DE525580C

DE525580C - Single-line ammeter

Info

Publication number: DE525580C
Application number: DES95110D
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Keinath
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1929-11-22
Filing date: 1929-11-22
Publication date: 1931-05-26

Description

Einleiterstrommesser Es ist bekannt, zur Messung starker Ströme das von diesen in der Nähe der Leitung erzeugte Feld heranzuziehen, indem die gegenseitige Bewegung von innerhalb des Feldes angeordneten Eisenteilen als Maß für die Stromstärke dient.Single-line ammeter It is known to measure strong currents to draw the field generated by these near the line by the mutual Movement of iron parts arranged within the field as a measure of the current strength serves.

Gemäß der Erfindung besteht eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der bekannten Anordnung darin, daß diejenige Kraft als Maß für die Stromstärke dient, welche an einem den Stromleiter umfassenden, durch einen Luftspalt unterbrochenen Eisenring die freien Polenden aufeinander ausüben.According to the invention, there is a particularly expedient development the known arrangement in that the force serves as a measure of the current strength, which on one of the conductor encompassing, interrupted by an air gap Iron ring exercise the free pole ends on each other.

Gegenüber der bekannten Anordnung, bei welcher zwei kreisförmige, den Leiter umfassende Eisengebilde, von denen eines beweglich angeordnet ist, sich gegenseitig beeinflussen, hat der Erfindungsgegenstand den Vorteil eines wesentlich einfacheren Aufbaues und der daraus sich ergebenden, nachfolgend beschriebenen gedrängten Ausführungsform. Außerdem erlaubt er trotz der quadratischen Beziehung zwischen Luftspalt und Anzugskraft die Skala des Meßgerätes linear auszubilden.Compared to the known arrangement in which two circular, the head comprising iron structures, one of which is movably arranged affect each other, the subject invention has the advantage of an essential simpler structure and the resulting compact structure described below Embodiment. In addition, despite the quadratic relationship between Air gap and tightening force to form the scale of the measuring device linear.

Durch geeignete Bemessung des Luftspaltes läßt sich erreichen, daß innerhalb eines ausreichend großen Meßbereiches die magnetische Induktion des durch den Eisenring und den Luftspalt gebildeten Kreises sich innerhalb eines nahezu geradlinigen Teiles der Magnetisierungskurve bewegt.By suitable dimensioning of the air gap it can be achieved that within a sufficiently large measuring range, the magnetic induction of the the iron ring and the air gap formed within an almost rectilinear circle Moved part of the magnetization curve.

Um die von den Polenden aufeinander ausgeübte Zugkraft bequem messen zu können, ist es vorteilhaft, den Eisenring in zwei halbringförmige Gebilde aufzuteilen, die mit einem Ende gelenkartig miteinander verbunden sind. Dieses Gelenk wird zweckmäßig so ausgebildet, daß einerseits die Reibungswiderstände, welcher einer Bewegung der beiden Halbringe entgegenwirken, möglichst gering sind, z. B. durch Benutzung einer Schneiden- oder Kugellagerung, und daß andererseits dem Übergang der Kraftlinien zwischen den beiden Teilen ein möglichst geringer Widerstand entgegengesetzt wird, d. h. also, daß die Übergangsflächen möglichst groß und die Luftzwischenräume möglichst klein ausgebildet werden.To comfortably measure the pulling force exerted by the pole ends on each other to be able to, it is advantageous to divide the iron ring into two semicircular structures, which are articulated to one another at one end. This joint becomes functional designed so that on the one hand the frictional resistance, which a movement of the counteract both half rings, are as small as possible, z. B. by using a Cutting edge or ball bearing, and that on the other hand, the transition of the lines of force the lowest possible resistance is opposed between the two parts, d. H. So that the transition areas as large as possible and the air gaps as possible be made small.

Man kann von dieser zuletzt genannten Bedingung auch absehen und den aus der Forderung der Benutzung eines möglichst geradlinigen Teiles der Magnetisierungskurve sich ergebenden Luftspalt zum Teil in dem Gelenk anordnen.One can also disregard this last-mentioned condition and the from the requirement to use as straight a part of the magnetization curve as possible arrange the resulting air gap in part in the joint.

