DE659355C

DE659355C - Arrangement for measuring high voltages using an electron beam tube without baffles

Info

Publication number: DE659355C
Application number: DEA73418D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-06-14
Filing date: 1934-06-14
Publication date: 1938-05-02

Description

Bei der Messung hoher Spannungen ist die Anwendung, der üblichen Voltmeter nicht mehr möglich. An ihre Stelle treten Meßfunkenstrecken und verschiedene Arten von statischen Voltmetern. Die Nachteile dieser Instrumente sind: unbequeme Handhabung wegen der Größe der Apparatur, geringe Meßgenauigkeit und Schwierigkeiten bei der Eichung. Insbesondere müssen die Geräte bei Ortsveränderung meist nachgeeicht werden.When measuring high voltages, the application, the usual voltmeter is not more is possible. They are replaced by measuring spark gaps and various types of static voltmeters. The disadvantages of these instruments are: inconvenient handling because of the size of the apparatus, poor measurement accuracy and difficulties in the Calibration. In particular, the devices usually have to be recalibrated when they change location.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Spannung auf elektronenoptischem Wege zu messen. Gemäß der Erfindung dient zur Messung hoher Spannungen eine Elektronenstrahlröhre ohne Ablenkplatten, jedoch mit einer zur elektranenoptischen Abbildung einer Blende, der Kathode o. dgl. dienenden magnetischen Linse mit dem Merkmal, daß die elektronenoptisch ,abgebildete Blende oder Kathode längliche Gestalt aufweist, und daß die zu messende Spannung zwischen der Kathode und dem Beschleunigungssystem der Röhre angelegt ist, wobei als Maß für die Spannung die Stromstärke für das zur scharfen Abbildung erforderliche magnetische Linsenfeld dient. Statt oder zugleich mit der Stromstärke des Linsenfeldes kann auch der zur scharfen Abbildung erforderliche Abstand der parallel dem Elektronenstrahl auf der Röhre verschiebbaren Linse von dem Leuchtschirm bzw. dem abzubildenden Element zur Messung der Spannung dienen.It has also already been proposed that the voltage be electron-optically to eat. According to the invention, a cathode ray tube is used to measure high voltages without baffles, but with one for electron-optical imaging Aperture, the cathode or the like. Serving magnetic lens with the feature that the electron-optical , shown aperture or cathode has elongated shape, and that the to measuring voltage between the cathode and the acceleration system of the tube is applied, with the current strength for the sharp image as a measure of the voltage required magnetic lens field is used. Instead of or at the same time as the current strength of the lens field can also be the distance required for a sharp image parallel to the electron beam on the tube displaceable lens of the fluorescent screen or the element to be imaged for measurement serve the tension.

Zwischen dem zur Scharfeinstellung nötigen Strom/ der als magnetische Linse dienenden Konzentrationsspule und der Beschleunigungsspannung U der Elektronen besteht nämlich eine einfache quadratische BeziehungThere is a simple quadratic relationship between the current required for focusing / the concentration coil serving as a magnetic lens and the acceleration voltage U of the electrons

U = const. J-. U = const. J-.

Diese Beziehung ist in einem größeren Bereich sehr genau erfüllt und bietet deshalb die Möglichkeit, ein vom Spulenstrom durchflossenes Amperemeter direkt in Volt zu eichen. Die Eichung kann bei niederen Spannungen vorgenommen werden und rechnerisch auf die höchsten meßbaren Spannungen erweitert werden. Die Röhre muß dabei selbstverständlich auf bestes Hochvakuum gebracht werden, um bei hohen Spannungen Durchschläge zu vermeiden. Die Meßgenauigkeit kann durch Erhöhung der Empfindlichkeit des Spulenamperemeters sehr gesteigert werden..This relationship is very precisely fulfilled in a larger area and therefore offers the possibility of an ammeter through which the coil current flows directly in volts oak. The calibration can be carried out at low voltages and mathematically can be expanded to the highest measurable voltages. The tube must of course be brought to the best high vacuum to avoid breakdowns at high voltages to avoid. The measuring accuracy can be increased by increasing the sensitivity of the coil ammeter.

