DE872599C - Verfahren zur Messung elektrischer Widerstaende - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung elektrischer Widerstände Nach der deutschen Patentschrift 7IO 075 ist ein Verfahren zur Messung von Erderwiderständen bekannt, bei welchem dieser mittels einer Spannungsabfallmethode gemessen wird. Das Verfahren ist jedoch nicht nur auf die Messung von Erderwiderständen beschränkt, sondern es ist allgemein zur Messung von Widerständen recht gut geeignet, weil für die Messung des Spannungsabfalles der Meßinstrumentenkreis zwangsläufig auf hohe Widerstände eingeregelt wird und der in diesem Kreis fließende Strom vernachlässigbar klein bleibt. Bei Anwendung dieses Verfahrens wird jedoch die Ablesegenauigkeit des zweckmäßig mit einer Widerstandsskala versehenen Meßinstrumentes beeinträchtigt. Auf Kosten der Ablesegenauigkeit und der Übersichtlichkeit werden auf der Skala zwei Zehnerpotenzen erfaßt. Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung des bekannten Verfahrens dergestalt, daß zur Beseitigung der Abweichung von der logarithmischen Skalencharakteristik im oberen Skalenbereich bei der Messung des Spannungsabfalls der in Reihe geschalteten Widerstände dem Meßinstrument ein unveränderlicher Widerstand parallel geschaltet und gleichzeitig der Widerstand des Instrumentenkreises auf seinen ursprünglichen Wert abgeglichen wird. Eine besonders vorteilhafte Skala umfaßt eine Zehnerpotenz in gut angenäherter logarithmischer Teilung auf etwa zwei Dritteln der Skalenlänge. Durch die Erfindung wird bei Verwendung des Verfahrens für Erdungsmesser eine weitere Verbesserung dadurch erzielt, daß entweder die Hilfserderwiderstände, ohne die Messung zu stören, größer werden dürfen als bei dem Verfahren nach der Patentschrift 710 075 oder daß bei gleichen Hilfserderwiderständen die Störung durch vagabundierende Ströme kleiner wird.
• In Fig. I ist das Verfahren nach der Patentschrift 7I0 075 schematisch für Gleichstrom dargestellt.
• Q ist eine Gleichstromquelle. Der von ihr ausgehende Strom fließt über den Meßwiderstand RM durch den zu messenden Widerstand Rx und den zur Begrenzung des Stromes dazwischengeschalteten Sicherheitswiderstand Rs zur Stromquelle zurück. Für die Messung wird wie folgt verfahren: Der Schalter S wird in Stellung K gebracht und der Vorwiderstand Rv so lange geregelt, bis das Meßinstrument J auf seinen größten Ausschlag einspielt. Dann wird der Schalter auf M umgelegt und der Widerstand an der in Widerstandseinheiten geteilten Skala abgelesen. Wenn an der Hochstausschlag und a der abgelesene Ausschlag ist, so stehen sie bei vernachlässigbarem kleinen Instrumentenstrom durch die Gleichung a Rx an Rx+RM in Verbindung. Fig. 2 zeigt mit der- Kennlinie al wie Rx a . Rz nach dieser Gleichung RM von an abhängig ist. R M ist in logarithmischem Maßstab aufgetragen. Auf der Skala sind im Bereich von a/an = o,og bis 0,9I zwei Zehnerpotenzen für Rx untergebracht In der Mitte der Skala wird, wie die Gerade a-a zeigt, die-Teilung mit großer Annäherung logarithmisch, was am Anfang und Ende der Skala bei erheblich geringerer Genauigkeit nicht der Fall ist. Zu dieser uneinheitlichen Genauigkeit kommt noch als zweiter Übelstand, daß RM klein sein muß gegenüber dem höchsten auf der Skala abzulesenden Widerstand Rx. Wie aus Fig. 3 a ersichtlich, ist der Skalenbereich 10 bis unendlich für die Messung verloren, wodurch die ausnutzbare Skala entsprechend kleiner wird. Dieser Verlust wird immer größer, je größer RM: RX72aaer wird. Für das Beispiel nach Fig. 2 und 3 a ist, wie im allgemeinen üblich, RM = 0,1' RXax gewählt. Bei so kleinem RM wird der Spannungsabfall für kleine Rx klein und der vom Generator zu liefernde Strom muß verhältnismäßig groß oder Rv Mein werden. Letzteres wirkt sich ungünstig aus und ist für die Messung von Erdwiderständen unangenehm, wenn vagabundierende Ströme die Messung zu stören versuchen. In einem solchen Falle ist eine möglichst hohe Spannung im Meßinstrumentenkreis, die einen hohen Widerstand Rv erfordert, vorteilhaft, was mit größerem RM bei gleichem Quellenstrom erreicht wird. Der- Quellenstrom wird häufig durch den großen Widerstand Rs nahezu allein bestimmt.
• Die geschilderten Mängel werden vermieden, wenn in Ausführung des Erfindungsgedankens das Meßinstrument für die Stellung K unempfindlicher gemacht wird als für die Stellung M. Wird es zum Beispiel durch einen Nebenwiderstand so viel unempfindlicher gemacht, daß für den Höchstausschlag der I,5fache Strom benötigt wird, wie für Stellung M, so hat die Skalenteilung den mit der Kennlinie b1 in Fig. 2 gekennzeichneten Verlauf. Die Skalenteilung ist, wie die Gerade b-6 zeigt, weitgehend logarithmisch a und erfaßt mit an = °,7S eine Zehnerpotenz von o,2 bis z RRM. x RM ist jetzt 0,5 Rx,,, und für kleine Rx wird demzufolge bei gleichem Quellen strom der Spannungsabfall verhältnismäßig groß.
• In Fig. 3b ist die Skala nach dem neuen, als Erfindung beanspruchten Verfahren, der alten Skala gegenübergestellt, und zwar für RM = 0,5 Rxrnax.
• Fig. 4 zeigt das Schaltbild in einfachster Form.
• Der SchalterS legt in der StellungK einen Widerstand parallel dem Meßinstrument 1 und macht es unempfindlicher als für Stellung M. In dem der StellungK zugeordneten Stromkreis wird noch ein Widerstand Ra eingeschaltet. Er gleicht diesen Stromkreis auf den gleichen Gesamtwiderstand wie ihn der StromkreisM besitzt ab. Die Messung geht in der gleichen Weise vor sich wie an Hand der Fig. I beschrieben.
• Die in Fig. 4 dargestellte Meßeinrichtung kann durch einen in Stufen regelbaren Meßwiderstand RM in bekannter Weise umschaltbar gemacht werden.
• -Zweckmäßig wird hierbei auch die Spannung zwangsläufig derart mit umgeschaltet, daß mit höheren Widerständen auch höhere Spannungen geschaltet werden.
• Die Messung von Erderwiderständen sowie die Messung des Widerstandes von Elektrolyten wird nun nicht mehr mit Gleichstrom, sondern mit Wechselstrom vorgenommen. Als Wechselstromgenerator dient in der Regel ein Magnetinduktor. Da es fürWechselstrom keine hochempfindlichen billigen Meßinstrumente gibt, wird auch in diesem Falle ein Gleichstrommeßinstrument verwendet und der im Instrumentenkreis fließende Wechselstrom gleichgerichtet. Der Gleichrichter kann entweder ein von der Induktorwelle synchron gesteuerter mechanischer Gleichrichter bzw.
• Polwender oder ein von der Induktorspannung synchron gesteuerter Schwinggleichrichter oder auch ein Trockengleichrichter sein. Fig. 5 zeigt das Schaltbild für Erdermessung. Es sind G der Magnetinduktor, E der Erder, dessen Widerstand gemessen werden soll; H der Hilfserder. Der Wechselstrom fließt vom Generator G über RM und E durch die Erde nach H und von dort nach dem Generator zurück. U ist die Sonde, von wo aus der Instrumentenstrom über den als Polwender P gezeichneten Gleichrichter über die Stellung K oder M nach dem Generator fließt. Auch mit einer Meßeinrichtung nach Fig. 5 geht die Messung in der gleichen Weise vor sich wie an Hand der Fig. 1 beschrieben, nur müssen alle Einstellungen und Ablesungen während des mit gleichmäßigerWinkelgeschwindigkeit angetriebenen Kurbelinduktors durchgeführt werden. Die Meßeinrichtung kann ebenfalls wie an Hand der Fig. 4 beschrieben, stufenweise regelbare Meßwiderstände und regelbare Spannungen erhalten.