Die Messung der von den freien Polenden ausgeübten Kraft kann mit Hilfe der verschiedenartigsten Mittel erfolgen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei einer Annäherung der freien Polenden die Zugkräfte etwa quadratisch anwachsen. Da nun eine Annäherung für eine Messung erforderlich ist, wenn man umständliche Kompensationsmethoden vermeiden will, wird man sie zweckmäßig gegenüber der ursprünglichen Größe des Luftspaltes so niedrig zu halten suchen, daß die quadratische Charakteristik der Zunahme der Zugkraft nicht wesentlich in Erscheinung tritt. Dabei kann man eine beliebige elastische Gegenkraft der von den Polenden ausgeübten Kraft entgegensetzen, z. B. eine zwischen den Polenden angeordnete Feder aus unmagnetischem Material. Die geringe Annäherung der Polenden wird dann zweckmäßig mit Hilfe einer geeigneten Hebelübersetzung so weit vergrößert, daß sie auf einer Skala abgelesen werden kann. Alle aus dem Instrumentenbau dafür bekannten Mittel können angewendet werden, insbesondere auch der für ähnliche Zwecke verwendete Spiegel mit einem Lichtstrahl als Zeiger.The force exerted by the free pole ends can be measured with With the help of the most varied of means. It should be noted that when the free pole ends approach, the tensile forces increase approximately quadratically. There is now an approximation for a measurement is required when one If you want to avoid cumbersome compensation methods, you will use them appropriately Try to keep the original size of the air gap so low that the square Characteristic of the increase in tensile force does not appear significantly. Included one can use any elastic counterforce to the force exerted by the pole ends oppose, z. B. a spring arranged between the pole ends made of non-magnetic Material. The small approximation of the pole ends is then expedient with the help of a suitable leverage so that it can be read on a scale can be. All means known from instrument making can be used especially the mirror used for similar purposes with a light beam as a pointer.

Besonders einfach wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei der ein Plattenmanometer, das unter Umständen in der handelsüblichen Form fertig bezogen werden kann, als elastische Gegenkraft verwendet wird. Die Skala dieses Plattenmanometers kann dann unmittelbar in Ampere geeicht werden. Auch übliche Kraftmesser, die Meßdosen mit Luft- oder Flüssigkeitsleitung und Manometer verwenden, können als Gegenkraft benutzt werden.An embodiment of the subject matter of the invention is particularly simple, in the case of a plate manometer, which may be finished in the commercially available form can be related, is used as an elastic counterforce. The scale of this The plate manometer can then be calibrated immediately in amperes. Also common force gauges, can use the load cells with air or liquid line and pressure gauge be used as a counterforce.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung zum Teil schematisch dargestellt. In den Abb. i und 2 sind mit i die den zu messenden Strom führenden Leiter bezeichnet. 2 und 3 sind die beiden halbkreisförmigen Hälften eines Eisenringes. die durch ein Gelenkbolzen 4, drehbar verbunden sind. In der Abb. i werden die beiden freien Polenden der Ringteile 2 und 3 durch eine Schraubenfeder 5 auseinandergehalten, die zweckmäßig aus einem nicht magnetischen Material, z. B. Bronze, besteht. 6 und 7 sind an den Polenden befestigte Arme. An den Arm 7 ist frei drehbar angelenkt ein Schwinghebe18. 9 und io sind zwei Zugstangen. i i ist eine um eine Achse 1 2 drehbare Kurbelscheibe. 13 ist ein Zeiger und 14 die Skala. 15 ist ein Stift aus nicht magnetischem Material.Some embodiments of the invention are shown in the drawing for Part shown schematically. In Figs. I and 2, i are the ones to be measured Current-carrying conductor called. 2 and 3 are the two semicircular halves an iron ring. which are rotatably connected by a hinge pin 4. In the Fig. I are the two free pole ends of the ring parts 2 and 3 by a helical spring 5 kept apart, which is expediently made of a non-magnetic material, e.g. B. bronze. 6 and 7 are arms attached to the pole ends. To the arm 7 is A swing arm 18 is freely rotatable. 9 and io are two tie rods. i is i a crank disc rotatable about an axis 1 2. 13 is a pointer and 14 is the scale. 15 is a pen made of non-magnetic material.

