DE679621C

DE679621C - Arrangement for measuring resistance values with the help of an alternating current measuring bridge

Info

Publication number: DE679621C
Application number: DES114922D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Geyger
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1934-07-31
Filing date: 1934-07-31
Publication date: 1939-08-11

Description

Anordnung zur Messung von Widerstandsgrößen mit Hilfe einer Wechselstrommeßbrücke Bei Wechselstrommessungen mit Meßgleichrichtern (z. B. Kupferoxydultrockengleichrichter oder Schwingkontaktgleichrichter) wird zur Anzeige oder Aufzeichnung der zu messenden Ströme und Spannungen ein empfindliches Gleichstrommeßgerät des Drehspultyps verwendet, das als Ausschlaginstrument arbeitet und daher ohne weiteres als Anzeige-oder Schreibgerät ausgebildet werden kann. Das Drehspulinstrument wird dabei von einem dem zu messenden Wechselstrom proportionalen Gleichstrom durchflossen und gestattet, den Strom durch den Zeigerausschlag direkt abzulesen.Arrangement for the measurement of resistance values with the help of an alternating current measuring bridge For alternating current measurements with measuring rectifiers (e.g. copper-oxide ultra-dry rectifiers or oscillating contact rectifier) is used to display or record the Currents and voltages uses a sensitive rotating coil type direct current meter, that works as a removal instrument and therefore easily as a display or writing instrument can be trained. The moving coil instrument is used by one of the to be measured Alternating current proportional direct current flows through it and allows the current to flow through it read the pointer deflection directly.

Dieses Ausschlagsverfahren wird wegen seiner Einfachheit z. B. bei Brückenmessungen in Weitem Umfang angewlendet. Da der Eigenverbrauch der in Verbindung mit Meßgleichrichtern benutzten, sehr empfindlichen. Drchspulinstrumente außerordentlich klein ist (etwa I o-6 bis 10-7 Watt), so gelingt es leicht, die durch den Anschluß der Meßanordnung hervorgerufene Belastung des Meßobjektes so klein zu halten, daß irgendwelche die Meßergebnisse trübenden Einflüsse oder Rückwirkungen nicht auftreten können. Because of its simplicity, this knockout method is used e.g. B. at Bridge measurements widely used. Since the self-consumption of the in connection used with measuring rectifiers, very sensitive. Extraordinary winding instruments is small (about 10-6 to 10-7 watts), it is easy to get through the connection to keep the load on the test object caused by the measuring arrangement so small that any influences or repercussions that could cloud the measurement results do not occur can.

Die Erfindung bezieht sich auf leine emfache Anordnung zur Messung von Widerstandsgrößen mit Hilfe einer Wechselstrom'-meßbrücke mit unveränderlichen Widerständen und einer in der Brückendiagonale liegenden, über einen fremdgesteuerten Gleichrichter angeschlossenen Anzeigevorrichtung. The invention relates to a simple arrangement for measuring of resistance values with the help of an alternating current measuring bridge with invariable Resistances and one lying in the bridge diagonal, via an externally controlled one Rectifier connected display device.

Die Meßmethode beruht auf der Anwendung des Kompensationsprinzips und gestattet beispielsweise Widerstände oder Widerstandsänderungen an seinem in einer Kompensationsschaltung liegenden Schleifdrahtwiderstand in Lhngeneinheiten abzubilden und Meßergebnisse zu lerzielen, die von Spannungsl-5 chwankungen der Betriebsstromquelle vollständig unabhängig sind.The measuring method is based on the application of the compensation principle and allows, for example, resistance or resistance changes at its in a compensation circuit lying contact wire resistance in length units to map and to achieve measurement results that depend on voltage fluctuations in the Operating power source are completely independent.

Infolge der Verwendung des fremdgesteuerten Gleichrichters spricht die Anzeigevorrichtung nur auf die messende Komponente an. As a result of the use of the externally controlled rectifier speaks the display device only on the measuring component.

Das besondere Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß als Anzeigeinstrument ein Differentialgalvanometer dient, dessen lerstle Spule mit dem fremdgesteuerten Gleichrichter in der Brückenmeßdiagonale und dessen zweite Spule an einer Kompensationseinrichtung liegt, die über einen weiteren Gleichrichter an die die Brückenanordnung speisende Wechselstromquelle angeschlossen ist.The special feature of the invention is that as a display instrument a differential galvanometer is used, its lerstle coil with the externally controlled Rectifier in the bridge measuring diagonal and its second coil on a compensation device is located, which is fed via a further rectifier to the bridge arrangement AC power source is connected.

