DE647106C

DE647106C - Test method and device for electrical switching elements with prescribed tolerance, especially for resistors

Info

Publication number: DE647106C
Application number: DEST51846D
Authority: DE
Original assignee: Steatit Magnesia AG
Current assignee: Steatit Magnesia AG
Priority date: 1934-02-20
Filing date: 1934-02-20
Publication date: 1937-06-28

Description

Prüfverfahren und -einrichtung für elektrische Schaltelemente reit vorgeschriebener Toleranz, insbesondere fürWiderstände Für die genaue Messung elektrischer Schaltelemente, wie Widerstände, Induktivitäten, Kapazitäten u. dgl., sind eine große Anzahl sehr genauer Meßmethoden bekännt, welche zumeist auf der Grundlage der Wheatstoneschen Brücke, gegebenenfalls in den für Wechselstrom abgewandelten Formen, beruhen. Die Aufgabe aller dieser Meßmethoden ist die möglichst genaue Messung der wirklichen elektrischen Größe des betreffenden Schaltelementes.Test method and equipment for electrical switching elements reit prescribed tolerance, especially for resistances For the precise measurement of electrical Switching elements such as resistors, inductors, capacitors and the like are one large number of very precise measurement methods known, which are mostly based on the Wheatstone bridge, possibly modified for alternating current Forms, are based. The task of all of these measuring methods is the most accurate measurement possible the real electrical size of the relevant switching element.

Im Gegensatz hierzu ist das Ziel der Messung nach dem erfindungsgemäßen Me@verfahren die Feststellung; ob die wirkliche elektrische Größe innerhalb eines gewissen zugelassenen Toleranzbereiches liegt. Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens entwickelte Prüfeinrichtung soll zur bequemen Prüfung der betreffenden Schaltelemente für verschiedene Wertgrößen und Toleranzbereiche benutzt werden können. Ferner ist die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung zur Prüfung größerer Serien: für halbautomatischen Betrieb ausgestaltet, d. h. es ist nur noch notwendig, die Schaltelemente an die Prüfeinrichtung anzulegen, während alle übrigen für das Meßverfahren notwendigen Schaltungen selbsttätig erfolgen.In contrast, the aim of the measurement is according to the invention Me @ proceed the determination; whether the real electrical quantity within a certain permitted tolerance range. For the implementation of the invention Test device developed measuring method is intended to conveniently test the relevant Switching elements for different value sizes and tolerance ranges can be used. Furthermore, the test device according to the invention is for testing larger series: for semi-automatic operation, d. H. it is only necessary to use the switching elements to be applied to the test facility, while all the rest are necessary for the measuring process Switching takes place automatically.

Das Neue der Erfindung besteht darin, daß das zu prüfende Schaltelement nacheinander in zwei Meßbrücken eingeschaltet wird, von: denen die eine auf den, unteren und idie andere auf den oberen Grenzwert eingestellt ist, und daß am Brückenausgang eine Relaisvorrichtung liegt, deren Anspr echvorrichtung wesentlich unterhalb der für die eigentliche Messung zugelassenen Toleranzen liegt, sowie eine Relaisschaltung, welche selbsttätig die Umschaltung für die beiden Grenzwertmessungen vornimmt, die zur Überwachung des Meßvorganges erforderlichen Anzeigevorrichtungen einschaltet und den, Meßvorgang unterbricht, wenn der Wert des zu untersuchenden Schaltelementes außerhalb des Toleranzbereiches liegt. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung werden im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung niedergelegten Ausführungsbeispiel behandelt.The novelty of the invention is that the switching element to be tested is switched on one after the other in two measuring bridges, one of which is connected to the, lower and i the other is set to the upper limit, and that at the bridge output a relay device is whose claims echvorrichtung substantially below the tolerances permitted for the actual measurement, as well as a relay circuit, which automatically switches over for the two limit value measurements that switches on the display devices required for monitoring the measuring process and the measuring process is interrupted when the value of the switching element to be examined is outside the tolerance range. Further expedient embodiments of the invention are in connection with the embodiment laid down in the drawing treated.

