DE720647C

DE720647C - Device for measuring high-ohmic resistances and weak currents, especially for testing photocells

Info

Publication number: DE720647C
Application number: DER105194D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1939-05-11
Filing date: 1939-05-11
Publication date: 1942-05-12

Description

Einrichtung zum Messen von hochohmigen Widerständen und schwachen Strömen, insbesondere zum Prüfen von Photozellen Zum Messen von hochohmigen Widerstand den und schwachen Strömen verwendete man bisher elektrostatische Verfahren bzw. hochempfindliche Instrumente, die gegen Beschädigung und Zerstörung sehr wenig widerstandsfähig sind und deren Beschaffung mit hohen Kosten verbunden ist.Device for measuring high and weak resistances Currents, especially for testing photocells. For measuring high-ohmic resistance and weak currents, electrostatic processes or highly sensitive instruments that are very little resistant to damage and destruction and their procurement is associated with high costs.

Die Erfindung betrifft eine einfache Einrichtung zum Messen von hochohmigen Widerständen und schwachen Strömen, insbesondere zum Prüfen von Photozellen. Die Einrichtung ist gekennzeichnet durch zwei in Reihe an einer konstanten Gleichspannung liegende Potentiometer, von denen der Abgriff des ersten mit einem festen Widerstand und der Abgriff des zweiten mit einem Pol des Prüflings verbunden ist, während zwischen dem anderen Pol des Prüflings und der dem ersten Potentiometer abgewandten Seite des festen Widerstandes eine galvanische Verbindung besteht, und durch leine Glirninröhre, deren einer Pol an die eben genannte galvanische Verbindung und deren anderer Pol über den Abgriff eines dritten Potentiometers an das andere Ende des zweiten Potentiometers angeschlossen ist, wobei am zweiten Potentiometer ein Spannungsabfall liegt, der größer als die Zündspannung der Glimmröhre ist, und das erste Potentiometer eine in Stromstärken und/oder Ohmwerten und/oder Empfindlichkeitswerten (für Photozellen) geeichte Ableseskaln für die Stellung seines Abgriffe trägt. The invention relates to a simple device for measuring high resistance Resistors and weak currents, especially for testing photocells. the Device is characterized by two in series at a constant DC voltage lying potentiometer, of which the tap of the first with a fixed resistance and the tap of the second is connected to a pole of the device under test, while between the other pole of the device under test and the side facing away from the first potentiometer there is a galvanic connection of the solid resistance, and through a small glirnin tube, one pole of which to the galvanic connection just mentioned and the other pole of which via the tap of a third potentiometer to the other end of the second potentiometer is connected, with a voltage drop at the second potentiometer, the is greater than the ignition voltage of the glow tube, and the first potentiometer is a in currents and / or ohm values and / or sensitivity values (for photocells) carries calibrated reading scales for the position of its tap.

Durch die Anordnung der beiden in Reihe liegenden Potentiometer ist die Möglichkeit gegeben, sowohl an den festen Widerstand als auch an den Prüfling, der aus einem Stromlieferanten (Photozelle) bzw aus einer Spannungsquelle bestehen kann, veränderliche Vor- bzw Betriebsspannungen zu legen. The arrangement of the two potentiometers in series is given the possibility of both the fixed resistor and the test object, which consist of an electricity supplier (photocell) or a voltage source can apply variable bias or operating voltages.

Mit Hilfe der Glimmröhre wird die Spannungsverteilung zwischen dem Prüfling und dem Festwiderstand iiberwacht. Die Verstellung des Potentiometers, an dem der Festwiderstand liegt. die erforderlich ist, um nach Einsetzen des Prüflings den anfänglichen Betriebszustand der Glimmröhre wiederherzustellen, dient hierbei als Maß für die vom Prüfling abgegebene Spannung ~ bzw.With the help of the glow tube, the voltage distribution between the The test object and the fixed resistor are monitored. Adjusting the potentiometer, on which the fixed resistor lies. which is required to post Inserting the test item to restore the glow tube to its initial operating state, serves as a measure for the voltage ~ resp.

