DE879268C

DE879268C - Vorrichtung zur Durchfuehrung von Verlustwinkelmessungen

Info

Publication number: DE879268C
Application number: DEN2341D
Authority: DE
Inventors: Barend Gerrit Fruithof
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1943-05-31
Filing date: 1944-05-28
Publication date: 1953-06-11

Description

Vorrichtung zur Durchführung von Verlustwinkelmessungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von Verlustwinkelmessungen an Reaktanzen mit einer einstellbaren Vergleichsimpedanz, die in eine Meßbrückenschaltung aufgenommen ist. Sie betrifft weiterhin eine vorteilhafte bauliche usftihrungsform der Vergleichsimpedanz.
Es ist bekannt, bei Verlustwinkelmessungen, besonders im Hochfrequen7bereich, d. h. etwa Io6 Hz, als einlstellhare Vergleichsimpedanz in der Brückenschaltung die Reihenschaltung eines Widerstandes und eines einstellbaren Kondensators oder allgemein eine einstellbare Reaktanz anzuwenden.
Eine solche Meßbrückenschaltung hat jedoch den Nachteil, daß sich bei der Einstellung des Verlustwinkels der Vergleichsimpedanz auch deren Blindkomponente ändert.
Erfindungsgemäß kann dieser Nachteil bei Meßbrückenschaltungen der beschriebenen Gattung durch Anwendung einer Vergleichsimpedanz vermieden werden, die nebst der Reihenschaltung eines Widerstandes und einer einstellbaren Reaktanz eine zweite einstellbare Reaktanz von gleicher Gattung wie die zuerst genannte einstellbare Reaktanz erhält, welche die Reihensdaltung überbrückt, und daß sich bei der Veränderung der einen einstellbaren Reaktanz die andere in entgegengesetztem Sinn derart ändert, daß die Blindkomponente der Vergleichsimpedanz nahezu unabhängig von der Einstellung ist.
Als einstellbare Reaktanzen können sowohl Selbstinduktionen als auch Kondensatoren verwendet werden. Im letzteren Fall ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausführung der Vorrichtung und der Vergleichsimpedanz gemäß der Erfindung durch Vereinigung der beiden Kondensatoren zu einem Differentialkondensator. Freilich ist dann, wenn"die Summe der Kapazitäten der beiden Teile des Differentialkondensators unabhängig von dessen Einstellung ist, die Blindkomponente der Vergleichsimpedanz bei der Änderung der Einstellung des D ifferentialkondens ators nicht unbedingt konstant, aber die auftretenden Abweichungen sind, besonders bei Hochfrequenzmessungen, praktisch vernachlässigbar.
Die Erfindung und die Vorteile der einstellbaren Impedanz gemäß der Erfindung sind in. der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 stellt die Schaltung einer Vorrichtung n.ach der Erfindung dar, in dies eine kapazitive Vergleichsimpedanz verwendet wird; Fig. 2 und 3 sind ein Längs- bzw. ein Querschnitt durch eine vorteilhafte bauliche Ausführungsform einer einstellbaren Vergleichsimpedanz nach der Erfindung, während in Fig. 4 eine bei Verlustwinkelmessungen an Selbstinduktionen in der Vorrichtung nach der Erwindung anzuwendende induktive Vergleichsimpedanz dargestellt ist.
Die in Fig. I dargestellte Vorrichtung enthält eine durch einen Hochfrequenzgenerator I gespeiste Meßbrückenschaltung 2 mit einem Nullanzeiger 3.
In einem der Zweige liegt das Meßobjekt, im vorliegenden Fall ein Kondensator 4, während ein benachbarter Zweig die Vergleichsimpedanz enthält, die aus der Reihenschaltung eines veränderbaren Kondensators 5 und eines festen Widerstandes 6 sowie einem diese Reihenschaltung überbrückenden veränderbaren Kondensator 7 besteht.
Die Kondensatoren 5 und 7 bilden die Teilkapazität eines DifferentialHkondensators, so daß deren Summe unabhängig von der Einstellung des Differentialkondensators ist. Bei der Einstellung des Differentialkondensators ändert sich nun praktisch ausschließlich der reelle Teil der Vergleichsimpedanz und demzufolge deren Verlustwinkel, ohne daß ein bereits eingestelltes Brückengleichgewicht gestört wird, was die durcbzuführenden Verlustwinkelmessungen bedeutend erleichtert.
