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Elektrisches Zeßgerät Die Erfindung betrifft einen Apparat zum Messen
von sehr schwachen Strömen, schwachen Stromstärken oder meßbaren Quantitäten im
Fluxmesser mit intensivem Feld.
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Die gebräuchlichen Apparate mit beweglichern Rahmen (Galvanometer,
Ampereineter, Voltmeter usw.) haben einen durch einen Faden oder zwischen Körnern
aufgehängten Rahmen, bewegbar angeordnet in einem magnetischen Feld von 8oo bis
i2oo Gauß. das durch einen permanenten Magneten g ge schaffen wird. Wenn man den
permanenten Magneten ein-es dieser Meßapparate durch einen Elektromagneten ersetzt,
ver-"rößert man die Empfindlichkeit des Appa rates, wobei das wirkende Element proportional
dem magnetischen Felde ist.
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Der Elektroniagnet ist schon in Apparaten, w# ie Dynamometer oder
Wattnieter, die zur Messung starker Intensitäten oder Stromstirkeniessungen für
Gleich- oder Wechselstrom bestimmt sind, verwendet worden, aber niemals konnte er
ersetzt werden durch den permanenten Magneten in Apparaten zum Messen sehr schwacher
Ströme, wie oben angegeben, weil man durch die Wirbelströme behindert war, die das
vergrößerte Feld selbst auf das Material des Rahmens (Kupfer, Seide, Firnis u. dgl.)
ausübte. Dieser Einfluß ist durch die Erfindung entfernt, dadurch, daß der zu messende
Strom, welcher den Rahmen durchfließt, unabhängig vom Hauptstrom gemacht ist, welcher
von dem das Eisen magnetisierenden Strom durchflossen wird, und ferner dadurch,
daß das Feld -in dein Luftspalt streng radial gemacht ist. Dieses Ergebnis wird
gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß mit Hilfe eines Elektromagneten ein ma#gnetisches
Feld geschaffen wird, welches intensiv'und konstant in der Zeit und in dem den Luftspalt
abgrenzenden Raum ist.
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Uni die Konstanz der Zeit zu sichern, hat der Elektromagnet eine Anzahl
Amperewindungen, -genügend, damit die Sättigung des Eisens erreicht werde, wobei
dieser Strom des Elektromagneten unabhängig von dem zu messenden Strom, der den
Rahmen durchfließt, ist. Unter diesen Bedingungen ist der Apparat den kleinen Variationen
des induzierenden Stromes gegenüber unempfindlich.
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Die Konstanz dieses Feldes in dem Raum des Luftspaltes wird gesichert
durch die genaueste Zentrierung von Stücken, die sich aus der besonderen Bauart
er,-eben, durch welche die Schtauben fortfallen, welche in den magnetischen Stromkreis
eingreifen, in der Nachbarschaft des Luftspaltes, und durch welche der Abstand der
betreffenden Stücke so konstant wie möglich ist.
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Bei Verwendung dieser Mittel und Anordnungen ist die Konstanz des
magnetischen Feldes bis wenigstens 3/"" gesichert.
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Eine Ausführungsform des Apparates nach der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt, in welcher Abb. i eine Seitenansicht, und Abb. 2 ein Schnitt nach Linie
A-A der Abb. i ist, Abb. 3 ist eine Draufsicht und A£bb. 4 ein waagerechter
Schnitt nach B-B der Al-)b. 2.
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In der Zeichnunta ist der Elektroma-net Z, Z,
mit
a bezeichnet, dessen Artne a', a' die Blöcke b, b aus besonders weichem
Eisen oder aus besonderem Stahl-von hoher magnetischer Durchlässigkeit umgreifen,
welche mit einem ,geringen konstanten Abstand den zylindrisehen Kern c umgeben,
der ebenfalls aus besonders weichem Eisen oder aus einem besonderen Stahl von hoher
magnetischer Durchlässigkeit besteht. Die Blöcke b, b
sind einerseits
und andererseits durch Backen d, d aus Messing oder starrem, nicht
magnetischem Material verbunden, die auf ihnen festgelötet sind und unterhalb und
oberhalb des Kernes c die Brücken f, f aus Messing oder anderem, nicht
magnetischem Metall tragen, zwischen denen der bewegliche Rahmen e angeordnet ist,
der den Zeiger g
trä--t.
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Zu diesem Zweck hat jede der Brücken f, f
auf ihrem Mittelpunkt
einen Kopf k ' in dessen Achse eine mit Schraubengewinden versehene Stange
i gelagert ist, deren Ende das entsprechende Korn j des Rahmens e aufnimmt. Diese
Schraubenstangen sind von außen einstellbar, und die Montierung auf Körnern gestattet,
eine sehr große Bewe-..,ungsempfindlichkeit des Rahmens e zu sichern. Die Köpfe
li, li, welche mittels Hülsen aus nicht leitendem Material isoliert sind, enthalten
Stromabnehmer und Stromleiter, wobei der Strom dem Rahmen e durch die Spiralen
k, k zugeführt wird, welche entweder eirt Torsionsmoment aufweisen
o#Ier nicht.
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Der Kern c paßt ganz genau in die abgedrehten Teile f, f'
der beiden Brücken f, f,
die selber auf den abgedrehten Teilead',
d'
der Backen d, d zentriert sind. Durch dieses Mittel, welches
eines der Kennzeichen der Erfindung bildet, ist die Vereinigung der verschiedenen
Elemente der Gesamtanordnung gesichert ohne Schrauben in der Nähe des Luftspaltes,
und zugleich ist eine absolute Zentrierung erreicht.
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Die Brucken f, f und die Messingbacken d,
d sind durch Stifte oder Schrauben, z. B. 1, miteinander verbunden.
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Die Konstanten des Rahmens und des Aufhängesystems sind natürlich
Funktion des zw eckes, für welchen der Apparat bestirnm:t ist.
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Der Apparat, der so ausgeführt ist wie oben beschrieben, kann bequem
in einem Kasten von mäßigen Abmessungen eingeschlossen werden und somit ein Meßinstruinent
bilden, welches leicht zu verwenden ist. Das System, welches den Gegenstand der
Erfindung bildet, kann indessen in Verbindung mit den verschiedenen Formen von Elektromagneten
und bekannten Anordnun-,gen von Luftspalten verwendet werden.
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Wenn die Endstücke des Elektromagneten, welche den Luftspalt bestimmen,
sehr eben und parallel sind, ist das Feld vollkommen konstant im mittleren Teile,
und wenn die Abmessungen des Rahmens im Verhältnis zu dem Volumen des konstanten
Feldes stehen, kann der mittlere Kern fortfallen.
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Die Montierung des beweglichen Rahmens zwischen Körnern kann auch
durch eine Montierung mittels Aufhängung durch Faden ersetzt werden.
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Die hauptsächlichen Verwendungen des Apparates sind die folgenden:
Messen von sehr schwachen Strömen, z. B, Konstruktion von Mikroamperemetern. Messen
von sehr schwachen Stromstärken, z. B. Konstruktion von MiDivoltmeteril.
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Konstruktion von Fluxmetern mit intensivem mechanischem Feld,- bestimmt
zum Messen von magnetischen Feldern, Fluxveränderungen und Kapazitäten usw.