Stromstärke. Der NIeßwert kann der erfindungsgemäß an diesem Potentiometer angebrachten Ableseskala unmittelbar entnommen werden. Die Verschiebung des Abgriff des anderen Potentiometers am Prüfling ist ein NIaß für die Vorspannung bzw. Betriebsspannung des letzteren, unter der Voraussetzung, daß die Gleichspannungsquelle für die beiden Potentiometer konstant ist, eine Bedingung, die praktisch bei NetzanschIußgeräten und Gleichspannungsnetzen erfüllt ist oder leicht erfüllt werden kann.Amperage. The measured value can be measured according to the invention on this potentiometer attached reading scale can be taken immediately. The shift of the tap of the other potentiometer on the device under test is a N measure for the bias voltage or operating voltage of the latter, provided that the DC voltage source for the two Potentiometer is constant, a condition that comes in handy with power supply units and DC voltage networks is met or can easily be met.

Das Verhältnis der Spannungsabfälle an den in Reihe liegenden Potentiometern in bezug auf die Betriebsspannung ist so zu wählen, daß mindestens ein Spannungsabfall größer ist als das Zündpotential der Glimmröhre. Auf diese Weise ist es möglich, durch Parallelschaltung der Glimmröhre zu dem betreffenden Spannungsabfall. der größer oder gleich groß ist als die Zündspannung der Glimmröhre, der Glimmröhre eine Vorspannung zu geben, die ausreicht, um sie zum Ansprechen zu bringen, wenn die Spannung, die sich zwischen Prüfling und Festwiderstand einstellt, die gleiche Höhe erreicht als der Verbindungspunkt der beiden Potentiometer. The ratio of the voltage drops across the potentiometers in series with regard to the operating voltage is to be selected so that at least one voltage drop is greater than the ignition potential of the glow tube. In this way it is possible by connecting the glow tube in parallel to the relevant voltage drop. the is greater than or equal to the ignition voltage of the glow tube, the glow tube to give a bias sufficient to make them respond when the voltage that is established between the test object and the fixed resistor is the same Height reached as the connection point of the two potentiometers.

Die Beobachtung der Glimmröhre kann dadurch erleichtert werden, daß die Glimmröhre in einer Kippschaltung, die beispielsweise aus einem Widerstand und einem Kondensator besteht, gelegt ist. -Es treten dann periodische Glimmentladungen auf, sobald die Spannung an der Glimmröhre den Zündwert überschreitet, die sofort wieder verlöschen, sobald ein Unterschreiten des Zündwertes erfolgt. Es ist somit der Ansprechwerft in beiden Verschiebungseinrichtungen der Spannung infolge der Verstellung des Potentiometers, welches mit dem Festwiderstand verbunden ist, oder desjenigen Potentiometers, welches dem Prüfling zugeordnet ist, genau definiert. The observation of the glow tube can be facilitated in that the glow tube in a flip-flop, for example from a resistor and consists of a capacitor, is placed. - Periodic glow discharges then occur on as soon as the voltage at the glow tube exceeds the ignition value, which immediately go out again as soon as the ignition value is undershot. So it is the response yard in both displacement devices of the tension due to the Adjustment of the potentiometer, which is connected to the fixed resistor, or of the potentiometer that is assigned to the test item is precisely defined.

Es ist vorteilhaft, die für die Erzeugung der Kippentladung erforderliche Kapazität aus zwei in Reihe liegenden Kodensatoren zusammenzusetzen, zwischen denen sich die Anschlußklemmen für einen Kopfhörer oder Verstärker befinden. silan erzielt auf diese Weise mit einfachsten Mitteln eine galvanische Trennung der akustischen Geräte von der Meßanordnung. It is advantageous to have that required for generating the tipping discharge Capacitance can be composed of two capacitors in series, between which the connection terminals for a headphone or amplifier are located. silane achieved in this way a galvanic separation of the acoustic with the simplest means Devices from the measuring arrangement.

