DE523509C - Vorrichtung zur genauen Feststellung der UEberschreitung eines Schwellwertes bei sehr schwachen, insbesondere photoelektrischen Stroemen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur genauen Feststellung der Überschreitung eines Schwellwertes bei sehr schwachen, insbesondere photoelektrischen Strömen Seitdem dieBenutzung sehr schwacher elektrischer Ströme zu Steuerungszwecken Bedeutung gewonnen hat, ergibt sich das Bedürfnis, für diese schwachen Ströme Grenzwerte festzulegen, bei deren Überschreitung die sekundären Steuerungen zur Auslösung kommen. Will man die Benutzung kochempfindlicher Kontaktgalvanometer bzw. -elektrometer vermeiden, so pflegt man sich hierbei sogenannter Kippschaltungen zu bedienen. Die üblichen Kippschaltungen sprechen jedoch nicht auf Strom-, sondern auf Spannungsschwellen an, und man bedarf infolgedessen bei ihrer Anwendung zur Definierung einer Stromschwelle stets potentiometerartiger Schaltungen. Hierdurch wird jedoch sowohl die Empfindlichkeit als auch die Betriebssicherheit der Anordnung wesentlich herabgesetzt.
• Die Erfindung betrifft einen Weg, welcher es gestattet, unmittelbar Stromschwellwerte zu definieren und dementsprechend mit außerordentlicher Empfindlichkeit und Genauigkeit zu arbeiten. Sie geht dabei von der bekannten Tatsache aus, daß eine bestimmte Ladungsänderung eines Kondensators in um s3 kürzerer Zeit erfolgt, je stärker der hierfür zur Verfügung stehende Strom ist, und dar man infolgedessen in einem vorbestimmten Zeitintervall von einem bestimmten Ladungszustand ausgehend einen zweiten bestimmten Ladungszustand nur dann erreichen kann, wenn der hierzu zurVerfügungstehende Strom einen genau definierten Grenzwert überschreitet. Benutzt man nun in an sich bekannter Weise eine mit einem Relais in Reihe liegende Elektronenröhre, deren Gitterpotential von negativen, die Röhre blockierenden Werten durch die nachzuweisenden Ströme nach positiven Werten hin verschoben wird, und lädt nach der Erfindung deren Gitter mit Hilfe eines periodisch arbeitenden Organs (z. B. eines Uhrwerkes) in vorbestimmten Zeitabständen jeweils wieder auf das negative Ausgangspotential auf, so erhält man ein Ansprechen des von der Röhre gesteuerten Relais nur dann, wenn die schwachen Ströme das Gitter früher auf das Entblockierungspotential zurückführen, als der nächste Drosselimpuls erfolgt.
• Es sei dies an Hand der Abbildung des näheren erläutert. Die Elektronenröhre i liegt in Reihe mit dem Relais a am positiven Teil des Spannungsteilers 3. Das Gitter d. der Elektronenröhre i ist einerseits mit dem Kondensator 5, andererseits mit der Photozelle 6 verbunden. Eine weitere Leitung verbindet das Gitterd. mit der Anode einer zweiten Elektronenröhre 7, deren Kathode an ein sehr viel negativeres Potential als die Kathode der Elektronenröhre i gelegt ist. Wird durch irgendeine später zu besprechende Maßnahme die für gewöhnlich restlos blockierte Röhre 7 in genau bestimmten Zeitabständen für einen Augenblick stromdurchlässig gemacht, so erhält das Gitter q. der Röhre i in diesen Zeitabständen periodisch eine negativeAufladung, deren Höhe der Potentialdifferenz zwischen den Glühfäden der Röhren i und 7 entspricht. In der Zwischenzeit wild jedoch das Potential. des Gitters q. und seines Parallelkondensators von dem die Zelle 6 durchfließenden Photostrom jeweils wieder dem Potential des Glühfadens der Röhre i entgegengeführt, und zwar um so rascher, je stärker dieser Photostrom ist. Erst wenn die Stärke des Photostromes dabei einen durch die Kapazität des Kondensators 5 und die Höhe der periodisch erfolgenden negativen Aufladung definierten Grenzwert überschreitet, wird jedoch die Blockierung der Röhre i schon vor dem Eintreten des nächsten, von der Röhre ; ausgehenden Drosselimpulses aufgehoben, und das Relais 2 spricht an.
