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Ausgangsleistungsmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen sogenannten
Ausgangsleistungsmesser. Darunter versteht man ein Meßgerät zum Bestimmen der Ausgangsleistung
eines Verstärkers o..dgl. bei einer bestimmten Belastung, das grundsätzlich ein
Spannungsmesser ist, dessen innerer Widerstand einen bestimmten Sollwert aufweist.
Wird dieser Wert mit 4; und die gemessene Spannung mit U bezeichnet, so kann man
die Ausgangsleistung des Verstärkers durch die Formel
berechnen, wobei die Skala des Meßgeräts gegebenenfalls unmittelbar' in Leistungseinheiten
geeicht sein kann. Wenn das Meßgerät mehrere Meßbereiche erhalten soll, so muß der
Widerstand R zwischen den Eingangsklemmen für alle Meßbereiehe der gleiche sein.
Als Meßwerk benutzt man in der Regel Gleichstrominstrumente, die an Gleichrichter
angeschlossen sind. Bei einem, bekannten Meßgerät dieser Art sind zu diesem Zweck
die Vor- und Nebenwiderstände in den einzelnen Meßbereichstufen so bemessen, daß
der Widerstand zwischen den Eingangsklemmen für alle Meßbereiche der gleiche'ist-Die
Erfindung beruht nun auf der neuen Erkenntnis, daß dies allein noch nicht aus reicht,
um für sämtliche Meßbereiche genau die gleiche wahre Skalenteilung zu erhalten,
daß dazu vielmehr folgende drei Bedingungen erfüllt sein müssen: z. Der Eingangswiderstand
muß für sämtliche Meßbereiche gleich groß sein.
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@. Der Zeiger muß für sämtliche Meßbereiche bei dem betreffenden Eingangswiderstand
den Endausschlag aufweisen.
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3. Der Ersatzwiderstand der Schaltung, vom Gleichrichter aus gerechnet,
muß für sämtliche Meßbereiche den gleichen Wert haben..
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Unter der wahren- Skalenteilung ist dabei die Teilung zu verst@eher@
die sich bei genauer Eichung des jeweiligen Meßbereiches ergeben würde.
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Bei dem bekannten Meßgerät sind nun für jeden Meßbereich nur zwei
wählbare Widerstände vorgesehen. Da aber bekanntlich drei voneinander unabhängige
Bedingungen mit nur zwei Variablen nicht erfüllt sind, ergeben sich für die einzelnen
Meßbereiche bei dem bekannten Gerät verschiedene wahre Skalenteilungen, und man
kann eine einzige Teilung
nur dann benutzen, wenn man einen entspreolienden
zusätzlichen Fehler in Kauf nimmt.
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Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die
Gleichrichterschaltung unter Vorschaltung eines zusätzlichen Widerstandes an einen
Nebenwiderstand angeschlossen ist, der über einen Vorwiderstand mit einer Anschlußklemme
des Ausgangsleistungsmessers verbunden ist und diese drei Widerstände sämtlich jeweils
so Gerändert werden, daß die oben angegebenen drei Bedingungen erfüllt sind, so
daß der wahre Skalenverlauf bei allen Meßbereichen genau übereinstimmt.
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Es ist ein Spannungsmeßgerät mit einem Gleichrichter bekannt, -bei
dem unter Benutzung von drei veränderbaren Widerständen für alle Meßber eiche die
gleiche wahre Skalenteilung erzielt ist.
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Eine erfindungsgemäße Schaltung ist schematisch in Fig. i dargestellt.
Dabei ist die in an sich bekannter Weise ein Gleichstrominstrument enthaltende Gleichrichterschaltung
nur symbolisch angedeutet, wobei ihr Gesamtwiderstand R, sein möge. In Reihe damit
liegt ein zusätzlicher Vorwiderstand Hz, und das Ganze ist in bekannter Weise an
einen Nebenwiderstand RR angeschlossen, der einerseits unmittelbar mit einer Anschlußklemme
i i und andererseits über einen Vorwiderstand RV, mit der zweiten Anschlußklemme
io verbunden ist.