Bei dem Schaltbild nach Abb. i, das eine Prüfeinrichtung wiedergibt, die mit Gleichstrom betrieben wird und zur Messung der Ohmschen Widerstände dient, werden zwei Brücken verwendet, von denen die eine auf den wirklichen Wert der unteren Grenze, die andere auf den der oberen Grenze durch entsprechende Einstellung der Vergleichswiderstände eingestellt ist. Wie aus, dem Schaltbild ersichtlich, lassen sich die beiden Brücken zweckmäßig zu einer Gesamtanordnung vereinigen, wenn man den in beiden Fällen gleichen Brückenzweig nur einmal aufbaut, die beiden verschiedenen, für den, Vergleich mit dem oberen und unteren Grenzwert noch benötigten Brückenzweige zugleich hinzufügt- und das Anzeigeinstrument, im vorliegenden Falle also die Relaisvorrichtung, nacheinander in den oberen bzw. unteren Brückenzweig schaltet. Die Relaisvorrichtung wird zweckmäßig bei der Umschaltung umgepolt, so daß sie `beim Vergleich mit dem unteren Grenzwert für größere Werte des zu untersuchenden Widerstandes, beim oberen Grenzwert für geringere Werte deszu untersuchenden Widerstandes in gleichet'. Richtung arbeitet. Im Falle, daß derWiderstand innerhalb der bestimmten Grenzen liegt, bedeutet dann das zweimalige gleichgerichtete .arbeiten der Relaisvorrichtung, daß der untersuchte Widerstand die gewünschte erforderliche Genauigkeit hinsichtlich seines Ohmwertes hat. Durch entsprechende Einstellung der Brückenwiderstände können Widerstände beliebiger Größe und mit beliebigem Toleranzbereich untersucht werden.In the circuit diagram according to Fig. I, which shows a test facility, which is operated with direct current and is used to measure the ohmic resistance, two bridges are used, one of which on the real value of the lower one Limit, the other to that of the upper limit by setting the Comparison resistances is set. As can be seen from the circuit diagram the two bridges can be combined to form an overall arrangement, if one builds the same bridge branch in both cases only once, the two different ones, for the comparison with the upper and lower limit values still required bridge branches at the same time adds - and the display instrument, in the present case the relay device, switches one after the other to the upper or lower branch of the bridge. The relay device will It is advisable to reverse the polarity when switching over, so that when you compare it with the lower Limit value for larger values of the resistance to be examined, at the upper limit value for lower values of the resistance to be investigated in equals'. Direction works. In the event that the resistance is within the specified limits, then means the two rectified working of the relay device that the investigated Resistance the desired accuracy required in terms of its ohmic value Has. By setting the bridge resistances accordingly, resistances can be arbitrary Size and can be examined with any tolerance range.

Für die betriebsmäßige Messung großer Serien von Widerständet ist es zweckmäßig, den zu untersuchenden Widerstand für die Prüfung in eine Aufnahmevorrichtung derart einzulegen, daß der Meßkreis nur beim Niederdrücken des Widerstandes in der Aufnahmevorrichtung Spannung erhält.For the operational measurement of large series of resistance is it is advisable to place the resistance to be tested in a recording device for the test to be inserted in such a way that the measuring circuit only when the resistance is pressed down in the Cradle receives tension.

Zweckmäßig wird zunächst der kleinere, sodann der größere Grenzwert untersucht. Die Untersuchung des kleinen Grenzwertes an erster Stelle soll verhindern, daß bei Kurzschluß des Schaltelementes die in der Brücke liegende Torrichtung bei der Untersuchung des oberen Grenzwertes beschädigt wird. Die Einschaltung der Relaisvorrichtung in den entsprechenden Meßkreis wird durch Betätigung und nachfolgenden Ausfall je eines besonderen Relais A, B (Abb. 2) für jede der beiden Messungen vorgenommen und durch je ein Signalzeichen angezeigt, das zweckmäßig dem entsprechenden Meßbereich der Anordnung räumlich -zugeordnet ist.First the smaller, then the larger limit value is expedient examined. The investigation of the small limit value in the first place should prevent that in the event of a short circuit of the switching element, the gate direction lying in the bridge is included the investigation of the upper limit value is damaged. Switching on the relay device in the corresponding measuring circuit is activated and subsequent failure each a special relay A, B (Fig. 2) is made for each of the two measurements and indicated by a signal symbol, which is appropriate for the corresponding measuring range is spatially assigned to the arrangement.

Durch die Relaisvorrichtung wird ein drittes Relais I( betätigt, welches den weiteren Ablauf des Prüfvorganges nach jeder der beiden Messungen nur dann freigibt, wenn das Schaltelement bei der betreffenden Messung als richtig im Sinne der vorstehenden Ausführungen befunden ist.The relay device actuates a third relay I (which only enables the further course of the test process after each of the two measurements, if the switching element is correct in the sense of the above for the relevant measurement Executions is found.

