DE514539C

DE514539C - Anordnung fuer nach dem Psychrometerprinzip arbeitende Hygrometer mit Kreuzspulinstrument

Info

Publication number: DE514539C
Application number: DES90046D
Authority: DE
Inventors: Dr Heinz Gruess
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1929-02-20
Filing date: 1929-02-20
Publication date: 1930-12-16
Also published as: US1956386A; FR689709A; GB347361A

Description

Anordnung für nach dem Psychrometerprinzip arbeitende Hygrometer mit Kreuzspulinstrument Es sind Verfahren und Einrichtungen bekannt, die relative Feuchtigkeit aus der Anzeige eines feuchten und eines trockenen Thermometers in der Weise zu bestimmen, daß die Differenz der beiden Temperaturen unter Beeinflussung durch die Temperatur eines trockenen Thermometers mit der gesuchten relativen Feuchtigkeit in Zusammenhang gebracht wird. Bei den bisher bekannten Einrichtungen war es jedoch nicht oder nur unter erschwerten Umständen möglich, eine große Genauigkeit und Temperaturunabhängigkeit bei Messungen über größere Temperaturbereiche zu erzielen. Insbesondere war eG schwierig, eine elektrische Fernmessung der relativen Feuchtigkeit vorzunehmen.
Gemäß der Erfindung soll nun eine Schaltungsanordnung unter Benutzung der an sichbekannten Kreuzspulschaltung Verwendung finden, bei der die Temperaturunabhängigkeit für die Anzeige der relativen Feuchtigkeit dadurch erreicht wird, daß der in der ablenkenden Spule des Kreuzspulinstruments fließende Strom proportional der psychrometrischen Differenz ist und der in der Richtspule fließende Strom sich mit der Temperatur des die Messung beeinflussenden trockenen Thermometers ändert. Zweckmäßig ist es, durch geeignete Wahl der Widerstandsschaltung eine Stromveränderung von etwa 2 bis q. ob für i ° C herbeizuführen. Die Abhängigkeit der trockenen Temperatur in bezug auf die relative Feuchtigkeit und die sogenannte psychrometrische Differenz A T läßt sich durch die Gleichung darstellen, worin A, B und C Konstanten sind und Tt die Temperatur des trockenen Thermometers. Bei richtiger Wahl der Abmessungen läßt sich das Richtmoment in der bezeichneten Form aus dem Diagonalzwei- einer Wheatstoneschen Brücke herleiten, die mindestens einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist. Die Brückenwiderstände lassen sich so wählen, daß bei einer bestimmten Temperaturänderung und somit einer Widerstandsänderung des trockenen Thermometers der Richtstrom die gewünschten Werte annimmt. Der in der ablenkenden Spule fließende Strom, der durch die Temperaturdifferenz des feuchten und eines zweiten trockenen Thermometers bestimmt wird, läßt sich zweckmäßig aus einer mit diesen beiden Thermometern gebildeten Differenzbrückenschaltung entnehmen; doch ist es ebenfalls möglich, die psychrometrische Differenz durch an die Galvanometerspule geschaltete Thermometerelemente festzustellen. Die Zeichnung dient zur Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung.
Abb. i_ zeigt an einem Schaubild die erforderliche Änderung des Richtstromes in Abhängigkeit von der Temperatur.
Abb.2 ist eine Schaltungsanordnung unter Verwendung zweier Wheatstonescher Brücken. Abb.3 ist eine entsprechende Schaltungsanordnung, bei der die das Psychrometer enthaltende Wheatstonesche Brücke durch eine Thermosäule ersetzt ist.
Um praktisch verwertbare Bedingungen für die das trockene Thermometer enthaltende Brücke zu finden, ist es erforderlich, die Konstanten der eingangs angeführten Gleichung aus Grenzbedingungen für die Größe des sich mit der trockenen Temperatur ändernden Richtstromes zu bestimmen. Wie in Abb. i dargestellt, ändert sich der RichtstromJ, mit der Temperatur nach der gezeichneten Kurve, die sich durch eine quadratische Gleichung wiedergeben läßt. Das Verhältnis der Brückenwiderstände wird so gewählt, daß der in der Diagonale fließende Strom 1, bei o° C gleich der Konstanten A ist. Die Konstante B des quadratischen Gliedes der Gleichung ist dann in. gewissen Grenzen beliebig wählbar. Die Konstante B wird hierbei tun so kleiner, je größer die temperaturunabhängigen Widerstände i, 2 und 3 der Brücke gegenüber dem temperaturabhängigen Widerstand wt sind (Abb. 2 und 3). Die KonstanteA läßt sich erforderlichenfalls dadurch verändern, daß man die Brücke bei der Ausgangstemperatur mehr oder weniger unsymmetrisch macht, so daß also bei dieser Temperatur, beispielsweise Ti = o° C, entsprechender Strom itii Diagonalzweig der Brücke fließt (Abb. i).