Das freie Ende der Glimmröhre wird mit dem Abgriff eines Potentiometers verbunden, welches an der Spannungsquelle für die erstgenannten Potentiometer und/oder parallel zu einem dieser Potentiometer liegt. Es wird dadurch die Einstellung der Vorspannung der Glimemröhre ermöglicht, und es ist die Mög lichkeit einer Nachregulierung gegeben, falls sich der Ansprechwert im Laufe der Zeit verschiebt. Das der Glimmröhre zugeordnete Potentiometer wird dabei vorteilhaft parallel zu demjenigen Potentiometer geschaltet, das dem Prüfling zugeordnet ist. The free end of the glow tube is connected to a potentiometer connected, which is connected to the voltage source for the first-mentioned potentiometer and / or parallel to one of these potentiometers. This will change the setting of the Bias of the Glimemröhre allows, and there is the possibility of readjustment given if the pickup value shifts over time. That of the glow tube associated potentiometer is advantageously parallel to that potentiometer switched that is assigned to the test item.

Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung zeigen die Abbildungen in Gestalt von Photozellenprüfgeräten. In Abb. I dient als Prüfling die Photozelle 1, deren einer Pol (Kathode 2) mit dem Abgriff 3 des Potentiometers 4 in Verbindung steht. In Reihe mit dem Potentiometer 4 liegt das Potentio meter 5. Beide Potentiometer sind an eine konstante Gleichspannung angeschlossen. Der Abgriff 6 des Potentiometers 5 ist mit einem festen Widerstand 7 verbunden, dessen freies Ende unmittelbar mit der Anode 8 der Photozelle I in Verbindung steht. An der galvanischen Verbindung zwischen Widerstand 7 und Photozelle I liegt ferner die eine Elektrode der Glimmröhre 9, deren anderer Pol am Abgriff io des Potentiometers II angeordnet ist. Die Glimmröhre g befindet sich in einer Kippschaltung, die aus dem Widerstand 12 und der durch die Kondensatoren 13 und 14 gebildeten Parallelkapazität besteht. An example of the application of the invention is shown in the figures of photocell testers. In Fig. I, the photocell 1 serves as the test object one pole (cathode 2) is connected to the tap 3 of the potentiometer 4. In series with the potentiometer 4 is the potentiometer 5. Both potentiometers are connected to a constant DC voltage. The tap 6 of the potentiometer 5 is connected to a fixed resistor 7, the free end of which is directly connected to the anode 8 of the photocell I is in connection. At the galvanic connection between resistor 7 and photocell I there is also one electrode of the glow tube 9, the other pole of which is arranged at the tap io of the potentiometer II. The glow tube g is in a flip-flop which consists of the resistor 12 and the through the capacitors 13 and 14 formed parallel capacitance.

Die Prüfung der Photozelle geschieht wie folgt: Vor Einsetzen der Photozelle I wird das Meßgerät einreguliert, in dem der Abgriff 6 des Potentiometers 5 an das Ende geschoben wird,-welches dem in Reihe liegen den Potentiometer 4 benachbart ist. Durch Verschieben des Abgriffes 10 am Potentiometer 1 1 wird die Glimmröhre g derart vorgespannt, daß die Kippentladung gerade einsetzt. Anschließend wird die Photozelle 1 eingefügt und das Potentiometer 4. dessen Abgriff 3 nach Spannungswerten geeicht ist, auf die gewünschte Vorspannung eingestellt, bei der die Photozelle geprüft werden soll. The photocell is checked as follows: Before inserting the Photocell I is adjusted to the measuring device, in which the tap 6 of the potentiometer 5 is pushed to the end, -which are adjacent to the potentiometer 4 in series is. By moving the tap 10 on the potentiometer 1 1, the glow tube g biased so that the tipping discharge just begins. Then the Photocell 1 inserted and the potentiometer 4. its tap 3 according to voltage values is calibrated, set to the desired preload at which the photocell should be checked.

