DE586900C

DE586900C - Device for measuring short-term electrical quantities, in particular short-term electrical voltages

Info

Publication number: DE586900C
Application number: DE1930M0037430
Authority: DE
Original assignee: CHF Mueller AG
Current assignee: CHF Mueller AG
Priority date: 1930-09-21
Filing date: 1930-09-21
Publication date: 1933-10-27
Also published as: FR722695A

Description

Vorrichtung zum Messen von kurzdauernden elektrischen Größen, insbesondere von kurzdauernden elektrischen Spannungen Zum Messen kurzdauernder elektrischer Größen, z. B. elektrischer Spannungen, werden bereits ballistische Instrumente verwendet; diese zeigen jedoch nicht die Meßgröße selbst an, sondern sprechen auf den Zeitimpuls an und geben somit kein eindeutiges Bild von der zu messenden Größe. So sprechen z. B. ballistische Galvanometer auf den Impuls aus Strom mal Zeit an, d. h. auf eine elektrische Menge.Device for measuring short-term electrical quantities, in particular of short-term electrical voltages For measuring short-term electrical voltages Sizes, e.g. B. electrical voltages, ballistic instruments are already used; However, these do not indicate the measured variable itself, but rather respond to the time pulse and therefore do not give a clear picture of the size to be measured. So speak z. B. ballistic galvanometer on the pulse of current times time, d. H. on an electrical crowd.

Für viele Zwecke ist es wünschenswert, ein Meßinstrument zu haben, das die elektrische Größe, wie z. B. die elektrische Spannung; direkt anzeigt ohne Beeinflussung durch die Meßdauer.For many purposes it is desirable to have a measuring instrument that the electrical quantity, such as. B. the electrical voltage; directly displays without Influence by the duration of the measurement.

Gemäß der vorliegenden Erfindung erhält man nun die mittels eines ballistischen Instrumentes, welches auf den Integralwert jedes Einzelimpulses anspricht, in der Form eines Impulses gemessene elektrische Größe dadurch, daß man ein zweites ballistisches, auf die Dauer des Impulses ansprechendes Meßinstrument vorsieht, durch dessen Angabe die Dauer jedes Einzelimpulses aus der Anzeige des ersten Meßinstrumentes ausgeschieden wird. Durch die Zeitangabe dieses zweiten Instrumentes läßt sich aus dem mit dem ballistischen Instrument gemessenen Impuls die Zeit eliminieren, und man erhält somit eine Angabe über die elektrische Größe selbst, die natürlich je nach der verwendeten Meßanordnung eine beliebige Funktion des ballistischen Ausschlags sein kann. Ist die elektrische Größe während der Dauer ihrer Wirksamkeit nicht konstant, so erhält man naturgemäß durch die Zeitelimination einen Mittelwert der Größe.According to the present invention, one now obtains the means of a ballistic instrument, which responds to the integral value of each individual pulse, electrical quantity measured in the form of a pulse by having a second provides a ballistic measuring instrument that responds to the duration of the impulse, by specifying the duration of each individual pulse from the display of the first measuring instrument is eliminated. Through the time specification of this second instrument, one can omit eliminate time from the impulse measured with the ballistic instrument, and one thus receives an indication of the electrical quantity itself, which of course depends any function of the ballistic deflection depending on the measuring arrangement used can be. If the electrical quantity is not constant for the duration of its effectiveness, so naturally one obtains an average value of the quantity through the elimination of time.

Für die Anwendung der Erfindung ist es natürlich prinzipiell gleichgültig, wie die Elimination der Zeit mit Hilfe der beiden Meßinstrumente aus der Impulsgröße erfolgt. Es kann z. B. jedes Instrument für sich abgelesen werden und die Auswertung dann auf rechnerischem oder graphischem Wege erfolgen. Es können jedoch auch gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung. der Vorrichtung gemäß der Erfindung die Angaben beider Instrumente durch besondere Vorrichtungen so miteinander gekoppelt werden, daß die Zeitelimination innerhalb der Instrumentenkombination erfolgt, so daß nur der Wert der wirklich interessierenden elektrischen Größe angezeigt wird.For the application of the invention it is of course in principle indifferent like the elimination of time from the pulse size with the help of the two measuring instruments he follows. It can e.g. B. each instrument can be read separately and the evaluation then take place in a computational or graphical way. However, it can also according to an advantageous embodiment. the device according to the invention the information both instruments are coupled with each other by special devices, that the time elimination takes place within the instrument cluster, so that only the value of the electrical quantity that is really of interest is displayed.

