DE880354C

DE880354C - Thermal ammeter with room temperature compensation

Info

Publication number: DE880354C
Application number: DEL8590A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Hueter; Erich Dr-Ing Zimmermann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1951-03-21
Filing date: 1951-03-21
Publication date: 1953-06-22

Description

Thermischer Strommesser mit Kompensation der Raumtemperatur Es liegt nahe, zur thermischen Strommessung ein vom zu messenden Strom beheiztes Quecksilberthermometer zu verwenden, dessen Skala in Ampere geeicht ist. Derartige Strommesser besitzen infolge der Wärmekapazität der Heizspule eine in manchen Fällen erwünschte große Trägheit. Sie sind aber insofern nachteilig, als ihre Anzeige von der Raumtemperatur abhängig ist, und dieser Nachteil, der sich bisher nicht beheben ließ, stand ihrer Verwendbarkeit für genaue Messungen entgegen.Thermal ammeter with room temperature compensation It is close, for thermal current measurement, a mercury thermometer heated by the current to be measured whose scale is calibrated in amperes. Have such ammeters a large one, which is desirable in some cases, due to the heat capacity of the heating coil Inertia. But they are disadvantageous insofar as their display of the room temperature is dependent, and this disadvantage, which could not be remedied so far, stood theirs Usability for exact measurements contrary.

Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß die in den letzten Jahren entwickelten Kunststoffe aus härtbarem Phenolharz auf Harnstoffbasis und andere hochpolymere Kunststoffe infolge ihrer Eigenschaft, einen größeren Ausdehnungskoeffizienten als Quecksilber zu besitzen, geeignet sind, als Material für ein Kompensationsgefäß zu dienen, mit dem sich eine Kompensation der Raumtemperatur erzielen läßt. Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß ein mit dem Anzeigemittel, z. B. Quecksilber, gefülltes, aus einem Material mit gegenüber dem Anzeigemittel kleinem Raumausdehnungskoeffizienten, z. B. Glas, bestehendes Gefäß, das von einer vom zu messenden Strom durchflossenen Heizwicklung umgeben ist, mit einem der Raumtemperatur ausgesetzten Kompensationsgefäß mit einem größeren Raumausdehnungskoeffizienten als dem des Anzeigemittels verbunden ist.The invention is based on the knowledge that in the last Years developed plastics made of curable urea-based phenolic resin and other high-polymer plastics due to their property of having a higher coefficient of expansion as mercury, are suitable as a material for a compensation vessel to serve, with which a compensation of the room temperature can be achieved. Accordingly the invention is that a with the display means, for. B. mercury, filled, made of a material with a small spatial expansion coefficient compared to the display means, z. B. Glass, existing vessel through which a current to be measured flows Heating coil is surrounded, with a compensation vessel exposed to room temperature associated with a larger spatial expansion coefficient than that of the display means is.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar in Fig. i als einfacher Strommesser, in Fig. 2 als Kontaktinstrument.Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing, namely in Fig. i as a simple ammeter, in Fig. 2 as a contact instrument.

In Fig. i ist mit i ein aus Glas bestehendes Quecksilbergefäß bezeichnet, das von einer in einer Wärmeisolation q. eingebetteten Heizspule 3 umgeben ist, die von dem zu messenden Strom durchflossen wird. Die sich in das Quecksilbergefäß i nach oben anschließende Kapillares ist in Ampere geeicht. Mit dem Quecksilbergefäß i ist ferner durch ein Verbindungsstück 6 ein Kompensationsgefäß 2 verbunden, das aus einem Material besteht, dessen Raumausdehnungskoeffizient größer als der von Quecksilber ist. Hierzu eignen sich die in neuerer Zeit aufgekommenen Kunststoffe der angegebenen Art, wie Plexigum, Mipolan, Ultrapas usw. Die Verbindung 6 zwischen den beiden Quecksilbergefäßen ist als Kapillare ausgeführt, um eine Wärmeabfuhr durch diesen Teil möglichst zu unterbinden.In Fig. I, i denotes a mercury vessel made of glass, that of one in a thermal insulation q. embedded heating coil 3 is surrounded, through which the current to be measured flows. Which is in the mercury jar i following upwards Capillary is calibrated in amperes. With The mercury vessel i is also a compensation vessel through a connector 6 2 connected, which consists of a material whose spatial expansion coefficient is greater than that of mercury. The ones that have emerged recently are suitable for this purpose Plastics of the specified type, such as Plexigum, Mipolan, Ultrapas, etc. The connection 6 between the two mercury vessels is designed as a capillary in order to dissipate heat to prevent this part as much as possible.

Bei geeigneter Dimensionierung der Volumen v, und v2 der Gefäße i bzw. 2 wird der Einfluß der Raumtemperatur beseitigt. Wenn mita i der Raumausdehnungskoeffizient von Quecksilber, mit a a der des Kunststoffes und mit a 3 der von Glas bezeichnet wird, .so ergibt sich eine Kompensation der Raumtemperatur t, wenn folgender Gleichung genügt wird: (vl+v2) ait=v. a2t+vla3t oder . Voraussetzung ist, wie gesagt, daß a 2 > a i. Bekanntlich ist der Raumausdehnungskoeffizient a dreimal so groß wie der lineare Ausdehnungskoeffizient @, also a = 3 @.If the volumes v and v2 of the vessels i and 2 are suitably dimensioned, the influence of the room temperature is eliminated. If a i denotes the spatial expansion coefficient of mercury, aa that of plastic and a 3 that of glass, the room temperature t is compensated if the following equation is satisfied: (vl + v2) ait = v. a2t + vla3t or. As already mentioned, the prerequisite is that a 2> a i. As is well known, the spatial expansion coefficient a is three times as large as the linear expansion coefficient @, i.e. a = 3 @.