Nunmehr wird die Photozelle 1 mit einer (nicht gezeichneten) konstanten Lichtquelle belichtet und der Abgriff 6 des Potentiometers 5 so weit vom NTerbindungspunkt zwischen den Potentiometern 4 und 5 entfernt, l>is die Glimmentladung gerade wieder einsetzt. Der Abgriff des Potentiometers 6 muß um einen um so größeren Betrag verschoben sein, je empfindlicher die Photozelle, d. h. je stärker der Photostrom ist. Außerdem ist der Verschiebungsbetrag von der Größe des Festwiderstandes 7 abhängig. Eine Änderung des Nfeßbereiches der Anordnung ist also durch Auswechseln des Festwiderstandes 7 in einfachster Weise gegeben. Da das Potentiometer 5 nach der Erfindung in Empfindlichkeitswerten geeicht ist, so gibt die Stellung des Abgriffes 6 unmittelbar die Empfindlichkeit der Photozelle an. Es können an die Potentiometerabgriffe auch Voltmeter angeschaltet werden.Now the photocell 1 with a (not shown) constant Light source exposed and the tap 6 of the potentiometer 5 so far from the N connection point removed between potentiometers 4 and 5, the glow discharge is straight starts again. The tap of the potentiometer 6 must be so much larger be shifted, the more sensitive the photocell, d. H. the stronger the photocurrent is. In addition, the amount of displacement depends on the size of the fixed resistor 7. The Nfeßbereiches of the arrangement can be changed by replacing the fixed resistor 7 given in the simplest possible way. Because the potentiometer 5 after the Invention is calibrated in sensitivity values, so there is the position of the tap 6 immediately indicates the sensitivity of the photocell. It can be connected to the potentiometer taps voltmeters can also be switched on.

Wie das obige Beispiel zeigt, ist die Messung der Photozelle durch die erfindungsgemäße Anordnung ohne die Verwendung von erschütterungsempfindlichen und kostspieligen Instrumenten lediglich unter Benutzung von einfachsten Bauelementen möglich. Selbstverständlich läßt sich die Messung auch auf Widerstands- und Spannungswerte übertragen. Dementsprechend wird erfindungsgemäß das dem Festwiderstand 7 zugeordnete Potentiometer 5 nach Stromstärke undfoder Ohm- und/oder Empfindlichkeitswerten (Photozelle) geeicht und dement-.sprechend bezeichnet. Das Potentiometer4, welches dem Prüfling zugeordnet ist, wird in Volt für die Photozellenvorspannung bzw. in Meßbereichsfaktoren für Widerstandsmessungen usw. geeicht. Der Meßbereichsfaktor ist dann derjenige Wert, mit dem die Ohmbetragablesung an dem Potentiometer 5, welches mit dem Festwiderstand 7 verbunden ist, multipliziert werden muß, um den richtigen Ohmbetrag zu erhalten. As the above example shows, the measurement of the photocell is done the arrangement according to the invention without the use of vibration-sensitive and expensive instruments using only the simplest of components possible. Of course, the measurement can also be based on resistance and voltage values transfer. Accordingly, according to the invention, that assigned to the fixed resistor 7 is assigned Potentiometer 5 according to current strength andfor ohm and / or sensitivity values (photocell) calibrated and labeled accordingly. The potentiometer4, which the test object is assigned, is in volts for the photocell bias voltage or in measuring range factors calibrated for resistance measurements etc. The measuring range factor is then that Value with which the ohm amount reading on the potentiometer 5, which is connected to the fixed resistor 7 must be multiplied to get the correct ohm amount.

