegende Schaltung,
zur Messung einer Spannung verwenden, die
an Stelle des genannten Spannungsabfalles
angeschaltet wird. In gleicher Weise läßt
sich die Schaltung zur Messung eines Wider-
standes 3 verwenden, der mit einem bekann-
ten Strom z;,. belastet wird.
Arrangement for measuring electrical quantities, in particular very small direct currents or direct voltages. The invention relates to arrangement
genes for measuring very low equivalencies
voltages such as those found in thermal
elelnente deliver, or from very weak ones
Direct currents, e.g. B. Ionization currents. she
goes out fully to measure the currents in
Ionization canisters for radiation measurement
or known in photoelectric cells
Universal orders, in which the to be measured
Direct current through a known high
Resistance is conducted and so a tension
voltage drop between the cathode
and control grid of a hot cathode tube.
is placed and thereby a change in the
Anode current conditional. Here is the
Anode aroma is a measure of the size you are looking for.
The sensitivity of this circuit is
recently increased significantly by this, (let
using two clocks: Ari
galvanic feedback to the application
got. Here the voltage on the
Grid of the first tube, which immediately
finite the current or resistance to be measured
stood related, a corresponding
Size of the anode current in the first
Carrot. The tension that this
earth current causes a resistor,
is attached to the grid circle of a second tube
while the anode current of the two
ten tube a resistor in the grid circle
the first tube flows through, so the
voltage drop generated by it
little to that of the -.% leß size directly
pending voltage is added and thus a
substantial reinforcement of the effect in the
first tube evokes. The usage
two tubes in this known circuit
i braid grooves back to the reinforcement
absolutely necessary, rather it arises
from the requirement that the change in the two
the voltage drops in the grid circle of the
first tube of the direct
bar related and that of the
Change caused by the anode current
Purpose of the reinforcement be the same
got to.
According to the invention, an essential
liche simplification of the above
last described circuit with two
Tubes brought about that in a
Two grid tube between control grid and
Cathode two voltage drops in opposite
connected in series in the set sense
are one of which is influenced by the measurand
is flowing, and the second by a stream
is caused, which is related to the measurement
size changes in the opposite sense.
The current to be measured is added and at i
derived at 2. It flows through the
stood 3, which between the two grids 6
and i8 of the tube d. is switched. In the
adjoining circle of space
charging grid 18 and the cathode 5 is a
Resistor 17 and in the from the anode 7
a circle leading to the grid circle
Battery g and a measuring instrument i6
switched. In the grid circle are two
Voltage drops switched against each other,
namely that of the measurand directly
dependent voltage drop which the
Causes current ix in resistor 3, and a
Voltage drop, which is caused by the current i,
of the space charge lattice 18 in the reflector
stand 17 is generated. With increasing
Current ix , the control grid 6 becomes more positive.
The changes to the two voltages
the resistors 3 and 17 then take place
again in the same sense, so that the
the voltage fluctuation in the resistance
stand is reinforced. Changes for example
the voltage drop in the resistor
stood 3 in the sense that the grid 6 nega-
becomes more intense, the anode current il decreases
and for a given emission of the cathode 5
the space charge current i ,. to. When the
in the latter, however, the voltage drop increases
in the resistor 17, reducing the potential
of point 17 'and thus also that
of the grid 6 becomes more negative. The effect
of the voltage caused by the current ix
The voltage drop is therefore amplified.
The use of the anode current i, for
Generation of one generated by the current i
Opposite voltage drop
Voltage drop in resistor 17 would have to
Consequence that opposed to in this case
the directional arrows in the drawing
Currents in resistors 3 and 17
the changes to the eligible
Voltage drops do not occur in the same sense
and therefore their effects
would receive no reinforcement. Of the
Auxiliary current, -, which the additional voltage
energy decline, must be in such a way
be dependent on the anode current that
its changes in opposite
Sense how those of the anode current
follow. With respect to the measurand itself
would this mean that with contrary
the direction of the measured variable and the
Voltage drop caused by auxiliary current
if the changes in the auxiliary current
those of the measured variable be opposite
must be aware of the changes in voltage
to let waste take place in the same way.
Just as in the manner described above
the circuits for measuring a small
Electricity used thereby «-be able to earth,
that the current is in a constant resistance
stood one acting on a control grid
Causes voltage drop, the
Circuit according to the invention also, like that
known circuit on which it is based,
use to measure a voltage that
instead of the voltage drop mentioned
is switched on. In the same way, lets
the circuit for measuring a resistance
stand 3, which is marked with a well-known
th stream z;,. is charged.