Die zwangsläufige Folge der Messungen wird durch zwei weitere Relais H, Z gewährleistet, von denen das Relais H als erstes Relais der ganzen Einrichtung anspricht, das zur ersten Messung erforderliche Relais ,A an Spannung legt und nach Beendigung der ersten Messung die erneute Einschaltung des RelaisA während des ganzen weiteren Prüfvorganges verhindert. Das Relais Z sichert den weiteren Ablauf des Prüfvorganges nach Betätigung und Ausfall des Relais A.The inevitable consequence of the measurements is through two further relays H, Z guaranteed, of which the relay H is the first relay of the whole facility responds, the relay required for the first measurement, A applies voltage and after End of the first measurement the restart of the relay A during the whole prevents further testing. The relay Z ensures that the Test process after actuation and failure of relay A.

Erfindungsgemäß besteht die Relaisvorrichtung im wesentlichen aus einer gittergesteuerten Gasentladungsröhre, deren, Gitterspannung nahe all der Zündungsgrenze liegt, so dalt durch den Anzeigestrom Zündung oder Erlöschen der Entladungsröhre eintritt. Das bereits erwähnte Sperrelais I( wird dann ,in den Anodenkreis der Entladungsröhre gelegt. Die vorher beschriebene Unterbrechung ':des Fortganges der Prüfung wird dadurch ',#enntlich, daß die beim Einschalten der Meß--'änordnung in Tätigkeit tretenden Signalzeichen nicht wieder verschwinden. Ein in die Leitung des Sperrelais eingefügter Ruhekontakt mit mechanischer, z. B. Druckknopf-' betätigung gestattet in diesem Falle dessen Abschaltung, um den Prüfvorgang trotzdem weiterführen zu können. Da die bei den Messungen sich ergebenden Anzeigeströme häufig sehr klein sind, werden sie zweckmäßigerweise dem Gitter der Relaisröhre verstärkt zugeführt. Hierfür ist ein direkt gekoppelter Verstärker an sich bekannter Art vorzüglich geeignet.According to the invention, the relay device consists essentially of a grid-controlled gas discharge tube, whose grid voltage is close to all of the ignition limit is, then the display current ignites or goes out of the discharge tube entry. The already mentioned blocking relay I (is then, in the anode circuit of the discharge tube placed. The previously described interruption ': the progress of the test is by the fact that when the measuring system is switched on, the system becomes active Signal signs do not disappear again. One inserted in the line of the blocking relay Normally closed contact with mechanical, e.g. B. Push button 'actuation allowed in this If it is switched off, in order to be able to continue the test process anyway. There the display currents resulting from the measurements are often very small it is expediently fed to the grid of the relay tube in an amplified manner. For this is a directly coupled amplifier of a known type is excellently suited.

Die Arbeitsweise der Meßvorrichtung ist folgende.The operation of the measuring device is as follows.

Durch Niederdrücken des zu untersuchenden Widerstandes auf die in Abb. i mit Meßklammern bezeichneten Kontakte wird einerseits die Spannung an die Meßanordnung gelegt, andererseits der Stromkreis, in dem das Relais H liegt, geschlossen. Die Relaisvorrichtung wird durch die Kontakte ao, bo zunächst beispielsweise in den oberen Kreis gelegt. Gleichzeitig mit den Kontakten ao, bo wird der Kontakt a, (Abb. i) betätigt, so daß die dem oberen Kreis zugeordnete Signallampe aufleuchtet.By pressing down the resistance to be examined on the in Fig. I labeled with measuring clamps is on the one hand the voltage to the Measuring arrangement placed, on the other hand, the circuit in which the relay H is closed. The relay device is initially, for example in, through the contacts ao, bo placed the top circle. Simultaneously with the contacts ao, bo becomes the contact a, (Fig. i) actuated so that the signal lamp assigned to the upper circle lights up.

Liegt der zu untersuchende Widerstand innerhalb des Toleranzbereiches, so tritt eine Verminderung der Gitterspannung der über den Röhrenverstärker an den Meßzweig angeschlossenen Relaisröhre ein, so daß diese erlischt. Im Anodenkreis der Röhre tritt infolgedessen eine Stromunterbrechung ein, und das Sperrelais I< fällt ab.If the resistance to be examined is within the tolerance range, this results in a reduction in the grid voltage of the tube amplifier to the Connected to the measuring branch so that it goes out. In the anode circle As a result, a current interruption occurs in the tube and the blocking relay I < falls off.