Die oben beschriebene Vorrichtung wirkt wie folgt: Wenn der Leiter i von einem Strom durchflossen wird, suchen sich die freien Polenden der halbringförmigen Teile 2 und 3 zu nähern. Dabei wird die Feder 5 zusammengedrückt, und zwar um einen Betrag, der von der Stromstärke im Leiter i abhängig ist. Bei der Annäherung der Polenden wird mit Hilfe der Zugstange 9 der Schwinghebel 8 um einen entsprechenden Betrag nach links gedreht. Die Bewegung seines freien Endpunktes wird mit Hilfe der Zugstange io auf die Kurbelscheibe i i und somit auch auf den Zeiger 13 übertragen. Es ist also möglich, auf der Skala 14 die durch den Leiter i fließende Stromstärke abzulesen. Der Anschlag 15 begrenzt die Annäherung der freien Polenden, so daß auch bei Überströmen eine Beschädigung der Meßapparatur nicht eintreten kann.The device described above works as follows: When the conductor i is traversed by a current, the free pole ends of the semicircular Approach parts 2 and 3. The spring 5 is compressed by one Amount that depends on the current in conductor i. When approaching the Pole ends with the help of the pull rod 9 of the rocker arm 8 to a corresponding Rotated amount to the left. The movement of its free end point is made using the pull rod io is transferred to the crank disk i i and thus also to the pointer 13. It is therefore possible to use the scale 14 to determine the current intensity flowing through the conductor i read off. The stop 15 limits the approach of the free pole ends, so that too Damage to the measuring apparatus cannot occur in the event of an overcurrent.

In der Abb. 2 ist eine andere Möglichkeit dargestellt, geringe Relativverschiebungen der freien Polenden auf bequem ablesbare Dimensionen zu vergrößern. An dem halbringförmigen Eisenkern 2 ist ein Arm 16 befestigt, an dem die Achse 17 des Zeigers 18 gelagert und eine Skala i9 angebracht ist. 20, 21 und 22 sind bei Hitzdrahtmeßgeräten bekannte Spannfäden, wobei über 22 die Achse 17 des Zeigers gewunden ist. 23 ist eine Feder, welche die erforderliche Gegenkraft liefert und mit Hilfe einer Schraube 24 beliebig eingestellt werden kann. 25 ist ein verschiebbarer Anschlag, 26 ein aus magnetisch nicht leitendem Material bestehender Stift und 27 eine schwache Bandfeder, von welcher der Faden 22 straffgehalten wird.In Fig. 2, another possibility is shown, small relative displacements to enlarge the free pole ends to easily readable dimensions. On the semi-circular Iron core 2 is attached to an arm 16 on which the axis 17 of the pointer 18 is mounted and a scale i9 is attached. 20, 21 and 22 are known in hot wire meters Tension threads, the axis 17 of the pointer being wound over 22. 23 is a feather which provides the necessary counterforce and with the help of a screw 24 as desired can be adjusted. 25 is a sliding stop, 26 is a magnetic non-conductive material existing pin and 27 a weak ribbon spring, of which the thread 22 is held taut.

Die Zugkraft, welche die freien Polenden bei Stromdurchgang durch den Leiter i aufeinander ausüben, hat zur Folge, daß das freie Polende des halbkreisförmigen Teiles 3 von dem Anschlag 25 abgehoben und dein Anschlag 26 genähert wird entgegen der Zugkraft der Feder 23. Infolgedessen wird der Faden 20 gespannt, was zu einer entsprechend verstärkten Spannung des Fadens 21 führt. Die Bewegung des Fadens 2i wird von der Zeigerachse 17 auf den Zeiger i 8 übertragen.The tensile force exerted by the free pole ends when the current passes through exercise the conductor i on each other, has the consequence that the free pole end of the semicircular Part 3 is lifted from the stop 25 and your stop 26 is approached against the tensile force of the spring 23. As a result, the thread 20 is tensioned, resulting in a correspondingly increased tension of the thread 21 leads. The movement of the thread 2i is transferred from the pointer axis 17 to the pointer i 8.