Beispielsweise ist für Ultrapas . . . . . . . . . ß 2 = 80 - 1o-' a 2 = 240 1o-6, Quecksilber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a i = 182 io-s, Jenaer Glas (156s 11l) P3=3@io-s a3= 9-10-6-Mit ausreichender Genauigkeit ergibt sich hierbei v2 -3 v1.For example, for Ultrapas. . . . . . . . . ß 2 = 80 - 1o- ' a 2 = 240 1o-6, mercury. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a i = 182 io-s, Jenaer Glas (156s 11l) P3 = 3 @ io-s a3 = 9-10-6-With sufficient accuracy results here v2 -3 v1.

Die Korrektur des Raumtemperatureinflusses wird zweckmäßig auf eine mittlere Anzeige bezogen, so daß die restlichen Abweichungen bei den darunter- und darüberliegenden Werten nicht zu groß werden können.The correction of the room temperature influence is expedient on a middle display related, so that the remaining deviations in the lower and values above cannot become too large.

Wenn die Wärmeträgheit durch Isoliermaterial zwischen der Heizwicklung 3 und dem Quecksilbergefäß i vergrößert wird, kann eine Mittelwertbildung des Stromes über eine bestimmte Zeit, z. B. 1/4 Stunde, erzielt werden.When the thermal inertia by insulating material between the heating coil 3 and the mercury vessel i is enlarged, averaging of the current over a certain period of time, e.g. B. 1/4 hour can be achieved.

Die obere Kapillare s kann nach Art der Maximumthermometer einen kleinen Schwimmer enthalten, der ganz oder teilweise aus Eisen besteht, so daß er mittels eines Magneten zurückgeführt werden kann.The upper capillary s can be a small one like the maximum thermometer Contain float, which consists entirely or partially of iron, so that it means a magnet can be returned.

Der Strommesser kann ferner gemäß Fig.2 als Kontaktinstrument ausgebildet sein, indem in an sich bekannter Weise in die am unteren Ende mit der einen Steuerstromzuführungselektrode 1q. versehene Kapillare s oben ein als Gegenkontakt dienender Draht 7 eintaucht, der mittels einer Spindel 8 und einer auf ihr längs verschiebbar aber unverdrehbar gelagerten Mutter g in seiner Höhenlage verstellbar ist. Die Mutter 9 ist über-eine flexible Leitung mit der zweiten Steuerstromelektrode 1s verbunden. Diese Teile sind von einer Glasröhre io umschlossen, die einen oberen Ansatz ii besitzt, in den ein auf der Spindel 8 befestigtes Magnetstück 12 hineinragt. Mittels eines über den Ansatz geschobenen Hufeisenmagneten kann das Magnetstück und damit die Spindel 8 gedreht werden.The ammeter can also be designed as a contact instrument according to FIG be by in a manner known per se in the one at the lower end with the one control current supply electrode 1q. provided capillary s is immersed above a wire 7 serving as a mating contact, which by means of a spindle 8 and one on it longitudinally displaceable but non-rotatable mounted nut g is adjustable in height. The mother 9 is over-one flexible line connected to the second control current electrode 1s. These parts are enclosed by a glass tube io, which has an upper approach ii, in which a magnet piece 12 attached to the spindle 8 protrudes. By means of an about the approach pushed horseshoe magnet can the magnet piece and thus the spindle 8 can be rotated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Thermal ammeter with room temperature compensation, characterized in that a with the display means, for. B. mercury, filled, made of a material with a small spatial expansion coefficient compared to the display means, z. B. Glass, existing vessel through which a current to be measured flows Heating coil is surrounded, with a compensation vessel exposed to room temperature associated with a larger spatial expansion coefficient than that of the display means is.

2. Thermal ammeter according to claim i, characterized in that the Compensation vessel (2) made of plastic, e.g. B. from curable phenolic resin based on urea or another high polymer plastic.

3. Thermal ammeter according to claim i and 2, characterized in that the volume (v2) of the compensation vessel of the equation where v, the volume of the measuring vessel, ai the spatial expansion coefficient of mercury, a 2 that of plastic and (1 3 that of glass. q ..

Thermal ammeter according to Claims 1 to 3, characterized in that the correction the room temperature influence is related to a middle point on the display scale is. s.

Thermal ammeter according to claims i to q., Characterized in that that the connection between the two mercury vessels is designed as a capillary (6) is.

6. Thermal ammeter according to claim 1 to q., Characterized in that that the display capillary (s) in the manner of the maximum thermometer a little quite or contains floats made partly of iron.

7. Thermal ammeter according to claims i to s, characterized in that it is in a manner known per se is designed as a contact instrument. B. Thermal ammeter according to claim i to 7, characterized in that the thermal inertia is achieved by applying insulating material between the heating coil and the mercury vessel is so enlarged that one Averaging of the current over a certain time, e.g. B. 1/4 hour achieved will.