DE719795C

DE719795C - Switchable multimeter for direct and alternating current

Info

Publication number: DE719795C
Application number: DEH155334D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Stane Osterman
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1938-03-31
Filing date: 1938-03-31
Publication date: 1942-04-16

Description

Umschaltbares Vielfachmeßgerät für Gleich- und Wechselstrom Die Dreidung betrifft ein umschaltbares Vielfachmeßgerät zur Messung von Strömen und Spannungen verschiedener Größen für Gleich- und Wechselstrom. Das Anzeigegerät ist ein Gleichstromgerät, z. B. ein Drehspulgerät. Bei Wechselstrombetrieb wird mit bekannten Mitteln, z. B. über Trockengleichrichter in bekannten Schaltungen, der dem Anzeigegerät zugeleitete Strom in Gleichstrom umgeformt. Die verschiedenen Strommeßbereiche sollen durch Anzapfungen eines Nebenschlußwiderstandes, die verschiedenen Spannungsmeßbereiche durch Anzapfungen eines Vorwiderstandes hergestellt werden, der im Fall eines kombinierten Strom- und Spannungsmessers dem Meßwerk und dem angezapften Nebenwiderstand für die Strommeßbereiche oder einem diesem gleichwertigen Widerstand vorgeschaltet ist.Switchable multimeter for direct and alternating current The three-part relates to a switchable multimeter for measuring currents and voltages different sizes for direct and alternating current. The display device is a direct current device, z. B. a moving coil device. In AC operation, known means such. B. via dry rectifier in known circuits, which is fed to the display device Current converted into direct current. The various current measuring ranges should go through Taps of a shunt resistor, the different voltage measuring ranges by tapping a series resistor, which in the case of a combined Ammeter and voltmeter the measuring mechanism and the tapped shunt resistance for the current measuring ranges or an equivalent resistor is connected upstream.