Da in dem Differentialgalvanometer Drehmomente gegeneinander ausgewogen werden, kann als zweiter Gleichrichter lein ungesteuerter Gleichrichter benutzt werden, denn der Kompensationsstrom und der Meßstrom können eine beliebige Phasenlage gegeneinander haben. Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Anordnung les ermöglicht, eine zu messende Wechselstrmgröße unmittelbar ihrem Wert nach an einem Widerstand abzubilden, so daß ein solches Gerät sowohl zur Anzeige als auch zur Aufzeichnung und schließlich zur Steuerung oder Regelung verwendet werden kann.Because torques are balanced against each other in the differential galvanometer can be used as a second rectifier as an uncontrolled rectifier because the compensation current and the measuring current can have any phase position against each other to have. The particular advantage of the invention is in that the arrangement les enables an alternating current quantity to be measured directly to map their value to a resistor, so that such a device both for display as well as for recording and finally for control or regulation can be used.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar eine Anordnung, die es gestattet, die dielektrischen Energieverluste von Meßobjekten, wie z. B. Starkstromkondensatoren, Kabeln, Meßwandlern, in einer vn dem Hochspannungstransformator T gespeisten Meßbrücke zu ermitteln. Die Messung beruht auf dem Grundgedanken, daß an der Meßdiagonale eine dem Verlustfaktor tg sehr angenähert pronortionale Spannung Uv auftritt, wenn die Hochspannungsmeßbrücke bezüglich ihrer Kapazitäts- und Widerstandswerte nach der Gleichung CX#R' = CN#R" auf Minimum der Diagonalspannung UV abgeglichen worden ist. Ist das Meßobjekt CX vollkommen verlustfrei, so ist Uv gleich Null, und zwar gilt dies für alle Frequenzen, also auch für alle Wellenformen; ist jedoch Cx mit dielektrischen Energieverlusten irgendwelcher Art behaftet, so tritt an der Meßdiagonale die mehr oder weniger verzerrte Wechselspannung UV auf, die nach dem die Erfindung darstellenden Kompensationsmeßverfahren mit einem Meßgleichrichter (Schwingkontaktgleichrichter) GM und einem als Doppelspulmeßgerät des Drehspultyps ausgebildeten Nullinstrment DN ausgemessen wird. Der Schwingkontaktgleichrichter GM wird dabei in bekannter Weise über Vorwiderstand R und Phasenschieber Ph von der Betriiebsstromquelle erregt. RM ist ein mit dem Schwingkontakt in Reihe geschalteter hochohmiger Vorwiderstand. In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely an arrangement that allows the dielectric energy losses of DUT such as B. power capacitors, cables, transducers, in a vn to determine the measuring bridge fed to the high-voltage transformer T. The measurement is based on the basic idea that a loss factor tg very approximate pronortional voltage Uv occurs when the high-voltage measuring bridge with regard to their capacitance and resistance values according to the equation CX # R '= CN # R " has been adjusted to the minimum of the diagonal voltage UV. If the DUT is CX completely loss-free, then Uv is equal to zero, and this applies to all frequencies, also for all waveforms; however, Cx is with dielectric energy losses afflicted of any kind, the more or less distorted one appears on the measuring diagonal AC voltage UV, according to the compensation measuring method representing the invention with a measuring rectifier (oscillating contact rectifier) GM and a double-coil measuring device of the moving coil type trained zero instrument DN is measured. The oscillating contact rectifier GM is thereby in a known manner via series resistor R and phase shifter Ph of energized by the operating power source. RM is connected in series with the oscillating contact high resistance.

Die Wirkung der der Diagonal spannung Uv und somit auch- dem Verlustfaktor tgb jproportionalen Amperewindungen AWM (Diagonalstrom JM) der ersten Drehspulwicklung (Meßwicklung) SM wird hier kompensiert durch die ihr entgegengesetzte Wirkung der Amperewindungen AWK (Vergleichsstrom JK) der zweiten Drehspulwicklung (Kompensationswicklung) SK. Die Kompensationswicklung SK liegt mit dem Schleifdraht RS nebst Vorwiderstand RV in einer Stromteilerschaltung, die über den Meßgleichrichter (z. B. Kupferoxydultrockengleichrichter) GK und den Vorwiderstand RG zum Nebenwiderstand RN parallel geschaltet ist. Bei dieser Schaltweise sind die Amperewindungen AWK der Kompensationswicklung Sic dem am Schleifdraht RS jeweils abgegriffenen Teilwiderstand r proportional, und es gilt dann, da die Kompensationsmessung von dem die Brücke durchfließenden Gesamtstrom J ausgeht, AWM = const # JM = const # J # tg #, AWK = const # JK = const # J # r. The effect of the diagonal voltage Uv and thus also the loss factor tgb jproportional ampere turns AWM (diagonal current JM) of the first moving coil winding (Measuring winding) SM is compensated here by the opposite effect of the Ampere turns AWK (comparison current JK) of the second moving coil winding (compensation winding) SK. The compensation winding SK is connected to the slip wire RS together with a series resistor RV in a current divider circuit, which is supplied via the measuring rectifier (e.g. copper-oxide ultra-dry rectifier) GK and the series resistor RG is connected in parallel to the shunt resistor RN. at this switching method are the ampere turns AWK of the compensation winding Sic dem the partial resistance r tapped on the sliding wire RS is proportional, and it applies then, since the compensation measurement of the total current flowing through the bridge Y goes out, AWM = const # JM = const # J # tg #, AWK = const # JK = const # J # r.

