DE655646C - Einrichtung zur Messung von Wechselspannungen mit Hilfe von Gleichrichtern in Gegentaktschaltung - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Messung von Wechselspannungen mit Hilfe von Gleichrichtern in Gegentaktschaltung Die Messung von Wechselspannungen muß sehr häufig so durchgeführt werden, daß die Anschaltung der Meßschaltung an irgendeinen Zweipol ohne jeden Einfluß auf diesen bleibt. Es darf also praktisch keine Energie aus dem zu messende Zweipol @entnommen werden, und außerdem darf die Symmetrie in keiner Weise gestört werden. ' Aus diesem Grunde bemüht man sich, Spannungsmesser möglichst hochohmig und möglichst symmetrisch zu bauen. Eine symmetrische Schaltung eihält man z. B., indem man den Spannungsmesser in Giegentaktschaltung ausbildet. Solche Spannungsmesser sind schon bekanntgeworden, und zwar sind dabei Kupferoxydgleichrichter zum Gleichrichten der zu messenden Wechselspannungen verwendet worden. Diese Spannungsmesser weisen jedoch dien schwerwiegenden Nachbeil auf, daß sie-, einen erheblichen Strombedarf haben, die Spannungsmessung also nicht leistungslos durchgeführt werden kann.
• Es ist ferner auch schon eine Anordnung zur Scheitelwertme ssung bekanntgeworden, biet der die Gleichrichtung durch Zweipolgas-oder Vakuumgleichri.cht.er erfolgt und als Anzeigeinstrument ein Elektrometier benutzt wird. Infolge des besonderen Verwendungszweckes ist aber auch die Schaltung # der Gleichrichter eine andere, insofern, als die Kathode der eincn Röhre mit der Anode der anderen Röhre verbunden ist, so daß auch keine gemeinsame Kathode für die Gleichrichtex verwendet werden kann.
• Handelt @es sich darum, höhere Frequenzen zu messen, so geht man vielfach zu Röhrenvoltmetern in Anodengleichrichterschaltung über. Aber auch mit diesen Schaltungen läßt sich das gesteckte Ziel einer Spannungsmessung, die ohne jeden Einfluß auf den zu messenden Schaltteil bleibt, nicht erreichen, da sie eine nicht vernachlässigbare Kapazität zwischen Gitter und Kathode besitzen, die z. B. die Abstimmung von angeschalteten Schwingungskreisen beeinflussten kann.
• Alle fliese Nachbeile werden nun durch den Gegenstand der Erfindung vermieden. Dieser besteht in deiner Vorrichtung zur Messung von Wecb.selspannungen mit Hilfe von Glieichrichtern .in Gegentaktschaltung, bei der zur Gleichrichtung eine mit einem konstanten Lichtstrom bestrahlte und mit zwei Anioden versehene Photonelke verwendet wird, die nach Art der Alkaliphotiozellen räumlich getrennte Anoden und Kathoden besitzt und so ausgebildet ist, daß sie eine praktisch vernachlässigbar kleine Anoden-Kathoden-Kapazität hat. Eine solche Photozelle wird zweckmäßig mit drei Elektroden versehen, von denen die eine als Platte und die anderen als Spitzten ausgebildet sind. Mit einer Konstruktion dieser Axt erreicht man ein Minimum ran Eigenkapazität. Als Indikator verwendet man in der Schaltung ein Elektrometer oder ein anderes Spannungsinstrument, dessen Leistungsbedarf ebenso gering ise.,M,,, Hinzu kommt, daß die Phobozellengleich-'y richter selbst in der Durchlaßrichtung reinen außerordentlich hohen inneren Widerstand besitzen, so daß atwh aus diesem Grunde der Leistungsbedarf verschwindend gering ist. Die räumliche Ausbildung der Photozellengleichrichter ist dabei mveclnnäßig die, daß zwei Anoden in gleichem Abstand von der Kathode eingeschmolzen werden.
• In der Zeichnung ist eine beispielsweise Anordnung der Meßeinrichtung gemäß der Erfindung in zwei Ausführungsformen dargestellt. Die zu messende Wechselspannung L' wird an die beiden hochohmigen Widerstände R gelegt und gleichzeitig damit an die AnodenA der Photo.zelleP. Die Kathodel( der Photozelle ist mit dem leinen Pol eines Elektrometers E bzw. eines Röhrenvoltmeters verbunden, dessen anderer Pol zu dem geerdeten Verbindungspunkt der beiden hochohmigen Widerstände R führt. In denn Kathodenkreis der Photozelle kann im Bedarfsfalle noch eine zusätzliche Gleichspannung eingeschaltet werden. Dien Lichtstrom für die Photozelle liefert die Lampe L. Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist kurz folgende: Durch den konstanten Lichtstrom der Lampe L wird die Photozelle in der einen Richtung leitend. Wenn daher eine Wechselspannung ,an den Anoden ,4 auftritt, so wird jeweils die eine Halbwelle bei der einen Anode und die andere Halbwelle bei der anderen Anode durchgelassen. Infolgedessen schlägt das Elektrometer E aus. Die Größe dies Ausschlags ist ein Maß für die Größe der angelegten Wechselspannung.
• Soll das Elektnorneter geeicht werden, so setzt dies natürlich voraus, daß der Lichtstrom der Lampe L stets einen konstanten Wert hat, da nur dann der innere Widerstand der Photozelle stets .gleich bleibt. Da es nun schwer ist, einen solchen Lichtstrom über sehr lange Zeiträume konstant zu halten Lind infolgedessen häufig eine Nacheichung notwendig wäre, kann inan in weiterer Ausbildung der Erfindung die Schaltung durch eine Kompensationseinrichtung erweitern, wie dies in .?Abb. 2 dargestellt ist. In die Mittelleitung .,Wird zu diesem Zweck zusätzlich eine Span-, steilerschaltun:g S eingeschaltet, die so eingestellt wird, daß die an den Klemmen dies Voltmeters V von der Spannungsteilerschaltung her vorhandene Spannung die Spannung im ElektrometerE kompensiert, so daß dessen. Ausschlag auf Null zurückgeht. Der Ausschlag des Voltmeters zeigt dann die gemessene Spannung an. Die Schaltung hat den Vorteil, daß eine Schwankung der Helligkeit der Lichtquelle im Verlaufe größerer Zeiträume auf die Genauigkeit der Messung keinen Einfluß mehr hat, sondern nur noch auf die Empfindlichkeit. Es läßt sich daher auf diese Weise vermeiden, das Elektromieter immer wieder nachweichen. Eine besondere Eichung des Elektrometers ist in dieseln Falle überhaupt nicht mehr erforderlich, da es jetzt nur noch zur Nullanzeige verwendet wird.

Claims (3)

1. PATRIrTAN SPRt"CIIR: i. Vorrichtung zur Messung von Wechselspannungen mit Hilfe von Gleichrichtern in Gegentaktschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gleichrichtung eine mit einem konstanten Lichtstrom bestrahlte und mit zwei Anoden versehene Photozelle verwendet wird, die nach Art der Alkaliphotozellen räumlich getrennte Anoden und Kathoden besitzt und so ausgebildet ist, daß sie eine praktisch "ernachlässigbar kleine Anaden-Kathioden-Kapazität hat.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß düe beiden Anoden symmetrisch zur Kathode angeordnet und zwecks Kapazitätsverringerung als Spitzen ,ausgebildet sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als An@ieigeinstrument ein Elektrometer dient, das in Reihe mit ,einem Spannungsteiler (S) geschaltet ist, durch den die Spannung am Elektrometer kompensiert wird.