• Das periodische Aufladen des Gitters d auf ein negatives Potential kann statt mit den beschriebenen Mitteln natürlich ebensogut durch kurzzeitiges unmittelbares oder kapazitives Anlegen einer Spannungsquelle mit Hilfe eines Uhrwerkes o. dgl. erfolgen. Die in der Abbildung dargestellte Anordnung hatsich jedoch deshalb besonders bewährt, weil bei ihr mit dem extrem hoch zu isolierenden Gitter keinerlei bewegliche Teile verbunden sind. Vielmehr dient hier die Elektronenröhre 7 gewissermaßen als Schalter, und es hat sich gezeigt, daß eine Röhre von genügend kleinem Durchgriff schon bei 2o bis 5o Volt negativer Gittervorspannung praktisch absolut stromundurchlässig ist, so daß sie wie ein geöffneter Kontakt wirkt. Durch den Verzicht auf bewegliche Teile wird es möglich, alle die mit dem hoch zu isolierenden Gitter 4. in Verbindung stehenden Schaltungselemente, also irn wesentlichen die in der Zeichnung mit dem gestrichelten Rechteck umfaßten Teile (etwa durch Einschmelzen in ein gemeinsames Glasgefäß) zu einem abgeschlossenen, gegen jede Isolationsstörung geschützten Aggregat zu vereinigen.
• Zur Erzeugung der periodischen Drosselimpulse können beliebige mechanische oder auch rein elektrische 'Mittel herangezogen werden. Um sie in günstiger Form auf die Elektronenröhre 7 wirken zu lassen, ist deren Gitter einerseits über den Kondensator 8 mit dem Transformator 9 verbunden, andererseits über den hohen Widerstand i o abgeleitet. Werden auf diese Schaltung über den Transformator 9 periodische Stromstöße übertragen, so rufen diese in bekannter Weise jeweils eine kurzzeitige Entblockierung der Röhre 7 hervor, denen eine lange Blockierungspause folgt. Statt die periodischen Stromstöße der Röhre von außen zuzuführen, können sie natürlich ebensogut durch Benutzung einer Autotransformatorschaltung von ihr selbst erzeugt und dann zweckmäßig kapazitiv auf das Gitter der Meßröhre i übertragen werden.

Claims (3)

1. PATr,NTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur genauen Feststelhing der überschreitung eines Schwellwertes bei sehr schwachen, insbesondere photoelektrischen Strömen unter Benutzung einer Elektronenröhre, deren Gitterpotential durch die fraglichen Ströme von negativen, die Röhre blockierenden Werten nach positiven Werten hin verschoben wird, sowie eines von der Röhre gesteuerten Relais, welches bei ihrer Entblockierung anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß ein periodisch arbeitendes Organ in vorbestimmten Zeitabständen das Gitter (4) der Röhre (i) auf das negative Ausgangspotential auflädt, so daß eine Entblockierung der Röhre (i) nur dann erfolgt, wenn die schwachen Ströme das Gitter (q.) früher wieder auf das Entblockierungspotential zurückführen, als die nächste negative Aufladung (Drosselimpuls) erfolgt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung des Gitters (.I) über eine zweite Elektronenröhre (7) erfolgt, deren Kathode an einem sehr viel negativeren Potential liegt als das j enige der ersten Elektronenröhre (i ,) und welche durch entsprechende Beeinflussung ihres Gitters in bestimmten Zeitabständen periodisch für eine kurze Zeit entblockierf, in der Zwischenzeit jedoch blokkiert ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektronenröhren (i, 7) mit weiteren, am Gitter der ersten Röhre (i) liegenden Schaltungselementen (Kondensator 5, Photozelle 6) etwa durch Einschmelzen in ein gemeinsames Glasgefäß in bekannter Weise zu einem abgeschlossenen Schaltungseleinent vereinigt sind.