Um eine einwandfreie Scharfeinstellung des Bildes bei konstanter, Meßspannung zu erhalten, ist bei der Einstellung darauf zu achten, daß der längliche Leuchtfleck, der als Bild der länglichen Blende oder Kathode entsteht, bei feststehender Linse stets dieselbe Lage behält. Denn auch der Drehwinkel des von einer magnetischen Linse erzeugten Bildes ist von dem Verhältnis J²IU abhängig, so daß bei Scharfeinstellung jedesmal derselbe Drehwinkel besteht, der Leuchtstrich also dieselbe Lage hat. Andererseits kann beiIn order to obtain a perfect focus of the image with a constant measuring voltage, care must be taken during the adjustment that the elongated light spot, which is created as an image of the elongated diaphragm or cathode, always maintains the same position with the lens fixed. This is because the angle of rotation of the image produced by a magnetic lens is dependent on the ratio J ² IU , so that the same angle of rotation occurs every time the focus is adjusted, i.e. the luminous line has the same position. On the other hand, at

nicht ganz scharfer Einstellung des Bildes die Drehung oder die Unscharfe des Bildes, die auf dem Leuchtschirm unmittelbar ab: gelesen werden kann, als Maß für die Span·-- nung oder die Spannungs Schwankungen dienen. Bei der zu Versuchszwecken benutzten" Anordnung entsprach einer Spannungsänderung von ι ο o/o eine Drehung des Bildes um ii°. Es können also schon sehr kleine Spannungsschwankungen damit sicher erkannt werden.not quite sharp setting of the picture the rotation or the blurring of the picture, which appear on the screen immediately: can be read as a measure of the voltage or the voltage fluctuations. In the case of the " The arrangement corresponded to a voltage change of ι ο o / o a rotation of the image ii °. So there can be very small voltage fluctuations so that they can be recognized with certainty.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung dargestellt. Von der Glühkathode/<C des Elektronenstrahlrohres gehen die Elektronen aus, werden von der zu messenden Spannung, die bei V an die Anode gelegt wird, beschleunigt und treffen die Anode 5, in deren Blech ein Loch eingeschnitten ist. Entweder muß dabei das x\nodenloch oder die Kathode längliche Gestalt aufweisen. Durch das magnetische Feld der Konzentrationsspule L, die auf dem Stutzen T der Elektronenstrahlröhre verschiebbar angeordnet ist, wird das vonIn the figure, an embodiment of the arrangement according to the invention is shown. The electrons emanate from the hot cathode / <C of the electron beam tube, are accelerated by the voltage to be measured, which is applied to the anode at V , and hit the anode 5, in whose sheet a hole has been cut. Either the x \ nodenloch or the cathode must have an elongated shape. By the magnetic field of the concentration coil L, which is arranged displaceably on the connector T of the cathode ray tube, the of

öS den Elektronen bestrahlte Loch der Anode oder der Kathode selbst auf dem Leuchtschirm Z (Zinksulfid) abgebildet.The hole in the anode irradiated by the electrons or the cathode itself shown on the fluorescent screen Z (zinc sulfide).

Die Anordnung nach der Erfindung läßt sich ohne weiteres für Spannungen von kV .und höher verwenden. Da sie tragheitslos arbeitet, lassen sich außerdem die • schnellsten Spannungsänderungen damit nachweisen. The arrangement according to the invention can easily be used for voltages of Use kV. and higher. Because they inertia works, the • fastest voltage changes can also be detected with it.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for measuring high voltages using a cathode ray tube without baffles, but with one for electron-optical imaging the anode or the like serving magnetic lens, characterized in that that the! electron-optically imaged Diaphragm or cathode has an elongated shape, and that the voltage to be measured applied between the cathode and the acceleration system of the tube is, where the measure of the voltage is the current strength for the sharpening of the image required magnetic lens field and / or the required distance of the lens from the luminescent screen or the element to be imaged is used.

2. Arrangement according to claim 1, characterized by such a design of the Luminescent screen that the rotation of the luminescent screen image can be read immediately can be.

1 sheet of drawings