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Für die verschiedenen Meßbereiche sind nuh die Widerstände R, R, und
R, so zu wählen, daß einerseits für sämtliche Meßbereiche der Gesamtwiderstand zwischen
den Anschlußklemmen io, i i der gleiche ist und andererseits die wahren Skalenteilungen
bei sämtlichen Meßbereichen genau übereinstimmen. Bedeutet U, die Nennspannung eines
MeBbereiches und die U,, die eines zweiten, so lassen sich diese Bedingungen durch
folgende Gleichungen darstellen:
Darin bedeutet das Kennzeichen x die Zu. gehörigkeit zu Bereich U, und das
Kennzeichen y die Zugehörigkeit zu Bereich U,,. Zweckmäßig geht man dabei von dem
niedrigsten Meßbereich atis. Man kann die Schaltung für diesen Fall in der Weise
vereinfachen, daß bei dem niedrigsten Meßbereich der Nebenwiderstand R, und der
Zusatzwiderstand HZ fortgelassen werden, so daß also Rni - oo und R, 1= o
zu setzen ist. In diesem Falle erhält man R,, = R, + R,,l.
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Mit Hilfe dieser Formeln können die Widerstände der Schaltung berechnet
werden. Zwobei man zweckmäßig für den niedrigsten werden'. den Wert R"1 passend
annimmt. Dabei kann es aber unter Umständen im Interesse einer Vereinfachung der
Anordnung vorteilhaft sein, für einzelne Meßbereiche gemeinsame Widerstände zu wählen,
falls die dadurch entstehenden Abweichungen innerhalb der gewünschten Fehlergrenzen
liegen.
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Wenn der Ausgangsleistungsmesser an eine Wellenspannung ,angeschlossen
wird, so kann es erwünscht sein; nur den Wechselstromanteil der Leistung zu messen.
Zu diesem Zweck kann ein Sperrkondensator vorgesehen sein, der nach Bedarf von einem
Schalter überbrückt werden kann. Der Kondensator kann unmittelbar dem Gleichstrommeßgerät
vorgeschaltet werden, so daß der Gleichstromanteil des Wellenstromes sich außer
beim niedrigsten Bereich über die eingebauten \-Viderstände ausgleichen kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Dabei ist Fig. 2 eine Ansieht des Ausgangsleistungsmesser: und Fig. 3 ein Schaltschema
für die Verbindung der Einzelteile. In ein Gehäuse i ist ein Gleichstromnießgerät
2 eingebaut, dessen Zeiger 3 vor einer Skala d. spielt. Das Meßgerät 2 hat eine
Drehspule mit zwei Wicklungen, die in an sich bekannter Weise an eine Gleichrichteranordnung
5 angeschlossen sind. In das Gehäuse i sind ferner zwei Drehschalter 6 und 7 eingebaut,
deren zeigerförmig ausgebildete Handgriffe mit 6' und 7' bezeichnet sind. Die Drehschalter
sind gleichachsig angeordnet. aber unabhängig voneinander einstellbar. Der obere
Schalter 6 ist .als doppelpoliger Umschalter mit acht Schaltstellungen ausgebildet,
die mit Aus, 15o, 60, 30, 15, 6, 3 und 1,5 Volt bezeichnet sind, wobei
also die Leistung erst durch: Umrechnung :ermittelt wird. D:erweitere noch angeordnete
Schalter 7 dient der Wahl eines passenden Eingangsklemmenwiderstandes und ist ein
einpoliger Umschalter mit fünf Kontakten, die mit Aus, 20000 Ohm, ioooo Ohni,
5000 Ohm und R, bezeichnet sind. Bei der Stellung des Umschalters auf den
fünften Kontakt kann zusätzlich noch durch äußere Widerstände Ra der Wert des Eingangsklemmenwiderstandes
verändert werden. In dehn Gehäuse i befindet sich außerdem ein Kondensator 8 und
ein Schalter 9, durch den der Kondensator 8 nach Bedarf kurzgeschlossen werden kann.