Für AWK = AW M, d. h. wenn das Nullinstrument DN auf Null zeigt, ist r = const # tg #.For AWK = AW M, i.e. H. when the zero instrument DN points to zero, is r = const # tg #.

Der Kompensationszustand (Gleichheit von AWM und AWK) ist von der Phasenlage des Vergleichsstromes JK grundsätzlich unabhängig, der Verlustfaktor tg# kann demnach, da er durch den Teilwiderstand r abgebildet wird, an einer am Schleifdraht RS angebrachten Skala unmittelbar abgelesen werden.The state of compensation (equality of AWM and AWK) is of the The phase position of the comparison current JK is basically independent, the loss factor tg # can therefore, since it is represented by the partial resistance r, at an am The scale attached to the sliding wire RS can be read immediately.

Die Meßschaltung hat außerdem noch den praktischen Vorzug, daß man auf das Einfügen eines Isoliertransfoimators zwischen Schleifdrahtstromkreis (Kompensationsschaltung) und Brücke (Meßschaltung) verzichten und diese Schaltungsteile direkt galvanisch verbinden kann, weil die beiden Differenzwicklungen SM und SK der zweckmäßig bifilar gewickelten Drehspule des Doppelspulnullinstrumentes DN gegeneinander isoliert sind. The measuring circuit also has the practical advantage that one on the insertion of an insulating transformer between the contact wire circuit (compensation circuit) and bridge (measuring circuit) and these circuit parts are directly galvanic can connect, because the two differential windings SM and SK are appropriately bifilar wound moving coil of the double coil zero instrument DN are isolated from each other.

Wenn man das Doppelspulnullinstrument DN in Verbindung mit einem selbsttätig schreibenden potentiometrischen Meßgerät (Relaisregistrieraipparat) benutzt, das den Teilwiderstand r stets so abgleicht, daß die Nullbedingung AWK = AWMK erfüllt ist, so kann man den Verlustfaktor tg # in Abhängigkeit von der Betriebsspannung U oder von der Zeit fortlaufend (z. B. in Tintenschrift) aufzeichnen. If you use the double-coil zero instrument DN in conjunction with a automatic writing potentiometric measuring device (relay registration device) used, which always adjusts the partial resistance r so that the zero condition AWK = AWMK is fulfilled, the loss factor tg # can be calculated as a function of the operating voltage U or continuously record over time (e.g. in ink writing).

Das durch die Erfindung aufgezeigte Meßprinzip kann bei allen Messungen mit Meßgleichrichtern Anwendung finden, bei denen eine aus irgendeinem Grund mit Wechselstrom gespeiste Brücke oder Kompensationsschaltung zur Bestimmung von Widerständen oder Widerstandsänderungen und von diesen entsprechenden elektrischen oder nichtelektrischen Meßgrößen (z. B. kleine Phasenabweichungen von Widerständen, Veriustfaktoren von Kondensatoren und Drosselspulen, Temperaturänderungen) benutzt wird. The measuring principle shown by the invention can be used for all measurements with measuring rectifiers are used in which one for some reason with AC powered bridge or compensation circuit for determining resistances or changes in resistance and electrical or non-electrical corresponding thereto Measured variables (e.g. small phase deviations of resistors, loss factors of Capacitors and reactors, temperature changes) is used.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for measuring resistance values with the help of an alternating current measuring bridge with invariable resistances and a in the bridge diagonal, connected via an externally controlled rectifier Display device that responds only to the component to be measured, thereby marked, that a differential galvanometer serves as a display instrument, the second coil of which is connected to a compensation device, which via a further rectifier is connected to the AC power source feeding the bridge arrangement.

2. Arrangement according to claim I, characterized in that the compensation device is connected in parallel to a resistor (RN) in the measuring arrangement, which is fed together with the AC bridge from the same AC source will.

3. Arrangement according to claim I, characterized in that the to measuring variable at a meter lying in the compensation device, zweclçig wet a grinding wire (Rs) existing compensation resistor in terms of its value independent of voltage is mapped so that it is attached to one on the compensation resistor The scale can be read off directly or with the help of an automatically writing potentiometric Instrument depending on the operating voltage and time can be recorded.