In der Abb.2, die das Schaltbild für die Relais H, A, Z und B wiedergibt, sind die Kontakte mit kleinen Buchstaben bezeichnet. Ruhekontakte sind dadurch kenntlich gemacht, daß die Spitzen der Dreiecke an die zugehörige Leitung anstoßen, während bei den Arbeitskontakten die Dreieckspitzen im Abstand von der -zugehörigen Leitung dargestellt sind. Eine Ausnahme machen lediglich die in der Betriebsbereitschaft bereits geschlossenen Arbeitskontakte k1 und k2, bei welchen die Spitzen der Dreiecke ebenfalls an die Spitzen der zugehörigen Leitungen anstoßen.In Figure 2, which shows the circuit diagram for relays H, A, Z and B, the contacts are marked with small letters. This means that rest contacts are recognizable made that the tips of the triangles abut the associated line while The triangular tips at the normally open contacts are at a distance from the associated line are shown. The only exception are those in operational readiness already closed working contacts k1 and k2, in which the tips of the triangles also butt against the tips of the associated cables.

Wenn nun durch Niederdrücken des Widerstandes in die Aufnahmevorrichtung das Relais H Strom erhält, so fließt auch über den Ruhekontakt lt (Abb. 2) Strom durch das Relais A. Allerdings öffnet das Relais H kurz darauf den Ruhekontakt lt, wodurch erneutes Einschalten des Relais A durch den Meßklemmenkontakt während des gesamten Ablaufs der Prüfung verhindert wird. Das Ansprechen des Relais A hat aber zur Folge, daß der Haltekontakt a2 geschlossen wird. Es ist notwendig, @daß der Kontakt a2 anspricht, bevor der Ruhekontakt h geöffnet -ist, weil sonst das Relais A keine Spannung behalten würde. Als weitere Folge der Betätigung des Relais A werden die Arbeitskontakte ao undal geschlossen, die Messung beginnt, und die zugeordnete Signallampe leuchtet. Gleichzeitig erhält durch den Arbeitskontakt a3 das Relais Z Spannung, betätigt den Arbeitskontakt z1 und erhält Spannung über den Arbeitskontakt z1 und den Ruhekontakt b2. Ferner ist durch die Öffnung des ebenfalls durch das Relais A betätigten Ruhekontaktes a4 dafür gesorgt, daß das Relais B vorläufig spannungslos bleibt.If then obtained by pressing down of the resistor in the recording device, the relay H current flows via the break contact lt (Fig. 2) flow through the relay A. However, the relay opens H shortly thereafter lt break contact, thereby re-switching on of the relay A is prevented by the measuring terminal contact during the entire course of the test. However, the response of the relay A has the consequence that the holding contact a2 is closed. It is necessary that the contact a2 responds before the normally closed contact h is open, because otherwise the relay A would not retain any voltage. As a further consequence of the actuation of the relay A, the working contacts ao undal are closed, the measurement begins and the associated signal lamp lights up. At the same time the relay Z receives voltage through the normally open contact a3, actuates the normally open contact z1 and receives voltage through the normally open contact z1 and the normally closed contact b2. Furthermore, the opening of the normally closed contact a4, which is also operated by the relay A, ensures that the relay B remains de-energized for the time being.

