DE708812C - Elektrisches Messgeraet - Google Patents

Elektrisches Messgeraet

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Publication number
DE708812C
DE708812C DEA84256D DEA0084256D DE708812C DE 708812 C DE708812 C DE 708812C DE A84256 D DEA84256 D DE A84256D DE A0084256 D DEA0084256 D DE A0084256D DE 708812 C DE708812 C DE 708812C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring device
coil
permanent magnet
measuring
magnet system
Prior art date
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Expired
Application number
DEA84256D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Werner Oesinghaus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Filing date
Publication date
Application filed by AEG AG filed Critical AEG AG
Priority to DEA84256D priority Critical patent/DE708812C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE708812C publication Critical patent/DE708812C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/08Circuits for altering the measuring range

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

  • Elektrisches Meßgerät Bei elektrischen Meßgeräten mit Zeigerausschlag spielt die Unterdrückung des Anfangsmeßbereiches oft eine wesentliche Rolle, wenn die Anzeige der Meßergebnisse nur in der Nähe des Sollwertes von Bedeutung ist.
  • In den meisten Fällen, insbesondere beiDrehspulmeßgeräten, wird die Anfangsunterdrükkung durch eine Gegenkraft meist mit Hilfe einer entsprechend gespannten Feder lerreicht.
  • Dieser Maßnahme ist jedoch durch die Elastizität der Feder und die dadurch auftretenden Schwingungen eine Grenze gesetzt. Bei statischen Instrumenten wendet man beispielsweise auch magnetische Hilfskräfte an, womit - jedoch die Anfangsunterdrückung ebenfalls nur bis zu einem gewissen Grade möglich ist und im übrigen eine stark verzerrte Skala erreicht wird. Man hat auch als Gegenkraft eine konstante Spannung verwendet, z. B. bei den sog. Differentialgalvanomqetern.
  • Eine ausreichende konstante Spannungsquelle ist aber selten vorhanden; sie müßte zudem mit Hilfe von Präzisionsinstrumenten überwacht werden.
  • Es ist auch bekannt, bei Meßgeräten zwei auf den Drehteil wirkende, räumlich voneinander getrennte elektnsche bzw. magnetische Felder, die in verschiedener Weise von der Meßgröße abhängen, zum Schutz gegen obere lastung zu verwenden. Die Einwirkung des zweiten den Schutz ergebenden Drehmomentes erfolgt dort aber erst außerhalb des normalen Meßbereiches, derart, daß praktisch keinerlei Beeinflussung der Anzeige innerhalb des Meßbereiches eintritt.
  • Zur genauen Messung des Sollwertes einer elektrischen Größe wird die Unterdrückung eines großen Skalenanfangsbereiches ohne besondere Gegenspannung terfindungsgemäB erzielt durch die Verwendung,eines elektrischen Meßgerätes mit zwei auf den Drehteil des Meßwerkes einwirkenden, räumlich voneinander getrennten elektrischen bzw. magnetischen Feldern, die in verschiedener Stärke von der Meßgröße abhängen und einander entgegenwirkende Drehmomente erzeugen5 d. h. also es werden dem Drehteil eines Meßwerkes zwei in verschiedener Weise von der Meßgröße abhängige, entgegengesetzt wirkende Drehmomente zugeführt, die von räum lich getrennten elektrischen oder magnetischen Feldern erzeugt werden. Das erilndungsgemäße Meßgerät ist somit so ausgebildet, daß die auf den Drehteil einwirkenden Drehmomente unterhalb des Sollwertbereiches eine Bewegung des Zeigers nicht bewirken könnten. Die Summe der Drehmomente ist einmal Null, wenn der Meßstrom Null ist, dann aber auch, wenn die beiden Momente einander gleich sind. Von diesem Punkte an aufwärts ergibt sich ein Überwiegen des einen in der Anzeigerichtung wirkenden Drehmomentes gegenüber dem Ge gendrehmoment, so daß das Meßgerät erst von hier an ausschlägt. Die Lage des zweiten Nullpunktes kann dabei je nach der Ausbildung der die Momente erzeugenden Mittel beliebig gewählt werden. Während das Gegendrehmoment vorzugsweise linear vom Meßstrom abhängt, kann das den Ausschlag bewirkende Drehmoment mit quadratischer oder auch in einer höheren Potenz vom Meßstrom abhängig sein, so daß die Summe der beiden Momente, auf die Anzeigerichtung bezogen, zunächst negativ verläuft.