Der Differentialkondensator, der von an sich bekannter Ausbildung sein kann, wird im Fall einer für den vorliegenden Zweck besonders geeigneten VergleichsimpedanEz zweckmäßig auf die in den Fig. 2 und 3 angegebenen Weise mit dem Widerstand 6 zu einem gedrängten Teil baulich vereinigt. Die gegeneinander isolierten Elektroden des D ifferentialkondensators bestehen hierbei, aus zwei in Flucht liegenden, auf ein keramisches Röhrden 8 geklemmten Zylinderng,Io. Die einander zugewendeten Ränder der Elektroden g und IO sind an der Stelle II derart abgeschrägt, daß ihr;Abstand auf der Innenseite verhältnismäßig groß bei minimal zulässigem Abstand auf der Außenseite ist, wodurch sich eine verhältnismäßig große Kriechstrecke zwischen den Elektroden ergibt.
Die Elektroden 9 und IO sind, z. B. unter Zuhilfenahme einer nicht dargestellten Mikrometerschraube, entgegen der Wirkung einer Feder 12 in der Achsenrichtung in einem aus Stäben I3 und Platten 14 gebildeten Gestell verschiebbar, das auch die den beiden Teilkapazitäten des Differentialkondensators gemeinsame Elektrode 15 trägt.
Diese Elektrode 15 ist gleichfalls zylindrisch und umfaßt die anderen Elektroden konzentrisch.
Der Widerstand 6, dessen Enden mit den Elektropen 9 bzw. IO verbunden sein müssen, ist im Innern des von diesen Elektroden gebildeten Zylinders angeordnet, wodurch bei der Messung störende Verbindüngsleiter vermieden werden Nach Beseitigung eines Schraubdeckels I6 kann der Widerstand 6 herausgenommen und durch einen anderen ersetzt werden.
Bei einer Meßbrückenschaltung nach der Erfindung mit einer Vergleichsimpedanz von der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführung schwankt bei einer Meßfrequenz von rund I,5 MHz der scheinbare Parallelwiderstand der Vergleichsimpe; danz zwischen 0,5 und 215 Megohm, wenn der Widerstand 6 einen Wert von I50 Ohm besitzt, die Gesamtkapazität des Differentialkondensators rund I5 pF und die Änderung der Teilkapazitäten rund 8 pF beträgt.
Bei Verlustwinkelmessungen an Selbstinduktionen i.st die in Filg. 4 dargestellte Vergleichs impedanz anwendbar Diese besteht aus einer mit einer Mittelanzapfung I7 versehenen Spule IS deren Enden 19 und 20 mit den Enden des Widerstandes 21 verbunden sind. Das Ende 19 der Spule ist auch mit einem Ende einer konzentrisch im Innern der Spule I8 angeordneten und in der Achsenrichtung verschiebbaren Hilfsspule 22 verbunden. Das freie Ende 23 der Hilfsspule 22 und die Mittelanzapfung 17 bilden die Anschlußklemmen der Vergleichsimpedanz. Bei der dargestellten Anordnung ändert sich bei der Verschiebung der Spule 22 der gegenseitigen Induktionen zwischen den beiden Hälften der Spule 18 einerseits und der Hilfsspule 22 andererseits nicht, so daß sich dann, ähnlich wie bei der beschriebenen kapazitiven Vergleichsimpedanz, nur dile reelle Komponente der Vergleichsimpedanz ändert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur Durchführung von Ver-Ins twinleel messungen an Reaktanzen, bei der in einen Ztveig einer Brückenschaltung das Meßobjekt eingefügt werden kann und in einem anderen Zweig eine einstellbare Vergleichsimpedanz angebracht ist, die aus der Reihenschaltung eines Widerstandes und einer einstell- baren Reaktanz besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung von einer zweiten einstellbaren Reaktanz gleicher Gattung überbrückt ist und daß sich bei der Veränderung der einen einstellbaren Reaktanz die andere in entgegengesetztem Sinn derart ändert, daß die Blindkomponente der Vergleichsimpedanz nahezu unabhängig von der Einstellung ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei. der Veränderung der einen einstellbaren Reaktanz die andere um einen gleichen Betrag im entgegengesetzten Sinn ändert.
3. Einstellbare Impedanz von kapazitiver Natur zur Anwendung in einer Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Reihenschaltung eines Wilderstandes und eines einstellbaren Kondensators enthält, die von einem zweiten einstellbaren Kondensator überbrückt ist, und bei der die beiden einstellbaren Kondensatoren zu einem Differentialkondensator vereinigt sind.
4. Einstellbare Impedanz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegeneinander isolierten Elektroden des Differentialkondensators zylindrisch ausgeführt und konzentrisch zueinander angeordnet sind.
5. Einstellbare Impedanz nach Anspruch cy, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Reihenschaltung liegende Widerstand von den Elektroden des Differentialkondensators umgeben ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch I oder Q gekennzeichnet durch eine Vergleichs impedanz nach Anspruch 3, 4 oder 5.