DE667141C

DE667141C - Elektrische Mess- oder Regelanordnung unter Anwendung einer Brueckenschaltung

Info

Publication number: DE667141C
Application number: DES102560D
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1931-12-24
Filing date: 1931-12-24
Publication date: 1938-11-05

Description

Elektrische Meß- oder Regelanordnung unter Anwendung einer Brückenschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Meß- oder Regelanordnung unter Anwendung einer Brückenschaltung.
Die Anwendung -von Brückenschaltungen für elektrische Meß- oder Regelzwecke ist bekannt. Bekannt sind ferner Verstärkeranordnungen mit Elektronenröhren, die mittels einer Brückenschaltung gesteuert und insbesondere zur Steuerung von Drehfeldmotoren benutzt werden.
Es sind auch bereits elektrische Meß-oder Regelvorrichtungen bekanntgeworden, bei denen eine Meßgröß-e mittels einer Brückenschaltung und eines mit seinem Gitterkreis an zwei Diagonalpunkte der Brücke angeschlossenen, gas- oder dampfgefüllten Entladungsrohres ein in dessen Anodenkreis liegendes Regelgerät steuert. Dabei wird die Brückenschaltung an den beiden anderen Diagonalpunkten von einer Wechselstromquelle gespeist und die Meßgröße z. B. dadurch auf die Brückenschaltung zur anwirkung gebracht, daß der Betrag eines in einem Brückenzweig liegenden Widerstandes von der Meßgröße abhängig ist. Dadurch wird die Gitterwechselspannung des Entladungsrohres oder die Phasenverschiebung zwischen Gitterwechselspannung und Anodenwechselspannung derart verändert, daß :die Stärke des Anodenstromes nach einem ganz bestimmten Gesetz von der Meßgröße abhängt. Hier wird aber nicht gleichzeitig eine Wechselspannung und eine Gleichspannung verwendet. Vorrichtungen dieser Art bieten gegenüber solchen Anordnungen, in denen Hochvakuumelektronenrohre verwendet werden, den Vorteil, daß besondere Gleichstromquellen für die Anodenspannung nicht erforderlich sind. Dagegen können gas- oder ,dampfgefüllte Entladungsrohre mit Steuergitter und Lichtbogenentladung ohne weiteres an ein vorhandenes Wechselspannungsnetz angeschlossen werden. Ferner ist man bei derartigen Vorrichtungen nicht auf die Verwendung hochempfindlicher Meß- oder Regelgeräte angewiesen, sondern kann normale Instrumente verwenden, wie sie z. B. auf Schalttafeln üblich sind.

Gemäß der Erfindung .werden bei einer elektrischen Meß- oder Regelanordnung mit durch eine Brückenschaltung gesteuertem gas-oder dampfgefülltem Entladungsrohr zum Steuern des Gitters des Entladungsrohres eine Gleichspannung und eine Wechselspannung in der Weise verwendet, daß die Brückenschaltung von einer Wechselstromquelle gespeist wird (Wechselstrornbrücke) und in den Gitterkreis eine konstante Hilfsgleichspannung eingeführt ist und daß eine Änderung der Meßgröße eine Änderung der Phasenverschiebung der Gitterwechselspannung gegenüber der Anodenwechselspannung hervorruft, oder aber zum Steuern des Gitters des Entladungsrohres werden eine Gleichspannung und eine Wechselspannung in der Weise verwendet, daß die Brückenschaltung von einer Gleichstromquelle gespeist wird (Gleichstrombrücke) und in den Gitterkreis eine konstante Hilfswechselspannung eingeführt ist.