Es ist zweckmäßig, auch den Anschlag 26 einstellbar zu machen; dann ist man nämlich in der Lage, die Vorrichtung verhältnismäßig leicht auf verschiedene Meßbereiche einzustellen, insbesondere, wenn man noch Vorsorge dafür trifft, daß der Faden 20 in seiner Länge verändert werden kann, und zwar zweckmäßig dadurch, daß derjenige Teil des Fadens verlängert oder verkürzt wird, der sich zwischen dem Angriffspunkt des Fadens 21 und dem Polende des halbringförmigen Teiles 3 befindet.It is useful to make the stop 26 adjustable; then you are able to use the device relatively easily on different Set measuring ranges, especially if you still take precautions that the length of the thread 20 can be changed, expediently by that that part of the thread is lengthened or shortened, which is between the Point of application of the thread 21 and the pole end of the semi-ring-shaped part 3 is located.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können in der mannigfachsten Weise variiert werden, insbesondere kann man z. B. die Elastizität des Eisenringes oder eines Teiles von ihm unmittelbar als elastische Gegenkraft verwenden, so daß das Gelenk 4 ganz fortgelassen werden kann. Bei einer derartigen Ausführungsform wird es zweckmäßig sein, dem Eisenring eine verhältnismäßig kleine radiale Dicke zu geben und dafür seine Breite in Richtung der Leiterachse entsprechend zu vergrößern, so daß er die Form eines Blechzylinders erhält.The embodiments described above can be in the most diverse Way can be varied, in particular you can, for. B. the elasticity of the iron ring or use a part of it directly as an elastic counterforce, so that the joint 4 can be omitted entirely. In such an embodiment it will be useful to give the iron ring a relatively small radial thickness to give and but its width in the direction of the conductor axis accordingly to enlarge so that it has the shape of a sheet metal cylinder.

Die Erfindung ist auch zur Fernmessung geeignet. Zu diesem Zweck können die kleinen Verschiebungen der Pole auf eine der zahlreichen schon vorgeschlagenen Arten elektrisch gemessen werden, z. B. durch Änderung von Selbstinduktionen oder Kapazitäten, durch Einfügen eines druckabhängigen Widerstandes zwischen die Polenden usw.The invention is also suitable for telemetry. To this end you can the small shifts of the poles on one of the numerous already proposed Types to be measured electrically, e.g. B. by changing self-induction or Capacities, by inserting a pressure-dependent resistor between the pole ends etc.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Single-line ammeter, in which the mutual movement of iron parts, which are arranged in the field generated by the current, is used as a measure of the current strength. characterized in that the force which the free pole ends exert on one another on an iron ring encompassing the current conductor and interrupted by an air gap serves as a measure of the current strength.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the air gap is so large is chosen that for the current range to be measured is as straight as possible Hlagnetization curve results.

3. Device according to claim i, characterized in that that the iron ring consists of two semi-circular ones which can be moved against one another with the help of a joint Parts consists, the free pole ends against an elastic counterforce can approach.

Device according to claim i, characterized in that for measuring a plate manometer is used for the force exerted by the pole ends.

Device according to Claim i, wherein the free pole ends of the ring by any elastic Counterforce are kept apart, characterized in that the change in distance the free pole ends on a pointer with the help of a suitably selected lever system is transmitted.

6. Apparatus according to claim i, characterized in that stops are provided which limit the change in the air gap.

7. Device according to claim 6, characterized in that the stops are adjustable. contraption according to claim i, characterized in that the iron ring is a cut open Cylinder jacket made of elastic sheet iron is used, its elastic deformation serves as a measure of the current strength.