Das Gerät kann auch bei veränderlichen Betriebsspannungen j ederzeit nachgeeicht werden. Zu diesem Zwecke wird nach der Erfindung eine regelbare Anordnung, etwa ein veränderlicher Widerstand, vorgeschaltet) urn den an den Potentiometern liegenden Spannungsabfall einstellen zu können. Es wird dann, von einer Eichstellung des dem Festwiderstand 7 zugeordneten Potentiometers 5 ausgehend, die an den Potentiometern liegende Teilspannung so eingestellt, daß die Glimmröhre gerade anspricht. The device can also be used with variable operating voltages at any time be recalibrated. For this purpose, according to the invention, a controllable arrangement, for example a variable resistor connected upstream around the potentiometer to be able to adjust lying voltage drop. It is then, from a calibration position of the potentiometer 5 assigned to the fixed resistor 7, the potentiometers lying partial voltage adjusted so that the glow tube responds.

Den Soll-Spannungsabfall an den Potentiometern kann man nach der Erfindung auch durch einen parallel geschalteten Spannungsmesser oder einen in Reihe liegenden Strommesser in Verbindung mit einer Vorrichtung zur Veränderung des Spannungsabfalles an den Potentiometern erzielen. The target voltage drop at the potentiometers can be set according to the Invention also by means of a voltmeter connected in parallel or one in series lying ammeter in connection with a device for changing the voltage drop on the potentiometers.

Sobald der Stromdurchgang oder die Spannung auf einen Festwert einreguliert ist, ist die Gewähr dafür gegeben, daß an den P otentiometern der Soll- Sp annungsabfall liegt. As soon as the passage of current or the voltage is regulated to a fixed value is, there is a guarantee that the nominal voltage drop at the potentiometers lies.

Die genannten Kontrolleinrichtungen werden erspart, wenn die gesamte Meßeinrichtung in an sich bekannter Weise mit einer Glättungseinrichtung, etwa in Gestalt von Glättungsglimmröhren, versehen ist oder mit einem Eisenwasserstoftwiderstand in Reihe liegt. The control devices mentioned are spared if the entire Measuring device in a manner known per se with a smoothing device, for example in Shape of smoothing glow tubes, is provided or with a ferrous hydrogen resistance is in series.

Ein weiteres Beispiel des Photozellenprüfgerätes mit Netzanschluß zeigt die Abb. 2. Another example of the photocell tester with mains connection Fig. 2 shows.

An den Klemmen 15 liegt das Gleich- bzw.The equal resp.