  • Dadurch ist eine stabile Nullpunktlage gewährleistet, weil erst von einem bestimmten Meßwert ab das den Ausschlag bewirkende Drehmoment überwiegt und so seine Anzeige hervorruft.
  • Bei einem Drehspulmeßgerät z. B. bewegt sich der das Gegendrehmoment erzeugende Teil des Meßwerkes in dem Felde eines Dauermagneten, so daß dieses Moment linear ist, während das den Ausschlag bewirkende Drehmoment in einem nach Art eines wattmetrischen Systems gebaute Teil erzeugt wird, bei der die feste und die bewegliche Spule von gleichen oder von verhältnisgleichen Meßströmen durchflossen sind.
  • Das Wesen der Erfindung wird an zwei Ausführungsbeispielen für ein Drehspulmeßwerk näher erläutert.
  • In Abb. 1 ist das Meßwerk eines Drehspulmeßgerätes in schaubildlicher Darstellung gezeigt.
  • Abb. 2 zeigt den Verlauf der Felder, der Drehmomente und des Ausschlagwinkels in Abhängigkeit vom Meßstrom oder der zu messenden Spannung.
  • Abb. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Meßwerkes.
  • Abb. 4 zeigt die Schaltanordnung für ein wechselstromgespeistes Gleichstrommeßgerät, und Abb. 5 stellt die Skala für einen Spannungsmesser dar.
  • Gemäß Abb. 1 besteht das Meßwerk aus einem Magnetsystem 1 mit Dauermagneten 2 und 3, in deren Luftspalt 4 sich die eine Seite einer Drehspule 5 bewegt. Die andere Seite der Spule befindet sich in einem Luftspalt 6 zwischen Weicheisenpolen7 und 8, deren lamelliertes, allseitig geschlossenes Joch 9 Erregerspulen 10 und 11 trägt. Auf die Spule 5 wirken demnach zwei Felder ein, und zwar das von den Spulen 10, 11 im Magnetsystem cy erzeugte Feld 0 und das konstante Feld 1l des Dauermagneten 1. Die erzeugten Drehmomente wirken in entgegengesetzter Richtung und heben sich demnach bei gleicher Größe in ihrer Wirkung auf.
  • Die Spule 5 befindet sich also so lange in der Nullstellung, als das vom Feld abhängige Drehmoment gegenüber dem anderen überwiegt und dann die Auslenkung in das eigentliche Skalengebiet erfolgt.
  • Die beiden Spulen lo und 11 sind hinteren andergeschaltet und liegen an der Spannung U, während die Spule 5 mit einem Vorwiderstand 12 parallel zu den Spulen lo und ii angeord net ist.
  • In Abb. 2 ist der Fluß- und Drehmoment verlauf der beiden Teilsysteme abhängig vom Meßstrom dargestellt. Der Fluß 01 im Magnetsystem g verläuft, solange die Sättigung noch nicht erreicht ist, nach einer geraden Linie, die je nach den aufgebrachten Windungen flacher oder steiler ansteigt. Der Fluß 5p1l bildet in seinem Verlauf eine zur Abszisse parallele Gerade, da er von einem Dauermagneten erzeugt wird. Der Abstand der Geraden hängt von der Feldstärke des verwendeten Magneten ab. Da der Einfluß des Magneten entgegengesetzt wirkt, ist der Fluß negativ aufgetragen. Das mit dem Strom im Rähmchen 5 erzeugte Drehmoment steigt in dem einen System nach Kurve 1% quadrastisch im anueren System nach der Kurve Di linear an. Das Differenzmoment erzeugt den Ausschlagu, der einmal Null ist, wenn der Strom verschwindet, und dann, wenn die Drehmomente gleich sind. Der verlangte Meßbereich kann oberhalb des zweiten Nullpunk tes zwischen den Grenzen a und b beliebig gewählt werden.
  • Durch eine Kompensationswicklung, die auf dem Joch I des Dauermagneten angebracht wird, läßt sich die Steilheit des Kurvenverlaufes für den Winkelausschlag a noch erhöhen, da dieser in Abhängigkeit von der Spannungsänderung die auf die Spule wirkende Gegenkraft vergrößert oder verringert.