Durch den Gleichrichter ist der im Verhältnis zum notwendigen Gleichspannungsabfall große notwendige Spannungsabfall fest gegeben. Den kleineren notwendigen Spannungsabfall bei Gleichstrombetrieb oder einen kleineren Spannungsabfall bei beiden Stromarten hat man bis heute auf verschiedene Arten hergestellt. Man hat z. B- für beide Stromarten getrennte anzapfbare Neben- und Vorwiderstände verwendet. Diese Lösung befriedigt aber nicht wegen des technischen Aufwandes. Man hat auch, um die gleichen Neben- und Vorwiderstände für beide Stromarten benutzen zu können, einen Transformator eingeschaltet, insbesondere in Verbindung mit einem Drehspulgerät, das auf seinem Rähmchen zwei verschiedene Wicklungenträgt, die wechselweise beiden Stromarten zugeordnet sind. Die Anwendung einer solchen Sonderausführung macht aber das Vielfachmeßgerät komplizierter im Aufbau, und die Empfindlichkeit geht wegen der Aufteilung des gegebenen Wickelraumes auf einen Bruchteil zurück. Außerdem bringt die Anwendung eines Transformators bekanntlich erhebliche Frequenzfehler mit sich. Ein solches Gerät ist daher nur in einem verhältnismäßig engen Frequenzbereich mit einer gegebenen Wechselstromeichung in Einklang zu bringen. Es ist weiterhin bekannt, unter Vermeidung eines Transformators die gleichen Neben- und Vorwiderstände für beide Stromarten zu benutzen. Wenn man in diesem Fall aber für jede Stromart den jeweils kleinstmöglichen Spannungsabfall anwendet, so müssen jeder Anzapfung des Neben- und Vorwiderstandes für Gleich- und Wechselstrombetrieb zwei verschiedene Meßbereiche zugeordnet sein. Man hat also für beide Stromarten zwei verschiedene Skalen der Meßbereichwähler. Man kann aber auch die beiden Skalen der Meßbereichwähler für beide Stromarten einander angleichen und zur Dekkung bringen, so daß an jedem der beiden Meßbereichwähler für Ströme und Spannungen nur eine einzige Meßbereichskale notwendig ist. Diese- Aufgabe- wurde gelöst einerseits durch Hinzuschalten oder Kurzschließen eines bestimmten Widerstandsbetrages im Kreis des Gleichstromanzeigers bei bestimmten Meßbereichen der Gleichstrommessung, andererseits durch eine solche Ausführung der Meßbereichwähler, daß diese zwei um eine oder mehrere Meßbereichanzapfungen gegeneinander versetzte Schleifkontaktfedern besitzen, von denen die dem Wechselstrombetrieb zugeordnete Feder für den gleichen Wechselstrommeßbereich einen höheren Widerstand als die entsprechende Gleichstromkontaktfeder abgreift. Die Wahl der Stromart geschieht dabei in einer bekannten Ausführungsform durch Verdrehen des Meßbereichumschalters um etwa einen Halbkreis. Für solche Fälle, -in denen aus konstruktiven oder meßtechnischen Gründen diese Ausführungsform unvorteilhaft oder unmöglich ist, wird im nachfolgenden eine durch ihre Einfachheit vorteilhafte Lösung beschrieben. In einer ersten Ausführungsform sind die Meßbereichumschalter mit je zwei Kontaktfedern ausgerüstet, die eine für Gleich-, die andere für Wechselstrombetrieb; sie behalten jedoch für beide Stromarten dieselbe Stellung. An die Stelle des Herumschwenkens der Meßbereichumschalter tritt die Betätigung eines gesonderten Stromartwählers. In einer anderen Ausführungsform ist es vorgesehen; daß die Meßbereichwähler, wie bei der ersten Ausfiihrungsform, einerlei Stellungen haben, jedoch der Stromartwähler mit dem Umschalter für Strommessung oder Spannungsmessung gekuppelt oder sonstwie konstruktiv vereinigt ist, derart, daß man diesen kombinierten Umschalter in eine von vier möglichen Stellungen für Wechselstrom, Wechselspannung, Gleichstrom, Gleichspannung zu bringen hat. In einer - dritten Ausführungsform schließlich ist Wert darauf gelegt, mit einer Mindestzahl von Schaltkontakten auszukommen. In ihr ist, ebenso wie in der zweiten, der Umschalter für die beiden Stromarten und der für Strom- oder Spannungsmessung vereinigt, und an die Stelle der Meßbereichumschalter mit zwei Kontaktfedern für Gleich- und für Wechselstrom treten solche mit nur einer Kontaktfeder, jedoch ermöglicht es die Angleichung der Meßbereichreihen aneinander, mit nur einer Meßbereichbezifferung für beide Stromarten auszukommen, und es ist nur notwendig, diese feste Folge von Zahlen, die für beide Stromarten gültig ist, gegenüber den Anzapfungen des Neben- und des Vorwiderstandes mechanisch verschiebbar anzuordnen, wobei nur zwei Stellungen für die beiden Stromarten vorkommen. Zweckmäßig werden diese verschiebbaren Meßbereichreihen mechanisch mit dein Stromartwähler gekuppelt.Due to the rectifier, this is in relation to the necessary DC voltage drop large necessary voltage drop firmly given. The smaller voltage drop required with direct current operation or a smaller voltage drop with both types of current has been made in different ways to this day. One has z. B- for both types of current separate tapped shunt and series resistors are used. This solution is satisfactory but not because of the technical effort. One also has to deal with the same secondary and to be able to use series resistors for both types of current, a transformer switched on, especially in connection with a moving coil device that is on his Frame carries two different windings, which are alternately assigned to both types of current are. The use of such a special design makes the multimeter more complicated in construction, and the sensitivity goes because of the division of the given Changing room to a fraction. Also brings the use of a transformer known to be significant frequency errors. Such a device is therefore only in a proportionate way narrow frequency range with a given To bring AC calibration in line. It is still known to be under avoidance a transformer has the same shunt and series resistors for both types of current to use. In this case, however, if you use the smallest possible for each type of current Voltage drop applies, each tap of the shunt and series resistor two different measuring ranges must be assigned for direct and alternating current operation. So you have two different scales of the measuring range selector for both types of current. But you can also switch the two scales of the measuring range selector for both types of current to each other adjust and bring to cover so that on each of the two measuring range selectors only a single measuring range scale is required for currents and voltages. These- The task was solved on the one hand by connecting or short-circuiting a specific one Resistance value in the circle of the direct current indicator for certain measuring ranges the direct current measurement, on the other hand by such a design of the measuring range selector, that these two offset one another by one or more measuring range taps Have sliding contact springs, one of which is assigned to AC operation Spring for the same AC current measuring range has a higher resistance than the corresponding one DC contact spring taps. The type of current is selected in one known embodiment by rotating the measuring range switch by about one Semicircle. For such cases, -in those for design or measurement reasons this embodiment is disadvantageous or impossible, in the following one described by their simplicity advantageous solution. In a first embodiment the measuring range switch is equipped with two contact springs each, one for DC, the other for AC operation; however, they retain for both types of current same position. The measuring range switch takes the place of swiveling around the actuation of a separate type of current selector. In another embodiment is it provided; that the measuring range selector, as in the first embodiment, have the same positions, but the current type selector with the switch for current measurement or voltage measurement is coupled or otherwise constructively combined in such a way, that one of four possible positions for this combined switch AC current, AC voltage, DC current, DC voltage has to bring. In a - Third embodiment, finally, emphasis is placed on having a minimum number get by with switching contacts. In it, as in the second, is the switch for the two types of current and that for current or voltage measurement combined, and instead of the measuring range switch with two contact springs for equal and for Alternating current occurs with only one contact spring, but it enables that Alignment of the measuring range series with one another, with only one measuring range numbering get by for both types of current, and it is only necessary to use this fixed sequence of Numbers that are valid for both types of current, compared to the taps of the secondary and the series resistor to be arranged mechanically displaceable, with only two positions occur for both types of current. These shiftable measuring range rows are expedient mechanically coupled with your type of electricity selector.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.Several exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing shown.