Claims (6)

1. PTETANSPROCHE: 1. Verfahren zur Messung elektrischer Widerstände, bei welchem der zu messendeWiderstand Rr mit einem bekannten Meßwiderstand in Reihe geschaltet ist und bei welchem der Widerstand Rx durch Vergleich des Spannungsabfalles an beiden in Reihe geschalteten Widerständen und des Spannungsabfalles am Widerstand Rx bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung der Abweichung von der logarithmischen Skalencha- rakteristik im oberen Skalenbereich bei der Messung des Spannungsabfalles der in Reihe geschalteten Widerstände dem Meßinstrument ein unveränderlicher Widerstand parallel geschaltet und gleichzeitig der Widerstand des Instrumentenkreises auf seinen ursprünglichen Wert abgeglichen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung des Spannungsabfalles der beiden in Reihe geschalteten Widerstände durch einen im Instrumentenkreis liegenden regelbaren Widerstand auf vollen Ausschlag eingeregelt wird und bei der Messung des Spannungsabfalles am Rx-Widerstand dieser in Widerstandseinheiten abgelesen werden kann.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Messung des Spannungsabfalles der beiden in Reihe geschalteten Widerstände zwangsläufig ein Zusatzwiderstand in den Meßinstrumentenkreis gelegt wird und diesen auf den gleichen Widerstand abgleicht, wie er für die Messung des Widerstandes Rx vorhanden ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen den beiden Empfindlichkeiten so gemacht wird, daß die Widerstandsskala des Meßinstrumentes innerhalb einer Zehnerpotenz nahezu logarithmisch geteilt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Messung von Erder-und Elektrolytwiderständen mit durch Magnetinduktor erzeugtem Wechselstrom ein Gleichstrommeßinstrument verwendet wird und der Instrumentenstrom entweder durch einen von der Induktorwelle synchron gesteuerten mechanischen Gleichrichter bzw. Polwender oder einen von der Induktorspannung synchron gesteuerten Schwinggleichrichter oder durch einen Trockengleichrichter gleichgerichtet wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwiderstand oder zwangsläufig der Meßwiderstand mit der Meßspannung zusammen in Stufen regelbar sind, wobei mit höheren Meßwiderständen auch die Spannung erhöht wird.

   Angezogene Druckschriften: »Telegraphenmeßordnung der Deutschen Reichspost«, Teil 1, I940, S. 20, 2I, 52, 83 und 84; Werbeblatt der Fa. Hartmann & Braun » Gebrauchsanweisung B 15-3«, Juni 1946.