Für beide Meßinstrumente können an sich bekannte und für den jeweiligen Zweck geeignete Vorrichtungen verwendet werden; für die Zeitmessung kann z. B. in bekannter Weise ein ballistisches Galvanometer Verwendung finden.For both measuring instruments can be known per se and for the respective Appropriate devices are used for the purpose; for timing z. Am a known way find a ballistic galvanometer use.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Einrichtung zur Messung der Zeitdauer bei der Messung kurzdauernder elektrischer Spannungen durch eine Einrichtung bewirkt werden, die aus einem bällistischen Galvanometer in Serie mit einer Elektronenröhre besteht und die an die Pole der zu messenden Spannung gelegt ist. Die Reihenschaltung einer als Gleichrichter und Verstärker dienenden Glühkathode mit einem ballistischen Galvanometer ist bereits bekannt für die Messung der Zahl von Impulsen. Erfindungsgemäß arbeiten dagegen die Elektronenröhren als Strombegrenzer mit konstantem Sättigungsstrom und einer Sättigungsspannung, die klein gegenüber der kleinsten zu messenden Spannung ist. Die Ausschläge des ballistischen Galvanometers dieser Vorrichtung hängen dann nur von der Zeitdauer ab, während welcher eine Spannung in den Klemmen dieser Zeitmeßeinrichtung liegt.According to a further advantageous embodiment, the device for measuring the duration of the measurement of short-term electrical voltages be effected by a device consisting of a ballistic galvanometer in series with an electron tube and connected to the poles of the tube to be measured tension is laid. The series connection of one serving as a rectifier and amplifier Hot cathode with a ballistic galvanometer is already known for the measurement the number of pulses. According to the invention, however, the electron tubes work as Current limiters with constant saturation current and a saturation voltage that is small compared to the smallest voltage to be measured. The rashes of the ballistic Galvanometers of this device then only depend on the period of time during which there is a voltage in the terminals of this timepiece.

Neben der beschriebenen Anordnung können natürlich auch anderweitige an sich bekannte Vorrichtungen zur Zeitmessung dienen, wie z. B. für Zwecke der Messung kurzdauernder elektrischer Spannungen die Verwendung von Relaiseinrichtungen.In addition to the arrangement described, other types of arrangement can of course also be used known devices for measuring time are used, such. B. for purposes of Measurement of short-term electrical voltages using relay devices.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal für den Fall, daß sowohl für die Impulsmessung wie für die Zeitmessung ballistische Instrumente, wie z. B. für elektrische Messungen ein ballistisches Elektrometer und ein ballistisches Galvanometer, Verwendung finden, ist die Abstimmung der Schwingungssysteme beider ballistischen Instrumente auf dieselbe Schwingungsdauer und ihre Kopplung durch einen Lichtzeiger derart, daß ein Lichtpunkt vom Nullpunkt eines rechtwinkligen Koordinatensystems sich auf einer Geraden bewegt, deren Neigung zur Abszissenachse bei geeigneter Anordnung ein Maß für die zu messende physikalische Größe ist. Dabei kann die Kopplung mittels des Lichtzeigers in an sich bekannter Weise zweckmäßig so erfolgen, daß ein Lichtstrahl hintereinander auf die Spiegel beider Instrumente fällt und die Drehachsen der Spiegel zueinander räumlich senkrecht stehen.Another feature of the invention in the event that both for pulse measurement as for timing ballistic instruments such as B. for electrical measurements a ballistic electrometer and a ballistic galvanometer are used, is the coordination of the vibration systems of both ballistic instruments on the same Period of oscillation and its coupling by a light pointer in such a way that a point of light moves on a straight line from the zero point of a right-angled coordinate system, whose inclination to the abscissa axis, with a suitable arrangement, is a measure of the one to be measured physical quantity is. The coupling can be done by means of the light pointer in on in a known manner expediently done so that a light beam one behind the other falls on the mirrors of both instruments and the axes of rotation of the mirrors to each other stand spatially perpendicular.

In der Abb. i ist als Ausführungsbeispiel eine Anordnung zum Messen kurzdauernder elektrischer Spannungen beschrieben, bei welcher die beiden Meßsysteme durch einen Lichtstrahl miteinander gekoppelt sind.In Fig. I is an arrangement for measuring as an exemplary embodiment Brief electrical voltages described at which the two measuring systems are coupled to one another by a light beam.