Wechselstromnetz, welches über den Widerstand I6 den Heizstrom für die Gleichrichterröhre I7 liefert. Um Netzspannungsunterschiede bzw. den am Kondensator 18 und damit an den Potentiometern 4 und 5 liegenden Spannungsabfall einregulieren zu können, ist dem Widerstand I6 ein veränderlicher Widerstand 19 vorgeschaltet. Gleichzeitig speist der durch den Widerstand I6 fließende Strom die für die Beleuchtung der Photozelle dienende Glühlampe 20. Zur Feststellung der Soll-Betriebsspannung dient der Spannungsmesser 21. Im übrigen ist die Schaltung ihrem Wesen nach (wie in Abb.I dargestellt) aufgebaut, jedoch mit dem Unterschied, daß im Beispiel Abb. 2 der Widerstand 7 derart hochohmig bemessen ist, daß er zur Erzwingung einer Kippentladung für die Glimmröhre 9 ausreicht. Es hat sich praktisch als ausreichend erwiesen, den Widerstand 7 auf mindestens 1 Megohm zu bemessen. Im Beispiel Abb. 2 ist ferner ein Umschalter 22 vorgesehen, der beim Umlegen die Glimmröhre g ausschaltet und gIeichzeitig die Glühlampe 20 durch Kurzschließen des Glühfadens zum Verlöschen bringt. In dieser Schaltstellung besteht bei der Anordnung die Möglichkeit, die Zündspannung der Photozelle, soweit sie zum gasgefüllten Typ gehört, zu ermitteln. Man braucht dann nur den nach Volt geeichten Angriff 3 des Potentiometers 4 so weit nach unten zu schieben, bis durch die Photozelle eine periodische Glimmentladung fließt, die durch den Widerstand 7 und durch die Kapazität der Kondensatoren I3 und 14 bestimmt ist. Falls durch den Ohmschen Widerstand der Potentiometer 4 bzw. 11 die Kippentladung in ihrer Intensität beeinträchtigt wird, kann dies durch Überbrücken dieser Widerstände durch Kondensatoren 23 und 24 behoben werden.AC network, which via the resistor I6 the heating current for the rectifier tube I7 supplies. About mains voltage differences or the one on the capacitor 18 and thus adjust the voltage drop across potentiometers 4 and 5 A variable resistor 19 is connected upstream of the resistor I6. At the same time, the current flowing through the resistor I6 feeds that for the lighting The light bulb 20 serving the photocell. To determine the nominal operating voltage the voltmeter 21 is used shown in Fig. I), but with the difference that in the example in Fig. 2, the resistor 7 is dimensioned to have such a high resistance that it is used to force a breakover discharge for the glow tube 9 is sufficient. In practice, it has been found to be sufficient to dimension the resistor 7 to at least 1 megohm. In the example in Fig. 2 is also a changeover switch 22 is provided, which turns off the glow tube g when flipped and Simultaneously the incandescent lamp 20 by short-circuiting the filament to extinguish brings. In this switch position there is the possibility of the arrangement, the To determine the ignition voltage of the photocell, if it belongs to the gas-filled type. You then only need the volt-calibrated attack 3 of the potentiometer 4 so far until the photocell emits a periodic glow discharge flows through the resistor 7 and through the capacitance of the capacitors I3 and 14 is determined. If potentiometer 4 resp. If the intensity of the tipping discharge is impaired, this can be done by bridging it these resistances can be eliminated by capacitors 23 and 24.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for measuring high resistance and weak currents, especially for testing photocells, characterized by two potentiometers (5, 4) connected in series to a constant DC voltage, of which the tap (6) of the first (5) with a fixed resistor (7) and the Tap (3) of the second (4) is connected to a pole (2) of the test item (I) while between the other pole (8) of the test item (I) and that of the first potentiometer (5) facing away from the fixed resistor (7) there is a galvanic connection, and by a glow tube (9), one pole of which is connected to the just mentioned galvanic connection and its other pole via the tap (I0) of a third Potentiometer (11) connected to the other end of the second potentiometer (4) is, with the second potentiometer (4) having a voltage drop that is greater than is the ignition voltage of the glow tube (g), and the first potentiometer (5) is an in Current strengths and / or ohmic values and / or sensitivity values (for photocells) calibrated reading scale for the position of its tap (6) carries.

2. Device according to claim I, characterized in that the glow tube (g) in a known manner in a toggle switch (12, 13, I4) is located.

3. Device according to claim I and 2, characterized in that the fixed resistor (7) has such a high resistance that it is suitable for a flip-flop circuit on the glow tube (g) is sufficient.

4. Device according to claim 2 and 3, characterized in that the capacitance required for the flip-flop circuit from a series connection of two capacitors (I3 and I4), between which the terminals for one Headphones or amplifiers are provided.

5. Device according to claim I or the following, characterized in that that the potentiometer (11) is parallel to the potentiometer (4).

6. Device according to claim I or the following, characterized in that that the potentiometer (G) has a reading scale in volts and / or measuring range factors.

7. Device according to claim I, characterized in that the Galvanic connection of test object (1) and fixed resistor (7) facing away from the electrode the glow tube (g) is connected to a fixed voltage point and the potentiometer arrangement (5, 4) an arrangement regulating the voltage drop across the potentiometers, e.g. B. a variable series resistor or a potentiometer is connected upstream, so that the glow tube (g) itself to normalize the measuring device to a Target operating state is used.

S. Device according to claim I, characterized in that the potentiometer arrangement (5,) a device regulating the voltage drop, e.g. B. a variable provision resistor or a potentiometer, is connected upstream and parallel to the potentiometers (5. 4> a voltmeter or in series with the potentiometers (5,) an ammeter is arranged, for the purpose of setting a Soli-Betnebsstandes, which is on the measuring instrument is readable.