Wie aus der Kurve ersichtlich, ist die Temperaturabhängigkeit des veränderlichen Stromes J, bei tiefen trockenen Temperaturen größer als bei höheren trockenen Temperaturen. Um nun eine richtige Kompensation der Hygrometeranzeige durch Beeinflussung der Temperatur des trockenen Thermometers wt zu erhalten, werden die Widerstände der Brücke so gewählt, daß eine Änderung des Richtstromes von etwa 3 % im Mittel bei einer Änderung der Temperatur des trockenen Thermometers um i° C stattfindet. Aus bekannten psychrometrischen Messungen folgt, daß zwischen io und 2o° C beispielsweise der Temperaturkoeffizient des Richtstromes im Mittel 4,10/0 sein muß. Zwischen 2o und 30° C ergibt sich dieser Koeffizient aus den Psychrometertabellen zu 3,10/0, während er zwischen 30 und 40° C nur noch 2,7% betragen darf. Diese Koeffizienten erhält man bei Zugrundelegung einer Wheatstoneschen Brücke, deren veränderlicher Widerstand beispielsweise bei o° C ioo Ohm beträgt, während der Vergleichswiderstand, um, wie oben angegeben, bei o° C einen gewissen Richtstrom zu erhalten, 95 bis 97 Ohm beträgt und unabhängig von der Temperatur sein muß. Die beiden übrigen, in Reihe zu schaltenden und ebenfalls temperaturunabhängigen Widerstände sind in diesem Falle zweckmäßig mit einer Größe von i o Ohm zu wählen. Bei Wahl dieser Größenverhältnisse erhält man die von der Temperatur abhängige Richtstromkurve, wie sie in Abb. i dargestellt ist.
Abb. 2 zeigt eine beispielsweise Schaltungsanordnung für ein Hygrometer, bei dem ein Kreuzspuleninstrument 1(L von den Diagonalströmen zweier Wheatstonescher BrückenM und R beeinfiußt wird. Die Brücke M enthält in zwei benachbarten Zweigen, die beispielsweise hintereinander an die Spannung E gelegt sind, die als temperaturempfindliche 'G'iderstände ausgebildeten trockenen und feuchten Thermometer wt und wf eines Psychrometers. In den gegenüberliegenden Brückenzweigen sind zwei temperaturunabhängige Widerstände 4 und 5 eingeschaltet. Entsprechende gegenüberliegende Punkte sind mit der Galvanometerspule ä des Kreuzspuleninstruments 1(i verbunden. Die Richtspule des Kreuzspuleninstruüents ist mit diagonal gegenüberliegenden Punkten der Wheatstoneschen Brücke R verbunden, die den temperaturempfindlichen Widerstand ivl eines trokkenen Thermometers enthält. Die Brücke R ist ebenfalls an die Spannung E gelegt, so daß beide Brücken parallel geschaltet sind. Um eine absolute Unabhängigkeit von etwa auftretenden Stromänderungen zu erhalten, kann die Stromquelle auch in einer der Verbindungsleitungen zwischen den beiden Brükken liegen, so daß die Brücken hintereinandergeschaltet sind.
Abb. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, indem die Galvanometer spule g des Kreuzspuleninstrunlents l(1 an die Enden einer aus einzelnen Thermoelementen e bestehenden Thermosäule gelegt ist. Die Lötstellen t der einen Seite werden-hierbei von der trockenen Temperatur beeinflußt, während die Lötstellen f der anderen Seite mit einem ständig feucht zu haltenden Docht oder Strumpf d überzogen sind, so daß an ihnen der Einfluß der entsprechenden feuchten Temperatur wirksam wird. Die Spannungsquelle E liegt hierbei ausschließlich an der mit der Richtspule r verbundenen Brücke R. Der Vorteil dieser Anordnung besteht in der einfacheren Schaltung, wodurch eine Verbilligung der Anlage erzielt wird. Die Genauigkeit der ausgeführten Messungen ist jedoch infolge der Unabhängigkeit der beiden Spulen voneinander geringer als bei der Ausführung gemäß Abb. z.

Claims

PATrNTANSPIzücHr: z. Anordnung für nach dem Psychrometerprinzip arbeitende Hygrometer mit I%reuzspulinstrument, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtspule des Instruments im Diagonalzweig einer Wheatstoneschen Brücke (R) liegt, deren einer Zweig von einem trockenen Thermometer beeinflußt wird, und die andere Spule mit einer Wheatstoneschen Brücke verbunden ist, die ein feuchtes und ein trockenes Thermometer in benachbarten Zweigen der Brücke hat, oder mit -einer Thermosäule mit trockenen und befeuchteten Lötstellen verbunden ist. z. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände der Brücke so gewählt sind, daß einer Temperaturänderung von r ° C eine Stromänderung im Diagonalzweig der Brücke von z bis q.% entspricht. 3. Anordnung nach Anspruch r und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücken zur Messung der Temperaturdifferenz und zur Beeinflussung des temperaturabhängigen Richtstromes an einer gemeinsamen Stromquelle, vorzugsweise in Parallelschaltung, liegen.