Bei dem Gerät nach Abb. i ist neben dem üblichen Meßwerkumschalter a, dein Stromspannungssclialter b und den Meßbereichwählern c und d ein Stromartschalter m vorgesehen, der sich aus vier Einzelschaltern zusammensetzt und zweckmäßig über eine mechanische Kupplung zusammen mit dein Umschalter a. betätigt wird. Die Meßbereichwähler besitzen wiederum zwei um eine Anzapfung gegeneinander versetzte Schleifkontaktfedern e und f, die aber nicht mehr diametral angeordnet sind. Außerdem ist nur der Meßbereichwähler c mit dem Kurzschließer 'o, versehen, durch den nur bei bestimmten Meßbereichen für Gleichstrom der Zusatzwiderstand r, hinzugeschaltet wird.In the device according to Fig. I, in addition to the usual measuring mechanism switch a, your current voltage switch b and the measuring range selectors c and d a type of current switch m provided, which is composed of four individual switches and appropriately over a mechanical clutch together with your changeover switch a. is operated. The range selector in turn have two sliding contact springs offset from one another by a tap e and f, but they are no longer arranged diametrically. In addition, only the measuring range selector is c with the short-circuiter 'o, provided by the only for certain measuring ranges for direct current the additional resistor r, is switched on.

Beim Spannungsbereich läßt sich die Angleichung der Meßbereiche infolge der neuen Anordnung der Schleifkontaktfedern durch Vorschalten von Widerstand bei Gleichstrom einfacher erzielen als durch Kurzschließen von Teilen des Vorwiderstandes hei Wechselstrom. Man führt zu diesem Zweck den Strom bei bestimmten Gleichspannungsmeßbereichen zunächst über den beiden Stromarten gemeinsamen Vorwiderstand t, und dann über den Vorwiderstand r'.In the case of the voltage range, the equalization of the measuring ranges can be achieved as a result the new arrangement of the sliding contact springs by adding a resistor Achieving direct current is easier than by short-circuiting parts of the series resistor hot alternating current. For this purpose, the current is fed to certain DC voltage measuring ranges first across the series resistor t common to both types of current, and then across the Series resistor r '.

Die Anordnung nach Abb. i erfordert aber neben der Bedienung der Meßbereichwähler, des Stromspannungsschalters noch die des Stromartwählers. Eine weitere Vereinfachung läßt sich mit der Anordnung nach Abb. a erzielen. Hier ist der Stromspannungsschalter b gleichzeitig als Stromartwähler ausgebildet. Allerdings lassen sich nicht sämtiche Einzelschalter m durch diesen ersetzen. Die Schalter nz3 und m4 bleiben erhalten; doch können diese ebenso wie der Schalter a durch eine geeignete Kupplungsvorrichtung mit dem Umschalter b verbunden werden, so daß bei einem Stromartwechsel im Strom- oder Spannungsmeßbereich durch Drehung des Schalters b um I8o° gleichzeitig die Schalter m3 und % sowie der Schalter n in die zugehörige Stromartstellung bewegt werden. Diese Schaltung hat also den Vorteil, daß neben den Meßbereichwählern nur noch der mit dem Stromkennzeichen versehene Schaltgriff des Stromspannungsschalters betätigt zu werden braucht.However, the arrangement according to Fig. I requires, in addition to operating the measuring range selector, voltage switch nor that of the type of current selector. Another simplification can be achieved with the arrangement according to Fig. a. Here is the voltage switch b simultaneously designed as a type of electricity selector. However, not all of them can be Replace single switch m with this one. The switches nz3 and m4 are retained; but these can just as well as the switch a through a suitable one Coupling device to be connected to the switch b, so that when a current type change in the current or voltage measuring range by turning switch b by 180 ° at the same time the switches m3 and% as well as the switch n are moved to the associated current type position will. This circuit has the advantage that in addition to the measuring range selectors only nor the switch handle of the voltage switch with the current label needs to be operated.

