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Wechselstrom-Meßbrückenschaltung Bei Meßbrückenschaltungen wird grundsätzlich
angestrebt, einpolig geerdete Empfänger und Sender benutzen zu können, insbesondere
wegen der bei Sender und Empfänger häufig angewandten Röhrenschaltungen. In diesem
Falle ist es bei den bekannten Brückenschaltungen daher notwendig, Eingangs- bzw.
Ausgangsübertrager anzuwenden. Bei derartigen Meßschaltungen ist der Frequenzbereich
in erster Linie gegeben durch den begrenzten Bereich der Übertrager der Brückenschaltung.
Übertrager für größere Bereiche müssen einen Kern hohen Nickelgehaltes besitzen,
außerdem müssen bei einem größeren Frequenzbereich die Übertrager innerhalb des
Bereiches gewechselt werden. Für tiefe Frequenzen muß der Übertrager eine hohe Querinduktivität
aufweisen. Eine hohe Induktivität des Übertragers kann bis zu einem gewissen Grade
durch eine hohe Windungszahl erreicht werden. Bei sehr tiefen Frequenzen kann jedoch
oft die notwendige hohe Querinduktivität nicht erreicht werden, außerdem sind Übertrager
hoher Windungszahl auch äußerst störanfällig.
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Die Erfindung gibt einen Weg an, wie eine solche Meßbrückenschaltung
für einen großen Frequenzbereich unter Vermeidung von Übertragern aufzubauen ist,
bei der einpolig geerdete
Empfänger und Sender benutzt werden können,
und die außerdem noch den besonderen Vorteil aufweist, daß auch einpolig geerdete
Meßobjekte, z. B. Kabel, untersucht werden können.
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Dies ist von Wichtigkeit, da bei hohen Frequenzen alle Schaltungen
unsymmetrisch sind, beispielsweise seien hier koaxiale Kabel genannt.
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Die Erfindung ist grundsätzlich anwendbar auf alle Meßbrückenschaltungen,
bei denen mindestens ein Brückenzweig gleichstromdurchlässig ist, also beispielsweise
anwendbar bei Meßbrückenschaltungen zur Messung der Frequenz oder insbesondere des
Scheinwiderstandes.
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Gemäß der Erfindung ist bei derartigen Meßbrückenschaltungen, die
Verstärkerröhre in deren Anodenkreis mittelbar oder unmittelbar das Anzeigeinstrument,
z. B. ein Telephonhörer, geschaltet ist, mit ihrer Gitter-Kathoden-Strecke in der
einen Brückendiagonale angeordnet und dabei die Anodengleichspannung zwischen einem
Eckpunkt der anderen, für die Zuführung der Meßfrequenz benutzten Diagonale und
der Anode der Röhre angelegt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Fig. I, die
schematisch ein Ausführungsbeispiel zeigt, und der entsprechenden in Fig. 2 dargestellten
Umzeichnung der Anordnung in eine Brückenschaltung behandelt.
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Der Meßgenerator G liegt in der einen Brückendiagonale der durch die
Widerstände R1 bis 4 gebildeten Brücke, während in der anderen Brückendiagonale
die Gitter-Kathoden-Strecke der Verstärkerröhre V liegt. Im Anodenkreis der Verstärkerröhre
ist das Anzeigeinstrument J angeordnet. Die Anodengleichspannung ist zwischen den
Verbindungspunkten der Widerstünde 3, 4 und das Anzeigeinstrument bzw. die Anode
der Verstärkerröhre eingeschaltet.
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Die Spannung U3 zwischen Gitter und Kathode ist Null, wenn die Spannung
U1 gleich der Spannung, ist. Wie bei jeder Brückenschaltung gilt für das Brückengleichgewicht
die Beziehung 2 4 3 Je nach Wahl der Widerstände kann dabei also ein beliebiges
Teilerverhältnis der Brückenschaltung hergestellt werden. Die Größe Rs, die hier
als Gitterwiderstand gewählt ist, ist nach unten nicht begrenzt, nach oben lediglich
durch den je nach Röhrentype zulässigen- Gitterwiderstand.
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Als obere Grenze des Widerstandswertes ergibt sich beispielsweise
ein Wert von 500 kOhm bis etwa 3 MOhm, wenn vorausgesetzt wird, daß der Widerstand
2 für Gleichstrom nicht durchlässig ist. Ist der WiderstandR2 für Gleichstrom durchlässig,
so gilt er gleichstrommäßig (in Reihe mit dem inneren Widerstand des Generators)
parallel zum Widerstand 3. Die angegebenen Werte gelten dann für den Widerstandswert
der sich ergebenden Paralleischaltung. Der Gleichstromwiderstand von SZ ist an sich
durch die notwendige Gittervorspannung begrenzt, es ist jedoch durchaus möglich,
falls erforderlich, einen größeren W iderstand anzuwenden. In diesem Falle ist von
der Anodengleichspannung über einen hohen Vorwiderstand an R3 eine entsprechende
Gegenspannung zu erzeugen, d. h. der im Gitterkreis der Verstärkerröhre liegende
Brückenwiderstand ist an seinen Verbindungspunkten mit dem Gitter über einen hohen
Ohmschen Widerstand mit dem positiven Pol oder einer Abzapfung der Anodengleichspannungsquelle
zu verbinden. Ist ein kleineres n, erwünscht als für die Erzeugung der Vorspannung
notwendig, so kann M1 an einem Teil von A4 angeschlossen werden. Der im Kathodenkreis
der Verstärkerröhre liegende Brückenwiderstand ist also als Potentiometer auszubilden.
Für die praktischen Anwendungsfälle wird es jedoch im allgemeinen genügen, den Widerstand
I, so zu wählen, daß die vorgeschriebene Vorspannung erzielt wird.
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Ist das Meßobjekt einpolig geerdet, so wird es zweckmäßig an Stelle
von S3 eingeführt. Die einzelnen Widerstände können beliebigen Scheinwiderstandscharakter
besitzen, wenn die vorhergehenden Bedingungen erfüllt sind. Wie bereits ausgeführt
wurde, ist die Meßbrückenschaltung für die Messung beliebiger Größen geeignet, vorausgesetzt,
daß mindestens ein Brückenzweig gleichstromdurchlässig ist. Es ist mit dieser Brückenschaltung
unter anderem auch die Messung von verlustfreien Teilkapazitäten möglich.
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In diesem Falle sei beispielsweise der Widerstand 2 die Normalkapazität
und der Widerstand asa die zu untersuchende Kapazität. Die Störkapazitäten legen
sich dabei teils parallel zum Meßsender, stören die Messung also nicht, teils liegen
sie parallel zu den BrückenzweigenS3 und R1 und kompensieren sich.