Der den bekannten Anordnungen gegen-

über durch die Erfindung erreichte techni

Fortschritt liegt im wesentlichen darin,"

man durch geeignete Wahl der Hilfsspan

bzw. bei dem Fall der Gleichstrombrücke

durch geeignete Wahl der Phasenverschiebung zwischen der Hilfswechselspannung und der Anodenwechselspannung die Form der Kennlinie, nach der die Stärke des Anodenstromes von .der Meßgröße abhängt; weitgehend beeinflussen kann. Bei einer .gleichgroben Änderung der von dem Meßwert abhängigen Größe läßt sich auf diese Weise z. B: je nach der durch die Wahl der Hilfsspannungen bzw. deren Phasenverschiebung bedingten Steilheit der Kennlinie in einem Fall eine sehr große, im anderen Fall eine viel kleinere Änderung des Anodenstromes erreichen und für die verschiedenen Meßod.er Regelzwecke ausnutzen. Ferner kann man durch stufenweise Änderung der Hilfsspannungen bzw. deren Phasenverschiebung eine entsprechende Änderung der Anzeige-, Meß- oder Regelbereiche der Instrumente erreichen, was insbesondere bei Anlagen mit unterdrücktem Nullpunkt in Betracht kommt. Auch kann man; wenn man sich an einem bestimmten Punkt- einer zu einer bestimmten Phasenverschiebung gehörenden Anodenstromkennlinie :befindet, durch Änderung der Pli,gsenverschiebung eine Zu- oder Abnahme des Anodenstromes erreichen und z. B. zur Feineinstellung der Instrumente benutzen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt; und zwar zeigt Fig. i eine Meßanordnung mit Wechselstrombrücke und Fig. 2 eine Meßanordnung mit ` Gleichstrombrücke. -Das gittergesteuerte gas- oder dampfgefüllte Entladungsrohr (Ionensteuerer) ist mit i bezeichnet. Das Rohr ist über ein Meßinstrument 2 an eine Wechselspannungsquelle 3 angeschlossen. Die zu verwendenden Meßinstrumente können Drehspul-, Dreheisen-, Hitzdraht- o. dgl. Instrumente sein. Die Steuerbrücke, die nach Art einer Wheatstone- oder Thomsonbrücke ausgebildet sein kann, ist mit 4 bezeichnet. Die zum Betrieb der Brücke notwendige Energie wird an den Diagonalpunkten 41 und 42 zugeführt, und zwar -in dem in Fig. i dargestellten Fall über einen Transformator 5. Die zur Steuerung des Gitters des Entladungsrohres i dienende Steuerspannung wird an den bei-den anderen Diagonalpunkten 43 und 44 abgenommen und dem Gitter über einen Transformator 6 zugeführt. Zwischen Gitter und Kathode des Entladungsrohres liegt noch ein Hochohmwiderstand 7. Einer der Brückenzweige steht

xnter dem Einfluß :derjenigen Größe, die mit

l Instrument a gemessen oder zu dessen

F#em uerung benutzt werden soll. Beispiels-

se kann ein in der Zeichnung gestrichelt

@ängedeuteter Kondensator 8 Verwendung fin-

den, der in der üblichen Weise als Meßkondensator mit gegeneinander beweglichen Platten ausgebildet ist. Zur Erzeugung der Gleichspannung im Gitterkreise ist eine Batterie 9 vorgesehen. Dabei wird die Gleichspannung 9, konstant gehalten und durch die Steuerbrücke entweder die Größe der Gitterwechselspannung oder deren Phasenverschiebung gegenüber der Anodenspannung des Rohres beeinflußt.

