DE564884C - Spannungsteiler fuer Pegelzeiger - Google Patents
Spannungsteiler fuer PegelzeigerInfo
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- DE564884C DE564884C DEL74269D DEL0074269D DE564884C DE 564884 C DE564884 C DE 564884C DE L74269 D DEL74269 D DE L74269D DE L0074269 D DEL0074269 D DE L0074269D DE 564884 C DE564884 C DE 564884C
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/24—Frequency- independent attenuators
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
Es ist bei der Messung des Übertragungsmaßes von elektrischen Fernmeldeleitungen
bekannt, das Meßergebnis auf den von einem Normalgenerator gelieferten Strom, also auf
eine feste Ausgangsgröße zu beziehen und mit Hilfe der in Übertragungseinheiten geeichten
Spannungsteiler ohne Rechnung zu erhalten. Ferner hat man für die Messung des Verstärkungsgrades
von Verstärkern schon vorgeschlagen, zur Zurückführung der zu messenden Spannung auf eine geeignete feste
Spannung eine Spannungsteilerschaltung mit einem festen, die Stromübertragung nicht
merklich schwächenden Scheinwiderstand vorzusehen und zur Spannungsablesung ein im gewünschten Meßbereich die größte Empfindlichkeit
aufweisendes Röhrenvoltmeter zu benutzen.
Erfindungsgemäß wird nun für Pegelzeiger bei Fernmeldeleitungen zur Zurückführung
der zu messenden Spannung auf eine gleich große feste Spannung ein Spannungsteiler
verwendet, der bei veränderlichem, jedoch stets großem Scheinwiderstand sich aus drei
veränderlichen Widerständen derart zusammensetzt, daß die Summe zweier Widerstände
stets konstant ist. Die Änderungen der die konstant bleibende Summe bildenden Widerstände
entsprechen den Änderungen des zu messenden Übertragungsmaßes; dabei kann der eine dieser beiden -Widerstände den großen
und der andere den kleinen Änderungen dieses Übertragungsmaßes zugeordnet sein, während die feste Spannung dem unteren
Grenzwert der praktisch zu messenden Übertragungsmaße entspricht.
Der Spannungsteiler nach der Erfindung erleichtert die Einstellung der festen Spannung
bei Pegelzeigern und die Erzielung einer genauen Pegelmessung auf der ganzen praktisch in Betracht kommenden Skala. Die
Handhabung der Meßeinrichtung ist einfach und verlangt nur die Eichung eines einzigen
Punktes der Teilung. Die Pegelablesung findet unmittelbar am Spannungsteiler statt, wobei
gleichzeitig nur eine einzige Empfindlichkeit für die ganze Skala benutzt wird. Der
Wert der konstanten Widerstandssumme kann willkürlich und daher ohne weiteres ziemlich hoch bemessen werden, damit der
Scheinwiderstand nicht wesentlich das Übertragungssystem belastet. Die Vorrichtung
kann so nach Eichung zur Messung der Spannungshöhe in irgendeinem beliebigen Punkt
des Übertragungssystems benutzt werden.
Die Messung der festen Spannung kann mittels eines hierfür seine höchste Empfindlichkeit
aufweisenden Röhrenvoltmeters mit
großer Genauigkeit ausgeführt werden. Die Eichung der Vorrichtung erfolgt durch Bestimmung
der Teilung, die dem als Bezugsspannung gewählten Spannungswert entspricht. Das Röhrenvoltmeter braucht nicht
für mehrere Empfindlichkeiten geeicht zu werden, da man immer nur mit der gleichen
Empfindlichkeit arbeitet. Zwecks Eichung wird die Vorrichtung an eine bekannte Spannungsquelle
gelegt, diese Spannung an der Skala des Spannungsteilers angezeichnet und die Teilung, vor der sich die Nadel befindet,
markiert. Als Eichspannung kann man z. B. in an sich bekannter Weise die Spannung nehmen,
die man an den Klemmen eines Widerstandes von 6oo Ohm erhält, in welchem ein Generator mit einem Widerstand von
6oo Ohm ι Milliwatt liefert. Die Messung wird ausgeführt, indem man mit dem Spannungsteiler
den Zeiger des Röhrenvoltmeters gegenüber einer besonders bestimmten Marke bringt. Der Spannungsteiler kann Einteilungen
besitzen, die unmittelbar den Wert des Übertragungsmaßes in Neper angeben. Die Zeichnung zeigt den Spannungsteiler
nach der Erfindung beispielsweise in mehreren Ausführungsformen in schematischer
Darstellung. Abb. 1, 2 und 5 lassen das Wirkungsprinzip und Abb. 3 und 4 zwei besondere
Bauformen des Spannungsteilers erkennen.
