DE839532C

DE839532C - Verfahren zur Bestimmung von Kontaktwiderstaenden

Info

Publication number: DE839532C
Application number: DE1949839532D
Authority: DE
Inventors: Peter Konrad Dr-Ing Hermann; Gerhard Dipl-Ing Schiertz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1949-03-16
Filing date: 1949-03-16
Publication date: 1952-05-23

Description

Verfahren zur Bestimmung von Kontaktwiderständen i Übergangswiderstände lei Kontakten, inshesondere bei periodisch betätigten Kontakten, sind in der kontaktstellung abhängig von dem jeweiligen Kontaktdrucl und daher eine Funktion der Zeit. Der Übergangswiderstand r schwankt erfahrungsgemäß ill den Grenzen von o bis O, I Ohm.
Von grotlem Einfluß auf den Übergangswiderstand sind Prellschwingungen, wobei der Widerstand vorübergehend Werte von eingien Ohm annehmen oder sogar unendlich werden kann. aufgabe der Erfindung ist es, den Übergangswiderstand mittels des Kathodenstrahloszillographen zur Darstellung zu bringen. Man hat beisher für Widerstandsmessungen gelegentlich eine Ohmmeterschaltung verwendet, die im Prinzip in Fig. I dargestellt ist. Der unbekannte Übergangswiderstand r liegt dabei in Reihe mit einem bekannten NViderstand Rk, einem Strommesser J und einer Stromquelle. In diesem Fall wird also bei Reihenschaltung der beiden Widerstände eine Strommessung vorgenommen. Diese Schaltung ist aber für die Messung von kleinen Übergangswiderständen nicht sehr vorteilhaft, weil dabei der Widerstand des Instruments und auch der Widerstand der Stromquelle ins Gewicht fällt.
Das Verfahren zur Messung und oszillographischen Anzeige von Übergangswiderständen anKontakten, insbesondere an periodisch betätigten Kontakten gemäß der Erfindung besteht darin, daß dem an einer konstanten Gleichstromquelle liegenden Kontakt ein Spannungsmeßgerät und ein Widerstand parallel geschaltet sind, der wenig, höchstens eine Größenordnung größer als der zu messende Ül>ergangswiderstand ist. Die an der Parallelschaltung auftretende Spannung dient als Eingangsspannung für einen Oszillographen. Die Schaltung ist somit aus der Inversion derOhmmeterschaltung entstanden, und an Stelle der Reihenschaltung tritt hei der Erfindung die Parallelschaltung, an die Stelle einer konstanten Spannungsquelle tritt eine konstante Stromquelle und an die Stelle der Strommessung tritt eine Spannungsmessung. Der Vorteil der neuen Schaltung tritt insbesondere bei der Messung kleiner Widerstände zutage. Die Ohmskala hat die gleiche günstige Teilung wie beim Ohmmeter.
Die verwendete Schaltung ist prinzipiell inFig.2 dargestellt. Parallel zu dem tSbergangswiderstand r liegt der konstante Widerstand R und ein Spannungsmesser M, so daß der Meßvorgang damit auf eine Spannungsmessung zurückgeführt ist.
In Reihe mit dieser Parallelschaltung liegt wieder ein konstanter Vorwiderstand Rk und die Spannungsquelle. Der den Kontakt überbrückende Widerstand R ist verhältnismäßig klein und gemäß der Erfindung nur wenig, höchstens eine Größenordnung größer als der unbekannte Ubergangswiderstand. Auch dieser Widerstand ist im allgemeinen klein gegenüber dem den Strom regelnden Vorwiderstand Rk, so daß der Gesamtstrom durch die Parallelschaltung konstant ist. Dabei wird die Stromstärke so hoch gewählt, daß Spannungsschwankungen mit dem angeschlossenen Verstärher erfaßt werden können und sich aus dem Pauschpegel klar herausheben. Die Meßspannungen liegen in der Größenordnung von 2 bis 50 mV.
Hohe Spannungsschwankungen entstehen bei Prellschwingungen und zu den Kontaktöffnungszeiten am Kontakt. Um durch solche Spannungen den Oszillograpben nidht zu übersteuern und um gelegentlich auch größere Übergangswiderstände zur Darstellung bringen zu können, wie sie durch Fremdschichten, insbesondere im ersten Augenblick der Kontaktgabe mit geringstem Kontaktdruck entstehen können, ist die oben angeführte Bemessung der Widerstände r und R vorgenommen worden.
Ist also, wie oben dargelegt wurde, der Gesamtstrom J durch die ParallelsChaltung konstant, so ist die Oszillographeneingangsspannung J.r.R -r+R Wenn diese Spannung als Maß für den Widerstand r bzw. für den Verhältniswert rlR dient, so ergibt sich die in Fig. 3 dargestellte Skalenteilung für den zu messenden Widerstand. In dem Diagramm ist miteingetragen die relative Meßgenauigkeit e von Widerstandsschwankungen in der Form ag rlR Jr!r (i+r/R) Diese relative Meßgenauigkeit wird ein Optimum, wenn die beiden Widerstände r und R einander gleich sind, und erreicht dabei den Wert I. Die relative Änderung des Übergangswiderstandes r ist in diesem Optimum viermal so groß wie diejenige des Spannungsverhältnisses u1n0, worin u0 die am offenen Kontakt auftretende Spannung ist.
Wenn sich das Verhältnis dieser Spannungen uguO im Bereich 0,1 bis o,g ändert, so ändert sich die relative Meßgenauigkeit £ von 0,3 bis I und wieder bis 0,3, also in durchaus erträglichen Grenzen. Dieser Meßbereich entspricht aber bereits einem Widerstandsbereich rlR von o,I bis I0, d. h. also man kann in einem Diagramm auf dem Kathodenstrahloszillographen über zwei Größenordnungen die Widerstandssc'hwankungen mit hinreichender Meßgenauigkeit beobachten. Für Widerstände, die im Bereich 1 : 4bo unterschiedlich sind, kann man nach diesem Verfahren die relativen Widerstandsschwankungen noch mit Empfindlichkeiten nachweisen, die nur im Verhältnis I : 5 schwanken.
Das Verfahren hat technisch den weiteren Vorteil, daß.am offenen Kontakt nur minimale Spannungen auftreten, so daß jegliches Feuern vermieden wird und der Kontakt strommäßig bis an seine Erwärmungsgrenze belastet werden kann. Die bisher durchgeführten Versuche mit dieser Schaltung geben Aufschluß über Kontaktdruck, Schaltdauer, Schaltgeschwindigkeit, und es können auf diese Weise auch Druckschwankungen, die noch nicht zu Prellungen führen, nachgewiesen werden. Außerdem wurde bei Kontakten ein ausgesprochener Mikrofoneffekt nachgewiesen, der stark feuchtigkeitsabhängig war und beim Anhauchen stark zurückgeht. Ferner läßt sich die Selbstreinigung von Kontakten bei längerem Betrieb und die Verstärkung der Fremdschicht bei längerer Ruhestellung leicht nachweisen. Die Druckschwankungen zeigen die Periodizität verschiedener mechanischer Schwingungen, die bei der Kontaktgabe angestoßen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Messung und oszillographischen Anzeige von Übergangswiderständen an Kontakten, insbesondere an periodisch betätigten Kontakten, dadurch gekennzeichnet, daß dem an einer konstanten Gleichstromquelle liegenden Kontakt ein Spannungsmeßgerät und ein Widerstand parallel geschaltet sind, der wenig, höchstens eine Größenordnung größer als der zu messende Übergangswiderstand ist.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Parallelschaltung auftretende Spannung als Eingangsspannung für einen Oszillographen dient.