DE690644C - Anordnung zur Messung kleiner Gleichspannungen - Google Patents

Anordnung zur Messung kleiner Gleichspannungen

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DE690644C
DE690644C DE1938H0155453 DEH0155453D DE690644C DE 690644 C DE690644 C DE 690644C DE 1938H0155453 DE1938H0155453 DE 1938H0155453 DE H0155453 D DEH0155453 D DE H0155453D DE 690644 C DE690644 C DE 690644C
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DE
Germany
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voltage
tube
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voltages
measuring
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Expired
Application number
DE1938H0155453
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English (en)
Inventor
Albert Palm
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ABB Training Center GmbH and Co KG
Original Assignee
Hartmann and Braun AG
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10Measuring sum, difference or ratio
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/18Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers

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Description

  • Anordnung zur Messung kleiner Gleichspannungen Die Anwendung der Verstärkerröhre in der Meßtechnik bringt eine außerordentliche Erhöhung der Meßempfindlichkeit mit sich.
  • Eine Schwierigkeit hierbei ist die Tatsache, daß jede Änderung des Verstärkungsgrades in die Messung eingeht. Jede Änderung des Heizstromes, der Anodenspannung oder der Eigenschaften der Röhre bringt eine Änderung der Eichkonstanten mit sich, so daß häufige und zeitraubende Nacheichungen, besonders bei Gleichspannungsverstärkung, notwendig sind. Überdies müssen der Heizstrom und die Spannung der Anodenbatterie genau auf bestimmte Werte eingestellt und konstant gehalten werden.
  • Es ist zwar bereits eine Anordnung bekanntgeworden, welche die sehr niedrige Gleichspannung leiner Stromquelle, die als Restspannung blei der Komplensatioln der Meßspannung auftritt durch Zerhacken und Transformieren mit anschließender Röhrenverstärkung meßbar machen soll. Diese Anordnung hat aber dadurch, daß ein Transformator auf der Eigangsseite der Verstärkerröhre und ein weiterer Transformator an der Ausgangsseite der Verstärkerröhre vorgesehen ist, den Nachteil, daß eine gewisse, wenn auch sehr geringe Leistung erforderlich ist, um die Verstärkerröhre auf der Eingangsseite zu betreiben. Dadurch wird im belasteten Zustand eine andere Spannung gemessen, als an der Stromquelle um unbelasteten Zustand vorhanden ist. Dieses ist bei Stromquellen, welche zur Messung anderer physikalischer Vorgänge dienen, insbesondere bei der Messung von Temperaturen mittels Thermoelementen, ein erheblicher Nachteil.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß auch blei ihr die Genauigkeit der Messung von der Konstanz der Röhren daten abhängig ist, da die gemessene Ausgangsleistung von der Steilheit der Röhre abhängig ist und somit ein Fehler in der Steilheit der Röhre einen Meßfehler zur Folge hat.
  • Ferner ist eine Anordnung bekanntgewor den, bei der die Meßspannung und eine Ver gleichsspannung abwechselnd in einer Elektronenröhre verstärkt werden, doch stören auch hier noch Schwankungen der Bletriebsspannungen stark, weshalb eine weitere Anordnung bekannt wurde, bei welcher in einer Doppelröhre oder zwei gleichartigen gegeneinandergeschalteten Röhren eine geringe Spannung durch einen Wechselsehalter mit einer bekannten Spannung verglichen und die Stromdifferenz zur Messung venvendet wird. Bei leiner derartigen Anordnung ist es jedoch notwendig, daß beide Röhren bzw. beide Systeme der verwendeten Doppelröhre die gleichen Daten aufweisen. Da bekannter weise die Röhrendaten nicht gleichartig ausfallen und sich im Laufe der Zeit recht elrheblich ändern können, gewährleistet auch diese bekannte Anordnuing keine genauen Messungen, insbesondere über längere Zeiträume.
  • Um nun aber bei einer Anordnung zur Messung kleine Gleichspannungen, bei der die Meßspannung und die Vergleichsspannung abwechselnd über leine Röhre verstärkt zur Anzeige gebracht werden, die Mängel der bekannten Anordnungen zu vermeiden und trotzedem mit ein und derselben Verstärkereinrichtung in beiden Stromkreisen auszukommen, wird erfindungsgemäß als Anzeigeinstrument ein Quotientenmesser benutzt, dem in schneller zeitfolge synchron miit dem Anlegen der Meß- und Vergleichsspannung an das Gitter der Röhre die diesen entsprechenden Anodenströme zugeführt werden, so daß das angezeigte Verhältnis der Anodenströme unmittelbar ein Maß für die gesuchte Größe ist. Die Verstärkereinrichtung wird also wechselweise an die eine und dann an die andere Spule geschaltet, und zwar in so schneller Folge, daß das bewegliche Organ dank seiner Trägheit diesen Wechseln nicht folgen kann. Bei der vorliegenden Erfindung wird somit die bekannte Haupteigenschaft des Krenzspulgerätes oder Quotientenmessers ausgenützt, daß das von der Meßgröße abhängige Drehmoment von derselben Stromquelle gesteuert werden kann wie das Gegendrehmoment. Es werden daher Änderungen des Verstärkungsgrades in ziemlich weiten Grenzen höchstens die Empfindlichkeit des Meßgerätes, nicht aber seine Einstellung beeinflussen.
  • Das Prinzip der Erfindung soll an Hand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert werden.