Die Messung für den unteren Grenzwert geht nunmehr vor sich und führt beim, richtigen Wert des zu untersuchenden Widerstandes in .der bereits besprochenen Weise zum Abfallen des Relais I( durch Erlöschen der Gasentladungsröhre, wodurch das Relais, A infolge Öffnen des Arbeitskontaktes k, die Spannung verliert, so daß nur noch die Relais H und Z an Spannung liegen. Die Kontakte ,ao, ai öffnen sich, das Relais IC erhält wieder Spannung, und. die zugehörige Signallampe erlischt. Ferner wird die Spannung für das Relais B durch Schließen des Ruhekontaktes a4 freigegeben. Mit dem Ansprechen des Relais B, das sich über den Arbeitskontakt b3 selbst hält, wird durch öffnung des Ruhekontaktes b2 das Relais Z spannungslos, so daß nunmehr die Relais H und B Spannung besitzen. Durch Einfügung des Ruhekontaktes k2 in den Stromweg für das Relais B wird verhindert, daß das Relais B anspricht, bevor das Relais 1< wieder arbeitsbereit ist. In gleicher Weise wie zuvor geht nun auch die zweite Messung vor sich, so daß beim richtigen Wert des Widerstandes das Relaisi I( wiederum abfällt und zum Schluß nur das Relais H erregt bleibt, da auch die Arbeitskontakte z2 und b3 inzwischen geöffnet sind. Infolge der Öffnung des Ruhekontaktes 1a bleibt das Relais A spannungsfrei, und keins 'der übrigen Relais kommt erneut zum Ansprechen. Der Meßvorgang ist beendet, der Widerstand wird aus der Aufnahmevorrichtung entfernt, das Relais H verliert seine Spannung und gibt den Ruhekontakt k frei, so daß beim erneuten Anlegen eines Widerstandes das Relais. A wieder Spannung erhält und der Vorgang von neuem beginnen kann. Bei Fehlwerten des Widerstandes bleiben die Signallampen hell, ohne zu erlöschen; durch Betätigung des bereits erwähnten Druckknopfes kann in diesem Fall. der Anodenstromkreis, der Relaisröhre unterbrochen und der Fortgang der Prüfung erzwungen werden.The measurement for the lower limit value is now in progress and, given the correct value of the resistance to be examined, results in the relay I dropping out in the manner already discussed (by extinguishing the gas discharge tube, whereby the relay, A, as a result of opening of the normally open contact k, the voltage loses, so that only the relays H and Z are still connected to voltage. The contacts ao, ai open, the relay IC receives voltage again, and the associated signal lamp goes out. Furthermore, the voltage for the relay B is increased by closing the normally closed contact a4 released. When relay B, which holds itself via normally open contact b3, is de-energized by opening normally closed contact b2, relay H and B are now energized Relay B prevents relay B from responding before relay 1 <is ready for operation again, and the second measurement now proceeds in the same way as before so that at the correct value of the resistance the relay I (again drops out and in the end only the relay H remains energized, since the working contacts z2 and b3 are also open in the meantime. As a result of the opening of the normally closed contact 1a, the relay A remains voltage-free, and none of the other relays respond again. The measuring process is finished, the resistor is removed from the receiving device, the relay H loses its voltage and releases the normally closed contact k, so that the relay is opened when a resistor is reapplied. A receives tension again and the process can begin again. If the resistance values are incorrect, the signal lamps remain bright without going out; by pressing the already mentioned push button, in this case. the anode circuit and the relay tube are interrupted and the test is forced to continue.

In Abb.3 der Zeichnung ist der Ablauf . der einzelnen Schaltvorgänge schaubildlich in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.The process is shown in Fig.3 of the drawing. of the individual switching operations shown graphically as a function of time.

Sofern man verschieden verzögerte Relais benutzt, kann man selbstverständlich unter sonst gleichen Gesichtspunkten die Ausbildung der Relaisschaltung anders gestalten.If you use different delayed relays, you can of course design the relay circuit differently with otherwise the same points of view.

In gleicher Weise wie das Meßverfahren ist auch das selbsttätige Arbeiten der Einrichtung und die Verwendung der Ga_sentladungsröhre weder auf die Messung von Widerständen noch auf die Benutzung von Brücken oder die Verwendung von Gleichstrom beschränkt, vielmehr können auch Induktivitäten und Kapazitäten, beispielsweise mittels der dazu entwickelten bekannten Wechstrombrückenmeßmethoden nach den Grundsätzen der Erfindung zur selbsttätigen Prüfung ausgestaltet werden.The automatic working is in the same way as the measuring process the establishment and the use of the gas discharge tube neither on the measurement of resistors nor to the use of bridges or the use of direct current limited, rather, inductances and capacitances, for example by means of the known AC bridge measurement methods developed for this purpose according to the principles of the invention are designed for automatic testing.

Claims

PATENT CLAIMS. i. Test method and device for electrical switching elements with prescribed tolerance, in particular for resistors using bridge circuits, characterized in that the switching element to be tested is switched on one after the other in two measuring bridges, one of which is set to, the lower and the other to the upper limit value is, and that at the bridge output there is a relay device whose response device is significantly below the tolerance permitted for the actual measurement, as well as a relay circuit which automatically switches over for the two limit value measurements, which switches on the display devices required for monitoring the measurement process and interrupts the measurement process if the value of the switching element to be examined is outside the tolerance range. -

2. The method and device according to claim i, characterized in that first the comparison measurement with the lower limit value is made.

3. The method and device according to claim i or 2, characterized in that that the same parts of the two measuring arrangements are provided only once and switchable are. q ..

Method and device according to claim v or following, characterized in that that the measuring circuit by pressing down the recording device at Insertion of the switching element to be examined receives voltage.

5. Procedure and Device according to Claim 1 or the following, characterized in that as a display device a grid-controlled gas discharge tube is used, the grid voltage of which is close to is at the ignition limit, so that ignition or extinction by the display current the discharge tube enters, and that in the anode circuit of the tube the blocking relay for the interruption of the test process is due to faulty values of the switching element.

6th Method and device according to Claim 5, characterized in that the display current the grid of the discharge tube via a tube amplifier with direct coupling is fed.