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Wechselstrombetriebene Relaisröhrenschaltung Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Schaltung für Relaisröhren, wie sie in der sogenannten elektromagnetischen
Meßlehre an Bedeutung gewonnen hat. Hierbei werden mechanische Längenänderungen
durch einen Hebel aus ferromagnetischem Material vermittels einer Induktivität in
elektrische Größen übertragen. Die Änderung dieser elektrischen Größen wird in einer
empfindlichen Brückenschaltung mit Hilfe von dampf-oder gasgefüllten Entladungsstrecken
registriert.
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Bei derartigen Relaisrährenschaltungen ist die Zündung des ersten
wechselstromgespeisten Entladungsgefäßes von der Amplitude einer im Gitterkreis
liegenden Steuerwechselspannung abhängig. Die Relaiswirkung der Anordnung besteht
darin, daß der Anodenstrom beim Überschreiten einer bestimmten Amplitude der Steuerwechselspannung
einsetzt und beim Unterschreiten eines gewissen Amplitudenwertes erlischt. Dabei
können beide Werte übereinstimmen oder um einen gewissen Betrag voneinander abweichen.
Die Einstellung der Ansprech- bzw. Abfallwerte ist regelbar und im allgemeinen durch
den Verwendungszweck gegeben.
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Damit derartige Relaisanordnungen in der geschilderten Weise einwandfrei
arbeiten, müssen Steuerspannung und Anodenspannung gleiche Frequenz und eine konstante
Phasenverschiebung gegeneinander aufweisen. Weiterhin muß auch die Kurvenform der
Steuerspannung wenigstens angenähert amplitudenunabhängig sein, insbesondere, wenn
man den Ansprechwert der Steuerspannung durch eine veränderliche Gittervorspannung
regelt.
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Diese Bedingungen sind nicht erfüllt, wenn, wie es bei der oben beschriebenen
elektromagnetischen Meßlehre der Fall ist, die
Diagonalspannung
eine Brückenschaltung mit ferromagnetischen Induktivitäten ist oder eine Brücke
mit nicht sinusförmiger Speisespannung und frequenzabhängigem Brückenabgleich als
Steuerspannung verwendet wird.
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Dabei ist der prozentuale Oberwellengehalt der Steuerspannung um so
größer, je besser die Brücke für die Grundwelle abgeglichen ist. Die Kurvenform
der Steuerspannung ändert sich dann also sehr stark mit der Amplitude. Die Phasenlage
der Grundwelle der Steuerspannung ist zwar amplitudenunabhängig, sofern die Brücke
abgeglichen ist und nur ohmisch oder nur induktiv bzw. kapazitiv verstimmt wird,
der Phasenwinkel selbst ist jedoch in all diesen Einzelfällen verschieden. Je nach
der Art der Brückenverstimmung müssen daher mehr oder weniger umständliche Vorkehrungen
getroffen werden, um die richtige Phasenlage zwischen Steuerspannung und Anodenspannung
herzustellen.
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Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck die Diagonalspannung einer Reihenschaltung
von Induktivität und Kondensator zugeführt, wobei die Kondensatorspannung an das
Gitter des ersten dampf- oder gas gefüllten Entladungsgefäßes gelegt wird.
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Es sind bisher schon wechselstrombetriebene Relaissclialtungen bekanntgeworden,
bei denen eine ferromagnetische Drossel vorgesehen ist. Ihre Induktivität ist dabei
amplitudenabhängig, d. h. die Stromspannungskennlinie weicht von der Geraden ab.
Im Gegensatz hierzu wird bei vorliegender Erfindung eine Proportionalität zwischen
Strom und Spannung erreicht, wodurch der Ansprechwert mit gleicher Empfindlichkeit
über den ganzen Meßbereich der elektromagnetischen Meßlehre verschoben werden kann.
Der hier beanspruchte Reihenresonanzkreis hat die Aufgabe, die gewünschte Phasenbeziehung
zwischen Brückendiagonalspannung und Anzeigegerät herzustellen und die Oberwellen
zu unterdrücken und damit die Empfindiichkeit der Anordnung zu steigern.
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In der Abb. 1 ist ein Schaltungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.
Die Brückenschaltung besteht aus den Zweigen I bis 4, die Speisung erfolgt bei 5,
die Diagonalspannung wird bei 6 und 7 abgegriffen. An die Klemmen 6 und 7 wird erfindungsgemäß
ein Reihenresonanzkreis, bestehend aus Induktivität 8 und Kapazität g angeschlossen.
Zur Regelung ist der Kondensator g veränderlich ausgebildet. Über der Kapazität
9 wird die Eingangsspannung der Steuerschaltung abgegriffen. In dem dargestellten
Beispiel besteht diese Steuerschaltung aus zwei dampf-oder gasgefüllten Entladungsgefäßen,
nämlich einer Verstärkerstufe IO und einer Relaisröhrenstufe I I. Im Gitterkreis
der Röhre II liegt eine regelbare Gleichspannung, die über dem Spannungsteiler I2
abgegriffen wird und zur Einreglung des Ansprechwertes dient.
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Abb. 2 zeigt ein Diagramm der Schaltung nach Abb. I. Auf der Abszisse
ist die Kapazität des Kondensators 9 als unabhängige Veränderliche aufgetragen,
die Ordinate stellt den Phasenwinkel a dar. Dieser wird zwi schen der Grundwelle
der Diagonalspannung über 6-7 und der über dem Kondensator 9 abgegriffenen Eingangsspannung
gemessen.
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Er stellt also den Winkel zwischen der Steuerspannung und der Gesamtspannung
dar, wie aus dem Vektordiagramm (Abb. 3) zu ersehen ist. Die einzelnen Vektoren
sind die Teilspannungen und lassen erkennen, daß bei kleinem C der Phasenwinkel
a zwischen der Gesamtspannung P und der Steuerspannung groß ist. Mit wachsendem
C nimmt a ab, wie der an sich bekannte Verlauf in Abb. z erkennen läßt. Im Resonanzfalle
ist 900, und man erkennt die weitgehende Regelbarkeit des Winkels a in Abhängigkeit
von der Kapazität C des Kondensators 91, je nachdem man sich von der Resonanzlage
bei a = go° .m einen oder anderen Sinne entfernt. Für die Oberwellen wirkt der Resonanzkreis
g, 9 als Filter, da der Scheinwiderstand der Selbstinduktion g mit der Frequenz
zunimmt und der von dem Kondensator g abnimmt. Es kommt; õ in der Relaisanordnung
nur die Grundwelle der Spannung zur Wirkung.