Auf dem Gedanken, den Stromspannungsschalter gleichzeitig als Stromartwähler auszubilden, beruht auch die Anordnung nach Abb. 3. Bei dieser fehlt die Schleifkontaktfeder f des Meßbereichwählers c, und die Schleifkontaktfedern des Meßbereichwählers r( sind nicht gegeneinander versetzt. Damit aber jetzt der Meßbereichwähler, der seine Stellung bei einer Stromartänderung, gleichen Meßbereich vorausgesetzt, nicht ändert, den richtigen Meßbereich abgreift bzw. anzeigt, muß die Meßbereichkennzeichnung verschiebbar gemacht werden. Zweckmäßig erfolgt diese Verschiebung der Skala um eine Anzapfung über eine Kupplungsvorrichtung mittels des Schalters b. Neben dem Fortfall einer Schleifkontaktfeder kann als weiterer Vorteil dieser Anordnung das Wegfallen des Schalters i174, der den gesamten Meßstrom aufnehmen muß, angesehen werden.On the idea of using the voltage switch as a type of current selector The arrangement according to Fig. 3 is also based on this. The sliding contact spring is missing here f of the measuring range selector c, and the sliding contact springs of the measuring range selector r ( are not offset against each other. But now the measuring range selector, his Position in the event of a change in the type of current, assuming the same measuring range, does not change, taps or displays the correct measuring range, the measuring range identification must can be made movable. This shifting of the scale is expediently carried out by a tap via a coupling device by means of the switch b. Next to the The omission of a sliding contact spring can be a further advantage of this arrangement The omission of the switch i174, which has to take up the entire measuring current, is considered will.

Zur besseren Hervorhebung der jeweilig benutzten Stromart. können die Stromartkennzeichen auf der beweglichen Skala so, angebracht sein, daß je nach der Stellug des Stromspannungsschalters entweder nur das eine oder das andere sichtbar ist. Statt den Drehgriff des Stromspannungsschalters mit den Stromkennzeichen zu versehen, wie in Abb. 2 und 3, kann man den Drehgriff auch so ausbilden, daß er das der gerade benutzten Stromart entsprechende Kennzeichen, das auf dem Gehäuse n angebracht ist, in einem Ausschnitt o freigibt (Abb. q.).To better emphasize the type of current used. can the type of current identification on the movable scale must be attached in such a way that depending on the position of the voltage switch either only one or the other is visible is. Instead of the rotary handle of the voltage switch with the current label too provided, as in Fig. 2 and 3, you can train the rotary handle so that he the label corresponding to the type of current currently being used on the housing n is attached, releases in a cutout o (Fig. q.).

# Der Erfindungsgedanke der Kupplung zwischen dem Stromspannungsschalter und dem Stromartwähler erstreckt sich auch auf andere Meßgeräte, so z. B. auf Strom- und Spannungsmesser mit dem gleichen Spannungsabfall bzw. .Stromaufnahme bei beiden Stromarten oder auf solche, bei denen .getrennte Vor- und Nebenwiderstände vorgesehen sind, um bei Gleichstrommessungen einen kleineren Spannungsabfall als bei Wechselstrommessungen zu erreichen.# The concept of the invention of the coupling between the voltage switch and the current type selector also extends to other measuring devices, such. B. on electricity and voltmeter with the same voltage drop or current consumption for both Types of current or those for which separate series and shunt resistors are provided are to have a smaller voltage drop for direct current measurements than for alternating current measurements to reach.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switchable multimeter for direct and alternating current, in particular current and voltage meter, with a device that while maintaining the same series and shunt resistances when changing from one type of current to another while maintaining the for the relevant. Type of current the most favorable voltage drop allows a uniform measuring range arrangement for both types of current, characterized in that the measuring range switch, with which the different measuring ranges are set by tapping a shunt resistor for current measurement, by tapping a series resistor for voltage measurement, two each by one or more resistance taps against each other have offset sliding contact springs and that the type of current is selected using a separate switch (17t1, in, 171.3, in ").

2. Switchable multimeter for equal and alternating current according to claim i, characterized in that the measuring range switch, with which by tapping a shunt resistor for current measurement Tapping a series resistor for voltage measurement in the various measuring ranges be set, two by one or more resistance taps against each other have offset sliding contact springs and that the current type selector with the switch for current measurement or voltage measurement so coupled or structurally combined is that there is a Sehalter with four possible positions. Switchable multimeter for direct and alternating current according to claim i, characterized in that the type of current selector with the changeover switch for current measurement or voltage measurement so coupled or What is structurally combined is that there is a switch with four possible positions and that ß measuring range selector with only one contact spring are used, with the measuring range series corresponding to the two types of current compared to the taps the resistors are arranged to be displaceable in two positions, which correspond to the two types of current This shift is mechanically coupled to the current type selector can be.