Gemäß xA.bb. 1 ist zwischen den beiden Punkten
M1 und M2 parallel zu der Fernmeldeleitung,
an der man die Messung bewirken will, ein Widerstand R eingeschaltet, der veränderlich,
aber hinreichend groß bemessen ist, um nicht die Stromübertragung empfindlich zu
stören. Wenn V2 die Spannung zwischen den Punkten M1, M2 ist, greift man auf dem Widerstaud
R einen Widerstand r von solcher Größe ab, daß die Potentialdift'erenz zwischen
seinen Enden M und M2 gleich der festen Spannung ν ist. Es ist dann
und
R = R' + r
R R' + r
Man zerlegt R' derart in zwei Teile R2 und
R1, daß, wie Abb. 2 zeigt,
R = R1 + R'2 und R1 + r = C,
wobei C eine Konstante und R2 veränderlich
ist. Es wird nun
Is.
R'i+r
r
Der Spannungspegel in einem Punkte des Übertragungssystems wird in der Regel durch
den Neper- oder Zehnerlogarithmus des Verhältnisses des in diesem Punkte gemessenen
Spannungswertes zu dem als Bezugspunkt gewählten Spannungswert V1 ausgedrückt. Es
ergibt sich daher für den der Spannung F2 entsprechende Spannungspegel
V*
τ V° , τ W
%t — Loge ~ == Loge -^- + Loge -ψ- . yo
1 1
V
V
Da -ψρ-konstant ist, kann man Loge-=~ = K
setzen, wobei K eine Konstante ist, so daß
R'a \
nt= K +
— + Loge (
1 +
ist. Auf diese Weise entsprechen den Änderungen von nt die Änderungen von zwei voneinander
unabhängigen Größen, von denen die eine vom Widerstandr und die andere vom Widerstand R2 abhängt. Durch Einstellung
von r führt man die großen Änderungen von nt herbei und vollendet dann die Regelung
mittels R2. Man setzt dann
Loge— =
e[ CJ-'
Man kann leicht zwischen dem Widerstandswerter
und der Einstellung des die Änderung von r bewirkenden Verstellteiles des Spannungsteilers eine solche Beziehung
herstellen, daß der Wert von M1 unmittelbar am Spannungsteiler abgelesen werden kann.
Ebenso kann man den Widerstandswert R2 so mit den Stellungen des Verstellgliedes für
die Änderung von R2 in Beziehung setzen, daß eine unmittelbare Ablesung des Wertes M3
möglich ist. ,Der Spannungspegel ergibt sich dann durch die algebraische Summe der beiden
Ablesungen zu nt = M1 + n2.
Im einzelnen kann der Spannungsteiler beispielsweise so ausgeführt sein, daß die Messung
des Spannungspegels zwischen — 3 und + 2 Neper sowie in Abständen von 0,05 und
bei einem Mindestwiderstand des Spannungsteilers von 100 000 Ohm erfolgt, wie Abb. 3
zeigt. Hier gibt die Einteilung C1, die den Änderungen von r entspricht, die Werte von
W1 an und weist über den Bereich von — 3
bis 1,7s Neper zwanzig Kontakte in Abständen von je 0,25 Neper auf. Die Einteilung C2,
die den Änderungen von R2 entspricht, gibt die Werte von n2 an und enthält fünf Kontakte
mit einer Abstufung von je 0,05 Neper zwischen 0 und 0,25 Neper.
Mittels der Gleichungen für M1 und M2 kann
man leicht die Werte von R2 und r berechnen,
die jedem Kontakt von C1 und C2 ent-
sprechen und daraus die Widerstandswerte
ermitteln, die zwischen aufeinanderfolgende Kontakte einzuschalten sind. Alan erhält
Log,— ==
C _
—K,
Υ =r
und ferner
'5 C
Ä'a = C(e'h — i).
Bei dem gewählten Beispiel ist c =100000
Ohm und
„ T v-
K = Log«.-^ = —3.
Zur Ermittlung eines Spannungspegels muß die Zeigernadel des zur Messung benutzten
Röhrenvoltmeters mittels der Drehgriffe des Spannungsteilers C1, C2 auf einen bestimmten
Teilstrich der Voltmeterskala eingestellt werden, welcher der Spannung ν entspricht.
Zu diesem Zweck braucht man nur den Drehgriff der Einteilung C1 von dem
Werte -f- 1,75 Neper aus nach den niedrigeren
Werten hin so lange zu drehen, bis der Voltmeterzeiger sich gegenüber dieser festen
Marke befindet. Meist wird man sich mittels des Drehgriffes C1 dieser Marke nur nähern
können und die Regelung durch Verwendung des Drehgriffes der Einteilung C2 vervollständigen.
Wenn beispielsweise die so erzielte Stellung des Drehgriffes der Einteilung C1
dem Teilpunkt M1 = — 2,75 entspricht und
der Drehgriff der Einteilung C2 die Stellung M2 = -f- 0,05 einnimmt, ergibt sich für
den Spannungspegel
nt = % + n, — — 2,75 + 0,05 = — 2,70.