Je nach der Größe der benutzten Gitterspannung 9 kann man nun eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Form der Kennlinie erhalten, nach der die Stärke ,des das Gerät :2 durchfließenden Anodenstromes von der durch Verstellen des Kondensators 8 bewirkten Phasenverschiebung der Gitterwechselspannung 6 gegenüber der Anodenwechselspannung 3 abhängt. Bei einem bestimmten negativen Betrage der Gittergleichspannung erhält man z. B. ein lineares Absinken der Anodenstromstärke von einem Höchstwert bis auf o, wenn man die Phasenverschiebung von o bis i2o° ändert. Bei 270° Phasenverschiebung springt dann die Stärke des Anodenstromes wieder von o auf den Höchstwert. Bei einer anderen Wähl der Gittergleichspannung nimmt die Stärke des Anodenstromes nach einem in der einen oder anderen Richtung von dem linearen wesentlich abweichenden Gesetz mit zunehmender Phasenverschiebung ab. Dabei kann man sich durch eine geeignete Wähl der Gittergleichspannung dem jeweils vorliegenden Verwendungszweck weitgehend anpassen. r Falls die Brücke als Gleichstrombrücke betrieben wird, ist einer der Brückenzweige statt als Kondensator 8 als ein unter dem Einfluß der Meß- oder Regelgröße veränderlicher Ohmscher Widerstand 8' auszubilden, und die Transformatoren 5 und 6 sind durch andere Schaltelemente in der üblichen Weise zu ersetzen. So ist indem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 statt des als Wechselstromquelle dienenden Transformators 5 eine Gleichstromquelle 5' vorgesehen und statt des zur Übertragung auf den Gitterkreis dienenden Transformators 6 ein Potentiometerwiderstand 6'. Auf diese Weise kann die Steuerbrücke zur Änderung der Höhe der Gittergleichspannung des Entladungsrohres verwendet werden. Zur Eiriführung der Wechselspannung in den Gitterkreis des Entladungsrohres ist ein Transformator g' vorgesehen.
Bei Verwendung einer Gleichstrombrücke wird also durch den sich ändernden Wider=:, stand 8' die Gittergleichspannung des Ent= ladungsrohres i geändert. Arbeitet man mit. verschiedener Phasenverschiebung zwischen Gitterwechselspannung g' und Anodenwechsel-_ spannung 3, so läßt sich ebenfalls erreichen, daß der das Gerät 2 durchfließende Anodenstrom sich nach einer dem jeweiligen Zweck besonders angepaßten Kennlinie in der durch das Verstellen des Widerstandes 8' gegebenen Größe der Gittergleichspannung ändert. So kann man z. B. bei einer Phasenverschiebung von i2o° ein lineares Ansteigen des Stromes mit der Gittergleichspannung erreichen, während der Strom bei i8o° Phasenverschiebung vom Nullwert auf den Höchstwert springt.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann unter anderem zum Messen von Selbstinduktivitäten, Kapazitäten und Frequenzen angewendet und auf -diese Weise zum Anzeigen der verschiedensten physikalischen Erscheinungen benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Meß- oder Regelanordnung, beider eine Meßgröße mittels einer Brückenschaltung und einem mit seinem Gitterkreis an zwei Diagonalpunkte der Brücke angeschlossenen gas- oder dampfgefüllten Entladungsrohres ein Meß- oder Regelgerät steuert, das in dem an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Anodenkreis des Entladungsrohres liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Gitters des Entladungsrohres eine Gleichspannung und eine Wechselspannung in der Weise verwendet werden, daß die Brückenschaltung von einer Wechselstromquelle gespeist wird und in den Gitterkreis eine konstante Hilfsgleichspannung eingeführt ist, und daß eine Änderung der Meßgröße eine Änderung der Phasenverschiebung@der Gitterwechselspannung gegenüber der Anodenwechselspannung hervorruft.
2. Elektrische Meß- oder Regelanordnung, bei der eine Meßgröße mittels einer Brückenschaltung und einem mit seinem Gitterkreis an zwei Diagonalpunkte der Brücke angeschlossenen gas- oder dampfgefüllten Entladungsrohres ein Meß- oder Regelgerät steuert, das in dem an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Anodenkreis des Entladungsrohres liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Gitters des Entladungsrohres eine Gleichspannung und eine Wechselspannung in der Weise verwendet werden, daß die Brückenschaltung von einer Gleichstromquelle gespeist wird und in den Gitterkreis eine konstante Hilfswechselspannung eingeführt ist.
3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Mittel vorgesehen sind, um zwecks Änderung des Meßbereiches des Meß-oder Reigelgerätes die von der Steuerbrücke nicht beeinflußte Größe (Hilfsgleichspannung oder Hilfswechselspannung) stufenweise zu ändern. q.. Anordnung nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch eine derartige Einstellung der Gitterspannungen bzw. der Phasenverschiebung zwischen Gitterwechselspannung und Anodenwechselspannung, daß beim Erreichen eines bestimmten Wertes,der veränderlichen Meßgröße der Anodenstrom plötzlich von dem Wert o auf einen bestimmten endlichen Wert ansteigt.