Das Gehäuse trägt vier Klemmen 10, 11, 12, 13, von denen die beiden
ersten
mit - und die beiden letzten mit R" bezeichnet sind. Die Klemmen ii und 12 sind
leitend miteinander verbunden.
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Die Verbindung der eingebauten Teile untereinander und mit den erforderlichen
Vor-und Nebenwiderständen zeigt Fig. 3. Bei der gezeichneten Stellung der Schaltung
ergibt sich also ein Stromweg von der Eingangsklemme io über einen Widerstand 1q.
und den Schleifkontakt 15 zu einem dem Meßbereich 6 V entsprechenden, mit
den untren Kontakten des Schalters 6 verbundenen Widerstand 16 und über den entsprechenden
der an die oberen Schalterkontakte angeschlossenen Nebenwiderstände 17 und den Schleifkontakt
18 zur Klemme i i.
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Parallel zu dem Nebenwiderstand liegt die Reihenschaltung. eines der
Stellung des Meßbereichwählers entsprechenden Teiles eines Zusatzwiderstandes i9,
eines Vorwiderstandes 2o, der Gleichrichteranordnung 5, der Drehspule :z und des
Kondensators B. Jeder Stellung des Meßbereichschalters entsprechen andere Werte
der Widerstände 16, 17 und i9. Diese sind nun so gewählt, daß die obengenannten
Formeln erfüllt werden, so daß also einerseits der Gesamtwiderstand zwischen den
Eingangsklemmen io und ii bei allen Schalterstellungen gleich groß ist und andererseits
auch der wahre Skalenverlauf bei allen Meßbereichen genau der gleiche ist.
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Bei der mit 1,5 bezeichneten Stellung des Schalters 6 ist kein
Nebenwiderstand erforderlich. In diesem Fall wird ein einfacher Stromkreis gebildet,
bestehend aus dem Widerstand 1q., dem zugehörigen Vorwiderstand 16, dem Widerstand
2o, .der Gleichrichteranordnung 5, der Drehspule :2 und dem Kondensator B. Wenn
der Widerstand. 1q. z: B. gleich i o ooo Ohm gewählt wird und die übrigen Widerstände
so bemessen sind, daß sie zusammen ebenfalls io ooo Ohm ausmachen, so ist der Gesamtwiderstand
zwischen den Eingangsklemmen gleich 2o ooo Ohm. Die Vor- und Nebenwiderstände 16,
17, i9 sind dann, bei den übrigen Meßbereichen so bestimmt, daß der Gesamtwiderstand
ebenfalls stets gleich ao ooo Ohm ist. Bei demAusführungsbeispiel ist über den.
Gegenstand der Erfindung hinaus auch die Möglichkeit zur Eingangswiderstandsänderung
vorgesehen, wie oben bereits angedeutet. Stellt man den Eingangswiderstandswähler
7 auf einen ,a,nderern, z. B. Iden mit i o ooo Ohm bezeichneten Kontakt, so liegt
parallel zu den Eingangsklemmen jeweils ein Widerstand 2i, 22, der im Beispielsfalle
gleich 20 ooo Ohm zu wählen ist. Bei dem mit R" bezeichneten Kontakt wird die Klemme
io mit der Klemme 13 verbunden, wodurch es möglich ist, beliebige Ohmwerte
für den Eingangsklemmenwiderstand dadurch zu- wählen, daß man an die mit Rtt bezeichneten
Klemmen 12 und 13 einen äußeren Nebenwiderstand anschließt.
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Bei geöffnetem Schalter 9 wird ein etwaiger Gleichstromanteil des
Eingangsstromes für das Meßgerät 2 durch einen im Gleichrichter-und Meßwerkkreis
liegenden Kondensator 8 gesperrt und über die jeweils eingeschalteten Widerstände
abgeleitet. Bei besonders niedrigen Frequenzen ist jedoch der Scheinwiderstand des
Kondensators zu hoch, und man schließt ihn deshalb in diesem Fall durch einen Schalter
9 unter der Voraussetzung, daß keine Gleichspannungsanteile vorhanden sind, kurz.