  • 1 und 2 sind die beiden Spulen eines Kreuzspulgerätes. Ihre linken Enden sind miteinander verbunden, die recchten führen zu den Schaltkontakten 3 und 4 eines Schalters 5.
  • Letzterer kann als schwingender oder rotierender Schalter ausgeführt sein, dessen Kontaktzahl z. B. 50 pro Sekunde beträgt; sein Drehpunkt ist durch einen Kreids angedeutet.
  • Am Schalter 5 ist eine Zunge 6 angebracht, die wechselweise die Kontakte 3 und 4 berührt und die durch eine bewegliche Leitung mit der Anodenbatterie 7 und der Verstärkerröhre 8 verbunden ist. Die Glühkathode 9 dieser Röhre wird durch leine Batterie 10 geheizt und ist einpolig mit den linken Enden der Kreuszpulen 1 und 2 verbunden. Am Schalter 5 befindet sich eine zweite Zunge I I, die mit dem Röhrergitter 12 durch eine bewegliche Leitung verbunden ist. 11 spielt zwischen den Kontakten 13 und 14, die mit den zu messenden bzw. zu vergleichenden Spannungen, in der Zeichnung mit den Punkten a und c, verbunden sind.
  • Für die Größe der Meßspannung kann beispielsweise eine Widerstandsänderung maßgebend sein.
  • So stellt in dem Ausführungsbeispiel die Widerstandskombination a-b-c-d eine Brücke dar aus zwei konstanten Widerständen Rx. zwei mit der zu messenden Größe, z. B. einer Temperatur, veränderlichen Widerständen Rx.
  • Aus der Batterie 15 fließen Ströme von b über a und c nach d; die Spannungen a-d und c-d werden durch die sog. Vorspannung der Batterie 16 auf eine der Röhre 8 angepaßte Gitterspannung gebracht. Es fließt dann bei schwingendem Schalter 5 über die Spule I des Kreuzpulgerätes ,ein Strom proportional Rx und über die Spule 2 ein Strom proportional %, so daß die Einstellung des Meßgerätes dem Verhältnis Rx : R entspricht.
  • Parallel zu den Spulen 1 und 2 können Kondensatoren 17 und IS geschaltet werden, die leine Glättung des unterbrochenen Stromes in den Spulen I und 2 und leine Entlastung der Schalterkontakte 3 und 4 bewirken.
  • Die Vorteile der Verstärkerschaltung nach der Erfindung sind folgende: Die Empfindlichkeit kann gegenüber den bekannten Anordnungen erheblich gesteigert werden. Der Meßstrom für die Kreuzspulen belastet nicht das Meßobjekt. Die Steuerung durch das Gitter 12 erfolgt in bezug auf das Meßobjekt stromlos. Die Eigenschaften der Verstärkerröhre 8 sind in weiten Grenzen ohne Einfluß auf die Messung. Die Röhre kann jederzeit ohne Umeichung der Einrichtung durch eine ähnliche Röhre ersetzt werden. Spannungsänderungen der verwendeten Batterien sind in weiten Grenzen ohne Einfluß auf die Messung. Da die Verstärkerröhre 8 bei Wechselstrom den Strom nur in einer Richtung durchläßt, kann statt der Batterien eine Wechselstr,omquelle verwendet werden so daß sich die Einrichtung in b!ekannter Weise zum Netzanschluß ausbilden läßt.
  • Bei der Einstellung des Kreuzspulmeßwerkes spielt nicht nur das Verhältnis der Ströme, sondern auch das Verhältnis ihrer Dauer leine Rolle. Man muß dieser Tatsache bei der Ausbildung des Schalters 5 Rechnung tragen. Man kalnn auch die Spulen I und 2 durch gittergesteuerte Ventilröhren wechselweise ein- und ausschalten und durch den mechanischen Schalter nur die Sperrspannung der Ventile steuern. Der Umstand, daß die Stromdauer in den Spulen einen Einfluß auf die Zeigerstellung hat, läßt sich auch meßtechnisch ausnützen, indem man die jeweilige Schaltdauer durch eine Größe, die bei der Messung eine Rolle spielt, beeinflußt, z. B. durch die Außentemperatur.
  • Der dargestellten Schaltung liegt eine Temperaturmessung durch Änderung der Widerstände Rx zugrunde. Die Widerstände R und Rx können selbstverständlich auch durch irgendeine andere physikalische Größe unmittelbar oder mittelbar verändert werden.
  • Es bedarf auch nicht der gezeichneten Brükkenanordnung. Man kann z. B. eine bekannte Spannung (Normalelement) mit einer zu messenden Spannung (Thermoelement, Photozelle usw.) vergleichen. Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß der Vergleichsstromkreis und der Meßstromkreis nur einpolig miteinander verbunden sein müssen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Messung kleiner Gleichspannungen oder Spannungsabfälle, bei der die Meßspannung und eine Vergleichsspannung abwechselnd über nur eine Elektronenröhre verstärkt zur Anzeige gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeinstrument ein Quotientenmesser dient, dem in schneller Zeitfolge synchron mit dem Anlegen der Meßspannung und der Vergleichsspannung an das Gitter der Röhre die diesen Spannungen entsprechenden Anodenströme zugeführt werden, so daß das angezeigte Verhältnis der Anodenströme unmittelbar lein Maß für die gesuchte Größe ist.
DE1938H0155453 1938-04-12 1938-04-12 Anordnung zur Messung kleiner Gleichspannungen Expired DE690644C (de)

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DE690644C true DE690644C (de) 1940-05-03

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DE (1) DE690644C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE931844C (de) * 1950-07-01 1955-08-18 Rohde & Schwarz O H G Brueckenanordnung fuer Widerstandsmessungen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE931844C (de) * 1950-07-01 1955-08-18 Rohde & Schwarz O H G Brueckenanordnung fuer Widerstandsmessungen

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