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Umschaltbares Ohmmeter Die Erfindung betrifft ein umschaltbares Ohmmeter
zur Messung von Widerständen, bei dem je nach der Größe des zu messenden Widerstandes
eine Spule des Meßwerkes mit dem zu messenden Widerstand und der Spannung quelle
parallel oder in Reihe geschaltet wird.
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Es sind Ohmmeter bekannt, bei denen der Meßbereich durch die Ausbildung
des Eisenkreises erweitert ist, d. h. bei denen bei größeren Ausschlägen die Stromempfindlichkeit
verringert ist. Außerdem sind Ohmmeter bekannt, bei denen mit der durch die Umschaltung
erzielbaren Erweiterung des Meßbereiches die Empfindlichkeit des Gerätes in dem
Sinne erhöht wird, daß in der einen Schaltstellung die niedrigen Ohmwerte und bei
der anderen die höheren Ohmwerte mit erhöhter Genauigkeit ablesbar sind.
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Erfindungsgemäß ist bei einem umschaltbaren Ohmmeter mit einem wahlweise
in Serie oder parallel mit dem zu messenden Widerstand schaltbaren Anzeigeinstrument,
welches so ausgebildet ist, daß seine absolute Stromempfindlichkeit bei größeren
Ausschlägen abnimmt, die Anordnung so getroffen, daß der Widerstand des Meßwerkes
und der Widerstand eines bei konstanter Spannung vorgeschalteten und bei konstantem
Strom parallel geschalteten Widerstandes so bemessen sind, daß ihr Produkt den Wert
einer Zehnerpotenz hat.
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Dadurch wird erreicht, daß auf der Skala Werte übereinanderzuliegen
kommen, deren Produkt stets den gleichen Wert ergibt. Durch das Zusammenfallen entsprechender
Skalen striche erhält man eine erheblich verbesserte Ablesbarkeit.
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Zur Erläuterung der grundsätzlichen Verhältnisse dient die Abb. I.
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Liegt zwischen den Klemmen I und 2 eine konstante Spannung, so ist
in der Reihen schaltung (Schalterstellung r) der Strom ir bei einem Widerstand a
der Spule des Meßwerkes
Liegt an den Klemmen 1 und 2 eine Stromquelle, die einen konstanten Strom J abgibt,
so ist der im Meßgerät angezeigte Strom ip in der Schalterstellung p (Parallelschaltung)
Eine praktisch verwendbare Anordnung zeigt Abb. 2. In ihr ist in Reihe mit der Spannungsquelle
E und dem Spulenwiderstand a ein in einem bestimmten Verhältnis zu diesem bemessener
Widerstand b vorgesehen.
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In der Schalterstellung r ist der Strom ir der Spule a
In der Schalterstellung p ist der Strom iç,
Nimmt man zunächst an, daß ein Drehspulgerät E mit der Empfindlichkeit b fürVollausschlag
verwandt wird, dessen Ausschlag dem Strom direkt proportional ist, so kann man die
Skala leicht errechnen. Der Skalenmittelpunkt für die Reihenschaltung ergibt sich
aus dem Ausdruck 1. = I. Soll der Skalenmittelpunkt bei a - b IOOO Ohm liegen, so
ist a + b = IOOO zu wählen. Soll für die Parallelschaltung der Skalenmittdpunkt
IO Ohm sein,so ist ab = IO aA b zu wählen. Hieraus ergibt sich 989,9 Ohm, b = Io,I
Ohm.
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Durch andere Wahl der Konstanten a und b läßt sich der insgesamt
wzu erfassende Meßbereich noch weiter vergrößern. Im vorliegenden Fall wird eine
Spannung von 4,5 Volt und ein maximaler Strom von 4,5 mA gebraucht, d. h. man kann
eine Taschenlampenbatterie verwenden, die fast gar nicht belastet wird.
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Für einen bestimmten Widerstand x sind für die beiden Schalterstellungen
die Ströme irundip gleich groß. Daraus ergibt sich Xr X, a a . b.
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Es ist also für jeden Skalenpunkt das Produkt aus den Ablesungen der
beiden Skalen gleich a b. Man wählt daher zweckmäßig das Produkt a b als Zehnerpotenz
IOn.
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In Abb. 3 sind verschiedene Skalen gezeigt, und zwar ist Abb. 3a
eine lineare, Abb. 3b eine quadratische und Abb. 3 c eine logarithmisch geteilte
Skala.
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Will man an jedem Skalenpunkt mit gleicher relativer Genauigkeit
ablesen und einen großen Gesamtbereich umfassen, so ist eine logarithmische Skala
die beste, eine lineare oder gar quadratische Skala unzweckmäßig. Die Skala Abb.
3d ergibt sich bei der zunächst angenommenen Verwendung eines Meßwerkes, bei dem
der Ausschlag proportional dem Strom in der Meßwerkspule ist.
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In der Skala Abb. 3d kann man ferner den Bereich zwischen IOO und
N der oberen Skala und zwischen IOO und o der unteren Skala fortlassen, da er doppelt
vorkommt. Dies kann dadurch erfolgen, daß man die Empfindlichkeit der Spule etwas
größer bemißt, so daß das Meßwerk bereits bei IOO Ohm voll ausschlägt.
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Die Abb. 3 e zeigt nun eine Skala, wie sie mit dem erfindungsgemäßen
Gerät erhalten wird, d. h. mit einem Instrument, dessen Empfindlichkeit in der Mitte
der Skala etwas und auf der linken Skalenseite stark erhöht ist. Die Skala entspricht
noch mehr der logarithmischen und umfaßt zwei Zehnerpotenzen mehr als die Skala
nach Abb. 3d, so daß im ganzen sechs Zehnerpotenzen gemessen und zwei weitere geschätzt
werden können.
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Ist eine konstante Spannungsquelle nicht vorhanden, so wird zweckmäßig
ein spannungsunabhängiges
Meßwerk verwandt, dessen Hilfsspule von
einem der Spannung proportionalen Strom durchflossen wird.
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Eine andere Schaltung zeigt Abb. 4. Sie ist der Schaltung nach Abb.
2 äquivalent und für den Fall bestimmt, daß eine Stromquelle vorhanden ist, die
einen konstanten Strom liefert.
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Auch für diese Schaltung gelten dieselben Betrachtungen wie für Abb.
3. Bei Verwendung einer Stromquelle, deren Strom nicht konstant ist, ist es zweckmäßig,
ein spannungsunabhängiges Meßwerk zu verwenden, dessen Hilfsspule von dem Gesamtstrom
J oder einem ihm proportionalen Strom durchflossen wird.
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Es zeigt sich also, daß mit dem Gerät auf die angegebene Art besonders
einfach und genau Widerstände in einem sehr großen Meßbereich gemessen werden können.