Man kann leicht eine Ausführung der Einteilungen C1 und C2 wählen, die den Spannungspegel
durch arithmetische Summierung der einzelnen Teilstellungen ergibt, wie Abb. 4 zeigt. Die Einteilung C1 weist hier
zwei Skalenreihen auf, von denen die eine den positiven Werten von 1,75 bis ο entspricht
und mit den entsprechenden Skalenteilen der Abb. 3 übereinstimmt, während die andere
Skalenreihe, die von ο bis 2,75 geht, die Skalenreihe — 0,25 bis — 3 der Abb. 3 ersetzt
und negativen Pegelvverten n\ entspricht, deren Beziehung zu den Werten M1 durch die
Gleichung«'! = —(% + 0,25) gegeben ist.
Die positive Skalenreihe ist beispielsweise mit schwarzen Ziffern und die negative Skalenreihe
mit roten Ziffern auf dem Spannungsteiler kenntlich gemacht. In Abb. 4 sind die negativen Skalenwerte durch Unter-Streichung
von den positiven Skalenwerten unterschieden.
Die Einteilung C2 weist bei Abb. 4 ebenfalls
zwei Skalenreihen auf, von denen die eine von ο bis 0,25 geht und in schwarzen Ziffern
am Apparat angegeben ist sowie der Skala der Einteilung C2 der Abb. 2 entspricht, während
die andere Skalenreihe, die in der Zeichnung durch unterstrichene und am Spannungsteiler
durch rote Ziffern kenntlich gemacht ist, von 0,25 bis ο geht und Pegelwerten
n\ entspricht, für welche die Beziehung n's = 0,25 — M2 gilt.
Wenn der Pegel positiv ist, liest man die in schwarzen Ziffern angegebenen Skalenteile
ab und addiert arithmetisch die auf den Einteilungen C1 und C2 abgelesenen Werte.
Wenn der Pegel negativ ist, wird man die rot aufgezeichneten Skalenwerte ablesen und die
auf den beiden Einteilungen C1 und C8 ermittelteil
Werte wiederum arithmetisch summieren. Es ist
— (m'j + n'.2) — [—
0,25)
Wenn ζ. B. der Pegel den Wert — 2,70 hat, liest man ab
n't = 2,50 + 0,20 = 2,70,
und zwar auf den roten Skalenteilen.
und zwar auf den roten Skalenteilen.
Man kann den Spannungsteiler auch symmetrisch in bezug auf die beiden Leitungen
des Stromkreises ausbilden, indem man beispielsweise die Regelwiderstände in der Art
der Abb. 5 anordnet, wo zu beiden Seiten des Widerstandes r je zwei Widerstände von der
halben Größe von R\ und i?'2 zwischen den
Punkten M1 und M2 vorgesehen sind. Die
feste Spannung υ liegt auch hier an den Enden des Widerstandes r. Die Handhabung
des Spannungsteilers der Abb. 5 ist die gleiche wie bei der Anordnung nach Abb. 1
und 2.
Das Röhrenvoltmeter muß zweckmäßig einen sehr hohen inneren Widerstand gegenüber
r haben. Die Ermittlung des der Bezugsspannung ν entsprechenden Skalenwertes des
Röhrenvoltmeters erfolgt unter Benutzung des eingangs erwähnten Generators bei den
Spannungsteilern der Abb. 3 und 4 durch Einstellung der Drehgriffe der Einteilungen
C1, C2 auf die Kontakte o. Der Skalenteil,
vor dem sich dann die Nadel des Voltmeters befindet, entspricht der Bezugsspannung
v. Man kann das Voltmeter so bauen, daß die bei einer bestimmten Frequenz bewirkte
Eichung für den ganzen Bereich der benutzten Frequenzen gültig ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann außer zur Messung von Spannungspegel auch
bei ähnlichen Messungen von Übertragungen, Verstärkungen oder Dämpfungen sowie überhaupt
für jede Messung verwendet werden, die sich auf eine Spannungsmessung zurückführen
läßt. Es genügt hierfür, daß man die zu messende Spannung auf einen festen Wert verringern und gleichzeitig eine praktisch
hinreichende Empfindlichkeit für die Messung aufrechterhalten kann.
Claims (1)
- Patentanspruch :
Spannungsteiler für Pegelzeiger zur Zurückführung der zu messenden Spannung auf eine gleich feste Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler bei veränderlichem, jedoch stets großem Scheinwiderstand sich aus drei veränderlichen Widerständen (r, R1 und R'2) derart zusammensetzt, daß die Summe zweier Widerstände (r -f- R'j) stets konstant ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR564884X | 1928-02-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE564884C true DE564884C (de) | 1932-11-24 |
Family
ID=8946073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEL74269D Expired DE564884C (de) | 1928-02-18 | 1929-02-17 | Spannungsteiler fuer Pegelzeiger |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE564884C (de) |
FR (1) | FR663432A (de) |
GB (1) | GB306399A (de) |
-
1928
- 1928-02-18 FR FR663432D patent/FR663432A/fr not_active Expired
-
1929
- 1929-02-15 GB GB5169/29A patent/GB306399A/en not_active Expired
- 1929-02-17 DE DEL74269D patent/DE564884C/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB306399A (en) | 1930-05-15 |
FR663432A (fr) | 1929-08-21 |
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