Das ballistische Galvanometer i, dessen Drehspule 2 über ein Elektronenrohr 3 an die zu messende Spannung angeschlossen ist, trägt auf der Achse q. einen Spiegel. Die Sättigungsspannung der Elektronenröhre 3 ist gegenüber der Meßspannung genügend klein und der Sättigungsstrom konstant. Der ballistische Ausschlag des Galvanometers i ist. dann im wesentlichen proportional der Zeit, während welcher die zu messende Spannung wirkt.The ballistic galvanometer i, its moving coil 2 via an electron tube 3 is connected to the voltage to be measured, has q on the axis. a mirror. The saturation voltage of the electron tube 3 is sufficient compared to the measurement voltage small and the saturation current constant. The ballistic deflection of the galvanometer i is. then essentially proportional to the time during which the Tension works.

Die zu messende Spannung wirkt ferner auf ein ballistisches Elektrometer 6 durch Anlegen an ein festes Plattensystem 7 und das mit der Achse 9 verbundene Plattensystem B. Die Achse 9 steht räumlich senkrecht zu der Achse q. des Galvanometers i und trägt den Spiegel io.The voltage to be measured also acts on a ballistic electrometer 6 by placing it on a fixed plate system 7 and the one connected to the axis 9 Plate system B. The axis 9 is spatially perpendicular to the axis q. of the galvanometer i and wears the mirror io.

Aus einer Leuchtquelle ii wird ein Lichtstrahl i2 auf den Galvanometerspiegel 5 geworfen, von diesem auf den Elektrometerspiegel io geworfen und von diesem auf eine feste Ebene reflektiert.A light beam i2 is generated from a light source ii onto the galvanometer mirror 5 thrown, thrown from this onto the electrometer mirror io and from this up reflected on a solid plane.

Bei Ausschlag nur eines Meßinstrumentes beschreibt der Lichtpunkt auf der Ebene 13 eine horizontale bzw. vertikale Gerade. Beim Ausschlag beider Systeme beschreibt der Lichtpunkt eine Gerade, die unter einem Winkel a gegen die Horizontale verläuft. Die Schwingungsdauer der beiden Systeme wird zweckmäßig gleich gewählt. Der Winkel a gibt dann ein direktes Maß für die gemessene Spannung.If only one measuring instrument is deflected, the light point describes on level 13 a horizontal or vertical straight line. When both systems rash the point of light describes a straight line at an angle α to the horizontal runs. The period of oscillation of the two systems is expediently chosen to be the same. The angle a then gives a direct measure of the measured voltage.

Abb. a stellt die Bahn des Lichtpunktes auf der Ebene 13 dar. Bei Ausschlag des Elektrometers 6 allein bewegt sich der Lichtpunkt auf der Senkrechten OB. Bei Ausschlag des Galvanometers i allein bewegt sich der Lichtpunkt von Null auf der Geraden 0C. Bei gleichzeitigem Ausschlag beider Instrumente bewegt sich der Lichtpunkt auf der Geraden 0D, welche unter dem Winkel a gegen die Gerade 0C geneigt ist. Die trigonometrische Tangente des Winkels a ist dann das direkte Maß für die zu messende Spannung. Durch die quadratische Abhängigkeit des Elektrometerausschlages von der Spannung ist also tg a proportional dem Quadrat der Spannung.Fig. A shows the path of the point of light on level 13. When the electrometer 6 alone is deflected, the point of light moves on the vertical OB. With the deflection of the galvanometer i alone, the light point moves from zero on the straight line 0C. When both instruments deflect at the same time, the point of light moves on the straight line 0D, which is inclined at the angle a to the straight line 0C. The trigonometric tangent of the angle a is then the direct measure of the voltage to be measured. Due to the quadratic dependence of the electrometer deflection on the voltage, tg a is proportional to the square of the voltage.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for measuring short-term electrical quantities, in particular short-term electrical voltages, characterized in that the duration of each individual pulse is separated from the display of a ballistic measuring instrument responding to the integral value of each individual pulse by specifying a second ballistic measuring instrument responding to the duration of the pulse.

2. Device for measuring short-term electrical quantities according to claim i, characterized in that the elimination the duration of each individual pulse through a coupling device between the two ballistic measuring instruments.

3. Device for measuring short-term electrical quantities according to claims 1 and 2, characterized in that for pulse measurement as well as ballistic instruments with the same oscillation period for time measurement which are coupled to one another by a light beam and whose Mirror axes of rotation are spatially perpendicular or approximately perpendicular to one another. q .. device for measuring short-term electrical voltages according to claim i, 2 and 3, characterized in that the pulse instrument is a ballistic electrometer and as a time instrument a ballistic galvanometer is used, which is in series with an electron tube parallel to the measurement voltage, the electron tube works with constant saturation current and its saturation voltage is small compared to that is the smallest voltage to be measured.