  • Eine andere Ausführungsform für die Gestaltung des Meßwerkes zeigt Abb. 3. Die beiden Magnetsysteme, sind übereinander angeordnet. Die Bezugszeichen sind im wesent-]ichen die gleichen wie in Abb. I. Auf dem Erregersystem 9 befindet sich nur eine Spule 20, während das Dauermagnetsystem 1 nur einen Magnetstab 30 aus einem Magnetstahl hoher Koerzitivkraft besitzt. Die Pole sind einerseits mit dem ringförmigen Joch, andererseits mit einem Weicheisenpol verbunden, demgegenüber ein Drehspulenkern I3 angeordnet ist, auf dem sich eine Drehspule I4 befindet, die durch eine feste Achse mit der Spule 15 des Erregermagneten verbunden ist.
  • Die beiden Drehspulèn sind in Reihe geschaltet, und ihnen vorgeschaltet ist wiederum ein fester Widerstand 12 (vgl. auch Abb. 4).
  • Die Arbeitsweise ist genau die gleiche wie bei dem Meßsystem gemäß Abb. I.
  • Die Einrichtung läßt sich vorzugsweise als Spannungsmesser oder Strommesser mit stark unterdrücktem Anfangsmeßbereich, also mit einer Unterdrückung von 80 bis go% und mehr des Sollwertes anwenden. Für den Anschluß an eine Wechselspannung kann der Anordnung ein Gleichrichter, zweckmäßig in Grätzscher Schaltung I6, vorgeschaltet sein, wie die Abb. 4 zeigt. Die Skala eines derartigen Meßgerätes zeigt Abb. 5, die im wesentlichen einen linearen Verlauf hat und nur die Meßwerte in einem höheren Bereich anzeigt.
  • In ähnlicher Weise ist die Anordnung auch als Drehzahlanzeiger für einen bestimmten Drehzahlbereich verwendbar. Die Meßgeräte haben auch den Vorteil einer nachprüfbaren Nullstellung, da bei Stromlosigkeit keine Hilfskräfte auf den Drehteil einwirken.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verwendung eines elektrischen Meßgerätes mit zwei auf den Drehteil des Meßwerkes einwirkenden, räumlich voneinander getrennten elektrischen bzw. magnetischen Feldern, die in verschiedener Stärke von der Meßgröße abhängen und einander entgegenwirkende Drehmomente erzeugen, zur genauen Messung eines Sollwertes bei Unterdrückung eines großen Skalenanfangsbereiches.
  2. 2. Meßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem einen Feld hervorgerufene Drehmoment linear, das andere quadratisch von der Meßgröße abhängig ist.
  3. 3. Meßgerät nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, daß auf den Drehteil einerseits das Feld eines D anermagne. ten, andererseits lein elektrisch erregtes Feld einwirkt.
  4. 4. Drehspulinstrument nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Spule sich teils im Luftspalt des Dauermagnetsystems, teils im Luftspalt des elektrisch erregten Magnetsystems befindet.
  5. 5-. Meßgerät nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh spule eines Drehspulmeßgerätes mit Dauermagnetsystem mit der Drehspuie eines nach wattmetrischem Prinzip elektrisch erregten Systems durch eine gemeinsame Achse verbunden ist.
  6. 6. Meßgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Joch des Dauermagnetsystems eine Kompensationswicklung angebracht ist, die in Abhängigkeit von der zti messenden Größe die Gegenkraft des Dauermagneten verändert.
DEA84256D 1937-09-19 1937-09-19 Elektrisches Messgeraet Expired DE708812C (de)

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DEA84256D DE708812C (de) 1937-09-19 1937-09-19 Elektrisches Messgeraet

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DE708812C true DE708812C (de) 1941-07-29

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ID=6949123

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2788491A (en) * 1952-05-03 1957-04-09 Gen Electric Expanded scale voltmeter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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